Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)

Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu giải pháp công trình đập dâng điều tiết phân lưu dòng chảy sông Hồng sông Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước trên sông Hồng về mùa kiệt (Luận văn thạc sĩ file word)

BẢN CAM KẾT Họ tên học viên: Đặng Văn Kiên Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp cơng trình đập dâng điều tiết phân lưu dịng chảy sơng Hồng – sơng Đuống, nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước sông Hồng mùa kiệt” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu, tính tốn trung thực, không chép từ nguồn thơng tin khác Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật Khoa Nhà trường Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên cao học Đặng Văn Kiên i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn GS.TS Trần Đình Hịa vạch định hướng khoa học tận tình hướng dẫn tác giả suốt q trình hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường đại học Thủy Lợi giúp đỡ suốt thời gian tác giả học tập nghiên cứu trường Cảm ơn anh chị em Trung tâm cơng trình đồng ven biển đê điều – Viện Thủy Công - Viện khoa học Thuỷ lợi Việt Nam người sát cánh tác giả trình nghiên cứu Đặc biệt đồng nghiệp thuộc Bộ môn phát triển công nghệ mới, nhóm thực đề tài “Nghiên cứu tổng thể giải pháp cơng trình đập dâng nước nhằm ứng phó tình trạng hạ thấp mực nước, đảm bảo an ninh nguồn nước cho vùng hạ du Sơng Hồng” đóng góp cho tác giả nhiều ý kiến hay cung cấp nhiều thơng tin bổ ích Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân gia đình ln quan tâm, động viên, khuyến khích tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả Đặng Văn Kiên MỤC LỤC Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: 5 Kết đạt luận văn: CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan giải pháp phân lưu dịng chảy sơng Hồng – sơng Đuống nghiên cứu 1.1.1 Các kết nghiên cứu có 1.1.2 Những nguyên nhân dẫn điến tình tình trạng hạ thấp mực nước sông Hồng mùa kiệt: 10 1.1.3 Đề xuất định hướng giải vấn đề nghiên cứu 11 1.2 Tổng quan cơng trình đập dâng điều tiết nước giới 12 1.2.1 Tổng quan giới 12 1.2.2 Tổng quan nước 17 1.3 Kết luận chương 22 CHƯƠNG PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐẬP DÂNG 24 2.1 Cơ sở phân tích lựa chọn giải pháp đập dâng điều tiết phân lưu dịng chảy sơng Hồng – sơng Đuống 24 2.1.1 Đánh giá thực trạng dòng chảy mùa kiệt 24 2.1.2 Phương án điều tiết tỷ lệ phân lưu dịng chảy sơng Hồng – sông Đuống mùa kiệt : 28 2.1.3 Phương án điều tiết tỷ lệ phân lưu dòng chảy sông Hồng – sông Đuống mùa lũ 32 2.2 Đề xuất giải pháp kết cấu đập dâng điều tiết phân lưu dịng chảy sơng Hồng – sơng Đuống 36 2.2.1 Đập dâng nước hệ thống xà lan cố định có cửa van điều tiết: .36 2.2.2 Đập dângcố địnhđiều tiết cửa van lớn 39 2.3 Phân tích lựa chọn giải pháp bố trí tổng thể đập dâng 42 2.3.1 Phân tích lựa chọn quy mô, giải pháp đập dâng lựa chọn 42 2.3.2 Bố trí hạng mục đập dâng điều tiết 43 2.4 Kết luận chương 46 CHƯƠNG TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN 48 3.1 Cơ sở tính tốn ổn đinh giải pháp đập dâng 48 3.1.1 Thông số thiết kế 48 3.1.2 Điều kiện địa chất 48 3.2 Tổ hợp tải trọng 52 3.2.1 Tải trọng tổ hợp tải trọng 52 3.2.2 Kết tổ hợp tải trọng 53 3.3 Tính tốn ổn định cơng trình điều tiết 53 3.3.1 Tính tốn ổn định thấm đập dâng 54 3.3.2 Tính tốn ổn định đập dâng 57 3.4 Kết luận chương 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 78 HÌNH MINH HOẠ Hình 1: Bản đồ hệ thống dịng chảy lưu vực sơng Hồng Hình 2: Diễn biến mặt cắt ngang sơng Hồng trạm Thượng Cát qua thời kỳ Hình 3: Diễn biến tỷ lệ phân lưu dịng chảy sông Hồng qua sông Đuống Hình 4: Hiện tượng sa mạc hóa Sông Hồng .4 Hình 1.1 Phương án kè bãi Bắc Cầu Hình 1.2 Mặt kè bãi Bắc Cầu Hình 1.3 Cắt dọc tuyến kè bãi Bắc Cầu Hình 1.4 Phương án lấp hố xói cửa vào sơng Đuống .8 Hình 1.5 Mặt phạm vi lấp hố xói Hình 1.6 Mặt cắt ngang hố xói điển hình Hình 1.7 Quy mơ dự án khơi phục dịng sơng Hàn Quốc 13 Hình 1.8 02 đập dâng điển hình vùng trung du sơng Yeongsan – Hàn Quốc 15 Hình 1.9 02 đập dâng điển hình vùng trung du sơng Nakdong – Hàn Quốc 16 Hình 1.10 Một số cơng trình đập dâng âu thuyền sơng Murray 17 Hình 1.11 Một số cơng trình đập dâng sơng Dinh .18 Hình 1.12 Đập dâng Văn Phong (Bình Định) 19 Hình 1.13 Cơng trình Thảo Long – Huế 20 Hình 1.14 Đập dâng Barra Đô Lương – Nghệ An 21 Hình 1.15 Phương án nâng cấp Barra Đơ Lương 22 Hình 2.1 Quá trình lưu lượng mùa kiệt Sơn Tây hồ vận hành bình thường 25 Hình 2.2 Quá trình lưu lượng Sơn Tây hồ thượng nguồn xả nước gia tăng 26 Hình 2.3 Đường trình mực nước cống Liên Mạc, TV Hà Nội, cống Xuân Quan hồ vận hành bình thường 26 Hình 2.4 Đường trình mực nước cống Liên Mạc, TV Hà Nội, cống Xuân Quan hồ xả nước gia tăng .27 Hình 2.5 Vị trí tuyến đập dâng lựa chọn tính tốn 29 Hình 2.6 Đường mực nước số vị trí có đập dâng Long Tửu Xn Quan 29 Hình 2.7 Đường mực nước dọc sông Hồng (từ ngã Lô Hồng đến Ba Lạt) 30 Hình 2.8 Mặt cắt ngang đập dâng 36 Hình 2.9 Kết cấu phao điều tiết .37 Hình 2.10 Kết cấu trụ pin dạng đặc 39 Hình 2.11 Kết cấu trụ pin dạng phao 40 Hình 2.12 Kết cấu dầm van .41 Hình 2.13 Sơ đồ vị trí tuyến dự kiến đập dâng 44 Hình 2.14 Kết cấu trụ pin dầm van .45 Hình 3.1: Mơ hình hóa thấm qua dầm van 2trụ .55 Hình 3.2: Thấm qua dầm van – Tổ hợp .56 Hình 3.3: GradientXY qua dầm van trụ T1.T2- tổ hợp 56 Hình 3.4: Gradient XY cửa vào cửa dầm van .57 Hình 3.5: Sức kháng ngang cọc 66 Hình 3.6: Mặt bố trí cọc 68 Hình 3.7: Sơ đồ tính lún 70 BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng tỷ lệ phân lưu sông Hồng – sông Đuống Bộ Tài nguyên Môi trường 11 Bảng 2.1: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống (%) ứng với kịch vận hành hồ chứa thướng nguồn 27 Bảng 2.2: Mực nước max xây dựng hai đập dâng điều tiết 30 Bảng 2.3: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống 31 Bảng 2.4: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống 32 Bảng 2.5: Các trường hợp tính tốn ảnh hưởng thoát lũ đập dâng Long Tửu 33 Bảng 2.6: Kết tính tốn mực nước với lũ 500 năm .34 Bảng 2.7: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống trường hợp thiết kế cống Long Tửu, 35 Bảng 3.1: Tổ hợp mực nước tính tốn ổn định cơng trình 48 Bảng 3.2: Tính chất lý lớp đất theo bảng sau: 50 Bảng 3.3: Tổ hợp tải trọng tính toán thiết kế 53 Bảng 3.4: Tổ hợp tải trọng tính tốn kiểm tra 53 Bảng 3.5: Bảng tính sức chịu tải đất 58 Bảng 3.6: Bảng tính áp lực đáy móng .59 Bảng 3.7: Lực tác dụng lên đầu cọc ứng với trường hợp 68 Bảng 3.8: Tổ hợp tải trọng sử dụng tác dụng đáy móng 69 Bảng 3.9: Đặc trưng hình học đáy khối móng quy ước 71 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đồng sơng Hồng vùng kinh tế, trị, văn hố xã hội quan trọng đất nước Trong vùng có nhiều thành phố cơng trình quan trọng có thủ Hà Nội - trung tâm kinh tế, văn hóa, trị đất nước, nơi tập trung dân cư đơng đúc Vì việc quản lý khai thác nguồn nước phục vụ sản xuất, phát triển kinh tế xã hội có ý nghĩa quan trọng phát triển chung nước Hệ thống sông Hồng hợp lưu sông: Thao, Đà Lô hợp thành Ở hạ lưu, sơng Hồng có phân lưu: Đáy, Đuống, Luộc, Trà Lý, Đào, Ninh Cơ Trong đó, sơng Đuống (dài 64 km), sông Luộc (dài 74 km) chuyển nước từ sông Hồng sang sơng Thái Bình; sơng Trà Lý (dài 64 km), phân lưu tả ngạn sông Hồng đổ biển, sông Đào Nam Định (dài 31,5 km) đưa nước sông Hồng sang sông Đáy, sông Ninh Cơ (dài 51,8 km) chảy biển Hình 1: Bản đồ hệ thống dịng chảy lưu vực sông Hồng Trong năm gần đây,hiện tượng xói sâu mở rộng mặt cắt ướt lịng dẫn sơng Hồng, sơng Lơ, sơng Đuống diễn biến ngày phức tạp Theo tài liệu khảo sát địa hình tổng hợp số liệu đo đạc mặt cắt sông qua năm Viện Quy hoạch thủy lợi thực năm 2011, cao độ lịng sơng Lơ, sơng Hồng sơng Đuống bị xói sâu Trên sông Lô, đáy sông bị hạ thấp từ 6-8m so với địa hình năm 2000, chí có vị trí bị hạ thấp đến 9-12m, sông Đuống cao độ đáy sơng hạ thấp từ 4-6m, cịn sơng Hồng vị trí Sơn Tây đáy sơng hạ thấp đến 5m Mặt cắt ngang sông phần nước thấp bị mở rộng vậy, diện tích mặt cắt ướt tăng cao DIỄN BIẾN MẶT CẮT NGANG TẠI TRẠM THỦY VĂN THƯỢNG CÁT THEO CÁC NĂM Cao độ (m) 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 -2.0 -4.0 -6.0 -8.0 2010 2009 2008 2007 20 2005 2006 Khoảng cách (m) 1990 Hình 2: Diễn biến mặt cắt ngang sông Hồng trạm Thượng Cát qua thời kỳ Theo báo cáo “Đánh giá phân tích thực trạng, nguyên nhân tác động suy giảm mực nước thời kỳ mùa Kiệt hạ du Sông Hồng” GS.TS Hà Văn Khối buổi toạ đàm: Hiện trạng suy giảm nước mùa khô giải pháp đảm bảo an ninh nguồn nước hạ du Sông Hồng Hội đập lớn Việt Nam Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam tổ chức GS.TS Hà Văn Khối nêu số ngun nhân dẫn tới tình trạng hạ thấp mực nước sông Hồng mùa kiệt: + Do tác động bồ lắng bùn cát hồ chứa sông Hồng; + Do khai thác cát mức sông Lô, sông Hồng sông Đuống; + Sự thay đổi tỷ lệ lượng nước phân sang sơng Đuống Trong đó: n= β Ntt Pc β – hệ số kinh nghiệm có kể đến lực ngang mơ men;β= 1,3÷ 1,5; Chọn β =1,3; Pcọc – Sức chịu tải tính tốn cọc khoan nhồi; Pcọc = 770(T); Ntt – Tải trọng tính tốn theo phương đứng tác dụng đáy bệ trụ;(T); Tính tốn số lượng cọc n=20.85 + Đảm bảo khả chịu toàn tải trọng ngang: Qx,y n = β′ [ coc] Trong đó: β’ – hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc cấp cơng trình;’= kn*nc/m = [K] + Hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình kn = 1,20 + Hệ số điều kiện làm việc m = 1,00 Cấp I + Hệ số tổ hợp tải trọng nc= (cơ bản); nc= 0,95 (thi công); nc= 0,90 (kiểm tra) [Hcoc] – Sức chịu tải ngang tính tốn cọc khoan nhồi; ứng với trường hợp làm việc tải trọng Qx,ymax– Tải trọng tính tốn theo phương ngang tác dụng đáy bệ trụ;(T) Tính tốn số lượng cọc n=19.00 (cọc) Kết luận: Lựa chọn số lượng cọc cần thiết bố trí bệ trụ ncọc = 21 (cọc) 3.3.2.4 Kiểm toán lực tác dụng lên đầu cọc: Do bệ trụ chịu tác dụng tải trọng lệch tâm nên lực tác dụng vào cọc khác nhau, cần kiểm tra khả cọc ứng với tổ hợp mực nước Bố trí số lượng cọc bệ trụ: 10 11 15 161718 Y 67 12 13 O 19 14 21 X20 Hình 3.6: Mặt bố trí cọc Công thức xác định lực Pi tác dụng lên đầu cọc: Pi = Trong đó: Ntt Mxtt Mytt ± y± x n Σx i i Σy2 Ntt: Tổng tải trọng thẳng đứng tính tốn tác dụng lên nhóm cọc, T; n: Tổng số lượng cọc bệ cọc; Mx, My: Mơ men tính tốn ứng với trục x, y mặt nhóm cọc, Tm; x,y: Tọa độ cọc mà tải trọng tác dụng lên cọc tính tốn,m; xi yi : tọa độ cọc thứ i tới tâm móng, m; + Cọc chịu nén:0 ≤ Pimax ≤ [Pc]; + Cọc chịu kéo: Pimin ≤ 0; Bảng 3.7: Lực tác dụng lên đầu cọc ứng với trường hợp Hàng Tên cọc Tọa độ cọc Tải trọng tác dụng lên cọc Xi Yi TH TT TH KT -5.00 15.00 725.26 721.96 -5.00 10.00 665.73 663.35 -5.00 5.00 606.20 604.74 -5.00 0.00 546.67 546.13 -5.00 -5.00 487.15 487.52 -5.00 -10.00 427.62 428.91 -5.00 -15.00 368.09 370.30 0.00 15.00 725.26 721.96 0.00 10.00 665.73 663.35 10 0.00 5.00 606.20 604.74 11 0.00 0.00 546.67 546.13 12 0.00 -5.00 487.15 487.52 13 0.00 -10.00 427.62 428.91 14 0.00 -15.00 368.09 370.30 15 5.00 15.00 725.26 721.96 16 5.00 10.00 665.73 663.35 17 5.00 5.00 606.20 604.74 18 5.00 0.00 546.67 546.13 19 5.00 -5.00 487.15 487.52 20 5.00 -10.00 427.62 428.91 21 5.00 -15.00 368.09 370.30 725.26 721.96 Tải trọng lớn Lực lớn tác dụng vào đầu cọc trọng lượng thân cọc tất trường hợp trên: Pmax = 725.26(T) max= 42,60 (T/m2) Kết luận: Đất thoả mãn điều kiện chịu lực (xem phần phụ lục tính) * Tính lún cho khối móng quy ước: Do lớp địa chất mũi cọc xuyên qua dầy nên độ lún móng quy ước tính móng nơng thiên nhiên Tại đáy khối móng, áp lực trung bình tiêu chuẩn:  tb  σmax  σmin + Chia khối đất thành nhiều lớp có chiều dày h = 0,5m + Tính lún theo cơng thức:S = Si (coi đất làm việc trạng thái đàn hồi) Si = (e1i – e2i)/(1+ e1i)*hi Trong đó: zđi = tb.(H+ hm+ h/2) + đn7.Zi -là ứng suất tăng thêm đất đáy móng; zi= K.(tb- tb.H) - ứng suất gây lún khối móng; e1i – hệ số rỗng đất ứng với tải trọng zđi; e2i – hệ số rỗng đất ứng với tải trọng zđi + zi; K: Hệ số phụ thuộc tỷ số l/b, 2z/b lập sẵn thành bảng Chiều sâu lún tính toán giới hạn: di= 5i (Theo TCVN 9362-2012 (điều C.1.5)) Kết tính tốn độ lún nền: Độ lún S = 8,56(cm)