THIẾT kế hồ CHỨA nước XUÂN PHƯỚC – PA 2

`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
MỤC LỤC
PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN 4
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 4
1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH: 4
1.1.1 Vị trí địa lý: 4
1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo: 4
1.1.3 Điều kiện thủy văn khí tượng: 7
1.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT: 10
1.2.1 Sơ lược địa chất vùng hồ 10
1.2.2 Địa chất công trình vùng tuyến 10
1.3 ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: 12
1.3.1 Nước mặt 12
1.3.2 Nước dưới đất 12
1.3.3 Nước ngầm trong lớp phủ đệ Tứ 12
1.3.4 Nước trong khe nứt: 12
1.3.5 Tính chất hóa học của nước 13
1.4 TÌNH HÌNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG: 13
1.4.1 Đất đắp đập 13
1.4.2 Vật liệu cát, cuội, sỏi 14
1.4.3 Vật liệu đá 15
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ,
NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 16
2.1 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ: 16
2.1.1 Dân cư và đời sống 16
2.1.2 Phân bố ruộng đất và sản xuất nông nghiệp 16
2.1.3 Giao thông vận tải 16
2.1.4 Các ngành kinh tế trong khu vực 16
2.2 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: 17
2.2.1 Tình hình nguồn nước 17
2.2.2 Hiện trạng về các công trình thủy lợi 17

2.3 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA ĐỊA PHƯƠNG 17
2.4 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 17
PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ CHỌN PHƯƠNG ÁN 18
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 18
3.1 VỊ TRÍ TUYẾN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI: 18
3.1.1 Vị trí đập ngăn sông 18
3.1.2 Vị trí tràn xả lũ 18
3.1.3 Vị trí cống 18
3.2 GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH PHẦN CÔNG TRÌNH: 19
3.2.1 Đập ngăn sông 19
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
1
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
3.2.2 Tràn xả lũ 19
3.2.3 Cống lấy nước 19
3.3 CẤP BẬC CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ: 19
3.3.1 Cấp bậc công trình: 19
3.3.2 Các chỉ tiêu thiết kế: 20
3.4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA: 21
3.4.1 Tính toán cao trình mực nước chết (MNC): 21
3.4.2 Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT): 23
3.4.3 Tính toán điều tiết lũ, xác định mực nước lũ: 29
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 39
4.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐẬP, CHI TIẾT ĐẬP: 39
4.1.1 Xác định cao trình đỉnh đập 39
4.1.2 Các chi tiết đập 46
4.2 TÍNH THẤM QUA ĐẬP ĐẤT: 51
4.2.1 Chọn mặt cắt tính toán: 51
4.2.2 Tính toán thấm cho mặt cắt lòng sông: 53
4.2.3 Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi: 57

4.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT: 62
4.3.1 . Mục đích tính toán 62
4.3.2 . Trường hợp tính toán 62
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN 80
5.1 BỐ TRÍ TRÀN : 80
d) Dốc nước: 81
5.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC: 82
5.2.1 . Mục đích tính toán 82
5.2.2 . Trường hợp tính toán 82
5.2.3 . Phương pháp tính 82
5.2.4 NỘI DUNG TÍNH TOÁN 84
5.2.4.1 TÍNH TOÁN THỦY LỰC NGƯỠNG TRÀN 84
5.3 TÍNH THỦY LỰC BỂ TIÊU NĂNG: 99
5.3.1 Mục đích: 99
5.3.2 Xác định lưu lượng tiêu năng: 99
5.3.3 Tính toán kích thước bể tiêu năng: 100
5.4 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH: 105
5.4.1 Mục đích và phương pháp tính toán: 105
5.4.2 Trường hợp, tài liệu và yêu cầu tính toán: 105
5.4.3 . Nội dung tính toán: 107
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC 117
6.1 NHIỆM VỤ VÀ CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN: 117
6.1.1 Nhiệm vụ: 117
6.1.2 Hình thức cống: 117
6.1.3 Sơ bộ bố trí cống: 117
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
2
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
6.1.4 Các tài liệu cơ bản dùng trong tính toán: 117
6.2 THIẾT KẾ CỐNG HẠ LƯU: 118

6.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh: 118
6.2.2 Kiểm tra lưu tốc trong kênh : 119
6.2.3 Tính toán độ sâu trong kênh ứng với các cấp lưu lượng: 120
6.3 TÍNH KHẨU DIỆN CỐNG 121
6.3.1 Xác định bề rộng cống 121
6.3.2 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống: 127
6.4 KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VÀ TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG: 128
6.4.1 Trường hợp tính toán 128
6.4.2 Xác định độ mở cống 128
6.4.3 Kiểm tra chế độ chảy trong cống: 130
6.4.4 Tiêu năng sau cống: 133
6.5 CHỌN CẤU TẠO CHI TIẾT: 135
6.5.1 Cấu tạo cửa vào, cửa ra : 135
6.5.2 Thân cống : 135
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
3
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN
Chương 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1 Điều kiện địa hình:
1.1.1 Vị trí địa lý:
- Hồ chứa nước Xuân Phước, dự kiến xây dựng trên sông Trà Bương, thuộc địa
phận xã Xuân Phước, huyện Đồng Xuân, tỉnh Phú Yên, cách thị trấn La Hai khoảng
15km về phía Tây - Nam và cách thị xã Tuy Hòa khoảng 60 km về Tây - Bắc.
- Sông Trà Bương là một nhánh cấp 1 bờ hữu của sông Kỳ Lộ, một sông lớn ở
phía Bắc tỉnh Phú Yên. Sông Trà Bương bắt nguồn từ đỉnh núi Chang Chang cao trên
900 m và dãy núi nhà Tót cao khoảng 700 m, chảy theo hướng Tây Bắc- Đông Nam
lượn quanh sườn núi phía Nam dãy núi Trà Bương cao trên 540m và chuyển hướng
chảy ngược về hướng Tây Bắc - Đông Nam, cách cửa biển khoảng 25km.
- Lưu vực sông Trà Bương tính đến vị trí hồ chứa được giới hạn trong phạm vi

vĩ độ Bắc từ 13
0
11’ đến 13
0
20’ và kinh độ Đông từ 108
0
55’ đến 109
0
5’, có diện tích
hứng nước khoảng 126 km
2
.
- Công trình hồ chứa nước Xuân Phước dự định đặt trên đoạn sông có tọa độ
109
0
2
’
31
’’
kinh độ Đông và 13
0
17’29” vĩ độ Bắc. Tại đây lũng sông đã được thu hẹp lại
khi mở rộng thành một lòng chảo trước khi mở ra một Bình Nguyên ở hạ du. Vì thế
nơi đây có điều kiện tự nhiên đắp đập ngăn sông tương đối ngắn, tạo nên một hồ chứa
nước.
- Khu hưởng lợi của công trình chạy dài ven theo hai bên bờ tả và hữu của sông
Trà Bương. Chủ yếu là bên bờ hữu (nằm ở phía Nam). Khu hưởng lợi có rộng trung
bình 2km, chiều dài gần 10km nằm trong phạm vi vĩ độ Bắc từ 13
0
17’30” đến

13
0
22’30”, và kinh độ Đông từ 109
0
2’31” đến 109
0
6’40”, có diện tích khoảng 23 km
2
bao gồm 15.000ha đất đã được khai phá trồng trọt lâu đời nhưng đang thiếu nước của
hai xã Xuân Phước và Xuân Quang, và một phần thị trấn La Hai.
1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo:
1.1.2.1 Các bản đồ về địa hình, địa chất.
Các tài liệu này bao gồm:
- Bình đồ lòng hồ tỷ lệ 1/5000, diện tích 3 km
2
.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
4
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
- Bình đồ khu vực công trình đầu mối tỷ lệ 1/1000, diện tích 0,35 km
2
- Các mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, các hạng mục công trình đầu mối
- Bình đồ khu tưới tỷ lệ 1/10000, diện tích 23km
2
.
- Bình đồ tuyến kênh chính tỷ lệ 1/500; các trắc dọc, trắc ngang tuyến kênh cấp
I (N
1
và N
2

) dài khoảng 16 km, bình đồ các vị trí vượt sông, suối tỷ lệ 1/200.
1.1.2.2 Các đặc trưng của hồ chứa.
Căn cứ bình đồ lòng hồ tỷ lệ 1/5000 và tuyến đã xác định, lập được các quan hệ
Z~W và Z~F.
Bảng 1-1: Bảng quan hệ Z~W và Z~F
Z(m) 25 26 27 28 29 30 31 32 33
F(km
2
) 0,34 0,45 0,59 0,7 0,8 0,9 1,02 1,15 1,25
W(10
6
m
3
) 0,35 0,735 1,255 1,9 2,65 3,5 4,46 5,55 6,75
Z(m) 34 35 36 37 38 39 40 41 42
F(km
2
) 1,35 1,45 1,5 1,68 1,83 1,94 2,05 2,27 2,54
W(10
6
m
3
) 8,05 9,45 10,96 13,4 15,3 19,1 20,1 23,8 29,1
Hình 1-1: Biểu đồ quan hệ Z~F, Z~W
Mực nước hạ lưu sau đập: Z
min
= 18,3 m; Z
max
= 19 m;
1.1.2.3 Đặc điểm chung.

* Đặc điểm đồi núi:
- Địa hình của vùng nghiên cứu bị phân cách mạnh và sâu. Loại núi cao từ
100m trở lên sườn núi dốc tới 30
0
đến 45
0
, loại đồi thấp trên dưới 50m có sườn dốc
thoải từ 15
0
đến 25
0
.
- Dựa vào nguồn gốc và hình thái của khu vực ta có thể phân thành 2 dạng địa
hình địa mạo: dạng bào xói bóc mòn và dạng tích tụ.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
5
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
+ Dạng bào xói bóc mòn: bao gồm toàn bộ các dải núi, đồi bao quanh lòng hồ
và khu đầu mối. Các nham thạch cấu tạo các dãy núi này là:
Trên mặt là đất á sét chứa dăm sạn hoặc đá tảng dày khoảng 2 m.
Bên dưới là đá granit hạt trung đến thô nứt nẻ mạnh và đá anđezit
Vì vậy dạng địa hình này nơi nào bị tác động manh của quá trình bào xói sẽ lộ
đá gốc nhất là sườn núi dốc như dải núi thấp bên vai phải của tuyến đập I và II.
+ Dạng tích tụ: Phân bố dọc theo sông Trà Bương tạo thành các dải bồi và thềm
sông nhỏ nó chiếm hầu hết khu tưới hạ lưu, địa hình dạng này tương đối bằng phẳng.
Nham thạch cấu tạo dạng tích tụ bao gồm các bồi tích á sét, á cát và cuội sỏi.
* Đặc điểm sông suối
- Sông Trà Bương bắt nguồn từ các dải núi cao ở phía Nam, đoạn đầu dài
khoảng 4km chảy theo hướng Nam - Bắc, đoạn tiếp theo tới tuyến đập sông chảy theo
hướng Tây Nam - Đông Bắc.

- Dòng sông Trà Bương trong khu vực công trình về mùa khô chỉ rộng khoảng
10 đến 20 m, độ sâu trung bình khoảng 0,5m, nước chảy chậm.
- Về mùa mưa lũ lòng sông Trà Bương mở ra rất rộng, chỗ vùng tuyến phình ra
tới hàng trăm m, nước dâng cao từ 5 đến 10m và chảy xiết.
- Đặc biệt ở bờ trái tuyến 2 có một bầu nước gọi là Bầu Da có kích thước
khoảng 35x140m không bao giờ cạn nước, nguyên nhân hình thành Bầu Da có thể do
đá gốc phía thượng lưu Bầu Da nhô ra là vật cản tích tụ cát, cuội, sỏi và dần dần nó
được tách ra khỏi dòng chảy chính.
1.1.2.4 Khu vực lòng hồ.
Lòng hồ khá nông và rộng gần như vuông có chiều mỗi cạnh khoảng hơn 1km,
xung quanh có núi cao bao bọc như hòn Cấm cao khoảng 207 m, hòn Cao cao khoảng
148m. Đáy hồ có độ cao trung bình từ 23
÷
24m, các yên ngựa ở xung quanh đều trên
40m, diện tích hứng nước lưu vực là 126 km2, chiều dài sông đến đập dài 26,2km.
1.1.2.5 Khu vực công trình đầu mối.
- Trên khu vực đoạn sông nghiên cứu các tuyến đập dâng có địa hình hai vai
thoải tương đối hoàn chỉnh. Tuy khoảng cách có rộng làm cho tuyến đập dài từ 500
đến 600m, mặc dù đây là chỗ hẹp nhất từ vùng đồi núi mở ra vùng bình nguyên phía
hạ lưu.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
6
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
- Ở phía bờ tả có eo yên ngựa rộng, điều kiện địa hình tương đối tốt và hoàn
chỉnh có thể bố trí tràn xả lũ.
- Tuyến cống lấy nước dự kiến đặt ở bên hữu đập (bờ hữu sông), tùy địa hình,
địa chất và các yếu tố liên quan, ta sẽ nghiên cứu và xác định cao trình đặt cống ở các
chương sau
1.1.2.6 Khu hưởng lợi.
- Khu tưới khá bằng phẳng, thấp dần từ thượng lưu về hạ lưu có cao độ khoảng

+20m trở xuống. Và thấp dần từ hai sườn xuống lũng sông, có cao độ từ 10 đến 12 m,
chỗ thấp nhất 8m.
- Đặc điểm khu tưới khá đơn giản, hai bên sườn núi thấp, giữa là thung lũng
đồng bằng vì vậy việc bố trí hệ thống tuyến kênh mương tương đối thuận lợi, tuy có bị
phân cách nhiều nên công trình vượt khe suối cũng có nhiều nhưng những công trình
này đều nhỏ, lưu lượng dẫn thấp nên không đáng ngại.
- Đối với tuyến kênh chính sau cống lấy nước đến điểm chia nước dài khoảng
1,2km, đi qua địa hình tương đối phức tạp, đoạn đầu kênh vượt qua sườn núi khá dốc
(đến 250) sau đó đi vòng hoặc vượt qua khe cạn. Tuy nhiên kênh chính chỉ chuyển tải
lưu lượng không lớn (Q
TK
= 2,1 m3/s) vì thế cũng không phức tạp trong việc bố trí và
thi công.
- Đối với kênh cấp I (N
1
và N
2
) thì đều men theo hai khu tưới ở về hai phía
thềm tả và thềm hữu của sông Trà Bương. Do tuyến kênh bị phân cắt nhiều do vậy
phải chú trọng việc phòng lũ quét để bảo vệ kênh và các công trình trên kênh, cần phải
nạo vét tu sửa các tuyến kênh sau mỗi mùa mưa lũ.
1.1.3 Điều kiện thủy văn khí tượng:
1.1.3.1 Đặc điểm khí tượng.
Vùng lưu vực sông Trà Bương thuộc tiểu vùng khí hậu miền núi thấp mưa vừa
của tỉnh Phú Yên nằm trên phía Tây của vùng đồng bằng duyên hải Đồng Xuân, Tuy
An, Tuy Hòa. Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1500mm đến 2000mm, năm thấp
nhất xuống dưới 1000mm, năm cao nhất 2000mm.
Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 26
0
C, tháng nóng nhất ở vùng thung lũng

khuất gió bị đốt nóng nhiều, kém lưu thông, nhiệt độ lên đến 41
0
C, gió Tây khô nóng
xuất hiện sớm và mạnh, tốc độ gió lớn nhất đo được trên 20 m/s. Độ ẩm không khí
trung bình hàng năm là 82%.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
7
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
Vùng công trình cũng chịu ảnh hưởng của bão lốc, bão thường tập trung vào
tháng 6 đến tháng 12, bão ở khu vực công trình nói riêng và Phú Yên nói chung không
nhiều, trung bình mỗi năm có một trận, năm nhiều có hai trận, có nhiều năm không có
bão. Bão gây gió to mưa lớn ảnh hưởng phạm vi rộng có khi tốc độ gió lên đến 35m/s
đến 37m/s. Trận bão ngày 8/11/1964 vào Phú Yên tốc độ gió khoảng 36 m/s, lượng
mưa đạt 655mm trong 5 ngày làm ngập nhiều ruộng đất canh tác và nhà cửa.
Hàng năm, vùng công trình cũng có khoảng 5 đến 10 ngày có sương mù vào
các tháng mùa đông, sương mù gây cản trở giao thông và quang hợp của cây trồng
nhưng chỉ ở mức độ nhỏ không kéo dài.
Từ những đặc điểm về nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa hàng năm ở vùng công trình
ta thấy về cơ bản rất thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng.
Các đại lượng đặc trưng của khí tượng thuỷ văn được thống kê theo trạm khí
tượng Sơn Hoà như sau:
Bảng 1-2: Nhiệt độ không khí trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất hàng tháng
Tháng
đặc
trưng
I II III IV V VI VII VIII IX X XII XII
TB
năm
T(
0

C) 21,9 22,6 25,7 27,6 29,0 28,3 28,3 28,1 26,8 25,1 24,4 22,4 25,9
T
max
(
0
C) 35,4 38,4 39,2 40,1 40,5 39,8 38,0 38,0 36,9 38,4 31,0 32,8 40,5
T
min
(
0
C) 13,1 13,7 16,3 17,2 21,3 21,9 20,9 21,7 21,5 17,9 15,8 15,0 13,1
Bảng 1-3: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình nhỏ nhất hàng tháng:
Tháng đặc trưng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
TB
năm
W(%) 84 84 84 83 80 74 74 76 82 86 87 85 82
W
min
(%) 37 38 29 27 24 21 31 31 33 32 41 32 21
Bảng 1-4: Tốc độ gió theo hướng vuông góc với đập theo các tần suất:
Tần suất P% 4% 10% 50%
Vận tốc gió V (m/s) 26 22 16
Đà gió D = 1,30 (Km), D’ = 1,42 (Km).
1.1.3.2 Bốc hơi.
Bốc hơi lưu vực: Z
0
= 890 (mm/năm), bốc hơi mặt hồ: Z =1386,2 mm/năm
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
8
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2

Bảng 1-5: Bảng phân phối lượng bốc hơi hàng tháng cho như sau:
Thán
g
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
∆Z
(mm)
71,6 71,2 86,8 94,5 136,7 189,0 147,6 199,6 172,2 69,4 69,3 78,3 1386
1.1.3.3 Đặc điểm lưu vực và dòng chảy chuẩn tại công trình đầu mối.
Diện tích lưu vực: F
lv
= 126 km
2
Chiều dài sông đến đập: L
s
= 26,2 km.
Lượng mưa bình quân nhiều năm: X
0
= 1500 mm
Lớp dòng chảy bình quân nhiều năm: Y
0
= 610 mm.
Modun dòng chảy bình quân nhiều năm: M
0
= 19,4 l/s/km
2
Lưu lượng bình quân nhiều năm: Q
0
= 2,04 m
3
/s.

Tổng lượng dòng chảy bình quân nhiều năm: W
0
= 64,33.10
6
m
3
Hệ số phân tán C
v
= 0,45; Hệ số thiên lệch: C
s
= 2.C
v
Bảng 1-6: Dòng chảy bình quân ứng với tần suất bảo đảm P = 75%
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
TB
năm
Q75%
(m
3
/s)
0,88 0,48 0,36 0,22 0,21 0,23 0,18 0,18 0,66 4,2 6,0 3,6 1,43
Bảng 1-7: Dòng chảy lũ: Lưu lượng và tổng lượng lũ theo các tần suất:
P% 0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 1,0
Qmax(m
3
/s) 1313 1197 1065 915 72,5 58,1
Wmax(10
6
m
3

) 55 50,5 45 39,2 31,4 25,6
Bảng 1-8: Đường quá trình lũ P = 1%, tương ứng với Q1max = 1065 m3/s. t = 8h.
t Q t Q t Q t Q
0,25 8,30 2,25 81,70 4,25 347,60 6,25 49,20
0,50 13,70 2,50 139,00 4,50 231,40 6,50 42,80
0,75 18,20 2,75 255,20 4,75 152,20 6,75 35,00
1,00 29,40 3,00 538,60 5,00 113,50 7,00 28,60
1,25 51,90 3,25 807,00 5,25 91,50 7,25 19,00
1,50 96,80 3,50 1 065,00 5,50 76,80 7,50 15,00
1,75 97,70 3,75 932,80 5,75 63,80 7,75 11,00
2,00 70,50 4,00 686,40 6,00 56,20 8,00 7,00
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
9
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
Bảng 1-9: Quá trình lũ P = 0,2%, ứng với Q1max = 1313 m3/s; t = 8h.
t Q t Q t Q t Q
0,25 10,70 2,25 100,00 4,25 391,90 6,25 56,30
0,50 17,30 2,50 210,00 4,50 247,80 6,50 50,20
0,75 24,00 2,75 400,50 4,75 174,30 6,75 40,60
1,00 43,00 3,00 749,00 5,00 134,20 7,00 29,30
1,25 78,50 3,25 1 072,00 5,25 108,20 7,25 21,90
1,50 134,20 3,50 1 313,00 5,50 90,90 7,50 17,60
1,75 111,40 3,75 1 103,00 5,75 75,80 7,75 13,30
2,00 94,40 4,00 749,00 6,00 66,80 8,00 9,00
1.1.3.4 Bùn cát:
Dòng chảy rắn: Qua đo đạc có ρ
0
= 90 g/m
3
; Q

0
= 2,04 m
3
/s; γ
bc
= 0,9 T/m
3
.
1.2 Điều kiện địa chất:
1.2.1 Sơ lược địa chất vùng hồ .
Từ tài liệu địa chất, căn cứ vào điều kiện sinh thành có thể phân nham thạch
thành 2 hệ: - Hệ trầm tích kỷ đệ tứ (Q4)
- Hệ đá macma cổ tuổi (γ
4
VC).
Trong khu vực lòng hồ bên trên là lớp cát, cuội, sỏi, lòng sông là các lớp á cát
mùn hữu cơ phân bố tại các mép sườn đồi, tiếp đến là các lớp á sét nhẹ, kết cấu chặt
vừa trạng trái cứng, bên dưới là lớp đá macma cổ được xếp vào phức hệ căn canh (γ
4
VC) gồm đá granit và đá andezic dạng á xâm nhập phần trên phong hóa nứt nẻ.
Kết quả khảo sát nghiên cứu cho thấy lòng hồ Xuân Phước có ba hệ khe
nứt chính song các khe nứt hẹp, mặt khe phẳng không gây mất nước vì chúng đã được
nhét kín. Độ hút nước đơn vị nhỏ.
1.2.2 Địa chất công trình vùng tuyến.
1.2.2.1 Tuyến đập chính.
Từ trên xuống dưới vùng giáp lòng sông và hai bên đập địa tầng gồm các lớp:
Lớp 1: Cát, cuội, sỏi lòng sông dày trung bình 1÷4,5m, hệ số thấm K=5.10
-3
cm/s không lấy được mẫu thí nghiệm.
Lớp 2: Á cát mùn hữu cơ mềm yếu, màu xám nguồn gốc (DL,EL)Q4. Dày

trung bình 1,5m phân bố 2 bên vai đập.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
10
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
Lớp 4: Đá granit, phần trên phong hóa nứt nẻ nhẹ, khe nứt hẹp, mặt khe phẳng,
các khe được nhét kín. Phạm vi nứt nẻ 2
÷
2,5m, lượng hút nước đơn vị q=0,026 l/phút.
1.2.2.2 Tuyến tràn.
Tuyến tràn dự định tại yên ngựa số 1. Bên tả có cao trình tự nhiên +35.75m.
Địa chất tuyến tràn gồm các lớp:
Lớp 3: Á sét nhẹ màu nâu vàng. Kết cấu chặt vừa, trạng thái cứng nguồn gốc
(EL) Q4 dày trung bình 1,5m dọc tuyến tràn.
Lớp 4: Đá granit, phần trên phong hóa nứt nẻ nhẹ, khe nứt hẹp, mặt khe phẳng,
các khe được nhét kín. Phạm vi nứt nẻ 2
÷
2,5m, lượng hút nước đơn vị q = 0,026
l/phút.
1.2.2.3 Tuyến cống
Theo yêu cầu tưới, cống lấy nước bố trí bên phải tuyến đập.
Địa chất tuyến cống: Cống đi qua các lớp (2), (4) như tuyến đập.
Bảng 1-10: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền
Các đặc trưng
Đơn vị
Lớp đất
2 3
Thành phần hạt: Sét
Bụi
% 12 48,2
% 26 19

% 44 24
% 28 14,8
Giới hạn chảy WT % 18,65 38,5
Giới hạn dẻo WP % 10,3 25
Chỉ số dẻo W
N
% 8,4 13,5
Độ sệt 0,61 0,28
Độ ẩm tự nhiên % 7,6 11,8
Dung trọng tự nhiên T/m
3
1,67 1,81
Dung trọng khô T/m
3
1,4 1,62
Tỷ trọng 2,62 2,67
Độ rỗng n % 42 36
Tỷ lệ khe hở 0,53 0,58
Độ bão hòa G % 70,4 61,1
Góc ma sát trong Độ 12,4 18,56
Lực dính C Kg/cm
2
0,06 0,15
Hệ số ép lún a Cm
2
/kg 0,056 0,041
Hệ số thấm k cm/s 6.10
-4
1,2.10
-5

Sức chịu tải đất nền(lớp 3)
1,5÷2
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
11
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
1.3 Địa chất thủy văn:
Diện tích lưu vực sông Trà Bương có diện tích 126 km
2
tính với đoạn tuyến
đập. Độ dốc của lòng sông chia làm hai đoạn:
- Đoạn đầu thượng nguồn tới quá ngã ba sông Kè và sông Trà Bương chảy
trong núi cao có độ dốc rất lớn.
- Đoạn sau về tới tuyến đập sông Trà Bương chảy trong vùng đồi núi thấp, có
độ dốc giảm nhỏ i=5
÷
6%, tạo điều kiện hình thành các tích tụ trong lòng hồ.
1.3.1 Nước mặt.
Nước mặt chủ yếu ở đây là nước của sông Trà Bương và sông Kè, bắt nguồn từ
các dãy núi cao trên dưới +400m ở phía Nam và phía Đông Nam lòng hồ. Chế độ nước
mặt thay đổi theo mùa, mùa mưa các nhánh suối nhỏ của hai con sông nói trên đổ về
làm cho nước sông lên nhanh, ngập tràn cả thềm cuội sỏi hai bên bờ, ngập cả Bầu Da
và chảy xiết với lưu lượng hàng nghìn m
3
/s. Mùa khô các nhánh suối nhỏ đều cạn kiệt,
chỉ còn sông chính là có nước, ở thượng lưu dòng chảy mạch khá hơn, đến đoạn từ
trung du (vòng tuyến xây dựng công trình) trở về hạ lưu cửa sông thì dòng chảy mặt
gần như không đáng kể có lúc đo được chỉ khoảng 20
÷
30 l/phút. Riêng nước ở Bầu
Da chưa bao giờ khô cạn.

1.3.2 Nước dưới đất.
Căn cứ vào tính chất của nham thạch và qua các hố thăm dò trong khu vực
nghiên cứu, nước dưới đất bao gồm nước trong lớp phủ đệ Tứ (cát, sỏi, cuội ) và trong
đá gốc phân hóa nứt nẻ.
1.3.3 Nước ngầm trong lớp phủ đệ Tứ.
Chủ yếu nằm trong tầng cát, cuội, sỏi lớp (2c) và (2d) có k =(2
÷
5).10-2 cm/s.
Tầng nước này tương đối phong phú, gương nước ngầm thường sâu, cách mặt đất trên
dưới 2m và trữ lượng nước dày từ 3
÷
4m, tầng cách nước dưới đó là tầng đá gốc thấm
nước yếu.
Nước ngầm trong tầng này có quan hệ trực tiếp với nước lưu vực, nước sông và
nước trong Bầu Da; nước trong Bầu Da cũng do nước ngầm trong tầng cuội sỏi cát ở
thượng lưu và nước khe nứt của đá gốc bù đắp. Sau khi xây dựng đập có chân khay
chống thấm cắt qua tầng này thì toàn bộ lượng nước được trữ lại.
1.3.4 Nước trong khe nứt:
Trong đới khe nứt nước ngầm cũng nghèo, tại các điểm nước ở chân núi cũng
như quan sát được trong các hố đào ở chân đồi nước thấm rỉ ra rất nhỏ qua kết quả ép
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
12
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
nước thí nghiệm trong hố khoan tại tuyến đập II cũng cho thấy lượng mất nước đơn vị
q=0,17 l/phút.m, xấp xỉ bằng 0,24 m
3
/ngày đêm.
Nước khe nứt dao động theo mùa. Mùa mưa mực nước ngầm sâu cách mặt đất
khoảng 3
÷

4m, mùa khô cách mặt đất khoảng 6
÷
7m. Qua đó chứng tỏ biên độ dao
động của khe nước không lớn lắm.
Mực nước ngầm ổn định đo được tại các hố khoan cho thấy gương nước ngầm
tại tuyến xây dựng nằm khá cao, nhất là ở hai bên vai, có độ cao khoảng +36
÷
+38m ở
vai phải và vai trái khoảng +22
÷
24m ở thềm phải. Qua đây chứng tỏ không đáng lo
ngại về khả năng mất nước qua các vai và tuyến công trình sau khi hồ dâng nước.
1.3.5 Tính chất hóa học của nước
Kết quả thí nghiệm cho thấy nước ngầm và nước mặt trong khu vực nghiên cứu
đều trong suốt không màu, không mùi vị , không thấy có cặn lắng đọng. Về thành
phần hóa học đều không có tính ăn mòn bê tông và bê tông cốt thép với những kích
thước công trình dày 0,5
÷
2,5, kể cả trong điều kiện công trình làm việc có áp hay
không có áp.
1.4 Tình hình vật liệu xây dựng:
1.4.1 Đất đắp đập.
Qua kết quả khảo sát thăm dò 5 bãi vật liệu (3 bãi hạ lưu A, B, E và hai bãi
thượng lưu C và G) đã loại bỏ bãi C và G vì trữ lượng nhỏ và đất không phù hợp. Qua
đánh giá việc sử dụng các lớp đất 1a, 1b, 2a, 2b đã đề nghị nên sử dụng 3 loại đất để
đắp đập là lớp 1a, 2a và 1b. Sau đây là đặc điểm của 3 loại đất nói trên:
Lớp đất (1a).
- Á sét nhẹ màu xám phớt vàng, trạng thái cứng, kết cấu kém chặt, đất hơi ẩm
và khô, nguồn gốc là (A1, Q4) khối lượng tương đối nhiều, đất khá tốt, có thể dùng để
đắp thượng hạ lưu đập.Các chỉ tiêu cơ thấm của đất như bảng

Đất chế bị có độ ẩm W
cb
= 13%, dung trọng khô chế bị
K
cb
γ
= 1,6 T/m
3
Lớp đất (1b).
Á sét từ vừa đến nặng, màu nâu gụ xám vàng, ở trạng thái nửa cứng, kết cấu
chặt vừa trong đất có lẫn ít dăm sạn. Nguồn gốc (A1,Q4) khối lượng nhiều, đất tốt hơn
lớp (1a) có thể dùng làm tường lõi chống thấm, đắp phần thượng lưu đập. Các chỉ tiêu
cơ thấm của đất như bảng phụ lục P1.2.
Đất chế bị có độ ẩm W
cb
= 16%, dung trọng khô chế bị
K
cb
γ
= 1,6 T/m
3
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
13
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
Bảng 1-11: Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập
Các đặc trưng
Đơn vị Lớp đất
1a 1b
Thành phần hạt: Sét
Bụi

Cát
Cuội,sỏi
% 11.8 21,4
% 15.5 30,4
% 68.1 46
% 4.6 2,2
Giới hạn chảy WT % 22.6 32,3
Giới hạn dẻo WP % 13.8 18,3
Chỉ số dẻo W
N
% 8.8 14
Độ ẩm tự nhiên % 12,5 12
Dung trọng tự nhiên T/m
3
1,733 1,75
Dung trọng khô T/m
3
1,54 1,56
Tỷ trọng 2,66 2,68
Độ rỗng n % 36,5 32,8
Hệ số rỗng 0,656 0,489
Độ bão hòa G % 78,9 87,7
Góc ma sát trong Độ 20 12
Lực dính C Kg/cm
2
0,23 0,2
Mođuyn biến dạng E Kg/cm
2
250 180
Hệ số thấm k cm/s 5.10

-5
1.10
-5
Lực dính kết C
bh
Kg/cm
2
0,184 0,18
Góc ma sát trong bão hoà Độ 18 10
1.4.2 Vật liệu cát, cuội, sỏi.
Công tác khảo sát chỉ tiến hành ở các mỏ lộ thiên còn các mỏ có lớp đất phủ
trên mặt bỏ qua, vì trong phạm vi nghiên cứu 4 đến 5 km tính từ tuyến đập 2. Loại vật
liệu này tương đối phong phú, ở đây chỉ nêu các bãi có cự ly gần trong phạm vi
khoảng 2 km.
- Bãi C2: Giáp bãi đất C thượng lưu, nối liền với thềm cát, cuội, sỏi nền đập
chính. Bãi này nằm trong lòng hồ, kích thước bãi 100x800m khối lượng khai thác
16000 m
3
.
- Bãi CSI: bãi này nằm giữa tuyến đập I và tuyến đập II cách hạ lưu tuyến I
khoảng 300 m, mỏ này chủ yếu là cát, sỏi, cuội; diện tích bãi khoảng 120x400 m khối
lượng khai thác 144000 m
3
.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
14
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
- Bãi CSII: Bãi này nằm ở hạ lưu tuyến đập I khoảng 800m , kích thước bãi
60x200 m, khối lượng khai thác khoảng 36000 m
3

. Cự ly vận chuyển từ 1 đến 1,5 km,
kết quả thí nghiệm cho biết chất lượng tương đối tốt, có thể làm cốt liệu cho bêtông,
hoặc gia tải thượng hạ lưu đập. Trữ lượng khai thác đủ để xây dựng các hạng mục
công trình đầu mối.
1.4.3 Vật liệu đá.
Kết quả thăm dò cho biết đá granit phân bố ở quả núi vai phải đập tuyến
đập I có thể khai thác thuận lợi ở tầng phủ và tầng phong hóa mạnh đến vừa tương đối
mỏng khoảng 3
÷
4m bên dưới là tầng phong hóa nhẹ, tại quả núi này có hai vị trí có
thể khai thác được:
- Ở ngay tại tim vai phải tuyến đập I từ cao trình trở lên vừa tận dụng đá đào
kênh và khai thác luôn đá phần trên kênh.
- Ở mỏm sườn núi nhô ra ở thượng lưu chỗ mặt cắt kênh kéo ra cách tim tuyến
đập I chừng 120 m.
Kết quả nghiên cứu kết luận: Đá ở đây có chất lượng tốt, trữ lượng đủ cung cấp
cho xây dựng công trình.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
15
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
Chương 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ,
NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
2.1 Tình hình dân sinh kinh tế:
2.1.1 Dân cư và đời sống.
Khu vực hưởng lợi, gồm các xã Xuân Phước, Xuân Quang và một phần thị trấn
La Hai và trại cải tạo A
20
, dân số có khoảng 18.000 người, trong đó phần lớn là sản
xuất nông nghiệp, một số là cán bộ công nhân viên, một số người dân làm nghề đốt
than, buôn bán nhỏ hoặc thợ thủ công…

2.1.2 Phân bố ruộng đất và sản xuất nông nghiệp.
Diện tích đất canh tác nông nghiệp nằm dọc theo hai bờ sông Trà Bương với
hiện trạng và tương lai diện tích được điều tra nghiên cứu như sau:
Bảng 2-12: Diện tích đất canh tác nông nghiệp
Trước khi có công trình Sau khi có công trình
Loại cây
Đông Xuân
(ha)
Hè thu
(ha)
Tổng (ha) Loại cây
Đông Xuân
(ha)
Hè thu
(ha)
Tổng (ha)
Lúa 887 148 1035 Lúa 1050 420 1470
Lạc 168 0 168 Lạc 50 600 650
Màu 195 244 439 Màu 0 200 200
Mía 250 250 Mía 400 400
Tổng cộng 1892 Tổng cộng 2720
2.1.3 Giao thông vận tải.
Mạng lưới giao thông trong khu vực tuy tương đối đầy đủ nhưng bị xuống cấp
nghiêm trọng, cầu cống trên đường hư hỏng nhiều, hệ thống điện lưới chưa được quy
hoạch hiện đại và đầy đủ. Khi xây dựng công trình cần có kế hoạch đầu tư thích đáng
vào công tác khôi phục nâng cấp khôi phục nâng cấp để phục vụ tốt cho tiến độ thi
công công trình.
2.1.4 Các ngành kinh tế trong khu vực.
Trong khu hưởng lợi các ngành kinh tế khác như lâm nghiệp, chế biến gỗ, sản
xuất gạch ngói, làm đường từ mía hoặc mua bán nhỏ chiếm tỷ lệ rất thấp trong vùng.

SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
16
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
2.2 Hiện trạng thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình:
2.2.1 Tình hình nguồn nước.
Đất đai ở đây tương đối màu mỡ xong do thiếu hụt nguồn nước nên khả năng
canh tác rất hạn chế, chủ yếu trông chờ vào nước trời, năng suất rất thấp. Nếu có hệ
thống thủy lợi tưới tiêu một cách chủ động, khoa học thì vùng này không những có
khả năng tự túc về lương thực mà còn có khả năng cân đối một phần cho một số vùng
lân cận khó khăn hơn ở trong huyện.
2.2.2 Hiện trạng về các công trình thủy lợi.
Là một trong những huyện nghèo nhất của tỉnh Phú Yên, trình độ phát triển còn
thấp, mạng lưới y tế, giáo dục, giao thông, thông tin liên lạc còn hạn chế. Nguồn thu
nhập của nhân dân vùng hưởng lợi chủ yếu là nông nghiệp, làm nương rẫy, đốt than…
Tuy vậy, tình hình an ninh trật tự an toàn xã hội tương đối tốt, một phần vì có
trại cải tạo A
20
, một phần chính quyền địa phương quán triệt và thực hiện tốt các chủ
trương, chính sách của đảng và nhà nước về truy quét tội phạm trong cả nước. Đây
chính là điều kiện hết sức thuận lợi cho việc thi công xây dựng công trình.
2.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội của địa phương.
Phương hướng phát triển kinh tế của huyện trong những năm trước mắt là tập
trung sản xuất nông nghiệp, lấy việc sản xuất lúa làm chủ yếu, bảo đảm tự túc được
lương thực tại chỗ, ổn định cuộc sống nhân dân làm cơ sở vật chất cho sự phát triển
của các ngành kinh tế khác như khai thác các thế mạnh về rừng, đất rừng chế biến các
sản phẩm nông nghiệp cùng các tiềm năng khác của địa phương.
Để thực hiện phương hướng phát triển chung của huyện Đồng Xuân, đặc biệt
khu vực trọng điểm lúa ven sông Trà Bương thì biện pháp thủy lợi duy nhất và thực thi
là xây dựng hồ chứa Xuân Phước đáp ứng yêu cầu nước phục vụ nông nghiệp và các
yêu cầu dùng nước khác.

2.4 Nhiệm vụ công trình.
Thông qua tính toán thủy lợi xác định được nhưu cầu dung nước theo bảng sau:
Bảng 2-13: Yêu cầu dùng nước
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
W
yc
(10
6
m
3
) 1,83 1,1 1,07 1,07 2,09 1,98 1,7 0,8 0,46 0,03 1,79 2,7
Cao trình tưới tự chảy ∇
TTC
= +26,8 m. Cấp nước tưới chủ động 2 vụ 1500 ha
ruộng lúa, cấp nước sinh hoạt.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
17
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ CHỌN PHƯƠNG ÁN
Chương 3: PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
3.1 Vị trí tuyến công trình đầu mối:
Lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình, bố trí các công trình đầu mối là công
tác quan trọng nhất trong các giai đoạn thiết kế. Nó quyết định quy mô, kích thước,
hiệu ích và hàng loạt các ảnh hưởng khác mà công trình đem lại.
Vị trí xây dựng công trình hợp lý là vị trí mà sau khi ta xây dựng công trình tại
đó sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất và đáp ứng được yêu cầu, nhiệm vụ đặt ra với
công trình. Nghĩa là đối với điều kiện kĩ thuật hiện có, ta hoàn toàn có thể xây dựng
được công trình tại vị trí chọn thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật đặt ra đối với công trình
với giá thành xây dựng hợp lý nhất.
Căn cứ vào tài liệu quy hoạch, kết hợp các tài liệu địa hình, địa chất, vật liệu

xây dựng, nhiệm vụ và quy mô công trình… Qua quá trình phân tích, đánh giá ta chọn
được vị trí xây dựng công trình và bố trí các công trình đầu mối như sau:
3.1.1 Vị trí đập ngăn sông.
Qua khảo sát và nghiên cứu địa hình, địa mạo, địa chất, vật liệu xây dựng và
khả năng thi công trên lưu vực sông Trà Bương để tạo thành hồ chứa, ta đã tìm được
một tuyến được coi là hợp lí nhất (thỏa mãn được hầu hết các yêu cầu đặt ra với tuyến
công trình) để xây dựng đập.
Tuyến đập được chọn là tuyến chạy từ bờ trái qua điểm HT
11
ở cao trình 34,2 và
cắt ngang qua lòng sông sang bờ phải qua điểm HĐ
19
ở cao trình 36,5. Đây là tuyến
đập ngắn nhất, điều kiện địa hình, địa chất tại nơi tuyến đập đi qua đều rất thích hợp
cho ta xây dựng một đập dâng bằng vật liệu địa phương.
3.1.2 Vị trí tràn xả lũ.
Dựa vào điều kiện địa hình địa chất lòng sông ở thượng lưu và hạ lưu tuyến đập
ta quyết định chọ vị trí tuyến tràn về phía bờ trái của đập, qua cao trình tự nhiên
+35,75m.
3.1.3 Vị trí cống.
Theo yêu cầu khu tưới, cống lấy nước bố trí phía bên phải.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
18
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
3.2 Giải pháp công trình và thành phần công trình:
3.2.1 Đập ngăn sông.
Điều kiện địa hình, địa chất công trình khu vực tuyến đập, đặc trưng dòng chảy
thủy văn và khả năng bố trí công trình dẫn dòng cho thấy tuyến đập lựa chọn chỉ phù
hợp với loại đập đất nhất bởi các nguyên nhân sau đây:
- Nhìn vào bình đồ ta thấy tuyến đập tương đối dài, địa chất hai vai đập không

đảm bảo để xây dựng được đập vòm, hoặc đập trụ chống. Nếu làm đập bê tông thì
không có lợi về kinh tế.
- Đập tương đối thấp chỉ khoảng trên 20 m.
- Vật liệu địa phương cung cấp cho xây dựng đập đất dồi dào.
- Loại đập đất được đắp bằng đất á sét: Loại đất 1a và 1b đã nêu ở phần tài liệu .
3.2.2 Tràn xả lũ.
Hình thức tràn xả lũ có thể:+ Đập tràn thực dụng hoặc đỉnh rộng.
+ Tràn có cửa van hoặc không có cửa van
Nhưng theo điều kiện địa hình địa chất của tuyến tràn đã chọn ta chọn hình thức
ngưỡng tràn hợp lý nhất là đập tràn đỉnh rộng không cửa van. Và nối tiếp sau đập tràn
là dốc nước.
Hình thức tiêu năng: Từ điều kiện địa hình, địa chất, tuyến tràn, ta chọn hình
thức tiêu năng đáy bằng bể tiêu năng.
Cao trình đỉnh tràn: ∇
đỉnh tràn
= MNDBT
Chiều rộng tràn: ta chọn nhiều chiều rộng tràn khác nhau, từ đó chọn một chiều
rộng tràn hợp lý nhất.
Chiều dài dốc nước khoảng 100m, đoạn thu hẹp dài có chiều dài 20m; đoạn còn
lại có chiều dài là 80m; độ dốc dốc nước i = 10%
3.2.3 Cống lấy nước.
Cống lấy nước là cống hộp bằng bê tông, chảy không áp có tháp van để điều
tiết lưu lượng, Q
TK
= 2,1 m
3
/s.
3.3 Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế:
3.3.1 Cấp bậc công trình:
Theo QCVN 04-05: 2012 cấp công trình được xác định từ hai điều kiện:

- Xác định theo năng lực phục vụ của công trình trong hệ thống.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
19
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
- Xác định theo đặc tính kĩ thuật của các hạng mục công trình.
3.3.1.1 Xác định theo năng lực phục vụ của công trình trong hệ thống.
Tra trong QCVN 04-05:2002 với nhiệm vụ tưới cho 1500 ha ruộng của hồ chứa
nước Phú Xuân được công trình cấp IV.
3.3.1.2 Xác định theo đặc tính kĩ thuật của các hạng mục công trình.
Xác định theo loại vật liệu đập, chiều cao đập và tính chất nền.
+ Theo loại vật liệu đập: Đập được đắp bằng vật liệu đất có sẵn ở địa phương.
+ Theo chiều cao đập: chiều cao đập khoảng H
đ
= 25 m
+ Theo tính chất nền: Khi bóc 1 phần lớp cuội sỏi lòng sông, công trình được
đặt trên lớp lớp đất đá thuộc nhóm A
Kết hợp 3 chỉ tiêu về vật liệu đập, chiều cao đập và tính chất nền dựa vào
QCVN 04-05:2012 bảng 2.2 ta được cấp công trình là cấp II.
Căn cứ vào các chỉ tiêu nêu trên, hồ Phú Xuân sơ bộ là công trình là cấp II.
3.3.2 Các chỉ tiêu thiết kế:
3.3.2.1 Theo QCVN 04-05:2012
Tần suất đảm bảo tưới: P = 75%
Tần suất lũ thiết kế: P = 1 %
Tần suất lũ kiểm tra: P = 0,2 %
Hệ số tin cậy: K
n
= 1,15
Hệ số điều kiện làm việc: m = 1
Hệ số an toàn chung xác định theo công thức: [K] =
m

Kn
nc
.
=
1
15,1.
c
n
= 1,15n
c
+ Đối với tổ hợp tải trọng cơ bản (n
c
=1): [ K] = 1,15
+ Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt (n
c
=0,9): [ K] = 1,035
Hệ số lệch tải:
+ Với trọng lượng bản thân công trình: n = 1,05(0,95)
+ Áp lực thẳng do trọng lượng đất gây ra: n = 1,1(0,9)
+ Áp lực bên của đất: n = 1,2(0,8)
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
20
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
+ Trọng lượng lớp đất đá trên đường hầm: n =1,10(0.9)
+ Áp lực nước trực tiếp lên bề mặt công trình và nền, áp lực nước đẩy
ngược, áp lực nước thấm, áp lực kẽ rỗng: n = 1,0
+ Áp lực bùn cát: n = 1,2
+ Tác động của động đất: n = 1,1
+ Áp lực nước bên trong đường hầm kể cả nước va: n = 1,0
Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ chứa bị lấp đầy: T = 75 năm.

3.3.2.2 Theo TCVN 8216 - 2009:
Hệ số an toàn ổn định cho phép của mái đập: Tra bảng 7 được:
- Tổ hợp tải trọng cơ bản: [K] = 1,3
- Tổ hợp tải trọng đặc biệt: [K] = 1,1
Các hệ số gradient cho phép với đất đắp đập tra bảng 4-4
Tần suất gió thiết kế: Ở MNDBT: 4%, ở MN lũ thiết kế: 50%
Độ vượt cao an toàn: - Ở MNDBT: a = 0,7
- Ở MN lũ thiết kế: a’ = 0,5
- Ở MN lũ kiểm tra: a” = 0,2
3.4 Xác định các thông số hồ chứa:
3.4.1 Tính toán cao trình mực nước chết (MNC):
3.4.1.1 Mục đích ý nghĩa.
Dung tích chết là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng
chảy, chỉ khi nào vì điều kiện kinh tế kỹ thuật mới được sử dụng. Là phần dung tích
nằm ở dưới cùng của kho nước nên còn gọi là dung tích lót đáy.
Mực nước chết (MNC) là mực nước ứng với dung tích chết (Vc). MNC và Vc
có quan hệ với nhau theo đường đặc tính Z~W của hồ chứa.
Yêu cầu chính của xác định MNC và Vc là:
+ Phải chứa hết phần bùn cát lắng đọng, sạt lở trong thời gian hoạt động
của công trình.
+ Bảo đảm cao trình khống chế tưới tự chảy, nghĩa là MNC không nhỏ
hơn cao trình mực nước tối thiểu khống chế tưới tự chảy.
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
21
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
3.4.1.2 Tài liệu tính toán.
+ Đường đặc tính lòng hồ: Quan hệ (Z~F), (Z~W)
+ Lưu lượng dòng chảy rắn: Q
0
= 2,04 (m

3
/s)
+ Trọng lượng riêng bùn cát: γ
bc
= 0,9 (Tấn/m
3
).
+ Hàm lượng dòng chảy rắn:
0
ρ
= 90 (g/m
3
)
+ Cao trình khống chế tưới tự chảy là +26,8 (m).
3.4.1.3 Xác định MNC theo cao trình bùn cát lắng đọng.
Thể tích bùn cát lắng đọng: V
bc
= V
ll
+ V
dđ

Thể tích bùn cát lơ lửng xác định theo công thức:
bc
TW
K
γ
ρ

V

0
ll
=
(3-1)
T: Tuổi thọ công trình. Sơ bộ với công trình cấp III tra TCXDVN 285-2002 có
T = 75 năm.
ρ
: Hàm lượng bùn cát của dòng chảy,
0
ρ
= 90 (g/m
3
)
K: Hệ số lắng đọng trong hồ lấy K = 0,8
γ
bc
: Trọng lượng riêng của bùn cát γ
bc
= 0,9 (T/m
3
)
Kết quả tính toán được:
9,0
75.60.60.24.365.04,2.10.90
8,0V
6
ll
−
=
= 386.

3
10
(m
3
).
Thể tích bùn cát di đáy: V
dđ
= 20%.V
ll
= 20%. = 77200 (m
3
).
V
bc
= V
ll
+ V
dđ
= 386.
3
10
+ 77200= 463200 (m
3
) = 0,4632.10
6
(m
3
).
Tra quan hệ (Z ~ W) ta có Z
bc

= +25,213 (m).
a
h
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
22
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
Hình 3-2: Sơ đồ tính MNC theo cao trình bùn cát.
Z
c
1

= Z
bc
+ a + h
Với: + a = 0,4 m: độ cao an toàn tính từ mực nước bùn cát cho đến cao trình
đáy cống (chiều dày lớp nước đệm đáy cống để bùn cát không trôi vào đáy cống).
+ h: là mực nước trước cống: Sơ bộ chọn h = 1,2 (m)
Vậy Z
1
c
= 25,213+ 0,4 + 1,2 = 26,813 (m)
3.4.1.4 Xác định MNC theo cao trình khống chế tưới tự chảy.
Theo tính toán thủy nông cao trình khống chế tưới tự chảy là 26,8m.
Z
c
2
= Z
tưới tự

chảy

+ [∆Z] = 26,8 + 0,5 = 27,30 (m).
[∆Z]: tổn thất cho phép qua cống lấy nước.
3.4.1.5 Kết quả tính toán.
MNC = 27,30 (m) V
c
= 1,45.10
6
(m
3
)
3.4.2 Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT):
3.4.2.1 Mục đích ý nghĩa.
Dung tích công tác là phần dung tích nằm trên dung tích chết, đây là toàn bộ
phần dung tích tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy. Dung tích hiệu dụng làm
nhiệm vụ điều tiết cấp nước, về mùa lũ nước được tích vào hồ để bổ xung nước dùng
cho thời kì mùa kiệt theo yêu cầu dùng nước.
MNDBT là mực nước khống chế phần dung tích chết và dung tích hiệu dụng
(V
hd
). V
MNDBT
= V
hd
+ V
c
3.4.2.2 Tài liệu tính toán.
+ Dòng chảy năm thiết kế ứng với tần suất P = 75%;
+ Lượng bốc hơi các tháng trong năm;
+ Tổng lượng nước dùng và lượng nước dùng các tháng trong năm;
+ MNC và dung tích chết.

+ Đường đặc tính lòng hồ (Z~F), (Z~W).
3.4.2.3 Phương pháp tính toán.
Có các phương pháp tính toán điều tiết hồ để xác định MNDBT như:
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
23
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
+ Phương pháp trình tự thời gian gồm: - Phương pháp lập bảng.
- Phương pháp đồ giải.
+ Phương pháp thống kê.
Trong đồ án này chọn phương pháp lập bảng (Giải theo nguyên lý cân bằng
nước).
[Q(t) - q(t)].∆t = dv(t) (3-2)
Trong đó: Q(t): Tổng lượng nước chảy vào kho.
q(t): Tổng lượng nước yêu cầu.
Với kho nước điều tiết năm phương trình ( 3 -2) được đưa về dạng.
Q
i
.∆t
i
- q
i
.∆t
i
= V
i
– V
i-1
(3-3)
Trong đó: V
i

, V
i-1
-Dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán.
∆t
i
= t
i
- t
i-1
:Thời đoạn cân bằng thứ i, chọn ∆t = 1 tháng.
Q
i
, q
i
- Lưu lượng nước đến, đi trong thời đoạn tính toán.
3.4.2.4 Trình tự tính toán.
Sử dụng phương trình cân bằng nước để cân bằng cho từng thời đoạn, trên cơ
sở đó xác định thời kỳ thừa nước và thời kỳ thiếu nước, từ đó xác định được dung tích
hồ chứa cần xây dựng.
a) Tính V
hd
chưa kể đến tổn thất:
Bảng 3-14: Bảng điều tiết hồ khi chưa kể đến tổn thất
MNC = 27,30 (m) V
c
= 1,45.10
6
(m
3
)

Tháng
Số
ngày
Tổng lượng nước
∆V=(Q-q)∆t
Phương án trữ
Nước
đến
Nước đến
Nước
dùng
Nước
thừa
Nước
thiếu
V kho Xả thừa
Q(m
3
/s)
W
Q
(10
6
m
3
)
W
q
(10
6

m
3
)
V+(10
6
m
3
)
V-(10
6
m
3
)
V
2
(10
6
m
3
)
Wx(10
6
m
3
)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1.45
IX 30 0.660 1.711 0.460 1.251 2.70
X 31 4.200 11.249 0.030 11.219 6.50 7.417
XI 30 6.000 15.552 1.790 13.762 6.50 13.762

XII 31 3.600 9.642 2.700 6.942 6.50 6.942
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
24
`ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC XUÂN PHƯỚC – PA 2
I 31 0.880 2.357 1.830 0.527 6.50 0.527
II 28 0.480 1.161 1.100 0.061 6.50 0.061
III 31 0.360 0.964 1.070 0.106 6.39
IV 30 0.220 0.570 1.070 0.500 5.89
V 31 0.210 0.562 2.090 1.528 4.37
VI 30 0.230 0.596 1.980 1.384 2.98
VII 31 0.180 0.482 1.700 1.218 1.77
VIII 31 0.180 0.482 0.800 0.318 1.45
Tổng 365 17.200 45.330 16.620 5.05


Cột (1): Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy lợi
Côt (2): Số ngày của từng tháng.
Cột (3): Lưu lượng nước đến của từng tháng.
Cột (4): Tổng lượng nước đến của từng tháng.
Cột (5): Tổng lượng nước dùng của từng tháng.
Cột (6): Lượng nước thừa ( Khi W
Qi
>W
qi
): (6) = (4) - (5)
Cột (7): Lượng nước thiếu (Khi W
Qi
<W
qi
): (7) = (5) - (4)

Tổng cộng cột (7) sẽ có sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu
cầu cấp nước và đó chính là dung tích hiệu dụng chưa kể đến tổn thất.
Cột (8): Dung tích hồ khi tích nước thì lũy tích cột (6) từ V
c
nhưng không để
vượt quá trị số (V
hd
+ V
c
). Phần xả thừa ghi vào cột (9). Khi cấp nước thì lấy lượng
nước có ở kho trừ đi lượng nước cần cấp ở cột (7).
Cột (9): Lượng nước xả thừa.
b) Tính V
hd
có kể đến tổn thất:
Bảng 3-15: Bảng tổn thất lần 1
MNC = 27,30 (m) VMNC = 1,45 (10
6
m
3
)
Tháng
Chưa kể tổn thất Bốc hơi Thấm Tổng
V
2
D.tích
F2 Vtb Ftb Zbh
Wb.hơi Chỉ tiêu Wthấm
lượng
tổn

(10
6
m
3
) (10
6
m
2
)
(10
6
m
3
)
(10
6
m
2
) (mm/thg)
(10
6
m
3
)
T.thất
K
(10
6
m
3

) thất Wtt
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1.45
0.623

IX 2.7 0.806 2.075 0.715 177.2 0.127 1%Vtb 0.021 0.147
SINH VIÊN: PHẠM VĂN KÝ (KHÓA HỌC: 2009 - 2013)
25