Thiết Kế Hồ Chứa Nước Quảng Mào , huyện Yên Thủy , tỉnh Hòa Bình- Thầy Nguyễn Khắc Xưởng - Đại Học Thủy Lợi

* Thiết Kế Hồ Chứa Nước Quảng Mào , huyện Yên Thủy , tỉnh Hòa Bình- Thầy Nguyễn Khắc Xưởng - Đại Học Thủy Lợi * Đồ án được thưc hiện năm 2016 dành cho khóa 53 trường đại học thủy lợi dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Ths Nguyễn Khắc Xưởng Sinh viên Thực Hiện: Trần Nguyên Hiếu 53CTL1 * Khu vực hồ chứa nước Quảng Mào nằm trên khu vực sông Lạng thuộc địa bàn xã Đoàn Kết huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình. Khu vực hưởng lợi gồm có các xã: Phú Lai, Yên Trị, Ngọc Lương (Hòa Bình) và Thạch Bình (Ninh Bình). Diện tích khu tưới khoảng 3000ha. - Theo tọa độ: công trình hồ chứa Quảng Mào nằm ở + 200¬24’ vĩ độ bắc + 105041’ kinh độ đông - Theo vị trí địa lý: vùng xây dựng công trình hồ chứa nước Quảng Mào phía bắc giáp xã Hữu Lợi, phía nam giáp xã Đông Phong huyện Nho Quan, phía đông giáp xã Thạch Bình huyện Nho Quan, phía tây giáp xã Yên Lạng rừng Cúc Phương

LỜI MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, đất nước ta đang trên đà phát triển để hội nhập kinh tế cùng với các nước trong khu vực Đời sống nhân dân ngày càng được đổi mới và phát qtrên đà công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước nhưng cũng không ngừng chú trọng phát triển nông nghiệp một cách toàn diện, để nông nghiệp luôn là nền tảng vững chắc cho sự nghiệp xây dựng đất nước Do vậy, hàng loạt các dự án xây dựng

hồ chứa phục vụ cho nhu cầu nông nghiệp, sinh hoạt và nhu cầu về điện đang được triển khai.

Hòa Bình là khu vực có rất nhiều tiềm năng để phát triển tài nguyên nước (có rất nhiều sông suối) nhưng mật độ dân cư còn thưa thớt đặc biệt là những vùng núi và vùng xây dựng các hồ chứa nước Do vậy, nhà nước đang triển khai đẩy mạnh chính sách xây dựng vùng kinh tế mới Muốn vậy, cần xây dựng các công trình thủy lợi để phát triển các tiềm năng sẵn có của khu vực là rất quan trọng.

Phương hướng phát triển kinh tế của huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình trong những năm trước mắt là tập trung sản xuất nông nghiệp, lấy việc sản xuất lúa làm chủ yếu, bảo đảm tự túc được lương thực tại chỗ, ổn định cuộc sống nhân dân làm cơ

sở vật chất cho sự phát triển của các ngành kinh tế khác như khai thác các thế mạnh về rừng, đất rừng chế biến các sản phẩm nông nghiệp cùng các tiềm năng khác của địa phương.

Để thực hiện phương hướng phát triển chung của huyện Yên Thủy, đặc biệt khu vực trọng điểm lúa ven sông Lạng thì biện pháp thủy lợi duy nhất và thực thi là xây dựng hồ chứa Quảng Mào đáp ứng yêu cầu nước phục vụ nông nghiệp và các yêu cầu dùng nước khác.

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 6

1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐỊA HÌNH KHU VỰC 6

1.1.1 Vị trí địa lý 6

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 6

1.2.ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN KHÍ TƯỢNG 6

1.2.1 Đặc trưng thuỷ văn khu vực 6

1.2.2 Đặc trưng khí tượng 6

1.3 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT 10

1.3.1 Cấu tạo địa hình, địa chất và các bản đồ về địa hình, địa chất 10

1.3.2 Địa chất thủy văn: Địa chất thủy văn công trình có thể phân thành ba loại như sau: 10

1.3.3 Địa chất vùng hồ: 10

1.3.4 Địa chất công trình vùng tuyến 11

1.3.5 Vật liệu xây dựng 12

1.4.2 Điều kiện thuận lợi và khó khăn khi xây dựng hồ chứa nước Quảng Mào: 16

CHƯƠNG II PHƯƠNG HƯỚNG QUY HOẠCH VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 17

2.1 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ 17

2.1.1 Dân cư và đời sống 17

2.1.2 Phân bố ruộng đất và sản lượng nông nghiệp 17

2.1.3 Các ngành kinh tế trong khu vực : công nghiệp, rừng, du lịch, dịch vụ… 17

2.2 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI TRONG KHU VỰC 18

2.2.1 Tình hình nguồn nước, sông suối trong khu vực 18

2.2.2 Tình hình cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt , các ngành kinh tế khác 18

2.3 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA ĐỊA PHƯƠNG 18

2.4 TÍNH TOÁN THỦY NÔNG THỦY LỢI 18

2.4.1 Yêu cầu nước dùng 18

2.4.2 Cao trình tưới tự chảy 19

2.4.3 Lưu lượng thiết kế cống 19

2.5 NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH 19

CHƯƠNG III CHỌN TUYẾN, HÌNH THỨC, KẾT CẤU VÀ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 20

3.2 TRÀN XẢ LŨ 21

3.3 CỐNG LẤY NƯỚC 21

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THỦY LỢI 22

4.1 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ 22

4.1.1 Xác định MNC, Wc 22

4.1.2 Xác định MNDBT, W , W 23

4.1.3 Nội dung và phương pháp tính toán 24

4.2 XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH 30

4.3 CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 31

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN BTRÀN KINH TẾ 32

5.1.TRÀN XẢ LŨ 32

5.1.1 Vị trí tràn xả lũ 32

5.1.2 Hình thức tràn xả lũ 32

5.2.TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 32

5.2.1 Mục đích 32

5.2.2 Ý nghĩa 32

5.3.THIẾT KẾ ĐẬP NGĂN SÔNG 34

5.3.1 Xác định cao trình đỉnh đập 34

5.3.2 Thiết kế mặt cắt cơ bản 39

a) Bề rộng và cấu tạo đỉnh đập 39

5.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRÀN XẢ LŨ 40

5.4.1.Hình thức và cấu tạo tràn xả lũ 40

5.4.2 Tính toán thủy lực dốc nước 42

5.4.3.Tính toán tiêu năng 48

5.4.4 Chọn cấu tạo các bộ phận của tràn 51

5.5 TÍNH KHỐI LƯỢNG, GIÁ THÀNH XÂY LẮP CÁC PHƯƠNG ÁN 52

5.5.1 Tính khối lượng đập dâng 52

5.5.2 Tính toán khối lượng tràn xả lũ 53

5.6 CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ KỸ THUẬT 54

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ ĐẬP CHÍNH 55

6.1 TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN 55

6.1.1 Tính toán kiểm tra khả năng tháo 55

6.2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN ĐẬP 56

6.2.1 Xác định cao trình đỉnh đập chính 56

6.2.2Xác định cao trình đỉnh đập phụ 57

6.2.3 Bề rộng và cấu tạo đỉnh đập 57

6.2.4 Mái đập và cơ đập chính 57

6.2.5 Mái đập và cơ đập phụ 58

6.2.6 Thiết bị bảo vệ mái 59

6.2.7 Thiết bị chống thấm cho đập 60

6.2.8 Nối tiếp giữa đập với nền và bờ 61

6.3.TÍNH THẤM QUA THÂN ĐẬP VÀ NỀN 61

6.3.1 Mục đích 61

6.3.2 Các trường hợp tính toán 61

6.3.3 Các mặt cắt tính toán 62

6.3.4 Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán 62

6.3.5 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 62

6.3.6 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 70

6.3.7 Tính tổng lượng thấm 71

6.4 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP 73

6.4.1 Mục đích tính toán 73

6.4.2 Trường hợp tính toán 73

6.4.3 Phương pháp và số liệu tính toán 73

6.4.4 Tính toán ổn định mái đập theo phương pháp cung trượt 74

6.5 THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 77

6.5.1 Vị trí tràn 77

6.5.2 Tính toán thủy lực dốc nước 79

`6.5.3 Kênh dẫn hạ lưu 81

6.5.4 Độ sâu liên hiệp hc” 82

6.5.5 Thiết kế công trình tiêu năng 83

6.6 CHỌN CẤU TẠO CHI TIẾT CÁC BỘ PHẬN 84

6.6.1 Ngưỡng tràn 84

6.6.2 Tường bên 85

6.7 TÍNH ỔN ĐỊNH CHO TƯỜNG BÊN THƯỢNG LƯU TRÀN 85

6.7.1 Mục đích tính toán 85

6.7.2 Trường hợp tính toán 85

6.7.3 Phương pháp tính toán 85

6.7.4 Tài liệu tính toán 86

6.7.5 Tính toán ổn đinh cho trường hợp mới thi công xong 87

6.7.6 Tính toán ổn đinh cho trường hợp vừa xả lũ xong, mực nước trong hồ rút từ MNLTK về MNDBT 90

6.7.6.1 Xác định các lực tác dụng 90

CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC 94

7.1 NHIỆM VỤ VÀ CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 94

7.1.1 Nhiệm vụ 94

7.1.2 Vị trí tuyến cống 94

7.1.3 Hình thức cống 94

7.1.4 Sơ bộ bố trí cống 94

7.1.5 Các thông số tính toán 95

7.2 THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG 95

7.2.1 Tài liệu tính toán 95

7.2.2 Trình tự tính toán 95

7.2.3 Kiểm tra điều kiện không xói 96

7.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC CỐNG 97

7.3.1 Xác định khẩu diện cống 97

7.3.2 Tính toán tiêu năng cống 102

7.4 CHỌN CẤU TẠO CHI TIẾT 108

7.4.1 Cửa vào, cửa ra 108

7.4.2 Thân cống 108

7.4.3 Tháp van 110

PHẦN THỨ TƯ 111

CHƯƠNG 8 CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 111

TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 111

8.1 MỤC ĐÍCH VÀ TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN 111

8.1.1 Mục đích tính toán: 111

8.1.2 Trường hợp tính toán: 111

8.2 TÀI LIỆU CƠ BẢN VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 111

8.2.1 Tài liệu cơ bản 111

8.2.2 Yêu cầu thiết kế : 114

8.3.XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN CỐNG 114

8.3.1 Xác định đường bão hoà trong thân đập 115

8.3.2 Áp lực đất: 116

8.3.3 Áp lực nước: 117

8.3.4 Trọng lượng bản thân: 117

8.3.5 Phản lực nền r : 117

8.3.6 Sơ đồ lực cuối cùng: 118

8.4.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỐNG NGẦM 119

8.4.1 Mục đích tính toán: 119

8.4.2 Phương pháp tính toán: 119

8.4.3 Nội dung tính toán: 119

8.4.4 Tính toán khả năng chịu lực của cống: 120

8.4.4 Kết quả tính toán: 123

8.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 124

8.5.1 Mặt cắt tính toán: 124

8.5.2 Tính toán cốt thép dọc chịu lực: 125

8.5.3 Tính toán cốt thép ngang (cốt xiên): 130

8.6 TÍNH TOÁN KIỂM TRA NỨT 134

8.6.1 Mặt cắt tính toán: 134

8.6.2 Tính toán và kiểm tra nứt: 134

KẾT LUẬN 137

TÀI LIỆU THAM KHẢO 138

PHỤ LỤC 139

PHẦN THỨ NHẤT TÀI LIỆU CƠ BẢN Chương I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.Vị trí địa lý và địa hình khu vực.

1.1.1 Vị trí địa lý.

Khu vực hồ chứa nước Quảng Mào nằm trên khu vực sông Lạng thuộc địabàn xã Đoàn Kết huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình Khu vực hưởng lợi gồm có cácxã: Phú Lai, Yên Trị, Ngọc Lương (Hòa Bình) và Thạch Bình (Ninh Bình) Diệntích khu tưới khoảng 3000ha

- Theo tọa độ: công trình hồ chứa Quảng Mào nằm ở+ 20024’ vĩ độ bắc

+ 105041’ kinh độ đông

- Theo vị trí địa lý: vùng xây dựng công trình hồ chứa nước QuảngMào phía bắc giáp xã Hữu Lợi, phía nam giáp xã Đông Phonghuyện Nho Quan, phía đông giáp xã Thạch Bình huyện Nho Quan,phía tây giáp xã Yên Lạng rừng Cúc Phương

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo.

* Địa hình, địa mạo: Địa hình khu vực gồm 2 loại chính: đồi núi thấp và thung

lũng, các khe xen kẽ giữa các quả đồi bát úp

+) Địa hình đồi núi thấp : Ở khu vực lòng hồ gồm các quả đồi độc lập có độdốc thoải

+)Địa hình thung lũng và các khe hẹp: Nhiều thung lũng và các khe suối xen

kẽ giữa các quả đồi dạng bát úp.Gặp nhiều công trình giao tiếp và thường phải đitheo các sườn đồi

+)Vùng hưởng lợi gồm các xã huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình và một số xãthuộc huyện Nho Quan tỉnh Ninh Bình Địa hình gồm các cánh đồng khá hẹp, tậptrung , bằng phẳng, diện tích lớn

1.2.Điều kiện thủy văn khí tượng.

1.2.1 Đặc trưng thuỷ văn khu vực.

Khu vực xây dựng hồ chứa có khí hậu vùng bắc bộ, mùa mưa kéo dài 6 tháng Sông mang tính chất sông miền núi, lòng sông có nhiều đá lộ, độ dốc lớn nênkhả năng tập trung dòng chảy lớn Thường xảy ra lũ vào mùa mưa và kiệt vào mùa khô

1.2.2 Đặc trưng khí tượng.

Có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông lạnh ngắn và ít mưa Mùa hè nóngdài và nhiều mưa

- Nhiệt độ bình quân năm : 23,50C

- Nhiệt độ tuyệt đối cao nhất : 38,90C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 5,70C

1.2.2.1 mưa

+) Mùa nóng có nhiều mưa, lượng mưa khá lớn lượng mưa trung bình hàngnăm là 1900mm, cao nhất là 2460mm, thấp nhất là 1300mm Mưa nhiều nhất vàotháng 7, tháng 8

+) Mùa lạnh ít mưa, trời rét đậm, không khí khô lạnh, mưa ít nhất vào tháng

Bảng 1.2 : Lượng bốc hơi trung bình hàng tháng

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XIIZ(mm

1.2.3.1 Phân phối dòng chảy trong năm tần suất P=85%

Bảng 1.3: Phân phối dòng chảy năm tần suất P=85%

Q(m3/s) 1,1

1

2,04

1,43

3,19

7,19

3,77

0,67

0,48

0,36

0,3

0,25

0,20

1.2.3.2 Dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế:

Bảng 1.4:Dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế:

1.2.3.3 Dòng chảy rắn: Bùn cát có những số liệu sau đây:

Tổng lượng bùn cát gồm có cả lượng bùn cát lơ lửng và di đẩy lắng đọng trong hồ

W=12.076 (T/năm)

Khối lượng riêng của bùn cát : γ = 0,9 tấn/m 3

1.2.3.4 Đường quá trình lũ:

* Đường quá trình lũ tần suất 1%

Bảng 1.5 : Đường quá trình lũ tần suất 1%

* Đường quá trình lũ tần suất 0,2%

Bảng 1.6 : Đường quá trình lũ tần suất 1%

1.3 Điều kiện địa hình, địa chất.

1.3.1 Cấu tạo địa hình, địa chất và các bản đồ về địa hình, địa chất.

1.3.1.1 Địa hình địa mạo: Sông Lạng chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam.

Các đồi núi nằm ở phía Đông Bắc khu vực bị chia cắt tạo thành dạng đồi bát

úp, tron thoải Cao trình đỉnh đồi 50m-60m đến 90m-100m có xu hướng tăng dần vềphía Đông Nam Xen kẽ giữa các đồi núi là các khe thung lũng hẹp

Các dãy núi đá vôi phân bố thành dải nằm phía Tây Nam khu vực, cao từ caotrình +140m đến +200m Các núi đá vôi phía hạ lưu có cao trình +96m đến +173m

1.3.1.2 Cấu tạo và điều kiện địa chất:

Cấu tạo địa chất : Hồ Quảng Mào nằm trên vùng đá trầm tích cát , bột kết, đáphiến, thấu kính và lớp sét mỏng than, thuộc điệp Suối Bằng (T3n- rsb) Một bên đávôi thuộc điệp Đồng Giao ( T2 đg)

Hướng dốc chung của các lớp đá là dốc vào trong lòng hồ Đá vôi T2 đg hầunhư có cùng hướng đổ của đá trầm tích cơ học T3n-rsb, hướng đổ tầng đá như vậythuận lợi cho việc giữ nước cho hồ

1.3.2 Địa chất thủy văn: Địa chất thủy văn công trình có thể phân thành ba loại

như sau:

1.3.2.1 Nước Katơ trong đá vôi điệp Đồng Giao:

Phần nước này chứa trong hang động Katơ tạo thành các dòng chảy ngầm vàcác mạch nước xuất hiện tịa các chân núi Tại các giếng đào dưới chân núi mựcnước ngầm cách mặt đất 2-3,5m , mùa khô thì cạn đến đáy

1.3.2.2 Nước khe nứt:

Chứa trong khe nứt của đá Điệp Thạch xám đen, cát kết hạt mịn màu hồng

có xen kẽ với lớp than mỏng bề dầy 0,4-0,8 m Mùa khô mực nước ngầm cách mặtnước 3,6 – 5 m, mùa mưa tới gần mặt đất

1.3.2.3 Nước ngầm trong bồi tích:

Chứa trong các lớp cát, cuội sỏi bồi tích tại các bồi thềm sông Cần chú ý khảnăng mất nước qua lớp đất chứa nước này và phải có biện pháp công trình phù hợp

Hồ nằm trong thung lũng rộng ở giữa dãy núi Võ Mõ kéo dài theo hướngTây Đông Hồ nằm sát hoặc xa chân núi đá vôi , địa hình phía sau các dãy núi này

Lớp đất phong hóa và đá gốc là đất đá thấp kém , nằm đổ vào lòng hồ.

Lòng hồ và thềm sông đều tạo bởi lớp cuội sỏi có bề dày 3,5 – 5m

Trong vùng lòng hồ có nhóm dân cư, đất canh tác, xóm Quảng Mào Lòng

hồ có nhiều đồi thấp xen kẽ là các thung lũng Diện tích ngập tùy thuộc vào mựcnước dâng của hồ

1.3.4 Địa chất công trình vùng tuyến.

1.3.4.1 Tuyến đập:

- Lớp 1 : Đất bồi tích

+) Lớp 1d: Sét màu nâu xám vàng, chứa hữu cơ có trạng thái chảy dẻo mềm,phân bố hạn hẹp trên bề mặt của khu suối cạn nằm ở phía bờ phải

+) Lớp 1c: Sét màu vàng nhạt, đốm đỏ trạng thái dẻo cứng

+) Lớp 1b: Sét pha – cát pa màu vàng nhạt, đốm đỏ trạng thái dẻo cứng đếndẻo mềm, lớp nằm giữa lớp 1c

+) Lớp 1a: Cuội sỏi, bùn cát màu xám đen, phân bố ở khu vực lòng sông dưới đáy,bãi bồi nằm ở bờ phải và khu vực suối cạn

- Lớp 4: Sét bột màu xám xanh, xám đen phong hóa mạnh xen kẹp các thấu kínhmỏng ( 20-25 cm) than màu đen Lớp này nằm dưới lớp 3a bề dày khoản 7m

-Lớp 5: Sét, bột kết phong hóa màu xanh đen, nứt nẻ vỡ vụn mạnh, lớp này nằmdưới lớp 4 và là lớp dưới cùng trong phạm vi khảo sát

1.3.4.2 Tuyến tràn:

+) Lớp 1a: Cuội sỏi và bùn cát màu xám đen bão hòa nước, lớp này phân bố

ở đầu tràn, nằm dưới lớp 1b có bề dày 0,8m Đây là lớp đất yếu cần sử lý

+) Lớp 1b: Sét pha – cát màu vàng nhạt, trạng thái dẻo cứng đến dẻo mềm.Lớp này phân bố ở khu vực thung lũng phía đầu tràn Nằm trên cùng lớp này códạng thấu kính có bề dày lớn nhất khoảng 0,8m Đây là lớp đất yếu cần sử lý.

+) Lớp 2a: Sét pha màu nâu vàng, đốm đỏ lẫn mảnh đá, dăm sạn trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng Lớp này phân bố trên toàn khu vực tuyến tràn, có bề dàytang dần về phía đầu tràn, khu vực thân tràn dầy khoảng 1m

+) Lớp 2b: Sét pha màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng có kếtcấu chặt vừa, nguồn gốc pha tích phân bố ở khu vực thân tràn, đuôi tràn nằm ở trêncùng có bề dày không ổn định Thân tràn 0,5m, đuôi tràn 2,1m

+) Lớp 4: Sét, bột kết màu xám đen, nâu đỏ, xám vàng, phong hóa nứt nẻmạnh

+) Lớp 5: Sét bột kết phong hóa màu xanh đen, nâu vàng, nâu đỏ, nứt nẻ vỡvụn

1.3.4.3 Tuyến cống lấy nước:

+) Lớp 2a: Sét pha màu nâu vàng, đốm đỏ lẫn dăm sạn, mảnh đá, trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng Đây là lớp đất tàn tích nằm dưới lớp 2b có bề dày khoảng0,8m

+) Lớp 2b: Sét pha màu vàng, trạng thái dẻo cứng kết cấu chặt, vừa phân bốtrên bề mặt tuyến cống, bề dày khá ổn định khoảng 0,7m

+) Lớp 4: Sét, bột kết màu xám xanh, xám đen phong hóa mạnh xen kẹp thấukính mỏng, than màu đen dầy khoảng 20cm nằm dưới lớp 2a và phân bố toàn khuvực tuyến cống

1.3.5 Vật liệu xây dựng.

1.3.5.1 Vật liệu đất

- Bãi vật liệu 1 : Độ sâu khai thác trung bình là 2,0m , bề dầy thổ nhưỡng bóc

bỏ là 0,2m , trữ lượng khai thác là 200.000m3 Khối lượng bóc bỏ là 20.000m3 Đất

á sét chứa nhiều sỏi sạn màu vàng nhạt, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa

- Bãi vật liệu 2: Giải đồi bờ phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập 200mđến 1200m kéo dài 900m Khối lượng bóc bỏ 90.000m3 Đất á sét màu nâu, trạngthái cứng nửa cứng kết cấu chặt vừa

- Bãi vật liệu 3: Bãi vật liệu dài 500m, rộng 400m, bề dày khai thác là 2,0m ,

bề dầy thổ nhưỡng bóc bỏ là 0,2m, trữ lượng khai thác là 400.000m3 Đất sét nhẹmàu vàng trạng thái kết cấu chặt vừa

- Bãi vật liệu 4: Dải đồi bờ trái nằm giữa tuyến đập II và III , cách mỗi tuyến

là 200m, bãi dài 1000m , rộng 400m, bề dầy thổ nhưỡng bóc bỏ là 0,2m, chiều dầykhai thác là 0,2m, trữ lượng là 800.000m3, khối lượng bóc bỏ dự tính là 80.000m3.Đất sét nhẹ màu vàng nâu , trạng thái cứng kết cấu chặt vừa

Bảng 1.7 : chỉ tiêu cơ lý của đất đắp

- Lực dích đơn vị bão hòa Cbh = 0,7 T/m2

- Dung trong khô γ k = 1,58 T/m3

1.4.2 Điều kiện thuận lợi và khó khăn khi xây dựng hồ chứa nước Quảng Mào:

+)Thuận lợi: Địa hình khu vực tương đối dốc ibq = 4% , lợi cho việc tưới tựchảy từ khu đầu mối Vùng tuyến xây dựng đầu mối thuận lợi cho việc bố trí côngtrình , mặt bằng thi công rộng, diện tích khu vực hưởng lợi khá lớn, tuyến kênhmương thuận lợi

+) Khó khăn: diện tích chiếm đất lớn, trên hệ thống đường kênh gặp nhiềucông trình giao tiếp Diện tích ngập lụt trong vùng lòng hồ sẽ lớn khi nâng cao đầunước để tăng dung tích hồ chứa

Chương II PHƯƠNG HƯỚNG QUY HOẠCH VÀ NHIỆM VỤ CÔNG

TRÌNH 2.1 Tình hình dân sinh kinh tế.

2.1.1 Dân cư và đời sống.

Dân số của 4 xã thuộc khu vực hưởng lợi của hồ Quảng Mào 1999 là 20831người Trong đó dân tộc Mường chiếm 65,3% , kinh chiếm 34,5% chủ yếu đều sinhsống lâu đời Mật độ phân bố dân cư không đều nhau chủ yếu tập trung ven cácchân núi, hia bên bờ suối và quốc lộ 12A

Tổ chức cộng đồng theo đơn vị hành chính huyện – xã – bản làng, người dânsống chủ yếu bằng nghề nông với các sản phẩm như ngô, lúa, khoai, sắn, chè.Người dân tộc sống chủ yếu vào rừng và các sản phẩm từ rừng, người kinh sốngnhờ vào buôn bán nhỏ

Ruộng đất bình quân tính theo đầu người là 0,1 ha/người Diện tích bìnhquân ruộng đất lớn nhưng năng suất thấp Bình quân lương thực theo đầu người là180-200 kg/người/năm

Người dân cần cù lao động, tinh thần đoàn kết cao, vẫn giữ được bản sắc dântộc mình, nhiều phong tục tập quán lạc hậu đã được xóa bỏ , thực hiện nếp sống vănhóa mới theo chủ trương chính sách của nhà nước

2.1.2 Phân bố ruộng đất và sản lượng nông nghiệp.

Phân bố diện tích gieo trồng tương đối là lớn, tuy nhiên cây lúa mới trồngđược 1 vụ là chủ yếu còn lại là cây gieo trồng và cây vụ đông

Một trong những vấn đề chủ yếu là do chưa đủ nước tưới chủ động Việcchuyển đổi cơ cấu cây trồng mấy năm gần đây cũng mang lại hiệu quả tích cực,khuyến nông năng suất trong vùng tăng 1,5-1,8 lần so với hiện nay

Các giống vật nuôi trong vùng chủ yếu là trâu, bò, lợn và gia cầm phát triểnmức hộ gia đình và phân tán, vật nuôi vẫn là giống địa phương năng suất thấp

Vật nuôi chủ yếu để phục vụ kéo, cung cấp dinh dưỡng hằng ngày Việcphát triển chăn nuôi trong vùng tận dụng được sản phẩm nông nghiệp, tăng nguồnthu nhập cho nhân, tạo phân bón cho phục vụ sản xuất nông nghiệp

2.1.3 Các ngành kinh tế trong khu vực : công nghiệp, rừng, du lịch, dịch vụ…

- Công nghiệp : Chủ yếu là khai thác than, sỏi, cát xây dựng và sản xuất vôi,gạch ngói nung Các nghành chế nông sản như say sát chế biến nứa ngoài ra còn cónghành truyền thống là mây tre đan và dệt thổ cẩm Nhìn chung công nghiệp củakhu vực chưa phát triển

- Du lịch và dịch vụ : Khu vực có vùng núi tiếp giáp vùng đồng bằng gầnrừng Cúc Phương nhưng mạng lưới dịch vụ du lịch còn rất kém

- Rừng : Trong những năm gần đây tốc độ trọc hóa rừng phát triển rất nhanh,

do tốc độ canh tác nương rẫy, khai thác rừng không có kế hoạch Cần phát triển kếhoạch trồng rừng, hình thành các vành đai phòng hộ rừng để hỗ trợ sản xuất nôngnghiệp, tạo môi trường sinh thái tốt, nguồn sinh thủy ổn định phục vụ cho sản xuất

và đời sống nhân dân trong vùng

2.2 Hiện trạng thủy lợi trong khu vực.

2.2.1 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 và sông Lạng chảy qua khu vực Tình hìnhnguồn nước không thuận lợi cho việc sản xuất nông nghiệp, do lượng mưa phân bốkhông đều trong năm, mùa mưa lượng nước lớn gây ngập lụt, mùa khô lượng nướcrất bé không đáng kể, các suối chảy qua khu vực lưu lượng bé hầu như không códòng chảy cơ bản

2.2.2 Tình hình cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt , các ngành kinh tế khác.

Các công trình thủy lợi phục vụ cho lúa và hoa mầu chủ yếu là đập dâng và

hồ chứa nhỏ Hồ chứa có tác dụng nâng cao đầu nước và điều tiết dòng chảy Nhiềucông trình nhưng quy mô nhỏ, phân tán do địa hình tương đối là dốc, khả năng tậptrung nước nhanh nên dễ gây ra ngập úng

Trong vùng chủ yếu là dân tộc ít người, nước cung cấp sinh hoạt chủ yếu làcác khe suối và các mỏ đá vôi

2.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội của địa phương.

- Đẩy mạnh thâm canh tăng năng xuất, khai thác triệt để nguồn đất trồng sẵn

có, tăng cường khai hoang phục hóa mở rộng diện tích đất trồng trọt

- Chuyển đổi cơ cây trồng, tăng diện tích cây trồng công nghiệp ngắn ngày,đưa các giống lúa có năng xuất cao vào sản xuất

- Mở rộng diện tích cây ăn quả như : vải, nhãn , mơ , na… phục vụ nhu cầutại chỗ và xuất khẩu

- Xây dựng chăn nuôi đại gia súc và hộ gia đình

- Bảo vệ rừng và khai thác rừng hợp lý, phủ xanh đất trống và đồi núi trọc

- Đẩy mạnh các dịch vụ thương mại và du lịch

2.4 Tính toán thủy nông thủy lợi.

2.4.1 Yêu cầu nước dùng.

Với nhiệm vụ công trình như trên, qua quá trình tính toán thủy nông xác địnhđược yêu cầu dùng nước cảu hồ Quảng Mào như sau :

Bảng 2.1: yêu cầu dùng nước các tháng trong nămThán

2.4.2 Cao trình tưới tự chảy

Yêu cầu tưới tự chảy đầu hệ thống : Zyc = 20,4(m).

2.4.3 Lưu lượng thiết kế cống.

Qtk = 2 m 3 /s 2.5 Nhiệm vụ của công trình.

Nhiệm vụ của công trình hồ chứa Quảng Mào :

- Cung cấp nước tưới cho gần 3000ha đất canh tác Huyện Yên Thủy ( HòaBình) trên 2000ha trả lại và bổ xung 1000ha cho Huyện Nho Quan ( Ninh Bình)

- Cung cấp nước sinh hoạt cho dân cư trong khu vực hưởng lợi khoảng20.000 người

- Cải thiện lũ vùng hạ du, nuôi trồng thủy sản, cải tạo môi trường sinh thái,tái tạo rừng phòng hộ

PHẦN THỨ HAI THIẾT KẾ CƠ SỞ Chương III CHỌN TUYẾN, HÌNH THỨC, KẾT CẤU VÀ CÁC CÔNG

TRÌNH ĐẦU MỐI.

3.1 Đập ngăn sông.

a Vị trí của đập ngăn sông.

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, tuyến đập được chọn là tuyến điểm TĐ ởcao trình 35 bên bờ trái và cắt ngang lòng sông qua điểm PĐ ở cao trình 35 bên bờphải

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 chođập

- Đập gối lên 2 bên sườn đồi có cao trình khá cao tạo thế vững chải 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 Quy mô, kích thước hình dạng đập ngăn sông.

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

1.Phương án đập bê tông trọng lực

*Ưu điểm của phương án đập bê tông trọng lực:

- Công trình hồ chứa Quảng Mào được xây dựng ở vùng xa nên rất xa đường giaothông chính vậy việc chuyên chở xi măng, sắt thép vào vùng thi công là rất khó khăntốn kém

- Tuyến đập dài nên nếu xây đập bằng bê tông sẽ không có lợi về kinh tế

2 Phương án đập đất

Theo các tài liệu khảo sát có mấy bãi vật liệu đủ trữ lượng và chất lượng để xâydựng đập đất đồng chất tại đây

*Ưu điểm của phương án đập đất:

- 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 khốilượng 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 khảthi có thể áp dụng để xây dựng cho công trình này

3.2 Tràn xả lũ.

a Vị trí tràn xả lũ.

Căn cứ vào địa hình khu vực xây dựng công trình ta chọn vị trí tuyến tràn đặt tạisườn bên bờ trái của đập, qua điểm T1 cao trình tự nhiên +25 m và qua điểm T3 caotrình tự nhiên +20 m do các nguyên nhân sau:

- 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 Quy mô, hình dạng, kích thước 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)

Ta chọn hình thức ngưỡng tràn là đập tràn đỉnh rộng và không có cửa van Và nốitiếp sau đập tràn là dốc nước Sau dốc nước là công trình tiêu năng với hình thức tiêunăng đáy bằng bể tiêu năng Sau công trình tiêu năng là kênh dẫn nước vào lòng suối

Cao trình đỉnh ngưỡng tràn: ∇ đỉnh ngưỡng tràn = MNDBT

Chiều rộng tràn: qua đánh giá về điều kiện kỹ thuật lẫn điều kiện kinh tế đốivới nhiều chiều rộng tràn khác nhau ta chọnđược chiều rộng Btràn hợp lý nhất

Dốc nước có 2 đoạn: đoạn thu hẹp và đoạn có chiều rộng không đổi;

3.3 Cống lấy nước.

a Vị trí cống.

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

b.Quy mô, hình dạng, kích thước cống.

Cống lấy nước là cống hộp bằng bê tông, chảy không áp có tháp van để điều tiếtlưu lượng và khống chế mực nước, lưu lượng thiết kế QTK=2,0 m3/s

Chương IV TÍNH TOÁN THỦY LỢI Chương IV: XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 4.1 Tính toán điều tiết hồ.

* Tính cao trình mực nước chết (MNC).

+ Khái niệm: Mực nước chết (MNC) là mực nước khai thác thấp nhất của hồ chứa

nước mà ở mực nước này công trình vẫn đảm bảo khai thác vận hành bình thường

+ Ý nghĩa:

Từ MNC ta sẽ xác định được dung tích chết của hồ

-Dung tích chết là phần dung tích của hồ chứa nước nằm dưới cao trình mực nướcchết

-Dung tích chết là nơi trữ hết lượng bùn cát lắng đọng trước công trình trong quátrình hoạt động và phải đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy

a.Xác định MNC theo cao trình bùn cát lắng đọng.

Zbc-cao trình bùn cát lắng đọng trong hồ

T – thời gian làm việc của công trình (tra trong QCVN 04 – 05 : 2012, sơ

bộ công trình cấp II , đập cao khoảng 15  35 m nền loại B => T = 75 năm)

Tính: Zbc

Theo tài liệu ta có Wbc=12076 T/năm, và γ = 0,9 T/m3

Vậy thể tích bùn cát lắng đọng trong 1 năm là:

Vậy MNC = 18,8+0,5+1,2 = 20,5 (m)

b Theo điều kiện tưới tự chảy

MNC phải đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy, tức là cao trình MNC phải lớn hơncao trình tưới để đảm bảo nguồn nước và chất lượng nước luôn đáp ứng cho nhucầu dùng nước của hạ lưu

Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Là mực nước hồ cần phải đạt được

ở cuối thời kỳ tích nước để đảm bảo cung cấp đủ nước theo mức đảm bảo thiết kế

Dung tích hiệu dụng (Vh) là phần dung tích được giới hạng bởi MNDBT vàMNC Vh chính là phần dung tích tham gia vào điều tiết dòng chảy

b Mục đích

Mực nước dâng bình thường là mực nước thiết kế cao nhất ở thượng lưu hồchứa, xác định mực nước dâng bình thường dùng để tình toán cho các công trìnhđầu mối thuỷ lợi

c Ý nghĩa

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

c Nhiệm vụ tính toán:

Dòng chảy thiên nhiên phân bố không đều theo không gian và thời gian do

đó mà cần phải tính toán điều tiết dòng chảy nhằm phân phối lại nguồn nước theothời gian và không gian cho thích ứng với nhu cầu một cách tốt nhất, theo khả năngcủa hồ chứa và công trình, tức là phải trữ nước trong những thời kỳ nhiều nước và

sử dụng trong thời kỳ ít nước

Mức độ điều tiết của kho nước là do sự thay đổi của dòng chảy hàng năm vàyêu cầu cấp nước quyết định

Kết quả của tính toán điều tiết dòng chảy cho phép ta xác định được mựcnước dâng bình thường và dung tích hiệu dụng

Vậy đối với hồ chứa Quảng Mào ta tiến hành điều tiết năm

Khi tính toán điều tiết năm thường sử dụng năm thủy văn để tính

4.1.3 Nội dung và phương pháp tính toán.

Tiến hành điều tiết năm theo phương pháp lập bảng là dùng cách lập bảng để

so sánh lượng nước dùng và lượng nước đến Nguyên lý cơ bản của phương phápnày là tiến hành cân bằng lượng nước trong kho, đem chia cho toàn bộ thời kỳ tínhtoán ra một số thời đoạn tính toán, ở đây là 12 thời đoạn ứng với 12 tháng của mộtnăm đại biểu Tính toán cân bằng lượng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biếtđược quá trình thay đổi mực nước, lượng nước trữ xả trong kho Trong từng thờiđoạn có thể dùng công thức đơn giản sau để biểu thị phương trình cân bằng giữalượng nước đến và lượng nước đi trong kho nước:

V = ( Qv - qr ) T

Trong 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 thờiđoạn cộng với V

Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng Z ~F, Z ~V của khonước sẽ biết được diện tích mặt nước và mực nước của kho nước cuối thời đoạnPhương pháp và cách tính được thể hiện cụ thể qua bảng tính sau :

a Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể đến tổn thất hồ chứa

- Phương pháp trữ sớm là trữ nước trong hồ cho tới mực nước cần dùng và cho tớikhi đủ xong những tháng tiếp theo xẽ xả nước thừa.(hồ chứa nước ta dung phươngpháp này).

Bảng 4.1.Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể đến tổn thất hồ chứa.

Nướcthừa

Nướcthiếu

V+

(106m3)

(106m3)

Thấy hồ Quảng Mào trong năm 2 mùa thừa nước và 2 mùa thiếu nước =>

Vhhd lấy bằng giá trị lớn nhất trong 2 lần thiếu nước

Cột 6: Lượng nước thừa

Cột 7: Lượng nước thiếu

ΔtV = WQ- Wq

Tổng cột 7 chính là lượng nước còn thiếu và chính là dung tích hiệu dụng của hồ chứa.

Cột 8: Lượng nước tích trong hồ chứa kể cả dung tích chết.( đây đang chỉ ghi

Vh)

Cột 9: Lượng nước xả thừa

b Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa

Tính tổn thất hồ chứa thể hiện trong bảng sau:

Bảng tính tổn thất hồ chứa

Bảng 4.2 Tính dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa.

Wq WQ

V-D.Tkho V2

3.90

4 0.074 0.289

1%Vt

b 0.127 0.416 3.689 18.636 14.532 14.346 10.973X

13.36

4 4.049

13.364

13.36

4 4.049

13.364

4.04

9 0.084 0.340

1%Vt

b 0.134 0.474 0.000 1.737 1.263 14.346 1.263XII

13.36

4 4.049

13.364

Trong đó:

- Cột (1) : Dung tích hồ khi chưa kể đến tổn thất

- Cột (2) : Diện tích mặt thoáng, tra theo Z~V và Z ~F có V => Z , có Z => F

- Cột (3) : Dung tích hồ trung bình khi chưa kể tổn thất 2

- Cột (12), (13) : Lượng nước thừa và thiếu trong từng tháng có kể đến tổn thất

- Cột (14) : Quá trình lượng nước có trong hồ (kể từ mực nước chết) khi đã kểđến tổn thất

- Cột (15): Lượng nước xả thừa

- Kết quả tính toán trong trường hợp này: Vhồ = 14,346.10 6 (m 3 ).

Bảng 4.3:Bảng tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa.

ng Chưa kể tổn thất Bốc hơi Thấm

Tổnglượng

tổnthất

V-D.Tkho V2

1%Vt

b 0.056 0.314 4.350 3.830 0.834 5.246VIII 10.788 2.826 7.994 2.826 0.083 0.235

I 9.620 3.746 11.983 3.746 0.065 0.243 1%Vtb 0.120 0.363 5.315 0.933 4.745 9.640

II 7.700 2.981 8.660 2.981 0.052 0.155

1%Vt

b 0.087 0.242 2.415 0.726 1.931 7.709III 5.757 2.534 6.729 2.534 0.054 0.137 1%Vtb 0.067 0.204 2.415 0.670 1.950 5.759

IV 3.481 1.978 4.619 1.978 0.068 0.135 1%Vtb 0.046 0.181 2.616 0.518 2.278 3.481

+ Cao trình MNDBT = 24,74 m (Tra quan hệ V~Z).

Bảng 4.4.Kết quả tính toán điều tiết hồ

- Cấp công trình theo QCVN04-05_2012 được xác định từ ba điều kiện:

- Xác định theo năng lực phục vụ của công trình trong hệ thống

- Xác định theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình

- Xác định theo dung tích hồ chứa Vhồ

+ Xác định theo năng lực phục vụ của công trình trong hệ thống.

Tra trong QCVN04-05_2012 với nhiệm vụ tưới cho 3000 ha ruộng thì hồchứa Quảng Mào là công trình cấp III

+ Xác định theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình.

- Xác định theo loại vật liệu đập, chiều cao đập và tính chất nền

+ Theo loại vật liệu đập: Đập được đắp bằng vật liệu đất có sẵn ở địaphương

+ Theo chiều cao đập: Sơ bộ Zđ đ= MNDBT +d =24.74 + 5 = 29,74 m( Sẽ tính toán chính xác ở phần thiết kế đập)

+ Theo tính chất : đất nền thuộc nhóm B

Kết hợp 3 chỉ tiêu về vật liệu đập, chiều cao đập và tính chất nền dựa vàoQCVN 04- 05_ 2012 (bảng 1: phân cấp công trình thuỷ lợi) ta được cấp côngtrình là cấp II.

+ Xác định theo dung tích hồ chứa V hồ

- Dung tích hồ chứa Quảng Mào ứng với MNDBT Vhồ=14.385.106m3 Tra trongQCVN 04-05_2012 được công trình cấp III

⇒ Vậy cấp công trình hồ Quảng Mào là cấp II

Với tổ hợp tải trọng cơ bản:nc=1,0

Với tổ hợp tải trọng đặc biệt: nc = 0,9

Với tổ hợp tải trọng trong thời kì thi công và sửa chữa : nc = 0,95

Hệ số tin cậy công trình cấp II là :Kn=1,15

Hệ số an toàn tính ổn định trên nền đá

Điều kiện làm việc bình thường: [Kcp] = 1,25

Điều kiện làm việc đặc biệt: [Kcp] = 1,125

Thời gian tính toán dung tích bồi lắng của hồ chứa bị lấp đầy: Tra trong bảng 11với công trình là công trình cấp II được T= 75 năm

Hệ số điều kiện làm việc ở bảng B.1

b Theo 8216-2009:

Tần suất gió thiết kế: Ở MNDBT:4%, ở MN lũ thiết kế: 50%

Độ vượt cao an toàn: - Ở MNDBT: a = 0,7

Hệ số an toàn ổn định cho phép của mái đập: Tra bảng 4-6 được:

Điều kiện làm việc bình thường: [Kcp] = 1,3

Điều kiện làm việc đặc biệt: [Kcp] = 1,1

Các hệ số gradient cho phép với đất đắp đập, các bộ phận chống thấm tra bảng 4

- 4

-Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu dưới MNC là 2,5m

Chương V TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN Btràn KINH TẾ.

- Ngưỡng tràn: Chọn đập tràn đỉnh rộng, tràn không có cửa van

- Cao trình ngưỡng tràn: ngưỡng = MNDBT (m)

Tính toán với các phương án chiều rộng tràn: BTr= 22 (m); 27(m); 32(m)

5.2.Tính toán điều tiết lũ.

5.2.1 Mục đích.

Tính toán điều tiết lũ nhằm tìm được phương pháp phòng chống lũ hiệuquả nhất.Thông qua tính toán điều tiết lũ ta xác định được :

-Xác định dung tích phòng lũ của kho nước:Vsc

-Xác định được đường quá trình xả lũ xuống hạ lưu q~t, q xả max

-Xác định được cột nước siêu cao Hsc

5.2.2 Ý nghĩa.

Từ những tính toán trên ta có cơ sở để xác định hình thức,qui mô,kích thước côngtrình xả lũ.Quy mô kích thước của công trình xả lũ ảnh hưởng lớn đến qui mô cáccông trình khác như: đập dâng,cống lấy nước,các công trình tiêu năng sau trình cống xả lũ,các công trình ven hạ lưu hay mức độ ngập lụt của thượng hạ lưu…

Vậy ta phải tính toán công trình xả lũ vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật vừa đạtđược yêu cầu về hiệu quả kinh tế

5.2.3 Tính toán điều tiết lũ:

5.2.3.1 Nguyên lí tính toán điều tiết.

Nguyên lý của tính toán điều tiết lũ:

- Phương trình cân bằng nước :

Phương trình động lực: q= f(A, Zt, Zh)

Đường quan hệ mực nước và dung tích Z~V

Đường quan hệ mực nước hạ lưu và lưu lượng nước H~Q

Bước 1: Chia thời đoạnt (ở đây t= t2 – t1 với t1, t2 làthời gian đầu và cuối thời đoạn lấy theo tài liệu về đường quá trình lũ), giả thiết Zt2 xác định giá trị mực nước thượng lưu Zt2 (tra quan hệ Z~V); xác định V2 Z1 thời đoạn đầu bằng

MNDT (tra quan hệ Z~V) xác định được V1 Ta tính được vế trái

Tiến hành tính toán cho tất cả thời đoạn sẽ xác định được quá trình xả lũ, các đặc trưng dung tích phòng lũ và các mực nước đặc trưng (qmax, Hsc, Vsc )

* Trình tự tính toán cụ thể:

- Cột 1: Thời đoạn tính toán

- Cột 2: Thời gian điều tiết

- Cột 3: Lưu lượng lũ đầu thời đoạn Q1=f(t1)

- Cột 4: Mực nước hồ đầu thời đoạn Tại thời đoạn đầu tiên điều tiết

Z1=ZMNDBT

- Cột 5: Lưu lượng xả đầu thời đoạn Ở thời đoạn 1 Qx1=Q1

- Cột 6: Lượng nước trong hồ đầu thời đoạn Ở thời đoạn 1 V1 = V(ZMNDBT)

- Cột 7: Tra quan hệ Q~t

- Cột 8 : Cao trình mực nước hồ cuối thời đoạn Giả thiết và tính thử dần chođến khi đạt (14) 0 mới ghi vào bảng

- Cột 9 : Mực nước trên ngưỡng cuối thời đoạn H2=Z2-Zng

- Cột 10 : Lưu lượng xả qua tràn cuối thời đoạn q x2  2 m B t g H23/2

- Cột 11 : Dung tích hồ cuối thời đoạn Tra quan hệ V~Z ứng với Z2

Kết quả tính toán thể hiện trong bảng phụ luc P 1-1 đến P 1-6.

Bảng 5.1.Kết quả điều tiết cho trường hợp lũ thiết kế p=1%.

Cao trình đỉnh đập được xác định từ 3 mực nước:Là MNDBT và MNLTK

a, a, a’’ - Độ vượt cao an toàn,với công trình cấp III tra bảng 4.1 tiêu chuẩn thiết

kế đập đất đầm nén (8216-2009) ta được a=0,7 m và a’=0,5 m; a’’=0,2m ( côngtrình cấp III trong 8216-2009 tương đương với công trình cấp II trong QCVN 04-05_2012)

Vận tốc gió tính toán lớn nhất V4%= 31,0 m/s

Vận tốc gió bình quân lớn nhất V50%= 20,2 m/s

Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D = 800 m;

Chiều dài truyền sóng ứng với MNLTK: D = 830 m

Cao trình đỉnh đập được lựa chọn là cao trình có trị số lớn nhất trong 3 kết quảtrên

5.3.1.1 Xác định cao trình đỉnh đập ứng với mực MNDBT và MNLTK (Z1,Z2).

- Xác định h , h’

h = 2.10-6

2

+ H : là chiều sâu nước trước đập

+ s : là góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió: s = 00

 Xác định hsl , hsl’:

Theo TCVN 8421-2010, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% được xác định theo công thức:

Hsl1% = K1.K2.K3.K4.Kα.hs1%

+ hs1%: Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%

+ Kα: hệ số phụ thuộc góc αs giữa hướng gió và pháp tuyến với trụcđập

+ K1, K2, K3, K4: Là các hệ số

K4: hệ số phụ thuộc vào tỉ số λ/h và hệ số mái nghiêng của công trình

K1,K2: Chọn bảo vệ mái đập bằng tấm bê tông nên K1 = 1 và K2 =0,9

K3: hệ số phụ thuộc tốc độ gió và hệ số mái nghiêng m

K1, K2, K3, K4, Kα tra theo quy phạm TCVN 8421-2010

- Xác định hs1%

hs1% được xác định theo TCVN 8421-2010 như sau:

+ Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu (H > 0,5 _ )

+ Tính các đại lượng không thứ nguyên

v v (Có 2 cặp giá trị ứng với giá trị các đại lượng không thứ

nguyên đã tính được ở trên) Chọn cặp giá trị nhỏ hơn để tính τ, h, 

Bước sóng bình quân −λ được tính theo công thức: λ= g τ

2

2 π

Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu : H > 0,5 λ

Thoả mãn sóng nước sâu thì chiều cao sóng 1% được xác định theo côngthức:

hs1% = K1% hTrong đó: Tra đồ thị hình A2 TCVN 8421-2010 ứng với

gD

V2 ta có K1%.+ K1, K2 Hệ số phụ thuộc đặc trưng lớp gia cố mái chọn gia cố mái bằngtấm bê tông nên K1 =1, K2= 0,9

+ K3 : Hệ số phụ thuộc hệ số mái thượng lưu, sơ bộ chọn hệ số mái củamái thượng lưu là m = 3÷5

Tra bảng 7 TCVN 8421 -2010 ta có K3