Giới thiệu và cơ sở thiết kế công trình thủy lợi đại học thủy lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Bộ mơn: THỦY CƠNG BÀI GIẢNG: GIỚI THIỆU & CƠ SỞ THIẾT KẾ C.T.T.L Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC Giảng viên: NGŨN PHƯƠNG DUNG Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY Đầu mối có đập đầu mối khơng đập Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI I CƠNG TRÌNH DÂNG NƯỚC (CÁC LOẠI ĐẬP): * Định nghĩa: Đập CTTL chắn ngang sông, làm dâng cao MNTL, tạo thành hồ chứa * Vật liệu: Bê tông, bê tông cốt thép, gỗ, đá, đất, cao su… * Đập vật liệu chỗ, đập bê tông ứng dụng rộng rãi thực tế Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC a) c) §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI b) d) Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI a) b) a b c) c d) Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI I CÁC LOẠI ĐẬP: Đập đất (đập vật liệu địa phương): HỒ NÚI CỐC Cấp nước tưới 12.000 ha, Cấp nước TP Thái nguyên, du lịch Vhồ: 175 x 106m3, Hđập: 25.0m HỒ CÀ GIÂY (BÌNH THUẬN) Cấp nước 965 canh tác, cấp nước sinh hoạt 36 000 dân cư Vhồ : 36.630x106 m3, Lđập: 970.5m, Hđập: 25.4m HỒ GÒ MIẾU (THÁI NGUYÊN) Tưới 869ha canh tác,chống lũ quét điều tiết lũ hạ lưu Vhồ: 5.137 x 103 m3, Lđập: 230m, Hđập: 29.8m Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI I KHÁI NIỆM Tập hợp nhiều đầu mối cơng trình thủy lợi tập hợp nhiều cơng trình thủy lợi phân bố khu vực lớn để giải nhiệm vụ thủy lợi đặt gọi hệ thống thủy lợi Ví dụ: hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, HT thủy lợi Cầu Sơn, HT thuỷ lợi Bắc Nghệ An, HT thủy nông Đồng cam; HTTL hồ Núi Cốc, Yên Lập, Kẻ gỗ, Phú Ninh … Chú ý: cần phân biệt hệ thống thủy nơng, thủy năng, chống lũ Ví dụ: hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, Nam s Mã; thoát lũ biển … 70 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI Sơ đồ đầu mối cơng trình thuỷ lợi đường tràn; 2,3,4 đập; 5.âu thuyền; NM thủy điện 71 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI II PHÂN CẤP CTTL: Theo QC 04 05:2012 Tiêu chí phân cấp: a- CT đầu mối: - nhiệm vụ CT: tưới tiêu (F), phát điện (Nlm-công suất lắp máy), cấp nước (Q) … - Chiều cao đập loại - Dung tích hồ chứa - Tính chất cơng trình: chủ yếu, thứ yếu, lâu dài, tạm thời … b- CT hệ thống: chủ yếu theo nhiệm vụ cụ thể CT 72 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI II PHÂN CẤP CTTL: Theo QC 04 05:2012 hệ thống phân cấp: - cấp đặc biệt - CI, II: quan trọng - C III: thông thường; - C IV: quan trọng với loại Ct cấp ĐB, cần phải xd tc thiết kế riêng, cho phép sử dụng song song hệ thống TC khác 73 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI II PHÂN CẤP CTTL: Theo QC 04-05:2012 Ý nghĩa việc phân cấp CTTL: - Định số giai đoạn lập dự án, thiết kế - Xác định quy mô khảo sát, pp sử dụng ksat, thiết kế - Xác định tiêu thiết kế: đảm bảo cấp nước, phòng chống lũ, hệ số an tồn, tuổi thọ cơng trình … 74 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA C.TRÌNH T.LỢI 75 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI I TÁC DỤNG CỦA NƯỚC LÊN CƠNG TRÌNH THỦY LỢI: Tác dụng học nước: Gây nên áp lực tĩnh động, áp lực sóng, tác động nước tăng thêm có động đất, lượng dịng chảy làm xói lở HL cơng trình Các tác động học nước làm Ct OD (trượt, lật); phá hoại (độ bền) … 76 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI I TÁC DỤNG CỦA NƯỚC LÊN CƠNG TRÌNH THỦY LỢI: Tác dụng thấm: - Chênh cột nước => xuất dòng thấm => áp lực lên đáy cơng trình => giảm khả chống trượt - Gây nên phản ứng hóa học - Gây xói ngầm học, trồi đất 77 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI I TÁC DỤNG CỦA NƯỚC LÊN CƠNG TRÌNH THỦY LỢI: Tác dụng lý học nước: Khi lưu tốc lớn:  Bề mặt cơng trình bị bào mịn (cơ lý), xâm thực (hóa học)  Hiện tượng chân khơng, khí thực Tác dụng hóa học: nước xâm thực, mòn BT, thép … Tác dụng sinh học: Các sinh vật gây hại với cơng trình: - Hà ăn làm mục nát gỗ, - Vi khuẩn xâm nhập vào vật liệu, - Cơn trùng gặm đá móng bê tơng cơng trình 78 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI II TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ GIỮA C.TRÌNH VỚI NỀN, BỜ: Nền cơng trình thuỷ lợi: Cần xét hệ CTnền hệ thống xem xét OD khả chịu lực Trước pp tính tốn chưa pt, coi tuyệt đối cứng, CT ngàm vào  thiếu xác 79 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI II TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ GIỮA C.TRÌNH VỚI NỀN, BỜ: Nền cơng trình thuỷ lợi: - Tính chất đất bờ phụ thuộc cấu tạo địa chất - Cường độ, độ biến dạng, mức độ nứt nẻ, độ ép nước, tình hình nước ngầm… có ý nghĩa quan trọng khả làm việc cơng trình - Nền đá cho phép xây dựng cơng trình có cột nước cao - Nền đất cho phép XD cơng trình có cột nước thấp vừa  Khi thiết kế cơng trình cần phải khảo sát kỹ địa chất, tìm biện pháp tăng khả chịu tải 80 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI II TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ GIỮA C.TRÌNH VỚI NỀN, BỜ: Khả làm việc cơng trình nền: - Lực tác dụng lên CTTL gồm: áp lực nước, lực thấm, bùn cát, trọng lượng thân thiết bị nó… - Lực làm thay đổi trạng thái ứng suất tự nhiên vốn có => phát sinh ứng suất nén cắt => Cơng trình bị trượt, lật, nứt nẻ => Cần đảm bảo cường độ tiếp xúc móng CT phạm vi cho phép, đảm bảo ổn định chống trượt 81 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI III ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CTTL: - Điều kiện xây dựng ảnh hưởng lớn đến giá thành, thời gian xây dựng chất lượng cơng trình - CTTL có tác dụng lớn đến điều kiện kinh tế, tự nhiên, thúc đẩy phát triển kinh tế – xã hội khu vực lân cận - Ảnh hưởng: • Dâng cao MNTL  gây ngập, di dân, tái định cư • Hạ thấp MNHL  ảnh hưởng môi trường sinh thái, xâm ngập mặn (vd hồ dầu tiếng Qmt=50m3/s) • Nước thấm ra: lầy hóa HL • Nước ngầm dâng cao TL: biến đổi tc đất đá, sạt trượt mái núi … 82 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI IV HẬU QUẢ TAI HẠI DO CTTL BỊ HƯ HỎNG: - Nếu cơng trình dâng nước bị hư hỏng => nước tuôn xuống hạ lưu với lưu tốc lớn, có sức phá ghê gớm => gây hậu khơn lường - Chi phí khắc phục cố thường lớn nhiều chi phí phục hồi thân CT - VD: + Năm 1959 đập Malpasset (Pháp) bị vỡ làm 400 người chết, 2000 gia đình bị thiệt hại; + Năm 1963 đập vịm cao giới Vaijont (Italia) cao 265m bị cố làm 4600 người chết; + Năm 1979 đập Machchu II (Ấn Độ) cao 29m bị vỡ làm 2000 người thiệt mạng 83 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI IV HẬU QUẢ TAI HẠI DO CTTL BỊ HƯ HỎNG: - Vỡ đề s Hồng: 45, 56, 71, 78 - Tại Khánh Hoà cố vỡ đập Suối Trầu (11/1977, 11/1978), đập Suối Hành (12/1986), đập Am Chúa (10/1992) - Đập Dầu Tiếng (Tây Ninh), 1/1986 cố đứt trụ pin, phá hỏng cửa tràn, gây lũ nhân tạo mùa khô hạ du sông Sài Gòn, thiệt hại tài sản lớn => Người kỹ sư thuỷ lợi cần phải nhận thức đầy đủ tầm quan trọng cơng trình hậu cố để nâng cao ý thức trách nhiệm công tác khảo sát, thiết kế xây dựng quản lý cơng trình thuỷ lợi 84 ... 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY §2-2: ĐẦU MỐI CƠNG TRÌNH VÀ HỆ THỐNG THỦY LỢI §2-3: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY... Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC a) c) §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI b) d) Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI a) b)... CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI II CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH XẢ NƯỚC: Đập tràn trọng lực: 32 Chương 2: CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC §2-1: CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH THỦY LỢI II CÁC LOẠI CƠNG TRÌNH