đồ án thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân PA2

ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
LỜI CẢM ƠN.
Sau thời gian mười tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân
và được sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học của thầy giáo TS.Đào Tuấn Anh, em
đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước
Hồi Xuân PA2 “.
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ
thống lại kiến thức đã được học tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết
đã được học vào thực tế. Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến
thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước
vào nghề với công việc thực tế sau này.
Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình
hồ chứa nước Hồi Xuân), vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù bản
thân đã hết sức cố gắng nhưng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án
em chưa giải quyết được đầy đủ và sâu sắc các trường hợp trong thiết kế cần
tính, mặt khác do trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý
kiến của các thầy cô giáo giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, chính
xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn của em được hoàn thiện.
Để đạt được kết quả này em đã được các thầy các cô trong trường
ĐHTL, từ các thầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy cô ở các môn
chuyên nghành dạy bảo tận tình. Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ môn
Thủy Công đặc biệt là thầy giáo TS. Đào Tuấn Anh đã tận tình hướng dẫn, tạo
mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 26 tháng 05 năm 2014

Sinh viên thực hiện :
Nguyễn Văn Quỳnh
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 1 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
I.1.Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo
I.1.1 Vị trí địa lý
Công trình hồ chứa Hồi Xuân được nghiên cứu xây dựng trên Sông Mã thuộc
địa phận xã Thanh Xuân, huyện Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa. Vị trí công trình
cách thị xã Hoà Bình khoảng 95 km về phía Tây, cách Thành phố Thanh Hoá
195 km về phía Tây Bắc. Công trình nằm cạnh Quốc lộ 15, cách thuỷ điện Bản
Uôn khoảng 38,5km về phía hạ lưu
Tuyến 3 (phương án kiến nghị) của công trình hồ chứa Hồi Xuân, có tọa độ
theo hệ VN2000 như sau : X = 2 261 955
Y = 505 015
I.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo.
Hồ chứa Hồi Xuân nằm trên lưu vực Sông Mã phía tây bắc tỉnh Thanh Hoá và
phía tây tỉnh Hoà Bình. Đây là vùng núi cao thuộc miền Tây Bắc của Việt Nam
bao gồm các dãy núi kéo dài theo phương TB-ĐN phân cắt mạnh đến trung
bình, bề mặt sườn có độ dốc khá lớn, từ 10-30
o
. Các khối núi ven sông thường
khá thoải, cao độ tuyệt đối dao động từ trăm mét đến vài trăm mét.

Căn cứ vào các đặc điểm nguồn gốc, hình thái vùng nghiên cứu có thể chia ra
làm các kiểu địa hình địa mạo chính như sau:
+ Kiểu địa hình xâm thực bóc mòn
Đây là 1 trong các dạng địa hình có quy mô lớn nhất trong toàn diện tích công
tác. Chúng trùng với các dải đồi có mức phân cắt cao.
Căn cứ theo mức độ phân cắt và độ dốc của địa hình có thể phân chia ra các
khối núi sau đây.
* Các khối núi xâm thực bóc mòn phân cắt yếu
Chiếm diện tích không lớn trên tờ bản đồ, trùng với diện tích phân bố các đá
bazan hệ tầng Cẩm Thuỷ. Địa hình có mức độ phân cắt trung bình đến thấp. Bề
mặt sườn dốc 5
0
đến 10
0
, có nhiều yên ngựa, các bề mặt đỉnh diện tích khá rộng.
* Khối núi xâm thực bóc mòn phân cắt trung bình
Bao gồm phần lớn các khối núi trong vùng công tác được tạo bởi các đá trầm
tích hệ tầng Cò Noi, trầm tích biến chất hệ tầng Sông Mã. Các khối núi kéo dài
phương TB-ĐN và á kinh tuyến dạng yên ngựa. Tại đây địa hình có mức phân
cắt khá mạnh, bề mặt sườn có độ dốc tương đối lớn, đường phân thuỷ hẹp dạng
sống trâu, vỏ phong hoá sét có chiều dày lớn, đá gốc thường nằm ở độ sâu lớn.
+ Kiểu địa hình karst
Chiếm diện tích không lớn ở phần cực Nam tờ bản đồ 1/50.000 tương ứng với
diện phân bố các đá vôi, đá vôi dolomit của hệ tầng Hàm Rồng; đá phiến vôi,
phiến sét vôi hệ tầng Sông Mã. Địa hình phân cắt mạnh, bề mặt sườn dốc đến
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 2 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-

2
2
dốc đứng, các đá vôi và dolomit gốc cứng rắn lộ ngay trên bề mặt địa hình. Lớp
sét và đất phủ có chiều dày không lớn.
+ Kiểu địa hình tích tụ
Trên bình đồ, dạng địa hình trùng với các diện tích phân bố trầm tích hệ Đệ Tứ
dưới dạng các dải đất bằng hẹp. Theo độ cao, có thể phân ra các dạng địa hình
thềm bậc I, bãi bồi cao và các bãi bồi thấp, doi cát, bãi cát ven sông.
* Thềm bậc I. Phân bố ở độ cao tương đối 7-8m đến 10-11m so với mặt nước
sông. Bề mặt thềm thường hẹp, hơi nghiêng về phía lòng sông. Thành phần
gồm hai lớp. Lớp dưới gồm cuội thạch anh lẫn sạn cát sét chiều dày 3-5m. Lớp
trên, thành phần gồm sét, sét pha lẫn sạn dăm chiều dày 2-4m.
* Bãi bồi cao. Nằm ở độ cao tương đối 2-3m, thường bị ngập trong mùa mưa
lũ. Các bãi bồi có diện tích hẹp, bề mặt nghiêng về phía lòng sông. Thành phần
bao gồm sét, sét pha, cát, cát pha. Đây là các diện tích trồng lúa và hoa màu của
nhân dân địa phương.
* Cácdải cát và bãi cát ven sông. Phân bố rải rác ở các đoạn sông uốn khúc.
Kích thước các bãi cát và dải kéo dài từ vài chục mét đến vài trăm mét, chiều
rộng vài chục mét. Thành phần bao gồm các loại cuội sỏi, sạn và cát. Chiều dày
các bãi và dải cát dao động từ 1-2 m đến hàng chục mét.
+ Hoạt động kiến tạo hiện đại
Các quan sát chi tiết cho thấy, dọc Sông Mã không quan sát thấy các mặt facet
(mặt tam giác), các bậc thềm hoàn toàn yên tĩnh, không bị cắt qua bởi các hệ
thống khe nứt và đứt gãy nội sinh. Do đó có thể kết luận, trong vùng không có
các biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại.
Quan hệ hệ Z~V, Z~F
Z F(km
2
) F(km
2

) V(10
6
m
3
)
45 0 0 0
50 58181.05 0.06 0.1
55 276300.65 0.28 0.9
60 858428.6 0.86 3.6
65 1691756.1 1.69 9.8
70 2674905.6 2.67 20.7
75 4173924.9 4.17 37.6
80 6188865.1 6.19 63.4
85 8746080.7 8.75 100.5
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 3 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
90 11223908.2 11.22 150.3
I.2. §iÒu kiÖn khÝ tîng thñy v¨n c«ng tr×nh
Việc nghiên cứu khí tượng trên lưu vực sông Mã được tiến hành khá sớm: năm
1910 đã có trạm đo mưa Thanh Hoá, tới năm 1926 đập dâng nước Bái Thượng
trên sông Chu được xây dựng và là công trình thủy lợi lớn nhất tỉnh Thanh Hoá
cũng như của lưu vực sông Mã.
Mạng lưới trạm khí tượng phân bố không đều, hầu hết tập trung ở hạ du. Thời
kỳ đầu các trạm cấp I đo đạc đầy đủ các yếu tố, nhưng sau năm 1976 Tổng Cục
khí tượng thuỷ văn đã hạ cấp và giải thể khá nhiều trạm.

I.2.1 Điều kiện khí hậu
+ Nhiệt độ không khí
Chế độ nhiệt trên lưu vực cũng phân ra là hai mùa tương ứng: mùa hè và mùa
đông.
- Mùa hè từ tháng IV ÷ X thời tiết nóng ẩm, nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao nhất
thường xuất hiện vào tháng VII, đo được tại Thanh Hoá Tmax = 42
o
C
(VII/1910), tại Như Xuân Tmax = 41.7
o
C (11/V/1996). Theo không gian nhiệt
độ tăng dần từ thương lưu về hạ lưu sông Mã, điều này phù hợp với vị trí địa lý
và điều kiện địa hình trên lưu vực: Tại Tuần Giáo Tnăm = 20.9oC xuống đến
vùng hạ lưu nhiệt độ tăng nên, tại Thanh Hoá Tnăm = 23.6
o
C.
- Mùa đông từ tháng XI ÷III thời tiết khô lạnh, nhiệt độ giảm nhanh, nhiệt độ
thấp thường xuất hiện vào tháng I. Nhiệt độ tối thấp đo được trong tháng I tại
một số trạm sau: Tại sông Mã TMin = -0.8
o
C (3/I/1974), Sơn La TMin = -0.8
o
C
(1/I/1940), Bái Thượng TMin = 2.6
o
C (2/I/1974) và Thanh Hoá TMin = 5.4
o
C
(VII/1910).
Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm tiêu biểu (trạm Hồi Xuân)

Đặc
trưng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Ttb
o
C
17,0 18,1 20,9 24,4 26,6 27,5 27,5 27,1 25,9 23,7 20,5 17,7 23,1
Tma
x
o
C
33,8 36,8 40,7 40,8 41,4 41,6 40,3 38,9 40,6 37,8 34,9 34,9 41,6
Tmin
o
C
2,5 5,8 6 12,9 16,3 17 20,2 21,2 16,7 10,9 6,4 2,1 2,1
+ Độ ẩm không khí
Độ ẩm trên lưu vực sông Mã biến đổi không lớn, tăng dần từ thượng lưu về hạ
lưu. Độ ẩm tương đối trung bình năm lưu vực dao động từ 80 ÷ 86 %. Chế độ
ẩm trên sông Mã tương ứng với mùa hè và mùa đông .
+ Gió
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 4 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Do ảnh hưởng của hình thái địa hình lưu vực nằm lọt giữa hai dãy núi cao chạy
song song theo hướng TB-ĐN, nên chế độ gió ở đây cũng bị phân hoá rõ rệt:

- Mùa hè: Gió Tây Nam thổi tới đem hơi nước nên thời tiết nóng ẩm mưa nhiều,
nhưng khi gió vượt qua các dãy núi phía Tây lưu vực, luồng không khí trở nên
khô và nóng, gây nên hiện tượng ‘phơn’ còn gọi là gió ‘Lào’ vào thời lỳ tháng
III ÷VII. Mùa hè thường có gió mạnh nhất, tốc độ gió lớn nhất đạt tới > 40 m/s.
- Mùa đông: Gió mùa Đông Bắc tiến vào lưu vực đã bị dãy núi ở giữa sông Đà
với sông Mã và dãy núi cao Hoàng Liên Sơn chặn lại, nên khả năng ảnh hưởng
gió mùa Đông Bắc ở vùng thượng lưu sông Mã ít hơn. Đây là nguyên nhân gây
ra mùa đông khô lạnh và đến sớm hơn các vùng khác.
Tốc độ gió lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế - Trạm Hồi Xuân
Đặc
trưng
Giá trị Vmax các hướng chính (m/s)
Vô hướng
N NE E SE S SW W NW
VmaxTB 6 6 11 13 8 12 14 17 20
Vp=2% 15 20 25 23 20 27 27 30 32
Vp=4% 14 17 21 21 17 24 25 27 28
Vp=25% 9.0 10 13 13 10 12 13 14 15.5
Vp=50% 6.8 7.3 10 13 7.0 11 11 10 12
+ Mưa
Mưa trên lưu vực có biến đổi theo thời gian và theo không gian, trong năm có
hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô :
- Mùa mưa bắt đầu từ tháng IV và kết thúc vào tháng IX (vùng thượng lưu)
hoặc từ tháng V đến tháng X (vùng hạ lưu). có gió mùa Tây Nam thổi tới mang
theo nhiều hơi nước, nóng ẩm, mưa nhiều. Nếu xác định mùa mưa gồm các
tháng có lượng mưa từ 100 mm trở lên. Lượng mưa mùa mưa chiếm 80 - 85%
lượng mưa cả năm, ba tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VI ÷ VIII (vùng
TL) và tháng VII ÷ IX (vùng HL).
- Mùa khô: Bắt đầu từ tháng X hoặc tháng XI và kết thúc vào tháng III-IV năm
sau tháng có lượng mưa ít nhất là tháng I ÷ III, lượng mưa trong mùa này chỉ

chiếm 10 ÷30 % lượng mưa năm. Riêng phần diện tích lưu vực thuộc
CHDCND lào (chiếm gần 39% diện tích toàn lưu vực), theo tài liệu nước ngoài
có lượng mưa dao động từ 1200-1500 mm, trong đó lượng mưa tại trạm Xầm
Nưa cách trạm Mộc Châu của Việt Nam khoảng 180 km có lượng mưa là 1500
mm, trạm Luang Prabang 1250mm.
Lượng trung bình lưu vực được tính là X
lv
= 1500 mm
+ Bốc hơi
Lượng bốc hơi biến đổi trong năm trên toàn lưu vực ngược lại với sự biến đổi
của mưa, nhiệt độ và độ ẩm: nơi nào mưa nhiều độ ẩm lớn thì lượng bốc hơi
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 5 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
nhỏ và ngược lại. Tại Lạc Sơn, Bái Thượng X ≈ 2000 mm thì bốc hơi Zpic.năm
= 770 mm, trong khi những vùng mưa nhỏ như sông Mã X ≈ 1200mm thì lượng
bốc hơi năm đạt tới Zpic.năm > 900 mm. Qua phân tích lượng bốc hơi trên toàn
lưu vực thấy sự biến đổi theo thời gian và không gian lớn .
Xác định phân phối tổn thất bốc hơi các tháng trong năm dựa theo phân phối
lượng bốc hơi đo bằng ống piche tại trạm Hồi Xuân. Kết quả tính toán tổn thất
bốc hơi trung bình tháng thể hiện ở bảng dưới:
Tổn thất bốc hơi hồ chứa Đơn vị : mm
Đặc trưng
tính toán
Tháng
Năm

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
∆Z
20 21 26 31 37 31 31 25 23 23 20 23 310
I.2.3 Các đặc trưng thủy văn
Đặc trưng dòng chảy năm thủy văn thiết kế
Giá trị trung bình Lưu lượng thiết kế Qp(m
3
/s)
Q(m
3
/s) Cv Cs 10% 15% 50% 85% 90%
288 0,23 0,46 376 357 283 219 206
+ Phân phối dòng chảy năm
Tần suất
Mùa lũ (VI-X) Mùa kiệt(XI-V) Năm
α(%)
W
(10
6
m
3
)
α(%)
W
(10
6
m
3
)
W

(10
6
m
3
)
P=10% 72 7461 28 2966 10427
P=50% 67 5251 33 2584 7835
P=90% 65 3681 35 2017 5697
Phân phối dòng chảy tháng các năm điển hình Đơn vị :m
3
/s
Đặc
trưng
Tháng – Năm
VI VII VIII IX X XI XII I II III
Tần
suất
V Năm
10% Q(m
3
/s) 409 537 740 729 420 256 183 153 130 112 114 179 330
50% Q(m
3
/s) 279 313 524 496 384 247 146 139 98,8 83,6 107 161 248
90% Q(m
3
/s) 84,4 215 373 301 426 170 115 94,5 84,3 85,8 82,4 135 180
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 6 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ

án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
+ Tổng lượng lũ :
Tổng lượng lũ đến Tuyến 3 như sau:
Tổng lượng lũ ứng với các thời đoạn và tần suất
Tần suất
%
Qmax
(m
3
/s)
Thời đoạn , ngày (10
6
m
3
)
1 3 5 7
0,1 13600 1037 2188
2776
3086
0,5 10500 802 1705
2181
2460
1 9200 703 1502
1931
2197
5 6340 486 1056
1382

1620
10 5140 395 868
1152
1377
+ Lưu lượng lớn nhất mùa kiệt
Lưu lượng lớn nhất thiết kế chặn dòng tại các tuyến công trình được xác định từ
lưu lượng trung bình ngày lớn nhất trạm Hồi Xuân, tính chuyền về tuyến đập
bằng tỷ số diện tích lưu vực.
Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt Đơn vị tính: m
3
/s
Tần
suất
Tháng
XI
XI
I I II III IV V
p=5%
72
3
33
5
23
6
25
3
29
2
35
3

83
9
p=10%
58
5
28
8
21
2
21
6
23
5
30
2
69
4
Lưu lượng lớn nhất các thời đoạn mùa kiệt Đơn vị tính: m
3
/s
Tần
suất
Thời đoạn (tháng)
XI-IV XI-V XII-IV XII-V
5% 748 887 404 845
10% 606 762 352 702
I.3. Điều kiện địa chất
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 7 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ

án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Trong giai đoạn dự án đầu tư tiếp tục nghiên cứu đánh giá chi tiết hơn tuyến
đập 3 cách tuyến đập 1 khoảng 500m về phía hạ lưu.
Ứng với mỗi phương án tuyến đập có 1 tuyến tràn (lòng sông) và 1 tuyến năng
lượng (bờ trái). Đánh giá điều kiện địa chất công trình các phương án tuyến
công trình như sau:
I.3.1. Tuyến đập dâng
Toàn bộ khu vực tuyến đập 3 nằm trong vùng phân bố các đá phiến thạch anh
sericit thuộc tập 2 hệ tầng Sông Mã. Nhìn chung đá nền có mức độ phong hóa
khá mạnh, không đều, bề mặt đá cứng đới IIA có dạng răng cưa, nằm khá sâu.
Theo mặt cắt tim đập phần lòng sông rộng khoảng 90m. Địa hình hai vai đập
tương đối dốc, bờ trái dốc 15-30
o
, bờ phải dốc 15-40
o
.
* Vai đập bờ trái:
Vai đập bờ trái có bề mặt sườn dốc từ 15
o
đến 30
o
. Toàn bộ vai đập bờ trái nằm
trong diện phân bố của đá phiến thạch anh sericit thuộc tập 2 hệ tầng Sông Mã.
Mặt cắt địa chất công trình từ trên xuống gồm các lớp đất đá sau:
- Lớp phủ sườn tàn tích (edQ).Gồm sét, sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn
5-10% dăm cục là mảnh vỡ vụn của đá gốc phong hóa 0,0-6,0m.
- Đới IA

1
: Đới phong hóa mãnh liệt của đá phiến thạch anh sericit, thành phần
sét pha lẫn dăm sạn, phân bố dọc theo vai đập, chiều dày từ 1-4m.
- Đới IA
2
: Đới phong hóa mạnh của đá phiến thạch anh sericit. Đá mềm yếu,
phần lớn là dăm cục lẫn sét, chiều dày từ 3-13m.
- Đới IB: Đới phong hóa trung bình của đá phiến thạch anh sericit. Đá nứt nẻ
mạnh đến rất mạnh, các khe nứt được lấp nhét đầy bởi sét và oxit sắt, cường độ
thỏi đá giảm mạnh, chiều dày trung bình 10-15m.
- Đới IIA: Đới nứt nẻ của đá phiến thạch anh sericit nằm dưới đới IB. Đá phiến
thạch anh sericit màu xám, xám xanh nứt nẻ vừa đến mạnh. Đá cứng chắc trung
bình đến cứng chắc.
* Phần lòng sông:
Phần lòng sông có bề rộng khoảng 90m. Toàn phần lòng sông nằm trong diện
phân bố của đá phiến thạch anh sericit, đá phiến sét than thuộc tập 2 hệ tầng
Sông Mã. Mặt cắt địa chất công trình từ trên xuống gồm các lớp đất đá sau:
- Đới bồi tích (aQ): Thành phần gồm cát cuội sỏi, phân bố dọc lòng sông. Trạng
thái bở rời, bão hoà nước.
- Đới IA
2
: Đới phong hóa mạnh của đá phiến thạch anh sericit. Đá mềm yếu,
phần lớn là dăm cục lẫn sét, chiều dày mỏng từ 0-2m.
- Đới IB: Đới phong hóa trung bình của đá phiến thạch anh sericit. Đá nứt nẻ
mạnh đến rất mạnh, các khe nứt được lấp nhét đầy bởi sét và oxit sắt, cường độ
thỏi đá giảm mạnh, chiều dày trung bình 0-5m.
- Đới IIA: Đới nứt nẻ của đá phiến thạch anh sericit nằm dưới đới IB. Đá phiến
thạch anh sericit màu xám, xám xanh, xám đen, nứt nẻ vừa đến mạnh. Đá cứng
chắc trung bình đến cứng chắc.
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 8 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh

ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
- Đới IIB: Đới nguyên khối của đá phiến thạch anh sericit nằm dưới đới IIA. Đá
phiến thạch anh sericit màu xám, xám xanh, xám đen, đá ít nứt nẻ . Đá cứng
chắc .
* Vai đập bờ phải:
Vai đập bờ phải có bề mặt sườn dốc từ 15
o
đến 40
o
. Toàn bộ vai đập bờ phải
nằm trong diện phân bố của đá phiến thạch anh sericit thuộc tập 2 hệ tầng Sông
Mã. Mặt cắt địa chất công trình từ trên xuống gồm các lớp đất đá sau:
- Lớp phủ sườn tàn tích (edQ).Gồm sét, sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn
5-10% dăm cục là mảnh vỡ vụn của đá gốc phong hóa 0,0-4,0m.
- Đới IA
1
: Đới phong hóa mãnh liệt của đá phiến thạch anh sericit, thành phần
sét pha lẫn dăm sạn, phân bố dọc theo vai đập, chiều dày từ 1-4m.
- Đới IA
2
: Đới phong hóa mạnh của đá phiến thạch anh sericit. Đá mềm yếu,
phần lớn là dăm cục lẫn sét, chiều dày từ 5-10m.
- Đới IB: Đới phong hóa trung bình của đá phiến thạch anh sericit. Đá nứt nẻ
mạnh đến rất mạnh, các khe nứt được lấp nhét đầy bởi sét và oxit sắt, cường độ
thỏi đá giảm mạnh, chiều dày trung bình 10-15m.

- Đới IIA: Đới nứt nẻ của đá phiến thạch anh sericit nằm dưới đới IB. Đá phiến
thạch anh sericit màu xám, xám xanh nứt nẻ vừa đến mạnh. Đá cứng chắc trung
bình đến cứng chắc.
Kết quả thí nghiệm ép nước cho thấy ở nền đập đới IB có tính thấm trung bình
21,9Lu; IIA có tính thấm trung bình 7,6Lu.
Đới IB của đá phiến có cường độ kháng nén của mẫu đá bão hoà khoảng
100MPa. Khối đá IB có môđun biến dạng khoảng 1000MPa, cường độ kháng
nén khoảng 0,984MPa; cường độ kháng cắt của khối đá
ϕ
= 31
o
, C = 0,080MPa.
Đới IIA của đá phiến có cường độ kháng nén của mẫu đá bão hoà khoảng
31MPa. Khối đá IIA có môđun biến dạng khoảng 2900MPa, cường độ kháng
nén khoảng 3,740MPa; cường độ kháng cắt của khối đá
ϕ
= 35
o
, C =
0,180MPa.
Như vậy, địa tầng tuyến đập 3 từ trên xuống gồm các đới aQ, edQ, IA
1
, IA
2
, IB,
IIA. Có 2 đứt gãy bậc V cắt qua vai trái, hai đứt gãy bậc IV cắt qua phần lòng
sông, một đứt gãy bậc V cắt qua vai phải. Đá có đường phương gần vuông góc
với tim đập và cắm về bờ trái với góc dốc 20-40
o
. Do có đứt gãy kiến tạo cắt

qua làm cho đá gốc bị nén ép, có chỗ bị vò nhàu uốn lượn làm cho thế nằm
cũng như tính thấm của các đới đá trở nên phức tạp, trong quá trình thi công
cần chú ý lượng nước theo đứt gãy kiến tạo vào hố móng trong mùa mưa. Cần
có sự tính toán hợp lý về mái dốc theo thế nằm của đá và các chỉ tiêu cơ lý kiến
nghị bởi vì các đới đá đều dễ trượt theo mặt phân lớp, phân phiến, mặt đứt gãy,
khe nứt; cần tính toán ổn định riêng cho từng mái dốc.
Nhìn chung, tuyến đập 3 có đới phong hoá khá dày, bề mặt đá đới IIA ở bờ trái
nằm sâu cách mặt đất trung bình 22m; bờ phải 24m, ở lòng sông cần bóc lớp cát
sỏi dày 0-4mm, đới IB dày 0-5m là gặp bề mặt đá đới IIA. Đá phiến ở đây
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 9 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh


ỏn tt nghip H cha Hi Xuõn PA-
ỏn tt nghip H cha Hi Xuõn PA-
2
2
thuc loi ỏ cng chc trung bỡnh, b phin hoỏ rt mnh, nừn khoan di dng
cỏc tm mng. Nh vy, iu kin a cht tuyn p 3 cú th ỏp ng lm nn
cho p cú kt cu l bờ tụng hay ỏ lừi t cao ti 50m. Tuy nhiờn, do i
phong hoỏ dy nờn khi lng búc b t ỏ nn p s ln.
I.3.2. Tuyn Trn
Tuyn trn 3 nm lũng sụng, vuụng gúc vi tuyn p chớnh 3.
Ton b tuyn trn 2 nm trong din phõn b ca ỏ phin thch anh sericit,
thuc tp 2 h tng Sụng Mó. Mt ct a cht cụng trỡnh t trờn xung gm cỏc
lp t ỏ sau:
- i bi tớch (aQ): Thnh phn gm cỏt cui si, phõn b dc lũng sụng. Trng
thỏi b ri, bóo ho nc.
- i IB: i phong húa trung bỡnh ca ỏ phin thch anh sericit. ỏ nt n
mnh n rt mnh, cỏc khe nt c lp nhột y bi sột v oxit st, cng
thi ỏ gim mnh, b dy mng.

- i IIA: i nt n ca ỏ phin thch anh sericit nm di i IB. ỏ phin
thch anh sericit mu xỏm, xỏm xanh, xỏm en, nt n va n mnh. ỏ cng
chc trung bỡnh n cng chc.
- i IIB: i nguyờn khi ca ỏ phin thch anh sericit nm di i IIA. ỏ
phin thch anh sericit mu xỏm, xỏm xanh, xỏm en, ỏ ớt nt n . ỏ cng
chc .
Nh vy, a tng tuyn trn 3 t trờn xung gm cỏc i aQ, IIA, IIB. Cú 1 t
góy bc IV v 1 t góy bc V ct qua tuyn trn 3. ỏ cú ng phng gn
song song vi tim tuyn trn 3 v cm v b trỏi vi gúc dc 20-40
o
.
I.4 Địa chất thuỷ văn
I.4.1. Phõn lp cỏc tng cha nc :
Da vo cu trỳc a cht, c im, kh nng tng tr vn ng nc ca t
ỏ trong khu vc v mi quan h nc mt vi nc di t, cú th chia ra cỏc
phc h cha nc chớnh nh sau:
- Phc h cha nc trong cỏc thnh to aluvi (aQ)
- Phc h cha nc trong cỏc trm tớch bin cht h tng Sụng Mó (
2
sm)
I.4.2 Phc h cha nc trong cỏc thnh to aluvi (aQ)
Trong khu vc u mi, cỏc thnh to aluvi phỏt trin ớt, gp dc hai bờn sụng
v dc theo cỏc thung lng sui ln dng bói bi cao v bói bi ven sụng thnh
phn thch hc l ỏ cỏt, ỏ sột ln cui si. Nc ngm cha v vn ng trong
cỏc l hng ca t cú quan h cht ch vi nc sụng, sui, biờn dao ng
ca nc ngm thay i theo mựa.
Nc thuc loi Bicacbonat Kali Natri Canxi, nc nht, cú tớnh n mũn yu
i vi bờ tụng tiờu chun. (Theo tiờu chun TCVN149-1986 xột trong iu
kin: Cụng trỡnh khụng chu ỏp lc, t thm trung bỡnh n mnh, bờ tụng cú
c chc trung bỡnh).

I.4.3 Phc h cha nc trong cỏc trm tớch bin cht h tng Sụng Mó (
2
sm)
Nc di t phõn b trong cỏc t ỏ thuc h tng Sụng Mó, tng cha nc
thuc loi h rng - va - khe nt cú c tớnh sau:
GVHD:TS.o Tun Anh 10 SVTH:Nguyn Vn Qunh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
- Nước cung cấp là nước mưa, miền thoát nước là hệ thống sông suối.
- Nước dưới đất tồn tại và lưu thông trong các khe nứt kiến tạo, phong hoá và
các mặt lớp của đá.
- Nước thuộc loại Bicacbonat Canxi Magie, nước nhạt, có tính ăn mòn yếu đối
với bêtông tiêu chuẩn.
I.5 : Tình hình vật liệu xây dựng
I.5.1. Vật liệu đá
Mỏ phân bố ở bờ trái Sông Mã cách tuyến 1 khoảng 4km, cách tuyến 3 khoảng
3,5km về phía hạ lưu. Mỏ nằm trong vùng phân bố đá vôi thuộc hệ tầng Hàm
Rồng.
Bảng chỉ tiêu kiến nghị tính toán mỏ đá số 1
Dung
trọng khô
tuyệt đối
(g/cm
2
)
Khối

lượng
riêng
(g/cm
2
)
Độ
rỗng
%
Cường độ kháng
nén (kG/cm
2
)
Các chỉ tiêu kháng cắt
Hệ số
mềm
hoá
Khô
gió
Bão
hoà
Khô gió Bão hoà
σ
c
σ
H
ϕ
C
ϕ
C
2,63 2,75 4,2 530 420 39 0 38 0 0,79

(Trong đó: ϕ đơn vị là độ, C đơn vị là kG/cm
2
)
Mỏ có chiều dày tầng bóc bỏ khoảng 2m, trữ lượng mỏ là 3,2 triệu m
3
.
Tóm lại mỏ đá có tầng bóc bỏ mỏng, tầng có ích là đá vôi có chất lượng tốt, đáp
ứng yêu cầu làm cốt liệu bê tông cũng như làm vật liệu đắp đập đá đổ, trữ lượng
lớn. Mỏ có cự ly vận chuyển tương đối gần. Cần chú ý các biện pháp khai thác
nhằm đảm bảo an toàn do mỏ có độ dốc lớn, cạnh đường giao thông.
I.5.2. Vật liệu cát
Với kết quả địa chất về vật liệu cát, có 4 mỏ cát số 1, 2, 3 và 4 nằm trên dòng
sông Mã có các thông số và chỉ tiêu như sau
I.5.3. Vật liệu đất đắp
Đã khảo sát mỏ đất ở bờ trái, cách tuyến đập 3 khoảng 2,5km về phía hạ lưu.
Mỏ có diện tích là 150.000m
2
, chiều dày tầng bóc bỏ là 0,5m; chiều dày tầng có
ích là 2,5m, trữ lượng mỏ là 375.200m
3
.
Đất ở mỏ là đất sét chứa 5-10% dăm sạn, có nguồn gốc tàn tích, giá trị các chỉ
tiêu cơ lý đất chế bị kiến nghị tính toán được cho trong bảng 14.
Bảng chỉ tiêu kiến nghị tính toán mỏ đất
Dung
trọng khô
chế bị
Dung
trọng ướt
chế bị

Độ ẩm
chế bị
W
Các chỉ tiêu kháng cắt
ở trạng thái bão hoà
Môđun biến
dạng
ϕ (độ)
C (kG/cm
2
) E (kG/cm
2
)
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 11 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
1,42 1,75 25 17 0,350 100 4.5x10
-8
Mỏ đất có chất lượng và trữ lượng đảm bảo yêu cầu, điều kiện vận chuyển,
khai thác thuận lợi do gần đường giao thông và địa hình tương đối đơn giản.
CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
II.1. Tình hình dân sinh kinh tế
Khu vực dự định xây dựng công trình và vùng lòng hồ làm ảnh hưởng đến 2
huyện miền núi của 2 tỉnh Thanh Hoá và Hoà Bình là huyện Quan Hoá (Thanh
Hoá) và huyện Mai Châu (Hoà Bình). Đây là các huyện miền núi có nhiều dân
tộc thiểu số cùng sinh sống trong cộng đồng. Bên cạnh người dân bản địa sống

lâu đời ở đây như Thái, Mường, Những năm gần đây còn có một lượng lớn
người di cư từ nơi khác tới, chủ yếu là người Kinh từ khu vực đồng bằng
chuyển lên.
Một số chỉ tiêu chủ yếu về dân cư 2 huyện vùng dự án
STT Huyện Tổng dân số
Thành thị Nông thôn
Người (%) Người (%)
1 Quan Hoá 44.691 3.345 7,48 41.346 92,52
2 Mai Châu 49.277 4.851 9,84 44.426 90,16
Nguồn: Niên giám thống kê huyện Quan Hoá năm 2006, Mai Châu năm 2005
Qua bảng thống kê: tỷ lệ người sống ở khu vực nông thôn còn chiếm tỷ lệ lớn
so với dân số toàn huyện. Trong năm 2005 huyện Quan Hoá có số người sống ở
khu vực nông thôn là 41.346 người chiếm 92,52% dân số toàn huyện, tỷ lệ này
tại huyện Mai Châu là 90,16% (44.691 người)
II.2. Hiện trạng thủy lợi
Do vị trí địa lý thuộc vùng sâu, vùng xa cơ sở hạ tầng chưa phát triển,
đường xá đi lại rất khó khăn nên ngành công nghiệp và dịch vụ chưa phát triển.
Nền kinh tế chủ yếu dựa trên nền sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp.
II.2.1 Hiện trạng kinh tế nông nghiệp
Khu vực dự án thuộc các huyện miền núi, chủ yếu là đồng bào dân tộc thiểu số
sinh sống, trình độ phát triển kinh tế - xã hội còn hạn chế. Sản xuất ngành nông
nghiệp – lâm nghiệp tại các xã thuộc vùng dự án thường chiếm tỷ trọng lớn và
thu nhập từ sản xuất nông nghiệp thường chiếm trên 90% tổng thu nhập toàn
xã.
(Nguồn: Niên giám thống kê huyện Quan Hoá, Mai Châu năm 2005)
Nhìn chung sản xuất nông nghiệp tại các xã vùng dự án đã có bước
chuyển biến quan trọng, cơ cấu cây trồng vật nuôi đã chuyển sang hướng sản
xuất hàng hoá. Việc ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, khuyến nông, khuyến
lâm được triển khai xuống tận các thôn bản. Sản phẩm trồng trọt chính của 02
huyện vùng dự án chủ yếu là các cây hàng năm như cây lương thực, rau đậu,

màu
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 12 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
*Thuỷ sản
Do điều kiện miền núi, ngành nuôi trồng thuỷ sản không có nhiều điều kiện
phát triển. Hiện nay trên địa bàn 02 huyện thuộc vùng dự án có 89,61 ha diện
tích nuôi trồng thuỷ sản, trong đó huyện Quan Hoá có diện tích 35 ha, huyện
Mai Châu có 54,61ha diện tích. Phần lớn nuôi cá nước ngọt.
Trong tương lai khi hồ chứa Hồi Xuân được hình thành với diện tích mặt
nước lớn là điều kiện thuận lợi cho ngành thuỷ sản địa phương phát triển.
*Công nghiệp
Trong những năm gần đây, ngành tiểu thủ công nghiệp đã có những
bước tiến triển. Chủ yếu mới chỉ tập trung vào sản xuất vật liệu xây dựng, xay
xát và chế biến nhỏ để phục vụ nhu cầu tại chỗ của người dân.
Ngành tiểu thủ công nghiệp còn đơn điệu, chưa phát triển thành nghề
mũi nhọn, qui mô vừa và nhỏ. Sản phẩm chính để phát triển công nghiệp chế
biến cây luồng với các sản phẩm: tăm tre, đũa, bột giấy nông sản và dược liệu
quí hiếm.
Tình hình Công nghiệp và Tiểu thủ công nghiệp
TT Chỉ tiêu Đơn vị Quan Hoá Mai Châu
1 Cơ sở sản xuất trên địa bàn Cơ sở 510 754
2 Giá trị sản xuất công nghiệp tr.đồng 8.312,6 9.884
(Nguồn: niên giám thống kê huyện Quan Hoá, Mai Châu năm 2005)
II.2.2 .Phương hướng phát triển kinh tế.
Nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, nâng cao đời sống văn hoá –

kinh tế của nhân dân. Đảm bảo cung cấp nước đầy đủ và vệ sinh an toàn cho
sức khoẻ của cộng đồng, mở rộng khu du lịch và thu hút khách du lịch.
II.3 Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ của công trình.
Công trình được hoàn thành sẽ tạo thuận lợi phát triển nuôi trồng đánh bắt thuỷ
sản trong vùng và sẽ góp phần thúc đẩy sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội
không những của các huyện Quan Hoá (tỉnh Thanh Hoá), Mai Châu (tỉnh Hoà
Bình).
Nhiệm vụ của công trình: Nhiệm vụ là phải xây dựng một hồ chứa nước
và hệ thống kênh tưới + công trình trên kênh. Mục đích để cấp nước tưới, cấp
nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản. Căn cứ vào nhiệm vụ của công trình hồ
chứa Hồi Xuân là cung cấp nước tưới cho 11200 ha cấp nước sinh hoạt và du
lịch, kết hợp nuôi trồng thuỷ sản.
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 13 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
PHẦN II: THIẾT KẾ
CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC ĐẶC TRƯNG
3.1 Cấp công trình.
Cấp công trình được xác định theo 2 điều kiện. Sau đó lấy cấp công trình nào
lớn hơn.
*) Theo nhiệm vụ công trình.
Công trình có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho khoảng 11200 ha đất nông
nghiệp
=> Theo bảng 1, QCVN 04-05:2012/BNNPTNT ta xác định được cấp của công trình
là cấp II.
*) Theo quy mô công trình ( chiều cao công trình và loại nền).

- Xác định chiều cao đập :
Để xác định chiều cao đập sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập theo công thức :
Z
đđ
= MNLTK + d (4-1)
Trong đó :
d - Chiều cao an toàn có thể lấy d = 1,5 ÷3 m. Chọn d = 2 m
MNLTK - Mực nước lũ thiết kế.
Vì MNLTK chưa biết nên có thể sơ bộ chọn :
MNLTK = MNDBT + 2,5 m = 85+ 2,5 = 87,5 ( m ).
=> Zđđ = MNLTK + d = 87,5 + 2 = 89,5 ( m ).
Vậy chiều cao đập :
Hđ = Zđđ – Zđáy (4-2)
Với : Zđáy = m
=> Hđ = 89,5-46 = 43.5 ( m ).
Đập được đặt trên nền nhóm IB : Đá trầm tích nứt nẻ trung bình. Theo
QCVN 04-05:2012/BNNPTNT
với đập có chiều cao Hđ =43.5m ∈ ( 35÷75 ) m
Nền thuộc nhóm B
=> Ta xác định được cấp công trình là cấp I
Vậy kết hợp cả hai điều kiện trên, cấp công trình của hồ Hồi Xuân là cấp I
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 14 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
3.2. Các chỉ tiêu chỉ tiêu thiết kế.
Các chỉ tiêu thiết kế được xác định dựa vào cấp của công trình. Công trình cấp I

nên ta có các chỉ tiêu sau:
-Hệ số tính toán:
+ Hệ số khi tin cậy khi tính ổn định, độ bền : Kn = 1,2(QCVN 04-05:2012)
+ Hệ số điều kiện làm việc : m =1,0 (QCVN 04-05:2012)
+ Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ : T = 100 năm (QCVN 04-05:2012)
+ Hệ số an toàn cho phép về ổn định mái đập đất : (TCVN 8216-2009)
. Tổ hợp tải trọng cơ bản : K = 1,35
. Tổ hợp tải trọng đặc biệt : K = 1,115
+ Độ vượt cao an toàn :(TCVN 8216-2009)
. Với MNDBT : a = 1,2m
. Với MNLKT : a = 0,3m
. Với MNLTK : a = 1m
- Tần suất thiết kế:
+ Tần suất lũ thiết kế: P = 0,5%.(QCVN 04-05:2012)
+ Tần suất lũ kiểm tra: P = 0,1%.(QCVN 04-05:2012)
+ Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất : Pmax = 2% , Pbq = 25%
(TCVN 8216-2009)
+ Tần suất tưới đảm bảo: P = 85%(QCVN 04-05:2012)
+ Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng : P = 5% (QCVN 04-
05:2012)
. Xác định mực nước chết (MNC).
1 Định nghĩa
- Dung tích chết (V
c
) là phần dung tích nằm dưới cùng của kho nước, không
tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy.
- Mực nước chết ( MNC) là mực nước tương ứng với dung tích chết V
c
.
BC

MNC
MNDBT
V
h
V
c
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 15 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Hình 3-1: Sơ đồ thể hiện dung tích V
c
, V
h
của hồ chứa
2 Xác định MNC
Mực chết của hồ được xác định theo hai điều kiện sau:
*) Theo điều kiện lắng đọng của bùn cát trong hồ, điều kiện bồi lắng lòng hồ :
Cao trình bùn cát lắng đọng
Dung tích bùn cát trong hồ chứa : V= 21537 m
3
/năm
Vì công trình cấp I nên thời gian dung tích bồi lắng là 100 năm . Vậy tổng dung
tích bùn cát trong hồ là : Vbc = 0.021537.100 =2153700 m
3
=2,1537.

10
6
m
3
Với Vbc =.

10
6
m
3
tra quan hệ Z ~ V xác định được cao trình bùn cát lắng đọng
trong hồ chứa Zbc = 57,322 m
Công thức : MNC=
bc d
h h
∇ + +
(2-3)
Trong đó:

bc
∇
: Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ,

( )
bc bc
f V
∇ =
∑

*

bc bc
V V T
=
∑

bc
V
: Tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân trong 1 năm,
T: Tuổi thọ công trình, T=100 năm. (cấp II)

d
h
: Chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống.
Theo kinh nghiệm
d
h
=
(0,4 0,7)m
÷
, chọn
d
h
= 0,5m.
h : Độ sâu cột nước trước cống để lấy đủ lượng nước thiết kế.
sơ bộ chọn h=2 m. MNC = 57,322 + 0,5 + 2 = 59,822 m
*) Xác định MNC theo yếu cầu khống chế tưới tự chảy.
MNC theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thoả mãn điều kiện sau:
MNC=
dk
Z Z

+ ∆
(4-5)
Trong đó:
dk
Z
- Mực nước khống chế đầu kênh tưới phải thoả mãn yêu cầu khống chế tưới
tự chảy theo tài liệu tính toán thuỷ nông
dk
Z
=59,2 m.
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 16 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
ΔZ
-Tổng tổn thất tính từ đầu kênh tưới đến cửa vào của cống lấy nước(bao
gồm tất cả tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường) , sơ bộ chọn
ΔZ
=0,7 m. Vậy:
MNC=
dk
Z Z
+ ∆
=59,2 +0,7 =59,9 m
* Kết quả tính toán:
Kết hợp cả 2 điều kiện trên ta chọn:
- Mực nước chết MNC = 59,9 m

- Dung tích chết V
c
= 3,6.10
6
m
3
3.4. Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT).
3.4.1. Khái niệm.
- Dung tích hiệu dụng (V
h
) là phần dung tích nằm trên dung tích chết, đây là phần
dung tích tham gia vào quá trính điều tiết dòng chảy.
- Mực nước dâng bình thường (MNDBT) là mực nước tương ứng với dung tích
hiệu dụng.
3.4.2. Xác định MNDBT.
3.2.2.1. Phương pháp xác định.
Xác định MNDBT và dung tích hồ (Vh)
Theo đề cho có cao trình MNDBT = 85m dựa vào đường quan hệ V~F tra
ra ta được Vh = 100,5.10
6
m
3
4.5. Tổng hợp các thông số hồ chứa.
Bảng 4-7: Các thông số cơ bản của hồ chứa.
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 17 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2

2
MNC
(m)
MNDBT
(m)
V
c
(10
6
m
3
)
V
hi
(10
6
m
3
)
V
hồ
(10
6
m
3
)
52 85 3,6 100,5 103,6
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
4.1. Mục đích
Tính toán điều tiết lũ là nội dung quan trọng khi thiết kế hồ chứa. Mục đích của

việc tính toán điều tiết lũ là tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của hồ chứa,
phương thức trữ nước và tháo nước thích hợp, từ đó giảm bớt kích thước công
trình tháo lũ và thoả mãn cột nước hạn chế lúc tháo lũ.
4.2. Nhiệm vụ
Công trình tràn xả lũ là bộ phận quan trọng trong hệ thống công trình
đầu mối thủy lợi. Hình thức kích thước tràn có ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô
của các công trình khác trong hệ thống như : Đập dâng , cống lấy nước. Bên
cạnh đó nó quyết định mức độ ngập lụt ở hạ lưu công trình ảnh hưởng đến công
trình tiêu năng .
Nhiệm vụ của việc tính toán điều tiết lũ là xác định được quá trình xả
(Q~ t) , lưu lượng xả lớn nhất ( ), dung tích phòng lũ ( ) , MNLTK và
cột nước lớn nhất ( ) ứng với chiều rộng tràn = 17m
4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều tiết lũ:
- Ảnh hưởng của đường quá trình lũ
- Ảnh hưởng của công trình xả lũ : loại công trình, kích thước công trình ….
- Ảnh hưởng của địa hình kho nước
1.Quan hệ đặc tính long hồ (Z ~ V ~ F)
Hình 3.1 Đường quan hệ Z - F

GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 18 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Hình 4.2 Đường quan hệ Z – V

Hình 4.3 Đường quá trình lũ ứng với tần suất lũ kiểm tra p= 0.5%
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 19 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh

ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2

Hình 4.4 Đường quá trình lũ ứng với tần suất lũ thiết kế p= 1%

2. Đường quá trình lũ đến
3. Công trình xả lũ :
Hình thức ngưỡng tràn : Đập tràn đỉnh rộng, chảy tự do không của van
Cao trình ngưỡng tràn = MNDBT = 85(m)
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 20 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Bề rộng ngưỡng tràn : = 17 (m)
4.4. Tính toán điều tiết lũ :
4.4.1 Nguyên lý cơ bản :
Dựa trên nguyên lý cân bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước
xả qua công trình xả:
Q.dt – q.dt = F.dh
Trong đó:
Q là lưu lượng nước đến kho nước
q là lưu lượng nước ra khỏi kho nước
F: Diện tích mặt thoáng của kho nước

dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ
dh: Vi phân của cột nước trên công trình xả
Nếu ta thay F.dh = dv thì ta được phương trình
Q.dt – q.dt = dv (3-1)
Và nếu ta thay tiếp dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t
2
- t
1
, ở đây t
1
và
t
2
là thời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán, thì ta có thể
đưa phương trình (4-1) về dạng sai phân sau đây:
1 2 1 2
2 1
Q Q q q
t t V V
2 2
+ +
   
∆ − ∆ = −
 ÷  ÷
   
(3-2)
Trong đó:
+ Q
1
, Q

2
: là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán
+ q
1
, q
2
: là lưu lượng xả tương ứng
+ V
1
, V
2
: là lượng nước có ở trong kho đầu và cuối thời đoạn ∆t
Với mục đích là tìm đường quá trình xả lũ (q ∼ t) thì phương trình (4-2)
chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q
2
và V
2
. Vì vậy
chúng ta cần có một phương trình nữa đó chính là phương trình thuỷ lực của
công trình xả lũ với dạng tổng quát:
q = f (Z
t
, Z
h
, C) (3-3)
Z
t
: mực nước thượng lưu công trình xả lũ.
Z
h

: mực nước hạ lưu công trình xả lũ.
C : tham số biểu thị công trình.
Phương trình 3-3 sẽ được cụ thể tùy theo hình thức công trình và chế độ chảy.
Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc giải phương trình cân bằng
nước dạng (2-2) và (2-3)
4.4.2. Nội dung tính toán:
. Tại thời điểm đầu tiên, mực nước và dung tích ban đầu của hồ chứa đã
được xác định. Các thời đoạn tiếp theo dung tích ban đầu hoặc mực nước ban
đầu là các giá trị tương ứng của nó tại cuối thời đoạn trước.
Quá trình tính toán thử dần cho mỗi thời đoạn được xác định theo các bước sau
đây:
Bước 1: Giả định giá trị q
2
ở cuối mỗi thời đoạn tính toán, tính giá trị V
2
theo
công thức (1).
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 21 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Bước 2: Xác định giá trị mực nước thượng lưu cuối thời đoạn tính toán bằng
cách sử dụng đường cong hoặc bảng tra quan hệ V~Z~F.
Bước 3: Tính giá trị q
2
tt
tại cuối thời đoạn tính toán theo công thức (2) với các

tham số đã biết và kiểm tra điều kiện:
Nếu biểu thức thỏa mãn coi như giả thiết q
2
ở bước 1 là đúng và chuyển
sang thời đoạn tiếp theo. Giá trị q
1
của thời đoạn sau là q
2
của thời đoạn trước.
Các bước tính toán với thời đoạn đó tiến hành lặp lại từ bước 1 đến bước 3.
Nếu biểu thức không thỏa mãn cần thay đổi giá trị giả định q
2
và quay lại
bước 1. Giá trị lưu lượng xả được giả định lại theo biểu thức sau:
Trong đó: q
2
n+1
: Giá trị giả định của lưu lượng xả q
2
ở bước lặp thứ (n+1)
q
2
n
và q
2t
n
: Giá trị giả định và tính toán của đại lượng q
2
ở bước lặp
thứ n

Tiến hành tính toán cho tất cả các thời đoạn sẽ xác định được quá trình xả lũ,
các đặc trưng dung tích chống lũ và các mực nước đặc trưng.
4.4.2.1. Tính toán điều tiết lũ bằng phương pháp thử dần
Tính toán các hệ số
Lấy sơ bộ m=0,35
Các bảng tính toán quan hệ phụ trợ và điều tiết được thể hiện ở phụ lục 1.
Kết quả tính toán
Bảng 4-6 : Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ
Trường
hợp tính
toán
B
tran
(m)
MNDBT
(m)
Q
lũ max
(m
3
/s)
q
xa max
(m
3
/s)
H
tran
(m) MN (m)
P = 1%

17
85 86.150 86.151 2.2 MNLTK=87.2
P = 0,5% 85 116.710 116.710 2.7 MNLKT=87.7
P=0.001% 17 85 136.225 136.225 2.99 MNLVTS=87.99
CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐẬP ĐẤT
5.0. CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP
5.0.1 Chọn loại đập
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 22 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Qua khảo sát về điều kiện địa hình,địa mạo ,địa chất khi vực xây dựng công
trình,
vật liệu địa phương,điều kiện thi công và các điều kiện kinh tế thì thấy trữ lượng vật
liệu đất khá lớn,có đủ điều kiện để đắp đập.Do đó ta chọ hình thức đập là đập đất đồng
chất. Loại này có ưu điển là đẩm bảo các yêu cầu kỹ thuật,tiện lợi trong thi công và rẻ
tiền.
5.0.2 Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập
5.1. Cao trình đỉnh đập
Cao trình đỉnh đập là cao trình lớn nhất xác định trên cơ sở tính toán độ vượt cao
của đỉnh đập trên các mực nước tính toán của hồ (MNDBT, MNLTK và MNLKT)
đảm bảo nước không tràn qua đỉnh đập nhưng cũng không được cao quá để đảm bảo
điều kiện kinh tế.
-Theo tiêu chẩn 14 TCN 157-2005 Cao trình đỉnh đập được lấy bằng giá trị lớn
nhất trong những giá trị MNDBT, MNLTK và MNLKT
Z
1

= MNDBT + ∆h + h
sl
+ a
Z
2
= MNLTK + ∆h’ + h
sl
’ + a’
Z
3
= MNLKT + a’’
Z
4
=MNLVTS
Trong đó:
+ ∆h và ∆h’: độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn
nhất.
+ h
sl
, h
sl
’: chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớn
nhất và gió bình quân lớn nhất.
+ a, a’, a’’: độ vượt cao an toàn.
Theo 14 TCN 157-2005 với công trình cấp I ta có:a=1.2 m,a’=0.1
m,a”=0.3m
5.1.1. Xác định cao trình đỉnh đập theo MNDBT:
Ta có ∆h = 2.10
-6
.

Hg
DV
.
.
2
.cosα
s
(m)
Trong đó: V- vận tốc gió tính toán lớn nhất ứng với P = 2% → v =32(m/s)
MNDBT = 85(m)
D- đà sóng ứng với MNDBT: D = 3450 (m)
g- gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s
2
)
H- chiều sâu nước trước đập:
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 23 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
H = ∇
MNDBT
- ∇
dáy sông
= 85 –46 = 39(m)
α
s
- góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, α

s
= 0
0
⇒ ∆h = 2.10
-6
.
2
32 .2000
.cos 0.011
9,81.39
S
α
=
(m)
* Xác định h
sl
:
Theo QPTL C1-78 chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định như sau
h
sl(1%)
= K
1
. K
2
. K
3
. K
4
.K
α

.h
s1%
Trong đó: h
s1%
- Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%
K
1
, K
2
, K
3
, K
4
,K
α
- Các hệ số
- Xác định h
s1%
:
+ Giả thiết trường hợp này là sóng nước sâu: (H > 0,5
λ
)

9,81.6.3600
32
gt
V
= =
6621.75

2 2
. 9,81.2000
19.16
32
g D
V
= =
(với t- thời gian gió thổi liên tục, lấy t = 6 giờ)
Theo đường cong bao phía trên đồ thị hình P2-1 trong đồ án môn học thủy công
ta xá định được các giá trị thứ nguyên sau:
(1)
V
tg.
= 6621.75→
2
.
0,073
.
3,7
g h
V
g
V
τ

=





=


(2)
2
.
V
Dg
= 19.16 →
2
.
0,008
.
0,95
g h
V
g
V
τ

=




=


Từ (1) và (2) ta chọn cặp (2) là cặp giá trị nhỏ hơn
→

2
0,008.32
0,835( )
9,81
h m
= =

0,95.32
3,098( )
9,81
s
τ
= =
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 24 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh
ĐỒ
ĐỒ
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
án tốt nghiệp Hồ chứa Hồi Xuân PA-
2
2
Bước song bình quân
λ
được tính theo công thức:

2
2
. 9,81.3,098
14.99( )
2. 2.3,14
g

m
τ
λ
π
= = =
Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu: H > 0,5
λ
0,5
λ
= 0,5.14,99 = 7.495 (m), H = 39m > 7,495m → điều kiện thoả mãn
Ta có h
s1%
= K
1%
.
h
Trong đó: K
1%
tra ở đồ thị hình P2-2 ứng với đại lượng
2
.
V
Dg
= 19.16
→ K
1%
= 2,01
Vậy h
s1%
= 2,01.0,835= 1,678(m)

- Hệ số K
1
, K
2
tra theo TCVN 8421-2010, phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố
mái, với lớp gia cố mái là bê tông lắp ghép → K
1
= 0.95 ; K
2
= 0,85
- Hệ số K
3
tra theo TCVN 8421-2010 phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái
Với vận tốc gió v = 32 m/s. Chọn sơ bộ hệ số mái m = 3 → K
3
= 1,5
- Hệ số K
4
tra ở đồ thị hình 11 QP 8421-2010, phụ thuộc hệ số mái và trị số
%1s
h
λ
Ta có:
%1s
h
λ
=
14.99
8.93
1.678

=
Hệ số mái m = 3 ⇒ K
4
= 0.8
- K
α
: tra TCVN 8421-2010 ta được K
α
=1,0.
⇒ h
sl(1%)
= 0,95.0,85.1,5.0,85.1.1,678 = 1,63(m)
- Độ cao an toàn a = 0,7 (m).
Vậy Z
1
= 85 + 0,011 + 1,63 + 1.2 = 87.841(m)
5.1.2. Xác định cao trình đỉnh đập theo MNLTK.
∆h’ = 2.10
-6
.
'.
'.'
2
Hg
DV
.cosα
s
’ (m)
Trong đó: V’- vận tốc gió bình quân lớn nhất ứng với P = 25%
→ V’ = 15.5(m/s)

Phương án B tràn =17(m) có MNLTK = 87,2 (m)
GVHD:TS.Đào Tuấn Anh 25 SVTH:Nguyễn Văn Quỳnh