Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước Phan Dũng tỉnh Bình Thuận

LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân học viên Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Nguyễn Toàn Phát i LỜI CÁM ƠN Với giúp đỡ GS.TS Phạm Ngọc Quý, phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, Khoa Cơng trình trường Đại học Thuỷ Lợi, bạn bè đồng nghiệp, đến luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chun ngành Xây dựng cơng trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước Phan Dũng tỉnh Bình Thuận” hồn thành Tác giả xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH MTV khai thác cơng trình Thủy Lợi Bình Thuận tạo điều kiện giúp đỡ trình thực luận văn này, quan đơn vị cá nhân truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu công bố Đặc biệt tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Quý dành thời gian công sức hướng dẫn trực tiếp, bảo tận tình, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Với thời gian trình độ cịn hạn chế luận văn tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy giáo, Quý vị quan tâm bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ x MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO DUNG TÍCH HỮU ÍCH CỦA HỒ CHỨA .4 1.1 Tổng quan chung hồ chứa: 1.1.1 Khái niệm hồ chứa 1.1.2 Tình hình xây dựng hồ chứa nước giới .9 1.1.3 Tình hình xây dựng hồ chứa nước nước ta .10 1.1.4 Các đặc điểm hồ chứa nước xây dựng Việt Nam .12 1.2 Nhu cầu dùng nước tăng lên thực tế .13 1.2.1 Nhu cầu dùng nước nước ta 14 1.2.2 Nhu cầu dùng nước tỉnh Bình Thuận 17 1.2.3 Nhận xét 19 1.3 Những nghiên cứu ngồi nước nâng cao dung tích hữu ích 20 1.3.1 Nghiên cứu nâng cao trình đỉnh đập: 20 1.3.2 Nghiên cứu cải tạo nâng cấp tràn xả lũ: 21 1.4 Những vấn đề đặt hệ lụy nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa 26 1.4.1 Những vấn đề đặt nâng cao dung tích hữu ích 26 1.4.2 Những hệ lụy nâng cao dung tích hữu ích 26 1.5 Kết luận chương 27 CHƯƠNG HỒ CHỨA 2.1 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO DUNG TÍCH HỮU ÍCH 29 Những yêu cầu đặt phải nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa 29 2.1.1 Tăng mức đảm bảo tưới 29 2.1.2 Nhu cầu dùng nước tăng lên .29 2.1.3 Chuyển đổi mục tiêu sử dụng nước 30 2.1.4 Mức tưới tăng thay đổi cấu trồng .31 2.1.5 Ảnh hưởng biến đối khí hậu đến dịng chảy mùa kiệt 33 2.1.6 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến tổn thất bốc hồ chứa .34 iii 2.1.7 Dòng chảy bồi lắng bùn cát hồ chứa tăng lên 35 2.1.8 Do nhu cầu nâng cao mực nước chết để phục vụ du lịch 35 2.2 Các giải pháp cơng trình để nâng cao dung tích hồ chứa 36 2.2.1 Xây dựng hồ tiếp nước 36 2.2.2 Khơng nâng dung tích tổng hồ chứa 40 2.2.3 Nâng dung tích tổng hồ chứa 52 2.2.4 Giải pháp kết hợp 59 2.3 Tiêu chí lựa chọn giải pháp hợp lý để nâng cao dung tích hữu ích 60 2.4 Kết luận chương 62 CHƯƠNG LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ NÂNG CAO DUNG TÍCH HỮU ÍCH CHO HỒ CHỨA NƯỚC PHAN DŨNG 63 3.1 Thực trạng yêu cầu nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Phan Dũng 63 3.1.1 Thực trạng hồ chứa nước Phan Dũng 63 3.1.2 Sự cần thiết phải nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Phan Dũng 66 3.2 Xác định dung tích hữu ích hồ chứa nước Phan Dũng 67 3.3 Đề xuất phân tích tính khả thi giải pháp nâng cao dung tích hữu ích cho hồ chứa nước Phan Dũng 69 3.3.1 Giải pháp 1: Nâng cao trình cửa van kết hợp mở rộng tràn nâng cao trình đỉnh đập 69 3.3.2 Giải pháp 2: Nâng cao trình ngưỡng thay tràn piano đồng thời nâng cao trình đỉnh đập 70 3.3.3 Giải pháp 3: Nâng cao trình cửa van kết hợp nâng cao trình đỉnh đập 71 3.3.4 Giải pháp 4: Hạ thấp ngưỡng tràn thay cửa van đồng thời nâng cao trình đỉnh đập 72 3.3.5 Giải pháp 5: Nâng cao trình cửa van kết hợp xả lũ sớm 74 3.4 Phân tích lựa chọn giải pháp hợp lý nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước Phan Dũng 74 3.4.1 Giải pháp 3: Nâng cao trình cửa van kết hợp nâng cao trình đỉnh đập 74 3.4.2 Giải pháp 4: Hạ thấp ngưỡng tràn thay cửa van đồng thời nâng cao trình đỉnh đập 80 3.4.3 Giải pháp 5: Nâng cao trình cửa van kết hợp xả lũ sớm 85 3.4.4 Lựa chọn giải pháp 89 3.5 Kết luận chương 91 iv KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .92 TÀI LIỆU THAM KHẢO .94 PHỤ LỤC TÍNH TỐN .96 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Lưu vực lòng hồ Hình 1.2 Các dạng mặt cắt đập chắn bê tông Hình 1.3 Các dạng mặt cắt đập chắn đất Hình 1.4 Cơng trình tháo lũ dạng đập tràn [2] Hình 1.5 Cơng trình tháo lũ dạng đường tràn dọc [3] Hình 1.6 Cơng trình tháo lũ dạng đường ngang [3] Hình 1.7 Biểu đồ phân loại hồ chứa theo nguồn gốc Hình 1.8 Biểu đồ phân loại hồ chứa theo nhiệm vụ Hình 1.9 Biểu đồ phân loại hồ chứa theo cấp cơng trình Hình 1.10 Biểu đồ phân loại hồ chứa theo diện tích lưu vực Hình 1.11 Biểu đồ phân loại hồ chứa theo diện tích tưới Hình 1.12 Biểu đồ phân loại hồ chứa theo nguồn gốc nhiệm vụ Hình1.13 Hồ Kariba, Zimbabwe(180 km3) hồ Williston, Canada (74 km3) Hình1.14 Các hồ chứa xây dựng Việt Nam 11 Hình 1.15 Biểu đồ nhu cầu nước dùng cho nông nghiệp theo lưu vực sơng 14 Hình 1.16 Biểu đồ nhu cầu nước dùng sinh hoạt theo lưu vực sơng 15 Hình 1.17 Biểu đồ nhu cầu nước dùng công nghiệp theo lưu vực sơng 16 Hình 1.18 Biểu đồ tổng hợp nhu cầu ngành dùng nước theo lưu vực sông 17 Hình 1.19 Nâng chiều cao cửa van hồ Sông Quao 21 Hình 1.20 Tràn xả lũ hồ Vực Mấu (Nghệ An) sau mở rộng 22 Hình 1.21 Hồ Ba Bàu (Bình Thuận) chuyển từ tràn tự sang tràn có cửa van 22 Hình 1.22 Cải tạo tràn hồ chứa nước Yên Mỹ (Thanh Hóa) 23 Hình 1.23 Tràn cố kiểu nổ mìn gây vỡ hồ Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh) [1] 24 Hình 1.24 Tràn cố kiểu tự vỡ hồ Sông Hinh (Phú Yên) 24 Hình 1.25 Cải tạo ngưỡng tràn mỏ vịt sang tràn zich zắc hồ thủy lợi Phước Hịa 25 Hình 1.26 Tràn Dakmi4 (Quảng Nam) cải tạo từ ngưỡng tràn thực dụng cũ 25 Hình 2.1 Tổng hợp nhu cầu dùng nước sinh hoạt khách du lịch nước ta 30 Hình 2.2 Tổng hợp biến đổi dịng chảy trung bình năm mùa số trạm thủy văn vào kỷ 21 [8] 34 Hình 2.3 Hồ Tuyền Lâm tràn xả lũ sau cải tạo (Lâm Đồng) 36 vi Hình 2.4 Xây dựng hồ chứa phía lưu vực 36 Hình 2.5 Tiếp nước cho hồ chứa từ hồ chứa khác bên cạnh thuộc lưu vực khác 37 Hình 2.6 Bản đồ qui hoạch kênh chuyển nước hồ Sông Ray – hồ Đá Đen (Bà Rịa – Vũng Tàu) 39 Hình 2.7 Bản đồ kênh tiếp nước Sơng Móng – Đu Đủ (Bình Thuận) 39 Hình 2.8 Thay ngưỡng tràn đỉnh rộng ngưỡng tràn thực dụng 40 Hình 2.9 Mặt cắt ngưỡng tràn đỉnh rộng .41 Hình 2.10 Mặt cắt ngưỡng tràn thực dụng 42 Hình 2.11 Phân loại tràn zích zắc [11] 43 Hình 2.12 Các dạng ngưỡng tràn zích zắc 43 Hình 2.13 Cải tạo tràn hình thức nâng cao trình ngưỡng tràn với hình thức tràn piano 44 Hình 2.14 Mặt bằng, mặt cắt tràn piano 45 Hình 2.15 Các hình thức hạ thấp ngưỡng tràn kết hợp nâng cao trình đỉnh cửa van 47 Hình 2.16 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp mở rộng tràn .49 Hình 2.17 Các hình thức làm tường chắn sóng .53 Hình 2.18 Lắp đặt cửa van tràn tự .53 Hình 2.19 Thay đổi cửa van 53 Hình 2.20 Lắp đặt thêm cửa van phụ 53 Hình 2.21 Đắp áp trúc thượng lưu đập 55 Hình 2.22 Đắp áp trúc hạ lưu đập 55 Hình 2.23 Đắp áp trúc thượng hạ lưu đập 55 Hình 2.24 Các hình thức tôn cao đập bê tông trọng lực 56 Hình 2.25 Đắp áp trúc thượng lưu đập kết hợp làm tường chắn sóng 58 Hình 2.26 Đắp áp trúc hạ lưu đập kết hợp làm tường chắn sóng 58 Hình 2.27 Đắp áp trúc thượng hạ lưu đập kết hợp làm tường chắn sóng 58 Hình 3.1 Bình đồ vị trí hồ chứa nước Phan Dũng, tỉnh Bình Thuận 63 Hình 3.2 Hình ảnh hồ chứa nước Phan Dũng nhìn từ thượng lưu hạ lưu .64 Hình 3.3 Mặt đập dâng tràn xả lũ hồ Phan Dũng 65 Hình 3.4 Nâng cao trình cửa van kết hợp mở thêm tràn nâng cao trình đỉnh đập 69 Hình 3.5 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp thay tràn piano .70 Hình 3.6 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp tôn cao đập mặt cắt đập tràn 71 vii Hình 3.7 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp tơn cao đập làm tường chắn sóng mặt cắt đập không tràn 72 Hình 3.8 Hạ cao trình ngưỡng tràn kết hợp thay cửa van 73 Hình 3.9 Diễn biến trình điều tiết lũ giải pháp với P=1% 75 Hình 3.10 Diễn biến trình điều tiết lũ giải pháp với P=0,2% 76 Hình 3.11 Nâng cao trình đỉnh đập hình thức làm tường chắn sóng 77 Hình 3.12 Tải trọng tác dụng mặt cắt đập không tràn (giải pháp 3) 79 Hình 3.13 Chính diện thượng lưu tràn sau hạ thấp ngưỡng tràn 80 Hình 3.14 Mặt cát đập tràn hạ thấp ngưỡng tràn thay cửa van 81 Hình 3.15 Diễn biến trình điều tiết lũ giải pháp với P=1% 82 Hình 3.16 Diễn biến trình điều tiết lũ giải pháp với P=0,2% 82 Hình 3.17 Tải trọng tác dụng mặt cắt đập không tràn (giải pháp 4) 84 Hình 3.18 Diễn biến trình điều tiết lũ giải pháp với P=1% 86 Hình 3.19 Diễn biến trình điều tiết lũ giải pháp với P=0,2% 87 Hình 3.20 Tải trọng tác dụng mặt cắt đập không tràn (giải pháp 5) 88 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tổng hợp nhu cầu tỉ lệ sử dụng nước ngành kinh tế 17 Bảng 1.2 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước ngành kinh tế theo phân vùng .18 Bảng 3.1 Bảng thông số kỹ thuật hồ chứa 65 Bảng 3.2 Bảng nhu cầu nước tưới hồ Phan Dũng theo thiết kế 66 Bảng 3.3 Bảng nhu cầu nước tưới hồ Phan Dũng theo với diện tích 67 Bảng 3.4 Bảng lưu lượng xả hồ Lịng Sơng .67 Bảng 3.5 Phân phối dòng chảy năm thiết kế (P=85%) 68 Bảng 3.6 Bảng nhu cầu dùng nước hồ Phan Dũng theo nhu cầu 68 Bảng 3.7 Bảng tính tốn cân nước hồ Phan Dũng theo nhu cầu 68 Bảng 3.8 Kết tính tốn điều tiết lũ giải pháp .75 Bảng 3.9 Kết tính tốn cao trình đỉnh đập giải pháp 76 Bảng 3.10 Kiểm tra điều kiện ổn định trượt, lật giải pháp 79 Bảng 3.11 Kiểm tra điều kiện ứng suất giải pháp 79 Bảng 3.12 Kết tính tốn điều tiết lũ giải pháp .81 Bảng 3.13 Kết tính tốn cao trình đỉnh đập giải pháp 83 Bảng 3.14 Kiểm tra điều kiện ổn định trượt, lật giải pháp 85 Bảng 3.15 Kiểm tra điều kiện ứng suất giải pháp 85 Bảng 3.16 Kết tính tốn điều tiết lũ giải pháp .86 Bảng 3.17 Kết tính tốn cao trình đỉnh đập giải pháp 87 Bảng 3.18 Kiểm tra điều kiện ổn định trượt, lật giải pháp 89 Bảng 3.19 Kiểm tra điều kiện ứng suất giải pháp 89 Bảng 3.20 Tiêu chí đánh giá 89 ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ BĐKH Biến đổi khí hậu MNDBT Mực nước dâng bình thường MNLKT Mực nước lũ kiểm tra MNLTK Mực nước lũ thiết kế PTKT Phát triển kinh tế QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam x ... phải nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Phan Dũng 66 3.2 Xác định dung tích hữu ích hồ chứa nước Phan Dũng 67 3.3 Đề xuất phân tích tính khả thi giải pháp nâng cao dung tích hữu ích cho hồ chứa. .. nâng dung tích hữu ích hồ chứa Phan Dũng Vì việc nâng cao dung tích hữu ích hồ Phan Dũng lựa chọn phù hợp đem lại hiệu cao Vì đề tài ? ?Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ. .. CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ NÂNG CAO DUNG TÍCH HỮU ÍCH CHO HỒ CHỨA NƯỚC PHAN DŨNG 63 3.1 Thực trạng yêu cầu nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Phan Dũng 63 3.1.1 Thực trạng hồ chứa nước Phan Dũng