Thiết kế hồ chứa nước hồi xuân – PA 1

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
LỜI CẢM ƠN
Sau mười tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân và sự nhiệt
tình của thầy giáo Tiến sĩ ĐÀO TUẤN ANH thuộc bộ môn thủy công – trường Đại
học Thủy lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Đề tài mà em đã hoàn
thành là: “ Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân PA1
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em tổng hợp lại kiến thức
mình đã học trong năm năm tại trường Đại học Thủy lợi và giúp em biết cách áp
dụng lý thuyết vào thực tế công trình mình đã làm, làm quen được với công việc
của một kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi. Qua đó đã giúp em có thêm những hành
trang kiến thức chuyên ngành ngoài kiến thức lý thuyết để bước vào tương lai và
giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước vào đời với công việc thực tế của một kỹ sư thủy lợi
sau này.
Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi, vận dụng
thực tế các kiến thức đã học. Mặc dù bản thân có nhiều cố gắng nhưng do thời gian
có hạn và còn nhiều bỡ ngỡ về đường lối giải quyết khi đưa lý thuyết đã học áp
dụng vào thực hành công trình thực tế. Trong quá trình làm đồ án do kinh nghiệm
thực tế còn thiếu, trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong được sự thông cảm và sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo giúp
cho đồ án của em được hoàn chỉnh, chính xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn
được hoàn thiện tự tin là một kỹ sư bước vào tương lai với kiến thức chuyên ngành
của mình.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các thầy cô giáo trong
khoa, đặc biệt là thầy giáo TS. ĐÀO TUẤN ANH đã tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều
kiện để em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thế Duyệt
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
1

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
MỤC LỤC
CHƯƠNG I. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1
1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình 1
1.1.1. Vị trí địa lý 1
1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình 1
1.1.3. Quan hệ Z = f(F) và Z = f(V) 3
1.2. Điều kiện thủy văn khí tượng 3
1.2.1. Đặc điểm sông và lưu vực 3
1.2.2. Đặc trưng khí tượng 4
1.2.3. Đặc trưng thủy văn 4
1.2.4. Quan hệ Q=f(Z) 9
1.3. Điều kiện địa chất 9
1.3.1. Tổng quan toàn vùng 9
1.3.2. Địa chất địa điểm xây dựng công trình 10
1.4. Địa chất thủy văn 11
1.4.1. Phân lớp các tầng chứa nước 11
1.4.2. Phức hệ chứa nước trong các thành tạo aluvi (aQ) 11
1.4.3. Phức hệ chứa nước trong các trầm tích biến chất hệ tầng Sông Mã (

2
sm) 11
1.5. Tình hình vật liệu xây dựng 11
1.5.1. Đất đắp đập 12
1.5.2. Vật liệu cát, đá 12
CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 14
2.1. Tình hình dân sinh kinh tế 14
2.1.1. Dân số 14
2.1.2. Đời sống văn hóa xã hội khu vực dự án 14
2.2.1. Hiện trạng môi trường nước 15

2.2.2. Hiện trạng môi trường đất 15
2.3. Phương hướng phát triển kinh tế 16
CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ 17
NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 17
3.1. Phương án sử dụng nguồn nước 17
3.2. Nhiệm vụ công trình 17
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
CHƯƠNG IV GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH PHẦN CÔNG
TRÌNH 18
4.1. Giải pháp công trình 18
4.2. Thành phần công trình 18
4.3. Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế 18
4.3.1. Cấp công trình 18
4.3.2. Các chỉ tiêu thiết kế 19
CHƯƠNG V XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA 20
1. Tính toán mực nước chết của hồ (MNC) 20
1.1. Xác định mựcc nước chết (MNC) 20
1.2 Xác định MNC 20
2. Xác định mực nước dâng bình thường 21
CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 22
1. Các tài liệu tính toán 22
1.1. Đường quan hệ giữa mực nước trong kho và lưu lượng xả lũ của kho nước
22
2.2. Đường đặc tính dung tích của kho nước Z~F~V 22
2.3. Đường quá trình lũ thiết kế (Công trình cấp II) 22
2.Tính toán điều tiết lũ 22
2.1.Mục đích tính toán điều tiết lũ 22
2.2.Phương pháp và kết quả tính 23

CHƯƠNG I. THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 29
I.XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 29
1.1 Nhiệm vụ và hình thức đập 29
2.Kiểm tra khả năng tháo nước của đập 29
2.1.Lưu lượng chảy qua đập tràn đỉnh rộng tính theo công thức sau: 29
2.2.Ảnh hưởng của hệ số co hẹp bên: 30
1.3. Xác định các kích thước cơ bản của đập đất 30
1.3.2. Cấu tạo đỉnh đập 35
1.4. Tính toán thấm qua đập 42
1.4.1. Mục đích tính thấm 42
1.4.2. Trường hợp tính toán 42
1.4.3. Tổng lưu lượng thấm 42
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
1.4.4. Các mặt cắt tính toán 42
1.4.5. Tính thấm cho các mặt cắt ứng với MNDBT 43
1.4.7. Trường hợp thượng lưu là MNLTK, hạ lưu có nước h2 = 6,85m 50
1.4.8. Trường hợp thượng lưu là MNLKT, hạ lưu có nước h2 = 6,91m 51
1.5. Tính toán ổn định mái đập 52
1.5.0. Mục đích tính toán 52
1.5.1. Trường hợp tính toán 53
1.5.2. Tính toán ổn định mái bằng phương pháp cung trượt 53
1.5.3. Đánh giá tính hợp lý của mái 73
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 74
2.1. Vị trí, hình thức và quy mô công trình 74
2.1.1. Vị trí 74
2.1.2. Hình thức và quy mô công trình 74
2.2. Kiểm tra khả năng tháo 75
2.2.1. Xét hệ số co hẹp bên

ε
o 76
2.2.2. Xét lưu tốc tiến gần Vo 76
2.3. Tính toán kênh xả hạ lưu 76
2.4. Tính toán thủy lực dốc nước 78
2.4.1. Mục đích 79
2.4.2. Nguyên lý tính toán 79
2.4.3. Tính toán thủy lực đoạn thu hẹp 80
2.4.4. Tính toán thủy lực dốc nước đoạn không đổi 88
2.5. Kiểm tra xói cuối dốc nước 98
2.6. Hiện tượng thuỷ lực trong dốc nước 98
2.6.1. Hiện tượng hàm khí 98
2.6.2. Xác định chiều cao tường bên dốc nước 99
2.7. Tính toán tiêu năng sau dốc nước 99
2.7.1. Tính toán và xác định lưu lượng tính toán tiêu năng 99
2.7.2. Xác định kích thước bể tiêu năng 100
2.8. Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn 102
2.8.1. Ngưỡng tràn 102
2.8.2. Dốc nước 102
2.8.3. Bể tiêu năng 103
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
2.8.4. Kênh xả hạ lưu 103
2.9. Tính toán ổn định tường các bộ phận tràn 103
2.9.1. Mục đích 103
2.9.2. Trường hợp tính toán 103
2.9.3. Số liệu tính toán 105
2.9.4. Tính toán ổn định tường 105
CHƯƠNG III THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 113

3.1. Vị trí, nhiệm vụ và hình thức cống 113
3.1.1. Vị trí cống 113
3.1.2. Nhiệm vụ và cấp công trình 113
3.1.3. Hình thức cống 113
3.1.4. Tài liệu thiết kế cống 113
3.2. Thiết kế kênh hạ lưu sau cống 113
3.2.1. Thiết kế mặt cắt kênh 113
3.2.2. Xác định độ sâu trong kênh ứng với các cấp lưu lượng 116
3.3.1. Trường hợp tính toán 116
3.3.2. Xác định bề rộng cống 118
3.3.3. Xác định khẩu diện cống 121
3.3.4. Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 122
3.4. Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 123
3.4.1. Mục đích tính toán 123
3.4.2. Trường hợp tính toán 124
3.4.3. Xác định độ mở cống 124
3.4.4. Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 125
3.5. Chọn cấu tạo cống 131
3.5.1. Bộ phận cửa vào 131
3.5.2. Bộ phận cửa ra 132
3.5.3. Thân cống 132
3.5.4. Tháp van và cầu công tác 134
3.6. Tính toán kết cấu cống ngầm 134
3.6.1. Mục đích tính toán 134
3.6.2. Trường hợp tính toán 135
3.7. Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế 135
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
3.7.1. Tài liệu cơ bản 135

3.7.2. Yêu cầu thiết kế 136
3.8. Xác định các lực tác dụng lên cống ngầm 136
3.8.1. Xác định đường bão hoà trong thân đập 138
3.8.2. Áp lực đất 139
3.8.3. Áp lực nước 140
3.8.4. Trọng lượng bản thân 140
3.8.5. Phản lực nền 141
3.8.6. Sơ đồ lực cuối cùng 141
BẢNG PHỤ LỤC ĐIỀU TIẾT LŨ 143
Bảng phụ lục 1 : Tính toán lũ thiết kế (P=1%) 143
TÀI LIỆU THAM KHẢO 160
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
PHẦN I
TÀI LIỆU CƠ BẢN
CHƯƠNG I. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình
1.1.1. Vị trí địa lý
Công trình hồ chứa nước Hồi Xuân được nghiên cứu xây dựng trên Sông Mã
thuộc địa phận xã Thanh Xuân, huyện Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa. Vị trí công trình
cách thị xã Hoà Bình khoảng 95 km về phía Tây, cách Thành phố Thanh Hoá 195
km về phía Tây Bắc. Công trình nằm cạnh Quốc lộ 15
Tuyến 3 (phương án kiến nghị) của công trình hồ chứa nước Hồi Xuân, có tọa
độ theo hệ VN2000 như sau : X = 2 261 955
Y = 505 015
1.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình
Hồ chứa nước Hồi Xuân nằm trên lưu vực Sông Mã phía tây bắc tỉnh Thanh
Hoá và phía tây tỉnh Hoà Bình. Đây là vùng núi cao thuộc miền Tây Bắc của Việt
Nam bao gồm các dãy núi kéo dài theo phương TB-ĐN phân cắt mạnh đến trung

bình, bề mặt sườn có độ dốc khá lớn, từ 10-30
o
. Các khối núi ven sông thường khá
thoải, cao độ tuyệt đối dao động từ trăm mét đến vài trăm mét.
Căn cứ vào các đặc điểm nguồn gốc, hình thái vùng nghiên cứu có thể chia
ra làm các kiểu địa hình địa mạo chính như sau:
1.1.2.1. Kiểu địa hình xâm thực bóc mòn
Đây là 1 trong các dạng địa hình có quy mô lớn nhất trong toàn diện tích
công tác. Chúng trùng với các dải đồi có mức phân cắt cao.
Căn cứ theo mức độ phân cắt và độ dốc của địa hình có thể phân chia ra các
khối núi sau đây.
* Các khối núi xâm thực bóc mòn phân cắt yếu
Chiếm diện tích không lớn trên tờ bản đồ, trùng với diện tích phân bố các đá
bazan hệ tầng Cẩm Thuỷ. Địa hình có mức độ phân cắt trung bình đến thấp. Bề mặt
sườn dốc 5
0
đến 10
0
, có nhiều yên ngựa, các bề mặt đỉnh diện tích khá rộng.
* Khối núi xâm thực bóc mòn phân cắt trung bình
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
Bao gồm phần lớn các khối núi trong vùng công tác được tạo bởi các đá trầm
tích hệ tầng Cò Noi, trầm tích biến chất hệ tầng Sông Mã. Các khối núi kéo dài
phương TB-ĐN và á kinh tuyến dạng yên ngựa. Tại đây địa hình có mức phân cắt
khá mạnh, bề mặt sườn có độ dốc tương đối lớn, đường phân thuỷ hẹp dạng sống
trâu, vỏ phong hoá sét có chiều dày lớn, đá gốc thường nằm ở độ sâu lớn.
1.1.2.2. Kiểu địa hình karst
Chiếm diện tích không lớn ở phần cực Nam tờ bản đồ 1/50.000 tương ứng

với diện phân bố các đá vôi, đá vôi dolomit của hệ tầng Hàm Rồng; đá phiến vôi,
phiến sét vôi hệ tầng Sông Mã. Địa hình phân cắt mạnh, bề mặt sườn dốc đến dốc
đứng, các đá vôi và dolomit gốc cứng rắn lộ ngay trên bề mặt địa hình. Lớp sét và
đất phủ có chiều dày không lớn.
1.1.2.3. Kiểu địa hình tích tụ
Trên bình đồ, dạng địa hình trùng với các diện tích phân bố trầm tích hệ Đệ
Tứ dưới dạng các dải đất bằng hẹp. Theo độ cao, có thể phân ra các dạng địa hình
thềm bậc I, bãi bồi cao và các bãi bồi thấp, doi cát, bãi cát ven sông.
* Thềm bậc I. Phân bố ở độ cao tương đối 7-8m đến 10-11m so với mặt nước
sông. Bề mặt thềm thường hẹp, hơi nghiêng về phía lòng sông. Thành phần gồm hai
lớp. Lớp dưới gồm cuội thạch anh lẫn sạn cát sét chiều dày 3-5m. Lớp trên, thành
phần gồm sét, sét pha lẫn sạn dăm chiều dày 2-4m.
* Bãi bồi cao. Nằm ở độ cao tương đối 2-3m, thường bị ngập trong mùa mưa
lũ. Các bãi bồi có diện tích hẹp, bề mặt nghiêng về phía lòng sông. Thành phần bao
gồm sét, sét pha, cát, cát pha. Đây là các diện tích trồng lúa và hoa màu của nhân
dân địa phương.
* Các doi cát và bãi cát ven sông. Phân bố rải rác ở các đoạn sông uốn khúc.
Kích thước các bãi cát và doi kéo dài từ vài chục mét đến vài trăm mét, chiều rộng
vài chục mét. Thành phần bao gồm các loại cuội sỏi, sạn và cát. Chiều dày các bãi
và doi cát dao động từ 1-2 m đến hàng chục mét.
1.1.2.4. Hoạt động kiến tạo hiện đại
Các quan sát chi tiết cho thấy, dọc Sông Mã không quan sát thấy các mặt
facet (mặt tam giác), các bậc thềm hoàn toàn yên tĩnh, không bị cắt qua bởi các hệ
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
thống khe nứt và đứt gãy nội sinh. Do đó có thể kết luận, trong vùng không có các
biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại.
1.1.3. Quan hệ Z = f(F) và Z = f(V)
Bảng 1–1: Quan hệ Z~F~V

Z F(km
2
) F(km
2
) V(10
6
m
3
)
45 0 0 0
50 58181,05 0,06 0,1
55 276300,65 0,28 0,9
60 858428,6 0,86 3,6
65 1691756,1 1,69 9,8
70 2674905,6 2,67 20,7
75 4173924,9 4,17 37,6
80 6188865,1 6,19 63,4
85 8746080,7 8,75 100,5
90 11223908,2 11,22 150,3
1.2. Điều kiện thủy văn khí tượng
1.2.1. Đặc điểm sông và lưu vực
Sông Mã bắt nguồn từ vùng núi Pu Huổi Long (tỉnh Lai Châu) ở độ cao
2179m, địa hình lưu vực chủ yếu là núi xen lẫn cao nguyên. Độ cao trung bình toàn
lưu vực khoảng 760m, đỉnh cao nhất đạt trên 2000m. Diện tích lưu vực của hệ
thống sông Mã khoảng 28400km
2
, trong đó có 17600 km
2
nằm trong lãnh thổ Việt
Nam, phần còn lại 10800km

2
nằm trên lãnh thổ nước Lào chiếm khoảng 38,6% diện
tích toàn lưu vực. Tính từ nguồn tới cửa sông, dòng chính sông Mã dài 512 km,
trong đó phần lãnh thổ Việt Nam sông dài 410 km.
Sông Mã có 39 sông nhánh các cấp, các sông nhánh lớn cấp I như: sông Chu
(Flv=7580km
2
), sông Luông (Flv=1850km
2
), sông Bưởi, sông Lò.
Lưu vực sông Mã nằm lọt giữa hai dãy núi cao chạy song song theo hướng
Tây Bắc Đông Nam: dãy thứ nhất thuộc bờ trái sông Mã kéo dài từ Tuần Giáo đến
Hồi Xuân, dãy thứ hai thuộc bờ phải sông Mã và sông Chu. Đặc điểm nổi bật của
địa hình lưu vực là cao nguyên thể hiện rõ ở vùng thượng lưu và trung lưu
Lưu vực nằm trong vùng khí hậu nóng ẩm mưa nhiều, rừng trong lưu vực
chủ yếu là rừng lá rộng, có hệ thực vật rất phong phú và đa dạng về họ và loài. Ở độ
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
cao 700 m trở xuống thì họ tre nứa chiếm ưu thế, gồm tre luồng, nứa vầu và
giang .v.v. Ở độ cao trên 700 m là vùng có diện tích rừng nhiều, chủ yếu là các loại
gỗ, tỷ lệ che phủ đạt 65%- 70 %.
1.2.2. Đặc trưng khí tượng
Việc nghiên cứu khí tượng trên lưu vực sông Mã được tiến hành khá sớm:
năm 1910 đã có trạm đo mưa Thanh Hoá, tới năm 1926 đập dâng nước Bái Thượng
trên sông Chu được xây dựng và là công trình thủy lợi lớn nhất tỉnh Thanh Hoá
cũng như của lưu vực sông Mã.
Mạng lưới trạm khí tượng phân bố không đều, hầu hết tập trung ở hạ du.
Thời kỳ đầu các trạm cấp I đo đạc đầy đủ các yếu tố, nhưng sau năm 1976 Tổng
Cục khí tượng thuỷ văn đã hạ cấp và giải thể khá nhiều trạm.

1.2.3. Đặc trưng thủy văn
Mạng lưới trạm thủy văn trên lưu vực khá dày, song phân bố không đều, hầu
hết tập trung ở hạ du. Thời kỳ đầu các trạm cấp I đo đạc đầy đủ các yếu tố, nhưng
sau năm 1976 Tổng Cục khí tượng thủy văn đã hạ cấp và giải thể khá nhiều trạm.
Hiện nay số trạm đo lưu lượng còn lại trên lưu vực như sau:
- Trên dòng chính sông Mã còn duy nhất trạm thủy văn đo lưu lượng Xã Là,
trạm Cẩm Thủy sau khi bỏ đo lưu lượng từ 1977 - 1994 được khôi phục lại thành
trạm đo lưu lượng từ năm 1995 đến nay.
- Trên nhánh sông Chu còn duy nhất trạm đo lưu lượng Cửa Đạt, một số
trạm khác đã bỏ hẳn hoặc hạ cấp xuống chỉ còn đo mực nước.
1.2.3.1. Điều kiện khí hậu
a, Nhiệt độ không khí
Chế độ nhiệt trên lưu vực cũng phân ra là hai mùa tương ứng: mùa hè và mùa đông.
- Mùa hè từ tháng IV ÷ X thời tiết nóng ẩm, nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao nhất
thường xuất hiện vào tháng VII, đo được tại Thanh Hoá Tmax = 42
o
C (VII/1910),
tại Như Xuân Tmax = 41.7
o
C (11/V/1996). Theo không gian nhiệt độ tăng dần từ
thương lưu về hạ lưu sông Mã, điều này phù hợp với vị trí địa lý và điều kiện địa
hình trên lưu vực: Tại Tuần Giáo Tnăm = 20.9oC xuống đến vùng hạ lưu nhiệt độ
tăng nên, tại Thanh Hoá Tnăm = 23.6
o
C.
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
- Mùa đông từ tháng XI ÷III thời tiết khô lạnh, nhiệt độ giảm nhanh, nhiệt độ thấp
thường xuất hiện vào tháng I. Nhiệt độ tối thấp đo được trong tháng I tại một số trạm sau:

Tại sông Mã TMin = -0.8
o
C (3/I/1974), Sơn La TMin = -0.8
o
C (1/I/1940), Bái Thượng
TMin = 2.6
o
C (2/I/1974) và Thanh Hoá TMin = 5.4
o
C (VII/1910).
Bảng 1–2: Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm tiêu biểu (trạm Hồi Xuân)
Đặc
trưng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Ttb
o
C
17,
0
18,
1
20,9 24,4
26,
6
27,5 27,5 27,1 25,9 23,7 20,5
17,
7
23,1
Tmax
o

C
33,
8
36,
8
40,7 40,8
41,
4
41,
6
40,
3
38,
9
40,
6
37,
8
34,
9
34,
9
41,6
Tmin
o
C
2,5 5,8 6 12,9
16,
3
17 20,2 21,2

16,
7
10,
9
6,4 2,1 2,1
b, Độ ẩm không khí
Độ ẩm trên lưu vực sông Mã biến đổi không lớn, tăng dần từ thượng lưu về
hạ lưu. Độ ẩm tương đối trung bình năm lưu vực dao động từ 80 ÷ 86 %. Chế độ ẩm
trên sông Mã tương ứng với mùa hè và mùa đông.
Bảng 1–3: Độ ẩm tương đối trung bình tháng tại các trạm
khí tượng
Đơn vị: (%)
Tháng
Trạm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Trung
Bình
Tuần giáo 83 80 78 80 83 86 87 88 87 86 85 84 84
Điện Biên 84 80 80 82 83 85 87 88 87 86 84 84 84
Sơn La 79 76 72 75 78 84 85 86 85 81 81 80 80
Sông Mã 81 77 75 77 81 86 88 88 87 85 84 83 83
Mộc Châu 88 88 85 84 83 85 87 89 89 87 86 86 86
Mai Châu 80 79 79 80 80 83 83 86 86 84 82 80 82
Lạc Sơn 85 86 87 86 83 84 85 87 88 86 85 84 86
Hồi Xuân 86 85 85 84 83 85 86 87 88 87 86 85 86
Nho Quan 85 87 89 88 84 83 83 87 87 85 83 82 85
Yên Định 86 88 90 90 86 84 84 88 88 86 84 83 86
Bái
Thượng 87 88 89 89 85 84 84 87 86 85 84 84 86
Như Xuân 88 89 90 90 84 80 80 86 87 85 84 84 86

Tĩnh Gia 88 80 92 91 85 80 79 84 87 85 83 84 86
Thanh
Hoá
85 88 91 90 85 81 81 85 86 84 82 82 85
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
c, Gió
Do ảnh hưởng của hình thái địa hình lưu vực nằm lọt giữa hai dãy núi cao
chạy song song theo hướng TB-ĐN, nên chế độ gió ở đây cũng bị phân hoá rõ rệt:
- Mùa hè: Gió Tây Nam từ vịnh Ben Gan thổi tới đem hơi nước nên thời tiết
nóng ẩm mưa nhiều, nhưng khi gió vượt qua các dãy núi phía Tây lưu vực, luồng
không khí trở nên khô và nóng, gây nên hiện tượng ‘phơn’ còn gọi là gió ‘Lào’ vào
thời lỳ tháng III ÷VII. Mùa hè thường có gió mạnh nhất, tốc độ gió lớn nhất đạt tới
> 40 m/s.
- Mùa đông: Gió mùa Đông Bắc tiến vào lưu vực đã bị dãy núi ở giữa sông
Đà với sông Mã và dãy núi cao Hoàng Liên Sơn chặn lại, nên khả năng ảnh hưởng
gió mùa Đông Bắc ở vùng thượng lưu sông Mã ít hơn. Đây là nguyên nhân gây ra
mùa đông khô lạnh và đến sớm hơn các vùng khác.
Bảng 1–4: Tốc độ gió lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế - Trạm Hồi Xuân
Đặc Giá trị Vmax các hướng chính (m/s)
Vô hướng
trưng N NE E SE S SW W NW
VmaxTB 6 6 11 13 8 12 14 17 20
Vp=2% 15 20 25 23 20 27 27 35 38
Vp=4% 14 17 21 21 17 24 25 31 34
Vp=25% 9.0 10 13 16 10 15 17 21 24
Vp=50% 6.8 7.3 10 13 7.0 11 13 16 19
d, Mưa
Mưa trên lưu vực có biến đổi theo thời gian và theo không gian, trong năm

có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô :
- Mùa mưa bắt đầu từ tháng IV và kết thúc vào tháng IX (vùng thượng lưu)
hoặc từ tháng V đến tháng X (vùng hạ lưu). có gió mùa Tây Nam từ vịnh Bengan
thổi tới mang theo nhiều hơi nước, nóng ẩm, mưa nhiều. Nếu xác định mùa mưa
gồm các tháng có lượng mưa từ 100 mm trở lên. Lượng mưa mùa mưa chiếm 80 -
85% lượng mưa cả năm, ba tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VI ÷ VIII (vùng
TL) và tháng VII ÷ IX (vùng HL).
- Mùa khô: Bắt đầu từ tháng X hoặc tháng XI và kết thúc vào tháng III-IV
năm sau tháng có lượng mưa ít nhất là tháng I ÷ III, lượng mưa trong mùa này chỉ
chiếm 10 ÷30 % lượng mưa năm. Riêng phần diện tích lưu vực thuộc CHDCND
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
Lào (chiếm gần 39% diện tích toàn lưu vực), theo tài liệu nước ngoài có lượng mưa
dao động từ 1200-1500 mm, trong đó lượng mưa tại trạm Xầm Nưa cách trạm Mộc
Châu của Việt Nam khoảng 180 km có lượng mưa là 1500 mm, trạm Luang
Prabang 1250mm.
e, Bốc hơi
Lượng bốc hơi biến đổi trong năm trên toàn lưu vực ngược lại với sự biến
đổi của mưa, nhiệt độ và độ ẩm: nơi nào mưa nhiều độ ẩm lớn thì lượng bốc hơi
nhỏ và ngược lại. Tại Lạc Sơn, Bái Thượng X ≈ 2000 mm thì bốc hơi Zpic.năm =
770 mm, trong khi những vùng mưa nhỏ như sông Mã X ≈ 1200mm thì lượng bốc
hơi năm đạt tới Zpic.năm > 900 mm. Qua phân tích lượng bốc hơi trên toàn lưu vực
thấy sự biến đổi theo thời gian và không gian lớn .
Xác định phân phối tổn thất bốc hơi các tháng trong năm dựa theo phân phối
lượng bốc hơi đo bằng ống piche tại trạm Hồi Xuân. Kết quả tính toán tổn thất bốc
hơi trung bình tháng thể hiện ở bảng dưới:
Bảng 1–5: Tổn thất bốc hơi hồ chứa
Đặc trưng
tính toán

Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
∆Z (mm)
20 21 26 31 37 31 31 25 23 23 20 23 310
f, Dòng chảy bùn cát
Bảng 1–6: Dòng chảy bùn cát

Tuyến


Đặc trưng bùn cát về tuyến công
trình
Lượng bùn cát lắng đọng khi có hồ chứa
Qo
m
3
/s
ll
g/m
3
R
kg/s
Wll
10
6
T/năm
Wdđ
10
6

T/năm
Hệ số
lắng
đọng
(E)
Vll
10
6
m
3
/năm
Vdd
10
6
m
3
/năm
V
10
6
m
3
/năm
PA1 252 224 56,5 1,783 0,357 0,370 0,558 0,229 0,788
g, Dòng chảy lũ
Lưu lượng đỉnh lũ ứng với các tần suất thiết kế (Qmaxp) được tính chuyền từ
lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất tính toán tại trạm Cẩm Thủy theo công thức triết giảm
mô đun đỉnh lũ theo diện tích lưu vực, kết quả ghi trong bảng sau:
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
7

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
Bảng 1–7: Lưu lượng đỉnh lũ Q
max
p (m
3
/s) ứng với các tần suất thiết kế
Tuyến F(km
2
) Q
0,1%
Q
0,2%
Q
0,5%
Q
1%
Q
2%
Q
5%
Q
10%
Trạm Cẩm Thuỷ 17500 15000 13600 11700 10300 8880 7090 5760
TĐ Hồi Xuân 13595 13600 12200 10500 9200 7950 6340 5140
TĐ Trung Sơn 13175 13400 12100 10400 9080 7840 6250 5070
Giá trị n 0,61 0,59 0,58 0,57 0,56 0,55 0,55
Tổng lượng lũ: Tổng lượng lũ đến Tuyến 3 như sau
Bảng 1–8 : Tổng lượng lũ ứng với các thời đoạn và tần suất
Tần suất
%

Qmax
(m
3
/s)
Thời đoạn , ngày (10
6
m
3
)
1 3 5 7
0,1 13600 1037 2188 2776 3086
0,5 10500 802 1705 2181 2460
1 9200 703 1502 1931 2197
5 6340 486 1056 1382 1620
10 5140 395 868 1152 1377
1.2.3.2. Các đặc trưng thủy văn
Chọn trạm trạm thủy văn Hồi Xuân làm trạm tương tự để xác định chuỗi dòng
chảy năm cho tuyến đập. Trạm Hồi Xuân nằm cách tuyến đập 1 khoảng 9 km về
phía hạ lưu, có thời gian quan trắc lưu lượng từ 1965-1970, đo mực nước từ 1962-
2005.
a, Chuẩn dòng chảy năm
Bảng 1–9: Đặc trưng dòng chảy năm thủy văn thiết kế
Giá trị trung bình Lưu lượng thiết kế Qp(m
3
/s)
Q(m
3
/s) Cv Cs 10% 15% 50% 85% 90%
288 0,23 0,46 376 357 283 219 206
b, Phân phối dòng chảy năm

Trên cơ sở chuỗi dòng chảy năm tính toán cho tuyến đập hồ chứa nước Hồi
Xuân, dùng chỉ tiêu vượt trung bình để xác định các tháng mùa lũ, các tháng mùa
kiệt. Kết quả tính toán cho thấy mùa lũ trên sông Mã bắt đầu từ tháng VI kết thúc
vào tháng X (kéo dài 5 tháng), mùa kiệt từ tháng XI đến tháng V năm sau. Phân
phối dòng chảy mùa và dòng chảy tháng ứng với các tần suất thiết kế thể hiện trong
các bảng sau:
Bảng 1–10: Phân phối dòng chảy mùa ứng với các tần suất thiết kế
Tần suất Mùa lũ (VI-X) Mùa kiệt(XI-V) Năm
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
α(%)
W
(10
6
m
3
)
α(%)
W
(10
6
m
3
)
W
(10
6
m
3

)
P=10% 72 7461 28 2966 10427
P=50% 67 5251 33 2584 7835
P=90% 65 3681 35 2017 5697
Bảng 1–11: Phân phối dòng chảy tháng các năm điển hình
Tần
suất
Đặc
trưng
Tháng - Năm
VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V
Nă
m
10%
Q(m
3
/s
) 409 537 740 729 420 256 183 153 130 112 114 179 330
50%
Q(m
3
/s
) 279 313 524 496 384 247 146 139 98,8 83,6 107 161 248
90%
Q(m
3
/s
) 84.4 215 373 301 426 170 115 94.5 84.3 85.8 82.4 135 180
1.2.4. Quan hệ Q=f(Z)
Tài liệu dùng để tính toán quan hệ Q=F(H) gồm các mặt cắt ngang, mặt cắt

dọc tại khu vực nhà máy và các tuyến đập với tỷ lệ 1/2000, bản đồ địa hình tỷ lệ
1/10.000, tài liệu điều tra lũ lịch sử tại các khu vực tuyến công trình.
Toạ độ đường Q = F(H) được tính toán dựa theo CT thủy lực: Q =
n
1
ωR
2/3
J
1/2
Trong đó: - Q: Lưu lượng nước (m
3
/s)
- n: Hệ số nhám
- R: Bán kính thủy lực
- J: Độ dốc mặt nước
Hệ số nhám và độ dốc đường mặt nước phần nước thấp xác định dựa trên tài
liệu thực đo, sử dụng chương trình máy tính HEC-RAS 3.1.3 -2005 hiệu chỉnh và
lựa chọn các giá trị n và J tối ưu nhất.
1.3. Điều kiện địa chất
1.3.1. Tổng quan toàn vùng
Trong giai đoạn báo cáo đầu tư đã tiến hành khảo sát địa chất theo 2 phương
án tuyến công trình là Tuyến 1 và Tuyến 2. Tuy nhiên qua nghiên cứu đã xác định
được phương án tuyến 2 có điều kiện địa chất bất lợi do có hang karst ở lòng sông
nên đã được loại bỏ. Trong giai đoạn dự án đầu tư tiếp tục nghiên cứu nhằm làm
sáng tỏ điều kiện địa chất công trình phương án tuyến 1 đồng thời triển khai nghiên
cứu phương án tuyến 3 cách tuyến đập 1 khoảng 500m về phía hạ lưu tuyến đập để
chọn ra được vị trí tối ưu nhất để xây dựng.
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
9
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1

Nhiệm vụ khảo sát địa chất - địa chất công trình trong giai đoạn dự án đầu tư
bao gồm:
- Công tác đo vẽ bản đồ địa chất - địa chất công trình tỉ lệ 1:2.000 vùng đầu
mối công trình.
- Khoan đào thăm dò khu đầu mối và các khu mỏ vật liệu xây dựng (VLXD)
- Thí nghiệm địa chất thuỷ văn (ĐCTV) tại hiện trường bằng phương pháp
đổ nước, ép nước và múc nước trong hố khoan hố đào.
- Thăm dò địa vật lý bằng phương pháp mặt cắt địa chấn, đo sâu và mặt cắt điện
- Nghiên cứu tính chất cơ lý của đất đá bằng phương pháp thí nghiệm trong phòng.
1.3.2. Địa chất địa điểm xây dựng công trình
1.3.2.1. Hiện tượng phong hóa
Là hiện tượng địa chất vật lý phổ biến nhất trong vùng. Trong báo cáo này đã
sử dụng bảng phân loại các đới phong hoá của Nga thường được áp dụng cho công
tác khảo sát các công trình điện ở Việt Nam.
Bảng 1–12: Bảng phân chia đất đá theo mức độ phong hoá
Đới phong
hóa
Ký
hiệu
Mô tả
Đới sườn tàn
tích
edQ
Gồm đất sét pha, sét lẫn 5-10% dăm sạn, trạng thái nửa
cứng đến cứng.
Đới phong
hóa mãnh liệt
IA1
Thành phần hoá học của đá đã hoàn toàn bị biến đổi, bị
oxit hoá rất mạnh, tuy còn giữ được cấu trúc của đá mẹ

nhưng đá trở thành đất lẫn dăm sạn.
Đới phong
hóa mạnh
IA2
Thành phần hoá học của đá bị biến đổi mạnh trừ thạch
anh, sự gắn kết của đá bị giảm mạnh, đá bị oxit sắt hoá
mạnh. Đá mềm yếu, nứt nẻ rất mạnh, ở phần đáy còn sót
những tảng tương đối cứng chắc.
Đới phong
hoá
IB
Đá bị biến đổi mạnh dọc theo các khe nứt, đá cứng chắc
trung bình, các bề mặt khe nứt bị oxit sắt hoá, nõn khoan
ở dạng dăm cục.
Đới đá nứt
nẻ, giảm tải
IIA
Đá khá tươi bề mặt khe nứt bị oxit sắt hoá hoặc không bị
oxit sắt hoá, màu sắc của đá hầu như không bị biến đổi, đá
cứng chắc, nứt nẻ mạnh (bước của khe nứt <30cm)
Đới đá tương
đối nguyên
vẹn
IIB
Đá tươi cứng chắc, cứng chắc đến cứng chắc trung bình,
nứt nẻ trung bình đến yếu, thấm nước trong đá phiến thạch
anh sericit tương đối yếu.
1.3.2.1. Hiện tượng trượt lở ở sườn dốc
Dọc theo thung lũng Sông Mã trong vùng nghiên cứu ít gặp hiện tượng trượt
lở. Trượt lở xảy ra trong tầng sườn tàn tích (edQ) và đới phong hoá mãnh liệt (IA

1
)
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
10
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
có thể tích hàng chục mét khối tại những khu vực có đường giao thông đi qua.
Trượt này xảy ra trong mùa mưa, tại những vị trí sườn dốc có tầng phủ tương đối
dày. Thấy rằng tại đây lớp phủ thực vật và rừng còn được bảo tồn khá tốt nên đã
hạn chế được quá trình trượt lở.
1.4. Địa chất thủy văn
1.4.1. Phân lớp các tầng chứa nước
Dựa vào cấu trúc địa chất, đặc điểm, khả năng tàng trữ vận động nước của
đất đá trong khu vực và mối quan hệ nước mặt với nước dưới đất, có thể chia ra các
phức hệ chứa nước chính như sau:
- Phức hệ chứa nước trong các thành tạo aluvi (aQ)
- Phức hệ chứa nước trong các trầm tích biến chất hệ tầng Sông Mã (
2
sm)
1.4.2. Phức hệ chứa nước trong các thành tạo aluvi (aQ)
Trong khu vực đầu mối, các thành tạo aluvi phát triển ít, gặp ở dọc hai bên
sông và dọc theo các thung lũng suối lớn dạng bãi bồi cao và bãi bồi ven sông thành
phần thạch học là á cát, á sét lẫn cuội sỏi. Nước ngầm chứa và vận động trong các
lỗ hổng của đất có quan hệ chặt chẽ với nước sông, suối, biên độ dao động của nước
ngầm thay đổi theo mùa.
Nước thuộc loại Bicacbonat Kali Natri Canxi, nước nhạt, có tính ăn mòn yếu
đối với bê tông tiêu chuẩn. (Theo tiêu chuẩn TCVN149-1986 xét trong điều kiện:
Công trình không chịu áp lực, đất thấm trung bình đến mạnh, bê tông có độ đặc
chắc trung bình).
1.4.3. Phức hệ chứa nước trong các trầm tích biến chất hệ tầng
Sông Mã (

2
sm)
Nước dưới đất phân bố trong các đất đá thuộc hệ tầng Sông Mã, tầng chứa
nước thuộc loại hố rỗng - vỉa - khe nứt có đặc tính sau:
- Nước cung cấp là nước mưa, miền thoát nước là hệ thống sông suối.
- Nước dưới đất tồn tại và lưu thông trong các khe nứt kiến tạo, phong hoá và
các mặt lớp của đá.
- Nước thuộc loại Bicacbonat Canxi Magie, nước nhạt, có tính ăn mòn yếu
đối với bêtông tiêu chuẩn.
1.5. Tình hình vật liệu xây dựng
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
1.5.1. Đất đắp đập
Đã khảo sát mỏ đất ở bờ trái, cách tuyến đập 3 khoảng 2,5km về phía hạ lưu.
Mỏ có diện tích là 150.000m
2
, chiều dày tầng bóc bỏ là 0,5m; chiều dày tầng có ích
là 2,5m, trữ lượng mỏ là 375.200m
3
.
Đất ở mỏ là đất sét chứa 5-10% dăm sạn, có nguồn gốc tàn tích, giá trị các
chỉ tiêu cơ lý đất chế bị kiến nghị tính toán được cho trong bảng.
Bảng 1–13: Bảng chỉ tiêu kiến nghị tính toán mỏ đất
Dung trọng
khô chế bị
γ (g/cm
3
)
Dung

trọng ướt
chế bị
γ (g/cm
3
)
Độ ẩm
chế bị
W(%)
Các chỉ tiêu kháng cắt
ở trạng thái bão hoà
Mô đun
biến dạng
Hệ số
thấm K
(cm/s)
ϕ (độ)
C (kG/cm
2
) E(kG/cm
2
)
1,42 1,75 25 17 0,350 100 1x10
-5
Mỏ đất có chất lượng và trữ lượng đảm bảo yêu cầu, điều kiện vận chuyển,
khai thác thuận lợi do gần đường giao thông và địa hình tương đối đơn giản.
1.5.2. Vật liệu cát, đá
a, Cát
Với kết quả địa chất về vật liệu cát, có 4 mỏ cát số 1, 2, 3 và 4 nằm trên dòng
sông Mã có các thông số và chỉ tiêu như sau:
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1

12
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
Bảng 1–14: Bảng chỉ tiêu của các mỏ cát
Các chỉ tiêu Mỏ 1 Mỏ 2 Mỏ 3 Mỏ 4
Thành phần
hạt (%)
>5mm 15,0 50,9 12,0 41,0
5-2,5mm 1,1 4,9 0,8 6,2
2,5-1,25mm 4,2 5,7 4,7 6,2
1,25-0,6mm 13,3 10,0 115,6 8,6
0,6-0,3mm 64,5 50,4 61,8 40,9
0,3-0,15mm 12,4 13,0 12,5 19,7
<0,15mm 4,6 15,9 4,6 18,5
Môđun độ lớn
M 2,04 1,91 2,06 1,83
Khối lượng thể tích
Xốp (g/cm
3
) 1,36 1,41 1,35 1,42
Chặt (g/cm
3
) 1,63 1,72 1,63 1,71
Tỷ trọng
∆
2,68 2,71 2,68 2,69
Góc nghỉ
Uớt 29
o
29
o

28
o
29
o
Khô 32
o
33
o
33
o
33
o
Hệ số thấm K (x 10
-3
cm/s) 93,8 35,3 35,5 34,7
K/C từ mỏ đến tuyến 3 (km) 10 17 29,5 80
Trữ lượng mỏ (m
3
) 98600 13300 76000 138000
Mỏ dự
trữ
Mỏ dự
trữ
b, Đá
Mỏ phân bố ở bờ trái Sông Mã cách tuyến 1 khoảng 4km, cách tuyến 3
khoảng 3,5km về phía hạ lưu. Mỏ nằm trong vùng phân bố đá vôi thuộc hệ tầng
Hàm Rồng.
Bảng 1–15: Bảng chỉ tiêu kiến nghị tính toán mỏ đá số 1
Dung
trọng khô

tuyệt đối
(g/cm
2
)
Khối
lượng
riêng
(g/cm
2
)
Độ
rỗng
%
Cường độ
kháng nén
(kG/cm
2
)
Các chỉ tiêu kháng cắt
Hệ số
mềm
hoá
Khô
gió
Bão
hoà
Khô gió Bão hoà
σ
c
σ

H
ϕ
C
ϕ
C
2,63 2,75 4,2 530 420 39 0 38 0 0,79
(Trong đó: ϕ đơn vị là độ, C đơn vị là kG/cm
2
)
Mỏ có chiều dày tầng bóc bỏ khoảng 2m, trữ lượng mỏ là 3,2 triệu m
3
.
Tóm lại mỏ đá có tầng bóc bỏ mỏng, tầng có ích là đá vôi có chất lượng tốt, đáp
ứng yêu cầu làm cốt liệu bê tông cũng như làm vật liệu đắp đập đá đổ, trữ lượng
lớn. Mỏ có cự ly vận chuyển tương đối gần. Cần chú ý các biện pháp khai thác
nhằm đảm bảo an toàn do mỏ có độ dốc lớn, cạnh đường giao thông.
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
13
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
CHƯƠNG II
ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
2.1. Tình hình dân sinh kinh tế
2.1.1. Dân số
Khu vực dự định xây dựng công trình và vùng lòng hồ làm ảnh hưởng đến 2
huyện miền núi của 2 tỉnh Thanh Hoá và Hoà Bình là huyện Quan Hoá (Thanh
Hoá) và huyện Mai Châu (Hoà Bình). Đây là các huyện miền núi có nhiều dân tộc
thiểu số cùng sinh sống trong cộng đồng. Bên cạnh người dân bản địa sống lâu đời
ở đây như Thái, Mường, Những năm gần đây còn có một lượng lớn người di cư từ
nơi khác tới, chủ yếu là người Kinh từ khu vực đồng bằng chuyển lên.
Bảng 2–1: Một số chỉ tiêu chủ yếu về dân cư 2 huyện vùng dự án

STT Huyện Tổng dân số
Thành thị Nông thôn
Người (%) Người (%)
1 Quan Hoá 44.691 3.345 7,48 41.346 92,52
2 Mai Châu 49.277 4.851 9,84 44.426 90,16
Nguồn: Niên giám thống kê huyện Quan Hoá năm 2006, Mai Châu
năm 2005
Qua bảng thống kê: tỷ lệ người sống ở khu vực nông thôn còn chiếm tỷ lệ
lớn so với dân số toàn huyện. Trong năm 2005 huyện Quan Hoá có số người sống ở
khu vực nông thôn là 41.346 người chiếm 92,52% dân số toàn huyện, tỷ lệ này tại
huyện Mai Châu là 90,16% (44.691 người)
2.1.2. Đời sống văn hóa xã hội khu vực dự án
Các huyện trong vùng dự án đã hoàn thành xong chương trình xoá mù chữ, tuy nhiên
số học sinh đi học tại các huyện vẫn còn thấp; số phòng học bán kiên cố, phòng tạm còn nhiều;
cơ sở vật chất thiếu thốn và đường đi lại khó khăn là những nguyên nhân dẫn đến chất lượng
đào tạo chưa cao và chưa khuyến khích được học sinh đi học.
Mạng lưới y tế từ huyện xuống các xã và bản làng chưa nhiều, chủ yếu mới
đến các xã, còn các bản làng hầu như chưa có. Số cán bộ y tế có trình độ về cơ sở y
tế của các huyện và xã còn thấp, bệnh thường gặp tại các huyện trong vùng dự án là
bệnh về đường tiêu hoá và hô hấp.
Bảng 2–2: Một số chỉ tiêu về văn hoá xã hội của 2 huyện vùng dự án
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
14
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
Chỉ tiêu Đơn vị
Các huyện
Quan Hoá Mai Châu
Tổng số trường học trường 36 36
Tổng số giáo viên người 675 687
Tổng số cơ sở y tế cơ sở 21 24

Tổng số cán bộ ngành y tế người 113 170
Nguồn: niên giám thống kê huyện Quan Hoá, Mai Châu năm 2005
2.2. Hiện trạng thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình – Tình hình
quy hoạch nguồn nước trong vùng
2.2.1. Hiện trạng môi trường nước
Theo kết quả quan trắc, đối chiếu phân tích với TCVN 5942:1995 cho thấy
hầu hết các chỉ tiêu quan trắc đều nằm trong giới hạn cho phép. Thời điểm thực hiện
lấy mẫu sau khi trời mưa, vì vậy chỉ tiêu tổng chất rắn lơ lửng TSS vượt tiêu chuẩn
cho phép.
Nhận xét: Nước Sông Mã có thể sử dụng để cấp nước sinh hoạt, công nghiệp
và dịch vụ (sau khi xử lý nước bằng phương pháp keo tụ sử dụng chất đông tụ vô cơ
và khử trùng), thủy vực lòng hồ có thể sử dụng để nuôi thuỷ sản, du lịch - giải trí,
2.2.2. Hiện trạng môi trường đất
Khu vực công trình hồ chứa nước Hồi Xuân có các loại đất sau:
- Đất phù sa ngòi suối
- Đất nâu đỏ trên đá macma bazơ và trung tính (Fk)
- Đất đỏ nâu trên đá vôi (Fv)
- Đất đỏ vàng trên đá sét và biến chất (Fs)
- Đất vàng nhạt trên đá cát (Fq)
- Nhóm đất mùn vàng đỏ trên núi (H)
- Đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ (D)
Đất hình thành ở địa hình thung lũng, nhưng có đặc điểm rất đa dạng, phụ
thuộc nhiều vào từng vùng và từng sản phẩm của mẫu chất, đá mẹ tạo nên nó. Diện
tích nhỏ, manh mún.
Đất có thành phần cơ giới trung bình, phản ứng chua (pH
KCl
: 3,68-4,17).
Hàm lượng hữu cơ tầng mặt trung bình (1,66%). Đạm, lân và kali tổng số trung
bình (tương ứng 0,123%, 0,077% và 1,18%). Lân dễ tiêu nghèo (3,60 mg/100g đất).
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1

15
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
Kali dễ tiêu trung bình (10,20 mg/100g đất). Tổng cation kiềm trao đổi thấp (5,10
lđl/100g đất). Dung tích hấp thu trung bình (CEC): 11,41 lđl/100g đất.
Đất này thuận lợi để phát triển nông nghiệp: trồng lúa, rau màu và cây công
nghiệp ngắn ngày.
2.3. Phương hướng phát triển kinh tế
- Với các phương án chọn (tuyến 3) sẽ làm ảnh hưởng tới 11 xã của 2 huyện
Quan Hoá, Mai Châu trên địa bàn tỉnh Thanh Hoá và Hoà Bình. Tổng diện tích đất
ảnh hưởng bởi công trình hồ chứa nước Hồi Xuân là 966,05ha đất các loại (trong
đó: 893,42ha đất khu vực lòng hồ và 72,63 ha đất khu mặt bằng công trình). Ảnh
hưởng tới nhà cửa, tài sản trên đất và đất sản xuất của 1.225 hộ/5.331 khẩu (trong
đó: số hộ bị ảnh hưởng tới nhà và đất sản xuất là 547hộ/2.416khẩu, số hộ chỉ bị ảnh
hưởng đất sản xuất là 678hộ/2.915khẩu).
- Khi xây dựng công trình không gây ảnh hưởng đối với trung tâm các xã,
các thị trấn trong vùng, tuy nhiên làm ngập và ảnh hưởng đến trên 14 km đường
Quốc lộ 15 là tuyến giao thông nối liền Thanh Hoá và Hoà Bình.
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
CHƯƠNG III
CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ
NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
3.1. Phương án sử dụng nguồn nước
Công trình hồ chứa nước Hồi Xuân với nhiệm vụ chính là cung cấp nước tưới
cho nhân dân trong vùng. Công trình được hoàn thành sẽ tạo thuận lợi phát triển nuôi
trồng đánh bắt thuỷ sản trong vùng và sẽ góp phần thúc đẩy sự nghiệp phát triển kinh
tế xã hội không những của các huyện Quan Hoá (tỉnh Thanh Hoá), Mai Châu (tỉnh
Hoà Bình).
3.2. Nhiệm vụ công trình

Hồ chứa nước Hồi Xuân có nhiệm vụ phục vụ cấp nước tưới cho 30.000 ha
diện tích canh tác huyện Quan Hóa, Quan Sơn, Bá Thước tỉnh Thanh Hóa.
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
CHƯƠNG IV
GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH PHẦN CÔNG TRÌNH
4.1. Giải pháp công trình
Như trên đã nêu nhằm tận dụng điều kiện tự nhiên của khu vực, hiện trạng
tưới, nhu cầu dùng nước tưới cho nông nghiệp cũng như sinh hoạt, phát triển kinh
tế, du lịch ta đã lựa chọn giải pháp công trình là xây hồ chứa nước.
4.2. Thành phần công trình
Để phục vụ giải pháp công trình đã nêu thì khu đầu mối cần có:
- Đập ngăn sông : qua khảo sát địa hình, địa chất và vật liệu xây dựng chọn
hình thức đập là đập đất để tạo hồ chứa điều tiết nước.
- Đường tràn xả lũ : tràn đỉnh rộng, tự do, cao trình ngưỡng bằng MNDBT của
hồ nhằm xả bớt nước trong hồ khi lũ về.
- Cống lấy nước: hình thức cống ống thép bọc bê tông, có van điều tiết lưu
lượng ở thượng lưu.có nhiệm vụ cấp nước tưới vào mùa kiệt.
4.3. Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế
4.3.1. Cấp công trình
Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công tình thủy lợi QCVN 04-05/2012 cấp của
công trình hồ chứa được xác định theo hai điều kiện:
Theo nhiệm vụ của công trình
Công trình có nhiệm vụ tưới nước cho 30.10
3
ha cấp nước sinh hoạt và du lịch
kết hợp nuôi trồng thủy sản. Theo QCVN 04-05/2012 xác định được cấp công trình
là cấp II.
Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình

Để xác định chiều cao đập sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập theo công thức :
Z
đđ
= MNLTK + d (3-1)
Trong đó :
- d : Chiều cao an toàn có thể lấy d = 1,5 ÷3 m.Chọn d = 3 m
- MNLTK : Mực nước lũ thiết kế.
- MNDBT : 80 m
Vì MNLTK chưa biết nên có thể sơ bộ chọn :
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
18
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Hồi Xuân – PA 1
MNLTK = MNDBT + 3 m = 80 + 3 = 83 ( m ).
=> Z
đđ
= MNLTK + d = 83 + 3 = 86 ( m ).
Vậy chiều cao đập : H
đ
= Z
đđ
– Z
đáy
(3-2)
Với : Z
đáy
= 40.5 m ta có H
đ
= 86 – 40.5 = 45.5 ( m ).
Đập được đặt trên nền nhóm B : Nền là nền đá.
Theo QCVN 04-05/2012 với đập có chiều cao H

đ
= 45.5 m ∈( 25÷70 )m. Nền đá
.Ta xác định được cấp công trình là cấp II.
Kết hợp 2 điều kiện trên , ta chọn cấp công trình là cấp II.
4.3.2. Các chỉ tiêu thiết kế
Tương ứng với công trình cấp II, theo Tiêu chuẩn đã dẫn, các loại tần suất
thiết kế và mức đảm bảo tính toán như sau:
- Tần suất lũ thiết kế: P = 1%
- Tần suất lũ kiểm tra: P = 0,2%
- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất: P
max
= 2%; P
bq
= 25%
- Tần suất tưới đảm bảo: P = 75%
- Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng: P = 5%
Hệ số tính toán
- Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: K
n
= 1,20
- - Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất [K]
theo QPVN11-77
Tải trọng chủ yếu [K] = 1,30
Tải trọng đặc biệt [K’] = 1,15
- Độ vượt cao an toàn đỉnh đập (theo 14 TCN 157- 2005):
a = 1,2 m ( ứng với MNDBT)
a’ = 1,0 m (ứng với MNLTK)
a” = 0,3 m (ứng với MNLKT)
SV: Nguyễn Thế Duyệt Lớp: 51CDC1
19