Hồ chứa nước ninh bình

Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 1 Ngành kỹ thuật công trình
LỜI CẢM ƠN

Công tác thủy lợi ở nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ trong đó ngày càng cần
xây dựng nhiều hồ chứa nước hơn. Cụm công trình đầu mối quan trọng của hồ chứa
nước là đập dâng nước, đập tràn và công trình lấy nước nằm dưới đập. Trong xây dựng
công trình thủy lợi trên thế giới cũng như ở nước ta hồ chứa đóng vai trò quan trọng
trong việc điều tiết và phân bố lại dòng chảy tự nhiên theo không gian và thời gian phục
vụ nhu cầu dùng nước của con người.
Do có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế cho nên trong những năm gần
đây hồ chứa ngày càng chiếm ưu thế và đang có xu hướng phát triển mạnh về số lượng,
quy mô công trình cũng như tốc độ xây dựng. Riêng với nước ta hồ chứa đã được xây
dựng nhiều và trong tương lai hồ chứa chắc chắn còn giữ vai trò quan trọng trong việc
xây dựng và phát triển nền kinh tế quốc dân.
Thời gian làm Đồ án tốt nghiệp là một dịp quý báu giúp em hệ thống lại những
kiến thức đã học được trong những năm học tại trường và giúp em biết cách áp dụng
những kiến thức đã được học vào thực tế của công việc thiết kế một công trình thủy lợi.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp vì thời gian có hạn, nên em chưa giải quyết
được hết các trường hợp trong thiết kế một công trình thủy công. Mặt khác do kinh
nghiệm thực tế còn thiếu và trình độ có hạn nên chắc chắn trong đồ án này không tránh
khỏi những sai sót, em rất mong các thầy, các cô xem xét và chỉ bảo thêm cho em. Để
kiến thức chuyên môn của em được nâng cao và hoàn thiện.
Qua khóa học gần ba năm với sự quyết tâm nỗ lực, cố gắng của bản thân và cùng
với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Đại Học Thủy Lợi đã dìu dắt chúng em trở
thành những cử nhân tương lai. Cảm ơn thầy Th.S HOÀNG VŨ HẢI cùng toàn thể các
thầy cô trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 2 Ngành kỹ thuật công trình
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1
1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 5
1.1.1 Vị trí địa lý: 5
1.1.2 Nhiệm vụ công trình: 5
1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 5
1.2.1 Đặc điểm địa hình địa mạo: 5
1.2.2 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng: 7
1.3 ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG 9
1.3.1 Đất đắp đập: 9
1.4 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 10
1.4.1 Tình hình chung: 10
1.4.2 Tài liệu khí tượng thủy văn: 10
1.4.3 Đặc điểm khí hậu: 12
1.4.4 Tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế: 14
1.5 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC 17
1.5.1 Đặc điểm về dân sinh kinh tế: 17
1.5.2 Nhu cầu dùng nước: 19
2.1 XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH 20
2.2 CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 20
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ 21
3.1 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH CHẾT VÀ MỰC NƯỚC CHẾT 21
3.1.1 Khái niệm: 21
3.1.2 Xác định dung tích chết và mực nước chết: 21
3.2 XÁC ĐỊNH MNDBT VÀ DUNG TÍCH HỮU ÍCH CỦA HỒ 24
3.2.1 Khái niệm và ý nghĩa 24
3.2.2 Tài liệu tính toán 24
3.2.3 Nội dung – Phương pháp tính toán 24
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 28
4.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA 28
4.1.1 Mục đích: 28

4.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN 29
4.2.1 Phương pháp tính toán: 29
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 35
5.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐẬP 35
5.1.1 Chọn hình thức đập: 35
5.2 CHỌN CẤU TẠO CHI TIẾT ĐẬP 39
5.2.1 Xác định các kích thước của đập 39
5.2.4 Xử lý nối tiếp 42
5.3 TÍNH THẤM QUA ĐẬP ĐẤT 43
5.3.1 Mục đích và các trường hợp tính toán 43
5.3.2 Các tài liệu cơ bản tính toán 46
5.3.3 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 46
5.3.4 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 54
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 3 Ngành kỹ thuật công trình
5.3.5 Tính tổng lưu lượng thấm qua đập 56
5.4 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT 57
5.4.1 Mục đích và nhiệm vụ 57
5.4.2 Trường hợp tính toán 58
5.4.3 Tài liệu tính toán 59
5.4.4 Phương pháp tính toán 59
5.4.5 Nội dung tính toán 60
65
CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 66
6.1 MỤC ĐÍCH – NHIỆM VỤ 66
6.2 VỊ TRÍ – HÌNH THỨC TRÀN 66
6.2.1 Vị trí 66
6.2.2 Hình thức 66
6.2.3 Các bộ phận của tràn 66
6.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC TRÀN XẢ LŨ 68

6.2.1 Mục đích tính toán 68
6 2.2 Tài liệu tính toán 68
6.2.3 Tính toán chiều sâu dòng chảy và lưu tốc đầu dốc nước 69
6.2.4 Xác định đặc tính đường mặt nước trên dốc nước 70
6.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU 76
6.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TIÊU NĂNG 77
6.4.1 Mục đích 77
6.4.2 Biện pháp tiêu năng sau dốc nước 77
6.4.3 Các thông số tính toán 77
6.4.4 Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng 78
6.4.5 Xác định kích thước bể tiêu năng 79
6.5 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CHI TIẾT CỦA TRÀN 82
6.5.1 Cấu tạo ngưỡng tràn 82
6.5.2 Tường cánh thượng lưu 82
6.5.3 Sân trước 83
6.5.4 Dốc nước 83
6.5.5 Thiết bị tiêu năng 83
6.6 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG BÊN DỐC NƯỚC 84
6.6.1 Mục đích 84
6.6.2 Nội dung tính toán ổn định tường bên dốc nước 84
CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC 91
7.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 91
7.1.1 Nhiệm vụ 91
7.1.2 Vị trí tuyến cống 91
7.1.3 Các tài liệu cơ bản 91
7.1.4 Hình thức cống 91
7.2 THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG 92
9.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 92
7.3 TÍNH TOÁN KHẨU DIỆN CỐNG 95
7.3.1 Trường hợp tính toán 95

Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 4 Ngành kỹ thuật công trình
7.3.2 Tài liệu và sơ đồ tính toán 95
7.3.3 Xác định bề rộng cống 96
7.3.4 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 103
7.4 KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY TRONG CỐNG 104
7.4.1 Mục đích tính toán 104
7.4.2 Nội dung tính toán 104
7.5 TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG SAU CỐNG 113
7.6 CẤU TẠO CHI TIẾT CỐNG NGẦM 113
7.6.1 Bộ phận cửa vào , cửa ra 113
114
8.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU TÍNH TOÁN 114
8.1.1 Mục đích tính toán 114
8.1.2 Yêu cầu tính toán 114
8.1.3 Trường hợp tính toán 114
8.1.4 Tài liệu tính toán 115
8.2 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT CỐNG 115
8.2.2 Xác định các lực tác dụng lên cống 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO 122
PHẦN V 123
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 123
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 5 Ngành kỹ thuật công trình
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
1.1.1 Vị trí địa lý:
Hồ chứa nước Ninh Bình nằm trên sông Dân thuộc thôn Diên Trường, xã Phổ
Khánh, huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi; lưu vực nằm trong khoảng:
14

o
40’ – 14
o
43’ vĩ độ Bắc và.
108
o
58’ – 109
o
02’ kinh độ Đông.
Phía Bắc giáp xã Phổ Cường, phía Nam giáp xã Phổ Khánh, phía Đông giáp biển
và phía Tây giáp núi; công trình cách đường Quốc lộ 1A khoảng 3 km.
1.1.2 Nhiệm vụ công trình:
1. Ngăn mặn và giữ ngọt cho 650ha đất canh tác vùng dự án.
2. Bổ sung nguồn nước ngọt (bao gồm cả nước ngầm) phục vụ cho khoảng 30.000
dân trong vùng.
3. Bảo đảm giao thông thuỷ.
4. Cải thiện tiểu vùng khí hậu, ảnh hưởng tích cực đến môi trường sinh thái, chống
xói mòn, cải tạo đất bạc màu.
1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.2.1 Đặc điểm địa hình địa mạo:
1.2.1.1 Vùng hưởng lợi và khu vực hồ chứa :
Xã Phổ Khánh là xã ven biển nhưng mang đặc thù của địa hình trung du nối tiếp
giữa núi và biển, tạo thành những dãy đồi, gò đất trải dài dọc theo bờ biển. Xen kẹp giữa
những dãy núi là các sông, suối trong đó có sông Dân chảy qua địa phận của xã.
Hồ chứa nước Ninh Bình nằm trên đoạn hạ lưu sông Dân, phía Tây của Hợp tác
xã Diên Trường, lưu vực tính đến tuyến công trình là 22,2 km
2
, chiều dài suối khoảng
13,3 km, độ dốc suối 7,84‰, bắt nguồn từ dãy núi cao phía Tây với cao độ khoảng từ
215 ÷ 600m chảy về phía Đông xuống đồng bằng ven biển và đổ ra cửa biển Sa huỳnh;

độ dốc lưu vực bình quân J=12,5%.
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 6 Ngành kỹ thuật công trình
Do đặc điểm của lưu vực dốc từ Tây sang Đông nên chịu ảnh hưởng của áp thấp
nhiệt đới thường gây mưa lớn đột xuất trong lưu vực, mặt khác do độ dốc của lòng suối
lớn, lưu vực dài và hẹp nên mùa kiệt thường khô dễ gây hạn, còn mùa lũ thì đỉnh lũ lớn
và thời gian tập trung nước nhanh dễ gây nguy hiểm cho công trình.
Dựa vào bình đồ lòng hồ và vùng tuyến công trình đầu mối ta có bảng quan hệ
giữa diện tích mặt cắt ngang (F), dung tích chứa nước (W) và cao trình mực nước (Z).
Bảng 1-1: Quan hệ F, V
∼
Z
Z (m) V (10
6
m
3
) F (10
6
m
2
)
6.0 0.031 0.025
7.0 0.073 0.060
8.0 0.150 0.095
9.0 0.275 0.156
10.0 0.459 0.212
11.0 0.677 0.223
12.0 0.938 0.300
13.0 1.261 0.347
14.0 1.634 0.399

15.0 2.060 0.454
16.0 2.573 0.573
17.0 3.199 0.679
18.0 3.929 0.780
19.0 4.717 0.796
20.0 5.557 0.893
21.0 6.486 0.958
22.0 7.468 1.000
23.0 8.511 1.058
24.0 9.657 1.152
25.0 10.834 1.340
26.0 11.989 1.648
27.0 13.103 1.975
28.0 14.356 2.356
29.0 15.876 2.896

1.2.1.2 Vùng tuyến kênh dẫn
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 7 Ngành kỹ thuật công trình
Do mang đặc điểm của địa hình trung du nên khu tưới vùng dự án không tập
trung, nằm dải rác và kéo dài; nằm chủ yếu ở phía Đông của Quốc lộ 1A và đường sắt
Bắc Nam. Vì thế gây khó khăn cho việc bố trí tuyến kênh tưới. Mặt khác tuyến kênh
chính đi dưới chân của dãy núi cao, có diện tích và độ dốc lưu vực lớn nên dễ bị phá
hoại do lũ.
1.2.2 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng:
1.2.2.1 Điều địa chất lưu vực.
Khu vực suối Dân từ tuyến đập hiện nay về thượng lưu phân thành các bậc thềm:
thềm bãi bồi, thềm bậc I và tàn dư của thềm bậc II; mặt thềm nghiêng về phía sông và
thấp dần về phía hạ lưu. Vùng lòng hồ Diên trường nằm trong đới đá biến chất Granit,
Granit - Gnai thuộc phức hệ Chu lai.

1.2.2.2 Đất đai thổ nhưỡng.
Đất đai vùng hưởng lợi chủ yếu là đất sét pha nhẹ đến pha vừa, màu xám, xám
vàng rất thích hợp cho việc trồng lúa. Phía gần biển có các dải cát, đất và có thành phần
cơ giới là thịt pha cát.
1.2.2.3 Thảm thực vật
Thảm phủ thực vật vùng hồ hiện nay khá phong phú do những năm gần đây địa
phương có chú ý trồng cây gây rừng; có thể chia lớp thảm phủ ra 3 loại: rừng, bụi cây và
thảm cỏ; lớp thảm phủ này có khả năng bảo vệ đất, giữ nước, và có tác dụng tích cực đến
các đặc trưng dòng chảy của hồ. Tuy vậy, do công tác bảo vệ và khai thác chưa được chú
trọng nên về địa mạo vẫn luôn bị bào mòn; hiện tượng chặt phá rừng trên thượng nguồn
vẫn đang tiếp diễn sẽ gây ra xu thế bất lợi cho thuỷ văn dòng chảy.
1.2.2.4 Địa chất công trình.
a) Tuyến đập đất :
Vị trí tuyến đập được xây dựng trên đoạn trung lưu của sông Dân; hai vai đập được
gối lên hai quả đồi tương đối dốc. Qua kết quả khảo sát địa chất kết hợp với tài liệu thiết
kế trước đây, có thể mô tả cấu tạo địa chất nền đập như sau:
- Phần vai phải đập là đất sét pha, màu xám vàng lẫn dăm sạn và đá lăn d=30 đến
d= 50cm, trạng thái cứng. Lớp này phân bố hẹp gần tuyến tràn, bề dày 4÷5m.Hệ số thấm
K = 1.10
-5
cm/s (Lớp 1)
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 8 Ngành kỹ thuật công trình
- Phần vai trái đập nằm trên lớp đất sét pha, màu nâu vàng, nâu đỏ loang lổ trạng
thái dẻo cứng, bề dày từ 2÷3m ; dưới lớp này là lớp đá mác ma phong hoá mạnh, bề mặt
nứt nẻ.Hệ số thấm K = 1.10
-5
cm/s (Lớp 2)
- Phần lòng và thềm suối cũ: hầu hết là đất bùn, cát màu xám đen, lẫn dăm cuội sỏi
và đá dăm, kết cấu kém chặt, trạng thái chảy; bề dày từ 4÷6m, phạm vi của lớp này

khoảng 45m (theo chiều dài tuyến đập). Hệ số thấm K = 5.10
-5
cm/s (Lớp 3)
Bảng 1-2: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
Lớp
đất
Hệ số
rỗng
ω
tn
(%)
γ
k
(T/m
3
)
K
(cm/s)
ϕ
0
(tự
nhiên)
ϕ
0
(bão
hoà)
C
(T/m
2
)

(tự nhiên)
C
(T/m
2
)
(bão hòa)
1 0,4 24 1,60
1×10
-5
27 24 1,2 0.8
2 0,4 24 1,60
1×10
-5
25 22 1,2 0.8
3 0,4 24 1,58
5×10
-5
23 20 1,0 0.7
b) Tuyến đập tràn:
Đập tràn được đặt ở đầu vai phải đập.
- Cấu tạo địa chất ngưỡng tràn chia thành hai lớp: lớp trên là đất sét pha màu xám
trắng đốm đỏ loang lổ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng chiều dày khoảng 1m, lớp dưới
là đá mác ma phong hoá;
- Dọc dốc tràn được đặt trực tiếp trên nền đá mác ma phong hoá;
- Phần bể tiêu năng và sân sau địa chất chia thành 02 lớp: lớp trên trên là đất sét
pha màu xám trắng đốm đỏ loang lổ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng chiều dày khoảng
4÷5m;
c) Tuyến cống:
Tuyến cống được đặt ở vai trái đập, từ cao trình +7.4 đến +7.2 trên lớp đất sét pha
màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng, bề dày từ 2÷4m; dưới lớp này là lớp đá mác ma

phong hoá
d) Tuyến kênh tưới:
Hầu hết tuyến kênh tưới đều đi qua vùng đất sét pha nhẹ - đất sét pha vừa, màu
xám, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng. Tuyến N2-2 có khoảng
100m lộ đá granít màu xám sáng bị phong hoá vừa đến nhẹ.
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 9 Ngành kỹ thuật công trình
1.3 ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG
1.3.1 Đất đắp đập:
Qua công tác tìm kiếm thăm dò cho thấy vật liệu đất đắp đập trong phạm vi 1km
là không có. Khu vực dự kiến khai thác vật liệu đất nằm cách xa đập khoảng 3.5km đến
4km, nằm gần dãy núi phía vai phải đập (tính theo đường chim bay khoảng 600m). Chia
thành 02 mỏ là A và B có trữ lượng và chất lượng đất đắp như sau:
- Mỏ A: Thuộc khu gò cao nằm về phía phải đường vào đập. Phạm vi dự kiến
khai thác có diện tích S = 80 x 300m = 24000 m
2
; chiều sâu khai thác đạt từ 3,0 –4,0m ,
lớp đất thực vật cần bóc bỏ có chiều dày 0,3 –0,5m. Đất khai thác là đất cát pha bụi lẫn
sét (sét pha nhẹ) màu nâu vàng, đất ở trạng thái tự nhiên cứng. Khối lượng đất đảm bảo
khai thác bằng cơ giới đạt trên 35000m
3
.
- Mỏ B: Là vùng đất tương đối bằng phẳng nằm về phía nam mỏ A cách đường
khoảng 200m; diện tích dự kiến khai thác S= 90 x 120m = 10 000m
2
. qua các hố đào
cho thấy chiều sâu khai thác trung bình là 2,0m . Trữ lượng khai thác đạt 20.000 m
3
. Đất
khai thác gồm 2 lớp : lớp trên(2a) tới độ sâu 1,5m là đất cát pha bụi lẫn sét màu xám nâu

,xám ghi ở trạng thái tự nhiên cứng. Dưới sâu từ 1,5m trở xuống tâng khai thác là đất bụi
thường pha cát màu xám nâu vàng, trạng thái tự nhiên thường là dẻo mềm đến dẻo cứng.
Dưới sâu hơn tầng đất thường bị bão hoà nước. Vì vậy, việc khai thác chỉ dựng lại ở lớp
2b.
Bảng 1-2: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập
Bãi
vật
liệu
Chiều
sâu KT
(m)
Khối
lượng
KT (m
3
)
γ
ω
(T/m
3
)
γ
max
c
(T/m
3
)
∆ ω
tn
(%)

K
(cm/s)
ϕ
0
(chế
bị)
C
(Kg/cm
2
)
A
3÷ 4
>35.000 2,03 1,9 2,62 12,3
3,2×10
-6
25
o
0,290
B
1÷ 2
>20.000 2,01 1,9 2,62 11,6
1,4×10
-6
26
o
52
'
0,230
Cả hai bãi vật liệu có chất lượng đất dùng đắp đập tốt, tuy nhiên chất lượng đầm
nén trong qúa trình thi công phải đạt dung trọng yêu cầu 95% γ

cmax
khi đầm nện tiêu
chuẩn; mức độ tan rã và độ trương nở trung bình (t=8'30'', R
H
= 1.05%).
1.3.2 Cát:
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 10 Ngành kỹ thuật công trình
Cát xây dựng khai thác tại sông Trà Câu, cách công trình 22km; có trữ lượng dồi
dào, chất lượng tốt.
1.3.3 Đá, sỏi:
Cung cấp tại nhà máy đá Mỹ Trang, cách công trình 8km; có chất lượng tốt.
1.4 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
1.4.1 Tình hình chung:
Lưu vực hồ chứa Ninh Bình là một lưu vực sông nhỏ miền núi, diện tích lưu vực
chỉ có 22,2 km
2
nên chế độ thuỷ văn của lưu vực hồ là chế độ thuỷ văn sông suối nhỏ
miền núi có ảnh hưởng của điều kiện lưu vực, đặc biệt là địa hình. Có thể nêu một số đặc
điểm chủ yếu của chế độ thuỷ văn trên các lưu vực nhỏ trong khu vực như sau:
- Chế độ dòng chảy trên lưu vực hồ chứa có hai mùa rõ rệt là mùa lũ và mùa cạn
tương ứng với mùa mưa và mùa khô của khí hậu. Mùa lũ gồm 3 tháng từ tháng X tới hết
tháng XII. Mùa kiệt từ tháng I tới hết tháng IX năm sau.
- Mùa lũ có lượng dòng chảy rất phong phú, chiếm khoảng 80% lượng dòng chảy
cả năm. Lũ lớn nhất chính vụ thường xuất hiện trong thời kỳ từ giữa tháng XI tới cuối
tháng XII tương ứng với các trận mưa lớn , tập trung trên lưu vực. Trong tháng IX là
tháng chuyển tiếp từ mùa cạn sang mùa lũ có thể có những trận mưa nhỏ sinh lũ tiểu
mãn gây ngập úng và khó khăn cho thu hoạch của lúa vụ mùa.
Dòng chảy trong mùa lũ có sự biến động lớn, tương ứng với sự biến động của
lượng mưa gây lũ. Do lưu vực nhỏ, dốc, nên thời gian tập trung nước trên lưu vực ngắn.

Lũ trên lưu vực chủ yếu là dạng lũ đơn, đỉnh nhọn. Lũ lên nhanh, xuống nhanh, thời
gian của trận lũ ngắn, phần lũ chính chỉ tập trung trong khoảng từ 1 đến 2 ngày.
- Trong mùa kiệt dòng chảy của lưu vực chủ yếu do nước ngầm cung cấp, mà
lượng nước này cũng rất hạn chế vì các lưu vực đập dâng đều rất nhỏ nên khả năng điều
tiết dòng chảy của lưu vực kém.
1.4.2 Tài liệu khí tượng thủy văn:
Trong lưu vực hồ chứa không có trạm đo mưa. Tuy nhiên xung quanh hồ chứa
cũng có một số trạm đo mưa như bảng (1-3), trạm Quảng Ngãi là trạm khí hậu của vùng
có đầy đủ tài liệu về các yếu tố khí hậu cần thiết để sử dụng cho tính toán, nhất là tính
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 11 Ngành kỹ thuật công trình
toán lượng bốc thoát hơi tiềm năng. Ngoài ra, trên lưu vực Sông Vệ bên cạnh có 3 trạm
quan trắc mưa là trạm An Chỉ, Ba Tơ, Giá Vực có thể tham khảo để phân tích sự biến
đổi của mưa theo không gian trong vùng.
Bảng 1-3: Tình hình tài liệu khí tượng khu vực tỉnh Quảng Ngãi
TT
Trạm đo
mưa
Yếu tố quan
trắc
Thời gian
đo đạc
Ghi chú
1 Liệt Sơn Mưa 1881-1998 Do hồ Liệt Sơn tự quan trắc
2 Đức Phổ Mưa 1881-1998 Tại thị trấn
3 An Chỉ Mưa 1977-1998 Tại trạm thuỷ văn An Chỉ
4 Ba Tơ Mưa 1977-1998 Trên lưu vực An Chỉ
5 Giá Vực Mưa 1977-1998
6 Quảng Ngãi Mưa và các yếu
tố KH

1958-1998 Trạm khí hậu thị xã Quảng
ngãi
Trong lưu vực hồ chứa không có trạm quan trắc thuỷ văn, nhưng trong các vùng
xung quanh có hai trạm thuỷ văn có tài liệu dòng chảy có thể tham khảo cho tính toán
dòng chảy cho lưu vực hồ chứa. Đó là trạm An Chỉ trên sông Vệ, trạm An Hoà trên sông
An Lão và trạm Sơn Giang ở thượng nguồn sông Trà Khúc.
Trạm thuỷ văn An Chỉ nằm ở trung lưu sông Vệ gần hồ chứa Ninh Bình hơn cả,
có diện tích lưu vực hứng nước là 786 km
2
, có tài liệu đo đạc dòng chảy từ năm 1977
đến nay. Lưu vực trạm An Hoà nằm trong địa phận của tỉnh Bình Định có diện tích lưu
vực nhỏ hơn lưu vực An chỉ nên gần hơn với cấp diện tích của lưu vực hồ chứa. Tuy
nhiên lưu vực này nằm xa hơn khu vực hồ chứa so với lưu vực An Chỉ nên cũng có thể
tham khảo tài liệu dòng chảy của lưu vực An Hoà để sử dụng cho lưu vực hồ chứa. Lưu
vực trạm Sơn Giang trên sông Trà Khúc cùng trong tỉnh Quảng Ngãi, nhưng lưu vực này
thuộc loại lưu vực có diện tích trung bình, tài liệu quan trắc lại ngắn nên khó sử dụng
cho tính toán dòng chảy của hồ chứa.
Bảng 1-4: Các trạm thuỷ văn trong khu vực hồ chứa
TT Trạm thuỷ văn F (km
2
) Thời gian Ghi chú
1 An Chỉ 787 1977-1999 Sông Vệ
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 12 Ngành kỹ thuật công trình
2 An Hoà 383 1982-1998 Sông An Lão
3 Sơn Giang 2580 1979-1981 Sông Trà Khúc
1.4.3 Đặc điểm khí hậu:
Kết quả phân tích tính toán từ số liệu quan trắc của các trạm khí tượng thuỷ văn
có thể đại diện cho vùng dự án có kết quả như sau:
a) Nhiệt độ:

Lưu vực hồ chứa và khu tưới của hồ Ninh bình nằm trong vùng khí hậu các tỉnh
phía nam đèo Hải Vân có đặc điểm chung là có bức xạ phong phú và nền nhiệt độ cao
hầu như quanh năm.
- Trung bình hàng năm: 25,7
0
C
- Cao nhất: 41
0
C
- Thấp nhất : 12,4
0
C
Bảng 1-5: Biến trình nhiệt độ trạm Quảng Ngãi
T(°C)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Năm
Trung bình
21,7 22,4 22,4 26,5 28,3 28,9 28,8 28,5 27,2 25,6 24,1 22,3 24,7
Cao nhất
33,6 35,3 37,6 39,4 39,2 41,0 39,5 40,3 37,2 34,5 33,3 31,0 41,0
Thấp nhất
12,4 14,3 13,5 17,3 20,7 20,0 21,6 21,0 20,8 17,0 15,5 14,8 12,4
b) Gió: Khu vực công trình hàng năm chịu ảnh hưởng của 2 chế độ gió:
- Gió mùa đông: với hướng thịnh hành là Đông bắc với tần suất (70÷80)%.
- Gió mùa hè: với hướng thịnh hành là Tây, Tây nam với tần suất 25%.
- Tốc độ gió trung bình năm trong khu vực là 1,5m/s tại Quảng Ngãi. Tốc độ gió
lớn nhất thường xuất hiện trong các tháng của mùa mưa do bão đổ bộ vào gây nên như
tháng X, XI.
- Tốc độ gió ứng với tần suất P=4%, 50%: V
50%

= 11,6m/s; V
4%
= 19m/s; V
2%
=
22m/s.
c) Mưa: Phân tích vị trí các trạm đo mưa có thể chọn các trạm mưa đại biểu cho lưu
vực hồ chứa và các lưu vực tương tự như sau:
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 13 Ngành kỹ thuật công trình
- Chọn trạm đo mưa Đức Phổ đại biểu cho mưa trong khu tưới Diên Trường vì
trạm này nằm giữa khu tưới của hồ.
- Chọn hai trạm mưa An Chỉ và Ba Tơ đại biểu cho mưa trên lưu vực tương tự An
Chỉ.
Các đặc trưng thống kê của chuỗi mưa năm của các trạm mưa trong khu vực tính
toán được như trong bảng (1-6).
- Lượng mưa trung bình nhiều năm: X
0
= 2245.8 mm
Bảng 1-6: Đặc trưng thống kê lượng mưa năm và lượng mưa năm thiết kế của các trạm
mưa trong khu vực
Trạm mưa Số năm Thời gian Xbq (mm) Cv Cs
Liệt Sơn 18 1981-1998 2245,8 0,42 0,85
Đức Phổ 21 1977-2000 1637,1 0,45 0,68
An Chỉ 21 1977-1997 2338,7 0,25 0,25
Ba Tơ 22 1977-1998 2360 0,25 0,25
Giá Vực 21 1977-1987 3150,7 0,38 0,76
d) Độ ẩm:
Độ ẩm tương đối trung bình tháng của không khí trong khu vực biến đổi từ 78-
89%, trong đó lớn nhất là trong các tháng mùa mưa (IX-XII) khoảng 89% và nhỏ nhất

trong các tháng cuối mùa khô (VI-VIII) khoảng 80% như trong bảng (1-7).
Bảng 1-7: Độ ẩm tương đối trung bình & thấp nhất của không khí trạm Quảng Ngãi
Độ ẩm Tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Trung bình 89 88 87 85 83 78 80 81 86 89 89 89
Thấp nhất 39 42 36 37 34 33 34 35 33 39 44 35
e) Bốc hơi:
- Lượng bốc hơi (đo bằng ống Piche) hàng năm tại trạm Quảng ngãi là
837mm/năm.
- Bốc hơi lớn nhất vào các tháng VI, VII, VIII
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 14 Ngành kỹ thuật công trình
- Lượng bốc hơi nhỏ vào các tháng mùa mưa (từ 40-50 mm/ tháng)
- Khả năng bốc hơi trung bình và tỉ số giữa lượng bốc hơi và lượng mưa tại trạm
Quảng ngãi:
Bảng 1-8: Lượng bốc hơi ống Piche và tỉ số giữa lượng bốc hơi ống Piche và
lượng mưa tháng trạm Quảng Ngãi
Đặc
trưng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Zpiche
(mm)
43 49 37 72 87 115 104 98 69 51 48 44 837
Z / X
(%)
31 92 143 195 130 140 132 78 23 9 9 16 37
Lượng bốc hơi phụ thêm ∆Z của hồ chứa ghi trong bảng 1-9
Bảng 1-9:Lượng bốc hơi phụ thếm
∆
Z của hồ.

Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
∆Z
(mm)
15.3 16.1 23.5 25.6 29.5 28.5 31.4 28.8 20.8 15.5 17.5 14.1
f) Nắng:
Số giờ nắng trong ngày trung bình các tháng ghi trong bảng 1-10.
Số giờ nắng trung bình năm: S = 6.2 giờ.
Bảng 1-10: Số giờ nắng trung bình ngày của các tháng trong năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Giờ(h) 4.1 5.5 6.8 7.8 8.5 8.0 8.1 7.5 6.4 5.0 3.6 3.0 6.2
g) Thấm:
Lấy bình quân lượng nước thấm hàng năm bằng 1% dung tích hồ.
1.4.4 Tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế:
Diện tích lưu vực của hồ Ninh Bình là 22km
2
thuộc loại lưu vực sông nhỏ; trong
lưu vực hồ không có tài liệu thực đo dòng chảy. Vì vậy, tính toán kiểm tra các lượng
dòng chảy năm của hồ phải dùng phương pháp gián tiếp (ở đây chúng tôi dùng phương
pháp hiệu chỉnh đặc trưng dòng chảy của lưu vực tương tự). Qua phân tích vị trí và các
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 15 Ngành kỹ thuật công trình
đặc trưng lưu vực đã chọn lưu vực trạm thuỷ văn An Chỉ làm lưu vực tương tự để tính
toán thuỷ văn cho lưu vực hồ Diên trường. Kết quả tính toán như sau:
1.4.4.1 Tính toán mưa lũ thiết kế.
a) Trạm mưa đại biểu.
Phân tích vị trí các trạm đo mưa có thể chọn các trạm mưa đại biểu cho lưu vực
hồ chứa và các lưu vực tương tự như sau:
- Chọn trạm đo mưa Đức Phổ đại biểu cho mưa trong khu tưới Diên Trường vì
trạm này nằm giữa khu tưới của hồ.
- Chọn hai trạm mưa An Chỉ và Ba Tơ đại biểu cho mưa trên lưu vực tương tự An

Chỉ.
b) Lượng mưa 1 ngày lớn nhất X
1max

Mưa lũ thiết kế cho lưu vực nhỏ là mưa 1 ngày lớn nhất năm. Kết quả tính toán
theo bảng sau:
Bảng 1-11: Các thông số thống kê ĐTS lượng mưa 1 ngày max
Trạm mưa Xbq (mm) Cv Cs X
0,1%
(mm) X
0,5%
(mm) X
1%
(mm)
Liệt Sơn 244,9 0,37 0,56 599,0 525,7 492,2
Đức Phổ 218,5 0,60 1,20 859,1 701,8 633,0
An Chỉ 214,8 0,49 1,47 772,2 627,4 565,0
Ba Tơ 274,9 0,36 1,07 736,4 626,3 537,7
1.4.4.2 Dòng chảy năm thiết kế.
Tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế cho lưu vực hồ chứa Ninh Bình dựa
trên phương pháp mượn dạng phân phối dòng chảy năm thiết kế của lưu vực tương tự
An Chỉ. Kết quả tính toán theo bảng sau:
Bảng 1-12: Phân phối dòng chảy năm thiết kế P=85% hồ chứa Ninh Bình
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 16 Ngành kỹ thuật công trình
Tháng Q(m
3
/s) Tháng Q(m
3
/s) Tháng Q(m

3
/s)
1 0,860 5 0,217 9 0,182
2 0,620 6 0,436 10 1,213
3 0,276 7 0,240 11 4,579
4 0,184 8 0,182 12 2,834
1.4.4.3 Dòng chảy lũ thiết kế.
Nội dung tính toán xác định các thông số: Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất thiết kế
(Q
max
p
%),
tổng lượng lũ lớn nhất thiết kế (W
max
p
%),
đường quá trình lũ lớn nhất thiết
kế ((Q∼t)
max
p%). Tính toán theo phương pháp hiệu chỉnh từ đặc trưng lũ lớn nhất của
lưu vực tương tự An Chỉ.
Bảng 1-1: Đặc trưng lũ lớn nhất thiết kế lưu vực hồ chứa Ninh Bình
P(%) 0,2% 0,5% 1,0% 5% 10%
Q
max
(m
3
/s) 782 654 598 545 494
W(10
6

m
3
) 16,211 13,243 11,945 10,235 9,856
Bảng 1-14: Đường quá trình lũ thiết kế P = 1%.
Thời gian
(h)
0 1.51 3.03 4.54 5.04 5.55 6.05 6.56 7.06 7.56 8.07 8.57 9.08 9.58 10.09 10.59 12.1 13.62
Lưu lượng
(Q
1%
) (m
3
/s)
9.7 30.0 70.0 394.5 598.0 530.0 480.0 390.0 295.0 205.6 159.1 135.9 114.8 101.0 88.6 86.0 80.0 70.0
Thời gian
(h)
15.13 16.64 18.15 19.67 21.18 22.69 24.21 25.72 27.23 28.75 30.26 31.77 33.28 34.8 36.31 37.82 39.34
Lưu lượng
(Q
1%
) (m
3
/s)
65.0 61.0 53.0 47.2 44.3 42.5 39.8 36.3 33.9 31.6 30.1 26.4 21.8 19.2 16.0 13.3 9.7
Bảng 1-15: Đường quá trình lũ kiểm tra P = 0.2%.
Thời gian
(h)
0 1.51 3.03 4.54 5.04 5.55 6.05 6.56 7.06 7.56 8.07 8.57 9.08 9.58 10.09 10.59 12.1 13.62
Lưu lượng
(Q

0.2%
) (m
3
/s)
11.8 50.0 220.0 525.0 727.0 644.3 570.0 474.1 358.6 250.0 193.5 165.2 139.6 122.8 107.8 104.6 97.3 85.1
Thời gian
(h)
15.13 16.64 18.15 19.67 21.18 22.69 24.21 25.72 27.23 28.75 30.26 31.77 33.28 34.8 36.31 37.82 39.34
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 17 Ngành kỹ thuật công trình
Lưu lượng
(Q
0.2%
) (m
3
/s)
79.0 74.1 64.4 57.3 53.9 51.7 48.4 44.2 41.3 38.4 36.6 32.1 26.5 23.3 19.4 16.2 11.8
1.4.4.4 Dòng chảy rắn.
Trong lưu vực không có tài liệu đo độ đục phù sa, dùng tài liệu đo độ đục phù sa
của lưu vực tương tự An Chỉ có ρ
o
=80g/m
3
.
+ Lưu lượng bình quân nhiều năm: Q
o
= 1,2m
3
/s.
+ Các chỉ tiêu cơ lý của bùn cát lắng đọng:

- Hệ số rỗng n = 0,45.
- Góc ma sát trong ϕ
bh
= 11
o
.
- Trọng lượng riêng khô γ
k
= 1,15T/m
3
.
- Trọng lượng riêng bùn cát di đáy γ
dd
= 1,6T/m
3
.
- Trọng lượng riêng bùn cát lơ lửng γ
ll
= 0,96T/m
3
.
- Trọng lượng riêng bùn cát sạt lở γ
sl
= 1,2T/m
3
.
- Trọng lượng riêng thảo mộc γ
tm
= 0,8T/m
3

.
+ Lượng bùn cát lơ lửng trong năm chuyển đến công trình (W
ll
).
+ Lượng bùn cát di đẩy lấy bằng 20% lượng bùn cát lơ lửng (W
dđ
).
+ Lượng bùn cát sạt lở bờ hồ lấy bằng 30% lượng bùn cát lơ lửng và di đẩy (W
sl
).
+ Lượng thảo mộc lắng đọng trong hồ lấy bằng 20% lượng bùn cát lơ lửng (W
tm
)
+ Cao trình mực nước khống chế đầu kênh: Z
yc
= 11,5m.
1.5 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC
1.5.1 Đặc điểm về dân sinh kinh tế:
1.5.1.1 Dân số - Lao động.
- Dân cư xã Phổ Khánh được phân bố trong 07 thôn với tổng số hộ: 1858 hộ, số
khẩu: 9014người; trong độ tuổi lao động: 3286 lao động
- Đại bộ phận dân trong khu vực chuyên sống bằng nghề nông, một số ít hộ buôn
bán kinh doanh nhỏ và đánh bắt cá trên đầm An Khê và hồ Ninh Bình.
1.5.1.2 Dân sinh.
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 18 Ngành kỹ thuật công trình
- Do điều kiện địa hình nên dân cư phân bố không đồng đều, tập trung ở hai vùng
chính: ven bờ biển và ven Quốc lộ 1A:
+ Dân cư ven biển gồm các thôn: Quy Thiện, Phước Điền, Trung Hải, Trung Sơn
và Phú Long; diện tích thổ cư tương đối rộng.

+ Dân cư ven Quốc lộ 1A gồm các thôn: Vĩnh An, Diên Trường; diện tích thổ cư
chật hẹp.
1.5.1.3 Phân bố đất đai và cơ cấu đất nông nghiệp.
Phổ Khánh là một xã nằm ven biển, xen kẹp giữa biển và núi; địa hình bị chia cắt
khá mạnh.
Đặc điểm chính của thổ nhưỡng là:
- Đất xám bạc màu, vàng đỏ trên đá Macma, chiếm 40% so với tổng diện tích;
thành phần cơ giới nhẹ, hạt rời, giữ nước kém, mùa nắng dễ bị khô hạn.
- Đất phù sa (FL) chiếm 20% so với tổng diện tích; thành phần cơ giới thịt pha
cát, dễ tơi xốp.
- Đất xám Feralic (AC fa) phân bố trên đồi núi dốc.
- Cồn cát điển hình (AR h) chiếm 20% so với tổng diện tích, loại đất này nằm dọc
theo bờ biển.
1.5.1.4 Các nội dung khác.
- Ngư nghiệp: Hiện nay ngư nghiệp phát triển ở mức độ nhỏ, đánh bắt ở biển
ngang và đầm An Khê. Nuôi tôm trên cát là một mô hình sản xuất mới được xã áp dụng.
Hiện tại có khoảng 02ha đất cát nuôi tôm thuộc thôn Phước Điền cho năng suất 7Tấn/ha
(hình thức nuôi theo kiểu tự phát). Tiềm năng đất có thể sử dụng cho nuôi trồng thuỷ sản
của xã còn rất lớn.
- Giao thông: Tổng diện tích đất giao thông là 78,2ha. Hệ thống giao thông chiếm
khoảng 1,2% tổng diện tích đất tự nhiên. Trong đó có đường Quốc lộ 1A và đường xe
lửa.
+ Tuyến đường giao thông liên xã dài: 7,0km
+ Tuyến đường giao thông liên thôn dài: 18,8km
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 19 Ngành kỹ thuật công trình
Hệ thống đường giao thông trong xã chưa có cấp phối đá sỏi, mùa mưa ngập
nước, mùa nắng bị lún cát gây khó khăn cho việc đi lại và vận chuyển.
- Điện:
+ Đường cao thế 35KV chạy ven theo quốc lộ 1A, cách công trình khoảng 2km

+ Trạm biến áp: 2trạm
+ Riêng khu vực đầu mối hồ Ninh Bình chưa có điện.
1.5.2 Nhu cầu dùng nước:
Theo tính toán cân bằng nước, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt, tưới và nuôi trồng thuỷ
sản cho trong bảng sau.
Bảng 1-16: Nhu cầu dùng nước tại đầu mối.
Tháng 1 2 3 4 5 6
W
yc
(10
6
m
3
) 0,809 2,085 0,982 1,597 1,295 1,107
Tháng 7 8 9 10 11 12 Năm
W
yc
(10
6
m
3
) 1,893 1,224 0,003 0,003 0,003 1,442 12,444
- Tốc độ gió ứng với P=4%: 19,0m/s
- Tốc độ gió ứng với P=50%: 11,6m/s
- Chiều dài đà gió : D = 1830m (MNDBT)
D = 1850m (MNLTK)
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 20 Ngành kỹ thuật công trình
CHƯƠNG 2 : CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ
2.1 XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH

Cấp công trình được xác định theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam QCVN 04-
05:2012. Dựa vào 2 tiêu chí để xác định cấp công trình, cụ thể như sau:
- Cấp công trình theo năng lực phục vụ của công trình:
Với nhiệm vụ cấp nước tưới cho 650ha và cấp nước sinh hoạt cho khoảng 30.000
người, tra QCVN 04-05:2012 ta được công trình có cấp IV.
- Cấp công trình theo chiều cao và nền đập chắn:
Do chưa xác định được chiều cao đập nên ở đây sơ bộ giả thiết chiều cao đập từ
25 ÷ 35m. Nền thuộc nhóm B. Tra tiêu chuẩn QCVN 04-05 :2012 xác định được công
trình thuộc cấp III. Chiều cao đập sẽ được chính xác hóa thông qua tính toán ở phần sau
và khi đó sẽ kiểm tra lại cấp công trình.
Như vậy công trình đầu mối hồ chứa nước Ninh Bình lấy theo cấp quan trọng là
cấp III.
2.2 CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ
Từ cấp công trình đầu mối là cấp III, tra tiêu chuẩn QCVN 04 – 05:2012 được các
chỉ tiêu thiết kế sau:
- Mức tưới bảo đảm: P = 85%
- Tần suất lũ thiết kế: P = 1.5%
- Tần suất kiểm tra: P = 0.5%
- Tần suất lũ thiết kế dẫn dòng thi công: P = 10%
- Tuổi thọ công trình: T = 50 năm
- Hệ số tin cậy: K
n
= 1,15
- Hệ số an toàn về ổn định mái đập: Cơ bản K = 1,30
Đặc biệt K = 1,10
Theo 14TCN 157-2005 được các chỉ tiêu sau:
- Tần suất gió thiết kế ở MNDBT P = 4%
- Tần suất gió thiết kế ở MNLTK P = 50%
- Độ vượt cao an toàn: MNDBT a = 0,7m; MNLTK a’ = 0,5m; MNLKT a’’ = 0,2m
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ

Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 21 Ngành kỹ thuật công trình
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ
- Mục đích :
Khi tính toán điều tiết hồ ta dựa vào lưu lượng nước đến lưu vực để xác định mực
nước chết (MNC), và mực nước dâng bình thường (MNDBT).
Việc tính toán điều tiết này rất quan trọng và tương đối phức tạp vì nó là thông số
cơ bản để tính toán dung tích hồ và các thông số khác.
3.1 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH CHẾT VÀ MỰC NƯỚC CHẾT
3.1.1 Khái niệm:
- Dung tích chết: là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết, là phần
dung tích thấp nhất trong hồ.
- Mục đích bố trí: dung tích chết là để chứa phần bùn cát lắng đọng trong suốt thời
kỳ hoạt động của công trình, tạo đầu nước phục vụ cho tưới tự chảy, phát điện với công
suất tối thiểu thiết kế, phục vụ giao thông vận tải……
3.1.2 Xác định dung tích chết và mực nước chết:
3.1.2.1 Nguyên tắc xác định.
MNC là mực nước thấp nhất trong hồ chứa mà ứng với nó hồ chứa vẫn làm việc
bình thường theo yêu cầu thiết kế. Khi mực nước trong hồ thấp hơn MNC thì hồ không
không đáp ứng được các nhiệm vụ mà nó được xây dựng.
Khi tính toán MNC ta cần phải xem xét tới các điều kiện:
- Tuổi thọ công trình: Mục đích là dung tích chết phải đảm bảo chứa được toàn bộ hàm
lượng bùn cát lắng đọng trong thời gian làm việc của nó;
- Điều kiện tưới tự chảy cho khu vực canh tác;
- Các yêu cầu khác như: giao thông vận tải thủy, nuôi trồng thủy hải sản.
Trên thực tế ta thường tính toán theo 2 yêu cầu tuổi thọ công trình và điều kiện
tưới tự chảy vì khi thiết kế hồ chứa mục đích chính của công trình là tưới tiêu cho nông
nghiệp và điều tiết lũ
3.1.2.2 Tính toán MNC theo tuổi thọ công trình.
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 22 Ngành kỹ thuật công trình

Tuổi thọ của công trình hồ chứa Ninh Bình là 50 năm, sau 50 năm làm việc lượng
bùn cát lắng đọng trong hồ được tính theo công thức sau:

dd
bc
ll
bcbc
VVV +=

Trong đó:
V
bc
ll
: Thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng lại hồ (m
3
)
V
bc
dđ
: thể tích bùn cát di đẩy lắng đọng lại hồ (m
3
)
Trên thực tế thì thành phần bùn cát lắng đọng trong hồ còn các thành phần khác
như: bùn cát do sạt lở, tái tạo lòng hồ. Tuy nhiên thành phần này ta không xét đến vì địa
hình khu vực lòng hồ tương đối thoải, có lớp á sét chứa sạn sỏi phủ trên sườn đồi, do đó
thể tích bùn cát do sạt lở tạo thành không đáng kể so với 2 thành phần trên.
a) Thể tích bùn cát lơ lửng.
Do khu vực hồ chứa không có tài liệu quan trắc về dòng chảy bùn cát nên ta xác
định lượng bùn cát lơ lửng dựa vào công thức kinh nghiệm:

3
0
10.5,31.
.
).1(
γ
δ
TR
V
ll
bc
−=
(m
3
)
Trong đó:
T: Tuổi thọ công trình. Với công trình cấp 3: T = 50 năm
γ: Khối lượng riêng của bùn cát, γ = 0.8 (T/m
3
)
δ: Đặc trưng cho phần bùn cát bé tháo ra khỏi hồ, δ = 0,7
R
0
: Lượng bùn cát trung bình nhiều năm được xác định theo công thức:
1000
.
00
0
ρ
Q

R =
(kg/s)
Q
o
: lưu lượng bình quân dòng chảy nhiều năm. Theo tài liệu dòng chảy ta có:
Q
o
=1,2 (m
3
/s)
ρ
0
: Lượng ngậm cát trung bình nhiều năm: ρ
0
= 80 g/m
3
Vậy :
0
1,2.80
0,096
1000
R = =
(kg/s)

3
0,096.50
(1 0,2). .31,5.10 172800
0,7
ll
bc

V = − =
(m
3
)
b) Thể tích bùn cát di đẩy.
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 23 Ngành kỹ thuật công trình
Lưu vực thuộc vùng đồi núi, sông ngắn, các sườn dốc chảy trực tiếp vào sông, độ
dốc sườn dốc và độ dốc lòng sông lớn. Do đó lượng bùn cát di đẩy lấy bằng 20% tổng
lượng bùn cát lơ lửng.
V
bc
dđ
= 0,2. 172800 = 34560 m
3
c)Thể tích bùn cát sạt lở bờ hồ.
Lượng bùn cát này lấy bằng 30% tổng lượng bùn cát lơ lửng và di đẩy.
V
bc
sl
= 0,3.(34560+172800) = 62208m
3
.
d)Thể tích thảo mộc lắng đọng trong hồ.
Lượng bùn cát này lấy bằng 20% lượng bùn cát lơ lửng.
V
bc
tm
= 0,2.172800 = 34560 m
3

.
Vậy tổng lượng bùn cát lắng đọng trong lòng hồ:
V
bc
= V
bc
ll
+ V
bc
dđ
+ V
bc
sl
+ V
bc
tm

= 172800 + 2.34560+62208 = 304128 m
3
Tra quan hệ Z ~ V => cao trình bùn cát lắng đọng: Z
bc
= 9,5m
- Xác định MNC:
Cao trình MNC cần đảm bảo nước chảy đầy cống khi tháo lưu lượng lớn nhất
(trường hợp khai thác)
MNC = Z
bc
+ h + a
Trong đó:
Z

bc
- Là cao trình bùn cát trong hồ .
h - Chiều sâu nước trước cống: sơ bộ chọn h = 1,5m
a = 0,5 (m) - Khoảng cách từ đáy cống đến cao trình bùn cát
Vậy cao trình MNC là: MNC = 9,5 + 1,5 + 0,5 = 11,5m
4.1.2.3 Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy.
MNC ≥ Z
KC
+ ∑∆Z
Trong đó: - Z
KC
: cao trình mực nước khống chế tại đầu kênh tưới
Z
KC
= 11,5m ( theo tài liệu cho)
- ∑∆Z: tổng tổn thất qua cống. Sơ bộ chọn ∑∆Z = 0,5m.
MNC ≥ 11 + 0,5 = 11,5m
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 24 Ngành kỹ thuật công trình
So sánh 2 phương án ta thấy : Để đảm bảo cả 2 điều kiện về yêu cầu tưới tự chảy và
yêu cầu tuổi thọ công trình thì MNC = 11.5m.
Vậy MNC = 11,5 tra quan hệ (Z∼V) ta được V
c
=0,808.10
6
m
3
.
3.2 XÁC ĐỊNH MNDBT VÀ DUNG TÍCH HỮU ÍCH CỦA HỒ
3.2.1 Khái niệm và ý nghĩa

3.2.1.1 Khái niệm
Mực nước dâng bình thường (MNDBT): là mực nước cao nhất trong kho mà có thể
giữ được trong một thời gian lâu dài. Đây là mực nước trữ cao nhất trong hồ ứng với
điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường như đã tính toán.
Dung tích hiệu dụng (V
h
): Là phần dung tích được giới hạn bởi mực nước chết và
mực nước dâng bình thường. Đây là phần dung tích dùng để đáp ứng các yêu cầu, nhiệm
vụ của hồ chứa.
4.2.1.2 Ý nghĩa
MNDBT là một thông số chủ chốt của hồ chứa, có ảnh hưởng quyết định đến dung
tích hồ, cột nước và lưu lượng.
MNDBT quyết định chiều cao đập, kích thước các công trình xả.
MNDBT ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngập lụt, tổn thất do ngập lụt ở
thượng lưu và kinh phí xây dựng công trình.
3.2.2 Tài liệu tính toán.
- Đặc trưng lòng hồ : quan hệ Z ∼ V ∼ F
- Tài liệu về bốc hơi ứng với tần suất 85%
- Tài liệu về phân phối dòng chảy năm thiết kế ứng với tần suất 85%.
- Tài liệu về nhu cầu dùng nước tính tại đầu mối.
- Tiêu chuẩn thấm qua kho: k = 1%.
3.2.3 Nội dung – Phương pháp tính toán.
3.2.3.1 Xác định hình thức điều tiết hồ.
Theo tài liệu thu thập được ta nhận thấy: Tổng lượng nước đến cả năm lớn hơn
tổng lượng nước dùng (W đến = 31041,1.10
3
m
3
> Wy/c = 12543.10
3

m
3
). Nhưng nếu xét
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ
Đồ án tốt nghiệp cử nhân Trang 25 Ngành kỹ thuật công trình
từng tháng thì có tháng thừa nước (Từ tháng IX đến tháng I), có tháng lại thiếu nước (Từ
tháng II đến tháng VIII). Như vậy để thỏa mãn yêu cầu dùng nước ta tiến hành điều tiết
năm.
Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết năm là căn cứ vào đường quá trình nước đến năm
thiết kế, theo yêu cầu dùng nước đã định, tính toán dung tích hiệu quả cần thiết của kho
nước, hoặc là với điều kiện dung tích kho nước đã định, thông qua tính toán điều tiết tìm
được lượng nước dùng có thể cung cấp được (lưu lượng điều tiết) của kho nước.
3.2.3.2 Nguyên lý tính toán.
Để xác định được MNDBT trước tiên phải xác định được V
h
trên cơ sở tính toán
điều tiết hồ theo hình thức điều tiết năm ứng với năm tính toán ít nước có tần suất 85%
bằng phương pháp lập bảng.
Cơ sở của phương pháp là dựa vào phương trình cân bằng nước:
( )





+++=
−=∆−
xathamb.hoiyc
12
qqqq

.
q
VVtqQ
Trong đó:
- Q: lưu lượng nước đến đã biết,
- q
yc
: lưu lượng nước yêu cầu
- q
b.hơi
: lượng nước bốc hơi khỏi hồ nước
- q
thấm
: lưu lượng thấm(phụ thuộc vào điều kiện địa chất lòng hồ, V
hồ
)
- q
xả
: lượng nước xả thừa(phụ thuộc vào quá trình nước đến, phương thức vận
hành kho nước)
- V
1
, V
2
: dung tích hồ đầu và cuối thời đoạn tính toán.
Sử dụng phương trình cân bằng nước để cân bằng cho từng thời đoạn, trên cơ sở đó
dựa vào nhu cầu dùng nước từng thời đoạn ta xác định được thời kỳ thiếu nước và thời
kỳ thừa nước, từ đó xác định được phần dung tích cần thiết ( dung tích hiêu dụng ) để
thiết kế.
3.2.3.3 Trình tự tính toán.

Bước 1: Tính V
h
khi chưa kể đến tổn thất.
Sinh viên: ĐẶNG THANH BỈNH Lớp: NT4-52CĐ