Dựa vào đường tần suất được vẽ bằng phần mềm FFC2008 ta có:
Lưu lượng kiêt thiết kế ứng với P(95%): Qmin= 48,87m3/s
Tra trên đường quan hệ (Q ̴ H) của năm 1985 ta có Hmin = 3,74 (m).
III.2.2. Tuyến chỉnh trị
Căn cứ vào tình hình thực tế sói lở của đoạn sông ta vạch tuyến chỉnh trị trên bình đồ để đảm bảo cho dòng chảy xuôi thuận dòng, dòng sông dọc theo tuyến đi phải ổn định. Vạch tuyến phải phù hợp với xu thế phát triển lòng sông và tận dụng những công trình có sẵn, đảm bảo giao thông thủy đáp ứng nền kinh tế cho các ngành khác.
Từ phân tích tình hình, yêu cầu, nhiệm vụ của các ngành kinh tế quốc dân là phòng chống lũ, ta chọn tuyến chỉnh trị ứng với lưu lượng mùa nước chung tức là lưu lượng tạo lòng Qtl = 681,875 m3/s
Để tiến hành bố trí công trình chỉnh trị trước hết ta cần phải xác định tuyến chỉnh trị , chiều rộng tuyến chỉnh trị . Nói chung chiều rộng tuyến chỉnh trị phải đảm bảo dòng chảy xuôi thuận , bờ sông dọc tuyến chỉnh trị phải ổn định . Vạch tuyến chỉnh trị phải phù hợp với xu thế phát triển của lòng sông và tận dụng những công trình hiện có . Có 3 tuyến chỉnh trị
- Tuyến mùa lũ
- Tuyến mùa nước trung bình - Tuyến mùa nước kiệt
Qua phân tích tình hình , nhiệm vụ và yêu cầu của các ngành kinh tế quốc dân là phòng chống lũ , đảm bảo giao thông vận tải thủy ta chọn tuyến chỉnh trị ứng với lưu lượng mùa nước trung bình tức là lưu lượng tạo lòng
Qtl = 681,875 (m3/s)
III.2.2.1. Chiều sâu bình quân
3 3 11 11 1 1 2 2 2 4 2 . 681,875 0,0279 H = 3,56( ) . 3,5 (2,14 10 ) TL TL TL Q n m J ξ − × ÷ = ÷ = ÷ ÷ × × Trong đó :
Q – Là lưu lượng tạo lòng Qtl=681,88m3/s n – Hệ số nhám mùa trung n=0,0279
ξ – Hệ số hình dạng sông , lòng sông là bùn cát thường ξ=3,5 J – Độ dốc đường mặt nước trung bình J= 2,14.10-4
III.2.2.2. Chiều rộng tuyến chỉnh trị : B = ξ2.H2 = 3,52.3,562 = 155,53(m) III.2.2.3. Bán kính cong chỉnh trị *Theo Antumin: • 1 (7 8) 1091,81 1247,78 R = ÷ B= ÷ Chọn R1= 1150 (m) • 2 (5 6) 779,86 935,84 R = ÷ B= ÷ Chọn R2= 870 (m) • 1 3.5 545,91 R = B= Chọn R3= 546 (m) Với B là chiều rộng của tuyến chỉnh trị
Tuyến chỉnh trị được vạch trong mặt bằng tổng thể khu vực chỉnh trị
III.2.2.4. Tính lưu tốc của dòng chảy ứng với kích thước tuyến chỉnh trị
2 1 2 4 1 3 2 3 2 1 1 . . .3,56 .(2,14 10 ) 1,23( / ) 0,279 V H J m s n − = = × =
Lưu tốc này phù hợp với yêu cầu , theo yêu cầu vận tốc thiết kế phải thỏa mãn Vkb<Vtk<Vkx
Theo quy phạm thiết kế kênh quy định với đường kính hạt bùn cát d=0,15 mm thì Vkl ≥ 0,45 m/s và Vkx ≤ 1,5 m/s
Vậy : 0,45 ≤ V=1,23 ≤ 1,5 thỏa mãn yêu cầu
III.2.2.5. Vạch tuyến chỉnh trị
Kinh nghiệm thực tế cho thấy không nên làm một đập mỏ hàn đơn độc, khi đó phần đầu và phần gốc dễ bị dòng chảy phá hoại cần xây dựng không dưới 3 đập trong một quãng (chỉ trong điều kiện đặc biệt thuận lợi thì mới làm 2 đập). Đập trên cùng theo chiều dòng chảy được làm với chiều dài nhỏ để giảm thiểu nguy cơ phá hoại nó; đập thứ 2 được xây dựng dưới sự bảo vệ của đập thứ nhất. Đập thứ 3 và các đập tiếp theo được xây dựng sao cho đầu của chúng nằm trên tuyến chỉnh trị.
Ta sẽ tiến hành chọn đập thứ nhất theo kinh nghiệm, sau đó lấy cơ sở tính toán chọn các tuyến đập tiếp theo rồi xác định chính xác số lượng đập sau khi xác định đến cuối tuyến chỉnh trị.
III.2.2.6. Góc lệch α của đập mỏ hàn
Là góc hợp bởi trục đập và phương dòng chảy ứng với mực nước tạo lòng. Có thể bố trí đập mỏ hàn theo 3 cách: Xuôi ( α<900), thẳng góc (α=900), ngược (α>900).
Mỏ hàn thẳng góc với bờ thường được sử dụng ở vùng có dòng chảy 2 chiều. Ở vùng có dòng chảy một chiều, có thể chọn góc lệch từ 65o ÷ 80o. Trong những điều kiện nhất định, có thể sử dụng sơ đồ đập mỏ hàn ngược
Chọn góc lệch α=700
III.2.3. Khoảng cách giữa 2 đập mỏ hàn
Khoảng cách giữa các đập mỏ hàn nên bố trí sao cho vị trí đập mỏ hàn hạ lưu nằm trong phạm vi ảnh hưởng của mỏ hàn thượng lưu, để tránh dòng nước đâm vào bờ sông gây ra xói lở . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta có: Khoảng cách giữa các đập mỏ hàn tính theo công thức L = LP. cosα
+ LP.sinα
.cotgβ
Trong đó:
L: Khoảng cách giữa 2 đập
Lp: Là chiều dài có hiệu quả của đập
α: Là góc giữa đường trụ đập và hướng dòng chảy ở đầu đập β: Là góc khuyết tán
Theo kinh nghiệm của Antunin thì góc khuyết tán β=90.5 Để tránh xói lở gốc đập có thể dùng Lp=(1/3÷l/2)L
Chọn Lp=1/3L
Công thức tính đối với bờ lõm : - Với R < (5÷ 6)B ,chọn L = (2÷ 3)ltsinα - Với R ≥ (5÷ 6)B,chọn L = (3÷ 4)ltsinα Công thức tính đối với bờ lồi :
- Chọn L = (5÷
8)ltsinα Trong đó :
L – khoảng cách giữa hai đập mỏ hàn lt – Chiều dài công tác của đập thượng lưu α: góc lệch của trục đập
R – bán kích cong của tuyến chỉnh trị ở phía bờ lõm B – Bề rộng lòng sông theo tuyến chỉnh trị
III.2.3.1. Đập mỏ hàn số 1
-Vị trí : chọn tại vị trí sao cho bờ không bị phá hoại.
+ Chiều dài đập mỏ hàn số 1 xác định trên bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: L1 =37,66 (m)
+ Góc giữa đường trục đập và hướng dòng chảy ở đầu đập: α = 70 độ + Khoảng cách giữa hai đập mỏ hàn số 1 và số 2:
L1-2=(3÷4).lt.sinα = (3÷4).37,66.sin(700) = (106,2÷141,5)m Chọn L1-2 = 135 m
III.2.3.2. Đập mỏ hàn số 2
+ Chiều dài đập mỏ hàn 2 xác định trên bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là:L2 =72,0m + Góc giữa đường trục đập và hướng dòng chảy ở đầu đập: α = 70 độ
+ Khoảng cách giữa hai đập mỏ hàn số 2 và số 3:
L2-3=(3÷4).lt.sinα = (3÷4).72,0.sin(700) = (202,8÷270,4)m Chọn L2-3 = 210m
III.2.3.3. Đập mỏ hàn số 3
+ Chiều dài đập mỏ hàn 3 xác định trên bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: L3=87,1m + Góc giữa đường trục đập và hướng dòng chảy ở đầu đập: α = 70 độ
+ Khoảng cách giữa hai đập mỏ hàn số 3 và số 4:
L3-4=(2÷3)ltsinα = (2÷3).87,1. sin(700) = (163,6÷245,6)m Chọn L3-4 = 200 m
III.2.3.4. Đập mỏ hàn số 4
+Chiều dài đập mỏ hàn 4 xác định trên bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: L4 =48,4m + Góc giữa đường trục đập và hướng dòng chảy ở đầu đập: α = 70o
+ Khoảng cách giữa hai đập mỏ hàn số 4 và số 5: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
L3-4=(2÷3).lt.sinα = (2÷3).48,4.sin(700) = (91,0÷136,5)m Chọn L3-4 = 110m
III.2.3.5. Đập mỏ hàn số 5
+ Chiều dài đập mỏ hàn 5 xác định trên bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: L5=32,9m + Góc giữa đường trục đập và hướng dòng chảy ở đầu đập: α = 70 độ
Từ bình đồ ta nhận thấy tuyến thứ 5 của đập mỏ hàn số 5 đã nằm ở cuối đoạn sông chỉnh trị. Vậy ta chọn số lượng đập mỏ hàn là 5 và được bố trí như hình vẽ.
III.2.4. Chọn vị trí, kết cấu công trình mỏ hàn: III.2.4.1. Cao trình đỉnh đập tại gốc đập
Cao trình đỉnh đập Zgđ bằng cao trình mực nước thiết kế Ztk cộng với chiều cao sóng leo hsl và chiều cao an toàn a = 0,5 m
Zgđ = Ztk + hat + a Trong đó:
Ztk: cao trình mực nước thiết kế ứng với lưu lượng tạo lòng tại vị trí công trình Ta có: Ztk =6,24m
hsl : chiều cao sóng leo trên mái đập mỏ hàn, hsl = 3,2.kđ.tgα.hs= 3,2.0,77.0,5.0,68= 0,89(m)
hs=0,0208.W5/4.D1/3=0,0208.10,0035/4.6,291/3 = 0,68 m Vậy ta có : Zgđ = 6,24 + 0.89 +0,5 = 7,65(m)
III.2.4.2. Cao trình đỉnh đập tại đầu đập
Zđđ =Zgđ – i.L L là chiều dài đập;
i là độ dốc đỉnh đập. chọn i=0,005
Tên Chiều dài (m) Cao trình (m)
Zđđ1 37.66 7.47
Zđđ2 71.95 7.29
Zđđ4 48.41 7.41
Zđđ5 32.86 7.49
III.2.4.3. Mặt cắt đập
Đập mỏ hàn làm bằng đất sét ngoài được phủ đá hộc. Đập xuôi theo dòng chảy , thường có dạng hình thang hệ số mái xác định theo điều kiện ổn định
Theo phụ lục B của tiêu chuẩn TCVN 8419-2010 ta có thể chọn sơ bộ như sau : Chiều rộng đỉnh đập : B = 3 m
Hệ số mái dốc thượng lưu đập : m = 1,5 Hệ số mái dốc hạ lưu đập : m = 2 Hệ số mái dốc tại mũi đập : m = 3 Hệ số mái dốc chân kè, đập : m = 1,5
- Độ dốc dọc đập : i=(0.005 đến 0.01 ) -> chọn i= 0.005
- Chiều dài dọc theo thân đập của đầu đập được gia cố bằng đá đổ : 3 m - Cao trình đáy đập được chọn dựa trên tuyến đã được chọn để bố trí đập. * Vật liệu làm đập
- Đối với thân đập thì trong lỏi của đập vật liệu là đất sét có: đât γ
= 1,6 T/m3 - Đá làm đập: đá
γ
= 2,65 T/m3
III.2.5. Tính toán kích thước vật liệu
III.2.5.1. Đường kính viên đá chân kè, chân đập mỏ hàn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xác định theo công thức Ta có:
- η =1,2 là hệ số ổn định cho phép của công trình bảo vệ bờ - U là lưu tốc bình quân thủy lực lớn nhất thực đo (m/s) Do không có số liệu nên tính bằng các công thức sau:
Ta lấy theo lưu tốc của mà lũ:
3 311 11 11 11 lu 2 1 2 4 1 2 2 . 3315,13 0,018 H = 4,16( ) . 3,5 (2,59 10 ) TL TL TL Q n m J ξ − × ÷ = ÷ = ÷ ÷ × × Trong đó :
Q – Là lưu lượng tạo lòng Qlũ= 3315,13 m3/s n – Hệ số nhám n=0,0180
ξ – Hệ số hình dạng sông , lòng sông là bùn cát thường ξ=3,5 J – Độ dốc đường mặt nước trung bình J= 2,59.10-4
Bề rộng tuyến vào mùa lũ: B = ξ2.H2 = 3,52.4,752 = 276,22 (m)
2 1 2 4 1 3 2 3 2 1 1 . . .4,74 .(2,59 10 ) 2,52( / ) 0,018 U H J m s n − = = × = - K =0,6
- h là chiều sâu viên đá tính toán
h = Ztk – Zđinhchânđập = 6,24 – 4,24 =1,99 m Thay vào tính toán được d1 = 0,62 m
III.2.5.2. Kích thước đá lát mái
a. Chống tác động của dòng chảy: tính tương tự như đường kính viên đá ở chân kè, chân đập Nhưng h = Zlũ – Zđỉnhđập Zlũ= 9,27 m Tên đập Đập 1 Đập 2 Đập 3 Đập 4 Đập 5 Zđỉnh 7.47 7.27 7.22 7.41 7.49 h 1.81 19.8 2.05 1.86 1.78 D1 0.37 0.37 0.38 0.37 0.37 b. Chống tác động của sóng 3 3 1 . . . . 1,2.0,13.0,68. 11,17. 0,14( ) 2,65 1 o s d d η d h λ γ m γ γ = = = − −
Trong đó: d là đường kình viên đá
η =1,2 là hệ số ổn định cho phép của công trình bảo vệ bờ, d0 =0,13 hệ số phụ tuộc vào mái dốc thân kè, đập.
λ=0,304.W.D = 11,17 là tỉ số giữa chiều dài và chiều cao song hs = 0.0208*W5/4*D1/3 = 0,68 m là chiều cao sóng
Thay các số liệu vào công thức tính được d2 = 0,14m
So sánh giữa 2 đường kính ta chọn kích thước đá lát mái d1=0,65 m III.2.5.3. Kích thước đá hộc bảo vệ thả rời đầu đập
Các hệ số tương tự như tính toán thiết kế viên đá ở chan đập và thân kè chỉ khác Uml và h.
U0=2,52 m/s
Trong đó: bk chiều dài hình chiều của đập mỏ hàn lên mặt cắt ngang song U0 lưu tốc lũ khi chưa có tuyến chỉnh trị Uo=2,52 (m/s)
- h = Zmax – ZđỉnhđậpThông số đập 1 đập 2 đập 3 Đập 4 đập 5