đồ án kỹ thuật công trình biển Thiết kế hồ chứa nước HOA SƠN – Huyện Vạn Ninh – Tỉnh Khánh Hòa

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Ngành:Công trình thuỷ lợi
LỜI CẢM ƠN.
Sau thời gian mười bốn 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 TH.S. LÊ HÒA XƯỚNG
– Bộ môn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình. Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước HOA SƠN – Huyện Vạn
Ninh – Tỉnh Khánh Hòa “.
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại
kiến thức đã được học trong 4 năm tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết
đã được học vào thực tế và làm quen với công việc của một kĩ sư thiết kế công trình
thuỷ lợi. 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 của một kĩ sư thuỷ lợi sau này.
Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình hồ chứa
nước Ngành), 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 các cô ở các môn chuyên nghành dạy
bảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em được có ngày trở
thành một kỹ sư thực thụ. 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 TH.S LÊ HÒA XƯỚNG đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi
điều kiện để em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 09 tháng 7 năm 2011
Sinh viên thực hiện :
Triệu Đức Mạnh.

Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 2 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Ngành:Công trình thuỷ lợi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1. Vị trí và nhiệm vụ công trình:
1.1.1 Vị trí địa lý:
Hồ HOA SƠN nằm trên sông cạn, ở phía tây bắc huyện Vạn Ninh,tỉnh
Khánh Hòa.
Khu hướng lợi nằm dọc theo quốc lộ 1A,bao gồm 4 xã thuộc huyện Vạn
Ninh.
1.1 2 Nhiệm vụ công trình:
Phương án II :cấp nước tưới tự chảy cho 1320 ha lúa hai vụ,130 ha mầu , ngoài
ra mở rộng đất trồng cây ăn quả , nuôi trồng thủy sản và lấy nước sinh hoạt
Phấn đấu đạt năng suất lúa :4,8T/ha vụ
Ngô : 8T/ha
Nâng cao mức thu nhập của dân lên 450kg/ người năm quy ra lúa .
1.2. Các điều kiện tự nhiên:
1.2.1. Điều kiện địa hình:
Dựa trên Bản đồ khu vực tuyến công trình tỉ lệ 1:1000 và các mặt cắt dọc ,
ngang
1.2.2. Điều kiện địa chất:
Về cấu trúc địa chất , vùng dự án thuộc phía hệ đèo cả,phủ trên đá gốc là
tàn tích , vùng thềm sông trầm tích đệ tứ kỉ.Thềm và long sông là lớp cát sỏi dày 1-
3m, phía dưới là lớp á sét bồi tích , tiếp dưới là đá gốc mặt trên phong hóa vừa, khe
nứt dưới lấp đầy bởi hạt sét
Theo cục địa chất và khoáng sản, vùng dự án không có hoạt động kiến tạo
đáng kể . Trong vùng chỉ có động đất tới cấp 6

Về địa chất thủy văn, nước ngầm có trong tầng trầm tích và tàn tích của đá
gốc.Lòng hồ dạng hình long chảo , đáy tương đối bằng phẳng, xung quanh được
bao bọc bởi các đồi núi thấp có cao độ 40-50 m , nhiều cây cối , tình hình sạt lở
không đáng kể.
Vùng tuyến đập hướng đông bắc- tây nam , gió vuông góc với lòng sông.
Thềm và long sông lớp bồi tích cát, cuội sỏi dày 1-3( lớp 1).Phía dưới là lớp
bồi tích hỗn hợp á sét phân bố rộng cả thềm sông dày 5-10m (lớp II).Đá gốc hệ
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 5 Ngành:Công trình thuỷ lợi
phức hợp gồm hai hệ phức hợp đá Grambo và Gramit, trên mặt phong hóa nhẹ các
vết nứt được lấp đầy bởi hạt sét ( lớp IV).Vai đập phủ trên mặt là lớp thực vật dày
0.5-0.7m , nguồn gốc trầm tích ,tiếp là á sét với cuội sỏi ( lớp III) dày 5-7m nguồn
gốc trầm tích , kết cấu chặt .Dưới cùng là đá gốc.
Tuyến tràn ở eo đồi vai trái , có cao độ tự nhiên khoảng +20 m , thoải dần về hạ
lưu , qua lớp phủ trên mặt lá , đá phong hóa nhẹ , rât thuận lợi cho việc bố trí tuyến
tràn .
Tuyến cống ở bờ phải , nằm trên nền đất á sét.
Các chỉ tiêu cơ lí của đất nền được xác định theo:
Bảng 1
Lớp
Chỉ tiêu
I II III IV Ghi chú
Thành phần %
Sét
Bụi
Cát
Sỏi
0.7
2.4
31.6

65.3
23.5
26.9
49.2
0.4
21.2
24.7
45.5
8.6
Đá
gốc
Độ ẩm tự nhiên
Dung trọng khô (T/m3)
Tỉ trọng ∆ (T/m3)
Độ rỗng n
Lực dính c (kg/cm
2
)
Góc ma sát trong ( độ )
Hệ số ép lún cm
2
/kg
Hệ số thấm cm/s
Hệ số không đồng đều ŋ
Bão hòa
1.5
2.68
0.44
0
32

-
10
-2
14
24
1.56
2.7
0.42
0.28(0.21)
18
o
30(17)
0.028
10
-6
12
22
1.58
2.67
0.41
0.27(0.22)
18
o
40(17
o
10)
0.020
2x10
-7
10

F=0.6-
0.65
Trong
ngoặc ở
trạng thái
bão hòa
nước
1.2.3. Vật liệu xây dựng:
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Bảng 1.2
Tên bãi Bóc vỏ Khai thác Cự li Ghi chú
A
B
C
D
46380
99120
123000
159600
______
428100
234630
538000
975800
907200
2660630
900m
1000m
1050m

1400m
Trong lòng hồ
Trong lòng hồ
Trong lòng hồ
Phía hạ lưu đập
Các chỉ tiêu cơ lí dùng trong thiêt kế :
Bảng 1.3
Chỉ tiêu Thông số Ghi chú
Thành phần hạt %
Sét
Bụi
Cát
Sỏi
21.0
14.0
54.0
6.0
Độ ẩm chế bị W %
Dung trọng chế bị y
k
(T/m
3
)
Lực dính đơn vị c(kg/cm
2
)
Góc ma sát trong φ (độ )
Độ ép lún a (cm
2
/kg)

Hệ số thấm K (cm/s)
Hệ số không đồng đều η
1.6÷18
1.65
0.25(0.21)
18
o
20(17
o
10)
0.02
10
-5
20
Trong ngoặc ở trạng
thái bão hòa
Các vật liệu khác:
-Cát cuội sỏi khảo sát 4 bãi trong khu vực , cự li từ 1-1,5km đủ trữ lượng cho xây
dựng=60200m
3
-Đá hộc , khai thác phía thượng lưu hồ , có đường làm nghiền vận chuyển , chất
lượng tốt
-Xi mằng sắt thép vận chuyển từ kho hàng và cách công trình 30km
-Gỗ được vận chuyển từ đường sông cách công trình 10km
-Điện được tiếp nối từ trạm biến áp từ huyện lị
1.2.4.Tài liệu khí tượng thuỷ văn:
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Ngành:Công trình thuỷ lợi
1.2.4.1 Sông, suối:
Sông cạn dài 15km,bắt nguồn từ các dãy núi cao trên vùng đèo cả. chảy theo

hướng tây băc -ông nam sông có 2 nhánh con đổ vào .
F
ev
=44km
2
, tính để tuyến công trình L=10,2 km
J
s
=81% , J
ev
=210%
1.2.4.2 Trạm lưới khí tượng thủy văn
Trong khu vực và các vùng lân cận có 5 trạm khí tượng có tài liệu đo đạc tới
nay dài nhất là 26 năm , ngắn nhất là 17 năm
Nhiệt độ , trung bình 15
o
2, cao nhất là 37
o
5 , thấp nhất là 15
o
6
Độ ẩm trung bình 75% lớn nhất là 86%, thấp nhất là 62%
Tốc độ gió:
Bảng 1.4
Tần suất
%
2 4 10 25 50
Tốc độ
(m/s)
30 26 23 21 17

-Mức trung bình X=1700mm
-Dòng chảy Y=952.4mm
-Bốc hơi lưu vực Z=746.4mm
- Hệ số dòng chảy α=0.56
-Modun dòng chảy M
o
=30 l/s.km
2
-
Lưu lượng trung bình Q=1.33m
3
/s C
v
=0.48; C
s
=2C
v
-
Bốc hơi mặt hồ :1566 m m
-∆Z=1566-746.6=818.4m phân bố theo bảng 5
Phân bố bốc hơi thêm ∆Z :
bảng 1.5
Thán
g
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2

C
ả
n
ă
m
∆Z( 7 6 6 6 7 6 7 7 5 5 6 7 8
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 8 Ngành:Công trình thuỷ lợi
mm) 4
.
5
1
.
9
9
.
4
5
.
9
3
.
6
5
.
9
3
.
6
4

.
1
9
.
4
5
.
4
6
.
0
8
.
1
1
8.
4
Trong và vùng lân cận có 4 trạm thủy văn , có tài liệu đo đạc dài nhất là 23năm,
ngắn nhất 14 năm.
-Dòng chảy năm thiết kế:
Bảng 1.6
Tần suất P % 25 50 75
Lưu lượng Q(m
3
/s) 1.52 1.33 0.889
Tổng lượng W (10
6
m
3
) 47.93 41.94 28.043

-Phân bố dòng chảy năm thiết kế (P%=75%)
Bảng 1.7
Tháng Q (m3/s) W(10
6
m
3
)
1
0.56
1.45
2
0.337
0.815
3
0.253
0.637
4
0.21
0.54
5
0.284
0.76
6
0.403
1.044
7
0.218
0.584
8
0.173

0.463
9
0.211
0.542
10
2.731
7.314
11
3.459
8.465
12
1.829
4.898
Cả năm
10.668/12
28.043
-Lưu lượng đỉnh lũ:
Bảng 1.8
P% 0.2 0.5 1 1.5 2 5 10
Q
m
3
/s
120
0
106
2
960 901 869 685 517
W(10
6

m
3
)
28.3 26.4 24.5 20.6 16.9 12.8 9.1
-Đường quá trình lũ theo tần suất:
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Bảng 1.9
T (h) Q1%
m
3
/s
Q
02
%
m
3
/s
T (h) Q1%
m
3
/s
Q
02
%
m
3
/s
0 0 0 11 500 480
1 60 70 12 420 390

2 150 220 13 350 300
3 280 400 14 280 230
4 470 750 15 220 170
5 700 850 16 180 120
6 820 1200 17 140 90
7 960 1020 18 100 65
8 810 880 19 60 50
9 690 710 20 25 40
10 600 600 21 10 5
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Ngành:Công trình thuỷ lợi
-Dòng chảy đáy
Bùn cát lơ lửng: V
ll
=6280 m
3
/ năm
Bùn cát đáy : 630m
3
/ năm
Trọng lượng bùn cát đơn vị γ=0.9T/m
3
-
Quan hệ Q-Z hạ lưu sau đập chắn:
Bảng 1.10
Z(
m
)
0 1 1
.

5
2 2
.
5
3 3
.
5
4 4
.
5
5 5
.
5
6 6
.
5
7 7
.
5
Q
m
3
/s
2 1
7
.
5
4
1
.

0
7
1
.
5
1
0
8
1
5
0.
7
1
9
9
2
5
3
3
1
1
3
7
7
4
5
8
5
5
8

7
6
0
9
6
0
1
2
5
0
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 11 Ngành:Công trình thuỷ lợi
-Đường đặc trưng lòng hồ Z-F-W :
Bảng 1.11
Z F W Z F W Z F W
1 0 0 12 0.73 2.55 23 1.31 14.4
2 0.01 0.011 13 0.81 3.39 24 1.34 15.7
3 0.02 0.025 14 0.89 4.2 25 1.38 17.1
4 0.04 0.05 15 0.97 5.14 26 1.4 18.5
5 0.05 0.09 16 1.01 6.13 27 1.42 19.9
6 0.07 0.15 17 1.06 7.17 28 1.44 21.3
7 0.15 0.25 18 1.11 8.26 29 1.46 22.8
8 0.23 0.43 19 1.15 9.41 30 1.48 24.4
9 0.39 0.75 20 1.2 10.6 31 1.53 26.3
10 0.57 1.23 21 1.24 11.8 32 1.56 28.2
11 0.65 1.84 22 1.27 13.1
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 12 Ngành:Công trình thuỷ lợi
1.3. TÀI LIỆU DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC
1.3.1. Dân sinh kinh tế:

1.3.1.1. Đặc điểm dân sinh.
Khu hưởng lợi thuộc 4 xã vùng trọng điểm nông nghiệp của huyện Vạn Ninh
. Diện tích đất tự nhiên 11 490 ha , với dân số 28 610 người , chủ yếu dựa vào
nông nghiệp .Khu vực có lượng mưa tương đối dồi dào , nhưng do lưu vực nhỏ .
độ dốc lớn , nên thường thiếu nước nhất là vụ hè thu , đồng thời thiếu nước sinh
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 13 Ngành:Công trình thuỷ lợi
hoạt và nuôi trồng thủy sản .Do vậy đời sống chịu tác động từ điều kiện tự nhiên
. Mức thu nhập bình quân đầu người quy ra thóc chỉ đạt 260kg/người năm .
1.3.1.2. Đặc điểm kinh tế.
-Diện tích đất nông nghiệp 3420ha
-Đất canh tác (lúa , mầu) 1450 ha
-Ngoài ra là đất đồi , rừng và trồng cây ăn quả
Về thủy lợi , chỉ có một số công trình nhỏ , thời vụ cũng chỉ đảm bảo tưới cho
khoảng 750 ha .Do đó thu nhập rất bấp bênh ,có năm hạn hán năng suất rất
thấp .Hiện tượng lũ quét cũng thường sảy ra , mùa màng thất thu , sinh hoạt
gặp nhiều khó khăn .
Ngoài sản xuất nông nghiệp , dân trong vùng sống bằng nghề phụ thủ công ,
lâm nghiệp và buôn bán nhỏ .
Về giao thông tương đối thuận lợi , vì không xa quốc lộ 1A, làng xóm đường xá
đã được bê tông hóa , các xã đều có trường tiểu học , trường phổ thông cơ sở ,
trạm xá.
Các xã dều có điện , từ đường dây cao thế 35KV chạy qua
1.3.1.3. Phương hướng phát triển kinh tế:
Thông qua quy hoạch vùng cho thấy cần xây dựng công trình thủy lợi (hồ
chứa) do nhà nước đầu tư sẽ đảm bảo nước tưới cho khu vực , phát triển nông
nghiệp , phục vụ nước sinh hoạt , nuôi trồng thủy sản, ổn định dời sống , tăng
giá trị sản xuất hàng hóa , nâng cao mức sống của người dân
1.3.2. Tổng thể công trình
Phương án tuyến được chọn thích hợp nhất thuộc vùng tuyến 2 ( xem bản đồ

khu vực tuyến ) bao gồm:
-1 đập đất dâng chắn nước trên nền có tầng thấm nước mỏng
-tràn xả lũ ở eo bờ trái , nằm trên nền đá có phong hóa nhẹ
-Một cống ngầm không áp ở bờ phải lấy nước cho vùng dự án hưởng lợi
1.3.3. Biểu đồ nhu cầu nước dùng W
yc
~ t.
Phương án 2:
Bảng 1.12
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 N
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 14 Ngành:Công trình thuỷ lợi
0 1 2 ă
m
Q
max
(
m
3
/s)
1
.7
1
.
3
5
1
.5
1
.

6
5
1
.7
5
1
.
3
5
2.
1
2.
0
2.
5
2
.
0
1
.
6
1.
6
5
W(10
6
m
3
)
0.

8
9
6
1
.2
4
2
1
.7
3
2
2
.
1
4
2.
2
2
4
1
.
3
4
2
3
.2
8
3
3
.2

5
4
3
.
3
7
6
2
.
6
6
0.
6
8
6
0.
8
9
6
2
3.
7
1
Mức tưới cho toàn kênh +10
Tổn thất cho phép qua cống [∆Z]=0.4m

1.4. CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ
1.4.1. Cấp công trình
Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi TCXDVN 285-2002 cấp
công trình được xác định theo hai điều kiện:

- Theo nhiệm vụ của công trình và vai trò của công trình trong hệ thống.
- Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình.
1.4.1.1. Theo nhiệm vụ của công trình
Cấp nước tưới tự chảy cho 1320 ha lúa hai vụ , 130 ha mầu , ngoài ra mở rộng
đất trồng cây ăn quả , nuôi trồng thủy sản và lấy nước sinh hoạt =>Theo bảng 2-
1 , TCXDVN 285-2002 ta xác định được công trình là cấp III.
1.4.1.2. Theo điều kiện nền và chiều cao công trình
-Xác định chiều cao dập, quan sát địa hình nơi xây dựng đập , chọn tuyến
đập chắn ngang dòng sông nối 2 bên bờ núi đá có cao trình +40m chọn sơ bộ chiều
cao đập cao khoảng 25m, đập trên nền đất nhóm B (nền đất cát , đất hạt thô, đất sét
ở trạng thái cứng và nửa cứng) => xác định công trình cấp III theo TCXDVN 285 -
2002
Từ hai điều kiện trên ta có: công trình là cấp III.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 15 Ngành:Công trình thuỷ lợi
1.4.2. Các chỉ tiêu thiết kế
Theo TCXDVN 285-2002 các tần suất và hệ số thiết kế đối với công trình cấp
III được lấy như sau:
1.4.2.1. Tần suất tính toán
- Mức đảm bảo tưới: p = 75%
- Tần suất lũ thiết kế: p = 1%
- Tần suất lũ kiểm tra: p = 0,2%
- Lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm phục vụ
công tác dẫn dòng thi công trong mùa khô: p = 10%
- Tần suất gió tính toán:
+ Với MNDBT p = 4%
+ Với MNLTK p = 50%
1.4.2.2. Hệ số tính toán
- Độ vượt cao an toàn của đập căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm
nén 14TCN 157-2005

+ Với MNDBT a = 0,7m
+ Với MNLTK a = 0,5m
+ Với MNLKT a = 0,2m
- Hệ số tổ hợp tải trọng:
+ Đối với tổ hợp tải trọng cơ bản n
c
= 1,00
+ Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt n
c
= 0,90
+ Đối với tổ hợp tải trọng trong thời kì thi công và sửa chữa n
c
= 0,95
- Hệ số tin cậy k
n
= 1,15
- Mức đảm bảo tính toán của chiều cao sóng leo : i = 1%.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Ngành:Công trình thuỷ lợi
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THỦY LỢI
2.1. Lựa chọn tuyến xây dựng công trình:
Tại tuyến công trình có địa hình co hẹp và có eo yên ngựa rất phù hợp cho việc
bố trí công trình. Phía hạ lưu địa hình mở rộng và hạ thấp dần tạo thành vùng đồng
bằng khá rộng lớn. Mặt khác địa hình không dốc lắm, không sạt lở rất thuận lợi cho
việc bố trí mặt bằng thi công.
Về cấu trúc địa chất , vùng dự án thuộc phía hệ đèo cả,phủ trên đá gốc là tàn
tích , vùng thềm sông trầm tích đệ tứ kỉ.Thềm và long sông là lớp cát sỏi dày 1-3m,
phía dưới là lớp á sét bồi tích , tiếp dưới là đá gốc mặt trên phong hóa vừa, khe nứt
dưới lấp đầy bởi hạt sét
Theo cục địa chất và khoáng sản, vùng dự án không có hoạt động kiến tạo đáng kể .

Trong vùng chỉ có động đất tới cấp 6
2.2. Tính toán mực nước chết:
2.2.1. Khái niệm
Mực nước chết (MNC) là mực nước thấp nhất cho phép trong hồ mà ứng với nó
hồ chứa vẫn làm việc bình thường.
2.2.2. Ý nghĩa và các yêu cầu
2.2.2.1. Ý nghĩa
Từ MNC ta xác định được dung tích chết của hồ V
c
bằng cách tra quan hệ giữa
Z~V. Dung tích chết V
c
là thành phần dưới cùng của hồ chứa không tham gia vào
quá trình điều tiết dòng chảy hay còn được gọi là thành phần dung tích lót đáy.
Dung tích này có vai trò quan trọng để làm tăng hiệu quả của công trình kho nước.
2.2.2.2. Các yêu cầu
Cao trình MNC phải đảm bảo tạo ra dung tích chứa được lượng bùn cát bồi lắng
trong hồ trong thời gian công trình đang hoạt động .
MNC phải đủ cao để đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
Đảm bảo vệ sinh lòng hồ trong mùa kiệt.
Đối với giao thông thuỷ MNC phải là mực nước tối thiểu cho phép tàu bè đi lại
bình thường theo nhiệm vụ giao thông thuỷ.
Đối với thuỷ sản MNC phải đảm bảo có quy mô cần thiết cho nuôi cá và các loại
thuỷ sản.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 17 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Đối với yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường, MNC phải dảm bảo yêu cầu
tối thiểu cho du lịch và vệ sinh thượng hạ lưu hồ.
2.2.3. Tính toán
MNC trong hồ được xác định theo 2 điều kiện:

- Đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
- Đảm bảo tuổi thọ của công trình tức là dung tích chết V
c
phải lớn hơn dung
tích lắng đọng của bùn cát trong suốt thời gian hoạt động của công trình.
2.2.3.1. Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy
MNC = Z
kc
+ ∆Z (2-1)
Trong đó: Z
kc
: Mực nước khống chế đầu kênh tưới. Theo điều tra thực tế, cao
trình khống chế nước tự chảy ở đầu là Z
kc
= 10 m.
∆Z : Tổng tổn thất trong cống khi lấy lưu lượng lớn nhất
Sơ bộ chọn ∆Z = 0.4.
⇒
MNC = 10 + 0,4 = 10,4 m.
2.2.3.2. Xác định MNC theo điều kiện bùn cát
MNC
Zbc
a
h
* MNC được tính toán theo công thức sau:
MNC = Z
bc
+
δ
+ h (2-2)

Trong đó: Z
bc
: Cao trình bùn cát lắng đọng trong thời gian hoạt động của công trình
Z
bc
được tính thông qua V
bc
bằng cách tra quan hệ Z~V.
h: độ sâu nước trước cống để đảm bảo lấy đủ lưu lượng thiết kế
Sơ bộ chọn h = 1,2 m.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 18 Ngành:Công trình thuỷ lợi
δ
: Chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống, là khoảng
cách cần thiết để tránh bùn cát bị cuốn vào cống. Theo kinh nghiệm
δ
=(0,4
÷
0,7)m. Ta chọn
δ
= 0,5m.
+Trọng lượng bùn cát lắng đọng trong môt năm đuợc xác định :
G = (0,8ρ
ll
+ ρ
dđ
).Q
tb.
T
Trong đó:

ρ
ll
- Thể tích bùn cát lơ lửng năm, theo tài liệu tính toán thuỷ văn
ta có: ρ
ll
=80(g/m
3
)= 80.10
-6
(T/m
3
)
ρ
dđ
:Trọng lượng bùn cát di đẩy năm,theo kinh nghiệm thường lấy
ρ
dđ
=20%ρ
ll
=
100
10.80.20
6−
= 16.10
-6
(T/m
3
)
Q
tb

: Lưu lượng dòng chảy trung bình năm: Q
tb
=1,33(m
3
/s) .
T: Tuổi thọ công trình(tính bằng giây), T = 75 năm.
Thay số ta có : G = (0,8.80.10
-6
+ 16.10
-6
).1,33.86400.365.75 = 251657,28(T).
Thể tích bùn cát : V
bc
=
bc
G
γ
γ
bc
: Trọng lượng riêng của bùn cát, γ = 0,9 (T/m
3
) .
V
bc
=
9,0
28,251657
=0, 311.10
6
(m

3
).
Tra quan hệ W~Z ta được Z
bc
= 7,52(m)
Từ đó: MNC = Z
bc
+ a + h = 7,52 + 0,5 + 1,2 = 9,22 (m).
Tra quan hệ Z ~W ta được V
c
= 0,86.10
6
(m
3
)
Từ hai điều kiện trên ta chọn MNC = 10,4 m
Dung tích hồ ứng với MNC được tra theo quạ hệ Z ~ W với Z = 10,4m
Tra quan hệ Z ~W ta được V
c
= 1,47.10
6
(m
3
)
Tóm lại: từ hai điều kiện trên ta chọn
+Cao trình MNC là: 10,4(m)
+Dung tích ứng với MNC là: V
c
= 1,47.10
6

(m
3
) .
2.3. Tính toán mực nước dâng bình thường và dung tích hồ chứa
2.3.1. Khái niệm
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 19 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Mực nước dâng bình thường (MNDBT): là mực nước cao nhất cho phép
trong hồ trong thời gian dài ứng với điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình
thường của hồ chứa.
Ứng với MNDBT là dung tích hiệu dụng (V
h
) - phần dung tích được giới
hạn bởi MNDBT và MNC. Đây là thành phần dung tích cơ bản làm nhiệm vụ điều
tiết dòng chảy.
2.3.2. Ý nghĩa
MNDBT là một thông số chủ chốt của hồ chứa, có ảnh hưởng quyết định đến
dung tich, cột nước và lưu lượng cấp nước của hồ chứa. Cụ thể:
- MNDBT quyết định đến chiều cao đập, kích thước công trình xả.
- MNDBT ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngập lụt, do đó quyết định
trực tiếp đến chi phí công trình do ngập lụt thượng lưu gây ra (giải phóng mặt bằng
và di dân tái định cư và xử lý lòng hồ).
2.3.3. Tài liệu tính toán
2.3.3.1. Lượng nước đến và nhu cầu dùng nước.
Bảng 2-1: Lượng nước đến và nhu cầu dùng nước của năm thiết kế
(Đơn vị:10
6
m
3
)

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm
Wq(10
6
m
3
) 0.896 1.242 1.732 2.14 2.224 1.342 3.283 3.254 3.376 2.66 0.686 0.9 23.71
WQ(10
6
m
3
) 1.45 0.82 0.64 0.54 0.76 1.044 0.58 0.46 0.542 7.314 8.47 4.9 28.04

Từ bảng giá trị trên ta thấy: Tổng lượng nước đến cả năm lớn hơn tổng lượng nước
dùng (W
Q
= 28,04.10
6
> W
q
= 23,71.10
6
(m
3
), tuy nhiên trong từng tháng thì có các
tháng thừa nước (từ tháng X đến tháng I) và những tháng thiếu nước (từ tháng II
đến tháng IX). Như vậy ta tính toán cho trượng hợp hồ điều tiết năm.
Hồ điều tiết năm là kho nước để trữ lượng nước thừa vào mùa lũ để cấp cho
lượng nước thiếu hụt vào mùa kiệt. Nó giúp điều hòa dòng chảy trong năm cho phù
hợp với nhu cầu dùng nước.
2.3.3.2. Quan hệ phụ trợ Z ~ V; Z ~ F.

Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 20 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Bảng 2-2: Quan hệ đặc tính lòng hồ
Z F W Z F W
1 0 0 17 1.06 7.17
2 0.01 0.011 18 1.11 8.26
3 0.02 0.025 19 1.15 9.41
4 0.04 0.05 20 1.2 10.6
5 0.05 0.09 21 1.24 11.8
6 0.07 0.15 22 1.27 13.1
7 0.15 0.25 23 1.31 14.4
8 0.23 0.43 24 1.34 15.7
9 0.39 0.75 25 1.38 17.1
10 0.57 1.23 26 1.4 18.5
11 0.65 1.84 27 1.42 19.9
12 0.73 2.55 28 1.44 21.3
13 0.81 3.39 29 1.46 22.8
14 0.89 4.2 30 1.48 24.4
15 0.97 5.14 31 1.53 26.3
16 1.01 6.13 32 1.56 28.2
2.3.4. Nguyên lý tính toán
Tiến hành tính toán dung tích hồ theo phương pháp lập bảng. Nguyên lý cơ bản
của phương pháp là tiến hành cân bằng nước trong kho, đem chia toàn bộ thời kỳ
tính toán ra làm các thời đoạn ∆t, tính toán cân bằng nước trong kho theo từng thời
đoạn, từ đó sẽ biết được quá trình thay đổi mực nước, lượng nước trữ, xả trong kho.
Dựa trên phương trình cân bằng nước:
(Q – q).
∆
t =
∆

V (2-3)
hay:
12
2121
22
VVt
qq
t
QQ
−=∆






+
−∆






+
(2-4)
Trong đó: Q
1
, Q
2

: là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn
∆
t.
q
1
, q
2
: là lưu lượng nước dùng đầu và cuối thời đoạn.
V
1
, V
2
: là dung tích hồ tại thời điểm đầu và cuối thời đoạn.
∆
t : thường lấy bằng 1 tháng.
2.3.5. Nội dung tính toán
2.3.5.1. Tính toán dung tích hồ khi chưa kể tổn thất (Phụ lục 2.1)
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 21 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Trong đó:
Cột (1): Tháng
Cột (2): Số ngày trong tháng
Cột (3): Lưu lượng nước đến trong từng tháng của năm thiết kế ( m
3
/s)
Cột (4): Lượng nước đến trong từng tháng của năm thiết kế (10
6
m
3
)

Cột (5): Lượng nước dùng hàng tháng (10
6
m
3
)
Cột (6): Lượng nước đến thừa so với nhu cầu dùng nước W
đ
> W
q

Cột (6) = Côt (4) – Cột (5) (10
6
m
3
)
Cột (7): Lượng nước đến thiếu so với nhu cầu dùng nước W
đ
< W
q

Cột (7) = Cột (5) – Cột(4) (10
6
m
3
)
Cột (8): Lượng nước trữ lại trong kho (10
6
m
3
)

V
c
≤
V
trữ
≤
V
c
+ V
h
Ta giả thiết giá trị V
h
= 6,887.10
6
m
3
Cột (9): Lượng nước xả thừa (10
6
m
3
)
Ta tính được giá trị V
h
= 6,887.10
6
m
3
2.3.5.2. Tính toán dung tích hồ khi kể tổn thất.
Trong tính toán dung tích hồ cần chú ý tính toán đến hai loại tổn thất là tổn thất
thấm và tổn thất bốc hơi.

a. Tổn thất bốc hơi W
bốchơi
Do lượng bốc hơi mặt thoáng lớn hơn lượng bốc hơi trên mặt đất nên khi xây
dựng kho nước cần tính toán đến lượng bốc hơi phụ thêm do diện tích mặt thoáng
tăng lên, ký hiệu là
∆
Z.
W
bốchơi
=
∆
Z . F
tb
(2-5)
Trong đó: W
bốchơi
: là lượng tổn thất bốc hơi (10
6
m
3
)
F
tb
:là diện tích mặt thoáng trung bình trong thời đoạn tính toán
∆
t.
F
tb
được tính thông qua quan hệ V~F~Z. Từ giá trị V
tb

cho từng thời đoạn tra quan
hệ V~Z ta tìm được Z, sau đó từ Z ta tra quan hệ F~Z được F
tb
.
b. Tổn thất do thấm
Tổn thất thấm là lượng nước thấm qua nền và qua thân công trình đập ngăn và
qua hai vai đập xuống hạ du. Tổn thất do thấm phụ thuộc vào loại đất đắp đập, địa
chất lòng hồ và lượng nước trữ trong kho nước.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 22 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Lượng tổn thất này được xác định gần đúng bằng cách căn cứ vào dung tích hồ
bình quân trong những thời đoạn tính toán:
W
thấm
= 1% . V
tb
(2-6)
Trong đó: W
thấm
: là lượng tổn thất thấm (10
6
m
3
)
V
tb
: là dung tích trung bình của hồ chứa trong thời đoạn tính toán.
Kết quả tính toán dung tích hồ khi kể đến tổn thất được trình bày ở PL2-2 và PL2-3.
Trong đó:
Cột (1): Tháng

Cột (2): Lượng nước đến hàng tháng năm thiết kế (10
6
m
3
)
Cột (3): Lượng nước dùng hàng tháng lấy theo tài liệu nước dùng (10
6
m
3
)
Cột (4): Dung tích hồ lấy từ bảng điều tiết khi chưa kể đến tổn thất. (10
6
m
3
)
Cột (4) = Cột (8) + V
c
Cột (5): Dung tích trung bình của hồ chứa trong thời gian tính toán (10
6
m
3
)
Cột (6): Diện tích trung bình mặt thoáng của hồ chứa trong thời đoạn tính
toán (km
2
).
Cột (7): Chênh lệch bốc hơi hàng tháng (mm) (lấy theo tài liệu bốc hơi)
Cột (8): Tổn thất bốc hơi hàng tháng
Cột (8) = Côt (6) * Cột (7)
Cột (9): Lượng tổn thất thấm

Cột (9) = 1% * Cột (5)
Cột (10): Tổng lượng nước tiêu hao trong từng tháng bao gồm tổng lượng
nước dùng hàng tháng, lượng nước tổn thất thấm vào bốc hơi (10
6
m
3
)
Cột (10) = Cột (3) + Cột (8) + Cột (9)
Cột (11): Lượng nước thừa trong từng tháng (10
6
m
3
)
Cột (11) = Cột (2) – Cột (10)
Cột (12) : Lượng nước thiếu trong từng tháng (10
6
m
3
)
Cột (12) = Cột (11) – Cột (2)
Cột (13): Lượng nước trữ lại trong kho (10
6
m
3
)
V
c

≤
V

trữ

≤
V
c
+ V
h

Trong đó:
Cột (14) = Cột (13) + V
c

Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 23 Ngành:Công trình thuỷ lợi
Vậy: Ta chọn dung tích hiệu dụng của hồ chứa là: V
h
= 14,023. 10
6
m
3
Dung tích toàn bộ của hồ chứa là: V = V
h
+ V
c
= 14,023. 10
6
+ 1,474. 10
6
=
9,061.10

6
m
3
Cao trình MNDBT là : Z = 23,84 m.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 24 Ngành:Công trình thuỷ lợi
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN
3.1. Bố trí tổng thể công trình đầu mối:
3.1.1. Khái niệm
Bố trí tổng thể các công trình đầu mối là xác định vị trí và hình thức các công
trình trong cụm công trình đầu mối lên trên mặt bằng.
Bố trí tổng thể công trình là một khâu kĩ thuật quan trọng, không những ảnh
hưởng đến các thông số kinh tế - kỹ thuật, thi công mà còn ảnh hưởng đến quá trình
khai thác cũng như sử dụng công trình.
3.1.2. Nguyên tắc bố trí các công trình đầu mối
Khi bố trí các công trình đầu mối cần xem xét, phân tích nhiều yếu tố và trên cơ
bản phải tuân theo một số nguyên tắc sau:
- Thuận lợi khi khai thác và sử dụng: Các công trình đầu mối khi vận hành
không gây ảnh hưởng lẫn nhau.
- An toàn, hiệu ích và đáp ứng theo nhu cầu phát triển của tương lai: Các công
trình trong tổng thể công trình đầu mối cần đảm bảo an toàn và ổn định trong khi
vận hành. Thỏa mãn tối đa nhu cầu dùng nước, giảm chi phí vốn đầu tư và chi phí
vận hành khai thác hàng năm. Ngoài ra cũng cần tính đến sự phát triển của các công
trình trong tương lai về diện mạo, giao thông, nước tưới, nước sinh hoạt…
- Thuận lợi cho thi công: Các công trình đầu mối phải thuận tiện cho việc bố
trí các đường giao thông tạm cho thi công, đường giao thông chính dẫn đến tuyến
công trình. Đồng thời đảm bảo an toàn, thuận tiện cho dẫn dòng và bố trí tổng thể
mặt bằng.
- Đáp ứng tính thẩm mỹ và phát triển du lịch
3.1.3 Bố trí tổng thể công trình đầu mối

Tổng thể công trình
Phương án tuyến được chọn ( xem bản đồ khu vực tuyến ) bao gồm:
-1 đập đất dâng chắn nước trên nền có tầng thấm nước mỏng
-tràn xả lũ ở eo bờ trái , nằm trên nền đá có phong hóa nhẹ
-Một cống ngầm không áp ở bờ phải lấy nước cho vùng dự án hưởng lợi
3.2. Tính toán điều tiết lũ:
3.2.1 Mục đích và ý nghĩa.
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1
Đồ án tốt nghiệp Trang 25 Ngành:Công trình thuỷ lợi
3.2.1.1. Mục đích.
Thông qua tính lũ để tìm ra các biện pháp phòng chống lũ hiệu quả nhất:
Xác định dung tích phòng lũ của kho nước: V
sc
Đường quá trình lũ thiết kế: (q
x
~t)
p
để từ đó thiết lập được phương thức vận
hành của công trình xả lũ.
Lưu lượng xả lũ xuống hạ lưu: q
max.
Cột nước siêu cao: H
sc
Mực nước lũ thiết kế: MNLTK
3.2.1.2. Ý nghĩa.
Công trình tràn xả lũ giữ vài trò quan trọng trong hệ thống công trình thủy lợi.
Quy mô, hình thức và kích thước công trình có ảnh hưởng tới quy mô kích thước
của các công trình khác như: đập dâng, cống lấy nước, các công trình ven hạ lưu và
mức độ ngập lụt ở thượng, hạ lưu công trình…
Do vậy ta phải tính toán điều tiết lũ sao cho công trình xây dựng đảm bảo an

toàn, kỹ thuật và kinh tế nhất.
3.2.2. Tài liệu tính toán.
3.2.2.1 Đặc tính lòng hồ (Z~W).
Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1