Nghiên cứu giải pháp công trình nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Hóc Xoài, tỉnh Quảng Ngãi

    ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH HÙNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH NÂNG CAO DUNG TÍCH HỮU ÍCH HỒ CHỨA HĨC XỒI, TỈNH QUẢNG NGÃI Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã ngành: 8580202 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng – năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA    Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ VĂN THẢO Phản biện 1: TS PHẠM QUANG ĐÔNG Phản biện 2: TS NGUYỄN THANH HẢI Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy họp trường Đại học Bách Khoa vào ngày 01 tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu Luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa  Thư viện Khoa Xây Dựng Thủy Lợi Thủy Điện, Trường Đại học Bách học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hồ chứa nước Hóc Xồi có đập giữ nước đất đắp; lượng nước đến hồ dồi bên cạnh chênh lệch cao trình đỉnh đập mực nước dâng bình thường lớn (3m); đơn vị quản lý hồ có ý định nâng cao mực nước dâng bình thường để tăng thêm dung tích hữu ích hồ chứa, nhằm đảm bảo cung cấp nước tưới hàng năm đồng thời thêm nhiệm vụ cấp nước cho sinh hoạt Do đó, việc ứng dụng mơ hình số để tính ổn định đập đất hồ chứa nước Hóc Xồi, mực nước dâng bình thường nâng cao cần thiết, nhằm giúp đơn vị quản lý theo dõi cách xác Vì tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp cơng trình nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Hóc Xồi, tỉnh Quảng Ngãi” làm đề tài nghiên cứu luận văn Thạc sĩ Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu đề tài đề xuất giải pháp cơng trình để nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Hóc Xồi, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt - Đảm bảo an tồn, ổn định q trình vận hành khai thác 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Đánh giá trạng hệ thống đầu mối hồ chứa nước Hóc Xồi nhằm thực nhiệm vụ cấp nước cho nông nghiệp, sinh hoạt - Đánh giá lại trạng nguồn nước, cụm cơng trình đầu mối hệ thống thuỷ lợi hồ Hóc Xồi - Tính tốn cân nước hệ thống hồ chứa Hóc Xồi - Đề xuất giải pháp hợp lý nhằm nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước Hóc Xồi Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn hệ thống hạng mục cơng trình đầu mối hồ chứa nước Hóc Xồi 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu luận văn sở số liệu dùng nước nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 2020-2030 Từ đó, phân tích, đánh giá đề xuất giải pháp thích hợp để nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước Hóc Xoài Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận - Nghiên cứu tổng quan, tiếp cận tài liệu thông qua nghiên cứu, điều tra, khảo sát, thu thập số liệu cần thiết vùng nghiên cứu - Tiếp cận, nắm vững tình hình phát triển kinh tế - xã hội - Tiếp cận, kiểm tra khảo sát thực trạng, đánh giá hiệu việc cấp nước cho ngành cơng trình hồ Hóc Xồi - Tổng hợp, phân tích số liệu điều tra, thu thập được, phân tích đánh giá kết để đề xuất giải pháp phù hợp - Tham khảo ý kiến địa phương chuyên gia việc phân tích tài liệu 4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích thống kê; - Phương pháp kế thừa kết nghiên cứu liên quan; - Phương pháp thống kê khách quan; - Ứng dụng cơng nghệ thơng tin - phần mềm tính tốn Ý nghĩa thực tiễn đề tài Lựa chọn giải pháp tối ưu để xác định quy mô, cấp cơng trình phù hợp vừa đảm bảo kinh tế, kỹ thuật; thuận lợi cho công tác xây dựng quản lý, vận hành cơng trình Chƣơng 1: TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƢỚC HĨC XỒI 1.1 Tổng quan hồ chứa nƣớc địa bàn tỉnh Quảng Ngãi Hiện nay, địa bàn tỉnh Quảng Ngãi có 123 hồ chứa nước thủy lợi phân bố địa bàn 11 Huyện, Thành phố, với diện tích thiết kế 12.352 ha, lực tưới thực tế 6.898 ha; Trong số 123 hồ có hồ chứa nước lớn có dung tích 10 triệu m3, hồ Nước Trong, Núi Ngang hồ Liệt Sơn; hồ chứa nước khoảng 10 triệu m3 có 10 hồ, hồ Di Lăng, Diên Trường, An Thọ, Sở Hầu, Hn Phong, Mạch Điều, Ơng Tới, Hóc Sầm, Biều Qua, Hố Cả; Số hồ lại có dung tích 10 triệu m3 1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.2.1 Vị trí địa lý Huyện Tư Nghĩa cách trung tâm hành tỉnh Quảng Ngãi km phía Nam Hình 1: Bản đồ hành huyện Tư Nghĩa 1.2.2 Điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên kinh tế xã hội Toàn huyện có 03 hồ chứa nước, đó: 01 hồ loại vừa (hồ Hóc Xồi) 02 hồ chứa loại nhỏ Ngồi hồ chứa có 09 đập dâng 20 trạm bơm điện loại nhỏ, hàng năm cấp nước tưới phục vụ cho 4.169 ha/vụ Năng lực tưới thực tế đạt 95% tổng diện tích sản xuất 1.2.4 Hiện trạng cơng trình thủy lợi vùng nghiên cứu Trong vùng nghiên cứu xã Nghĩa Thọ, Nghĩa Thắng, Nghĩa Thuận hưởng lợi từ hồ chứa nước Hóc Xồi có 09 cơng trình tưới, có 03 hồ chứa, 04 đập dâng 02 trạm bơm Bên cạnh có hệ thống kênh tưới hưởng lợi từ nguồn nước Thạch Nham hồ chứa, đập dâng 30 tuyến kênh với tổng chiều dài 28,5 km 1.2.4.1 Hệ thống hồ đập Nhìn chung lực cấp nước hồ đập chưa đảm bảo nhu cầu sử dụng Về tưới, khoảng 10% diện tích đất lúa vụ Hè thu xã cuối nguồn nước hồ Hóc Xồi như: Nghĩa Thuận Nghĩa Thắng; nguồn nước đập dâng Ruộng Ngót khơng đảm bảo tưới cho số diện tích Nghĩa Thọ Các nhiệm vụ cấp nước khác, như: nước sinh hoạt, nước cho chăn ni, chưa đặt q trình thiết kế ban đầu hồ đập 1.2.4.2 Hệ thống Trạm bơm 1.2.4.3 Hệ thống kênh mương 1.3 Hiện trạng hồ chứa nƣớc Hóc Xồi Hồ chứa xây dựng hoàn thành năm 2012 với mục đích cấp nước tưới cho 235 đất canh tác thuộc hai xã Nghĩa Thọ Nghĩa Thắng Nghĩa Thuận- huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng Ngãi Vị trí tuyến đập nằm gần thôn thôn xã Nghĩa Thọ Diện tích lưu vực hồ tính đến vị trí tuyến đập 8,72km² Hình 2: Hồ Hóc Xồi ảnh vệ tinh 1.3.1 Hiện trạng nguồn nước Nguồn nước đến hồ chứa nước Hóc Xồi nguồn nước từ phần thượng lưu suối Tó có diện tích lưu vực 8,72 km2 Trong suốt thời gian vận hành tới chưa có hồ hạ thấp đến mực nước chết, phần lớn mực nước hồ đạt vượt mực nước dâng bình thường Điều chứng tỏ nước đến hồ Hóc Xồi dồi 1.3.2 Hiện trạng cơng trình đầu mối hồ chứa nước Hóc Xồi Cơng trình hồ chứa nước Hóc Xồi gồm có: 01 đập đất, tràn xả lũ cống lấy nước, thông số chủ yếu bảng sau: Bảng 1 : Thông số kỹ thuật chủ yếu hồ chứa nước Hóc Xồi Hạng mục HỒ CHỨA ĐẬP ĐẤT TRÀN XẢ LŨ TT THÔNG SỐ ĐVT Hồ chứa nƣớc Hóc Xồi km2 8,72 Diện tích lưu vực Mực nước dâng gia cường m 49,00 Mực nước dâng bình thường m 46,20 Mực nước chết m 36,13 Dung tích tồn 103m3 1.552,36 Dung tích hữu ích 103m3 1.432,11 Dung tích chết 103m3 120,25 Cơng trình đầu mối Cấp II Hình thức Đập đất Cao trình đỉnh đập m 49,32 Cao trình đỉnh tường chắn sóng m 50,08 Chiều cao đập lớn m 22,00 Chiều dài Đập m 245,00 Hình thức tiêu nước sau đập Hình thức Tràn Cao trình ngưỡng tràn m 46,20 Cột nước tràn lớn m 2,80 Bề rộng tràn m 25,00 Lưu lượng xả qua Tràn m3/s 217,65 Chiều rộng dốc nước m 15,00 Đập đất khối Mũi phun + bể tiêu Tự CỐNG LẤY NƯỚC Hình thức tiêu Tiêu hố xói Cao trình ngưỡng cống m 35,10 Khẩu diện cống (ống thép bọc BTCT) m Ø0,6 Lưu lượng thiết kế m3/s 0,257 Hình thức Cống tròn chảy có áp (điều tiết van hạ lưu) 1.4 Điều kiện địa chất hạng mục đầu mối Theo tài liệu khảo sát địa chất cơng trình khu vực đập, Công ty chuyển giao công nghệ Trường Đại học Thủy lợi, Chi nhánh Miền Nam, khu vực tuyến đập khảo sát 12 hố khoan 1.5 Điều kiện sông ngòi khí tƣợng thủy văn 1.5.1 Điều kiện sơng ngòi Suối Tó bắt nguồn từ vùng núi khơng cao với độ cao từ 650 đến 800m, chảy xuống vùng hạ lưu nhập vào sông Trà Khúc Chiều dài suối tính đến tuyến đập 4,22Km 1.5.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn Dòng chảy lưu vực hồ chứa có hai mùa rõ rệt mùa lũ mùa cạn tương ứng với mùa mưa mùa khơ khí hậu Mùa lũ gồm tháng từ tháng từ tháng X tới hết tháng XII Mùa kiệt từ tháng I tới tháng IX năm sau 1.5.3 Tính tốn đặc trưng thủy văn thiết kế: 1.5.3.1 Tình hình số liệu đo đạc mưa dòng chảy: Hồ chứa nước Hóc Xồi hồ chứa nhỏ, nằm vùng đồi núi nên phạm vi lưu vực hồ khơng có trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn khu vực xung quanh lưu vực hồ chứa có số trạm đo mưa dòng chảy có số liệu quan trắc tham khảo sử dụng cho tính tốn thuỷ văn hồ chứa 1.5.3.2 Tính tốn dòng chảy năm phân phối dòng chảy năm thiết kế: Chuẩn dòng chảy năm phản ảnh nguồn nước đến lưu vực hồ chứa, biểu thị đặc trưng lưu lượng (Qo), mođun dòng chảy (Mo), lớp dòng chảy (Yo) tổng lượng dòng chảy (Wo) trung bình nhiều năm Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế tính đường tần suất lưu lượng dòng chảy năm ứng với năm nước P = 75% Hồ Hóc Xồi có lưu vực nhỏ, lũ lên xuống nhanh nên dùng phương pháp hình học đơn giản dạng tam giác để tính tốn đường q trình lũ thiết kế cho hồ chứa Qmaxp Wp (106m³) Tlũ (giờ) Tlên (giờ) Txuống (m³/s) (giờ) 293 3.96 7.5 2.5 Q trình lũ lưu vực hồ Hóc Xồi Stt 10 11 12 13 14 15 16 Thời gian Qlũ (1%) (30phút) (m³/s) 0.0 0.00 0.3 58.60 1.0 117.20 1.3 175.80 2.0 234.40 2.3 293.00 3.0 263.70 3.3 234.40 4.0 205.10 4.3 175.80 5.0 146.50 5.3 117.20 6.0 87.90 6.3 58.60 7.0 29.30 7.3 0.00 Qlũ(0.2%) (m³/s) 0.00 74.40 148.80 223.20 297.60 372.00 334.80 297.60 260.40 223.20 186.00 148.80 111.60 74.40 37.20 0.00 10 Lượng nước thất tính đến đầu mối hồ chứa lấy 15% so với tổng lượng nước sinh hoạt Vậy tổng lượng nước yêu cầu cho sinh hoạt 172,8 m3/ngày đêm, tương đương với 63.072 m3/năm (0,002m3/s) 2.1.3 Tổng hợp nhu cầu dùng nước Tháng I II III IV V VI VII VIII Qtưới 0,064 0,183 0,178 0,127 0,162 0,181 0,155 0,073 QSH 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 Q 0,066 0,185 0,180 0,129 0,164 0,183 W IX X Cấp nước sinh hoạt Năm 0,076 0,064 0,105 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,157 0,075 0,002 0,002 0,078 0,066 0,107 m3/ ngày đêm 0,002 5,184 5,357 207,55 176,79 3.371,38 2.1.4 Tổng hợp nhiệm vụ cơng trình TT Nhu cầu dùng nước Đơn vị Trước nâng cấp Diện tích tưới 235,0 XII 0,0 176,79 447,64 482,06 335,18 438,94 475,18 420,357 200,36 0,0 XI Sau nâng cấp 235,0 172,8 2.2 Điều tiết hồ chứa, xác định quy mơ cơng trình 2.2.1 Mức đảm bảo cơng trình Nhu cầu cấp nước cho nông nghiệp với tần suất đảm bảo 75%, cấp nước cho sinh hoạt 95% Từ nhu cầu dùng nước tần suất trên, ta thấy nhiệm vụ cơng trình cung cấp nước tưới, cấp nước cho sinh hoạt nhỏ, nên chọn tần suất đảm bảo cơng trình 75% 2.2.2 Quan hệ mực nước, diện tích, dung tích hồ chứa Căn vào lưu lượng nước đến ứng với tần suất thiết kế hồ Hóc Xồi 0,322m3/s so với lưu lượng yêu cầu trung bình năm 0,107m3/s xác định chế độ điều tiết hồ Hóc Xồi chế độ điều tiết năm 11 2.2.3 Xác định mực nước chết Mực nước chết sử dụng tính tốn mực nước chết sử dụng theo quy trình vận hành hồ chứa, có cao trình quy cao độ chuẩn Quốc gia là: 36,13m 2.2.4 Điều tiết hồ chứa Trên sở tài liệu, đặc trưng thủy văn tính tốn dòng chảy đến tuyến cơng trình, u cầu nước tưới ngành kinh tế, tổn thất bốc phụ thêm hồ chứa, đường đặc tính hồ chứa… tiến hành tính tốn cân nước theo phương pháp điều tiết năm điển hình Kết tính tốn cân nước theo Bảng 2 Với kết tính trên, cao trình mực nước dâng bình thường hồ Hóc Xồi sau sửa chữa, nâng cấp 46,98m Tính tốn điều tiết hồ chứa tìm mực nước dâng bình thường tối thiểu đáp ứng nhu cầu nước tính trên, kết bảng sau: Bảng 3: Các thông số hồ chứa sau nâng cấp TT Thông số hồ chứa Đơn vị Trị số Cao trình mực nước chết m 36,13 Cao trình mực nước dâng bình thường m 46,98 Dung tích ứng với mực nước chết 0,1201 Dung tích tồn 106m3 106m3 Dung tích hữu ích 106m3 1,610 1,730 2.3 Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa 2.3.1 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp mở rộng độ tràn Nội dung giải pháp: Nâng cao trình ngưỡng tràn để tăng dung tích đảm bảo nhu cầu cấp nước mở rộng độ tràn để tăng khả tháo tràn nhằm giảm cột nước tràn khống chế MNLTK 2.3.2 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp nâng cao đỉnh đập Nội dung giải pháp: Khi giữ nguyên độ hình thức tràn 12 Việc nâng cao trình ngưỡng tràn để tăng dung tích hữu ích dẫn đến làm tăng MNLTK cần phải nâng cao trình đỉnh đập 2.3.3 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ Nội dung giải pháp: Nâng cao ngưỡng tràn cũ để nâng cao MNDBT dung tích hữu ích tăng lên, khơng thay đổi hình thức tràn hay ngưỡng tràn mực nước lũ tăng lên quy mô cơng trình tháo lũ khơng đủ tải với lũ thiết kế ta phải đồng thời làm thêm tràn phụ bên cạnh tràn cũ hay vị trí khác có điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi, để đảm bảo tăng MNDBT mực nước lũ không tăng so với tràn cũ 2.3.4 Hạ thấp ngưỡng tràn, bố trí cửa van có cao trình đỉnh cửa cao ngưỡng tràn cũ Nội dung giải pháp: Nâng cao ngưỡng tràn để tăng dung tích hữa ích khơng thay đổi chiều rộng cửa, hình thức ngưỡng tràn để giữ nguyên mực nước lũ ta phải tăng chiều cao cột nước lũ cách hạ thấp ngưỡng tràn lắp đặt cửa van có cao trình đỉnh cửa van cao ngưỡng tràn cũ để nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa 2.3.5 Giữ nguyên độ tràn cũ nâng cao ngưỡng tràn đập cao su Nội dung giải pháp: Giữ nguyên độ tràn cũ nâng cao trình ngưỡng tràn đập cao su, ngưỡng tràn cũ để tăng dung tích hồ chứa đảm bảo nhu cầu cấp nước; tháo lũ xả đập cao su cho lưu lượng thoát qua tràn tự ban đầu 2.3.6 Kết hợp giải pháp Hiện hạng mục cơng trình đầu mối như: Đập đất, tràn xả lũ, cống lấy nước xây dựng kiên cố, có số chi tiết bị vận hành hư hỏng, biến dạng so với thiết kế ban đầu số hạng mục cơng trình phụ chưa đáp ứng quy định hành Tuy vậy, nâng cao dung tích hữu ích trạng nhiệm vụ cơng trình thay đổi, biện pháp xây dựng nghiên cứu đánh giá, chọn giải pháp đảm bảo kinh tế, kỹ thuật 2.3.7 Lựa chọn giải pháp tối ưu: Chọn giải pháp phải đảm bảo tiêu chí: 13 - Đảm bảo an tồn cho cơng trình đầu mối hồ chứa: Phải đảm bảo ứng phó với Biến đổi khí hậu, thời tiết cực đoan, sửa chữa cần phải xét đến yếu tố thủy văn, địa chất, địa hình xem xét khả ổn định đập nâng cao mực nước dâng bình thường - Việc cải tạo, nâng cấp đập phải phù hợp với điều kiện tự nhiên địa phương: Khi nâng cao mực nước phải xét đến ảnh hưởng thượng nguồn hồ chứa nên phải tính tốn so sánh lợi ích dung tích hồ chứa tăng thêm so với diện tích bị ngập phía thượng nguồn Từ phân tích tác giả xét thấy giải pháp 2.3.5 có tính khả thi cao Vậy tác giả lựa chọn giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước Hóc Xồi giải pháp giữ nguyên độ tràn cũ nâng cao ngưỡng tràn đập cao su để nghiên cứu 14 Chƣơng 3: TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO PHƢƠNG ÁN CHỌN 3.1 Tính tốn điều tiết lũ, xác định lại khả tháo đập tràn 3.1.1 Tần suất tính tốn lũ - Tần suất tính tốn lũ thiết kế vụ theo quy phạm 1,0% - Tần suất tính tốn lũ kiểm tra vụ 0,2% 3.1.2 Tính tốn điều tiết lũ * Trường hợp tính tốn lũ thiết kế: - Cao trình ngưỡng tràn: Zng = 46,20m - Tràn xả lũ: Btr = 25m - Hệ số lưu lượng: m = 0,42 * Trường hợp tính tốn lũ kiểm tra: - Cao trình ngưỡng tràn: Zng = 46,20m - Tràn xả lũ: Btr = 25m - Hệ số lưu lượng: m = 0,42 * Cơng thức tính tốn Cơng thức sử dụng tính tốn điều lũ: Q  m.Btr g H 03/2 (3-1) Bảng 1: Tổng hợp kết tính tốn điều tiết lũ P% 1% 0,2% Qđến max (m3/s) 293 372 Qxả (m3/s) 217,65 278,6 Dung tích (106 m3) 2,250 2,395 Mực nước (m) 49,00 49,50 Cột nước H (m) 2,80 3,30 Từ kết trên, với tầng suất lũ kiểm tra (0,2%) mức nước lũ cao là: 49,50m, thấp cao độ đỉnh đập (50,08m), không gây tràn đập chính, đảm bảo an tồn 15 3.2 Xác định quy mơ cơng trình Theo kết luận đánh gía trạng cơng trình Chương 2, quy mơ hồ theo nhiệm vụ cấp nước cho sinh hoạt, hồ chứa nước Hóc Xồi phải tăng thêm dung tích 178.000 m3, dẫn đến phải nâng mức nước dâng bình thường lên thêm 0,8m, ảnh hưởng đến hạng mục cơng trình đầu mối Tần suất đảm bảo cấp nước cho sản xuất nông nghiệp sinh hoạt ghi (bảng 2.5) Từ lượng nước dùng tần suất đảm bảo ngành, tần suất đảm bảo chung cơng trình 75% Tần suất chống lũ + Trường hợp thiết kế: p = 1% + Trường hợp kiểm tra: p = 0,2% 3.2.1 Cấp cơng trình tiêu chuẩn áp dụng Cấp cơng trình tiêu chuẩn thiết kế xác định theo QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT Chọn cơng trình thuộc cấp II - cơng trình thủy lợi 3.2.2 Xác định cao trình đỉnh đập Các thơng số : + MNDBT : 46,98 m + MNLTK : 49,00 m + MNLKT : 49,50 m + MNC : 36,13 m + MĐTN : 27,32 m Theo tiêu chuẩn Việt Nam thiết kế đập đất đầm nén (TCVN) 8216: 2009, chọn chiều cao an toàn đập đất tần suất gió thiết kế tương ứng với cơng trình cấp II 16 Bảng 2: Chiều cao an tồn đập tần suất gió thiết kế Chỉ tiêu thiết kế Đơn Trường hợp vị MNDBT MNLTK MNLKT Chiều cao an toàn (a) m 0,7 0,5 Tần suất vận tốc gió % 50 0,2 Cao trình đỉnh đập tổng cao trình mức nước tính tốn hồ độ vượt cao đỉnh đập, tính theo cơng thức: Zđ = Zh + hđ (3-2) * Tính tốn xác định cao trình đỉnh đập: Bảng 3: Cao trình đỉnh đập trường hợp không nâng ngưỡng đập tràn Trường hợp MNTL h (m) hsl1% (m) a (m) (m) MNDBT 46,98 0,0025 0,209 0,70 MNLTK 49,00 MNLKT 49,50 0,0008 0,139  đỉnh đập (m) 47,89 0,50 49,64 0,20 49,70 Từ kết cho thấy, cao trình đỉnh đập tính tốn (49,70m) thấp cao trình (50,08m) Vậy tác giả chọn phương án nâng cao ngưỡng tràn đập cao su để nghiên cứu, cụ thể: Giữ nguyên quy mô đập thiết kế ban đầu, đỉnh đập cao trình 49,32m rộng 5m; đỉnh tường chắn sóng cao trình 50,08m; Mái thượng lưu thay đổi m = 2,5& m = 3,00 có bố trí rộng 2m  40,0m; Mái hạ lưu thay đổi m = 2,5& m = 2,75 có bố trí rộng 3m  40,0m 17 3.2.3 Kiểm tra thấm ổn định trượt mái đập 3.2.3.1 Mục đích tính tốn a) Tính thấm: Tính tốn ổn định thấm nhằm đảm bảo cơng trình làm việc an toàn trường hợp Đối với đập đất cần phải khống chế lượng thấm nước qua nền, vai thân đập để không xảy tượng ổn định thấm xói ngầm chảy đất Căn vào điều kiện vậy, để đề xuất giải pháp xử lý vấn đề phức tạp địa chất cơng trình, nhằm đảm bảo cơng trình làm việc ổn định lâu dài b) Tính ổn định: Tính tốn ổn định trượt nhằm đảm bảo đập đất không bị phá hoại ứng suất cắt gây trượt phát sinh từ thân đập từ thân đập đập tải trọng thân đập, áp lực nước lổ rỗng ngoại lực Căn vào kết tính tốn, để đề xuất giải pháp xử lý vấn đề phức tạp địa chất cơng trình, nhằm đảm bảo cơng trình làm việc ổn định điều kiện Bảng 4: Hệ số an toàn ổn định trượt mái đập Hệ số an tồn cho phép Bình thường Đặc biệt [K] 1,30 1,10 Građient thấm cho phép cửa mái hạ lưu đập với đất đắp thân đập đất sét, [Jk]cp = 0,75 3.2.3.2 Phương pháp tính tốn Kết hợp với tài liệu thu thập địa chất công trình địa chất thủy văn, kết tính tốn ổn định mái đập phần mềm GeoStudio với modun SEEP/W SLOPE/W, Kiểm tra thấm ổn định mái đập với trường hợp mặt cắt K0+098 (sườn đồi) mặt cắt K0+164 (lòng sơng) * Trường hợp tính tốn: - Trường hợp 1: Thượng lưu MNDBT 46,98m hạ lưu khơng có nước; - Trường hợp 2: Thượng lưu MNLTK 49,00m hạ lưu có nước H= 1,0m; 18 3.2.3.3 Sơ đồ tính tốn: Kết tính thẩm ổn định mái đập hình vẽ sau: Hình 1: Tính thấm cho mặt cắt K0+098 (sườn đồi)- Trường hợp Thượng lưu MNDBT: 46,98m - Hạ lưu khơng có nước Hình 2: Tính ổn định cho mặt cắt K0+098 (sườn đồi)- Trường hợp Thượng lưu MNDBT: 46,98m - Hạ lưu khơng có nước 19 Hình 3: Tính thấm cho mặt cắt K0+098 (sườn đồi)- Trường hợp Thượng lưu MNLTK: 49,00m - Hạ lưu có nước H=1,0m Hình 4: Tính ổn định cho mặt cắt K0+098 (sườn đồi)- Trường hợp Thượng lưu MNLTK: 49,00m - Hạ lưu có nước H=1,0m 20 Hình 5: Tính thấm cho mặt cắt K0+164 (lòng sơng)- Trường hợp Thượng lưu MNDBT: 46,98m - Hạ lưu khơng có nước Hình 6: Tính ổn định cho mặt cắt K0+164 (lòng sơng)- Trường hợp Thượng lưu MNDBT: 46,98m - Hạ lưu khơng có nước 21 Hình 7: Tính thấm cho mặt cắt K0+164 (lòng sơng)- Trường hợp Thượng lưu MNLTK: 49,00m - Hạ lưu có nước H=1,0m Hình 8: Tính ổn định cho mặt cắt K0+164 (lòng sơng)- Trường hợp Thượng lưu MNLTK: 49,00m - Hạ lưu có nước H=1,0m 3.2.3.4 Kết tính tốn: Kết tính tốn thấm tính tốn ổn định trượt mái bảng sau: 22 Bảng 3.5: Tổng hợp kết tính tốn thấm ổn định nâng MNDBT lên 0,8m Theo tiêu chí thấm q Jmax Jcp (m /s-m) -6 0,65 0,75 5,61 10 Trường hợp MN TL (m) MN HL (m) Mặt cắt K0+098 46,98 49,00 1,0 7,81 10 Mặt cắt K0+164 46,98 6,77 10 49,00 1,0 8,92 10 Mặt cắt Ổn định Kmin Kcp 1,966 1,3 -6 0,75 0,75 1,879 1,3 -6 0,6 0,75 1,940 1,3 -6 0,7 0,75 1,861 1,3 * Nhận Xét: Từ kết tính thấm ổn định trượt cho thấy sau: - Đối với kết tính thấm: gradient thấm đập cửa trường hợp ứng với mực nước thượng lưu MNDBT Jmax nhỏ [J]=0,75, nhiên trường hợp ứng với mực nước thượng lưu MLTK Jmax = 0,75 [J]cp, lưu lượng thấm lớn Để đảm bảo ổn định lâu dài, tác giả đề nghị nghiên cứu giải pháp để xử lý thấm - Đối với kết tính ổn định: Hệ số ổn định đập cao hệ số an toàn cho phép Đập đảm bảo an toàn 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết đạt đƣợc tồn hạn chế 1.1.Kết đạt đƣợc Luận văn nêu lên tổng quan hệ thống cơng trình thủy lợi vùng nghiên cứu Đánh giá trạng nguồn nước hồ chứa nước Hóc Xồi, nhu cầu dùng nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp cấp nước sinh hoạt Đánh giá vấn đề tồn tại, hư hỏng nguyên nhân hư hỏng hồ chứa nước Hóc Xồi Từ đưa giải pháp để nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Hóc Xồi nói riêng hồ chứa khác địa bàn tỉnh Quảng Ngãi nói chung; - Đánh giá hiệu việc nâng dung tích hữu ích hồ chứa Nghiên cứu giải pháp tích nước để phục vụ nhu cầu dùng nước cho phát triển kinh tế xã hội; - Nghiên cứu nhiều giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa có, để từ phân tích lựa chọn giải pháp tối ưu áp dụng cho cơng trình cụ thể mà từ trước đến địa bàn tỉnh Quảng Ngãi chưa thực hiện; - Quá trình nghiên cứu Luận văn đưa giải pháp hợp lý nâng cao dung tích hữu ích cho hồ chứa nước Hóc Xồi là: giữ nguyên độ tràn cũ nâng cao ngưỡng tràn đập cao su để nâng cao dung tích hữu ích hồ Tận dụng tối đa kết cấu cơng trình cũ, đảm bảo khả tháo lũ theo thiết kế 1.2.Những tồn hạn chế luận văn Trong luận văn đánh giá, phân tích giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa để đáp ứng nhu cầu dùng nước cho sản xuất nông nghiệp nước phục vụ sinh hoạt địa phương Đồng thời, ứng phó với biến đổi khí hậu xảy ngày gay gắt Tuy nhiên, kiến thức hạn chế, Học viên đánh giá kết tồn tại, hạn chế sau: - Luận văn sử dụng mô đun Slope/w Seep/w phần mền Geo.Slope để tính tốn thấm kiểm tra ổn định sau đưa giải pháp xử lý, Học viên cần nghiên cứu sử dụng thêm 24 phần mềm chuyên dụng khác phần mềm Plaxis, phương pháp khác để kiểm tra, so sánh; - Trong phần tính thấm ổn định dừng lại toán hai chiều Trong thực tế cơng trình có nhiều tầng thấm, hệ số thấm khác nhau, bỏ qua lực liên kết khối trượt hai thành bên; - Về phân tích giải pháp áp dụng cho hồ chứa nước Hóc Xồi tập trung nghiên cứu số giải pháp nâng cao dung tích hữu ích mà chưa áp dụng giải pháp kết hợp để phân tích kết Kiến nghị Như kết trình bày phần cuối chương III, dù kết tính thấm ổn đập nằm giới hạn cho phép, nhiên, lưu lượng thấm lớn Do đó, cần phải nghiên cứu giải pháp để xử lý thấm để vừa đảm bảo an tồn cơng trình vừa giảm tổn thất nguồn nước thấm Là địa phương nghèo, nguồn kinh phí hạn hẹp, phụ thuộc vào Trung ương, việc đầu tư kinh phí để nâng cấp hồ chứa khó khăn, vấn đề cần quan tâm cấp, ngành nhu cầu nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp cấp nước sinh hoạt ngày tăng cao Khi lựa chọn giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước, cần theo điều kiện áp dụng cụ thể công trình, phân tích giải pháp để chọn phương án phù hợp (không thiết phải đập cao su), vừa đáp ứng yêu cầu kinh tế vừa đảm bảo kỹ thuật, mỹ thật nhằm đem lại hiệu cao ... hỏng hồ chứa nước Hóc Xồi Từ đưa giải pháp để nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa Hóc Xồi nói riêng hồ chứa khác địa bàn tỉnh Quảng Ngãi nói chung; - Đánh giá hiệu việc nâng dung tích hữu ích hồ chứa. .. 106m3 106m3 Dung tích hữu ích 106m3 1,610 1,730 2.3 Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa 2.3.1 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp mở rộng độ tràn Nội dung giải pháp: Nâng cao trình ngưỡng... chứa Nghiên cứu giải pháp tích nước để phục vụ nhu cầu dùng nước cho phát triển kinh tế xã hội; - Nghiên cứu nhiều giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa có, để từ phân tích lựa chọn giải pháp