Nghiên cứu giải pháp cho nước tràn đỉnh đập trong trường hợp có lũ lớn khẩn cấp cho hồ chứa vừa và nhỏ áp dụng cho hồ trại gạo thị xã chí linh, tỉnh hải dương

LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu giải pháp cho nước tràn qua đỉnh đập trường hợp có lũ lớn khẩn cấp cho hồ chứa vừa nhỏ kết nghiên cứu nỗ lực nghiêm túc tác giả sở trau dồi lý luận từ tài liệu, sách báo nhà khoa học, chuyên gia nghiên cứu công bố, với hướng dẫn, góp ý chun mơn Thầy, giáo khoa Cơng Trình trường Đại học Thủy Lợi Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Hồ Sỹ Tâm, thầy giáo trực tiếp hướng dẫn khoa học, giúp đỡ tận tình tác giả suốt trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo trường đại học Thủy Lợi, khoa Cơng Trình, phịng Đào Tạo giúp tác giả trau dồi nhiều kiến thức quý báu năm học tập trường Xin chân thành cảm ơn Xí nghiệp Khảo sát thiết kế xây dựng cơng trình trực thuộc Cơng ty TNHH MTV KTCTTL tỉnh Hải Dương - Nơi tác giả công tác, bạn đồng nghiệp Gia đình động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Hải Dương, ngày 26 tháng 11 năm 2015 Tác giả Nguyễn Đức Dũng LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Đức Dũng, học viên lớp cao học 21C11, trường Đại học Thủy Lợi, chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy khóa 2013-2015 xin cam đoan luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “ Nghiên cứu giải pháp cho nước tràn qua đỉnh đập trường hợp có lũ lớn khẩn cấp cho hồ chứa vừa nhỏ ” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học Tác giả Nguyễn Đức Dũng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀNHỒ CHỨA VỪA VÀ NHỎ TRONG ĐIỀU KIỆN LŨ LỚN Ở VIỆT NAM 1.1 Thực trạng hồ chứa vừa nhỏ Việt Nam 1.2.Các giải pháp nâng cao khả tháo lũ cho hồ chứa nhỏ 13 1.2.1.Sử dụng tràn cố tràn phụ 14 1.2.2 Cải tạo tràn trạng 17 1.2.3.Giải pháp cơng trình tháo lũ sâu 21 1.2.4 Giải pháp đậpdâng 23 1.3 Kết luận chương 28 CHƯƠNG2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHO NƯỚC TRÀN QUA ĐỈNH ĐẬP TRONG TRƯỜNG HỢP CÓ LŨ LỚN KHẨN CẤP 29 2.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng đập đất cho nước tràn đỉnh đập Thế Giới Việt Nam 29 2.2 Khái niệm chung hình thức cấu tạo đập cho nước tràn qua đỉnh đập trường hợp có lũ lớn khẩn cấp 31 2.2.1 Khái niệm chung 31 2.2.2 Giải pháp gia cố đỉnh, mái đập kết cấu vật liệu cứng 32 2.2.3 Giải pháp gia cố đập kết cấu vật liệu mềm 38 2.2.4 Giải pháp gia cố đỉnh, mái đập kết cấu vật liệu cứng kết hợp vật liệu mềm 43 2.3 Các vấn đề thủy lực cơng trình tháo lũ theo giải pháp cho nước tràn qua đỉnh đập 44 2.3.1 Các điều kiện yêu cầu kỹ thuật chung 44 2.3.2 Đặt vấn đề thủy lực dòng chảy tháo lũ đỉnh đập dâng 44 2.3.3 Đặt vấn đề thủy lực mái hạ lưu đập dâng đoạn cho nước tràn đỉnh đập 47 2.4 Tính toán điều tiết lũ 50 2.4.1 Một số tiêu chuẩn tính tốn mưa lũ thiết kế giới Việt Nam 50 2.4.2 Lựa chọn mơ hình tính tốn mưa lũ thiết kế: 53 2.4.3 Tính tốn điều tiết lũ 54 2.5 Tính tốn ổn định đập: 64 2.5.1 Lực tác dụng lên thân đập trường hợp tháo nước tràn đỉnh đập 64 2.5.2 Tính tốn ổn định đập: 65 2.6 Xây dựng sơ đồ khối trình tự tính tốn đập dâng cho nước tràn qua đỉnh để hỗ trợ tháo nước trường hợp có lũ lớn khẩn cấp 73 2.7 Xây dựng vẽ mẫu hình thức cơng trình phương án cho nước tràn qua đỉnh đập dâng 75 2.8 Kết luận chương 76 CHƯƠNG TÍNH TỐN ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CHO NƯỚC TRÀN ĐỈNH ĐẬP HỒ CHỨA TRẠI GẠO- THỊ XÃ CHÍ LINH- TỈNH HẢI DƯƠNG 77 3.1 Đặt vấn đề 77 3.2 Đặc điểm tự nhiên vùng hồ Trại Gạo [8] 77 3.2.1 Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo 77 3.2.2 Địa chất cơng trình, địa động lực học, địa chất thủy văn 78 3.2.3 Điều kiện sơng ngịi, điều kiện khí tượng, thủy văn 78 3.3 Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội vùng hồ Trại Gạo[8] 80 3.4 Hiện trạng đầu mối cơng trình hồ Trại Gạo vấn đề đặt 81 3.4.1 Hiện trạng đầu mối cơng trình [8] 81 3.4.2 Sự cần thiết đầu tư 83 3.4.3.Mục tiêu nhiệm vụ dự án: 84 3.5 Đề xuất phương án cải tạo, nâng cấp cơng trình đầu mối hồ Trại Gạo 85 3.5.1 Nội dung dự án sửa chữa, nâng cấp đầu mối hồ Trại Gạo năm 2014 đề xuất: 85 3.5.2 Đặt vấn đề tính tốn điều tiết lũ 87 3.6 Phân tích lựa chọn giải pháp cho nước tràn đỉnh đập để điều tiết lũ trường hợp lũ vượt tần suất thiết kế 87 3.7 Tính tốn điều tiết lũ 89 3.7.1 Mục đích tính toán 89 3.7.2.Phương pháp ngun lý tính tốn 89 3.7.3 Tính tốn lưu lượng lũ tổng lũ 90 3.7.4 Kiểm tra khả tháo lũ tràn cũ: 91 3.7.5 Tính tốn điều tiết lũ phân tích lựa chọn bề rộng đỉnh đập cho nước tràn qua để hỗ trợ tràn điều tiết lũ lớn khẩn cấp 93 3.8 Tính tốn cao trình đỉnh đập 95 3.9 Tính tốn ổn định mái đập dâng 99 3.9.1 Trường hợp tính tốn 99 3.9.2 Số liệu đầu vào tính tốn 99 3.9.3 Kết tính tốn 101 10 Bản vẽ sơ phương án bố trí cơng trình đầu mối hồ Trại Gạo cho nước tràn qua đỉnh đập 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 CÁC PHỤ LỤC TÍNH TỐN 110 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân loại số lượng hồ đập theo dung tích trữ Hình 1.2: Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân cấp quản lý hồ đập vừa nhỏ Việt Nam Hình 1.3: Hồ Hồ Ea H’Rar (Đắk Lắk) (bên trái) vàhồ chứa Suối Tre (bên phải) ( Bình Định) cạn trơ đáy vào mùa kiệt 11 Hình 1.4: Sạt lở bể tiêu năng, kênh xả lũ sau tràn, hồ Bến Tắm Ngoài- tỉnh Hải Dương 12 Hình1.5: Cấu tạo tràn xả lũ tự lật 14 Hình 1.6: Đập tràn tự vỡ[8] 15 Hình 1.7: Tràn điều tiết phụ 17 Hình 1.8: Mặt cắt ngang tuyến tràn mở rộng 18 Hình 1.9: Đường tràn ngang 19 Hình 1.10: Ngưỡng tràn zích zắc loại A [10] 20 Hình 1.11: Tràn có cửa van điều tiết ngưỡng tràn 21 Hình1.12: Giếng tháo lũ [6][9] 22 Hình1.13: Biện pháp gia cố mái đập dâng 26 Hình 2.1: Đập dâng kết hợp tràn cho phép nước tràn qua đỉnh đập 31 Hình 2.2: Gia cố áo cứng mái đập cho phép nước tràn qua toàn đập 33 Hình 2.3: Mặt cắt ngang đập gia cố áo cứng mái đập chophép nước tràn qua toàn đập 34 Hình 2.4: Gia cố áo cứng mái đập cho phép nước tràn qua toàn đập 34 Hình 2.5: Mặt cắt ngang đập gia cố áo cứng mái đậpcho phép nước tràn qua phần đập 35 Hình 2.6: Chi tiết cấu tạo lát bê tông đổ chỗ 35 Hình 2.7: Chi tiết cấu kiện BT đúc sẵn 36 Hình 2.8: Mái đập gia cố rọ thép xếp đá hộc 37 Hình 2.9: Chi tiết mặt cắt dọc mái đập bố trí rọ thép xếp đá hộc 37 Hình 2.10: Rọ thép xếp đá hộc 37 Hình 2.11: Giải pháp chống xói chân mái đập dâng 38 Hình 2.12: Sử dụng giải pháp gia cố bờ sông vào bờ hồ đập: 38 Hình 2.13: Gia cố mái đập vải bạt bao tải cát cho nước tràn mái đập 40 Hình 2.14: Gia cố đập bao tải đất, cát 41 Hình 2.15: Gia cố mái đập bạt dày ghim gia cố vào mái đập 41 Hình 2.16: Cách bố trí liên kết thảm túi cát mái đập 42 Hình 2.17: Gia cố đỉnh đập, mái hạ lưu thảm phủ thực vật 43 Hình 2.18: Gia cố đỉnh đập vật liệu cứng kết hợp vật liệu mềm 43 Hình 2.19: Mặt cắt ngang tuyến đập phủ bạt cho nước tràn đỉnh đập 45 Hình 2.20: Sơ đồ đường mực nước trường hợp2H< δ