Công trình hồ chứa cát tiên nằm trên sông đăklô, xã gia viễn, huyện cát tiên, tỉnh lâm đồng

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
MỤC LỤC
1
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1. Vị trí địa lý – quy mô – nhiệm vụ công trình
1.1.1 Vị trí địa lý.
Công trình hồ chứa Cát Tiên nằm trên sông Đăklô, xã Gia Viễn, huyện Cát
Tiên, tỉnh Lâm Đồng. Cách quốc lộ 20 khoảng 50km về phía Tây bắc và cách trung
tâm thị trấn Cát Tiên 8km về phía Đông bắc.
Lưu vực hồ chứa nằm trong khoảng 11°30’ đến 11°38’30’’ vĩ độ Bắc,
107°20’30’’ đến 107°23’ kinh độ Đông.
1.1.2 Thành phần công trình.
Hệ thống công trình đầu mối gồm các hạng mục sau:
Đập đất ngăn sông dâng nước tạo thành hồ chứa.
Công trình tràn xả lũ xuống hạ lưu.
Công trình ngầm lấy nước vào hệ thống đầu mối
1.1.3 Nhiệm vụ công trình
Công trình hồ chứa Cát Tiên có nhiệm vụ sau:
Tưới tự chảy cho 900ha và kết hợp phòng lũ hạ lưu, nuôi trồng thủy sản lòng hồ.
Cải thiện môi trường sinh thái cho khu vực dự án.
Tạo công ăn việc làm cho nhân dân địa phương.
Phát triển các thành phần kinh tế cho khu vực dự án .
1.2. Điều kiện tự nhiên
1.2.1 Địa hình, địa mạo
Tại khu vực bố trí công trình đầu mối là một thung lũng chạy theo hướng
Đông nam –Tây bắc và có chiều rộng trung bình là 480m. Thung lũng được giới
hạn bởi các dãy đồi có cao độ trên 178m và bị cắt xẻ bởi nhiều quả đồi độc lập có
cao độ từ 150 : 170m.

Hai bên suối có địa hình khá bằng phẳng với cao độ bình quân là 137m và
xoải dần về phía hạ lưu suối.Ven suối cũng tồn tại nhiều bãi sình lầy.
Tuyến đập nằm dựa vào sườn đồi của 2 ngọn núi có cao độ 166m và 165m.
Đây là vị trí hẹp nhất của suối Đaklô nằm theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và có
chiều dài khoảng 400m.
2
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
2
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Vị trí tuyến cống là bên vai phải đập theo hướng Bắc – Nam tại cao trình
141,3m và có chiều dài khoảng 70m.
Tuyến tràn xả lũ nằm ở vai trái đập có chiều dài khoảng 250m, cao trình mặt
đất tại vị trí thấp nhất là 144.5m
Khu tưới nằm gần tuyến công trình đầu mối chạy dài theo hướng Bắc – Nam
có chiều dài 7 ÷ 8km; chiều rộng 1 ÷ 1.5km được phân bố 2 bên bờ suối. Khu tưới
có cao độ 132 ÷ 135m . Từng khu tưới có dạng lòng chảo, xen kẽ trong khu tưới có
các bầu trũng có cao độ từ 128 ÷ 129m và các dồi nhỏ kiểu bát úp như phần khu
tưới phía Tây giáp suối Hai Cô.
1.2.2. Đặc điểm địa hình – địa chất của khu công trình đầu mối
1.2.2.1. Tài liệu về địa hình
a. Quan hệ đặc trưng lòng hồ: Z ~ F ~ W
Bảng 1 - 1: Quan hệ Z ~ F ~ W
Z(m) 137 140 145 150 155
F(ha) 0 65.7 174 209 238
V(106m3) 0 0.657 6.432 16 27.192
b. Đặc điểm hình thái khu vực suối
Bảng 1 - 2: Đặc điểm hình thái khu vực suối
STT ĐẶC TRƯNG TRỊ SỐ
1 Diện tích lưu vực: F (km2) 17.5
2 Độ dài lưu vực: Lw(km) 5.5

3 Độ dài sông chính: Ls(km) 6.0
4 Chiều rộng bình quân lưu vực 3.2
5 Hệ số hình dạng: B/Llv 0.58
6 Mật độ lưới sông 0.8
7 Độ đốc bình quân sườn dốc Jd ( ‰ ) 289
8 Độ dốc lòng sông chính Js ( ‰ ) 5.0
9 Độ cao bình quân lưu vực (m) 220
1.2.2.2. Tài liệu địa chất
a. Tuyến đập chính
3
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
3
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Địa chất tại hai vai đập là lớp phủ sườn tích bao gồm 2 lớp
Lớp trên là á sét nhẹ màu vàng nhạt đến nâu đỏ có hệ số thấm (cm/s) dày 0.5
÷ 2 (m).
Lớp dưới là á sét nhẹ màu xám tro, loang lổ vàng có hệ số thấm (cm/s) dày 2
÷ 3 (m).
Nền đập chủ yếu là á sét đến sét đồng chất có hệ số thấm (cm/s) dày hơn
20m với các chỉ tiêu cơ lý sau:
Bảng 1- 3: Chỉ tiêu cơ lý của nền công trình đầu mối
TUYẾN CHỈ TIÊU LỚP 1 LỚP 2 LỚP 3 LỚP 4
Đập
chính
Dung trọng tự nhiên - γ
tn
(g/cm3)
1.93 1.97 1.93 1.94
Dung trọng khô – γ
k

(g/cm
3
) 1.55 1.73 1.5 1.55
Độ rỗng - n (%) 42.3 35.15 44 42.64
Lực dính – c(kg/cm
2
) 0.22 0.14 0.26 0.23
Góc ma sát trong – φ(°) 17°18’ 21°39’ 18°13’ 16°17’
Hệ số thấm – k(a*10-5cm/s) 6.86 2.52 4.98 1.18
Cống Dung trọng tự nhiên - γ
tn
(g/cm
3
)
1.87 1.85
Dung trọng khô – γ
k
(g/cm
3
) 1.41 1.43
Độ rỗng - n (%) 46.89 47.79
Lực dính – c(kg/cm
2
) 0.27 0.22
Góc ma sát trong – φ(°) 16024’ 15044’
Hệ số thấm – k(a*10-5cm/s) 3.25 1.06
Đất đắp
đập
Dung trọng tự nhiên - γ
tn

(g/cm
3
)
1.55
Dung trọng bão hòa – γ
bh
(g/cm
3
) 1.97
Lực dính – c(T/m
2
) 1,7
Góc ma sát trong – φ(°) 19°50’
Hệ số thấm – k(a*10-5cm/s) 1.85
b. Tuyến cống
Tuyến cống được đắt trên lớp á sét khá ổn định, có hệ số thấm trung bình k =
10
-5
(cm/s), nên không cần sử lý đáy móng phức tạp. Phần miệng cống và đỉnh cống
cần đắp 1 lớp sét dày1mđể chống thấm.
c. Tuyến tràn
Tuyến tràn được đặt trên lớp đá. Phần sau ngưỡng tràn thân dốc nằm trên nền
đất ổn định, có phần nối tiếp đuôi tràn và lòng suối cũ cần xử lý chân khay ở hố tiêu
năng để chống xói lở.
4
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
d. Lòng hồ
Qua phân tích địa chất ta thấy: vùng hồ được cấu tạo bởi các lớp đất sét pha

đến sét dày hơn 20m có nguồn gốc là sườn tích và tàn tích có hệ số thấm trung bình
từk = 10
-4
÷10
-6
(cm/s). Các dãy núi bao bọc bờ hồ tạo bằng đá phiến sét, sét kết, bội
kết có độ nứt nhỏ nên không gây ra hiện tượng mất nước sang lưu vực lân cận.
e. Sạt lở bờ hồ
Hiện tượng trên có tính cục bộ và không gây ảnh hưởng lớn đến công trình vì:
• Các dãy núi thấp bao bọc bờ hồ đều cấu tạo bằng đá phiến sét, sét kết, bội kết, tầng
tàn tích phong hóa dày 2 ÷ 3 (m).
• Thảm thực vật bao phủ cũng góp phần bảo vệ bờ hồ.
f. Bồi lắng lòng hồ
Do các chất như thảm thực vật và vật chất vụn nát được đưa về trong mùa lũ
ít nên khả năng bồi lắng của hồ là không đáng kể.
g. Vấn đề ngập và bán ngập
Đây không phải là vấn đề lớn do vùng lòng hồ không có cơ sở công nghiệp
hay tài nguyên khoáng sản quý giá.
1.2.3. Điều kiện khí tượng thủy văn khu vực
1.2.3.1 Tình hình mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn
Lân cận khu vực Đaklô có các trạm khí tượng thủy văn sau đây:
Trạm khí tượng Bảo Lộc nằm cách vị trí xây dựng công trình 80km có tài liệu
quan trắc 56 năm (1933 ÷ 1998) và tin cậy với đầy đủ các yếu tố đặc trưng khí hậu.
Trạm thủy văn Đại Nga nằm cách vị trí xây dựng công trình 80km có tài liệu
quan trắc dòng chảy liên tục từ năm 1997 đến nay.
1.2.3.2 Đặc điểm khí hậu
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm:
Nhiệt độ không khí cao nhất:
Nhiệt độ không khí thấp nhất:

Tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm là tháng 1:
b. Độ ẩm
Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm: 85,9 %
5
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
5
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Độ ẩm tuyệt đối thấp nhất: 14 %
Độ ẩm trung bình tháng cao nhất là tháng tám: 91,2%
Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất là tháng hai: 77,2%
c. Mưa
Tổng lượng mưa trong khu vực khá lớn, nhưng phân bố không đồng đều
trong năm.
Lượng mưa trung bình nhiều năm 2513,8 mm
Lượng mưa lớn nhất trong thời gian quan trắc 181mm
Bảng 1- 4 : Lượng mưa ngày thiết kế của trạm Bảo Lộc và Đateh
Thứ tự Tần suất p(%) Xmax Bảo Lộc (mm) Xmax Đateh (mm)
1 1.0 233.2 258.1
2 1.5 241.3 241.4
3 2.0 201.1 229.6
4 5.0 161.1 191.9
5 10.0 132.9 163.3
6 20.0 106.9 131.1
d. Bốc hơi
Lượng bốc hơi trong khu vực cũng thay đổi theo mùa, mùa khô từ tháng 9 đến
tháng 10 chiếm 70% tổng lượng bốc hơi toàn năm.
Lượng bốc hơi bình quân ngày 2,1mm.
Tài liệu về bốc hơi như sau:
6
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2

6
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Bảng 1 –5: Bốc hơi ứng với tần suất p = 85%
Tháng 1 2 3 4 5 6
Zpi (mm) 93 97 122 70 62 70
∆zi( mm) 43.4 45.2 56.5 32.7 28.9 32.7
Tháng 7 8 9 10 11 12
Zpi(mm) 56 57 39 46 53 73
∆zi(mm) 25.9 26.7 18.2 29.3 24.7 33.9
e. Chế độ gió
Mùa khô hướng gió chính là Đông - Bắc
Mùa mưa hướng gió chính là Tây – Nam.
Tài liệu về gió như sau :
Tốc độ gió ứng với tần suất 50%: v = 18m/s
Tốc độ gió ứng với tần suất 4%: v = 23m/s
f. Các tài liệu về khí hậu
Căn cứ vào tình hình mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn trong khu vực
và lân cận, cũng như đặc điểm tự nhiên của vùng có dự án với khu vực đặt trạm
quan trắc chọn trạm Bảo Lộc và Đại Nga làm trạm đại điện để tính toán cho vùng
dự án.
Ngoài ra, tài liệu đo mưa của trạm Đateh cũng được sử dụng trong quá trình
tính toán.
7
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
7
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Bảng 1 – 6: Các tài liệu về khí hậu
Tháng Nhiệt độ
trung bình
(0oC)

Độ ẩm không khí
trung bình (%)
Độ mưa bình
quân ( mm)
Số giờ
nắng/ngày
1 19.1 81.3 48.3 7.4
2 20.3 77.2 34.3 7.9
3 21.6 79.0 82.5 7.4
4 22.4 83.3 172.1 6.6
5 22.7 87.9 236.9 5.5
6 22.3 89.5 242.5 4.7
7 22.8 90.8 412.0 4.0
8 21.7 91.3 383.5 3.7
9 21.7 90.8 370.4 3.2
10 21.3 89.5 318.6 4.4
11 20.6 86.7 131.1 5.5
12 19.8 83.8 81.4 6.3
Năm 21.3 85.9 251.36 5.6
1.2.3.3 Các tài liệu về dòng chảy
a. Dòng chảy chuẩn:
Diện tích lưu vực: F = 17.5 (km
2
)
Mô đun dòng chảy chuẩn: M
o
= 40.75 (l/s/km
2
)
Lưu lượng bình quân nhiều năm: Q

o
= 0.71 (m
3
/s)
Hệ số thiên lệch: C
s
= 0.58
Hệ số phân tán: C
v
=0.3
b. Dòng chảy năm thiết kế
Phân phối dòng chảy năm thiết kế của lưu vực suối Đaklô ứng với tần suất
p = 85%.
8
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
8
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Bảng 1 – 7: Phân phối dòng chảy năm thiết kế P = 85%
Tháng 1 2 3 4 5 6
Qp (m3/s) 0.013 0.1 0.07 0.09 0.18 0.42
Wp (103m3) 348.2 241.9 187.5 233.3 482.1 1088.6
Tháng 7 8 9 10 11 12
Qp (m3/s) 0.65 1.04 1.7 1.3 0.77 0.27
Wp(103m3) 1741.0 2785.5 4406.4 3481.9 1995.8 7231
Bảng1 - 8: Các đặc trưng của đường quá trình lũ thiết kế
P% 25 50 75 95
Qp( m3/s) 0.85 0.7 0.56 0.40
Wp(103m3) 26.81 22.08 17.98 12.62
c. Dòng chảy lũ :
Bảng 1 – 9: Các đặc trưng của đường quá trình lũ thiết kế

P% Qp (m3/s) Wp (106m3) T (h) T1 (h) Tx (h) β
1.0 233.4 3.388 8.00 2.5 5.5 2.2
1.5 212.0 3.168 8.25 2.75 5.5 2
d. Đường quá trình lũ
Bảng 1 -10: Bảng quá trình lũ ứng với tần suất P = 1.5%
t(phút) 0 30 60 90 120 150 180 210 240
Q1.5%(m3/s) 0 35.2 112.0 179.6 220.2 233.4 225 210.1 190
t(phút) 270 300 330 360 390 420 450 480 510
Q1.5%(m3/s) 163 140 117 90.8 66.2 42.0 22.2 5.5 2.1
Bảng 1 -11: Đường quá trình lũ P = 0.5%
t(phút) 0 30 60 90 120 150 180 210 240
Q0.5%
(m3/s)
0 38.0 121.0 194.0 237.8 252.1 243.0 226.9 202.2
t (phút) 270 300 330 360 390 420 450 480 510
Q0.5%
(m3/s)
176.0 151.2 126.9 98.1 71.5 45.4 24.0 5.9 2.3
1.2.3.4. Nguồn vật liệu cung cấp và điều kiện giao thông vận tải
a. Đất đắp
Có thể dùng hai loại: Đất á sét bồi sườn tích ( lớp 2 ) và á sét ( lớp 4) đất có
màu vàng nhạt, loang lổ nâu đỏ, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa, cả hai loại này có
9
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
9
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
độ thấm nhỏ φ và c lớn khi đạt độ chặt của đất, cự ly vận chuyển gần thuận lợi cho
thi công.
b. Vật liệu cát sỏi:
Cát lấy tại các mỏ đang khai thác trên sông Đồng Nai, cách công trình 8 ÷

10km. Chất lượng cát có hàm lượng hạt mịn lớn khi sử dụng để đổ bê tông cần phải
sàng loại bỏ bớt cát hạt mịn.
Sỏi sông: Lấy tại cầu Đạ Quay, cách công trình 40km, chất lượng và cấp
phối hạt đủ để đảm bảo làm tầng lọc.
c. Đá
Lấy tại mỏ đá Bảo Lộc, cách công trình 83km. Chất lượng đá granit màu
xám xanh-trắng đục, cấu tạo khối, sức chống nén tức thời 1000 – 1100 kg/cm2 , khả
năng sử dụng cho xây dựng tốt.
d. Gạch xây:
Tại Tam Bố cách công trình 150km
e. Xi măng, sắt thép, mua tại trung tâm huyện.
f. Vải lọc và các thiết bị cơ khí lấy từ TP. Hồ Chí Minh.
g. Cơ sở hạ tầng khu vực xây dựng
1.2.3.5 .Điều kiện giao thông vận tải:
Đường vận chuyển vật liệu tới trung tâm huyện Cát Tiên là con đường 721,
về mùa khô đảm bảo chất lượng, còn về mùa mưa cần nâng cấp và sửa chữa. Con
đường từ trung tâm huyện Cát Tiên tời khu vực xây dựng công trình cần phải xây
dựng lại hai cầu có chiều dài 5 ÷ 10m và về mùa mưa phải sửa chữa tu bổ lại.
Điện cho sinh hoạt và thi công công trình:
Khu vực trung tâm xã Gia Viễn đã có điện lưới sinh hoạt. Điện phục vụ cho
công trường cần lập đường dây dài 2230m dọc theo đường quản lý.
Nước phục vụ cho thi công lấy trực tiếp từ suối Đăklô, nước sinh hoạt lấy từ
các giếng đào.
1.3. Dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước
1.3.1. Điều kiện dân sinh kinh tế
Huyện Cát Tiên là vùng kinh tế mới chủ yếu là dân tộc kinh từ nơi khác đến
khai hoang và phát triển kinh tế.Ngoài ra còn có một số ít dân tộc tiểu số.Nghề
chính của dân tộc trong vùng là canh tác sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi gia súc,
10
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2

10
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
ngoài ra còn xẻ gỗ kiếm tre nứa để bán. Nhìn chung đời sống nhân dân gặp nhiều
khó khăn do hạn hán lũ lụt, năng suất cây trồng thấp kém và bấp bênh, chăn nuôi
kém phát triển.
1.3.2 Phương pháp phát triển trong tương lai
Trong những năm tới để phát triển nền kinh tế trong vùng, UBND tỉnh Lâm
Đồng đã xác định huyện Cát Tiên là trọng điểm để phát triển ngành nông nghiệp và
chăn nuôi. Do đó trước mắt phải ngưng ngay việc di dân từ nơi khác đến để đảm
bảo định canh định cư cho nhân dân, đẩy mạnh sản xuất lương thực, thực phẩm từ 1
vụ lên 2 vụ hoặc 3 vụ một năm. Phát triển ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm để tăng
thêm nguồn thực phẩm và sức kéo cho nông nghiệp.
1.3.3. Nhu cầu dùng nước
Hồ chứa nước Cát Tiên với nhiệm vụ chính là cung cấp nước tưới cho 900ha
lúa, cấp nước sinh hoạt cho 8000 dân, ngoài ra còn tưới hồ tiêu, tưới rau màu và cải
tạo môi trường sinh thái.
Bảng 1 - 13: Nhu cầu dùng nước được tổng hợp
Tháng 1 2 3 4 5 6
Wdùng.106m3 2.83 1.27 2.67 1.76 1.13 0.05
Tháng 7 8 9 10 11 12
Wdùng.106m3 0 0 0 0 2.10 1.97
Cả năm 14.16
11
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
11
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
CHƯƠNG II: CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
2.1. Giải pháp công trình và thành phần công trình.
- Giải pháp công trình:
Công trình được xây dựng là hồ chứa nước có nhiệm vụ phục cụ tưới tiêu,

cấp nước sinh hoạt, ngăn mặn, cải thiện tiểu vùng khí hậu, chống xói mòn, cải tạo
đất bạc màu…
+ Một đập chính ngăn sông.
+ Một đường tràn tháo lũ sang lưu vực khác.
+ Một cống đặt dưới đập để lấy nước tưới.
- Thành phần công trình và hình thức công trình đầu mối:
+ Đập ngăn sông: Đập đất (MNC = 141m; MNDBT = 147.5m),
+ Công trình tháo lũ: Đập tràn dọc, tràn đỉnh rộng, không có cửa van, cao
trình ngưỡng bằng MNDBT (Btr = 6m), cao trình mực nước khống chế đầu kênh:
Zyc = 140.5m.
+ Cống lấy nước: Cống ngầm chảy không áp có tháp van (Q
cống
= 2.0m3/s).
2.2. Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
2.2.1. Cấp bậc công trình.
Theo QCVN 04-05-2012, cấp công trình được xác định dựa trên 2 điều kiện:
a Theo chiều cao công trình và loại nền:
Sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập như sau:
* Cao trình đỉnh đập:
∇
Z
đ
= MNDBT + + d
Trong đó: d - Độ vượt cao an toàn của đỉnh đập so với MNDBT, giả thiết d =
1,5 3,0m, chọn d = 3m
- Cột nước trên tràn (chọn = 3m).
Mặt khác, từ bình đồ ta có: ∇
đáy đập
= 138 – 1,5 = 136,5 m (bóc bỏ 0,5m).
Cao trình đỉnh đập:

∇
Z
đ
= 147.5 + 3 + 1,5 = 152 (m)
Chiều cao đập: H
đ
=
∇
Z
đ
-
∇
Z
đay
= 152 – 136.5 = 15,5 (m)
12
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
12
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Tra bảng QCVN 04 -05 -2012: ứng với loại nền đất á sét đến sét đồng chất
→
nền loại B
→
Công trình cấp III.
b Theo nhiệm vụ công trình và vai trò của công trình trong hệ thống:
- Tưới tự chảy cho 900ha và kết hợp phòng lũ hạ lưu, nuôi trồng thủy hải
sản lòng hồ.
- Cải thiện môi trường sinh thái cho nhân dân địa phương.
- Tạo công ăn việc làm cho nhân dân địa phương, phát triển các thành phần
kinh tế cho khu vực dự án.

Tra bảng QCVN 04 -05 -2012:
→
công trình cấp IV.
→
So sánh 2 chỉ tiêu ta chọn cấp công trình cấp III.
2.2.2. Các chỉ tiêu thiết kế.
- Mức đảm bảo thiết kế của công trình tra theo theo QCVN 04-05: 2012
ta có: P = 75%.
- Tần suất thiết kế lưu lượng, mực nước lớn nhất: P = 1,5%.
- Tần suất kiểm tra lưu lượng, mực nước lớn nhất: P = 0,5%.
- Hệ số tin cậy k
n
: Tra bảng Phụ lục B.2 ( theo QCVN 04-05: 2012) có k
n
= 1,15.
- Hệ số vượt tải: n = 1,0.
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,0.
- Hệ số an toàn cho phép về ổn định nhỏ nhất của mái đập [K
cp
]:
+ Tải trọng chủ yếu: [K] = 1,3;
+ Tải trọng đặc biệt: [K’] = 1,1.
- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất (QPTL C1-78) ta được :
+ Tần suất gió lớn nhất ứng với MNDBT : P
max
gió
= 4%.
+ Tần suất gió bình quân lớn nhất ứng với MNLTK : P
bq
gió

= 50%.
 Theo quan hệ tài liệu :
+ P
max
gió
= 4%
→
v = 23 m/s (ứng với MNDBT).
+ P
bq
gió
= 50%
→
v = 18 m/s (ứng với MNLTK).
- Độ vượt cao an toàn đỉnh đập: Tra tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén ta được:
13
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
+ Độ vượt cao của đỉnh đập trên sóng ứng với MNDBT: a = 0,7.
+ Độ vượt cao của đỉnh đập trên sóng ứng với MNLTK: a’ = 0,5.
+ Độ vượt cao của đỉnh đập trên sóng ứng với MNLKT: a” = 0,2.
14
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
14
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
2.3. Vị trí tuyến công trình đầu mối.
Căn cứ vào bình đồ và tài liệu đã cho ta xác định được vị trí từng tuyến công
trình đầu mối như trong bình đồ thiết kế:
- Đập ngăn sông: Vị trí tuyến đập được xây dựng trên đoạn trung lưu của sông Dân;

hai vai đập được gối lên hai quả đồi tương đối dốc.
- Công trình tháo lũ:Đập tràn được đặt ở đầu vai phải đập, cao trình ngưỡng bằng
MNDBT
Cống lấy nước: Tuyến cống được đặt ở vai trái đập.
15
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
15
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của tính toán điều tiết lũ.
Tính toán điều tiết lũ là nội dung quan trọng khi thiết kế hồ chứa để xác định
quy mô kích thước của công trình xã lũ, dung tích điều 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 có nhiệm vụ phòng lũ hạ du điều tiết qua hồ chứa nhằm mục
đích hạ thấp lưu lượng lũ xã xuống hạ lưu, nhờ đó hạ thấp mực nước trong sông 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
xã lũ, quy mô công trình xã lũ.
Trong giai đoạn thiết kế tính toán điều tiết lũ hồ chứa có những nhiệm vụ sau đây:
Xác định các thành phần của dung tích điều tiết lũ theo nhiệm vụ chống lũ cho
công trình và nhiệm vụ phòng lũ cho hạ du.
Xác định quy mô công trình tháo lũ và mực nước đặc trưng theo nhiệm vụ
phòng lũ cho hạ du và chống lũ cho công trình.
3.2. Nguyên lý và các phương pháp tính toán điếu tiết lũ.
3.2.1. Nguyên lý tính toán:
Khi lũ di chuyển qua hồ chứa có đặc điểm sau: mặt cắt mở rộng đột ngột nên
độ dốc đường mặt nước rất nhỏ, độ sâu dòng chảy rất lớn và độ dốc dòng chảy cũng
rất nhỏ. Từ đặc điểm trên, trong tính toán thiết kế ta sử dụng phương pháp giải hóa

bằng cách coi hồ chứa là một đoạn sông và mực nước trong hồ nằm ngang, có quá
trình lưu lượng vào hồ tại mặt cắt cửa vào Q(t) lưu lượng ra khỏi hồ là tổng của lưu
lượng xả qua công trình đầu mối, lưu lượng cấp cho yêu cầu dùng nước và tổng lưu
lượng tổn thất. Tính toán điều tiết lũ dưa trên nguyên lý cân bằng nước và phương
trình biểu thị lưu lượng qua công trình xả lũ. Khi đó, nguyên lý tính toán điều tiết lũ
là sự hợp giải hệ hai phương trình cơ bản đó là phương trình cân bằng nước và
phương trình động lực cùng với các biểu đồ phụ trợ:
- Phương trình cân bằng nước:
16
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
16
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
= Q – q (4-1)
Ta có: dV = Fdh, với dh là sự thay đổi độ sâu nước trong hồ, khi đó phương trình
(5-1) sẽ có dạng:
Q – q = (4-2)
Đưa phương trình cân bằng nước (4-2) về dạng sai phân ta được:
( (4-3)
(4-4)
- Phương trình động lực cho các công trình xả lũ có dạng tổng quát là hàm của 3
tham số:
q
x
= f [A, Z
t
, Z
h
] (4-5)
Phương trình (4-5) sẽ có dạng cụ thể tùy theo hình thức công trình xả lũ.
- Các quan hệ phụ trợ:

+ Đường quan hệ mực nước và dung tích:
Z ~ V (4-6)
+ Đường quan hệ mực nước và lưu lượng hạ lưu:
Q ~ H
hạ
(4-7)
Trong đó:
Q – Quá trình lũ đến (m
3
/s);
q – Quá trình lưu lượng ra khỏi hồ bao gồm lưu lượng xả q
x
qua công trình xả lũ,
lưu lượng qua công trình lấy nước q
c
và lưu lượng tổn thất (m
3
/s);
Z
t
– Mực nước thượng lưu (mực nước hồ);
Z
h
– Mực nước hạ lưu tại cửa xả;
A – Thông số hình thức mô tả loại và quy mô công trình xả lũ;
V
1
, V
2
– Tương ứng là là dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán t;

t – Thời gian (h);
– Sự thay đổi dung tích hồ chứa tại thời điểm t.
Lưu lượng tổn thất rất nhỏ so với lưu lượng xả nên trong tính toán điều tiết thường
bỏ qua, lưu lượng cấp nước trong nhiều trường hợp cũng bỏ qua nếu nó chiếm tỷ lệ
nhỏ so với lưu lượng xả.
Phương trình động lực mô tả khả năng chuyển nước qua các công trình lấy nước và
công trình xả lũ. Trong trường hợp mực nước hạ lưu không ảnh hưởng đến lưu
17
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
17
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
lượng lũ xả qua các công trình tháo lũ thì đường quan hệ Q ~ H
hạ
không cần thiết
đưa vào hệ phương trình trên.
Hợp giải hệ phương trình (4-4) và (4-5) cùng với các biểu đồ phụ trợ (4-6), (4-7)
xác định được đường quá trình lưu lượng xả q
x
(t), đồng thời xác định được sự thay
đổi mực nước và dung tích hồ chứa.
3.2.2. Các phương pháp tính:
Từ nguyên lý tính toán điều tiết lũ như trên đã trình bày, người ta dã đưa ra
các phương pháp tính toán sau:
- Phương pháp thử dần.
- Phương pháp Poota pốp.
- Phương pháp Kotrênrin.
Trong đồ án này tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Poota pốp, áp dụng
cho công trình xả lũ không có cửa van đóng mở chảy tràn tự do. Thời đoạn tính toán
được chọn cố định cho tất cả các thời đoạn tính toán.
3.3. Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pô-ta-pôp.

3.3.1. Cơ sở của phương pháp:
Xuất phát từ nguyên lý chung, phương pháp đò giải Pô-ta-pôp cũng được thực
hiện trên cơ sở giải hệ phương trình (4-4), (4-5) và các quan hệ phụ trợ (4-6), (4-7).
Viết lại phương trình (4-4) dưới dạng sau:
Đặt f
1
= và f
2
= biểu thức trên được viết lại như sau:
f
2
= f
1
+ (5-8)
Trong đó:
– lưu lượng bình quân thời đoạn:
– thời đoạn tính toán là hằng số,
Vì V phụ thuộc vào q nên giá trị và đều là hàm số của lưu lượng xả, bởi vậy ta có
thể xây dựng biểu đồ phụ trợ dạng (5-9) để sử dụng trong tính toán điều tiết bằng
phương pháp đồ giải. biểu đồ gồm 2 đường cong:
q ~ f
1
= và q ~ f
2
= (5-9)
3.3.2. Nội dung của phương pháp:
3.3.2.1. Các tài liệu cho trước:
18
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
18

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
- Hình thức xả lũ: Tràn đỉnh rộng chảy tự do không có cửa van điều tiết lưu
lượng.
Do đó lưu lượng chảy qua tràn tính theo công thức:
q = .m.B
tr
(5-10)
Trong đó: - m: Hệ số lưu lượng của tràn,
- B
tr
: Bề rộng của tràn;
- : Hệ số co hẹp bên.
- H
0
: Cột nước trên tràn.
Vì đập tràn đỉnh rộng có B
tr
=6m, nên ta không chia khoang
= = = 0,75.
Sơ bộ có thể sử dụng nghiên cứu thực nghiệm của Cumin: ta có m = 0,35.
- Đường quá trình lũ đến Q ~ t:
Đường quá trình lũ đến ứng với tấn suất thiết kế và tấn suất kiểm tra, với
công trình cấp II tưng ứng là:
Tần suất lưu lượng, mực nước lũ thiết kế là: P = 1,5%;
Tần suất lưu lượng, mực nước lũ kiểm tra là: P = 0,5%.
- Quan hệ đặc tính lòng hồ:
Quan hệ Z ~ F và quan hệ Z ~ V.
19
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
19

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
3.3.2.2. Các bước tính toán:
Xây dựng biểu đồ phụ trợ:
- Bước 1: Lựa chọn bước thời gian tính toán (cố định cho mọi thời đoạn tính
toán).Thời đoạn tính toán có thẻ chọn bất kỳ (1h, 2h, 3h,…) tùy thuộc vào mức
đọ thay đổi của quá trình lũ đến Q ~ t. Giá trị chọn cang nhỏ thì kết quả tính toán
càng chính xác.
- Bước 2: Giả định một số giá trị mực nước hồ, từ đó tính được cột nước h trên
đỉnh tràn hoặc chênh lệch mực nước so với tâm cống ngầm chảy tự do.
- Bước 3: Tính lưu lượng xả qua công trình xả lũ theo công thức (4-10).
- Bước 4: Ứng với các mực nước giả thiết, tra quan hệ Z ~ V tìm được giá trị dung
tích kho ứng là V
k
và từ đó tìm được V = V
k
– V
tl
(trong đó V
tl
là dung tiachs kho
ứng với trước khi lũ đến).
- Bước 5: Tính toán giá trị f
1
= và f
2
=
- Bước 6: Vẽ quan hệ q ~ f
1
và quan hệ q ~ f
2

. Hai đường cong này được vẽ trên
cùng một đồ thị và chính là biểu đồ phụ trợ cần xác định.
Tính toán điều tiết lũ:
- Bước 1: Tại mỗi thời đoạn tính toán , tính
- Bước 2: Từ q
1
đã biết (tại thời điểm ban đầu chưa lưu lượng xả nên q
1
= 0) tra
trên biểu đồ phụ trợ theo quan hệ q ~ f
1
xác định được giá trị f
1
= ,
- Bước 3: Từ giá trị f
1
ta tính được f
2
= , theo f
2
tính được tra ngược lại biểu đồ sẽ
được q
2
. Đó chính là lưu lượng xả cuôi thời đoạn và cũng là giá trị q
1
của thời
đoạn tiếp theo.
Lấy giá trị q
2
của thời trước làm giá trị q

1
của thời đoạn tiếp theo và tiếp tục thực
hiện một các tương tự cho tất cả thời đoạn còn lại sẽ được quá trình lũ q ~ t.
- Bước 4: Dung tích siêu cao V
sc
được xác định theo công thức (4-3):
(
20
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
20
t
0
q(m3/s)
t(h)
f 2 f1
Q
1
f1
Q + f1
2
Q
1
Q
2
t
2
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Hình 3.1: Minh họa của phương pháp tính.
3.4. Nội dung tính toán cụ thể điều tiết lũ.

3.4.1. Các thông số đầu vào:
- Quan hệ đặc tính lòng hồ Z ~ V:
Hình 3.2: Biểu đồ quan hệ Z ~ V
- Tần suất lũ thiết kế là: P = 1,5%;
Hình 3.3: Quá trình lũ đến ứng với tần suất 1,5% theo số liệu bảng (1-14).
- Tần suất lũ kiểm tra là: P = 0,5%;
Hình 3.4: Quá trình lũ đến ứng với tần suất 0,5% theo số liệu bảng (1-15).
- Các thông số của tràn xả lũ:
+ Tràn đỉnh rộng chảy tự do không có cửa van điều tiết;
+ Cao trình ngưỡng tràn bằng MNDBT = 147,5m;
+ Chiều rộng tràn: B
tr
= 6m;
21
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
21
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
3.4.2. Tính toán điều tiết lũ:
Ứng với B
tr
= 6m, quá trình lũ đến thiết kế thời đoạn 0,5h.
Bảng 3.1: Bảng tính các giá trị đặc trưng của biểu đồ phụ trợ
tt Z(m) Htr(m) Vk(10^6m3) Vtt(10^6m3) q(m3/s) f1(m3/s)
f2(m3/s)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
1 147.5 0 11.216 0 0 0 0
2 147.7 0.2 11.599 0.383 0.812965 425.14907 425.9620
3 147.9 0.4 11.981 0.765 2.299412 848.85029 851.1497
4 148.1 0.6 12.364 1.148 4.224290 1273.4434 1277.667
5 148.3 0.8 12.747 1.531 6.50372 1697.8592 1704.363

6 148.5 1 13.13 1.914 9.089225 2122.1220 2131.211
7 148.7 1.2 13.512 2.296 11.94809 2545.1370 2557.085
8 148.9 1.4 13.895 2.679 15.05632 2969.1385 2984.194
9 149.1 1.6 14.278 3.062 18.39529 3393.0245 3411.419
10 149.3 1.8 14.66 3.444 21.95005 3815.6916 3837.641
11 149.5 2 15.043 3.827 25.70821 4239.3681 4265.076
12 149.7 2.2 15.426 4.21 29.65929 4662.9481 4692.607
13 149.9 2.4 15.809 4.593 33.79432 5086.4361 5120.230
14 150.1 2.6 16.224 5.008 38.10543 5545.3917 5583.497
15 150.3 2.8 16.672 5.456 42.58571 6040.9293 6083.515
16 150.5 3 17.119 5.903 47.22899 6535.2743 6582.503
17 150.7 3.2 17.567 6.351 52.02976 7030.6517 7082.681
18 150.9 3.4 18.015 6.799 56.98299 7525.9529 7582.935
19 151.1 3.6 18.462 7.246 62.08413 8020.0690 8082.153
20 151.3 3.8 18.91 7.694 67.32901 8515.2243 8582.553
21 151.5 4 19.358 8.142 72.71380 9010.309 9083.023
Cột (1): Thứ tự.
Cột (2): Cao trình mực nước giả thiết từ MNDBT trở lên.
Cột (3): Chiều cao mực nước trên tràn (tính từ ngưỡng tràn).
Cột (4): Dung tích kho nước. tra từ quan hệ (Z ~ V) của tài liệu địa hình.
Cột (5): Dung tích tính toán. V
tt
= V
k
– V
Zng.
Cột (6): Lưu lượng xả lũ. Q = mB
Cột (7): Đường phụ trợ f
1
= .

Cột (8): Đường phụ trợ f
2
= .
Hình 3.5: Biểu đồ phụ trợ q ~ f
1
và q ~ f
2
theo kết quả bảng (4.1).
22
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
22
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
23
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
23
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Bảng 3.2: Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất 1,5%
tt t(phút) Q1 Qtb q1 f1 f2 q2 qtb (Qtb-qtb)*t Vsc Vk Z Hsc
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11216000 147.5 0
2 15 17.6 8.8 0 0 8.8 0.017 0.0085 7912.35 7912.35 11223912.4 147.50
4
0.004
3 30 35.2 26.4 0.017 8.783 35.183 0.067 0.042 23722.2 31634.55 11247634.6 147.51
6
0.016
4 45 73.6 54.4 0.067 35.115 89.515 0.171 0.119 48852.9 80487.45 11296487.5 147.54
2
0.042
5 60 112 92.8 0.171 89.342 182.142 0.348 0.2595 83286.45 163773.9 11379773.9 147.58 0.08
6 75 145.8 128.9 0.348 181.791 310.691 0.593 0.4705 115586.5 279360.45 11495360.5 147.64

6
0.146
7 90 179.6 162.7 0.593 310.091 472.791 0.977 0.785 145723.5 425083.95 11641084 147.72
2
0.222
8 105 199.9 189.75 0.977 471.806 661.556 1.637 1.307 169598.7 594682.65 11810682.7 147.81
1
0.311
9 120 220.2 210.05 1.637 659.915 869.965 2.384 2.0105 187235.55 781918.2 11997918.2 147.90
9
0.409
1
0
135 226.8 223.5 2.384 867.581 1091.081 3.382 2.883 198555.3 980473.5 12196473.5 148.01
2
0.512
1
1
150 233.4 230.1 3.382 1087.69
9
1317.799 4.457 3.9195 203562.45 1184035.9
5
12400036 148.11
9
0.619
1
2
165 229.2 231.3 4.457 1313.36 1544.66 5.658 5.0575 203618.25 1387654.2 12603654.2 148.22
5
0.725

1
3
180 225 227.1 5.658 1539.00
5
1766.105 6.878 6.268 198748.8 1586403 12802403 148.32
9
0.829
1 195 217.5 221.27 6.878 1759.22 1980.497 8.176 7.527 192373.2 1778776.2 12994776.2 148.43 0.93
24
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
4 5 5 2
1
5
210 210.1 213.82
5
8.173 1972.31
8
2186.143 9.441 8.807 184516.2 1963292.4 13179292.4 148.52
6
1.026
1
6
225 200.0
5
205.07
5
9.441 2174.24
1
2379.316 10.68 10.060

5
175513.05 2138805.4
5
13354805.5 148.61
8
1.118
1
7
240 190 195.02
5
10.68 2357.52
3
2552.548 11.79
1
11.235
5
165410.55 2304216 13520216 148.70
4
1.204
1
8
255 176.5 183.25 11.79
1
2521.88
5
2705.135 12.92
6
12.358
5
153802.35 2458018.3

5
13674018.4 148.78
4
1.284
1
9
270 163 169.75 12.92
6
2678.52
1
2848.271 14.01
9
13.472
5
140649.75 2598668.1 13814668.1 148.85
8
1.358
2
0
285 151.5 157.25 14.01
9
2827.58
5
2984.835 15.06
1
14.54 128439 2727107.1 13943107.1 148.92
5
1.425
2
1

300 140 145.75 15.06
1
2969.77
4
3115.524 16.08
3
15.572 117160.2 2844267.3 14060267.3 148.98
6
1.486
2
2
315 128.5 134.25 16.08
3
3099.44
1
3233.691 17.00
6
16.544
5
105934.95 2950202.2
5
14166202.3 149.04
2
1.542
2
3
330 117 122.75 17.00
6
3216.68
5

3339.435 17.83
3
17.419
5
94797.45 3044999.7 14260999.7 149.09
1
1.591
2
4
345 103.9 110.45 17.83
3
3321.60
2
3432.052 18.56
5
18.199 83025.9 3128025.6 14344025.6 149.13
5
1.635
2
5
360 90.8 97.35 18.56
5
3413.45
5
3510.805 19.21
4
18.889
5
70614.45 3198640.0
5

14414640.1 149.17
1
1.671
2
6
375 78.5 84.65 19.21
4
3491.44
1
3576.091 19.75
1
19.482
5
58650.75 3257290.8 14473290.8 149.20
2
1.702
2
7
390 66.2 72.35 19.75
1
3556.09 3628.44 20.18
3
19.967 47144.7 3304435.5 14520435.5 149.22
7
1.727
25
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2