Trong chương 3 tỏc giả đó đưa được cỏc biện phỏp thoỏt nước, cỏc sơ đồ của hệ thống thoỏt nước và phõn tớch cỏc biện phỏp thoỏt nước để tựy vào tỡnh hỡnh cụ thể để lựa chọn.
Việc tớnh toỏn lưu lượng thấm cho cụng trỡnh cụ thể để từ đú bố trớ biện phỏp thoỏt nước cụ thể tỏc giả xin được trỡnh bày trong chương 4.
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỤ THỂ CHO CễNG TRèNH THỦY ĐIỆN ĐĂK ĐOA
4.1Giới thiệu về cụng trỡnh[1]
4.1.1. Giới thiệu chung
Cụng trỡnh thuỷ điện Đăk Đoa dự kiến xõy dựng trờn suối Ia Krom thuộc địa phận xó Đắc Sơ Mei huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai. Khu vực cụng trỡnh cỏch thị xó Kon Tum khoảng 15km.
Vị trớ địa lý của lưu vực suối Ia Krom được xỏc định ở tọa độ 140
10’ ữ14019’ vĩ độ Bắc và 1080
01’ ữ107030’ kinh độ Đụng.
Suối Ia Krụm cú lưu vực tương đối lớn, dũng sụng chảy uốn lượn và khu vực thượng nguồn cú chờnh cao địa hỡnh tạo nờn trữ năng thuỷ điện cú thể khai thỏc hiệu quả.
Khu vực dự kiến xõy dựng cụng trỡnh nằm cạnh đường giao thụng tỉnh lộ 19B và gần khu trung tõm huyện nờn rất thuận tiện cho việc đầu tư xõy dựng cũng như khai thỏc vận hành sau này.
4.1.2. Quy mụ cụng trỡnh
Kết quả nghiờn cứu giai đoạn lập dự ỏn đầu tư đó chọn được tuyến đập, tuyến năng lượng theo phương ỏn hầm, nhà mỏy cỏch vị trớ tuyến đập khoảng 1250m. Cỏc thụng số chớnh của dự ỏn thuỷ điện Đăk Đoa như sau:
Bảng 4.1 Cỏc thụng số chớnh của cụng trỡnh
TT Cỏc thụng số của cụng trỡnh Đơn vị Giỏ trị
Cấp cụng trỡnh III
TT Cỏc thụng số của cụng trỡnh Đơn vị Giỏ trị
1 Diện tớch lưu vực Flv km2 515
2 Dũng chảy trung bỡnh nhiều năm Qo m3/s 17.74
3 Tổng lượng dũng chảy năm Wo 106 m3 559.5
II Hồ chứa
1 Mực nước dõng bỡnh thường MNDBT m 614.0
2 Mực nước dõng gia cường 1% MNDGC m 614.88
3 Mực nước kiểm tra 0.2% MNKT m 616.69
4 Mực nước chết MNC m 609.0
5 Diện tớch mặt hồ ứng với MNDBT km2 2.28
6 Dung tớch toàn bộ (Vtb) 106 m3 30,24
7 Dung tớch hữu ớch (Vhi) 106 m3 12.57
8 Dung tớch chết (Vc) 106 m3 17.67
III Lưu lượng
1 Lưu lượng lớn nhất qua nhà mỏy m3/s 35.6
2 Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất
- P = 0,2% (Kiểm tra) m3/s 2276.1
- P = 1% (Thiết kế) m3/s 1668.8
IV Cột nước
TT Cỏc thụng số của cụng trỡnh Đơn vị Giỏ trị
2 Cột nước bỡnh quõn: Hbq m 44.88
3 Cột nước nhỏ nhất: Hmin m 40.87
4 Cột nước tớnh toỏn: Htt m 42.64
V Cỏc chỉ tiờu năng lượng
1 Cụng suất lắp mỏy (Nlm) MW 12.6
2 Cụng suất đảm bảo (Nđb) MW 2.85
3 Điện lượng bỡnh quõn nhiều năm (Eo) Tr.
kWh 53.17
4 Số giờ sử dụng cụng suất lắp mỏy Giờ 4219
VI Cỏc đặc trưng cụng trỡnh
1 Đập dõng Đập Đất
1.1 Cao trỡnh đỉnh đập m 617.0
1.2 Tổng chiều dài theo đỉnh đập m 207.9
1.3 Chiều rộng đỉnh đập m 7.0
1.4 Chiều cao lớn nhất m 27.0
2 Đập tràn (tràn bờn ) Ofixờrụp
2.1 Chiều rộng tràn nước (B = nxb) m 3x9
2.2 Chiều dài dốc nước m 50
TT Cỏc thụng số của cụng trỡnh Đơn vị Giỏ trị
2.6 Cột nước tràn thiết kế(Q xả 1%) m 9.88
2.7 Lưu lượng xả lớn nhất (Q xả 1%) m3/s 1564
2.8 Lưu lượng xả lớn nhất (Q xả 0.2%) m3/s 1997
3 Tuyến năng lượng (hầm ỏp lực)
3.1 Cửa lấy nước kiểu thỏp BTCT
Cao trỡnh ngưỡng vào m 598.5
Kớch thước cửa nhận nước (bxh) m 7x6
Lưu lượng thiết kế (Q) m3/s 35.6
3.2 Đường hầm
Số đường hầm 1
Lưu lượng thiết kế (Q) m3/s 35.6
Đường kớnh thụng thuỷ m 3.5
Tổng chiều dài m 750
3.3 Đường ống ỏp lực
Số đường ống 1
Lưu lượng thiết kế (Q) m3/s 35.6
Đường kớnh thụng thuỷ m 3.5
Chiều dài m 150
TT Cỏc thụng số của cụng trỡnh Đơn vị Giỏ trị
Loại nhà mỏy Hở
Số tổ mỏy tổ 2
Cụng suất lắp mỏy (Nlm) MW 12.6
Loại tuốc bin Francis Trục
đứng
Cao trỡnh BXCT m 567.0
4 Trạm phõn phối Hở
Cấp điện ỏp kV 110
5 Đường dõy 110kV km 15.0
6 Đường giao thụng cụng trường km 2.0
4.1.3 Điều kiện tự nhiờn
Cụng trỡnh thuỷ điện Đak Đoa thuộc địa phận xó Đak Sơ Mei huyện Đăk Đoa tỉnh Gia Lai, cỏch thành phố Pleiku chừng 30km về phớa Đụng Bắc. Hệ thống giao thụng đến khu vực cụng trỡnh khỏ thuận lợi. Mạng lưới sụng suối khỏ phỏt triển. Vựng tuyến đập, lũng hồ thuộc địa hỡnh đồi nỳi, sườn thoải.
4.1.4 Địa chất, kiến tạo khu vực
Vựng khảo sỏt nằm về rỡa Tõy Nam đới Kon Tum là vựng khụng cú
biểu hiện hoạt động tõn kiến tạo. Vựng khảo sỏt khụng cú và khụng gần cỏc đứt góy khu vực sinh chấn. Theo Bản đồ địa chấn và kiến tạo Việt Nam và cỏc vựng lõn cận tỷ lệ 1/1.000.000 do Viện Vật lý Địa cầu Việt Nam thành lập
năm 2004, khu vực khảo sỏt, trong lịch sử khụng ghi nhận được biểu hiện chấn động nào. Theo tiờu chuẩn TCXDVN 375-2006 (Tiờu chuẩn thiết kế
khỏng chấn cụng trỡnh) vựng Đak Đoa cú gia tốc nền cực đại agr =0,0577 (g)
tức động đất VI theo thang MSK. Như vậy đõy là vựng bỡnh ổn về tõn kiến
tạo.
4.1.5 Điều kiện địa chất cụng trỡnh
Núi chung cỏc khu vực bố trớ cụng trỡnh thuỷ điện Đăk Đoa cú thuận lợi nhất định về mặt ĐCCT. Trong vựng chỉ phõn bố cỏc loại đỏ cứng gồm đỏ granit, đỏ phiến thạch anh mica. Cỏc đứt góy, khe nứt biểu hiện ở mức độ trung bỡnh; trong khu vực bố trớ cụng trỡnh chỉ cú đứt góy tới bậc IV và duy trỡ khụng liờn tục. Trờn cả khu vực chưa quan sỏt thấy hiện tượng sạt trượt quy mụ lớn.
- Tuyến Đập chớnh: Kết quả khảo sỏt tại Đập chớnh cho phộp xỏc minh
rừ nột hơn về điều kiện địa chất cụng trỡnh tại vị trớ tuyến kiến nghị, kết quả khảo sỏt chi tiết cho thấy lớp phủ tại hai vai khỏ dày, cú đứt gẫy IV-4 cắt qua vai trỏi Tuyến đập làm đỏ bị dập vỡ và bị cà nỏt. Với chiều cao đập 25m, đới IB và đới IIA đỏ granit hoàn toàn đỏp ứng yờu cầu làm nền múng đập bờ tụng trọng lực. Đới edQ (khụng kể lớp đất chứa mựn thực vật) và đới IA1 gồm chủ yếu đất trạng thỏi nửa cứng đến cứng với cỏc đặc trưng khỏng cắt đại diện ở
trạng thỏi bóo hoà C=0,22-0,23KG/cm2
, ϕbh= 18-190 và chỉ số thớ nghiệm
SPT, N30=9-31 đều đỏp ứng làm nền đập đất, tại mặt cắt địa chất tim đập cho
thấy chiều dầy đới edQ tương đối mỏng (2.3-3.0m), do đú để thiờn về an toàn nờn đặt múng đập đất vào đới IA1. Tại vai trỏi lớp phủ mỏng hơn vai phải. Cỏc hệ thống khe nứt phỏt triển yếu, chủ yếu khe nứt cắm dốc đứng, nghiờng về phớa thượng lưu, ảnh hưởng khụng nhiều đến tớnh ổn định của đập. Đỏ trong đới IIA, IIB thuộc loại thấm yếu, đới IB thuộc loại thấm vừa, cỏc đới
edQ, IA1, IA2 thuộc loại thấm nhiều. Nhỡn chung điều kiện địa chất cụng trỡnh Tuyến đập tương đối thuận lợi.
- Tuyến năng lượng: Trong cỏc phương ỏn Tuyến năng lượng nờu trờn
cho thấy Tuyến năng lượng phương ỏn 2 cú điều kiện địa chất cụng trỡnh thuận lợi hơn cả, chiều dài hầm dẫn nước nhỏ hơn. Khoan khảo sỏt trờn tuyến chưa nhiều nhưng sơ bộ cú thể cho thấy chiều dầy tầng phủ dọc tuyến mỏng hơn. Cụ thể tại Cửa nhận nước đới edQ+IA2 dầy 1.5m, tại Cửa ra của hầm dẫn nước, đới edQ+IA1 dầy 8.5m. Dọc tuyến khụng bắt gặp đứt gẫy. Đặc tớnh thấm thuộc loại yếu (đới IIA, IIB) đến trung bỡnh (đới IB). Đới đỏ tương đối nguyờn vẹn (Đỏ phiến-IIB): Đỏ tươi, nguyờn khối, nứt nẻ rất yếu, khe nứt kớn.
- Nhà mỏy: Kết quả khảo sỏt chi tiết cho thấy Nhà mỏy 2 cú điều kiện địa
chất cụng trỡnh khỏ thuận lợi. Tại khu vực Nhà mỏy phõn bố đỏ granit, thuộc loại đỏ cứng đến rất cứng. Trong khu vực nhà mỏy bắt gặp 2 đứt gẫy bậc IV
(IV-1 và IV-3), đứt gẫy IV-3 đi qua vai trỏi của Nhà mỏy làm chiều dầy tầng
phủ dầy hơn vai phải, tại hố khoan ĐK3-19 đới edQ+IA1 dầy 14.0m, đứt gẫy
IV-1 là đứt gẫy kộo dài theo phương ỏ kinh tuyến, gần song song với tuyến
năng lượng 2 và cắt qua nền nhà mỏy, dấu hiệu tại hố khoan ĐK3-18 cho thấy đới dập vỡ của đứt gẫy gặp tại độ sõu 13.0m với chiều rộng biểu kiến lớn hơn 10m. Nhỡn chung về điều kiện địa chất cụng trỡnh khu vực nhà mỏy là tương đối thuận lợi. Để đảm bảo ổn định lõu dài, nền múng Nhà mỏy nờn đặt trờn đới IB hoặc IIA. Cần quan tõm đến việc đưa ra giải phỏp gia cố mỏi dốc trờn nhà mỏy, tại nền nhà mỏy tuỳ thuộc vào cao trỡnh hố múng mà cần đưa ra biện phỏp xử lý đới đứt gẫy.
4.1.6 Đặc điểm địa chất thuỷ văn
Cỏc thành tạo đất đỏ trong vựng cú tớnh thấm nước yếu đến trung bỡnh, tầng đỏ gốc tương đối nguyờn khối, ớt nứt nẻ thuộc loại thấm yếu được coi là tầng cỏch nước. Đường hầm nằm gọn trong đới IIB cú hệ số thấm
K=0,04m/ngđ. Lớp đất phủ và đới IA2 thuộc loại thấm trung bỡnh. Nước ngầm được chứa trong cỏc lỗ rỗng tầng phủ và trong cỏc khe nứt trong cỏc đới phong hoỏ đỏ gốc. Mực nước ngầm nằm cao hơn lớp IIB, bao gồm cả lớp IIA. Nước suối và nước ngầm cú thành phần chủ yếu là bicacbonat – Canxi Magiờ, Natri Canxi; độ pH =6.1-7.7. Cỏc chỉ tiờu ăn mũn bờ tụng: HCO3-
=0,5-1.55mđg/l; SO4-2= vết; cặn khụng tan = 37-150mg/l, hoàn toàn đạt yờu
cầu làm nước dựng cho bờ tụng thuỷ cụng trong tất cả cỏc khõu. Bảng 4.2. Kiến nghị đặc trưng thấm đất đỏ Đới
Kết quả thớ nghiệm Kiến nghị
Max Min Trung
bỡnh Lugeon K, m/ngđ edQ 2 IA1 1,5 IA2 2 IB 13,4 4,29 8,57 9 0,1 IIA 14,2 0,67 4,69 5 0,06 IIB 5,00 0,41 2,06 3 0,04 4.2 Lựa chọn cỏc thụng số tớnh toỏn 4.2.1 Điều kiện của bài toỏn
Bài toỏn thấm ở đõy theo phần mềm Seep/W mà luận văn ứng dụng được đơn giản húa là mụi trường bóo hũa nước, dũng thấm ổn định, khụng ỏp. Thuật toỏn của phần mềm là phương phỏp tớnh gần đỳng bằng phương phỏp phần tử hữu hạn. Trỡnh tự giải theo phương phỏp lặp. Theo trỡnh tự tớnh hỡnh
4.2 cú hai tiờu chuẩn là kiểm tra dữ liệu nhập vào và kiểm tra kết quả tớnh.
Khi số liệu phự hợp với tiờu chuẩn được ghi trong mỏy thỡ kết quả tớnh được chấp nhận và chương trỡnh chạy trong mỏy kết thỳc.
Những số liệu đầu vào như sau:
Hệ số thấm tại đới IIA là k=0,06m/ngđ Hệ số thấm tại đới IIB là k=0,04m/ngđ
Cao trỡnh mực nước ngầm là +623,5m.
Mặt cắt tớnh toỏn theo hỡnh sau:
Hỡnh 4.1 Mặt cắt tớnh toỏn của đường hầm
4.2.2 Số liệu xuất ra trong phần mềm SEEP/W Analysis
Report generated using GeoStudio 2007, version 7.10. Copyright â 1991-2008 GEO-SLOPE International Ltd.
File Information
Revision Number: 31 Date: 8/10/2013 Time: 10:50:09 AM
File Name: THAMDUONGHAM.gsz Directory: E:\luanvandau\
Last Solved Date: 8/10/2013 Last Solved Time: 10:50:14 AM
Project Settings
Length(L) Units: meters Time(t) Units: Days Force(F) Units: kN Pressure(p) Units: kPa Mass(M) Units: g Mass Flux Units: g/days
Unit Weight of Water: 9.807 kN/m³ View: 2D Analysis Settings SEEP/W Analysis Kind: SEEP/W Method: Steady-State Settings
Include Air Flow: No Control
Apply Runoff: Yes Convergence
Tolerance: 0.1
Maximum Change in K: 1 Rate of Change in K: 1.1 Minimum Change in K: 0.0001 Equation Solver: Parallel Direct
Potential Seepage Max # of Reviews: 10 Time
Starting Time: 0 days Duration: 0 days Ending Time: 0 days
Materials edQ
Model: Saturated / Unsaturated Hydraulic
K-Function: edQ K-Ratio: 1 K-Direction: 0 °
IA1
Model: Saturated / Unsaturated Hydraulic
K-Function: IA1 K-Ratio: 1 K-Direction: 0 °
IA2
Model: Saturated / Unsaturated Hydraulic
K-Function: IA2 K-Ratio: 1 K-Direction: 0 °
IIA
Hydraulic
K-Function: IIA K-Ratio: 1 K-Direction: 0 °
IIB
Model: Saturated / Unsaturated Hydraulic K-Function: IIB K-Ratio: 1 K-Direction: 0 ° Boundary Conditions Bien duoi
Type: Unit Flux (q) 0
Potential Seepage Face
Review: true
Type: Total Flux (Q) 0
MNngam Type: Head (H) 623.5 Flux Sections Flux Section 1 Coordinates Coordinate: (10.40897, 594.27725) m Coordinate: (40.15404, 594.3435) m K Functions edQ
Model: Data Point Function
Function: X-Conductivity vs. Pore-Water Pressure Curve Fit to Data: 100 %
Segment Curvature: 100 % K-Saturation: 2
Data Point: (1, 2) Data Point: (100, 2) Estimation Properties
Hydraulic K Sat: 0 m/days
Hyd. K-Function Estimation Method: Van Genuchten Function Maximum: 1000
Minimum: 0.01 Num. Points: 20
Residual Water Content: 0 m³/m³
IA1
Model: Data Point Function
Function: X-Conductivity vs. Pore-Water Pressure Curve Fit to Data: 100 %
Segment Curvature: 100 % K-Saturation: 1.5
Data Points: Matric Suction (kPa), X-Conductivity (m/days) Data Point: (1, 1.5)
Data Point: (100, 1.5) Estimation Properties
Hydraulic K Sat: 0 m/days
Hyd. K-Function Estimation Method: Van Genuchten Function Maximum: 1000
Minimum: 0.01 Num. Points: 20
Residual Water Content: 0 m³/m³
IA2
Model: Data Point Function
Function: X-Conductivity vs. Pore-Water Pressure Curve Fit to Data: 100 %
Segment Curvature: 100 % K-Saturation: 2
Data Point: (1, 2) Data Point: (100, 2) Estimation Properties
Hydraulic K Sat: 0 m/days
Hyd. K-Function Estimation Method: Van Genuchten Function Maximum: 1000
Minimum: 0.01 Num. Points: 20
Residual Water Content: 0 m³/m³
IIA
Model: Data Point Function
Function: X-Conductivity vs. Pore-Water Pressure Curve Fit to Data: 100 %
Segment Curvature: 100 % K-Saturation: 0.06
Data Points: Matric Suction (kPa), X-Conductivity (m/days) Data Point: (1, 0.06)
Data Point: (100, 0.06) Estimation Properties
Hydraulic K Sat: 0 m/days
Hyd. K-Function Estimation Method: Van Genuchten Function Maximum: 1000
Minimum: 0.01 Num. Points: 20
Residual Water Content: 0 m³/m³
IIB
Model: Data Point Function
Function: X-Conductivity vs. Pore-Water Pressure Curve Fit to Data: 100 %
Segment Curvature: 100 % K-Saturation: 0.04
Data Point: (1, 0.04) Data Point: (100, 0.04) Estimation Properties
Hydraulic K Sat: 0 m/days
Hyd. K-Function Estimation Method: Van Genuchten Function Maximum: 1000
Minimum: 0.01 Num. Points: 20
Residual Water Content: 0 m³/m³
Regions
Material Points Area (m²)
Region 1 edQ 1,2,3,4 408 Region 2 IA1 4,3,5,6 180 Region 3 IA2 6,5,7,8 360 Region 4 IIA 8,7,9,10 900 Region 5 IIA 10,9,11,12 900 Region 6 17,18,15,41,42,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28, 29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,16 19.098455 Region 7 IIB 11,43,17,16,40,39,38,37,36,35,34,33,32,31,30, 29,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,42,41,15,18,44,12 2800.9015 Region 8 IIB 43,17,18,44,14,13 1800 Lines
Start Point End Point Hydraulic Boundary
Line 1 1 2 Line 2 2 3 Line 3 3 4 Line 4 4 1 Line 5 3 5 Line 6 5 6 Line 7 6 4 Line 8 5 7 Line 9 7 8 Line 10 8 6 Line 11 7 9
Line 12 9 10 Line 13 10 8
Line 14 9 11 MNngam Line 15 11 12
Line 16 12 10 MNngam
Line 17 17 18 Potential Seepage Face Line 18 18 15 Potential Seepage Face Line 19 15 41 Potential Seepage Face Line 20 41 42 Potential Seepage Face Line 21 42 19 Potential Seepage Face Line 22 19 20 Potential Seepage Face Line 23 20 21 Potential Seepage Face Line 24 21 22 Potential Seepage Face Line 25 22 23 Potential Seepage Face Line 26 23 24 Potential Seepage Face Line 27 24 25 Potential Seepage Face Line 28 25 26 Potential Seepage Face Line 29 26 27 Potential Seepage Face Line 30 27 28 Potential Seepage Face Line 31 28 29 Potential Seepage Face Line 32 29 30 Potential Seepage Face Line 33 30 31 Potential Seepage Face Line 34 31 32 Potential Seepage Face Line 35 32 33 Potential Seepage Face Line 36 33 34 Potential Seepage Face Line 37 34 35 Potential Seepage Face Line 38 35 36 Potential Seepage Face Line 39 36 37 Potential Seepage Face Line 40 37 38 Potential Seepage Face Line 41 38 39 Potential Seepage Face Line 42 39 40 Potential Seepage Face Line 43 40 16 Potential Seepage Face Line 44 16 17 Potential Seepage Face Line 45 11 43 MNngam
Line 47 18 44
Line 48 44 12 MNngam Line 49 44 14 MNngam Line 50 14 13 Bien duoi Line 51 13 43 MNngam Points X (m) Y (m) Point 1 85 638.9 Point 2 -35 638.9 Point 3 -35 635.5 Point 4 85 635.5 Point 5 -35 634 Point 6 85 634 Point 7 -35 631 Point 8 85 631 Point 9 -35 623.5 Point 10 85 623.5