Khu vực hồ sông sắt nằm trong địa phận thuộc huyện nghĩa đàn, tỉnh nghệ an

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
MỤC LỤC
1
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
1
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1 Giới thiệu hồ:
1.1Vị trí địa lý:
Khu vực hồ Sông Sắt nằm trong địa phận thuộc huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An.
Vùng công trình đầu mối hồ Sông Sắt nằm cách thị trấn Nghĩa Đàn khoảng 12km
về phía Bắc, cách quốc lộ 1A và đường sắt Bắc Nam khoảng 50km.
Đặc điểm địa hình địa mạo khu vực xây công trình:
Đây là vùng thung lũng tương đối bằng phẳng nằm giữa các dãy núi cao từ
200m đến 400m. Cao độ mặt đất lòng hồ từ 65m đến 75m thấp dần về phía tuyến
đập có độ cao từ 55m đến 60m.
Vùng công trình đầu mối hồ Sông Sắt nằm cách thị trấn Nghĩa Đàn khoảng
12km về phía Bắc, cách quốc lộ 1A và đường sắt Bắc Nam khoảng 50km. Đây là
chỗ khép lại của các cách cung núi tạo nên địa thế rất thuận lợi để tạo thành hồ chứa
nước.
Sông Sắt là nhánh cấp I của sông Hiếu ở bờ trái, ngã ba sông ở đầu thị trấn
Nghĩa Đàn. Sông Sắt là sông nhỏ ở miền núi:
Diện tích lưu vực rộng: 220 km
2
.
Chiều dài sông: 30 km.
Độ cao bình quân lưu vực: 162 m.
Mật độ sông suối: 0,78 km/km
2
Tiếp giáp với khu vực đầu mối là vùng hưởng lợi có độ cao từ 50m đến 60m.
Vùng thấp nhất là các khe suối có cao độ 40m đến 50m. Theo các tài liệu khảo sát

cho thấy khu vực công trình đầu mối hồ sông Sắt định xây dựng là vùng địa hình
đồi núi, vùng hưởng lợi có địa hình tương đối bằng phẳng.
1.2Giải pháp hồ chứa nước.
Hiện nay tại khu vực cần xây dựng hồ chứa nước Sông Sắt chưa có một công
trình thuỷ lợi nào thực sự lớn để đáp ứng nhu cầu dùng nước tưới phục vụ cho sản
xuất nông nghiệp cũng như nước sinh hoạt của nhân dân. Đồng thời khi mùa mưa
về, lượng nước trong các sông suối rất lớn do đó khả năng ngập lụt rất dễ xảy ra.
2
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
2
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Một trong những phương hướng quan trọng để phát triển kinh tế nâng cao đời
sống của nhân dân đó là phải khai thác triệt để tiềm năng về nông nghiệp đưa sản
lượng lúa ngày càng cao.
Vì vậy, để phát triển sản xuất nâng cao đời sống của nhân dân trong vùng thực
hiện tốt chính sách dân tộc, Nhà nước cần từng bước xây dựng công trình thuỷ lợi
nhằm phục vụ cho nông nghiệp trong đó việc nghiên cứu và xây dựng hồ chứa là
một nhiệm vụ trọng tâm rất cần thiết trong tình hình thực trạng hiện nay.
Công trình hồ chứa nước Sông Sắt nằm trong vùng khô nóng thiếu nước trầm
trọng, sản xuất nông nghiệp phụ thuộc vào nguồn nước thiên nhiên. Vào mùa khô
nóng nước sinh hoạt cũng khan hiếm, đời sống nhân dân gặp nhiều khó khăn nên
việc đầu tư xây dựng công trình là cần thiết và cấp bách.
1.3Nhiệm vụ công trình:
Hồ chứa nước Sông Sắt được xây dựng nhầm đảm bảo các nhiệm vụ sau:
+ Tưới cho 5562 ha đất canh tác trong đó tưới tự chảy 2285 ha, tạo nguồn tưới cho
khu Đông Hiếu, thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên địa bàn.
+ Nhằm trống lũ và làm chậm lũ ở khu vực hạ du.
+ Là nơi nuôi trồng thuỷ sản kết hợp du lịch.
2 Điều kiện tự nhiên:
2.1 Tình hình khí tượng thuỷ văn

2.1.1 Khí tượng
Khí hậu ở đây có hai mùa rõ rệt, khí hậu có tính chất miền núi và chịu ảnh
hưởng của gió mùa.
a. Nhiệt độ không khí (
0
C )
- Trị số bình quân: 20
0
C.
- Trị số cao nhất: 41
0
6 vào ngày 12/5/1996.
- Trị số thấp nhất: -0
0
2 vào ngày 30/12/1975.
Tháng
Y.tố
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Max 33.9 36.3 37.6 40.6 41.6 40.9 40.0 38.8 36.4 35.8 33.3 38.5
T.bình 16.4 17.4 20.3 24.0 27.2 28.1 28.4 27.3 26.0 23.6 20.5 17.5
Min 0.3 3.7 6.1 11.4 16.1 18.9 20.4 20.3 16.6 11.4 5.6 -0.2
Bảng 1.1: Nhiệt độ không khí theo từng tháng.
b. Độ ẩm tương đối ( % )
3
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
3
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
- Trị số bình quân: 86%.
- Trị số cao nhất: 100%.
- Trị số thấp nhất: 10% vào ngày 01/01/1974.

Tháng
Y.tố
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Max
10
0
100 100 100 100 100 99 99 100 100 100 100
T.bình 87 89 88 86 81 82 80 85 88 87 87 86
Min 10 19 17 18 28 28 34 34 30 33 21 11
Bảng 1.2: Độ ẩm không khí theo từng tháng.
c. Tốc độ gió ( m/s )
- Trị số bình quân: 1,3 m/s.
- Trị số lớn nhất: 40 m/s vào ngày 22/05/1963.
- Tốc độ gió lớn nhất với P = 2% = 40,7 m/s.
- Tốc độ gió lớn nhất với P = 4% = 35,9 m/s.
Tháng
Y.tố
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T.bình 1.2 1.2 1.3 1.4 1.5 1.3 1.4 1.1 1.2 1.3 1.2 1.2
Max 20 14 12 24 40 20 32 20 20 25 14 12
Bảng 1.3: Tốc độ gió theo từng tháng.
d. Số giờ nắng trung bình ( Cả năm có 1580,2 giờ nắng )
Tháng
Y.tố
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T.bình
83.
8
48.
5

66.
5
120.
3
205.
2
177.
4
212.
2
159.
2
14
6
147.
4
10
9
10
4
Bảng 1.4: Số giờ nắng trung bình theo từng tháng.
e. Lượng bốc hơi.
Lượng bốc hơi mặt nước:
Trong điều kiện lượng bốc hơi mặt nước ở nước ta ít biến đổi từ nơi này đến nơi
khác, do đó dùng lượng bốc hơi của hồ suối Hai để tính toán cho hồ sông Sào.
Lượng bốc hơi cả năm là 1154 mm và lượng bốc hơi trung bình nhiều năm như sau:
T
h
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0

1
1
1
4
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
4
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
á
n
g
Z
n
ư
ớ
c
(
m
m

)
6
1
.
6
5
0
.
9
6
0

.
7
7
6
.
2
1
3
3
.
2
1
2
9
.
4
1
3
4
.
6
1
1
3
.
5
1
2
3
1

1
3
.
4
8
3
.
8
7
Bảng 1.5: Lượng bốc hơi mặt nước theo từng tháng.
Lượng bốc hơi lưu vực:
Tính bằng phương trình cân bằng nước: Z
lv
= X
0
- Y
0
Trong đó:
X
0
là lượng mưa bình quân nhiều năm X
0
= 1617 mm.
Y
0
là độ sâu dòng chảy bình quân nhiều năm Y
0
= 703 mm.
Z
lv

= X
0
- Y
0
= 914 mm
Lượng tổn thất bốc hơi ở mặt hồ Sông Sào:
∆
Z = Z
nước
- Z
lv
∆
Z = 1154 - 914 = 240 mm.
Phân phối lượng tổn thất bốc hơi:
Căn cứ vào hệ số phân phối lượng bốc hơi mặt nước tính được phân phối tổn
thất bốc hơi hồ Sông Sào như sau:
Bảng 1.6: Phân phối lượng tổn thất bốc hơi theo từng tháng.
f. Mưa bình quân lưu vực.
5
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
5
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Từ tài liệu lượng mưa đo đồng bộ trong 10 năm ( 1978 - 1987 ) của hai trạm
sông Chàng và Tây Hiếu cho kết quả: Lượng mưa trung bình ở trạm Tây Hiếu là
1654.8 mm và trạm sông Chàng là 1651.6 mm. Như vậy, lượng mưa bình quân
trong 10 năm của hai trạm coi như bằng nhau. Tuy nhiên, trạm Tây Hiếu có tài liệu
dài năm hơn nên được dùng để tính lượng mưa bình quân của lưu vực.
Căn cứ vào tài liệu lượng mưa năm của trạm Tây Hiếu từ năm 1960 đến năm
1992 ta tính được lượng mưa bình quân nhiều năm ( 33 năm ). Lượng mưa này
được coi là lượng mưa bình quân nhiều năm của lưu vực sông Sào: X

0
= 1617 mm.
2.1.2Thuỷ văn
a. Lượng mưa tưới:
Khu tưới của hồ Sông Sắt bao gồm nông trường 1/5, Đông Hiếu và các xã:
Nghĩa Trung, Nghĩa Hoà, Thái Hoà, Nghĩa Mĩ, Nghĩa Long, Nghĩa Thuận, Nghĩa
Lợi và Nghĩa Hội. Ngay trong vùng tưới cũng đã có nhiều điểm đo mưa nhưng số
liệu đo đạc thường bị gián đoạn, không liên tục và kém chính xác. Chung quanh
khu tưới cũng có các trạm đo mưa nhưng tài liệu đo được ít năm, chất lượng cũng
thiếu chính xác. Ngay cạnh khu tưới về phía Tây có trạm Tây Hiếu, tài liệu có từ
năm 1960 đến 1992 ( liên tục trong 33 năm ), chất lượng tốt, nên sử dụng luôn tài
liệu của trạm Tây Hiếu để tính mưa cho vùng tưới Sông Sắt.
Lượng mưa vụ tưới thiết kế P = 85% như sau:
Thời vụ
X
( mm )
C
v
C
s
X
75%
( mm )
Vụ chiêm ( 12
→
5 )
312.1 0.30 0.37 245.8
Hè thu ( 5
→
8 )

752.5 0.23 0.60 626.8
Vụ mùa ( 6
→
11 )
1318.0 0.31 0.91 1018.4
Bảng 1.7: Các đặc trưng thuỷ văn về lượng mưa tưới.
b. Dòng chảy năm thiết kế:
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Cả
năm
K
0.9
4
0.9
9
0.71 1.03 1.24
5.7
2
1.7
3
1.02
37.
6
30.
1
14.
2
4.1
8
100

6
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
6
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Q
85%
(m
3
/s)
0.2
4
0.2
5
0.18
1
0.26
2
0.31
5
1.4
6
0.4
4
0.25
9
9.5
6
7.8
1
3.6

1
1.0
6
2.12
Bảng 1.8: Dòng chảy năm thiết kế.
c. Dòng chảy lũ:
P
Yếu tố
P
0.2%
P
1%
P
10%
Q ( m
3
/sec ) 1320 1160 860
W ( 10
6
m
3
) 76.3 74.4 50.2
Bảng 1.9: Đặc trưng dòng chảy lũ thiết kế.
d. Dòng chảy kiệt:
P P
5%
P
10%
Thực đo
Q ( m

3
/sec ) 12.0 9.6 13.5
Bảng 1.10: Đặc trưng dòng chảy kiệt thiết kế.
e. Dòng chảy bùn cát:
- Độ đục trung bình nhiều năm
0
ρ
= 229 g/m
3
- Thể tích bùn cát hàng năm lắng đọng V
0
= 33.792 m
3
2.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH.
2.2.1 Địa hình lưu vực lòng hồ.
Dạng địa hình khu vực lòng hồ là dạng bồi tích được phân bố ở dọc hai bên bờ
Sông Sắt tạo thành những bãi bồi không đối xứng, chiều rộng từ vài chục đến vài
trăm mét, cao độ từ 50 m đến 60 m, mật độ hình có nghiêng về phía Sông Sắt. Địa
hình này là do bồi tích sông Sắt tạo nên, lòng sông là cát, cuội, sỏi, hai bên bờ là đất
á cát, á sét lẫn cuội sỏi.
2.2.2 Địa hình khu tưới.
Là dạng địa hình đồi núi thấp. Dạng này tạo thành những dãy đồi liên tiếp men
theo hai bờ sông sào, hướng đông bắc tây nam.
Dạng địa hình gò đồi là những quả đồi dạng bát úp, sườn thoải, cao độ từ +70
đến +90 đó là những quả đồi đất lorzan màu nâu đỏ. Dân thường trồng cà phê, cao
su, cây ăn quả tạo nên thảm thực vật
2.2.3 Điều kiện địa hình khu vực công trình đầu mối.
7
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
7

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Vùng tuyến công trình đầu mối hồ sông Sắt là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi
và vùng bán địa sơn. Tuyến đập chính vai hữu đập có cao trình +81, vai tả gối vào
dãy núi có cao trình +120. Sườn núi ít dốc, quá trình bào mòn diễn ra không mãnh
liệt vì sườn đồi thoải có thảm thực vật.
Dạng địa hình núi thấp chạy men theo hai bên bờ sông Sắt tạo thành bởi các đất
đá sét bột kết, mặt phong hoá mạnh thành đất hỗn hợp dăm sạn. Dạng địa hình này
là nền của các tuyến đập chính, đập phụ đi qua, xu hướng bờ trái dốc núi cao, phía
bờ phải núi thấp sườn thoải.
2.3 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.
2.3.1 Điều kiện địa chất vùng tuyến công trình đầu mối.
Vùng tuyến đập sông Săt đã được khảo sát và khoan đào với số lượng như sau:
Nội dung
Vị trí
Khoan máy Khoan tay Đào
Số hố
Chiều
dài (m)
Số hố
Chiều
dài (m)
Số hố Độ sâu
Đập chính 16 390 - - 17 58.3
Đập phụ 1 3 35 - - 10 26
Đập phụ 2 7 115 - - 9 20.8
Đập phụ 3 - - 14 82.3 - -
Tràn 1 3 50 - - 12 39.3
Tràn 2 3 55 - - 17 49.5
Tràn 3 3 60 - - 14 57
Cống bờ trái 2 30 - - 2 7.5

Cống bờ phải 1 2 40 - - 9 23.8
Cống bờ phải 2 3 40 - - 7 24.3
Tổng cộng: 42 815 14 82.3 97 24.3
VLXD đất - - - - 288 683.6
VLXD cát sỏi - - - - 41 90.9
Lòng hồ - - - - 9 34.6
Số mẫu nguyên dạng tổng cộng: 198 mẫu
Số mẫu nguyên dạng rời VLXD: 128 mẫu
Bảng 1.11: Khảo sát và khoan đào vùng tuyến đập.
Kết quả khảo sát địa chất cho địa tầng vùng tuyến đập như sau:
a. Các lớp phủ:
8
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
8
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
- Lớp 1: Cát, cuội, sỏi lòng sông, màu xám, vàng nhạt, cuội sỏi chiếm 60 -
70% còn lại là cát, ít hạn sét, hạt bụi, phân bố cục bộ, lớp này dày từ 0.4 - 0.6 m.
Nguồn gốc bồi tích.
- Lớp 2: Đất á sét nhẹ, á cát nặng, màu nâu vàng xen kẹp các lớp mỏng cát.
Kết cấu chặt vừa, trạng thái nửa cứng, chiều dày lớp từ 2 đến 4 m, nguồn gốc bồi
tích.
- Lớp 3: Cát, cuội, sỏi đáy thềm, màu vàng nâu xám vàng, cát chiếm khoảng
30% còn là cuội, sỏi chủ yếu là thạch anh, cát kết, độ mài mòn tốt, đôi chỗ kẹp các
lớp mỏng á cát cuội sỏi dày 0.2 - 0.3 m. Kết cấu rời rạc, lớp dày 2 đến 4 m. Nguồn
gốc bồi tích. Lớp này chỉ thấy phân bố ở đáy thềm bãi bồi trái tuyến đập chính.
- Lớp 4: á sét nặng đến sét nhẹ lẫn khoảng 2 đến 5 % dăm sạn, màu nâu vàng,
vàng nhạt. Kết cấu chặt, trạng thái nửa cứng đến cứng, nguồn gốc bồi tích, dày
khoảng 4 đến 6 m phân bố chủ yếu ở vai trái và một phần vai phải. Lớp này có
các chỉ tiêu cơ lý như sau:
- Lớp 5: á sét nặng đến sét nhẹ, màu nâu đỏ, nâu vàng, lẫn khoảng 10% dăm

sạn (sản phẩm của đá gốc như cát kết, bột kết, thạch anh ). Kết cấu chặt, trạng thái
nửa cứng đến cứng. Nguồn gốc pha tàn tích, dày khoảng 2 I 5 m phân bố hầu hết ở
vai đập chính, phụ 1, phụ 2, phụ 3.
- Lớp 5a: Đây là hỗn hợp á sét dăm sạn, màu sắc loang lổ, xám vàng, xám nhạt.
Dăm sạn chiếm khoảng 28 I 30% ( sản phẩm của đá gốc cát bột kết phong hoá ). Kết
cấu chặt vừa, trạng thái nửa cứng đến cứng. Nguồn gốc tàn tích của đá gốc sét bột
cát kết. Phân bố tại hai vai đập phụ 1, phụ 2 và đập chính. Chiều dày từ 2 I 4 m.
Ngoài ra khi khảo sát ở đập phụ III còn thấy xuất hiện một số lớp đất đá có ký
hiệu 1a, lớp ký hiệu 6 và 6a.
- Lớp 1a: là lớp đất đắp bờ ao á sét trung đến nặng chứa ít dăm sạn, trạng thái
nửa cứng đến cứng, kết cấu chặt vừa đến chặt, dày từ 1 - 2m. Phân bố ở hai vai đập
phụ III.
- Lớp 6: Đất á sét màu nâu đỏ, xám vàng lẫn ít dăm sạn, trạng thái cứng, kết cấu
chặt, nguồn gốc là tàn tích của đá bazan. Nằm ở hai vai đập phụ III, chiều dày 1 -
5m. Lớp này có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
0
12
=
ϕ
, K = 1x10
-5
cm/sec.
9
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
9
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
- Lớp 6a: á sét nhẹ đến trung chứa nhiều dăm sạn màu nâu đỏ xám vàng, trạng
thái dẻo mềm, dẻo cứng, kết cấu chặt. Nguồn gốc là tàn tích của đá bazan. Nằm trực
tiếp lên đá bazan phong hoá mạnh ở hai vai đập phụ III.
Đập chắn K(cm/s)

γ w (T/m3)
dung trọng ướt
γ d dung
trong khô
ϕ
tn
ϕ
bh
C
bh
T/m
2
C
tn
T/m
2
n (hs
rỗng)
Đất nền
Vị trí lòng sông 5x10
-6
1.94 1.588 24
o
19
o
3.0 3.59 0.42
Vị trí sườn đồi 0 1.99 1.574 26
o
22
o

1.0 0.7 0.39
Vật liệu đắp 10
-6
1.96 1.59 23 20 2.8 3.2 0.35
Tuyến tràn
Đất nền - 1.86 1.488 22 20 2.9 3.4 0.4
Tuyến cống - 1.99 1.574 26 22 1.0 0.7 0.39
Đống đá 2.5 32 0 0.35
b. Đá gốc:
Các loại đá:
Đá bazan: phân bố ở thượng lưu tuyến đập chính và vai phải đập phụ 2. Đó là đá
bazan olivin. Đá tươi có màu xám xanh, xám tro rắn chắc. Đá có cấu tạo khối. Khi
phong hoá có màu phớt vàng nâu đỏ. Phong hoá mạnh sâu tới 10 đến 20 m và tạo
thành đất hồn hợp dăm sạn ( lớp 6a ). Khi phong hoá có nhiều lỗ rỗng và xốp nhẹ.
Đá trầm tích sét kết, bột kết và cát kết: Theo tài liệu khảo sát cho thấy chủ yếu là
sét kết và bột kết còn cát kết ở dạng lớp kẹp. Đôi chỗ trong sét bột cát kết kẹp thấu
kính đá vôi có màu xám xanh, xám đen dày từ 0.3 đến 0.5 m. Đá sét bột kết màu
xám tím, vàng nâu nhạt, thuộc Điệp Đồng Trấu không phân chia và được phân lớp
như sau:
Sét kết lớp dày 0.1 đến 0.2 m.
Bột kết lớp 0.3 đến 0.5 m.
Cát kết lớp dày 0.4 đến 0.8m.
Mức độ phong hoá:
Phong hoá mạnh đến phong hoá mãnh liệt, xuất hiện hầu hết trên bề mặt đá gốc.
Độ sâu 5 đến 10m ở vai đập phụ 1 và vai trái tuyến chính. Còn độ sâu từ 20 đến
30m thì các hố khoan chưa qua. Đá tuy giữ được cấu trúc nhưng đã phân biến
thành hỗn hợp dăm sạn lẫn đất.
10
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
10

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Đá phong hoá vừa và một phần phong hoá nhẹ, chỉ gặp ở vai trái tuyến chính và
bờ phải đập phụ II, nằm sâu dưới mặt đất khoảng 10 đến 15m, chiều dày 20 đến
30m. Búa phải đập mạnh mới vỡ.
Tính nứt nẻ của đá gốc:
Tính nứt nẻ của đá sét bột cát kết chỉ xác định được trong đá phong hoá vừa, nhẹ
và tươi. Đặc tính nứt nẻ của đá có hai hệ thống chủ yếu như sau:
Hệ thống Đường phương Hướng dốc Góc dốc Chất nhét
Hệ số
khe nứt
I 320 I 330 230 I 240 50 I 60 Đất sét 0.040
II 250 I 260 160 I 170 45 I 60 á sét 0.032
Bảng 1.12: Đặc tính nứt nẻ của đá gốc.
Thế nằm của đá:
- Toàn bộ vùng tuyến đá gốc đều có thế nằm tương đối ổn định.
- Không có dấu hiệu của đứt gãy lớn đi qua.
- Thế nằm chủ yếu như sau:
Đường phương: TB - ĐN ( 300
0
đến 320
0
)
Hướng dốc: Đông Bắc ( 30
0
đến 50
0
)
Góc dốc: 40
0
đến 50

0
2.3.2 Điều kiện địa chất thuỷ văn vùng hồ.
a. Nước tàng trữ trong lớp phủ:
Chủ yếu trong lớp 1 và 3 là lớp cát sỏi lòng sông và cát sỏi lớp đáy thềm. Mực
nước thay đổi từ +50 đến +52 có quan hệ trực tiếp của nước sông Sắt, nguồn nước
phong phú. Qua thí nghiệm đổ nước K = 1.5x10
-3
cm/sec.
b. Nước tàng trữ trong đá gốc cát bột sét kết.
Nước xuất hiện ở độ sâu 5 đến 20m. Nước không áp có quan hệ trực tiếp với
nước mặt q = 0.2 đến 0.01 l/f.m. Nước chủ yếu là nước khe nứt nằm trong lỗ rỗng
của đá nguồn nước nghèo nàn.
Kết quả thí nghiệm các mẫu nước cho thấy, nước thuộc loại Bicarbonat canxi-
Nảti và Bicarbonat canxi. Magiê ăn mòn cacbonat.
Đáng giá điều kiện ăn mòn: Đối với công trình chịu cột nước ép, nước bao
quanh bê tông trong điều kiện bất kỳ.
11
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
11
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
c. Tính thấm nước của đá gốc:
Nhìn chung đá gốc có tính thấm nước kém, trung bình, riêng ở hố khoan KM17
ở độ sâu 23m đến 30m gặp lớp đá vôi nằm xen kẹp trong đá bột kết, thí nghiệm ép
nước q > 60 l/f. Đá nứt nẻ và có tính thấm mạnh nhưng chỉ mang tính cục bộ
không thông từ thượng lưu về hạ lưu tuyến đập, không gây mất
nước qua đập.
Xét về thấm nước qua đập thì lớp 1 và lớp 3 ở nền đập cần được xử lý, đối với
đá gốc có q ≥0.05 l/f.m giáp với tầng phủ cũng cần xử lý để giảm mất nước và tăng
tính ổn định cho đập.
d. Tình hình mất nước của hồ:

Vùng đá vôi Nghĩa Lạc nằm ở thượng nguồn nhánh trái thuộc địa phận đội 3,
đội 4 xã Nghĩa Lạc. Chúng có địa hình cao vượt hẳn lên với các đỉnh 100 đến
200m, vách dốc đứng độ dốc 40
0
đến50
0
, cây cối xanh tốt. Đường viền chân đá vôi
với đá cát bột sét kết thường trũng xuống thường ở cao độ +85 đến +90. Đường
viền chân đá vôi tiếp xúc với sông Sào nơi gần nhất khoảng 100 đến 200m. Cao độ
đường vièn +82 đến+85.
Qua kết quả nghiên cứu thí nghiệm của công tác khảo sát địa chất thì hồ Sông
Sắt có mực nước dâng bình thường ở +75.7m thì vùng đá vôi Nghĩa Lạc không có
khả năng làm mất nước của hồ chứa.
2.4 ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỊA PHƯƠNG.
2.4.1 Vật kiệu xây dựng đất.
Tại gần khu vực xây dựng công trình đầu mối đã khảo sát 6 mỏ vật liệu đất và
được kí hiệu lần lượt là: I, II, III, IV, V và mỏ VI.
Mỏ I và mỏ III ở trong lòng hồ, thượng lưu tuyến đập.
Mỏ V ở trong lòng hồ, thượng nguồn phục vụ cho đập phụ III.
Mỏ II, mỏ IV và mỏ VI ở hạ lưu tuyến đập.
Khối lượng có khả năng khai thác tại các mỏ như sau:
12
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
12
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
STT Tên mỏ
Khoảng cách
( Km )
Khối lượng khai thác ở các lớp ( m
3

)
4 5 5a
1 A 1.5 171360 28570 13490
2 B 1.5 142830 58970 769900
3 C 2.5 480000 416000 -
4 D 2.0 - 202790 236320
5 E 4.0 - 349320 58260
6 F 1.0 259180 - 272700
1053370 1053650 1350680
Tổng: 3470700 m
3
Bảng 1.13: Tổng hợp các mỏ vật liệu và trữ lượng đất đắp.
Hệ số thăm dò:
+ Các mỏ I, II, V và mỏ VI thăm dò cấp A, B.
+ Mỏ III thăm dò cấp C.
+ Hệ số thăm dò khoảng K ≥ 2.7 lần.
Các lớp đất khai thác 4, 5 và 6:
Lớp 4: Đất á sét nặng - sét, nâu đỏ, trạng thái cứng - nửa cứng, kết cấu
chặt vừa, chiều dày 0.5 - 5 m.
Lớp 5: Đất á sét nặng - sét, nâu vàng, lẫn ít sỏi cạn, trạng thái cứng - nửa
cứng, kết cấu chặt vừa, chiều dày 0.5 - 2.5 m.
Lớp 5a: Đất á sét nặng - sét, nâu vàng nâu đỏ, trạng thái cứng - nửa cứng,
kết cấu chặt, chứa nhiều dăm sạn khoảng 20-30%.
Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu đất đắp như sau:
Chỉ tiêu Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6
W
cbi%
19-21 19-21 19-21
ccbi
γ

( T/m
3
)
1,96 1,96 1,96
0
ϕ
23 23 23
C ( kg/cm
2
) 0.32 0.32 0.32
K ( cm/sec) 10
-6
10
-6
10
-6
Bảng 1.14: Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp.
13
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
13
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
2.4.2 Vật liệu cát, cuội sỏi.
Đã thăm dò 5 mỏ: I, II, III, IV và V. Hệ số thăm dò K ≥ 5.2 lần. Khối lượng vật
liệu tại các mỏ như sau:
Tên
mỏ
Vị trí
Lớp
khai
thác

Mô tả
Khối
lượng
( m
3
)
Đường kính Hệ số
không
đều
D10 D60
I
Trên
cầu
Hiều
1
Cát hạt mịn vừa, lẫn ít
sạn, mica, chiều dày 1-3m.
75000 0.17 0.41 2.4
II Nt 3
Cuội sỏi lẫn cát, chủ yếu
cuội sỏi thạch anh chiếm
60%.
1800 0.42 27 64.3
III Nt 3 nt 8000 0.39 8.25 18.8
VIII Nt 2
Cát hạt thô, nhiều sỏi sạn
chiếm 25%.
8000 0.23 1.22 5.07
IIX
Làng

Hồi
3
Hỗn hợp cát, cuội, sỏi,
cuội sỏi 10, thạch anh
chiếm 50%.
30000 0.64 14.5 26.7
Bảng 1.15: Mỏ vật liệu cát cuội sỏi.
2.4.3 Vật liệu xây dựng đá.
Khảo sát 3 mỏ đá vôi thuộc ba xã: mỏ đá ở xã Nghĩa Lâm có khối lượng khai
thác 1200000 m
3
, mỏ đá ở xã Nghĩa Trung có khối lượng khoảng 800000m
3
, mỏ đá
ở xã Nghĩa Lạc có khối lượng khoảng 2000000m
3
. Đây là những mỏ đá vôi nằm
độc lập, đá vôi cácbonát màu xám xanh, xám đen. Kiến trúc hạt mịn, dạng khối xen
kẹp các mạch canxi màu trắng, phong hoá nhẹ, nứt nẻ vừa.
Sức kháng nén: R
khô
= 987
÷
1298 Kg/cm
3
R
bãohoà
= 870
÷
1100 Kg/cm

3
Sức kháng kéo: R
khô
= 42,1
÷
50,9 Kg/cm
3
R
bãohoà
= 38,3
÷
46,5 Kg/cm
3
Nhận xét chung về vật liệu xây dựng:
14
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
14
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Đất đắp thuộc các lớp 4,5,5a là loại đất á sét nặng sét, nửa cứng đến cứng dùng
đắp đập có chất lượng tốt.
Cát cuội sỏi đảm bảo chất lượng phục vụ công tác xây đúc.
Các vật liệu đất cũng như cát cuội sỏi có trữ lượng lớn ( hệ số thăm dò đạt K
»
3 lần ) đảm bảo cho toàn bộ cụm công trình đầu mối.
3.Dân sinh kinh tế và nhu cầu nước dùng.
3.1 Tình hình dân sinh kinh tế.
Trong khu vực dự định xây dựng công trình đầu mối hồ chứa nước Sông Sắt có
nhiều nhà cấp III, cấp IV và nhà tạm với tổng diện tích cần di chuyển 36273m
2
.

Ruộng đất nông nghiệp khoảng 73.5 ha. Cây công nghiệp, cây lưu niệm bao gồm
cam, chanh, nhãn, mía, cao su, cà phê với tổng số cây là 916680 cây. Mồ mả cấp
táng có 729 cái. Nếu xây dựng hồ chứa tại đây thì sẽ bị ngập một đoạn truyền
đường 15A ở xã Nghĩa Lâm do đó cần phải bố trí đường tránh dài 2.5km.
Tại khu vực cần di dời, đời sống của nhân dân hầu như đều thuần tuý là nông
nghiệp, trồng cây ăn quả và cây lương thực. Do đó kinh phí đền bù cho việc giải
phóng lòng hồ và tái định cư là không lớn lắm. Tuy nhiên, trong khu vực này có
nhiều mồ mả nên cần phải tham khảo ý kiến của nhân dân trước khi di dời để hợp
lòng dân.
Để di chuyển lòng hồ đã nghiên cứu hai phương án:
Di chuyển dân đến khu mới độc lập.
Di chuyển dân đến nơi đã có dân.
Qua nghiên cứu các mặt và thăm dò ý kiến của dân đã đề nghị việc tổ chức tái
định cư cho dân theo phương án dân cũ và dân mới sống xen ghép nhau.
Phần tái định cư cần tiến hành một số công việc sau:
Đường giao thông nội vùng 1500m.
Làm hai trạm hạ thế.
Làm đường điện 10 KV dài 2 km.
Làm đường dây 0.4 KV dài 4 km.
15
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
15
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
3.2 Hiện trạng thuỷ lợi và phương hướng quy hoạch.
3.2.1 Hiện trạng thuỷ lợi
Hiện nay tại khu vực cần xây dựng hồ chứa nước Sông Sắt chưa có một công
trình thuỷ lợi nào thực sự lớn để đáp ứng nhu cầu dùng nước tưới phục vụ cho sản
xuất nông nghiệp cũng như nước sinh hoạt của nhân dân. Khi hồ Sông Sắt được xây
dựng sẽ hình thành hai khu vực: Hồ chứa nước và khu hưởng lợi. Trong vùng hồ
chưa tìm thấy một loại khoáng sản quý hiếm nào. Sau khi xây dựng xong sẽ làm

biến đổi sinh thái và cải thiện điều kiện tiểu khí hậu khu vực. Việc tích nước trong
hồ làm mực nước ngầm dần cao hơn tạo điều kiện cho cây cối phát triển. Khi hồ
Sông Sắt xây dựng xong sẽ cùng với hệ thống kênh tưới giải quyết cơ bản nước tưới
cho cây lương thực và cây công nghiệp, tạo cho khu vực huyện Nghĩa Đàn chuyển
đổi cơ cấu cây trồng, phát triển cây công nghiệp và cây ăn quả có giá trị như cà phê,
cao su, mía, cam, chanh.
Do đó việc xây dựng công trình đầu mối hồ chứa nước Sông Sắt là hoàn toàn
cần thiết và cấp bách. Trước khi thi công hồ Sông Sắt cần giải phóng mặt bằng, việc
tổ chức di dân và tái định cư là công tác quan trọng. Công tác này phải được tiến
hành nghiêm túc, triệt để và hợp lòng dân.
3.2.2 Phương hướng quy hoạch.
Căn cứ vào các tài liệu cho thấy: Trữ lượng nước trong khu vực khá dồi dào, đủ
đáp ứng yêu cầu thiết kế, tuy nhiên lại phân bố không đều. Do đó muốn có nước
tưới cho toàn bộ diện tích đất nông nghiệp vào mọi lúc đồng thời góp phần làm
chậm lũ thì ta phải tiến hành xây dựng hồ chứa để tiến hành điều tiết lại dòng chảy,
tích nước trong mùa lũ để cấp nước trong mùa khô. Giải pháp tốt nhất trong những
trường hợp như vậy là đắp đập, xây dựng hồ chứa tạo thành hệ thống công trình đầu
mối bao gồm:
Một đập chính và hai đập phụ.
Hai cống lấy nước để điều tiết nước tưới ruộng.
Một đường tràn xả lũ đảm bảo an toàn cho đầu mối và vùng hạ lưu.
3.3Yêu cầu nước tưới và nhiệm vụ công trình.
16
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
16
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Xây dựng công trình đầu mối hồ Sông Sắt đảm bảo tưới cho 5562 ha đất canh
tác trong đó tưới tự chảy 2285 ha, tạo nguồn nước tưới cho khu Đông Hiếu, thực
hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên địa bàn đồng thời nuôi bắt thuỷ sản và kết
hợp du lịch.

3.3.1Lưu lượng thiết kế đầu kênh.
- Kênh chính Q
TK
= 1,2 ( m
3
/sec ).
- Kênh tây Q
TK
= 0,725 ( m
3
/sec ).
Q
GC
= 0,997 ( m
3
/sec )
Kênh Q
TK
( m
3
/s ) Q
GC
( m
3
/s )
Kênh Tây 0.74+0.012 ( N.S.H ) = 0.752 0.997
Kênh chính 4.21+0.064 ( N.S.H ) = 4.274 5.128
Bảng 2.1: Lưu lượng thiết kế đầu kênh.
Ghi chú: N.S.H = Nước sinh hoạt
3.3.2 Tổng lượng nước yêu cầu tưới nămW = 46174563 M

3
Tháng Tuần
Q
(l/s/ha)
Kênh
Tây
Kênh
chính
V
i
lấy
trực tiếp
∑
V
V
Tuần
V
Tháng
I
Đầu 0.20 229.33 1309099 244374 1782803
10161.97
Giữa 0.56 642124 3665478 684247 4991849
Cuối 0.38 435727 2487288 464.31 3387.32
II
Đầu 0.13 149065 850914 158843 1158822
2941621
Giữa 0.09 103.20 589094 109967 802259
Cuối 0.11 126.13 720045 134405 980.54
III
Đầu 0.14 160531 916369 171062 1247962

427876Giữa 0.16 183464 1047279 195499 1426242
Cuối 0.18 206397 1178189 219936 1604522
IV
Đầu 0.24 275196 1570919 293248 2139363
4724424Giữa 0.21 240796 1374554 256592 1871942
Cuối 0.08 91732 523639 97748 713119
V
Đầu 0.04 45866 261819 48847 356559
891395Giữa 0.03 34399 196364 36655 267418
Cuối 0.03 34399 196364 36655 267418
VI
Đầu 0.41 476127 2683653 500.96 3654.74
6328941Giữa 0.21 240796 1374554 256.592 1871942
Cuối 0.09 103198 589094 109.967 802259
VII Đầu 0.23 263729 1505464 218029 2050222 9092.29
17
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
17
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Giữa 0.46 527459 3010026 565060 4100445
Cuối 0.33 378394 2160013 403216 2941623
IIX
Đầu 0.19 217863 1243644 232154 1693661
3387323
Giữa 0.13 149065 850914 158843 1158822
Cuối 0.06 68799 392729 73312 534.84
IX
4
tuần
0.00 0

X
4
tuần
0.00 0
XI
4
tuần
0.00 0
XII
Đầu 0.10 114665 654549 122187 891401
4367866
Giữa 0.20 229330 1309099 244374 1782803
Cuối 0.19 217863 1243644 232155 1693662
Tổng 46174563
Bảng 2.2: Bảng tính lượng nước yêu cầu. Đơn vị: 10
3
( m
3
)
.
18
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
18
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
*) Tài liệu cơ bản thiết kế công trình đầu mối
I. TÀI LIỆU ĐỊA HÌNH.
- Bình đồ tổng thể lòng hồ và khu tưới.
- Bình đồ tổng thể lòng hồ.
- Bình đồ tuyến đập tỉ lệ 1/1000.
- Bình đồ tuyến tràn tỉ lệ 1/1000.

- Bình đồ tuyến cống.
- Các mặt cắt ngang, dọc tuyến đập, tràn, cống.
II. TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT.
- Các mặt cắt dọc, ngang địa chất tuyến đập, tràn, cống.
- Chỉ tiêu cơ lý đất nền:
Tên lớp
∆
Dung trọng
B
G
(%)
W
(%)
n
(%)
0
ε
C
KG/cm
2
ϕ
a
cm
2
/KG
K
cm/s
u
γ
u

γ
2 2.72 1.87 1.61 -0.043 63.32 16.00 40.73 0.687 0.10 14 0.021 1x10-
4
4 2.76 1.87 1.56 -0.179 71.89 20.14 43.60 0.773 0.16 13 0.037 1x10-
5
5 2.77 1.86 1.54 -0.018 72.70 21.08 44.54 0.803 0.20 15 0.032 5x10-
5
5a 2.81 1.90 1.63 -0218 64.39 16.60 42.01 0.724 0.16 18 0.037 8x10-
5
Đá 2.76 1.91 1.56 - 8094 22.65 43.58 0.772 0.20 23 0.033 -
3 2.67 - - - - - - - 0.00 26 - 1x10-
2
Bảng 3.1: Bảng chỉ tiêu cơ lý đất nền.
- Chỉ tiêu cơ lý đất đắp:
Tên
lớp
∆
Dung trọng
G
(%)
W
(%)
N
(%)
C
KG/cm
2
ϕ
A
cm

2
/K
G
K
cm/s
u
γ
u
γ
4 2.73 1.91 1.65 63.32 22.33 40.73 0.25 15 0.016 5x10-
6
5 2.73 1.67 1.46 71.89 21.00 43.60 0.25 15 0.031 1x10-
5
5a 1.81 1.95 1.62 72.70 20.80 44.54 0.25 17 0.013 5x10-
5
Bảng 3.2: Bảng chỉ tiêu cơ lý đất đắp.
III. ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ THIẾT KẾ.
Tài liệu về quá trình lũ ứng với tần suất P = 1% và P= 0.2%, 0.1% tại tuyến đập
như sau:
19
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
19
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
QUÁ TRÌNH LŨ TẠI TUYẾN ĐẬP
P=1% P=0.2% P=1% P=0.2%
T (h) Q (m
3
/s) T (h) Q (m
3
/s) T (h) Q (m

3
/s) T (h) Q (m
3
/s)
1 12 1 17.493 31 618 31 706.15
2 41.9 2 52.585 32 588 32 670.73
3 55.1 3 67.288 33 599 33 687.9
4 77.6 4 92.937 34 585 34 671.81
5 251 5 294.05 35 552 35 634.24
6 516 6 593.46 36 506 36 581.66
7 892 7 1019.5 37 449 37 517.27
8 1120 8 1277.1 38 383 38 442.15
9 1160 9 1320 39 319 39 369.17
10 1070 10 1223.4 40 260 40 301.56
11 945 11 1073.2 41 207 41 241.46
12 920 12 1052.8 42 163 42 189.95
13 862 13 987.32 43 126 43 149.17
14 866 14 895.02 44 98.2 44 115.9
15 805 15 775.9 45 76.5 45 91.112
16 708 16 672.88 46 59.8 46 71.688
17 603 17 575.22 47 47 47 56.663
18 501 18 479.71 48 37.1 48 44.966
19 409 19 393.85 49 29.4 49 35.844
20 332 20 319.81 50 23.4 50 28.654
21 268 21 258.63 51 18.7 51 22.966
22 216 22 210.34 52 15 52 18.459
23 175 23 170.63 53 12 53 14.917
24 141 24 139.51 54 9.68 54 12.02
25 115 25 113.76 55 7.8 55 9.766
26 120 26 126.63 56 6.3 56 7.92

27 145 27 156.68 57 5.1 57 6.439
28 322 28 365.95 58 4.13 58 5.237
29 602 29 686.83 59 3.35 59 4.26
30 611 30 693.27 60 2.72 60 3.477
Bảng 3.3: Đường quá trình lũ thiết kế và lũ kiểm tra tại tuyến đập.
IV. Đường đặc tính hồ chứa:
- Đường quan hệ F = f ( z ), đường quan hệ V = f ( z )
Z ( m ) 66 68 70 72 74 75 76 78 79 80 81
20
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
20
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
F (10
5
m
2
) 19 29 40.8 52 66 75 85 108 122 136 150
V (10
6
m
3
) 6.5 11.5 17.5 27 39 45.4 54 74 85 96.6 115
Bảng 3.4: Quan hệ đặc tính lòng hồ
- Đặc trưng quan hệ hồ chứa ( Z~ F)
- Đặc trưng quan hệ hồ chứa (Z ~ V )
VI. Quan hệ Z
hl
~ Q sau tuyến đập:
STT Z
hl

h
tb
(m) Q (m
3
/s)
1 49.15 0.00 0
2 49.68 0.16 0.27
3 50.00 0.43 1.75
4 51.00 1.00 12.9
5 52.00 1.57 33.2
6 53.00 2.03 72.9
7 54.00 1.75 114
8 55.00 2.53 206
9 56.00 3.27 329
10 57.00 4.03 479
11 58.00 4.77 655
12 59.00 5.53 870
13 60.00 6.10 1100
14 61.00 4.77 1380
Bảng 3.5: Quan hệ Z
hạ lưu
~ Q sau tuyến đập.
VII. Tài liệu yêu cầu dùng nước:
Tháng V
tháng
(10
3
m
3
) Tháng V

tháng
(10
3
m
3
)
1 10161.97 7 9092.29
2 2941.621 8 3387.323
3 4278.726 9 0
4 4.724.424 10 0
5 891.395 11 0
6 6328.941 12 4367.866
21
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
21
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
Bảng 3.6: Lượng nước dùng yêu cầu theo từng tháng
VIII. Tài liệu đã chothiết kế cống ngầm:
- Q
tk
= 1,2m
3
/s
- [∆Z] = 0,6m
CHƯƠNG II: CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CÔNG TRÌNH
2.1.Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế
2.1.1.Xác định cấp công trình
Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi QCVN 04-05 2012 cấp của
công trình hồ chứa được xác định theo 2 điều kiện
a. Theo nhiệm vụ công trình

Công trình có nhiệm vụ:
+ Tưới cho 5562 ha đất canh tác trong đó tưới tự chảy 2285 ha, tạo nguồn tưới cho
khu Đông Hiếu, thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên địa bàn.
+ Nhằm chống lũ và làm chậm lũ ở khu vực hạ du.
+ Là nơi nuôi trồng thuỷ sản kết hợp du lịch.
Theo quy chuẩn QCVN 04-05 2012 xác định được cấp công trình là cấp III
b. 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 (5 – 1)
Trong đó:
d: chiều cao an toàn có thể lấy d= 1,5 ÷ 3(m) chọn d =2 m
MNLTK: Mực nước lũ thiết kế
Vì mực nước lũ thiết kế chưa biết nên có thể chọn sơ bộ:
MNLTK = MNDBT + 3 m = 75,7 + 3 = 78,7 (m)
=> Z
đđ
= MNLTK + d =78,7 + 2= 80,7 (m)
Vậy chiều cao đập: H
đ
= Z
đđ
– Z
đáy
Với Z
đáy
= 47,5 (m) (Đã bóc bỏ lớp phủ 0,5m để đặt đập)
 H
đ

=80,7 – 47,5 =33,2 (m) (5 – 2)
22
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
22
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
 Vì nền không phải là đá nên được đặt nền nhóm B. Theo QCVN 04-05-2012 cấp
công trình là cấp II
Kết hợp 2 điều kiện trên , ta chọn cấp công trình là cấp II
2.1.2 Tần suất thiết kế
Xác định theo QCVN 04-05-2012:
- Tần xuất lũ kiểm tra và thiết kế: P
TK
= 1%, P
KT
= 0,2%
- Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất P% (Theo tiêu chuẩn thiết kế đập
đầm nén: TCVN 8216 – 2009 ) Tra bảng 2: P
MNDBT
= 2%, P
MNDGC
= 25%
- Tần suất tưới đảm bảo: P = 85%
- Hệ số tin cậy và hệ số điều kiện làm việc: K
n
= 1,15; m = 1,0
- Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (TCVN 8216-2009)
+ Tổ hợp tải trọng cơ bản: K = 1,3
+ Tổ hợp tải trọng đặc biệt: K = 1,1
- Độ vượt cao an toàn Tra bảng 2 (TCVN 8216-2009)
Với công trình cấp II:

+ Với MNDBT: a = 1,2 m
+ Với MNDGC: a’ = 1,0 m
+ Với MNLKT : a” = 0.3 m
- Hệ số tổ hợp tải trọng n
c
, xác định như sau:
Tổ hợp tải trọng cơ bản :n
c
= 1,00
Tổ hợp tải trọng đặc biệt :n
c
= 0,90
Tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sửa chữa: n
c
= 0,95
- Mức đảm bảo khi xác định sóng leo: P = 1%
- Tuổi thọ của công trình: T =75 năm
2.2.Các thông số cơ bản của hồ chứa.
Z
MNC
= + 68 m. ;
c
V
=11,5.10
6
(m
3
)
Z
MNDBT

= +75,7 m ;
h
V
=51,42 .10
6
(m
3
)
2.3.Tính Toán điều tiết lũ
2.3.1.Mục đích và nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ.
23
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
23
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
+ Mục đích :Tính toán điều tiết lũ là nội dung quan trọng khi thiết kế hồ chứa để
xác địch quy mô kích thước của công trình xả lũ,dung tích điểu tiết lũ,mực nước lớn
nhất trong hồ chứa,với mục đích chống lũ cho bản thân công trình và thỏa mãn yêu
cầu phòng lũ cho hạ du.
Đối với hồ chứa nhiệm vụ phòng lũ hạ du điều tiết lũ qua hồ chưá nhằm hạ thấp lưu
lượng lũ xả xuống hạ lưu,nhờ đó hạ thấp mực nước trong sông ở hạ du,đảm bảo an
toàn các công trình ven sông và các vùng dân cư.Thông qua tính toán điều tiết lũ
tìm ra các thông số cơ bản của công trình hồ chứa, bao gồm việc xác định dung tích
phòng lũ cần thiết của hồ chứa,phương thức vận hành công trình xả lũ ,quy mô công
trình xả lũ.
+ Nguyên lý cơ bản tính toán điều tiết lũ :
Dòng chảy trong sông trong thời kỳ có lũ là không ổn định trong sông thiên
nhiên. Diễn ra dòng chảy lũ trên hệ thống sông trong đó có hồ chứa được tiến hành
trên cơ sở giải hệ phương trình không ổn định Saint – Venant viết cho đoạn sông dx
trong thời đoạn dt , bao gồm các phương trình liên tục và phương trình năng lượng
như sau

Q A
q
x t
∂ ∂
+ =
∂ ∂
2
. .
. 1
.
. .
v Q Q
Zo h v v
x x g x g t K
∂
∂ ∂ ∂
= + +
∂ ∂ ∂ ∂
Trong đó : Q: lưu lượng dòng chảy trong sông
Z: Mực nước tại mặt cắt tính toán (m)
V : lưu tốc trung bình mặt cắt
K : mô đun lưu lượng
q : lưu lượng ra nhập trên 1m chiều dài đoạn sông
x : Tọa độ dài đoạn sông
t : thời gian
Khi dòng chảy lũ vào kho nước thì mặt cắt mở rộng đột ngột, độ dốc đường
mặt nước rất nhỏ, độ sâu dòng chảy rất lớn và tốc độ dòng chảy cũng rất nhỏ do có
24
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
24

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Phạm Lan Anh
đập ngăn dòng. Sử dụng phương pháp đơn giản bằng cách coi hồ chứa là một đoạn
sông và mặt nước trong hồ nằm ngang.
Lúc này ta có thể đưa phương trình liên tục về dạng vi phân sau:
. . .Q dt q dt F dh− =
(6-2)
Trong đó:
Q : Lưu lượng đến của hồ.
q : Lưu lượng ra khỏi hồ chứa.
F : Diện tích mặt thoáng của hồ.
dh : Vi phân cột nước trên công trình xả lũ.
Nếu thay F.dh = dV và thay dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t
2
- t
1
, ở đây
t
1
là thời điểm đầu và t
2
là thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán thì ta có
phương trình cân bằng nước sau đây:
1 2 1 2
2 1
2 2
Q Q q q
t t V V
+ +
   
∆ − ∆ = −

 ÷  ÷
   
(6-3)
Trong đó : Q
1,2
: Lưu lượng đầu và cuối thời đoạn.
q
1,2
: Lưu lượng xả đầu và cuối thời đoạn.
V
1,2
: Lượng nước có trong kho trong thời đoạn ∆t.
Với mục đích tìm đường quá trình q∼t thì phương trình (6-3) chưa thể giải
được vì có hai số hạng chưa biết là q
2
và V
2
. Vậy chúng ta cần 1 phương trình nữa
đó là công trình xả lũ với dạng tổng quát :
Q = f (Z
t
, Z
h
, C) (6-4)
Trong đó: Z
t
: Mực nước thượng lưu công trình xả lũ.
Z
h
: Mực nước hạ lưu.

C : Tham số biểu thị công trình.
Phương trình (6-4) có thể tuỳ theo cụ thể từng công trình và chế độ thuỷ lực
ma ta có phương trình cụ thể.
Như vậy, nguyên lý cơ bản của việc điều tiết lũ là việc giải quyết phương
trình (6-3) và (6-4).
2.3.2.Điều tiết lũ bằng phương pháp thử dần
2.3.2.1.Nguyên lý điều tiết lũ
25
Thiết kế hồ chứa nước sông Sắt PA1 SVTH: Trần Văn Quang
25