Dự án công trình chứa nước Thôn 6 - Khắc Khoan: tính toán và điều tiết nguồn nước

Bố trí tuyến đập

Ưu điểm: Công trình xây dựng tại vị trí này có ưu điểm là khối lượng đào đắp ít, đập thấp và ngắn, diện tích ngập lụt lòng hồ vừa phải. Khu đầu mối rộng cạnh các tuyến giao thông sẵn có nên thuận tiện trong bố trí mặt bằng và thi công.

Bố trí tổng thể công trình

Hình thức công trình đầu mối

Theo điều kiện địa hình và tính chất của đập đất như phương án đã chọn ở trên là đập đất đồng chất thì loại được phương án dùng xi phông tháo lũ do việc sử dụng xi phông tháo lũ sẽ ảnh hưởng lớn đến tính ổn định của đập đất. - Lưu lượng tháo có thể tới hàng chục m3/s đến hàng vạn m3/s, chiều dài đường tràn từ hàng chục đến hàng trăm mét, tùy theo yêu cầu của công trình, phụ thuộc vào tình hình địa chất của nền và hạ lưu công trình (do trị số lưu lượng riêng q quyết định).

Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế

• Khái niệm dung tích chết (V c ) và mực nước chết (MNC hay Z c ) 1. Dung tích chết (V c )
• Cách xác định dung tích chết (V c ) - MNC

Ở đây, do hồ chứa Thôn 6 - Khắc Khoan có nhiệm vụ chủ yếu là cấp nước tưới và sinh hoạt cho dân cư trong khu vực dự án nên để đơn giản và được sự cho phép của thầy hướng dẫn thì chỉ xác định dung tích chết theo yêu cầu chứa bùn cát sau đó kiểm tra lại yêu cầu tưới tự chảy. Ở đây, do hồ chứa Thôn 6 - Khắc Khoan có nhiệm vụ chủ yếu là cấp nước tưới và sinh hoạt cho dân cư trong khu vực dự án nên để đơn giản và được sự cho phép của thầy hướng dẫn thì chỉ xác định dung tích chết theo yêu cầu chứa bùn cát sau đó kiểm tra lại yêu cầu tưới tự chảy.

Tính toán lại các hệ số

=1, H0 = Htràn là chưa chính xác vì chưa xét đến các yếu tố ảnh hưởng như lưu tốc tới gần, hệ số co hẹp bên và hệ số lưu lượng. Qua kết quả tính toán thủy lực máng bên thấy độ sâu nước trong máng bên kể từ đỉnh ngưỡng trở lên không vượt quá 0,4H vì vậy sau tràn không chảy ngập, theo điều (4-3) trang 49 - QPTL C8–76, đập tràn chảy tự do nên.

Tính toán lại điều tiết lũ : Với

THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT

• CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT

- Đưa dòng thấm vào vật thoát nước nhằm đề phòng dòng thấm ra mái dốc hạ lưu làm sạt lở mái dốc đồng thời nhờ có tầng lọc ngược mà tránh được hiện tượng xói ngầm thân đập. -Cao trình đỉnh lăng trụ cần cao hơn mực nước cao nhất ứng lũ thiết kế ở hạ lưu có xét đến chiều cao sóng leo, độ vượt cao an toàn không nhỏ hơn 0,5m đối với công trình cấp III trở xuống. Mái thượng lưu chịu tác động trực tiếp của nhiều loại lực phức tạp: áp lực sóng, gió, nắng, thay đổi nhiệt độ….Vì vậy, mái đập cần phải được gia cố bảo vệ để đề phòng sự xói lở do sóng gây ra, đồng thời có thể loại trừ được những hiện tượng nguy hiểm khác cho mái dốc như dòng chảy với lưu tốc lớn vào miệng công trình lấy nước đặt trong thân đập (cống ngầm), đất trong thân đập co nở vì thay đổi nhiệt độ, nước mưa làm xói lở mái dốc, rễ cây ăn sâu vào thân đập, động vật đào hang….

Tính tổng lưu lượng thấm nhằm để xác định được lượng nước tổn thất hằng năm của hồ chứa, qua đó kiểm tra khả năng trữ nước của hồ và lượng nước tổn thất đó có nằm trong phạm vi lượng tổn thất cho phép không, để kết luận loại đập và lựa chọn hình thức chống thấm phù hợp. Đập đất là loại công trình dâng nước, mặt cắt ngang dạng hình thang, làm bằng vật liệu địa phương có khối lượng lớn nên khó có thể bị nước đẩy trượt ngang, không có khả năng mất ổn định về lật và trượt theo mặt nền như các công trình bê tông. Vì vậy mục đích của việc tính toán ổn định đập đất là tìm ra một mặt trượt nguy hiểm nhất tương ứng với hệ số ổn định nhỏ nhất và so sánh nó với hệ số ổn định cho phép do quy phạm thiết kế quy định.

Từ đó ta có thể đánh giá mức độ ổn định của mái dốc để xác định được mặt cắt ngang của đập hợp lý nhất mà vừa đảm bảo điều kiện ổn định ,vừa đảm bảo điều kiện kinh tế. Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng phương pháp này thì khối lượng tính toán sẽ rất lớn vì trong vùng xác định tâm trượt nguy hiểm nhất có thể giả thiết vô số tâm O và với mỗi tâm O đó lại có thể có vô số vòng cung trượt khác nhau. Ở đồ án này sẽ tính áp lực thấm theo công thức Ghecxêvanôp, giả thiết xem khối trượt là một vật thể rắn, áp lực thấm được chuyển ra ngoài thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm.

Mục đích của việc tính toán thuỷ lực dốc nước là để xác định chiều cao cột nước trong dốc, chiều cao của đỉnh tường bên dốc, điều kiện thuỷ lực của dòng nước và lưu tốc cuối dốc trước khi dòng nước chảy vào bộ phận tiêu năng.

KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC 12.1. Những vấn đề chung

• Tính toán thủy lực cống : 1. Trường hợp tính toán

Cống phải đặt nằm trên cao trình bùn cát và dưới mực nước chết từ 1 – 1,5 m để đảm bảo bùn cát không lọt vào cống và cống có thể đảm nhận việc cung cấp nước trong mọi trường hợp. Theo mục 2.7 trang 5 14TCN 197-2006: Tính toán khả năng lấy nước của cống ứng với trường hợp mực nước hồ thấp nhất và cửa van mở hoàn toàn.Tức là chênh lệch mực nước thượng hạ lưu nhỏ nhất và lưu lượng lấy nước tương đối lớn. Như vậy, tính với trường hợp thượng lưu là mực nước chết, hạ lưu là mực nước khống chế đầu kênh tưới Zkc, với lưu lượng lấy qua cống là lưu lượng thiết kế: Qtk = 0,3 m3/s.

Cống có lưu lượng nhỏ nên không cần tính toán kích thước bể tiêu năng mà chỉ cần bố trí bể cấu tạo để nối tiếp dòng chảy ra kênh hạ lưu được an toàn. Bố trí tường hướng dòng có hình thức thu hẹp dần để tránh hiện tượng tách dòng, góc thu hẹp của 2 tường hướng dòng ở cửa vào α= 18˚. Cao trình đỉnh tường của phần cống hở phải cao hơn mực nước chết trong hồ một đoạn ≥ 1m để có thể đóng phai khi cần kiểm tra, sữa chữa cống.

Đọan cửa vào nối tiếp với thân cống bằng khớp nối mềm, phía trước khớp nối là đoạn tiệm biến, có mặt cắt chuyển dần từ hình vuông sang hình tròn. Để điều chình lưu lượng tháo qua cống, cần bố trí 2 van tại vị trí hạ lưu : van sửa chữa và van công tác (van sửa chữa đặt trước van công tác).

TÍNH TOÁN CHUYÊN ĐỀ

Vì cống có chiều dài khá lớn nên cần bố trí khe nối chia cống thành từng đoạn để tránh rạn nứt do lún không đều. Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rò nước là tấm kim loại và bê tông nhựa đường. Cần bố trí nhà công tác để tiến hành công việc vận hành, bảo dưỡng, thay thế van công tác, van sữa chữa.

TÍNH TOÁN KẾT CẤU TƯỜNG CÁNH THƯỢNG LƯU

• TÍNH ỔN ĐỊNH TƯỜNG CÁNH THƯỢNG LƯU

-Trường hợp 1: Công trình mới thi công xong, đất đắp ở ngang cao trình đỉnh tường, không có áp lực thấm. -Trường hợp 2: Công trình vận hành bình thường, cửa van đóng, hồ ở MNDBT, áp lực đất tác dụng với tổ hợp lực cơ bản hoặc có lực động đất tác dụng (tổ hợp lực đặc biệt). -Trường hợp 3: Trường hợp tràn có sự cố, cửa van đóng đột ngột khi đang xả với lưu lượng lớn nhất.

∗ Trong phạm vi đồ án với tràn đỉnh rộng chảy tự do nên em chỉ tiến hành tính toán ổn định cho trường hợp 1.