Hồ chứa nước tân thành nằm trên suối tân thành thuộc vùng đồi núi xã nguyên bình huyện tĩnh gia tỉnh thanh hoá (bản vẽ + thuyết minh)

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

Ngành Công trình

MỤC LỤC
PHẦN II:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH 25
CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 25
5.1 Mục đích và phương pháp tính 25
9.1 Tính toán điều tiết lũ phương án chọn 57
9.6 Tính toán thấm qua đập và nền. 72
9.7 Tính toán ổn định đập đất. 88

CHƯƠNG 10 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ. 97
10.1 Vị trí, hình thức và các bộ phận của đường tràn. 97
10.2 Tính toán thuỷ lực trà xả lũ 98
10.7 Tính toán ổn định và kết cấu cỏc bộ phận tràn. 111

CHƯƠNG 11 : THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 116
11.1 Những vấn đề chung 116
11.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống. 118
11.3 Tính toán thuỷ lực cống. 121
11.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng. 131
11.5 Chọn cấu tạo chi tiết cống. 142

PHẦN 4 146
CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT. 146
CHƯƠNG 12 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM. 146
12.1 Mục đích và trường hợp tính toán 146
12.2 Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế 146

12.3 Xác định các lực tác dụng lên cống. 148
12.4 Xác định nội lực cống ngầm. 155
12.5 Tính toán cốt thép. 159
12.6 Tính toán và kiểm tra nứt 172

................................................................................. Error: Reference source
not found9
PHỤ LUC TÍNH TOÁN.................................................................................180

SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 3

Ngành Công trình

PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN
CHƯƠNG 1 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Hồ chứa nước Tân Thành nằm trên suối Tân Thành thuộc vùng đồi núi xã Nguyên
Bình huyện Tĩnh Gia - tỉnh Thanh Hoá, cách trung tâm huyện lỵ Tĩnh Gia 9km theo
đường thẳng về phía tây. Vị trí xây dựng công trình nằm ở toạ độ địa lỹ:
19o25’~19o29’ vĩ độ Bắc, 105o41’~105o~44’ kinh độ Đông.
Giới hạn hành chính:
-

Phía đông giáp xã Hải Lĩnh

-

Phía nam giáp xã Phúc Lâm

-

Phía Tây giáp xã Phú Sơn

-

Phía Bắc giáp xã các Sơn và Hùng Sơn

1.1.2. Đặc điểm địa hình địa mạo
1.1.2.1. Lòng hồ
Lòng hồ là một thung lũng có chiều rộng bình quân (250~300)m, chiều dài
(3000~3500)m, chạy theo hướng Nam - Bắc. Lòng sông được bao bọc bằng các dãy
núi.Dãy núi phía Tây - Bắc cao độ cao nhất 500m. Dãy núi phía Đông – Nam và sườn
núi phía Tây – Nam cao độ cao nhất 300m. Eo Văn Liễn thấp nhất cao độ +30.6m. Xu
thế địa hình lòng hồ dốc từ phía Tây – Nam về phía Đông - Bắc.
Suối Tân Thành đổ ra sông Thị Long tại ngã ba Anh Sơn, Lưu vực hồ Tân Thành tính
đếnvị trí đập: Flv=20Km2.
-

Chiều dài suối chính:

L = 6,5Km

-

Tổng chiều dài các nhánh suối trong lưu vực; L = 12,7Km

-

Chiều dài lưu vực:

L = 6,5Km

-

Chiều rộng lưu vực:

L = 3,0Km

Rừng trong lưu vực chủ yếu là rừng tái sinh và trồng rừng theo chương trình 327 giao
đất giao rừng cho hộ dân.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 4

Ngành Công trình

Độ dốc bình quân lưu vực 30 ~ 40%

Lòng hồ cao độ (+13,00~+18,00) mức nước đến cao độ (+28,00) diện tích ngập
khoảng 120ha.Trong long hồ do địa hình dốc và phức tạp nên dân không trồng lúa mà
trồng cây lấy gỗ là chính như bạch đàn… Hiện nay cây có đường kính 15~25cm đang
độ phát triển. Số lượng cây bị ngập được UBND Huyện Tĩnh Gia thành lập hội đồng
xác định đưa vào phần đền bù hoa lợi.
Suối chính có độ dốc i = 26,5% Chiều rộng suối chính bình quân 30m. Tại vị trí
đập độ dốc long suối i = 0,005 Chiều rộng long suối 25m. Do địa hình lưu vực dốc do
đó trong suối về mùa tháng 2 tháng 3 nước ở suối chỉ có chiều sâu 0,2 ~ 0,3m, nhưng
về mùa lũ theo vết lũ max mực nước tại vị trí đập nước sâu 12~13m.
1.1.2.2. Tuyến đầu mối
Đập đất vị trí tuyến phía dưới 2 khe gặp nhau 100m hai đầu đập là 2 dãy núi có
sườn thoải chạu dọc theo suối Tân Thành, đầu đập phía tả sườn núi thoải và tương đối
phẳng, ở cao độ (+30,00) có eo đổ về hạ lưu bố trí tràn xả lũ đổ về suối Tân Thành.
Lòng suối đi sát sườn núi phía hữu, cao độ long suối ở vị trí đập (+4,00) đầu đập
phía hữu có sườn núi dốc địa hình phức tạp.
1.1.2.3 Tuyến tràn xả lũ
Tràn xả lũ được bố trí đầu vai phải đập chạy dọc theo sườn dốc cao độ (+30,00)đổ về
thẳng về hạ lưu suối Tân Thành ở cao độ (+4~4,5) chiều dài >70m.
1.1.2.4. Tuyến cống dưới đập
Tưới cho khu tưới phía Bắc 110ha.
Vị trí cống ở đầu vai hữu đập, sườn núi tương đối dốc và sát long suối Tân Thành.
1.1.2.5. Đại hình khu tưới và tuyến kênh chính
Khu tưới có 2 vùng:
Vùng 1: Sau đập diện tích 110ha, khu tưới cách vị trí đập 750m đến giáp đường
sắt. Cao độ khu tưới cao nhất (+12,0) và thấp nhất (+10,0) có xu thế dốc theo hướng
Đông-Bắc (từ đập xuống).
Tuyến kênh đi men theo sườn núi phía hữu từ đầu đập vào giữa vùng tưới dài
2km, từ cao độ (+13,0) xuống cao độ (+10,0)
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 5

Ngành Công trình

Vùng 2: khu tưới sau eo Văn Liễn diên tích 612ha. Từ thượng lưu hồ Ao Quan
xuống đến giáp xã Trúc Lâm chiều dài khu tưới L = 7,0Km chiều rộng khu tưới từ
sườn núi thuộc địa phận xã Xuân Lâm xuống đến đường sắt, chỗ rộng nhất 2,75Km
nơi hẹp nhất 500m. Xu thế địa hình khu tưới dốc theo hướng Bắc-Nam(từ eo Văn Liễn
xuống), cao độ nơi cao nhất (+9,5~+12,0) nơi thấp nhất (+5,5~+6,5) hầu hết ở cao độ
(+5,0~+7,0) trong khu tưới có nhiều khe, suối tiêu nước chảy về sông Bạng.
Tuyến kênh từ eo Văn Liễn theo sườn núi từ độ cao (+12,5~+7,0) chiều dài
7,0Km. Những đoạn qua các khe suối làm cầu máng dẫn tưới, để tiêu nước dưới máng
trong khu tưới thuận tiện đảm bảo ổn đinh cho kênh.
1.2. Tình hình khí tượng thuỷ văn
1.2.1. Mạng lưới trạm thuỷ văn và tài liệu tính toán
Đặc điểm thuỷ văn lưu vực hồ Tân Thành là một vùng đồi núi gần biển, khí hậu
có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ thang 6 đến tháng 12, mùa khô từ tháng 1 đến tháng 5
năm sau. Trong lưu vực không có tram thuỷ văn. Do đó khi tính sử dụng các trạm thuỷ
văn lân cận như trạm Tĩnh Gia, Yên Mỹ và tham khảo tài liệu của trạm Xuân ThượngThanh Hoá.
-

Vị trí trạm thuỷ văn Tĩnh Gia cách trung tâm lưu vực 9Km về phía Đông.

-

Trạm Yên Mỹ cách trung tâm lưu vực 10Km về phía Tây.

-

Trạm Thanh Hoá cách trung tâm lưu vực 35Km về phía Bắc.

-

Trạm Xuân Thượng cách trung tâm lưu vực 35Km về phía Tây.

Các trạm trên có liệt số thuỷ văn năm 1952~1980 là 27 năm. Riêng trạm Xuân Thượng
có 18 năm từ 1968~1985 (tài liệu đã dùng tính toán dự án hồ chứa Tân Thành năm
1989). Các tài liệu khí tượng thuỷ văn trên đã được đài khí tượng thuỷ văn Thanh Hoá
thông qua và tổng cục khí tượng thuỷ văn phê chuẩn. Do tài liệu có ít, em đã bổ sung
thềm tài liệu đo mưa của tram thuỷ văn Tĩnh Gia và Yên Mỹ, từ năm 1980 đến năm
2000 là 20 năm đưa vào liệt tính toán thuỷ văn cho hồ Tân Thành.
1.2.2. Các đặc trưng khí tượng thuỷ văn
a. Đặc trưng thuỷ văn lưu vực:
Bảng 1-1: Đặc trưng thuỷ văn lưu vực
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 6

Ngành Công trình

Đặc trưng

Kí hiệu

Đơn vị

Chỉ số

Diện tích lưu vực

F

Km2

20

Chiều dài sông

L

Km

8,5

Độ dốc lưu vực

Jp

%

11,05

Độ dốc lòng sông

J

%

4,49

-Dòng chảy năm:
Bảng 1-2: Dòng chảy năm
Đặc trưng
Lưu vực tính
đến đập tuyến
I Flv =

Xo(m)

Mo(l/s/Km2)

Yo(mm)

Qo(m3/s)

Wo.106(m3)

1809

26,36

831

0,527

16,2

Bảng 1-3: Dòng chảy năm tần suất 75%
Đặc trưng

Lưu vực tính đến đập
tuyến I Flv = 20Km2

Q75%(m3/s)

W75%(106m3)

0,372

11,6

Bảng 1-4: Phân phối dòng chảy năm 75%
Tháng
W
106m3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.27

0.232

0.175

0.113

0.228

0.337

0.615

3.099

3.445

2.38

0.151

0.545

- Dòng chảy lũ:

Bảng 1-5: Lưu lượng lũ lớn nhất ứng với tần suất thiết kế
Tần suất

0,2%

0,5%

1%

1,5%

t(h)

10,5

10,5

10,5

10,5

Qmax(m3/s)

538

480

436

400

Wmax(106m3)

9,55

8,73

8,12

7,55

Bảng 1-6: Quá trình lũ ứng với tần suất thiết kế (P = 1%)
Thời

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

gian

SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT

5.00


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

Ngành Công trình

(h)
Q

0.00

62.30

124.57

186.86

249.14

311.43

337.70

436.00

404.86

373.71

342.57

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00

9.50

10.00

10.50

311.42

280.28

249.14

218.00

186.86

155.71

124.57

93.49

62.28

31.14

0.00

(m3/s)
Thời
gian
(h)
Q
(m3/s)

Bảng 1-6: Quá trình lũ ứng với tần suất kiểm tra (P = 0,2%)
Thời
gian

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

0.00

92.30

169.75

245.76

343.14

385.43

439.71

538.00

484.86

461.13

414.59

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00

9.50

10.00

10.50

363.55

325.18

289.14

253.22

210.52

180.61

148.57

120.23

77.82

43.27

0.00

(h)
Q
(m3/s)
Thời
gian
(h)
Q

(m3/s)

-

Bốc hơi:

+ Bốc hơi lớn nhất:

Zo = 1800mm.

+ Bốc hơi lưu vực:

Zlv = 378mm.

+ Lượng bốc hơi mặt hồ:

Z = Zo - Zlv=1422mm.

+ Lượng bốc hơi trung bình năm huyện Tĩnh Gia là Zo = 898,5mm.
Bảng 1-8: Phân phối lượng bốc hơi mặt nước theo các tháng
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

Bốc hơi mm)

24.2

18

15.9

21.4

43.3

54.4

Tháng

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Bốc hơi mm)

62.7

41.9

32.5

37.2

38.4

32

- Lượng bùn cát:
+ Lượng bùn cát lơ lửng theo tài liệu thuỷ văn lấy: Vll = 2992m3/năm.
+ Bùn cát di đẩy lấy bằng 30% lượng bùn cát lơ lửng: Vdđ = 898m3/năm.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 8

Ngành Công trình

+ Bùn cát do sạt lở vách núi bờ sông trong lưu vực lấy 15% lượng bùn cát lơ lửng:
Vsl = 449m3/năm.
+ Tổng lượng bùn cát: Vbc= 4339m3/năm.
b. Đặc trưng khí tượng lưu vực:
- Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất tháng 1: từ 16 - 17 0C, tháng cao nhất
tháng 7: từ 19 - 290C. Nhiệt độ cao nhất 40oC. Bốn tháng trong năm có nhiệt độ trung
bình (20OC từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau).
Bảng 1-9: Thống kê nhiệt độ trung bình trong tháng của năm tại trạm Tĩnh Gia
Tháng

1

ToC

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

B/q
năm

12

16.7 17.1 19.7 23.1 27.1 28.6 29.1 28 26.6 24.3 21 18.3 23.3

- Độ ẩm:
+ Độ ẩm bình quân từ 85% ÷87%
+ Độ ẩm bình quân tháng lớn nhất: 91%
+ Độ ẩm bình quân tháng thấp nhất: 81%
Sự chênh lệch giữa các vùng và độ ẩm tương đối ít so với độ ẩm tuyệt đối.
Bảng 1-10: Độ ẩm tương đối trung bình tháng năm trạm Tĩnh Gia
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

năm

%

90

90

93

91

83

84

80

85

88

85

84

86

86

- Gió bão: Ứng theo mùa tốc độ gió lớn nhất mùa bão là 43m/s.
+ Tốc độ gió bình quân lớn nhất: Vmax = 35m/s.
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 2%, V2% = 43,7m/s.
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 4%, V4% = 39m/s.
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 5%, V5% = 37,2m/s.
+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 30%,

V30% = 34,4m/s.

+ Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất P = 50%,

V50% = 32m/s.

SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 9

Ngành Công trình

Bão ảnh hưởng bắt đầu từ tháng VI đến hết tháng XI, hầu hết các trận bão đổ bộ
vào đất liền thường mang theo lượng mưa lớn (200 ÷250mm), kéo dài về diên rộng.
-Mưa: Mùa mưa từ tháng V ÷ X mùa khô từ tháng XI ÷ IX năm sau.ư
+ Lượng mưa bìng quân nhiều năm:

1809mm.

+ Lượng mưa năm lớn nhất:

2963mm.

+ Lượng mưa năm nhỏ nhất:

945mm.

+ Lượng mưa ứng với tần suất thiết kế 75% là:

Xp = 1410mm.

Bảng 1-11: Lượng mưa trung bình trạm Tĩnh Gia
Tháng

1

X(mm) 39

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

năm

32

47

54

94

140 180 268 488 382 94

38

861

1.2.3. Đường đặc tính dung tích hồ:

Bảng 1-12: Đường đặc tính lòng hồ
Z
(m)
4.5
7.5
13
15.7
19
22
22.6
24.4
26.5
28.4
30.2
32.6
34.4
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

F (106 m2)
0.00
0.00
0.19
0.36
0.50
0.76
0.85
0.96
0.98
1.26
1.48
1.65
1.89

V (106m2)
0.00
0.00
0.70
1.29
2.73
3.48
4.48
6.68
7.07
9.20
11.80
13.60
15.30

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 10

36.2
38
39.8

2.13
2.37
2.61

Ngành Công trình

17.00
18.70
20.40

Hình 1-1: Biểu đồ quan hệ: Z~V

Hình 1-2: Biểu đồ quan hệ: Z~F

1.3 .Tình Hình địa chất
1.3.1 Điều kiện địa chất các hạng mục công trình
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 11

Ngành Công trình

Địa chất vùng xây dựng công trình tương đối phức tạp. Qua tài liệu khảo sát
nghiên cứu ta có :
1.3.1.1 Lòng hồ :
Vùng hồ được bao bọc bởi các dãy núi cao trên 30 m, đáy hồ phủ các lớp pha tàn
tích á sét dày 1,0 ÷ 10 m, hệ số thấm nhỏ (10-5 ÷ 10-6cm/s) ngăn giữ được nước. Chỉ có
hỗn hợp cát + cuội sỏi dày 3,8 ÷ 4 m là thấm mạnh, cần xử lý.
1.3.1.2 Tuyến đập :
Có hai loại địa hình : loại tích tụ phân bố ở khe suối, rộng trung bình 20 – 30 m.
Địa hình xâm thực ở hai vai đập tương đối dốc : 300 ÷ 400.
- Lớp bồi tích lòng suối rộng 54 m, dày 3,8 – 4,0 m là hỗn hợp cát, cuội, sỏi. Cát
sỏi thành phần là fenspat, thạch anh, thỉnh thoảng gặp cuội của đá riolít cứng.
- Lớp pha tàn tích á sét mầu nâu gụ lẫn 15 ÷ 20% sỏi sạn, vụn đá : kết cấu kém
chặt đến chặt vừa, dẻo mềm, ở bờ trái càng lên cao càng dày (2,7 ÷ 5,2 m).
- Lớp pha tàn tích á sét nâu vàng lẫn ít sỏi sạn phân bố ở vai trái, lớp này chặt
vừa, dẻo mềm đến cứng, chiều dày 3,3 ÷ 5,8 m.
- Lớp pha tàn tích dăm sạn lẫn màu nâu xám ở vai phải dày 1 ÷1,5 m.
Các lớp pha tàn tích có :
C = 0,22 ÷ 0,33 kg/cm2.
ϕ = 11040 ÷ 15045.
K = (7,64 ÷ 9,36).10-6 cm/s.
- Lớp đá phong hoá mạnh, yếu đến vừa : là đá riolit màu xám, xám nâu.
1.3.1.3 Tuyến cống và tràn :

Tuyến tràn và tuyến cống ở vai đập, móng đặt lên lớp pha tàn tích và đá riôlít phong
hoá mạnh.
1.4. Tình hình vật liệu xây dựng
1.4.1. Vật liệu đất đắp đập
Vật liệu đất đắp đậo đã được khảo sát 4 mỏ, trong đó 2 mỏ ở thượng lưu đập
(trong lòng hồ) cách đập 600~1200m và 2 mỏ ở hạ lưu đập 400~600m vị trí từng mỏ
đã được khoanh trên bình đồ vùng tuyến đập.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 12

Ngành Công trình
3

Trữ lượng khảo sát 2 mỏ trong lòng hồ la (400000~800000)m , độ dày lớp khai
thác (2,5~4)m, chất lượng tốt bảo đảm yêu cầu đắp đập, có tài liệu cơ lý của đất kèm
theo. Trữ lượng khảo sát 2 mỏ hạ lưu đập là 200000m3.
+ Đất đắp đập :
Độ ẩm tự nhiên w = 36,78% ; Dung trọng khô γk = 1,32 T/m3.
Tỷ trọng ∆ = 2,74 ; Hệ số rỗng ε = 1,19 ; Độ rỗng n = 54,19%.
Độ bão hoà G = 84,53% ; Góc ma sát trong ϕ = 160
Lực dính C = 3,8 T/m2 ; Cbh = 1,9 T/m2 ; Hệ số thấm k = 1,89.10-8 cm/s.
Dung trọng tự nhiên : γ tn = γ k .(1 + w ) = 1,32.(1+0,3678) = 1,81 (T/m3).
Dung trọng bão hoà : γ bh = γ k + n.γ n = 1,32 + 0,5419.1 = 1,86 (T/m3).
+ Đất nền :

γbh = 2,2 (T/m3) ; C = 0 ; ϕ = 350 ;

+ Đá làm thiết bị thoát nước :
C = 0; ϕ = 320; n = 0,35 ; γđá tn = 2,5T/m3; γbh= 2,85T/m3.
1.4.2. Đá hộc + đá 1x2 đổ bê tông.
Vùng Tĩnh Gia đá xây dựng không có đá cường độ cao, chủ yếu là đá phong hoá
màu vàng, màu xám nâu cường độ thấp. Để đảm bảo chất lượng công trình, đã đề nghị
lấy đá hộc và đá đổ bê tong ở mỏ đá Nhồi hoặc mỏ đá Đông Cương Thanh Hoá (mỏ đá
lớn của tỉnh).
1.4.3. Cát đổ bê tông
Qua khảo sát thăm dò, cát đổ bê tong và cát trát xây dựng công trình Tân Thành
sử dụng vật liệu tốt lấy ở Phà Vạn Thanh Hoá đảm bảo yêu cầu chất lượng.
1.4.4. Xi măng sắt thép.
- Xi măng sử dụng loại xi măng Nghi Sơn – Tĩnh Gia
- Sắt thép đạt tiêu chuẩn.
1.4.5. Nước dùng cho sinh hoạt và xây dựng.

SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 13

Ngành Công trình

Lấy nguồn nước từ suối Tân Thành, nước ở suối Tân Thành là nước ngọt không

màu, không mùi, hiện nay dân địa phương vẫn đang sử dụng trong sinh hoạt tốt, nước
này có thể dùng đổ bê tông, trữ lượng nước đủ yêu cầu cho xây dựng.

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
2.1.Tình hình dân sinh kinh tế
2.1.1.Dân số và lao động
Theo số liệu điều tra năm 1986 dân số toàn huyện Tĩnh Gia 17000 người, đến năm
1990 có khoảng 187000 người và năm 2000 có 198000 người.
Riêng vùng phía nam huyện Tĩnh Gia có 14 xã tổng số dân tính đến năm 2000 là
78500 người.
Dân số nông nghiệp chiếm 70%, nghề cá chiếm 20%, các nghề khác 10%.
Vùng dự án số dân 4 xã: Định Hải, Hải Nhân, Nguyên Bình và Xuân Lâm. Tính
đến năm 2000 là 19800 người chủ yếu là nghề nông nghiệp chiếm 90% còn lại 10% là
nghề khác, tỷ lệ phát triển dân số 2,2%.

Bảng 1-13: Dân sinh lao động của 4 vùng dự án.
Tổng dân
số
Xuân Lâm
5500
Nguyên Bình
4800
Hải Nhân
5200
Định Hải
4300
Xã

Nam

Nữ

2800
2500
2500
2300

2700
2300
2650
2100

Nghề nông
nghiệp(%)
85
95
90
90

Nghề khác(%)
15
5
10
10

2.2. Hiện trạng kinh tế
2.2.1 Nhiệp và đời sống nông thôn vùng dự án.
Hiện nay do năng suất cây trồng thấp vì thiếu nước, việc đưa tiến bộ khoa học vào
sản xuất nông nghiệp là khó khăn đối với đời sống chung của nhân dân Tĩnh Gia và
riêng của vùng dự án là còn quá nghèo tỷ lệ đói nghèo còn cao, hang năm tỉnh và

huyện phải trợ cấp khó khăn, phương hướng quy hoạch vùng dự án là xây dựng hồ
Tân Thành chủ độ cấp nước tưới cho 722ha, từng bước cải tạo đồng ruộng đưa 70SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 14

Ngành Công trình

90% giống lúa mới có năng suất cao vào vùng dự án, kể cả cây màu và cây công
nghiệp.
2.2.2 Lâm nghiệp
Sau khi xây dựng hồ cải tạo môi trường sinh thái, khí hậu những vùng diện tích có
cao độ cao (vùng sườn đồi bãi, núi) giao khoán cho các cán bộ xã viên trồng rừng, xây
dựng điểm các trang trại. Quy hoạch theo vùng để phát triển các loại cây cho phù hợp
với từng loại đất ở xung quanh hồ Tân Thành và lưu vực hồ có thể trồng cây lấy gỗ
như cây bạch đàn xen kẽ trồng những vùng cây ăn quả.
2.2.3. Công nghiệp
Trong vùng dự án không có nhà máy công nghiệp, trong tương lai vùng này chưa
có quy hoạch xây dựng nhà máy công nghiệp nao. Vùng phía nam huyện Tĩnh Gia có
khu công nghiệp Nghi Sơn là nhà máy xi măng trắng và cảng nước sâu, đây là tiền đề
thuận lợi cho các vùng lân cận sản xuất phát triển kinh tế xã hội.
2.2.4. Y tế
Hiện tại các vùng dự án có các tram xá nhưng trang thiết bị còn quá đơn sơ, số cán
bộ y tế có trình độ còn thấp chưa có bác sĩ ở trạm, tương lai phải đầu tư 1÷2 bác sĩ.
2.2.5 Giáo dục
Nhân dân và nhà nước chăm lo đến việc phát triển giáo dục, các xã đã có trường

trung học và tiểu học kiên cố.
2.2.6. Dịch vụ thương nghiệp
Phương tiện và cơ sở hạ tầng dịch vụ thương nghiệp trong vùng dự án rất nghèo
nàn cả về chất lượng lẫn số lượng, không có cơ sở chế biến nông sản, công nghiệp
không có dịch vụ thương nghiệp, chỉ buôn bán nhỏ ở các chợ liên xã.
2.2.7. Giao thông vận tải
Giao thông trong vùng dự án có đường sắt Bắc – Nam chạy qua, đường quốc lộ
1A chạy qua, có trục đường liên xã chạy dọc qua 4 xã qua công trình cống Văn Liên
và đến gần khu vực đậo đầu mối, đường đất ô tô có thể đi được, các mạng đường thôn
xóm nối nhau tạo thành một hệ thống giao thông nông thôn đi lại thuận tiện. Trong
tương lai xây dựng kinh tế hạ tầng Nhà nước và nhân dân cùng làm sẽ dần dần kiên cố
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 15

Ngành Công trình

hoá các đường giao thông liên thôn. Riêng tuyến đường từ 1A vào khu vực đầu mối và
eo Văn Liên trong dự án này được nâng cấo đường dải nhựa (đường cấp 4 đồng bằng),
làm đường vận chuyển vật liệu và quản lý công trình, chiều dài eo Văn Liên L =
1730m, chiều dài tuyến vào đầu mối L = 2670m.
2.2.8. Hiện trạng thuỷ lợi
Xây dựng hồ chứa Tân Thành để đảm bảo yêu cầu cấp nước cho sản xuất, sửa
chữa nâng câng cấp các hồ đập nhỏ để có nhiều nguồn nước phục vụ cho nhu cầu ngày
càng phát triển trong vùng. Định hướng phát triển kinh tế xã hội vùng dự án và vùng

lân cận. Xây dựng hồ Tân Thành từng bước đưa năng suất nông nghiệp đạt bình quân
6 ÷ 7 tấn/ha. Ngoài ra xây dựng cơ sở hạ tầng phấn đấu 90% các hộ gia đình có nhà
kiên cố và bán kiên cố không có hộ đói, giảm hộ nghèo.
CHƯƠNG III : PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC
VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH.
3.1 Phương án sử dụng nguồn nước.
Để có được giải pháp công trình tốt nhất trước khi thiết kế công trình cần phải xác
định được lượng nước yêu cầu của các hộ dùng nước và nhu cầu dùng nước của các
loại cây trồng.
3.2. Tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng
3.2.1. Lượng nước yêu cầu
Trên cơ sở giải pháp công trình, diện tích, cơ cấu, thời vụ cây trồng điều kiện thổ
nhưỡng và khí hậu qua tính toán thuỷ nông, xác đinh mức tưới, hệ số tưới và lượng
nước yêu cầu đối với hồ chứa Tân Thành. Vùng dự án nằm sát vùng tưới của hệ thống
thuỷ nông Yên Mỹ, điều kiên thổ nhưỡng, cây trồng và khí hậu giống nhau. Tính toán
thuỷ nông cho hồ Yên Mỹ đã được kiểm đinh thực tế những năm qua cho thấy các chỉ
tiêu kỹ thuật thuỷ nông của hồ Yên Mỹ phù hợp với thực tế áp dụng tính cho hồ Tân
Thành.
- Hệ số tưới:
+ qmax = 1,72(l/s)/ha.
+ qmin = 0,53(l/s)/ha.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 16

Ngành Công trình

+ qtk = 1,0(l/s)/ha.
+ qmàu = 1,72(l/s)/ha.
- Hệ số lợi dụng kênh mương hệ thống: ηht = 0,65
Bảng 3-1: Mức tưới cho 1 ha lúa và màu
Tháng
W.103(m3)/1ha
lúa
W.103(m3)/1ha
màu

1

2

3

4

5

2,709

2,639

2,243

2,53
3

0,83
5

0,717

0,679

0,767

0,17
3
0,05
3

6

7

8

9

10

11

0

3,39

5

2,4
4

1,04
4

2,177

0

0

0

0

0

0

0

12
1,76
3
0,53
5

Tổng
20,85
3,586

3.2.2. Nhu cầu dùng nước tưới cho 722ha
Trong đó 442ha lúa, 280ha hoa màu.
Bảng 3-2: Nhu cầu dùng nước của vùng
Tháng
W.106(m3)
Tháng
W.106(m3)

1
1,503
7
0,089

2
1,248
8
1,081

3
1,182
9
0,460

4
1,334
10

0,962

5
0,693
11
0,265

6
0,06
12
0,929

3.2.3. Diện tích tưới vùng dự án các loại cây trồng
Vùng dự án diện tích tưới có 2 khu: Tại khu tưới phía Bắc diện tích 110ha, trong
đó tưới cho màu 46ha từ cao độ (+10,0 ÷ +12,0). Tưới cho lúa 64ha từ cao độ
(+11÷+9,8). Tại khu tưới phía Nam diện tích 612ha. Trong đó tưới cho màu 234ha từ
cao độ (+12,5 ÷ +8,5). Tưới cho lúa 378ha từ cao độ (+9,5 ÷+5,5).
-

Tổng diện tích cả 2 vùng 722ha.

-

Trong đó: Tưới cho màu là 280ha.

-

Tưới cho lúa: 442ha.

3.3. Phương hướng phát triển

Duy trì tốc độ tăng trưởng kinh tế ở mức cao, cải thiện và nâng cao mức sống
của nhân dân. Xây dựng nền nông nghiệp bền vững, dần chuyển dịch cơ cấu kinh tế
sang nâng cao tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ.Theo kế hoạch phát triển kinh tế của
địa phương thì đây là vùng có tiềm năng để phát triển kinh tế nông nghiệp, có điều
kiện thổ nhưỡng, khí hậu thích hợp với các loại cậy công nghiệp có hiệu quả kinh tế
cao, là vùng đất đai còn rộng nhưng đời sống của nhân dân còn gặp khó khăn vì không
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 17

Ngành Công trình

có hệ thống thủy lợi phục vụ tưới nên năng suất thấp. Vì vậy việc cần thiết phải có sự
đầu tư của nhà nước để xây dựng công trình với quy mô thỏa đáng. Với kế hoạch là
tưới phục vụ tổng diện tích là 722ha, kết hợp với nuôi trồng thủy sản.Với điều kiện đủ
nước thì đưa giống mới vào sản xuất nông nghiệp, năng suất từ đó nâng cao đời sống
vật chất và tinh thần cho nhân dân trong vùng
3.4. Nhiệm vụ công trình thuỷ lợi hồ Chứa Tân Thành
Xây dựng hồ chứa Tân Thành nhằm mục đích cấp nước cho 722ha diện tích của 4
xã Nguyên Bình, Hải Nhân, Định Hải và Xuân Lâm cấp nước sinh hoạt cho 4000
người vùng dự án 4 xã nói trên, giảm bớt lũ cho sông Thị Long, tạo cảnh quan môi
trường, tươi xanh, sạch đẹp vùng dự án, góp phần tích cực vào muc tiêu xây dựng kinh
tế hạ tầng cơ sở, ổn định đời sống nhân dân, an ninh quốc phòng vững mạnh.
3.5. Sự cần thiết phải xây dựng công trình
Huyện Tĩnh Gia gồm 34 xã tổng diện tích 44244ha số dân 170000 người trong đó

nghề nông nghiệp chiếm 70%. Tổng diên tích canh tác trên 10000ha.
Vùng phía bắc sông Lạng Bạng gồm 20 xã, diện tích tự nhiên trên 23 ngang ha.
Diện tích canh tác 6 ngàn ha nguồn nước tưới chủ yếu là hồ Yên Mỹ. Hồ này theo
nhiệm vụ tưới cho 5840ha, những năm trước đây chỉ đảm bảo 60÷70% nhiệm vụ.
Nguyên nhân là do kênh mương không đảm bảo, các công trình trên kênh không đồng
bộ tưới tràn mất nhiều nước. Do đó phải có đầu tư để làm lại kênh chính, kênh Bắc,
kênh nhánh. Ngoài ra còn có một số hồ đập nhỏ nhưng chỉ tưới khoảng 100ha. Vùng
này thiếu nước mà không có nguồn. Do vậy để đáp ứng các yêu cầu trên thì xây dựng
công trình hồ Tân Thành là rất cần thiết.
CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN
4.1 Giải pháp công trình
Trong thực tế có rất nhiều phương án đáp ứng yêu cầu dùng nước phục vụ nông
nghiệp, nhưng căn cứ vào điều kiện thực tế cho phép của từng khu vực mà ta lựa chọn
phương án có lợi nhất.
Qua phân tích thấy rõ phương án xây dựng hồ chứa khống chế tưới tự chảy là
phương án thích hợp nhất đối với khu vực mà điều kiện tự nhiên cho phép. Tại khu
vực dự định xây hồ chứa Tân Thành ta thấy nguồn cung cấp vật liệu gần và thuận tiện,
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 18

Ngành Công trình

tình hình địa chất của nền đảm bảo độ an toàn của đập. Tuy nhiên xét trong điều kiện
cụ thể của tuyến công trình ta thấy chọn loại đập đất có nhiều thuận lợi hơn vì:

+ Quản lý khai thác đơn giản, công tác tu bổ ít tốn kém.
+ Vật liệu xây dựng: đã tiến hành thăm dò và tìm kiếm được 7 mỏ đất dính đáp
ứng được yêu cầu về chất lượng làm đập đất. Về trữ lượng có khả năng khai thác được
tùy theo trữ lượng thiết kế yêu cầu .
+ Nước ta đã và đang xây dựng rất nhiều đập đất nên về công nghệ và kỹ thuật
cũng như kinh nghiệm quản lý thi công đều có. Vì vậy ta chọn hình thức xây dựng đập
dâng nước là đập đất.Việc xây dựng hồ chứa Tân Thành là giải pháp tốt nhất giải
quyết nhu cầu dùng nước và tưới cho nông nghiệp của xã. Đây là phương án tiết kiệm
nhất cho đồng bào cho khu vực.
4.2 Hình thức các công trình đầu mối
4.2.1 Đập ngăn sông
Dựa vào tình hình địa hình địa chất khu vực xây dựng và lượng vật liệu tại khu
vực xây dựng thì có thể chọn hình thức đập là đập đất đồng chất. Vật liệu cung cấp đủ
trữ lượng để xây dựng đập với cự ly hợp lý.
4.2.2 Tràn xả lũ.
Tràn tính toán là tràn đỉnh rộng không có cửa van điều tiết.
4.2.3 Cống lấy nước
Cống lấy nước là cống hộp bê tông cốt thép
4.3. Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế:
4.3.1.Xác định cấp công trình
Theo TCXDVN 285 : 2002 công trình tưới 722 ha thuộc công cấp III
Theo chiều cao công trình: tuyến đập có chiều cao đập bằng 15đến 35m. Loại đất
nền là đất á sét thuộc nhóm B và là loại đập đất. Theo tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002
ta có cấp công trình là cấp III
⇒ Tổ hợp lại ta có công trình là công trình cấp III.
4.3.2. Các chỉ tiêu thiết kế:
Căn cứ vào TCXDVN 285: 2002 với công trình cấp III chúng ta có các chỉ tiêu
thiết kế sau:
-Tần suất lưu lượng lũ thiết kế:
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

P = 1%
Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 19

-Tần suất lưu lượng lũ kiểm tra:

Ngành Công trình

P = 0,2%

- Tần suất gió tính toán (bảng (4-2) 14TCN 157-2005)
+ Với MNDBT P = 4%
+ Với MNLTK P = 50%
- Mức đảm bảo tưới:

P= 75%

- Đối với tổ hợp lực cơ bản
+ Hệ số tổ hợp tải trọng:

nc = 1.0

+ Hệ số điều kiện làm việc:

m = 1.0

+ Hệ số tin cậy:

kn = 1.15

- Đối với tổ hợp lực đặc biệt
+ Hệ số tổ hợp tải trọng:

nc = 0.95

+ Hệ số điều kiện làm việc:

m = 1.0

Tổ hợp lực bình thường:

[k] = 1.2

Tổ hợp lực đặc biệt:

[k] =1.15

Tuổi thọ công trình là:

75 năm

+ Độ vượt cao an toàn (bảng (4-1) 14TCN 157-2005)
a = 0,7m ứng với MNDBT
a = 0,5m ứng với MNLTK
a = 0,2m ứng với MNLKT

4.4. Xác định các thông số hồ chứa
4.4.1 Xác định mực nước chết
- Mực nước chết là mực nước thấp nhất cho phép tồn tại trong kho, khi ở mực
nước chết không cho phép lấy bất kỳ một lượng nước trong kho.
Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết.
- Mực nước chết (MNC) phải chứa hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa
trong suốt thời gian hoạt động của công trình.
Vc ≥ Vb.T
Trong đó:

+ Vb : thể tích bồi lắng hàng năm.
+ T : thời gian hoạt động của công trình.

SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 20

Ngành Công trình

- Đối với kho nước có nhiệm vụ tưới tự chảy, MNC không được nhỏ hơn cao trình
mực nước tối thiểu để đảm bảo tưới tự chảy.
MNC ≥ Zyc + hW
Trong đó:

+ Zyc : cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh.

+ hW : tổng tổn thất cột nước qua cống.

Do đó khi xác định MNC cần thoả mãn 2 điều kiện sau:
Điều kiện lắng đọng bùn cát.
Điều kiện tưới tự chảy.
4.4.1.1: Xác định mực nước chết theo điều kiện lắng đọng bùn cát.
- Theo nguyên tắc lắng đọng bùn cát, mực nước chết được xác định theo công
thức:
MNC = Zbc + a + h
Trong đó:

+ a: độ cao an toàn đảm bảo bùn cát không đi vào cống láy nước.

+ h: chiều sâu dòng chảy ở cửa vào cống, ứng với MNC và lưu lượng
tương ứng.
- Sơ bộ chọn : a = 0,5m ; h = 1m.
+ Zbc : cao trình bùn cát được xác định theo thể tích bùn cát.
Xác định tuổi thọ của hồ chứa: Với công trình cấp III, tra TCXDVN 285-2002,
ta có tuổi thọ của công trình là T = 75năm.
Xác định thể tích bùn cát Vbc : Vbc = Vll + Vdđ + Vsl = 2992+898+449 =
4339(m3/s)
+ Vll : thể tích bình quân nhiều năm của chất lơ lửng.
+ Vdđ : thể tích bùn c át di đẩy lấy bằng.
+ Vsl : thể tích bùn cát do sạt lở vách núi bờ sông trong lưu vực.
Qua thời gian T=75 năm, dung tích lắng đọng của hồ là:
VTLĐ = 75. 4339 = 325425(m3)
Từ VTLĐ tính toán, tra quan hệ Z~V ta được: Zbc = +9,74 m
→ MNC = 9,74 + 0,5 + 1 = 11,24 m

(1)

4.4.1.2: Xác định mực nước chết theo điều kiện tưới tự chảy.
- Theo điều kiện tưới tự chảy, MNC được xác định như sau:
MNC = Zyc + hW
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 21

Ngành Công trình

+ Zyc : cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh.
Zyc = 13,5
+ hW : tổng tổn thất cột nước qua cống, sơ bộ chọn hW =0,5
→ MNC = 13,5 + 0,5 = 14m

(2)

Từ (1) và (2) → chọn Max(MNC) = 14m
Tra quan hệ Z~V → Vc = 0,82.106 m3
4.4.2 Xác định MNDBT và dung tích hồ chứa
4.4.2.1 Định nghĩa.
- Mực nước dâng bình thường (MNDBT) là mực nước hồ chứa đảm bảo cho công
trình làm việc bình thường.
- Phần dung tích giới hạn giữa MNC và MNDBT gọi là dung tích hiệu dụng.

4.4.2.2 Nguyên tắc xác định.
Cách lựa chọn MNDBT và dung tích hồ chứa Vh cần kết hợp các điều kiện sau:
- Cao trình mực nước trong kho phải nhỏ hơn hoặc bằng cao trình mực nước cao
nhất cho phép của hồ chứa, hoặc dung tích trong kho phải nhỏ hơn hoặc bằng dung
tích lớn nhất của hồ chứa.
Z(t) ≤ Zmax hoặc V(t) ≤ Vmax
- Cao trình mực nước trong kho phải lớn hơn hoặc bằng cao trình mực nước thấp
nhất cho phép của hồ chứa, hoặc dung tích trong kho phải lớn hơn hoặc bằng dung tích
nhỏ nhất của hồ chứa.
Z(t) ≥ Zmin hoặc V(t) ≥ Vmin
- Lưu lượng nước ra khỏi kho phải nhỏ hơn bằng lưu lượng nước cho phép tháo xuống
hạ lưu để thoả mãn yêu cầu phòng lũ ở hạ lưu.
qi(t) ≤ [q]
Yêu cầu về nước ra khỏi kho nước: Lượng nước ra khỏi kho nước phải nhỏ hơn
hoặc bằng yêu cầu cấp nước mà công trình phải thoả mãn.
qi(t) ≤ qyci(t)
4.4.2.3 :Phương pháp tính toán.
Tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT sử dụng một số phương pháp sau:
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 22

Ngành Công trình

∗ Phương pháp trình tự thời gian: Gồm 2 phương pháp nhỏ

+ Phương pháp lập bảng
+ Phương pháp đồ giải
∗ Phương pháp thống kê:
Trong đồ án này ta chọn phương pháp lập bảng (Giải theo nguyên lý cân bằng nước).
[Q(t) –q(t)] .∆t = dv(t)
Trong đó: Q(t) là tổng lượng nước chảy vào kho.
q(t) là tổng lượng nước yêu cầu.
Với kho nước điều tiết dài hạn - Sai phân hoá phương trình trên ta được:
Qi ∆t i – qi.∆ti = Vi –Vi -1
Trong đó: Vi và Vi-1 : dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán .
∆ti = ti - ti-1: thời đoạn cân bằng thứ i, chọn ∆i = 1 tháng.
Qi , qi : lưu lượng nước đến và đi trong thời đoạn tính toán.
4.4.2.4 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, thời kỳ thiếu nước từ đó xác định được dung tích hồ chứa cần xây dựng.
a. Tính dung tích hồ (Vh ) chưa kể tổn thất.
Thiết lập bảng tính:
Bảng Tính: 4-1: dung tích hiệu dụng không kể đến tổn thất
Lượng
+
∆V
∆V
Tháng
WQ
Wq
nước
Lượng nước xả thừa
6 3
6 3
6 3

6 3
6 3
10 m 10 m 10 m 10 m
10 m
106m3
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
VI
0.337 0.000 0.337
0.337
VII
0.615 0.089 0.526
0.863
VIII 3.099 1.081 2.018
2.881
IX
3.445 0.460 2.985
5.389
0.477
X
2.380 0.962 1.418
5.389
1.418
XI
0.151 0.265

0.114
5.275
XII
0.545 0.929
0.384
4.891
I
0.270 1.452
1.182
3.709
II
0.232 1.248
1.016
2.693
III
0.175 1.182
1.007
1.686
IV
0.113 1.334
1.221
0.465
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

V

0.228

Cộng

Trang 23

0.693

11.590 9.695

0.465
7.284

Ngành Công trình

0.000

5.389

1.895

+ Cột 1 : Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn.
+ Cột 2: Tổng lượng dòng chảy đến trong từng tháng WQi = Qi.Δti
Qi : Lượng nước đến trong từng tháng
Δti : thời gian của một tháng (s)
+ Cột 3: Tổng lượng nước dùng
+ Cột 4,5: Lượng nước thừa thiếu
(4) = (2) - (3) khi WQ > Wq (tổng lượng nước đến lớn hơn tổng lượng nước dùng).
(5) = (3) - (2) khi WQ < Wq (tổng lượng nước đến nhỏ hơn tổng lượng nước dùng).

+ Cột 6: Tình hình trữ nước.
+ Cột 7: Lượng nước xả thừa.
Từ bảng trên ta xác định được Vh1 = 5,389.106 m3 .
b Tính toán dung tích hồ (Vh)khi có kể đến tổn thất.
Tổn thất của hồ chứa tính toán ở đây gồm tổn thất do bốc hơi và do thấm.
Bằng phương pháp tính đúng dần ta tiến hành lập các bảng tính lấy kết quả của bảng
trước làm số liệu để tính bảng sau đến khi dung tích hiệu ích của hồ trong các lần tính tiến gần
đến con số ổn định. Nội dung bảng tính gồm có :
Tháng
(1)
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V

Bảng:4-2: Tính toán tổn thất trong kho nước
Vi
Vitb
Fh
Wb
Wt
6 3

6 3
6 2
6 3
10 m
10 m
10 m
10 m
106m3
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
0.820
1.157
0.989
0.273
0.015
0.010
1.683
1.420
0.373
0.023
0.014
3.701
2.692
0.496
0.021
0.027
6.209

4.955
0.874
0.028
0.050
6.209
6.209
0.936
0.035
0.062
6.095
6.152
0.934
0.036
0.062
5.711
5.903
0.921
0.029
0.059
4.529
5.120
0.882
0.021
0.051
3.513
4.021
0.809
0.015
0.040
2.506

3.010
0.597
0.009
0.030
1.285
1.896
0.419
0.009
0.019
0.820
1.053
0.292
0.013
0.011

Cộng

0.255

0.434

Wtt
106m3
(7)
0.025
0.038
0.048
0.078
0.097
0.097

0.089
0.073
0.055
0.040
0.028
0.023
0.689

+ Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 24

Ngành Công trình

+ Cột 2: Dung tích kho ở cuối thời đoạn tính toán.
+ Cột 3: Dung tích kho bình quân của hồ chứa. Vi = (Vc + Vk)/2
+ Cột 4: Diện tích mặt thoáng tương ứng. Tra quan hệ Z~V
+ Cột 5: Lượng nước tổn thất do bốc hơi, Wbh= ∆Z.Ftb .
∆Z Chiều dày lớp nước bốc hơi mặt hồ.
+ Cột 6: Lượng nước tổn thất của hồ chứa do thấm Wthấm = 1%.Vtb.
+ Cột 7: Tổng lượng nước tổn thất Wtt = Wbh + Wth.

Tháng
(1)

VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V
Cộng

Bảng 4-3: Tính dung tích hiệu dụng có kể đến tổn thất
Lượng
+
∆V
∆V
WQ
Wq
nước
Lượng nước xả thừa
6 3
6 3
6 3
6 3
6 3
10 m
10 m 10 m 10 m

10 m
106m3
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
0.337 0.025 0.312
0.312
0.615 0.127 0.488
0.801
3.099 1.129 1.970
2.771
3.445 0.538 2.907
5.666
0.012
2.380 1.059 1.321
5.666
1.321
0.151 0.362
0.211
5.454
0.545 1.018
0.473
4.982
0.270 1.452
1.182
3.800
0.232 1.248

1.016
2.784
0.175 1.222
1.047
1.737
0.113 1.362
1.249
0.488
0.228 0.716
0.488
0.000
11.590 10.256 6.999

5.666

1.334

So sánh với Vh khi chưa kể tổn thất nếu sai số quá 5% thì phải tính tiếp lại lần nữa,
nếu nhỏ hơn 5% thì ta lấy kết quả tính được.
5,666 − 5,389
= 4,88% < 5%. Vậy thoả mãn.
5,666
⇒ VBT = Vh + Vc = 5,666 + 0,82 = 6,486 (106 m3).

Tra quan hệ Z ~ V ứng với VBT = 6,486(106 m3) ta tra được ZBT = 24,24(m).
Vậy ta chọn ZMNDBT = 24,24 (m).
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 25

Ngành Công trình

Bảng 4-4: Kết quả tính toán
Vhi
106 m3
5,666

Zc
m
14

Vc
106 m3
0,82

Vh
106 m3
6,486

MNDBT
m
24,24

4.5 Các phương án công trình nghiên cứu trong đồ án
Dựa vào tình hình địa hình địa chất và được sự gợi ý của thầy giáo hướng dẫn đồ

án này em chọn các phương án để tính toán như sau : Btr chọn sơ bộ là 35,40,45m.
PHẦN II:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
5.1 Mục đích và phương pháp tính
5.1.1 Mục đích.
Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết dòng chảy là nâng cao lưu lượng mùa kiệt và hạ
thấp lưu lượng mùa lũ. Điều tiết năm và nhiều năm chủ yếu là nghiên cứu cách nâng
cao lưu lượng mùa kiệt hoặc lưu lượng năm ít nước, còn điều tiết dòng chảy lũ là
nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ, lưu lượng đỉnh lũ lớn.
Mục tiêu của việc nghiên cứu điều tiết lũ của hồ chứa là thông qua việc tính toán,
tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của hồ chứa, phương thức trữ nước và tháo nước
thích hợp, từ đó giảm bớt kích thước công trình tháo lũ và thoả mãn cột nước hạn chế
lúc tháo lũ (cột nước thấp nhất yêu cầu lúc vận hành nhà máy thuỷ điện). Thường
người ta phải căn cứ vào năng lượng thoát lũ của sông và mực nước hạn chế của
phòng lũ để xác định phương thức tháo lũ cho hồ chứa, dung tích phòng lũ và kích
thước của công trình tháo lũ. Như vậy để có cơ sở cho việc tính toán điều tiết lũ của hồ
chứa, trước hết ta cần xác định tiêu chuẩn phòng lũ, phân tích về lũ thiết kế, lưu lượng
tháo an toàn đối với hạ lưu và mực nước khống chế.
5.1.2. Nguyên lý và phương pháp tính toán:
5.1.2.1. Nguyên tắc tính toán
Dựa trên nguyên lý cân bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước xả qua
công trình xả:
Q.dt – q.dt = F.dh
Trong đó:
- Q là lưu lượng nước đến kho nước
- q là lưu lượng nước ra khỏi kho nước
SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

Lớp: 47LT

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 26

Ngành Công trình

+ F: Diện tích mặt thoáng của kho nước
+ dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ
+ dh: Vi phân của cột nước trên công trình xả
Nếu ta thay F.dh = dv thì ta được phương trình
Q.dt – q.dt = dv

(5.1)

Và nếu ta thay tiếp dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t2- t1, ở đây t1 và t2 là
thời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán, thì ta có thể đưa
phương trình (5.1) về dạng sai phân sau đây:

 Q1 + Q 2 
 q1 + q 2

÷∆t − 
2 

 2
Ở đây:


÷∆t = V2 − V1



(5.2)

+ Q1, Q2: là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính to
+ q1, q2: là lưu lượng xả tương ứng
+ V1, V2: là lượng nước có ở trong kho đầu và cuối thời đoạn ∆t

Với mục đích là tìm đường quá trình xả lũ q ∼ t thì phương trình (5.2) chưa thể
giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q 2 và V2. Vì vậy chúng ta cần có một
phương trình nữa đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng
quát:
q = f (Zt, Zh, C)
(5.3)
+ Zt: mực nước thượng lưu công trình xả lũ.
+ Zh: mực nước hạ lưu công trình xả lũ.
+ C : tham số biểu thị công trình.
Ở đây ta chọn phương pháp Potapop để tính toán.
5.1.2.2. Phương pháp Potapop:
Phương pháp này dựa trên cơ sở phương trình (5.2) và (5.3) để tính toán
Đưa phương trình (4.2) về dạng sau:

 V2

 V1

 + 0,5q 2 ÷ = 0,5 ( Q1 + Q 2 ) +  − 0,5q1 ÷
 ∆t

 ∆t


SVTH: Nguyễn Ngọc Hải

(5.4)
Lớp: 47LT