Đồ án thiết kế Hồ chứa nước Thanh LanhBình Xuyên Vĩnh Phúc

Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Phần I :Tình hình chung
Chơng I : Giới thiệu chung về công trình
ỉnh Quảng Trị là một trong những tỉnh nghèo của Việt Nam, khí hậu khắc nghiệt
cùng với cơ sở hạ tầng nghèo nàn. Do vậy, để tạo điều kiện phát triển kinh tế cho
miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Trị nói riêng, việc đầu t phát triển các cơ sở hạ
tầng phục vụ sản xuất nông nghiệp và năng lợng là hết sức quan trọng .
T
Hiện tại các công trình thuỷ lợi ở miền Trung đang đợc đặc biệt quan tâm nhằm đáp
ứng phần nào nhu cầu điện năng đang tăng nhanh ở khu vực. Sông Quảng Trị là nguồn
nớc chủ yếu có thể khai thác cho mục đích thuỷ lợi và thuỷ điện phục vụ phát triển
kinh tế xã hội trong khu vực. Trên nhánh Rào Quán, phụ lu trái của sông Quảng Trị có
tiềm năng khai thác thuỷ điện đầu nớc cao. Vì vậy, công trình lợi dụng tổng hợp thuỷ
lợi thuỷ điện Rào Quán là một trong những công trình đợc nhà nớc và các tổ chức
quốc tế đặc biệt quan tâm.
Công trình lợi dụng tổng hợp thuỷ lợi- thuỷ điện Rào Quán là công trình đa mục
tiêu thuộc tỉnh Quảng Trị, nằm cách thị xã Đông Hà 68 km về phía Tây. Công trình có
nhiệm vụ chủ yếu là bổ xung nớc vào mùa kiệt cho hệ thống thuỷ nông Nam Thạch
Hãn đang bị thiếu nớc trầm trọng đồng thời kết hợp phát điện nhờ tận dụng cột nớc
cao nhằm bù đắp phần nào sự thiếu hụt điện năng và tham gia phủ đỉnh vào các tháng
mùa khô khi phụ tải đỉnh thiếu trầm trọng do mực nớc của các hồ thuỷ điện lớn nh
Hoà Bình giảm thấp đồng thời tăng chất lợng cung cấp điện cho khu vực. Ngoài ra
công trình Rào Quán còn có hiệu ích chống lũ sớm và tiểu mãn cho khu vực hạ lu và
khả năng đẩy mặn cho hạ du.
Chơng II: Điều kiện tự nhiên
I. Vị trí địa lý.
Sông Rào Quán là phụ lu cấp 1 của sông Đakrông (đoạn dới chỗ nhập lu gọi là
sông Quảng Trị đi ra biển Đông qua Cửa Việt). Suối Khe Nghi đổ vào sông Quảng Trị
tại vị trí cách cửa sông Rào Quán khoảng 2 km về phía hạ lu.
Tọa độ địa lý của lu vực sông Rào Quán đến tuyến đập nằm trong khoảng 16
o

39
31 tới 16
o
44 44 vĩ độ Bắc; 106
o
36 51 tới 106
o
45 00 kinh độ Đông. Cửa lu vực
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
1
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
đập Khe Nghi là 16
o
41 06 tới 16
o
44 58 vĩ độ Bắc; 106
o
44 26 tới 106
o
48 49
kinh độ Đông. Cả hai lu vực này nằm trọn trong huyện Hơng Hoá của tỉnh Quảng Trị
thuộc miền Trung Việt Nam.
II. Điều kiện địa hình
1. Các tài liệu về địa hình.
- Bình đồ cụm công trình đầu mối, TL : 1/500
- Mặt cắt địa chất tuyến đập, TL : 1/500
- Cắt dọc ngang các công trình đầu mối
2. Đặc điểm địa hình vùng hồ.
Diện tích lu vực sông Rào Quán tính đến tuyến đập Rào Quán là 159km
2

, đến cầu
Rào Quán trên Quốc lộ 9 (trạm thuỷ văn Rào Quán cũ) là 185km
2
và đến cửa sông (đổ
vào sông Quảng Trị) là 245km
2
. Lu vực suối Khe Nghi đến tuyến đập Khe Nghi có
diện tích 25,5km
2
, đến cửa suối là 40km
2
.
Thảm phủ thực vật trong lu vực bị tàn phá nhiều bởi chiến tranh. Hiện nay thảm
thực vật chủ yếu là đồi cỏ, bụi rậm và rừng tái sinh. Rừng tự nhiên còn rất ít, không
quá 10% diện tích lu vực, tập trung ở các đỉnh núi cao.
Nham thạch cấu tạo nên các đỉnh núi cao trên đờng phân thuỷ là granit. Phần lớn lu
vực là các sờn núi lợn sóng đợc phủ một lớp đất đỏ bazan xen lẫnđất feralit chứa ít
mùn. Dọc theo lòng sông có các bãi cát nhỏ phủ trên những lớp trầm tích hoặc đá gốc
lộ ra ở nhiều chỗ.
Đặc tính lòng hồ.
Z (m) 410 425 450 465 475 480 490 500
F (km
2
) 0 0,15 1,85 4,43 6,98 8,61 13,33 20,68
V (10
6
m
3
) 0 0,73 21,73 67,51 124,08 162,99 271,85 440,55
III. Tài liệu về địa chất công trình và các chỉ tiêu cơ lý của nền

1. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu .
Năm 1996 hãng Statkraft của Na uy đã thực hiện một nghiên cứu tiền khả thi cho
dự án thuỷ lợi- thuỷ điện Rào Quán. Trong giai đoạn này phía bạn đã thực hiện một số
dạng công tác khảo sát thực địa nh đo 2,5 km mặt cắt địa chất, đào 15 hố đào và làm
một số thí nghiệm cơ địa.
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
2
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Trên diện tích nghiên cứu vùng hồ vùng tuyến công trình thuỷ điện Rào Quán, các
thành tạo trầm tích phun trào phát triển khá phong phú, có tuổi từ Paleozoi đến
Kainozoi.
Sau khi tiến hành nghiên cứu khảo sát địa chất vùng hồ, ngời ta thấy có sự sắp xếp
phân chia địa tầng theo lớp riêng biệt : Phía trên là các lớp đất đá yếu, phong hoá
mãnh liệt, càng xuống sâu cờng độ rắn chắc càng cao.
+ Lớp 1: Tầng bồi tích gồm cát, cuội, sỏi và dăm sạn.
+ Lớp 2 : Sờn tàn tích không phân chia chủ yếu là á sét, á cát và dăm sạn.
+ Lớp 3 : Đới đá phong hoá mãnh liệt, biến đổi hoàn toàn thành sét, á sét.
+ Lớp 4 : Đới đá phong hoá mạnh bị biến đổi thành dăm cục mềm yếu.
+ Lớp 5 : Đới đá phong hoá trung bình ở các loại đá granit, thạch anh, bazan, andezit.
+ Lớp 6 : Đới đá nứt nẻ nhng màu sắc đá mẹ cha bị biến đổi gồm granit, gơnai, bazan,
andezit.
+ Lớp 7 : Đới đá tơng đối nguyên vẹn gồm granit, gơnai, phiến thạch anh, bazan.
2. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá .
IV. Tài liệu về khí tợng thuỷ văn và các đặc trng cơ bản của hồ
1. Tài liệu khí tợng
a. Ma.
Lợng ma năm thay đổi theo không gian và thời gian. Theo bản đồ đẳng trị ma
trong và ngoài lu vực sông rào Quán cho thấy lợng ma năm tăng dần từ tuyến đập lên
thợng nguồn sông Rào Quán, trung bình từ lu vc đến tuyến đập là 2500mm, trong khi
đó tại Khe Sanh chỉ đạt khoảng 2100mm.

Đi về phía Nam lu vực Rào Quán lợng ma tăng lên đến 3000-3400mm tại A Lới-
Nam Đông. Phân bố lợng ma trong năm tại Khe Sanh tơng đối điều hoà hơn so với các
nơi khác thuộc vùng ven biển đông Trờng Sơn nh Đông Hà, Huế, Lệ Thuỷ.
Mùa khô trên lu vực sông Rào Quán kéo dài 5 tháng từ tháng XII đến tháng IV
năm sau vơí lợng ma giảm mạnh, chỉ còn khoảng 30-80mm/tháng. Số ngày ma trong
năm tại Khe Sanh trung bình hàng năm đạt 194 ngày, nhiều hơn cả là vào các tháng
VIII-IX-X-XI, đạt 20-22 ngày/tháng. Lợng ma 1 ngày lớn nhất thực đo trong khu vực
đạt những giá trị khá lớn : 368mm tại Khe Sanh, 582 mm tại Huế, 448 mm tại Đông
Hà, 687 mm tại Lệ Thuỷ. Lợng ma ngày lớn nhất ứng với các tần suất khác nhau tại
Khe Sanh, trạm khí tợng gần công trình Rào Quán nhất cho ta kết quả nh sau:
P % 0,1 0,5 1 2 3 5 10 25 50
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
3
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
X
P
mm 680 651 496 434 408 368 311 232 165

b. Bốc hơi và tổn thất bốc hơi
Số liệu bốc hơi trạm Khe Sanh đợc lấy làm đại biểu cho khu vực nghiên cứu. Lợng
bốc hơi Piche thực đo trung bình tháng tại đây ít dao động hơn so với đồng bằng ven
biển phía đông, với tổng lợng bốc hơi Piche (Zp) cả năm đạt 769mm. Lợng bốc bình
quân hàng năm từ bề mặt lu vực (%) tính từ cân bằng nớc :
Z
o
= x
o
y
o
.

Trong đó : x
o
=2500- Lợng ma năm trung bình lu vực
y
o
=1787- Độ sâu dòng chảy chuẩn lu vực
Do đó Z
o
=713 mm.
Lợng bốc hơi mặt nớc hồ đợc tính từ công thức kinh nghiệm :
Zmn = k
1
. k
2
. Zp
Trong đó : k
1
= 1,345 Hệ số chuyển đổi từ bốc hơi Piche về bốc hơi chậu
k
2
= 1,15 Hệ số chuyển đổi từ bốc hơi chậu sang bốc hơi mặt n-
ớc
Ta đợc Z
mn
=1189 mm
Tổn thất bốc hơi do có hồ chứa đợc tính từ hiệu số

Z
o
= Z

mn
Z
o
=476 mm .
c. Nhiệt độ không khí .
Nhiệt độ không khí thay đổi theo không gian, thời gian và độ cao địa hình. Một số
đặc trng về nhiệt độ khu vực đợc trình bày trong bảng sau:
Đặc trng Khe Sanh Đông Hà
Nhiệt độ trung bình năm 22,5 24,9
Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 25,6 (V, VI) 29,5 (VI, VII)
Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất 18,0 (I) 19,6 (I)
Nhiệt độ tối cao tuyệt đối 38,7 42,1
Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 7,7 9,8
Cứ lên cao 100 m thì nhiệt độ giảm 0,66
o
C. Do vậy nhiệt độ trung bình năm tại
vùng tuyến đập dự kiến là 22
o
C và tại khu vực nhà máy thuỷ điện trên sông Quảng Trị
sẽ là 25
o
C, chênh lệch nhau khoảng 3
o
C.
d. Độ ẩm tơng đối
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
4
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Độ ẩm tơng đối tại Khe Sanh cao quanh năm, trung bình năm đạt 87%, thấp nhất
vào tháng IV-V, đạt khoảng 83%, thấp nhất tuyệt đối xuống tới 22%, cao nhất trung

bình vào những tháng cuối năm dơng lịch (X-XI-XII), đạt khoảng 91%.
Tại Đông Hà độ ẩm dao động theo thời gian trong năm lớn hơn : trung bình năm
đạt 83%, thấp nhất là thời kỳ tháng VI-VIII đạt khoảng 75%. Đây là biểu hiện về mặt
độ ẩm của hiệu ứng Phơn rất rõ rệt và đặc trng của gió Lào đối với vùng ven biển
Quảng Trị. Điều này cho thấy rằng khu vực hồ Rào Quán sẽ nhận đợc lợng ẩm từ gió
mùa Tây Nam nhiều hơn so với khu vực Đông Hà ở vùng ven biển phía đông.
e. Gió
Hớng gió thịnh hành tại Khe Sanh chịu ảnh hởng của chế độ gió mùa nói chung và
hớng thung lũng của địa hình nói rêng. Gió thịnh hành theo hớng đông trong thời gian
từ tháng X đến tháng III và hớng tây từ tháng VI đến tháng VIII.
Tốc độ gió trung bình tại Khe Sanh và Đông Hà đạt khoảng 2,5-3,0 m/s. Tốc độ
gió lớn nhất năm tại Khe Sanh biến đổi từ 10-40 m/s, chủ yếu là hớng Tây, ở Đông Hà
thay đổi từ 10-35 m/s, chủ yếu là hớng Tây- Nam. Đối với hồ Rào Quán hớng gió tạo
sóng leo nguy hiểm nhất cho đập là Bắc và Tây Bắc.
Vận tốc gió ứng với MNDBT : V = 30,54 (m).
Đà gió ứng với MNDBT : D = 2900 (m).
Vận tốc gió ứng với MNDGC : V = 17,5 (m).
Đà gió ứng với MNDGC : D = 4300 (m).
2. Tài liệu thuỷ văn
a. Các trạm thuỷ văn đợc dùng trong nghiên cứu
Việc quan trắc dòng chảy trong lu vực sông Rào Quán đã đợc tiến hành trong 3
năm 1983 1985 taị trạm thuỷ văn Rào Quán ( đặt sát cầu trên quốc lộ 9 ), cách
tuyến đập Rào Quán khoảng 12 km theo đờng sông về phía hạ lu. Đây là trạm thuỷ
văn dùng riêng của Sở Thuỷ lợi tỉnh Bình Trị Thiên (cũ), nay là tỉnh Quảng Trị. Tại
đây đã quan trắc lu lợng, mực nớc và lợng ma theo chế độ trạm thuỷ văn cấp I. Số liệu
quan trắc có chất lợng tốt, trừ một số sái sót nhỏ trong chỉnh biên dòng chảy.
b. Yêu cầu dùng nớc trong vùng hởng lợi
Đơn vị : 10
6
m

3
Chỉ tiêu Tính cho năm 2010
Không xét yêu cầu đẩy mặn Có xét yêu cầu đẩy mặn
Vụ ĐX Vụ HT Cả năm Vụ ĐX Vụ HT Cả năm
W đến 159,02 496,08 1836,5 159,02 496,08 1836,5
W yêu cầu 148,9 208,88 362,4 227,5 275,71 566,8
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
5
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
W thừa 40,64 384,22 1602 12,47 372,73 1503
W thiếu 30,5 97 127,5 81 152,1 233,1
c. Dòng chảy lũ.
Quá trình lũ thiết kế 3 ngày ứng với các tần suất p = 0,1- 0,5 % trên sông Rào Quán.

T(h) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Q 0,1% 33,3 34,7 36,9 107 139 175 444 477 687 999
Q 0,5% 32,7 33,9 35,7 93,6 120 149 372 398 572 829
T(h) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Q 0,1% 1473 1913 2345 2650 2790 2568 2165 1804 1551 1365
Q 0,5% 1190 1583 1939 2190 2310 2123 1790 1493 1285 1131
T(h) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Q 0,1% 1212 1074 950 838 746 662 590 530 480 438
Q 0,5% 1005 891 789 697 620 551 492 443 401 367
T(h) 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
Q 0,1% 401 371 343 319 297 278 260 244 228 213
Q 0,5% 336 311 288 268 250 235 220 206 193 181
T(h) 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
Q 0,1% 198 184 171 159 146 134 123 113 103 93,1
Q 0,5% 169 157 147 136 126 116 107 98,1 90 82
T(h) 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Q 0,1% 83,7 75,1 65,6 57 50,4 39,2 34,4 32,2 31,7 30,8
Q 0,5% 74,3 67,2 59,4 52,3 46,8 37,5 33,6 31,8 31,4 30,7
T(h) 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69
Q 0,1% 30,3 30,1 30 30 30 30 30 30 30 30
Q 0,5% 30,3 30,1 30 30 30 30 30 30 30 30
T(h) 70 71 72
Q 0,1% 30 30 30
Q 0,5% 30 30 30
V. Tình hình vật liệu xây dựng.
1. Vật liệu đất
Mỏ VL-I : Nằm ở bờ phải sông Rào Quán, dọc theo đờng 14B, cách tuyến đập 1,5-
2,0 km về phía hạ lu. Bề mặt địa hình mỏ là các đồi thoải, cao trình 450-550m,ít bị
phân cắt, là khu vực trồng nơng rẫy, một phần diện tích phía Đông Bắc mỏ trồng cây
công nghiệp.
Tầng có ích của mỏ là lớp đất sờn tàn tích, nguồn gốc từ đá trầm tích biến chất
thạch anh mica của hệ tầng AVơng. Các số liệu chính của mỏ nh sau :
Diện tích thăm dò mỏ : 522 000m
2
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
6
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Trữ lợng tầng có ích (Cấp B) : 2 244 000m
3
Khối lợng bóc bỏ : 167 000m
3
Chỉ tiêu về chất lợng đảm bảo yêu cầu đắp đập trên cạn và dới nớc, điều kiện khai
thác vận chuyển thuận lợi .
Mỏ VL-II : Nằm ở bờ trái sông Rào Quán và Khe Xa Bài, cách tuyến đập 0,2-1
km về phía thợng lu. Bề mặt địa hình mỏ là những đồi thoải, cao trung bình 450-520
m, bị phân cắt bởi vài khe suối nhỏ, chủ yếu phủ cỏ tranh và ít cây nhỏ. Tầng có ích

mỏ là lớp đất sờn tàn tích phát triển trên đá granit, phức hệ Quế Sơn. Các số liệu chính
của mỏ nh sau :
Diện tích thăm dò mỏ : 796 150m
2
Trữ lợng tầng có ích : 3 710 000m
3
Khối lợng bóc bỏ : 271 000m
3
Chỉ tiêu về chất lợng mỏ đảm bảo yêu ầu đắp đập trên cạn và dới nớc, điều kiện
khai thác vận chuyển rát thuận lợi .
2. Vật liệu đá
a. Mỏ đá Động Tri
Mỏ đá Động Tri nằm trên sờn phía TB của ngọn núi ĐôngTri ở cao trình 550-
700m, độ dốc sờn 10-30
o
, phủ cỏ cây rậm rạp. Mỏ cách tuyến đập Rào Quán 2-3km
về phía Đông, thành phần thạch học là đá granit hạt nhỏ đến trung, cấu tạo khối của
phức hệ Nguồn Rào (

T
2
nr).
Theo kết quả của 3 hố khoan với tổng số 105m khoan tai mỏ, cấu tạo mỏ Động Tri
đợc mô tả nh sau :
Tầng bóc bỏ (edQ + IA
2
+ IA
2
) dày trung bình 14m.
Đới đá phong hoá trung bình đến yếu (IB) dày 8m.

Đới đá tơi (II) dày hàng trăm mét.
Nh vậy, mỏ Động Tri có thể khai thác đới đá IB làm vật liệu đắp đập đá đổ. Đới
đá II khai thác sử dụng cho đắp đập đá đổ, đá xây và làm dăm bê tông thuỷ công. Trữ
lợng mỏ phong phú, đáp ứng thoả mãn cho đập Rào Quán .
b. Mỏ đá Khe Nghi
Mỏ đá Khe Nghi nằm ở bờ trái suối Khe Nghi, cách tuyến đập 1-2 km về phía hạ
lu. Mỏ có thành phần thạch học là granit, granodiorit hạt nhỏ đến trung, cấu tạo khối,
cứng chắc của phức hệ Quế Sơn (
qsT
12

). Chất lợng mỏ đá Khe Nghi tơng tự nh
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
7
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
mỏ đá Động Tri, trữ lợng mỏ phong phú, phù hợp với tiêu chuẩn dùng cho bê tông
thủy công và đắp đập đá đổ.
Ngoài các vật liệu đợc lấy từ các mỏ đá , trong quá trình thi công đào đá hố móng
khu vực tràn và hố móng hầm dẫn nớc, có thể tận dụng làm vật liệu khá tốt.
3. Vật liệu cát sỏi .
Mỏ cát sỏi Quan Thuế đợc khảo sát phục vụ cho công trình Rào Quán nằm gần km
41 của đờng 9. Mỏ nằm dọc theo bờ trái sông Quảng Trị, cách đờng Quốc lộ 9 khoảng
6km, cách tuyến đập Rào Quán 40km, cách vị trí nhà máy 20km .
Nguồn gốc mỏ là bãi bồi bên bờ sông, kéo dài gần 2km, bề rộng từ 50-200m. Mùa
ma mỏ thờng bị chìm ngập dới mực nớc lũ sông, mùa kiệt nổi trên mặt nớc từ 0,5-2m .
Cấu tạo mỏ gồm :
-Lớp 1: Cát hạt mịn, á cát, lẫn nhiều bùn phù sa và cây cỏ, đây là lớp phải bóc bỏ,
nằm trên cùng và chỉ phân bố một diện nhỏ khoảng 18000m
2
, bề dày trung bình 0,5

m.
-Lớp 2 : Chủ yếu là cát đa khoáng hạt trung, lẫn 10-20% cuội sỏi, phân bố thành
dải hẹp gần mép nớc sông mùa kiệt và tập trung ở phần cuối bãi bồi, diện tích có
khoảng 81 000m
2
, bề dày trung bình khoảng 1,5m.
-Lớp 3 : Cuội sỏi đa khoáng lẫn 30-40% cát hạt trung, phân bố toàn bộ mỏ với
diện tích 210 000m
2
, bề dầy trung bình 2m.
Chơng III : Tình hình dân sinh kinh tế, hiện trạng thuỷ
lợi vùng nghiên cứu
I. Hiện trạng thuỷ lợi khu vực hạ lu công trình Rào Quán
1. Phạm vi vùng nghiên cứu :
Vùng nghiên cứu đợc giới hạn ở phía Bắc bởi lu vực sông Cam Lộ, phía Đông là
biển Đông, phía Tây giáp Lào và phía Nam là lu vực sông Ô Lâu thuộc tỉnh Thừa
Thiên Huế.Vùng nghiên cứu đợc chia làm hai khu vực : khu vực phía thợng lu đập
Thạch Hãn gồm các xã của hai huyện Hơng Hoá và Triệu Phong; khu vực phía hạ lu
đập Thạch Hãn sử dụng trực tiếp nguồn nớc sông Quảng Trị thông qua hệ thống thuỷ
nông Nam Thạch Hãn đến bờ trái sông Ô Lâu gồm thị xã Quảng Trị, 15 xã của hai
huyện Hải Lăng và Triệu Phong .
Vùng nghiên cứu nằm giữa 16-16
o
5 vĩ độ Bắc và 107-107
o
28 kinh độ Đông .
Tổng diện tích tự nhiên của toàn vùng là 126 103,9 ha, diện tích canh tác là 16 728
ha, trong đó diện tích canh tác ở thợng lu đập Thạch Hãn là 2357,9ha và ở hạ lu đập là
14 370 ha.
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003

8
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
2. Hiện trạng hoạt động của hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn .
a. Diện tích đất canh tác.
Diện tích thiết kế của hệ thống là 16969 ha, chủ yếu đợc tới bằng các kênh
N2a,N2b,N4,N ở phía Nam thống và kênh N1 ở phía Bắc chạy ven theo sông Thạch
Hãn. Trong số 16969 ha có 1000 ha do kênh N6 phụ trách thuộc huyện Phong Điền
Thừa Thiên Huế, diện tích này do nằm cuối kênh và trên vùng cát nên từ khi xây dựng
vùng này đã bị tách ra khỏi hệ thống. Diện tích còn lại 15969 ha hoàn toàn thuộc tỉnh
Quảng Trị. Diện tích canh tác theo từng kênh của hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn
nh sau:
Kênh F thiết kế (ha) F thực tế (ha)
N4 1920 1684,04
N6 3659 2522,43
N2a 3273 3337,56
N2b 1000 1011,83
N1 3582 3317,56
N3 2049 1426,17
Vợt cấp 1486
Tổng cộng 16969 14224,0
Nh vậy hiện tại diện tích canh tác sử dụng nớc của hệ thống Nam Thạch Hãn là
14224 ha, giảm 2745 ha so với thiết kế .
Theo thống kê tài liệu của 18 năm thì trung bình vụ Đông có 7500 ha đợc tới và vụ
Hè Thu là 4500 ha đợc tới. Do thiếu nớc nên không mở rộng diện tích tới đợc. Thời kỳ
thiếu nớc tới có thể xảy ra cho cả 2 vụ, với vụ Đông Xuân thì thiếu nớc vào thời gian
cuối vụ, còn vụ Hè Thu thì bất kể lúc nào.
Đặc biệt vu Hè Thu năm 1993 diện tích đợc tới đầu vụ 2500 3000 ha, nhng đến
cuối vụ chỉ tới đợc 1000 1500 ha .
b. Tình hình cấp nớc của hệ thống Nam Thạch Hãn.
Hệ thống Nam Thạch Hãn có các đặc trng thiết kế nh sau :

Flv = 1460 km
2
Q
o
= 67 m
3
/s
Q
1%
= 7330 m
3
/s
Qmin ngày = 2,27 m
3
/s
Qmin tháng =6,14 m
3
/s
MNDBT =8,5 m ; MNDGC = 8,8 m
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
9
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Diện tích tới :
Đông Xuân : 16969 ha Hè Thu : 9050 ha
Hệ số tới :
Đông Xuân : 0,516l/s/ ha Hè Thu : 1,29l/s/ha
Qtk = 33 m
3
/s Qmax = 36 m
3

/s Qmix = 13 m
3
/s
Mức tới :
Đông Xuân : 2836 m
3
/ ha Hè Thu : 10234 m
3
/ ha
Tuy nhiên do thiếu tài liệu khi thiết kế nên các tiêu chuẩn tới khá thấp so với hiện
nay. Hiện tại hệ thống Nam Thạch Hãn do Xí nghiệp quản lý khai thác Nam Thạch
Hãn đảm nhiệm. Diện tích sử dụng trong hệ thống hiện nay nh sau :
Loại đất Theo báo
cáo 15/4/89
Theo điều
Tra 299
Theo báo cáo
từ các HTX
Theo điều
tra NĐ - 64
Đất hàng năm 12833 13300 9172,84
Đất lúa 9887
Hai vụ lúa 7031 7757,18 5574,31 13213
Một vụ lúa 2638 2538,07 1402,63
Một lúa+một màu 218
Đất mạ 1113 1142,24 863,29
Đất màu 1811 1865,61 1532,61 1600
Cây khác 22
Hệ thống có hiệu suất tới rất thấp nhất là vào vụ hè thu, so với diện tích canh tác
thì chỉ đạt 47% và so với thiết kế (15969 ha) chỉ đạt 23%. Do tình hình thiếu nớc tới

nghiêm trọng nên năm 1994, Xí nghiệp thuỷ nông Nam Thạch Hãn đã đắp phần mềm
hỗ trợ trên đập dâng cao 1m nâng cao trình đỉnh đập từ 8,5 m lên 9,5 m để trữ thêm n-
ớc tới khoảng 6.10
6
m
3
.
c. Kết luận
Hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn do thiết kế trong điều kiện thiếu các tài liệu
cơ bản và do sự thay đổi của điều kiện tự nhiên đã không thể đảm bảo yêu cầu tới cho
diện tích theo thiết kế. Lý do chủ yếu là do không đủ nguồn nớc đến, đặc biệt là các
tháng 5,6,7 và lý do thứ hai là do kênh mơng và các công trình trên kênh đã h hỏng và
xuống cấp .
II. Tình hình dân sinh kinh tế
1. Dân số và tổ chức hành chính.
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
10
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Vùng nghiên cứu bao gồm toàn bộ vùng Hải Lăng, 15 xã thuộc phía nam sông
Thạch Hãn của Triệu Phong và thị xã Quảng Trị .
Dân số toàn vùng đến ngày 31/12/1996 là 16 821, số ngời trong độ tuổi lao động
là 5215 ngời và tỷ lệ tăng dân số là 2,4 %. Mật độ dân số phân bố không đều giữa
vùng núi và đồng bằng, giữa nông thôn và thành thị. Thị xã Quảng Trị có mật độ dân
số 2813 ngời/km2, ở Hải Lăng là 186 ngời/km2 và ở Triệu Phong là 20 ngời/km2. Dân
số trong vùng sống chủ yếu bằng nghề nông, chiếm tới 67% . Còn lại một số dân sống
bằng nghề buôn bán, tiểu thủ công nghiệp và đánh bắt hải sản .
2. Hiện trạng các ngành kinh tế
a. Chăn nuôi .
Trong vùng không có cơ sở chăn nuôi tập trung mà chủ yếu theo quy mô hộ gia
đình và tổ hợp tác nhỏ. Các loại gia súc gia cầm chủ yếu là trâu, bò, lợn, gà, vịt. Tổng

số đàn trâu là 14 970 con, bò 13 912 con và lợn là 64 218 con .
b. Thuỷ hải sản .
Trong vùng không có cơ sở đánh bắt, chế biến quy mô lớn mà chủ yếu ở quy mô
dạng gia đình, nhu cầu nớc không nhiều .
c. Nông nghiệp
Căn cứ vào tài liệu điều tra quỹ đất theo chỉ thị 229 năm 1995, quỹ đất vùng
nghiên cứu nh sau :

Đơn vị : ha

Loại đất Hải Lăng Triệu Phong TX Quảng Trị Tổng cộng
Diện tích tự nhiên 26786,0 15825,5 473,5 43115
Đất nông nghiệp 8673,6 5983,1 141,9 14798,6
Đất lâm nghiệp 2581,9 846,6 12,8 3441,2
Đất chuyên dùng 3933,2 3028,1 186,5 7147,8
Trớc đây trong vùng chủ yếu chỉ trồng vụ đông xuân, vụ mùa hầu nh phải bỏ vì lũ,
vụ hè thu không đủ nớc tới.Từ khi xây dựng hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn
(1978) và một số công trình thuỷ lợi nhỏ khác đã tạo điều kiện cho phép trồng hai vụ
lúa đông xuân và hè thu, một số chân ruộng cao trồng vụ mùa, tuy nhiên không đáng
kể. Trồng mầu chủ yếu là trồng khoai, ngô, lạc, sắn, đỗ các loại.Căn cứ vào đặc điểm
thời tiết khí hậu và thời gian sinh trởng các loại cây trồng, ta bố trí thời vụ các loại cây
trồng nh sau :
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
11
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
- Vụ đông xuân : Từ tháng 12 tới tháng 5 với giống lúa chủ lực là IR38, C71 và ải
Mai Hơng và hiện đang thử nghiệm sử dụng một số loại lúa thuần của Trung Quốc.
Trồng màu chủ yếu là khoai lang, ngô, lạc.
- Vụ hè thu : Từ tháng 5 tới tháng 10 . Các giống lúa chính là Mai lâm 107, CN2,
Khang Dân và MTL61 . Trồng màu chủ yếu là khoai và lạc, giống ngô Biosit và

LVN10 cũng bớc đầu đợc áp dụng để thay thế giống ngô địa phơng .
Các thống kê qua 5 năm gần đây cho thấy năng suất các loại cây trồng không ổn
định. Lúa năm cao nhất chỉ đạt 3,8 tấn/ha, năm thấp nhất (hè thu 1993) chỉ đạt 1,4
tấn/ha . Nguyên nhân chính do vụ mùa phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt là nguồn nớc .
Hệ số sử dụng đất thấp chỉ đạt 1,3 , năm cao nhất chỉ đạt 1,68.
d. Công nghiệp .
Hiện tại trong vùng không có các cơ sở sản xuất lớn, chủ yếu là các cơ sở sản xuất
nhỏ, tiểu thủ công nghiệp nh cơ khí sửa chữa, xí nghiệp gạch ngói Vì vậy nhu cầu n-
ớc cho công nghiệp không lớn lắm .
Chơng IV: Phơng hớng phát triển kinh tế và nhiệm vụ
của quy hoạch thuỷ lợi
I. Phơng hớng phát triển kinh tế xã hội của vùng
1. Cơ cấu phát triển kinh tế nông nghiệp .
Đối với vùng dự án thì sản xuất lơng thực vẫn là mục tiêu quan trọng nhất. Vì vậy
mục tiêu phát triển nông nghiệp đến năm 2010 là tổ chức sản xuất nông nghiệp
phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản nh nông nghiệp đa dạng, cơ giới từng bớc phù hợp
với các đặc điểm tự nhiên xã hội, thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp. Đẩy
mạnh thâm canh các vùng lúa trọng điểm, mở thêm diện tích gieo cấy ở các vùng đất
hoang, cải tạo đất, phát triển thuỷ lợi để đa hệ số quay vòng đất lên 1,85 lần, đối với
vùng đồng bằng tập trung lúa và vùng bãi, đồi tập trung cây màu .
Theo quy hoạch, diện tích canh tác thuộc hệ thống Nam Thạch Hãn nh sau :
a. Đất lúa
+ Vụ đông xuân : 13 213 ha
+ Vụ hè thu : 13 213 ha
b. Đất trồng màu 2 vụ : 1 600 ha .
Do lũ chính vụ xảy ra muộn, từ tháng 9 đến tháng 11 nên địa phơng đã chuyển
mùa vụ để tránh lũ.
- Vụ đông xuân : Từ tháng 12 đến tháng 4 .
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
12

Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
- Vụ hè thu : Từ tháng 5 đến tháng 8.
2. Công nghiệp
Công nghiệp địa phơng tạp trung khai thác các ngành nghề đang có điều kiện phát
triển mạnh nh : Vật liệu xây dựng, cơ khí nhỏ, dịch vụ sửa chữa, chế biến mộc dân
dụng đồng thời tập trung ngành chế biến nông lâm hải sản, khuyến khích mở rộng
công nghiệp chế biến thức ăn gia súc gia cầm .
3. Chăn nuôi .
Tập trung phát triển chăn nuôi theo hớng hàng hoá, trọng tâm là trâu bò và nạc hoá
đàn lợn .Mở rộng đầu t nuôi vịt siêu trứng, siêu thịt, gà công nghiệp theo quy mô
hệ gia đình, tập trung nuôi lợn, dê, ong. Xây dựng một số cơ sở chế biến thức ăn gia
súc. Dự kiến đàn gia súc đến năm 2010 nh sau :
Đàn trâu : 19 400 con
Đàn bò : 22 170 con
Đàn lợn : 82 000 con
Gia cầm : 370 000 con
II. Nhiệm vụ của quy hoạch thuỷ lợi
1. Nhiệm vụ quy hoạch thuỷ lợi
- Tìm giải pháp bổ sung nguồn nớc về mùa kiệt cho hệ thống thuỷ nông Nam
Thạch Hãn để đảm bảo tới hết diện tích canh tác. Đa diện tích canh tác trong vùng lên
hai vụ, đa diện tích vụ đông xuân từ 10797 ha hiện nay lên 11013 ha, vụ hè thu từ
3715ha lên 4224 ha (theo nghị định 64 thì diện tích hai vụ lúa là 13213 ha và màu hai
vụ là 1600 ha). Đảm bảo đa hệ số vòng quay đất từ 1,4 lên 1,68.
- Chuyển đổi cơ cấu cây trồng và cơ cấu giống để tránh lũ chính vụ, thay đổi tập
quán canh tác từ làm mạ và cấy sang gieo thẳng nhằm tránh lũ chính vụ vào giai đoạn
thu hoạch .
- Tìm giải pháp để thoát lũ nhanh hơn, giảm thời gian ngập lũ, tìm các giải pháp
chống lũ sớm và lũ tiểu mãn, đảm bảo sản xuất hai vụ lúa an toàn.
- Tìm giải pháp tạo nguồn nớc để đẩy mặn và duy trì sinh thái sông Thạch Hãn
đoạn hạ du đập Thạch Hãn, ít nhất là trả lại dòng chảy cơ bản 6,4 m

3
/s của sông .
2. Hiệu ích hạ du công trình thuỷ lợi thuỷ điện Rào Quán
a. Hiệu ích tới .
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
13
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Hiệu ích tới đợc tính toán dựa trên chênh lệch tổng thu nhập thuần tuý giữa phơng
án đợc bổ xung nớc tới ( phơng án có công trình Rào Quán ) và phơng án không đủ n-
ớc tới ( phơng án không có công trình Rào Quán ).
Tổng thu nhập thuần tuý của mỗi phơng án bằng diện tích nhân với thu nhập thuần
tuý trên một ha tơng ứng của phơng án đó .
Thu nhập thuần tuý trên 1 ha của các loại cây trồng đợc tính cho lúa đông xuân và
hè thu, khoai đông xuân và hè thu, lạc đông xuân dựa trên cơ sở sau :
Theo hớng dẫn của bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn .
- Giá lúa tính từ giá FOB tại cảng Đà Nẵng đối với gạo 15 % tấm, giá trung bình là
285 USD/tấn, tỷ giá hối đoái chính thức là 13000 đồng /USD. Giá ngô, đạm, urê đợc
tính tơng tự và tơng ứng bằng 1000 đ/kg, 4000đ/kg, 3200đ/kg. Lân và Kali đợc tính
dựa trên cơ sở giá đạm .
- 1 kg khoai đợc tính tơng đơng 1 kg ngô .
- Giá lúa giống lấy bằng 1,2 giá lúa thờng .
- Công lao động tính bằng 10000đ/công . Chi phí máy 15 kg thóc /1sào Bắc bộ t-
ơng đơng 405 kg /ha .
- Thuỷ lợi phí tính bằng 6% năng suất đối với những diện tích cây trồng đợc tới .
- Năng suất cây trồng khi không đợc tới lấy theo trờng hợp bị hạn .
- Trờng hợp đợc tới đầy đủ, sử dụng năng suất cao hơn năng suất cao nhất đã đạt
trong quá khứ, với lúa đông xuân năng suất đạt 38tạ/ha, lúa hè thu đạt 39tạ/ha .
Từ đó tính đợc hiệu ích tới hàng năm là 50,615 tỷ đồng .
b. Hiệu ích chống lũ hạ du
Qua nghiên cứu cắt lũ của hồ Rào Quán do ở xa khu vục cần đợc bảo vệ và do hồ

khống chế lu vực nhỏ, chỉ chiếm khoảng 6% lu vực nên tác dụng chống lũ của hồ
không lớn, tối đa chỉ hạ đợc 18-20 cm tại An Tiêm nếu dành 60 triệu m
3
để phòng lũ.
Mặc dù hạ đợc mực nớc lũ nhng lại gây thiệt hại về điện và không đủ nớc để tới là
những nhiệm vụ quan trọng hơn. Vì vậy, trong mùa lũ, khi có lũ chính vụ, hồ Rào
Quán có thể điều tiết cắt lũ tự nhiên trong phạm vi dung tích cỡng bức mà không ảnh
hởng tới hiệu quả phát điện và tới .
c. Tác động tới môi trờng .
Hồ Rào Quán khi đợc xây dựng, ngoài hiệu ích về tới, chống lũ và đẩy mặn còn có
các tác động tích cực tới môi trờng, làm tăng độ ẩm của không khí, tạo điều kiện cho
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
14
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
cây trồng phát triển. Điều này sẽ làm hạn chế tác động tiêu cực của gió Lào. Ngoài ra,
kết hợp với các biện pháp lâm nghiệp, nông nghiệp sẽ làm giảm tác hại do cát nhảy
gây ra. Diện tích vùng trồng cát sẽ tăng từ 178 ha lên 533 ha, sẽ có tác dụng rất lớn để
chống lại nạn cát bay cát nhảy.Việc cải tạo vùng cát sẽ giúp địa phơng thực hiện tốt
việc di giãn dân từ các vùng đông dân c ra vùng cát, phát triển kinh tế và khai thác
tiềm năng du lịch vùng này .
Chơng V : xác định cấp công trình và các chỉ tiêu
thiết kế
4.1 Xác định cấp công trình.
Cấp công trình đợc xác định theo hai điều kiện sau:
I. Cấp công trình xác định theo chiều cao đập và loại nền.
Chiều cao đập sơ bộ đợc tính theo công thức sau :
H
đ
= MNDBT -
đáy

+ d
Với d là độ vợt cao an toàn lấy sơ bộ d = 5 m .
MNDBT : 475 (m).

đáy
= 405 (m).
H
đ
= 475 405 +3 = 73 (m).
Với nền đập thuộc loại nền đá, chiều cao đập nằm trong khoảng 70 ữ 100 m nên theo
bảng 2-2 TCVN 285-2002 ta xác định đợc cấp công trình là cấp II.
II. Cấp công trình xác định theo nhiệm vụ tới và phát điện.
Theo nhiệm vụ hồ đảm nhận tới cho khoảng 13.000 ha đất canh tác nên ta tra đợc cấp
công trình là cấp III.
Theo khả năng cấp điện khoảng 750 MW thì cấp công trình là cấp III
Cấp của công trình sẽ đợc chọn là cấp cao nhất trong hai cấp ở trên, do đó công trình
là công trình cấp II.
4.2 Các chỉ tiêu thiết kế.
Theo TCXDVN 258-2002 ta tra đợc
Tần suất tính toán lũ: thiết kế 0,5%, kiểm tra là 0,1%.
Hệ số đảm bảo kn = 1,2.
Hệ số điều kiện làm việc : m = 0,95.
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
15
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Tuổi thọ công trình T = 100 năm.
Theo QPTL C11-77
Tần suất gió lớn nhất theo QPVN C11-77 là 2%.
Tần suất gió bình quân lớn nhất theo QPTL C1-78 là 50%, các mức đảm bảo sóng i =
1%.

Độ vợt cao an toàn đỉnh đập trên đỉnh sóng a = 0,7 ; a' = 0,4;
Chơng V : Các phơng án công trình.
Hệ thống công trình đầu mối hồ chứa nớc Rào Quán bao gồm các hạng mục sau:
Đập dâng nớc.
Tràn xả lũ.
Cống ngầm lấy nớc.
I. Phơng án tuyến.
Tuyến đập đợc chọn phải là vị trí sao cho diện tích ngập lụt là ít nhất, hạn chế tác động
xấu đến môi trờng nhng vẫn phải đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nớc một
cách triệt để. Ngoài ra ta cũng cần phải quan tâm đến điều kiện địa chất nền đáp ứng
yêu cầu về cờng độ. Dựa vào bình đồ tổng thể, qua xem xét tài liệu địa hình địa chất
em đã chọn phơng án tuyến I nh trên bản vẽ mặt bằng tổng thể. Tại vị trí xây dựng đập
ta thấy mặt cắt lòng sông tơng đối co hẹp , tầng phủ là đá IB có cờng độ tơng đối tốt,
hai bên bờ có độ dốc khá lớn thuận lợi cho việc xây dựng đập nên việc chọn tuyến nh
vậy là tơng đối hợp lý.
II. Phơng án mực nớc.
Sau khi xem xét các yêu cầu dùng nớc của khu tới cũng nh khả năng phát điện của
công trình. Thông qua tính toán điều tiết dòng chảy theo hai phơng án dòng chảy năm
thiết kế cho ta kết quả nh sau :
PA 1 : MNC = 450 (m). PA 2 : MNC = 450 (m).
MNDBT = 475 (m). MNDBT = 480 (m).
Trong đồ án này yêu cầu thiết kế với trờng hợp MNDBT = 475 (m)
III. Phơng án đập.
Với loại nền đập là đập đá ta có thể chọn những loại đập sau : Đập đá đổ , đập bê tông
trọng lực , đập vòm
1. Đập đá đổ .
- Yêu cầu về nền cao hơn đập đất và thấp hơn đập bê tông trọng lực.
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
16
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng

- Tận dụng đợc vật liệu địa phơng , thi công trong thời gian cả năm , kỹ thuật xây
dựng đơn giản .
- Có tính ổn định cao vì các khối đá đổ tiêu thoát nớc tốt.
- Cho phép cải tạo sửa chữa, nâng chiều cao đập trong qúa trình sử dụng.
- Tuy nhiên đập thờng lún nhiều do độ rỗng của khối đá đổ lớn nên có thể gây nứt nẻ
hoặc phá hoại các thiết bị chống thấm.
2. Đập bê tông trọng lực .
- Có khối lợng bê tông lớn , có thể làm tràn nớc hoặc đập không tràn nớc .
- Độ ổn định lớn , kết cấu và phơng pháp thi công đơn giản nên đợc ứng dụng sớm.
- Yêu cầu về nền đập cao .
3. Đập vòm .
- Làm bằng bê tông , dựa vào sự chống đỡ của hai bờ để đảm bảo ổn định .
- Yêu cầu về địa chất nền đập phải tốt , đặc biệt là hai bên bờ .
- Phát huy đợc khả năng chịu nén tốt của vật liệu .
Qua khảo sát thực tế ta thấy tuyến đập nằm trên nền đá, mặt khác ở khu vực xây dựng
công trình có nhiều bãi vật liệu chất lợng tốt, đờng vận chuyển thuận lợi, đảm bảo đủ
trữ lợng đá để đắp đập. Khối lợng vật liệu làm thiết bị chống thấm đầy đủ do vậy ta
chọn hình thức đập đá đổ. Ưu điểm của loại đập này là cấu tạo đơn giản, vững chắc,
có khả năng cơ giới hoá cao trong thi công và trong đa số trờng hợp có giá thành hạ
nên sẽ tiết kiệm đợc nguồn vốn đầu t cho công trình. Bằng cách đó vừa có thể tiết
kiệm kinh phí xây dựng công trình mà vẫn đảm bảo tính chất kĩ thuật của nó.
Phần II : Thiết kế , lựa chọn quy mô công trình đầu mối
Chơng I: tính toán điều tiết lũ
I. Mục đích và nhiệm vụ
Việc tính toán điều tiết lũ nhằm xác định dung tích phòng lũ V
sc
cần thiết, cột nớc
siêu cao h
sc
và quy mô công trình đầu mối, từ đó xác định đợc cao trình đỉnh đập.

Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
17
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Đồng thời ta cũng xác định đợc chiều rộng B
tr
hợp lý theo điều kiện kinh tế và kích th-
ớc công trình nối tiếp phù hợp .
Điều tiết lũ có nhiệm vụ cơ bản là xác định đờng quá trình xả lũ (q-t) để hạ thấp lu
lợng lũ,nhằm đáp ứng yêu cầu phòng lũ cho công trình và hạ lu công trình.
II. Chọn tuyến và hình thức ngỡng tràn.
Tuyến tràn đợc bố trí phía vai phải của đập dâng, việc bố trí tràn ở bờ phải đập
dâng là hợp lý vì dựa vào bình đồ tổng thể ta thấy bố trí tràn tại tuyến này thuận lợi
cho việc thoát lũ và khối lợng đào đắp sẽ ít hơn.
Việc chọn hình thức tràn cần phải thông qua so sánh kinh tế và các chỉ tiêu tính
toán. Trong đồ án này trình bày theo phơng án tràn dọc, hình thức là tràn đỉnh rộng.
Nối tiếp hạ lu bằng dốc nớc và mũi phun.
Chọn kết cấu tràn 4 cửa, tính toán với 3 phơng án : B
tr
=
III. Nguyên lý cơ bản và phơng pháp tính.
Dựa vào nguyên lý cân bằng nớc giữa lợng đến và lợng nớc xả qua công trình ta có
:
Q.dt q.dt = F.dh (1-1)
Trong đó : Q là lu lợng đến kho nớc.
Qq là lu lợng ra khỏi kho nớc.
F là diện tích mặt thoáng của kho nớc.
dt là khoảng thời gian vô cùng nhỏ.
dh là vi phân của cột nớc trên công trình xả lũ.
Căn cứ vào tài liệu thu thập đợc và các phơng pháp điều tiết lũ đã đợc học. Trong
đồ án này ta sử dụng phơng pháp điều lũ của Pô-ta-pôp.

IV. Nội dung của phơng pháp PÔ-TA-PÔP
Từ phơng trình (1-1) nếu ta thay F.dh = dv thì ta đợc ( Q q ).dt = dv, và ta thay
dt bằng khoảng thời gian đủ lớn t = t
2
-t
1
, ở đây t
1
là thời điểm đầu và t
2
là thời điểm
cuối của thời đoạn tính toán thì ta có phơng trình cân bằng nớc dạng sai phân nh sau:
21
2
21

2
21
VVt.
qq
t.
QQ
=
+

+
(1-2)
Q
1
,Q

2
: Lu lợng đến ở đầu và cuối thời đoạn.
q
1
, q
2
: Lu lợng xả tơng ứng .
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
18
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
V
1
,V
2
: Lợng nớc trong kho đầu và cuối thời đoạn .
Với mục đích là tìm đờng quá trình xả lũ q t thì phơng trình (1-2) cha thể giải
trực tiếp đợc vì có hai số hạng cha biết là q2 và V2 . Vì vậy chúng ta cần có một ph-
ơng trình nữa đó chính là phơng trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng
quát :
q = f( Zt,Zh,C) (1-3)
Zt : Mực nớc thợng lu công trình xả lũ .
Zh : Mực nớc hạ lu công trình xả lũ .
C : Tham số biểu thị công trình.
Trên cơ sở hai phơng trình (1-2) và (1-3) ta đa phơng trình (1-2) về dạng :
0,5.q1)
t
V1
(Q2)0,5.(Q10,5.q2)
t
V2

( ++=+

(1-4)
Nh vậy ở đây với bất kỳ thời đoạn t nào thì vế phải đều đã biết và có:
q
1
=f
1
( V/t - 0,5 q ) , q
2
= f
2
(V/t + 0,5 q )
Hai quan hệ này gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ, thay vào (1-4) ta có :
f
2
= Q + f
1
.
Lựa chọn các bớc thời gian tính toán t = 60 phút và sau đó giả thiết nhiều trị số
H
tr
để tính đợc lu lợng xả tơng ứng theo công thức :
q = . m . B .
g.2
. H
tr
3/2
.
q = m . B . a .

)a.H(g. 2
Hệ số và m đợc lựa chọn sơ bộ từ trớc dựa vào loại đập, ta có thể sơ bộ chọn các
giá trị nh sau : m = 0,35 ; = 0,976.
Dựa vào quan hệ ( Z V ), ứng với các mực nớc giả thiết Z = Z
tr
+ H
tr
ta tìm ra
dung tích kho

tơng ứng là V
K
và từ đó tìm đợc V= V
K
V
TL
.
Tính các giá trị f1, f2 ứng với các giá trị q vừa tính đợc ở trên rồi tiến hành vẽ lên
biểu đồ quan hệ q f1, q f2.
Nh vậy dựa vào biểu đồ quan hệ q f1, q f2 ta có thể tính điều tiết nh sau:
ứng với mỗi thời đoạn t , tình
Q
= ( Q1 +Q2 ). 0,5
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
19
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Từ q1 đã biết tra trên biểu đồ đợc giá trị f1 và tính f2 =
Q
+ f1.
Từ f2 tra ngợc lại biểu đồ sẽ đợc q2. Đó chính là lu lợng xả lũ ở cuối mỗi thời

đoạn tơng ứng .
Trong nội dung của đồ án này em sử dụng chơng trình tính toán điều tiết lũ của
thầy Nguyễn Văn Hạnh ( Bộ môn Thuỷ công Trờng ĐH Thuỷ lợi ) cho 3 phơng án
B
tr
= 40, 44 và 48 (m).
Kết quả tính toán điều tiết đợc trình bày trong phần Phụ lục I.
Phơng án H
tr
(m) q
xả
max
(m
3
/s) MNDGC (m)
B
tr
= 40 (m) 7,94 1355,134 477,94
B
tr
= 44 (m) 7,67 1414,243 477,67
B
tr
= 48 (m) 7,43 1470,530 477,43
Chơng II : thiết kế công trình đầu mối các phơng án .
I. Đặt vấn đề
Cụm công trình đầu mối trong một hệ thống công trình thuỷ lợi có vai trò đặc
biệt quan trọng. Ngoài nhiệm vụ đảm bảo yêu cầu dùng nớc, nó còn có chức năng
đảm bảo sự làm việc an toàn của cả hệ thống. Mặt khác, vốn đầu t cho cụm công
trình đầu mối chiếm một tỷ trọng khá lớn. Vì vậy trong thiết kế, ngoài việc nghiên

cứu để công trình làm việc an toàn trong mọi trờng hợp thì cũng phải thoả mãn
yêu cầu vốn đầu t cho công trình là nhỏ nhất. Trong đồ án này, sơ bộ so sánh kinh
tế - kỹ thuật giữa ba phơng án B
tr
đã nêu trong phần điều tiết lũ để giải quyết vấn
đề này. Trong tính toán so sánh cần đề cập tới ba hạng mục chính : Đập đất, tràn
xả lũ, cống lấy nớc. Nhng do đối với cống ngầm sự khác nhau về kích thớc và khối
lợng giữa các phơng án không nhiều. Vì vậy trong phần này chỉ xin đề cập so sánh
giữa hai hạng mục là đập đất và tràn xả lũ.
$2.3 Thiết kế công trình tràn xả lũ
I. Mục đích.
Trong hệ thống công trình đầu mối, công trình tràn xả lũ giữ vai trò quan
trọng. Nó có nhiệm vụ tháo lợng nớc thừa trong ho9of chứa khi có lũ đến để đảm
bảo hệ thống hoạt động an toàn. Kích thớc và hình thức của tràn xả lũ có ý nghĩa
quyết định đến quy mô các công trình trong hệ thống.
II. Lựa chọn hình thức, bố trí công trình tràn.
1. Tuyến tràn.
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
20
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Qua nghiên cứu tài liệu địa chất, địa hình tuyến tràn ta thấy: Bố trí tuyến
tràn tại vai phải của đập dâng, xen giữa hai quả đồi. Kênh dẫn phía thợng lu men
theo các đờng đồng mức để giảm khối lợng đào đắp và cho dòng chảy đợc thuận
dòng. Về điều kiện địa chất thì tuyến tràn nằm chủ yếu trên đới IB nên đảm bảo
điều kiện về thấm.
2. Hình thức tràn.
Qua phân tích địa hình tuyến tràn ta thấy nên bố trí tràn theo phơng án: Tràn
dọc, cấu tạo đỉnh rộng, nối tiếp sau tràn là dốc nớc và máng phun.
III. Tính toán thuỷ lực
1. Số liệu tính toán .

Từ kết quả tính toán điều tiết lũ cho ba phơng án B
tr
cho ta các thông số nh
sau :

Phơng án H
tr
(m)
Q xả max
(m
3
/s)
q đơn vị
(m
3
/m.s)
Q lũ TK
(m
3
/s)
B
tr
=40 (m) 7,94 1355,134 33,878 2310
B
tr
=44 (m) 7,67 1414,243 32,142 2310
B
tr
=48 (m) 7,43 1470,530 30,636 2310
II. Xác định kích thớc cơ bản của đập đất.

1. Cao trình đỉnh đập
Cao trình đỉnh đập đợc xác định theo nguyên tắc : Không cho nớc tràn qua trong
mọi trờng hợp. Theo QPVN C1-77 cao trình đỉnh đập đợc xác định qua hai thông
số cơ bản là NMDBT và MNDGC theo các công thức sau:
Z
đ1
= MNDBT + h + hsl + a
Z
đ2
= MNDGC + h + hsl + a
Lấy giá trị lớn hơn làm thông số chọn .
Trong đó: a,a : là độ vợt cao an toàn xác định dựa theo cấp công trình.
Với công trình cấp II, theo QPVN C1- 77 ta có :
a = 0,7 (m) a = 0,5 (m)
h, h : Chiều cao sóng dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình
quân lớn nhất .
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
21
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
hsl, hsl : Chiều cao sóng leo với mức đảm bảo 1% ứng với gió tính toán lớn nhất
và gió bình quân lớn nhất .
a. Xác định h, h :
Đợc xác định theo công thức :
h = 2.10
6
.
gH
DV
2
. cos

V : Vận tốc gió ứng với trờng hợp tính toán.
D : Đà gió ứng với trờng hợp tính toán .
H : Chiều cao cột nớc trớc đập ứng với trờng hợp tính toán.
: Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hớng gió.
Kết quả tính toán nh sau :
Trờng hợp tính toán V (m/s) D (m) H (m)
h(10
-3
m)
MNDBT 30,54 2900 70 7,88
MNDGC (PA B
tr
=40 m) 17,5 4300 72,94 3,68
MNDGC (PA B
tr
=44 m) 17,5 4300 72,67 3,69
MNDGC (PA B
tr
=48 m) 17,5 4300 72,43 3,71
b. Xác định hsl :
Theo quy phạm thuỷ lợi C1- 78, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác định
nh sau :
h
sl1%
= K
1
. K
2
.K
3

. K
4
. h
s1%
Trong đó : h
s1%
là chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%.
K
1
, K
2
, K
3
, K
4
: là các hệ số.
Xác định h
s1%
theo QPTL C1-78 nh sau :
Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu (H > /2)
Ta đi tính các đại lợng không thứ nguyên :
V
gt
=
5430
36006819
,
,
= 6938,3
2

V
gD
=
2
5430
2900819
,
.,
= 30,5
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
22
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Theo đờng cong bao phía trên ở đồ thị hình P 2-1 (ĐAMH Thuỷ công) ta xác định
đợc các đại lợng sau :
V
gt
= 6938,3
2
V
gh
= 0,075

V
g
= 3,8
2
V
gD
= 30,5
2

V
gh
= 0,011

V
g
= 1,15
Ta chọn cặp có trị số nhỏ hơn là :

2
V
gh
= 0,011
g
V,
h
2
0110
=
= 1,046 (m)

V
g
= 1,15
g
V,151
=
= 3,58(s)
Giá trị của bớc sóng : =
2

2
g
= 20,022 (m).
/2 < H
Nh vậy giả thiết ban đầu là sóng nớc sâu là đúng.
Tính h
s1%
= K
1%
. h
Trong đó K
1%
đợc tra từ đồ thị hình P 2-2 (ĐAMH Thuỷ công) ứng với :
2
V
gD
= 30,5 K
1%
= 2,1
h
s1%
= 2,1 . 1,046 = 2,197 (m).
Hệ số K
1
, K
2
tra ở bảng P 2-3, phụ thuộc vào đặc trng lớp gia cố mái và độ nhám t-
ơng đối trên mái
Ta có

hs1%

=
1972
0170
,
,
= 0,007
K
1
= 0,95 ; K
2
= 0,85 .
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
23
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng
Hệ số K
3
đợc tra ở bảng P 2-4 phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m
Với dự kiến hệ số mái từ 1,5 đến 2,0 nên K
3
= 1,4 .
Hệ số K
4
tra ở đồ thị hình P2-3 phụ thuộc vào hệ số mái m và trị số / h
s1%
Vì
hs1%

=

1972
02220
,
,
= 9,11 K
4
= 2.
h
sl1%
= 0,95 . 0,85 . 1,4 . 2 . 2,197
h
sl1%
= 4,967 (m).
c Xác định hsl :
Cách tính tơng tự nh trên nhng ứng với V và D :
Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu (H > /2)
Ta đi tính các đại lợng không thứ nguyên :
'
V
gt
=
517
36006819
,
,
= 12108,3
2
'
'
V

gD
=
2
517
4300819
,
.,
= 137,74
Theo đờng cong bao phía trên ở đồ thị hình P 2-1 (ĐAMH Thuỷ công) ta xác định
đợc các đại lợng sau :
'
V
gt
= 12108,3
2
V
gh
'
= 0,1

V
g
'

= 4,6
2
'
'
V
gD

= 137,74
2
V
gh
'
= 0,02

V
g
'

= 1,7
Ta chọn cặp có trị số nhỏ hơn là :

2
V
gh
'
= 0,02
g
V,
h
'
2
020
=
= 0,624 (m)
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
24
Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng

V
g
'

= 1,7
g
V,71

'
=
= 3,033(s)
Giá trị của bớc sóng : =
2

2
'
g
= 14,373 (m).
/2 < H
Nh vậy giả thiết ban đầu là sóng nớc sâu là đúng.
Tính h

s1%
= K
1%
. h

Trong đó K
1%

đợc tra từ đồ thị hình P 2-2 (ĐAMH Thuỷ công) ứng với :
2
'
'
V
gD
= 137,74 K
1%
= 2,2
h

s1%
= 2,2 . 0,624 = 1,373 (m).
Hệ số K
1
, K
2
tra ở bảng P 2-3, phụ thuộc vào đặc trng lớp gia cố mái và độ nhám t-
ơng đối trên mái
Ta có
hs1%

=
3731
0170
,
,
= 0,0124
K
1

= 0,95 ; K
2
= 0,85 .
Hệ số K
3
đợc tra ở bảng P 2-4 phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m
Với dự kiến hệ số mái từ 1,5 đến 2,0 nên K
3
= 1,4 .
Hệ số K
4
tra ở đồ thị hình P2-3 phụ thuộc vào hệ số mái m và trị số / h
s1%
Vì
hs1%

=
3731
37314
,
,
= 10,47 K
4
= 2,1.
h
sl1%
= 0,95 . 0,85 . 1,4 . 2,1 . 1,373
h
sl1%
= 3,26 (m).

Nh vậy ta xác định đợc các cao trình sau :
Z
đ1
= MNDBT + h + hsl + a
= 475 + 7,78 . 10
3
+ 4,967 + 0,7 = 480,675 (m).
Z
đ2
= MNDGC + h + hsl + a với các phơng án B
tr
khác nhau :
Gvhd: GS TS Nguyễn Văn Mạo Niên khoá : 1998 - 2003
25