Hồ chứa nước xuân hoa –hà tĩnh – phương án II ( bản vẽ + thuyết minh)

Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 1

Ngành công trình thủy lợi

MỞ ĐẦU

Huyện Nghi Xuân, là huyện có địa hình đồi núi thấp. Các công trình thuỷ lợi
hiện có thường có quy mô nhỏ, phân tán, phạm vi tưới hẹp. Các công trình thuỷ lợi
phân tán, không đồng bộ, năng lực phục vụ thực tế nhỏ hơn năng lực thiết kế.
Tại một số vị trí có nguồn tài nguyên nước phong phú, diện tích tưới lớn
nhưng không có hồ chứa nước để điều tiết, chỉ dùng các bãi tạm và lợi dụng dũng
chảy thường xuyên để tưới nước vì vậy diện tích tưới nhỏ, chỉ tưới một vụ không
chắc chắn. Đây là vùng có tiềm năng phát triển sản xuất nông nghiệp nhưng lại có
hệ thống thủy lợi nghèo nàn.
Căn cứ mục tiêu, phương hướng, nhiệm vụ phát triển kinh tế xó hội của huyện
từ năm 2000 – 2020 về ổn định dân số, sản xuất nông lâm nghiệp, cung cấp nước
sinh hoạt, giao thông vận tải, công nghiệp.
Căn cứ vào nhiệm vụ bổ sung nâng cao quy hoạch thuỷ lợi trong giai đoạn
2000 –2010 và năm 2010 đến năm 2020.
Căn cứ vào quy mô các công trình thuỷ lợi hiện có, tiềm năng tài nguyên nước
trong lưu vực, tiềm năng đất đai đề xuất phương hướng giải quyết nguồn nước
cung cấp cho từng vùng nhằm hoàn chỉnh khép kín quy hoạch thủy lợi. Trong giai
đoạn trước mắt đề xuất xây dựng hồ chứa Xuân Hoa dự kiến xõy dựng nhằm cấp
nước sinh hoạt từ nay đến năm 2010 cấp cho thị trấn Nghi Xuân, thị trấn Xuân An
với cụng suất 7000m3/(ngày/đêm) và sau 2020 với cụng suất 10000 m3/(ngày/đêm).

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 2

Ngành công trình thủy lợi

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1 Vị trí địa lý
Hồ chứa nước Xuân Hoa được xây dựng tại sườn phía Đông Bắc của dãy núi
Hồng Lĩnh, thuộc địa phận xã Cổ Đạm và xã Xuân Liên. Cách thị trấn Xuân An
khoảng 12 km và thị trấn Nghi Xuân 8 km. Vị trí địa lý như sau:
+ Kinh độ Đông: 105045' ÷ 105048'30''
+ Vĩ độ Bắc: 18032'40'' ÷ 18034'50''
+ Phía Bắc giáp xã Xuân Mỹ và Xuân Thành
+ Phía Nam giáp Xuân Liên
+ Phía Đông giáp với Biển Đông.
1.2 Điều kiện địa hình, địa mạo
1.2.1 Địa hình địa hình
Địa hình vùng lòng hồ: Lòng hồ là thung lũng nằm giữa núi Lai và núi Hồng
Lĩnh. Lòng hồ có diện tích rộng, khá bằng phẳng; đây là đất canh tác của xã Cổ
Đạm. Ba phía là đồi núi cao; cây lâm nghiệp khá dày và tốt. Phía trong lòng hồ có
một số trang trại nhỏ, có 2 công trình tiểu thuỷ nông là đập Đồng Quốc của xã Cổ
Đạm, và đập Đồng Bản của xã Xuân Liên. Nhìn chung về địa hình, địa mạo rất
thuận lợi để xây dựng hồ chứa nước.
Địa hình khu hưởng lợi: Về khu tưới dốc dần từ Bắc sang Nam, cao độ khu
tưới biến đổi từ +5 đến +1. Phía cuối khu tưới của các xã Xuân Thành và Xuân Mỹ
cao độ từ +3,2 đến +4,8. Khu tưới trải rộng trên các xã: Cổ Đạm , Xuân Liên, Xuân

Thành và Xuân Mỹ. Địa hình rất thuận lợi cho việc bố trí hệ thống tưới tự chảy.
Khu tưới bị chia cắt bởi rào Mỹ Dương và các khe lạch. Cao độ ở thị trấn Xuân An
và thi trấn Nghi Xuân từ +4 đến + 4,5.
1.2.2 Tình hình khảo sát địa hình
Tài liệu khảo sát địa hình
Bình đồ khu đầu mối: 1/2000

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 3

1.3 Khí tượng thủy văn
1.3.1 Điều kiện khí tượng
+ Nhiệt độ:
Vùng nghiên cứu dự án có nhiệt độ năm trung bình đạt 24oC. Mùa nóng
nhiệt độ trung bình đạt cao nhất 29,8 oC. Mùa khô có nhiệt độ trung bình thấp đạt
17,5 oC.
Trong một năm nhiệt độ cao nhất đạt 42 oC, thấp nhất đạt 6,6 oC (ngày
14/8/1974).
+ Bốc hơi:
Theo tài liệu tại trạm đo khí tượng thị trấn Kỳ Anh thì tháng 7 có lượng bốc
hơi lớn nhất là 237,4 mm và tháng 2 có lượng bốc hơi nhỏ nhất là 33,3 mm.

+ Độ ẩm:
Độ ẩm tương đối năm trung bình đạt 44%, các tháng mùa mưa độ ẩm đạt 8891%, mùa nắng nóng độ ẩm thấp nhất vào tháng 7 là 70%.
+ Mưa:
Chế độ mưa vùng nghiên cứu nằm trong khu vực có lượng mưa năm lớn nhất
của cả tỉnh Hà Tĩnh. Lượng mưa trung bình xấp xỉ 3100 mm/năm.
Lượng mưa năm lớn nhất đã quan trắc được các vị trí như sau:
- Tại Bàu Nước

4586 mm

- Tại thị trấn Kỳ Anh

4386 mm

- Tại Rào Nậy

3960 mm

- Tại Kỳ Lạc

4450 mm

Lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 11, lớn nhất vào tháng 10 hàng
năm.
Một đặc điểm của khu vực miền Trung là mưa tiểu mãn vào tháng 5, có khi
mưa tiểu mãn đạt giá trị lớn nhất trong năm. Sau mưa tiểu mãn lượng mưa giảm dần
và đạt thấp nhất vào tháng 7.
Khi có bão lượng mưa thường rất lớn. Mưa 1 ngày lớn nhất đạt 519 mm tại
Kỳ Anh; 501 tại Kỳ Lạc; 760 mm tại Bàu Nước. Lượng mưa 3 ngày lớn nhất đạt
1175 mm tại trạm Kỳ Anh; 1008 mm tại Kỳ Lạc; 1985 mm tại Bàu Nước.

1.3.2 Các đặc trưng thủy văn dòng chảy của công trình đầu mối
Lượng nước đến hàng năm.
Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế P=75%. W75%= 13.077.000 m3
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 4

Ngành công trình thủy lợi

Bảng 1-1: Phân phối lượng nước đến ứng với tần suất thiết kế P= 75%
Tháng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tổng

Kpp(%)
4,65
3,76
3,20
3,56
6,14
4,73
4,39
8,94
21,8
23,2
10,64
4,99
100%

W75%x106 (m3)
0.744
0.601
0.512
0.569
0.981
0.756
0.702
1.429
3.485
3.708
1.701
0.798
15.983

Phù sa và lượng bồi lắng lòng hồ
Vbc = 3,24x103 (m3/năm)
Gió trên lưu vực:
+ Theo số liệu thống kê quan trắc gió lớn nhất các hướng tại trạm Hà Tĩnh
như sau:
- Tốc độ gió lớn nhất trong năm: V4%= 47 m/s
- Tốc độ gió lớn nhất trung bình nhiều năm: Vtb= 25 m/s
- Thời gian gió thổi liên tục: t=6 giờ
Tổn thất bốc hơi ∆Z
+ Tổn thất bốc hơi ở đây ta chọn theo số liệu bốc hơi bình quân nhiều năm
của trạm Hà Tĩnh nhiều năm để tính cho Hồ chứa nước Đồng Cuốc, với phân phối
cho từng tháng trong năm như sau:

1.3.3 Dòng chảy lũ thiết kế
Bảng 1-2: Kết quả tính toán lũ

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 5

Đặc trưng

F (km2)
L (km)

Φd

0,5%
11,7
4,0
3,2
773
326%
24%
0,3
7
0,75
0,903
4,34

1,0%
11,7
4,0
3,2
695
326%
24%
0,3
7
0,75
0,903
4,53

1,5%
11,7
4,0
3,2
656
326%
24%
0,3
7
0,75
0,903
4,64

τd (phút)

34

36

37

Φs
Ap
Qp (m3/s)
WP(106m3)
T(giờ)
Tx(giờ)

21,84

0,078
529
6,78
7,1
2Tlªn

22,44
0,076
463
6,096
7,3
2Tlªn

22,76
0,074
426
5,76
7,5
2Tlªn

∑l (km)
HP (mm)
Jd (%o)
Js (%o)
md
ms
ϕ
bc

Ghi chú

Bảng 1-3: Kết quả tính toán bốc hơi

Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII IIX

IX

X

XI

XII

Năm

∆Z

28

25

26

38

63

99

112

50

45

34

39

653

94

1.3.4 Đặc trưng kho nước
Bảng 1-4: Quan hệ lòng hồ
TT

1
2
3
4
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Cao trình
5
6
7
8

F(m2)
25.600
94.880
288.420
584.000

W(m3)
8.533
65.121
248.029
675.639
Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Ngành công trình thủy lợi

Trang 6

9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

877.280

1.144.640
1.345.440
1.504.480
1.692.160
1.832.520
1.941.280
2.025.760
2.083.200
2.138.240
2.183.040
2.232.160

1.401.323
2.409.323
3.653.011
5.077.230
6.674.630
8.436.504
10.323.142
12.306.512
14.360.925
16.471.585
18.632.186
20.839.740

1.4 Điều kiện địa chất
1.4.1 Địa chất tuyến đập
Lớp 1- Đất bề mặt - kí hiệu (1)
Đất bề mặt, á sét lẫn sạn cát, rễ cây, màu xám nâu, xám đen, trạng thái mềm
xốp. Diện phân bố hầu hết trên toàn tuyến, chiều dày trung bình 0.3m. Lớp này

không đồng nhất, không ổn định cho xây dựng, cần bóc bỏ khi thi công công trình
nên chúng tôi không lấy mẫu đất thí nghiệm.
Lớp 2- Hỗn hợp đất, cát cuội sỏi lòng suối - kí hiệu (1a)
Hỗn hợp đất cát cuội sỏi, màu xám vàng, nâu, đen. Trạng thái mềm xốp.
Trong hỗn hợp lẫn thân cây lá cây. Lớp này chỉ gặp ở hố (Đ5), dày 1.5m.
Lớp 3- Đá tảng lăn - kí hiệu (1b)
Đá tảng lăn, tảng lăn là đá Granít hạt thô, màu xám sáng đốm đen. Đá bị
phong hoá nhẹ, cứng vừa. Tảng lăn kích thước 1-2 đến 4-5m. Diện phân bố từ K0
đến K0+40m. Chiều dày khoảng 4m.
Lớp 4- Hỗn hợp đất á sét và tảng lăn - kí hiệu (1c)
Hỗn hợp đất á sét, rễ cây và đá tảng lăn, màu xám nâu xám đen. Tảng lăn
kích thước 0.4-1.0m, Trạng thái xốp. Chiều dày trung bình 0.8m.
Lớp 5- Đất á sét, màu xám vàng - kí hiệu (2)

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 7

Ngành công trình thủy lợi

Đất á sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất thường có
màu xám vàng, nâu vàng. Diện phân bố gần rộng khắp khu vực. Chiều dày trung
bình 2.0m. Hệ số thấm K = 7.3*10-5 cm/s.
Lớp 6- Đất á sét lẫn cát sạn, màu xám vàng - kí hiệu (3)

Đất á sét lẫn cát sạn, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất
thường có màu xám vàng, nâu vàng, xám xi măng. Lớp này phân bố ở đoạn K0+80
đến K0+900. Chiều dày trung bình 1.0m. Hệ số thấm K = 3.1*10-4 cm/s.
Lớp 7- Đất á cát, màu xám vàng - kí hiệu (4)
Đất á cát màu xám vàng, kết cấu chặt vừa. Thành phần chủ yếu là cát hạt thô.
Đất thường có màu xám, xám vàng. Lớp này phân bố ở đoạn K0+90m. Chiều dày
chưa xác định. Hệ số thấm K = 6.8*10-3 cm/s.
Lớp 8- Đất sét, màu xám vàng - kí hiệu (5)
Đất sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt sét. Đất thường có
màu xám vàng, nâu vàng, ghi, xám xi măng. Lớp này phân bố ở hố khoan ĐC8
(K0+211) đến hố khoan ĐC6 (K0+666). Dày trung bình 1.5m. Hệ số thấm K =
4.4*10-5 cm/s.
Lớp 9- Đất á cát, màu xám sáng - kí hiệu (6)
Đất á cát có lẫn thân cây lá cây, trạng thái kém chặt. Thành phần chủ yếu là
cát hạt mịn. Đất thường có màu xám sáng, xám đen. Lớp này chỉ gặp ở hố khoan
ĐC4 (K1+11.5m) dày 0.8m. Hệ số thấm K = 4.8*10-5 cm/s.
Lớp 10- Cát hạt thô - kí hiệu (7)
Cát hạt thô, trạng thái bảo hoà nước, kém chặt. Lớp này phân bố trong
khoảng K0+700 đến K1+370. Hệ số thấm K = 8.2*10-3 cm/s.
Lớp 11- Đất á sét nhẹ, màu xám xanh - kí hiệu (8)
Đất á sét nhẹ, trạng thái dẻo mềm, màu xám xanh. Lớp này gặp ở hố khoan
ĐC1 (K1+440) dày 2.0m. Hệ số thấm K = 2.46*10-5 cm/s.
Lớp 12- Đất sét, màu xám đen - kí hiệu (9)
Đất sét, màu xám đen (Dạng bùn) Trong đất có thân cây lá cây đã và đang
phân huỷ. Trạng thái dẻo mềm. Lớp này gặp ở hố khoan CĐ1 (K0+440) dày 0.9m.
Hệ số thấm K = 5*10-5 cm/s.
Lớp 13- Đất sét, màu xám xanh - kí hiệu (10)
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 8

Ngành công trình thủy lợi

Đất sét, trạng thái dẻo cứng. Thành phần chủ yếu là hạt sét. Đất thường có
màu xám, phớt đen, xám. Lớp này gặp ở hố khoan ĐC1 dày 1.2m. Hệ số thấm K =
3.8*10-5 cm/s.
Lớp 14- Đất á sét, màu xám đen - kí hiệu (11)
Đất á sét nặng, màu xám đen (Dạng bùn). Trạng thái dẻo mềm. Lớp này gặp
ở hố khoan ĐC4 (K1+11.5) đến hố ĐC3 (K1+150), dày 0.5m. Các chỉ tiêu cơ lý
tham khảo Lớp 12 kí hiệu (9).
Lớp 15- Đất á cát, màu xám vàng - kí hiệu (12).
Đất á cát, trạng thái kém chặt. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn đến thô.
Đất thường có màu xám vàng, xám xi măng. Đất không đồng nhất đôi chỗ xen kẹp
đất á sét dẻo mềm. Diện phân bố từ hố khoan ĐC8 đến ĐC4. Chiều dày trung bình
1.2m. Hệ số thấm K = 7.2*10-5 cm/s.
Lớp 16- Đất sét, màu xám xanh - kí hiệu (13).
Đất sét, lẫn vón kết ô xít sắt, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt
cát. Đất thường có màu xám xanh, nâu vàng, nâu. Diện phân bố trong khoảng từ
K0+100 đến K0+400. Chiều dày, dày nhất 4.0m, bé nhất 2.3m, trung bình 3.0m.
Hệ số thấm K = 3.6*10-5 cm/s.
Lớp 17- Đất cát vón kết - kí hiệu (14)
Đất cát bị vón kết hoá, màu xám đen. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn.
Trạng thái chặt, cứng. Chiều dày trung bình 0.5m. Diện phân bố trong khoảng
K0+400 đến K1+400. Hệ số thấm K = 3.2*10-5 cm/s.

Trong các hố khoan có mặt của lớp đất này khi khoan qua nó chúng tôi thấy
có nước áp lực xuất hiện. Có lẽ trong khoảng dao động mực nước dưới đất ô xít sắt
đã tạo cho lớp vón kết và lớp vón kết này thành mái của tầng chứa nước có áp.
Lớp 18- Cát hạt mịn - kí hiệu (15)
Cát hạt mịn, đôi chỗ là cát chảy, có chỗ là cát thô (hố khoan CĐ7). Càng
xuống sâu hạt càng thô dần. Cát thường có mầu xám đen, xám sáng. Diện phân bố
rộng khắp toàn tuyến chiều dày chưa xác định. Trong lớp này tại hố khoan CĐ8 có
lớp thấu kính bùn á sét dày 1.0m. Hệ số thấm K = 5.75 *10-3 cm/s.
Lớp 19- Đất á sét, màu xám xanh - kí hiệu (16)

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 9

Ngành công trình thủy lợi

Đất á sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất thường có
màu xám xanh, xám vàng, nâu vàng. Lớp này gặp ở hố khoan CĐ1 và CĐ2.
1.4.2 Địa chất tuyến cống
Lớp 1- Đất bề mặt - kí hiệu (1)
Đất bề mặt, á sét lẫn sạn cát, rễ cây, màu xám nâu, xám đen, trạng thái mềm
xốp. Diện phân bố hầu hết trên toàn tuyến, chiều dày trung bình 0.3m.
Lớp 2- Đất á sét - kí hiệu (2)
Đất á sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất thường có

màu xám vàng, nâu vàng. Diện phân bố gần rộng khắp khu vực. Chiều dày trung
bình 0.9m. Hệ số thấm K = 7.3*10-5 cm/s.
Lớp 3- Đất á sét lẫn cát sạn - kí hiệu (3)
Đất á sét lẫn cát sạn, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất
thường có màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ. Diện phân bố rộng khắp toàn tuyến,
chiều dày trung bình 1.0m. Hệ số thấm K = 3.1*10-4 cm/s.
Lớp 4- Đất á cát, màu xám vàng - kí hiệu (4)
Đất á cát màu xám vàng, kết cấu chặt vừa. Thành phần chủ yếu là cát hạt thô.
Đất thường có màu xám, xám vàng. Diện phân bố trong khoảng K0 đến K0+170m.
Hệ số thấm K = 6.8*10-4 cm/s.
Lớp 5- Đất sét, màu xám vàng - kí hiệu (5)
Đất sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt sét. Đất thường có
màu xám vàng, nâu vàng, ghi, xám xi măng, đốm trắng. Diện phân bố rộng khắp
toàn tuyến. Chiều dày trung bình 2.0m. Hệ số thấm K = 4.4*10-5 cm/s.
Lớp 6- Đất á cát - kí hiệu (12)
Đất á cát, trạng thái kém chặt. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn đến thô.
Đất thường có màu xám vàng, xám xi măng. Đất không đồng nhất đôi chỗ xen kẹp
đất á sét dẻo mềm. Diện phân bố rộng khắp toàn tuyến. chiều dày trung bình 1.0m.
Hệ số thấm K = 7.8*10-5 cm/s.
Lớp 7- Đất á sét - kí hiệu (12a)
Đất á sét, màu xám đen (Dạng bùn) trạng thái dẻo mềm. Lớp này gặp ở hố
khoan ĐC9 dày 0.7m.
Lớp 8- Đất sét - kí hiệu (13)
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 10

Ngành công trình thủy lợi

Đất sét, lẫn vón kết ô xít sắt, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt
cát. Đất thường có màu xám xanh, xám xi măng, xám sẫm, vân xanh. Diện phân bố
rộng khắp toàn tuyến. Chiều dày trung bình 4.5m. Hệ số thấm K = 3.6*10-5 cm/s
Lớp 9- Cát hạt mịn - kí hiệu (15)
Cát hạt mịn, trạng thái bảo hoà nước. Chiều dày chưa xác định. Trong lớp
này có xen kẹp thấu kính sét màu đen (dạng bùn) dày 1.0m.
1.4.3 Địa chất tuyến tràn
Lớp 1- Hỗn hợp tảng lăn và đất á sét - kí hiệu (1)
Hỗn hợp tảng lăn và đất á sét, màu xám nâu, xám đen. Trạng thái không
chặt. Tảng lăn là đá Granít màu xám sáng đốm đen, kích thước 0.2-1.0m. Diện phân
bố rộng khắp toàn tuyến. Chiều dày trung bình 0.8m.
Lớp 2- Đất sét lẫn cuội tảng - kí hiệu (2)
Đất sét, lẫn cuội lăn, màu xám xanh, xám vàng, đốm trắng. Đất trạng thái
dẻo mềm. Cuội lăn kích thước 5-15cm. Diện phân bố rộng khắp toàn tuyến. Chiều
dày chưa xác định.
Lớp 3- Đất á sét - kí hiệu (3)
Đất sét sét, màu xám nâu, xám xanh, đốm trắng. Trạng thái dẻo cứng. chiều
dày chưa xác định.
1.4.4 Vật liệu xây dựng
Vật liệu xây dựng đắp đập
- Tuyến đập hệ thống thuỷ lợi Đồng Cuốc dự kiến xây dựng là đập đất, dài
1,635 km, cao trung bình khoảng15 m. Vật liệu đất đắp đập khoảng 1.2 triệu m3
đất. Trên cơ sở đó chúng tôi đã tiến hành khảo sát ở ba bãi như sau:
Bãi vật liệu A:
Bãi vật liệu A nằm thượng lưu vai hữu tuyến đập.

- Là đất trong lòng hồ, hiện tại người dân đang trồng hoa màu, cây bạch đàn
và làm một số vườn trại.
- Đất thuộc loại á sét hạt cát, màu nâu vàng, kết cấu không chặt, trạng thái
dẻo cứng. Chiều dày phần đất bề mặt lẫn thực vật dày trung bình 0.3m.
- Diện tích bãi =385 000+64 000 = 449 000 m2 - độ dày bóc bỏ 0,3 m. Độ
dày hữu ích bình quân 2,0 m. Khối lượng khai thác 898 000m3. Cự ly vận chuyển
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 11

xa nhất: 1.5 km; gần nhất 500m, trung bình 1km. Dễ khai thác và vận chuyển bằng
thủ công và cơ giới.
Bãi vật liệu B:
Bãi vật liệu B nằm thượng lưu vai tả tuyến đập.
- Là đất trong lòng hồ, hiện tại người dân đang trồng hoa màu, cây bạch đàn
và làm một số vườn trại.
- Đất thuộc loại á sét hạt cát, màu nâu vàng, kết cấu không chặt, trạng
thái dẻo cứng. Chiều dày phần đất bề mặt lẫn thực vật dày trung bình 0.3m.
- Diện tích bãi khoảng 611 000 m2 - độ dày bóc bỏ 0,3 m. Độ dày hữu ích
bình quân 2,0 m. Khối lượng khai thác 1 222 000m3. Cự ly vận chuyển xa nhất: 1.5
km; gần nhất 500m, trung bình 1km. Dễ khai thác và vận chuyển bằng thủ công và
cơ giới:

Bảng 1-5: Chỉ tiêu cơ lý nguyên dạng của các bãi như sau
CHỈ TIÊU

KÝ

ĐƠN VỊ

BÃI A

BÃI B

Hạt sỏi

%

6

8.5

Hạt cát

%

71

72

Hạt bụi

%

10

7

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

HIỆU

GHI CHÚ

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 12

Hạt sét

%

13

12.5

Lượng ngậm nước

W

%

12.5

12.55

Dung trọng ướt

γW

g/cm3

1.7

1.8

Dung trọng khô

γc

g/cm3

1.51

1.6

Tỷ trọng

∆s

g/cm3

2.69

2.69

Tỷ số độ hở

ε

0.78

0.68

Độ lỗ rỗng

n

%

43.82

40.5

Độ bảo hoà

G

%

43.1

49.55

Giới hạn chảy

Wp

%

Giới hạn dẻo

Wt

%

Chỉ số dẻo

Wn

%

Độ sệt

B

Góc nội ma sát

Φ

độ

14o22’

15o

Lực dính kết

C

Kg/cm2

0.1165

0.14

Hệ số nén lún

a

cm2/Kg

0.029

0.05

Hệ số thấm
K
cm/s
Kết quả đầm nện tiêu chuẩn (Theo TCVN 4201-1995), cho độ ẩm tốt nhất,
và dung trọng khô lớn nhất như sau:
- Bãi vật liệu A: γcmax = 1.85 (g/cm3) ,

Wtn = 13.7(%)

- Bãi vật liệu B: γcmax = 1.86 (g/cm3) ,

Wtn = 13.5(%)

Chúng tôi chọn hệ số đầm nện k = 0.92 γcmax , chọn độ ẩm thiên về nhánh
ướt. Các chỉ tiêu cơ lý ở trạng thái chế bị của các bãi như sau:
Bảng 1-6: Các chỉ tiêu cơ lý của đất bãi
CHỈ TIÊU

KÝ

ĐƠN

HIỆU

VỊ

BẢI A

BẢI B

Hạt sỏi

%

6

7

Hạt cát

%

72

70

Hạt bụi

%

9

10

Hạt sét

%

13

13

Lượng ngậm nước chế bị

Wcb

%

13.8

14.5

Dung trọng khô chế bị

γccb

g/cm3

1.7

1.7

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

GHI
CHÚ

Lớp

Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 13

Góc nội ma sát

Φcb

độ

20o26’

21o36’

Lực dính kết

Ccb

Kg/cm2

0.2796

0.3029

Hệ số thấm

Kcb

cm/s

2.0*10-5

5.5*10
-5

Các chỉ ở trạng thái chế bị rồi cho ngâm bão hoà
Dung trọng khô chế bị
bảo hoà

γccbbh

Góc ma sát chế bị bảo hoà Φcbbh
Lực dính kết chế bị bảo
hoà
Các nguồn vật liệu khác

Ccbbh

g/cm3

2.00

1.99

độ

13o7’

13o7’

Kg/cm2

0.1165

0.1864

- Nguồn vật liệu cát được khai thác tại mỏ cát Nghi Xuân , cách tuyến đập
3km. Cát tại mỏ cát này là cát thạch anh, hạt trung đến mịn, bán tròn cạnh, cứng
vừa. Cát tương đối sạch. Trữ lượng khá lớn.
- Khu vực không có các mỏ đá đảm bảo cho công tác xây dựng đập.

CHƯƠNG 2
ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
2.1 Dân số và xã hội.
Dân số toàn vùng dự án: 34.498 người và 8164 hộ; ngành nghề chủ yếu là
sản xuất nông nghiệp và khai thác hải sản.
Bảng 2-1: Bảng thống kê dân số
TT

TÊN XÃ

DÂN SỐ

SỐ HỘ

1

Thị trấn Xuân An

8793

2219

2

Thị trấn Nghi Xuân

2488

694

3

Xã Cổ Đạm

8299

1800

4

Xã Xuân Liên

6645

1446

5

Xã Xuân Mỹ

3770

929

6

Xã Xuân Thành

4500

1076

Trong các năm gần đây nhịp độ tăng trưởng kinh tế bình quân hàng năm của
huyện đạt 7,15%, trong đó Nông- Lâm - Ngư nghiệp tăng 7,5%, công nghiệp, tiểu
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 14

thủ công nghiệp tăng 5,9%, thương nghiệp, dịch vụ tăng 11,8%, xây dựng cơ bản
tăng 19,7%.
Cơ cấu kinh tế của huyện bao gồm:
+ Nông - Lâm - Ngư nghiệp: 67,3%
+ Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, vận tải: 7,7%.
+ Thương nghiệp - Dịch vụ - Du lịch : 12,2%
+ Xây dựng cơ bản: 2,8%.
Mức sống của người dân còn thấp, theo kết quả khảo sát thì toàn huyện có
mức thu nhập trung bình đạt 3,4 triệu đồng/người/năm.
Tình hình sản xuất nông nghiệp.
Trong 4 xã và thị trấn vùng hưởng lợi chưa có xã nào chủ động được nguồn
nước tưới, nước sinh hoạt. Nước đang là vấn đề gay gắt, bức xúc. Còn nước cho sản
xuất, nước cho chăn nuôi, thì hoàn toàn phụ thuộc tự nhiên. Năng xuất cây trồng
thấp: Lúa 3 tấn/ha; màu 2 tấn/ha.
Cơ sở hạ tầng.
+ Về y tế: Vùng dự án có 5 trạm y tế nằm ở trung tâm của xã và thị trấn,
chất lượng điều trị và phòng chống dịch bệnh tương đối tốt.
+ Về giáo dục: Vùng giáo dục có 6 trường tiểu học, 5 trường phổ thông cơ
sở và 2 trường phổ thông trung học.
+ Điện thắp sáng: Hiện nay vùng dự án điện thắp sáng đã về tận các hộ dân.
+ Về giao thông: Vùng dự án có một trục đường tỉnh lộ 22-12 đi qua đã
được rải nhựa nối liền các xã với huyện thị và 100% có đường rải nhựa về đến trung
tâm xã. Còn lại là các đường liên thôn, liên xã có 1 số đường đã được rải nhựa.
2.2 Tổng nhu cầu cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và nước sinh hoạt.
Từ nay đến 2010 cấp nước sinh hoạt với công suất 7000 m3/ngày đêm và
đảm bảo tưới tự chảy cho 595 ha lúa Đông Xuân, 420 ha lúa Hè Thu và 338 ha
màu. Lượng nước phục vụ sinh hoạt và tưới phân bố trong các tháng theo bảng sau:
Bảng 2-2: Bảng nhu cầu dung nước
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

Wd106m3

2.22

1.21

1.67

2.09

2.60

1.09

1.37

VIII
0.60

IX

X

XI

XII

0.23

0.24

0.23

0.40

2.3 Kế hoạch phát triển
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 15

Ngành công trình thủy lợi

Kinh tế: Phát triển sản xuất công nghiệp để tăng thu nhập, cải thiện đời sống
nhân dân trong vùng. Phát triển khu đô thị Xuân An tương xứng với tầm vóc bên
cạnh thành phố Vinh.
Xã hội: Góp phần xoá đói giảm nghèo, tạo công ăn việc làm, hạn chế các tệ
nạn xã hội, ổn định chính trị và trật tự an toàn xã hội.
Môi trường: Hạn chế tình trạng chặt phá rừng, bảo vệ môi trường sinh thái và
sự đa dạng sinh học và phòng lũ cho vùng hạ lưu.

CHƯƠNG 3.
MỤC TIÊU NHIỆM VỤ CỦA DỰ ÁN
3.1 Mục tiêu dự án
3.1.1. Kinh tế:
- Phát triển sản xuất công nghiệp để tăng thu nhập, cải thiện đời sống nhân
dân trong vùng. Phát triển khu đô thị Xuân An tương xứng với tầm vóc bên cạnh
thành phố Vinh.
3.1.2. Xã hội:
- Góp phần xoá đói giảm nghèo, tạo công ăn việc làm, hạn chế tệ nạn xã hội,
ổn định chính trị và trật tự an toàn xã hội.
3.1.3. Môi trường:
- Hạn chế tình trạng chặt phá rừng, bảo vệ môi trường sinh thái và sự đa
dạng sinh học.
3.2 Nhiệm vụ của dự án

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp

Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 16

Ngành công trình thủy lợi

- Qua quá trình khảo sát và tính toán nhu cầu dùng nước từ nay đến năm
2010 và sau năm 2020 thì nhiệm vụ của công trình phải đảm bảo được các yêu cầu
sau:
- Giai đoạn I :
Từ nay đến năm 2010 tạo nguồn cáp nước sinh hoạt với công suất 7000
m3/ngày đêm cho vùng thị trấn Nghi Xuân, thị trấn Xuân An và đảm bảo tưới tự
chảy cho 933 ha lúa và cây màu của xã Cổ Đạm, Xuân Liên, Xuân Thành, Xuân
Mỹ.
- Giai đoạn II :
Sau năm 2020, tạo nguồn cấp nước sinh hoạt với công suất 10 000 m3/ngày
đêm cho vùng thị trấn Nghi Xuân, thị trấn Xuân An, và đảm bảo tưới tự chảy cho
870 ha lúa và màu của các xã Cổ Đạm, Xuân Liên, Xuân Thành, Xuân Mỹ.
- Tạo cảnh quan môi trường, khu du lịch sinh thái và phòng lũ cho hạ vùng
lưu.

3.3 Các tiêu chuẩn thiết kế
- Tiêu chuẩn TCVN 285 – 2002 “Công trình Thủy Lợi, Các quy định chủ
yếu về thiết kế”.
- Tiêu chuẩn 14 TCN 157 – 2005 “Thiết kế đập đất đầm nén”
- Quy phạm QPTL C6 – 77 “Tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế”
- Quy phạm QPTL C1 – 75 “Tính toán thủy lực cống dưới sâu”
- Tiêu chuẩn TCVN 4118 – 1985 “Hệ thống kênh tưới – Tiêu chuẩn thiết kế”
- Định mức dự toán, đơn giá Hà Tĩnh.

3.4 Các thông số kỹ thuật ban đầu (tuân theo các tiêu chuẩn thiết kế ở trên)
Theo tiêu chuẩn TCVN 285 – 2002 với nhiệm vụ của công trình đã xác định
ở trên thì các thông số cho công trình như sau:
- Cấp thiết kế công trình
+ Theo chiều cao đập: Theo điều kiện địa hình và nhu cầu dùng nước của địa
phương thì chiều cao đập sơ bộ chọn khoảng H = 13 m, nền công trình là nền loại
B, nên cấp công trình là cấp IV.
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 17

Ngành công trình thủy lợi

+ Theo điều kiện phục vụ của công trình thì công trình phục vụ cho khoảng
933 ha (giai đoạn 1), 870 ha (giai đoạn 2) đất canh tác và hoa màu nên cấp công
trình là cấp IV.
+ Theo dung tích hồ chứa thì dung tích hồ khoảng 8.106 m3 nên cấp công
trình là cấp IV.
- Tuổi thọ công trình cấp IV là 50 năm
- Mức đảm bảo cấp nước

P = 75%

- Tần suất lưu lượng & mực nước lũ thiết kế

P = 1,5%

- Tần suất lưu lượng & mực nước lũ kiểm tra

P = 0,5%

- Tần suất lưu lượng & mực nước lũ dẫn dòng P = 10%

CHƯƠNG 4
XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH
4.1 Cấp công trình
- Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi TCXDVN 285-2002,
cấp công trình được xác định theo 2 điều kiện :
- Theo nhiệm vụ công trình, vai trò của công trình trong hệ thống.
- Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình.
4.1.1 Theo nhiệm vụ và vai trò của công trình trong hệ thống
Công trình cấp nước cho 933 ha đất canh tác nông nghiệp nên theo
TCXDVN 285-2002 ta tra được cấp công trình là cấp IV.
4.1.2 Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình
Sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập Zđ = 17,55 m.
Chiều cao đập là Hđ = 13,25 m.
Chiều cao đập sẽ được chính xác hóa khi có số liệu tính toán các mực nước
trong hồ.
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp

Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 18

Ngành công trình thủy lợi

4.1.3 Các chỉ tiêu thiết kế
Theo TCXDVN 285-2002, các tần suất và hệ số đối với công trình cấp IV
lấy như sau :
- Cấp thiết kế công trình: Cấp IV
- Mức đảm bảo cấp nước : P=75%
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế: P=1,5%.
- Tần suất lưu lượng lũ, mực nước kiểm tra: P=0,5%
- Tần suất lưu lượng lũ, mực nước lớn nhất thiết kế dẫn dòng: P=10%
- Hệ số tin cậy : Kn = 1,15.
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1.
- Tuổi thọ công trình : T = 50 năm.
- Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (14TCN 157-2005)
+ Tổ hợp tải trọng cơ bản : K = 1,25
+ Tổ hợp tải trọng dặc biệt : K = 1,05
- Độ vượt cao an toàn (14TCN 157-2005)
+ Với MNDBT : a = 0,5m.
+ Với MNLTK : a’ = 0,5m.
+ Với MNLKT : a” = 0,2m.
Mức bảo đảm sóng khi xác định sóng leo : P = 1 %.
Tần suất gió thiết kế:
+Với MNDBT : P = 4%
+Với MNLTK : P = 50%

Sinh viên: Vũ Văn Duy

47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 19

Ngành công trình thủy lợi

CHƯƠNG 5
XÁC ĐỊNH MNC VÀ MNDBT
5.1 Tính toán mực nước chết
5.1.1 Khái niệm
Mực nước chết (MNC) là mực nước thấp nhất trong quá trình làm việc bình
thường của hồ chứa.
Dung tích chết (Vc) là dung tích tính từ đáy hồ đến MNC, Vc không tham
gia vào quá trình điều tiết dòng chảy.
MNC và Vc phải đảm bảo yêu cầu chứa đủ lượng bùn cát lắng đọng trong
suốt thời gian làm việc của hồ chứa và đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
5.1.2 Nội dung tính toán
 Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy
MNC = ZMNK + ∆Z
Trong đó:
+ ZMNK : Mực nước khống chế đầu kênh tưới,
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp

Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 20

Ngành công trình thủy lợi

Theo tính toán thủy nông : ZMNK = 8,5 m.
+ ∆Z : Tổng tổn thất trong cống khi lấy lưu lượng lớn nhất.
Sơ bộ chọn : ∆Z = 0,3 m.
=> MNC = 8,5 + 0,3 = 8,8 m.
 Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng về bùn cát
MNC = bc + hd + h
Trong đó :
+ bc: Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ :
bc = f(Vbc)
Vbc = Vbc.T
+ Vbc : Tổng thể tích bùn cát lắng đọng trong 1 năm.
Vbc = 3240 m3/năm
+ T : Tuổi thọ công trình : T = 50 năm.
=> Vbc = 3240. 50 = 162000 m3
Tra quan hệ Z~V, với V = Vbc = 162000 m3
 bc = Zbc = 6,53 m
+ hd: Chiều dầy lớp nước đệm từ bc đến đáy cống,
Theo kinh nghiệm: hd = ( 0,4 0,7)m. Chọn hd = 0,7m.
+ h : Độ sâu cột nước cần thiết trước cống để lấy đủ lượng nước thiết kế, sơ
bộ chọn h = 1m.
=> MNC = 6,53 + 0,7 + 1 = 8,23 m.
Từ 2 điều kiện trên ta chọn MNC = 8,8 m

Tương ứng có Vc = 1256186 m3
5.2 Xác định mực nước dâng bình thường và dung tích hiệu dụng
5.2.1 Khái niệm
MNDBT là mực nước trữ cao nhất trong hồ ứng với điều kiện thủy văn và
chế độ làm việc bình thường của hồ chứa.
Dung tích hồ (VH) là phần dung tích được giới hạn bởi MNDBT và mực
nước chết.
5.2.2 Mục đích, ý nghĩa

Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 21

Ngành công trình thủy lợi

- MNDBT là 1 thông số quan trọng của hồ chứa, quyết định đến dung tích hồ
chứa, cột nước và lưu lượng.
- Về mặt công trình : MNDBT quyết định chiều cao đập, kích thước các công
trình xả.
- Về mặt kinh tế vùng hồ : MNDBT ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng
ngập và tổn thất do ngập lụt thượng lưu.
- Về mặt kinh phí xây dựng : MNDBT ảnh hưởng đến quyết định kinh phí
xây dựng công trình.
5.3 Nội dung và phương pháp tính toán

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượng nước
dùng trong năm của hồ Xuân Hoa, ta có:
Wđến ( P = 75% ) = 15.983x106 m3
Wdùng = 13.938x106 m3.
=> Wđến > Wdùng: Lượng nước đến luôn đáp ứng đủ lượng nước dung
trong 1 năm. Vì vậy, đối với hồ Xuân Hoa ta chỉ cần điều tiết năm.
- Dùng phương pháp lập bảng: Dùng bảng để tính và so sánh lượng nước đến
và lượng nước dùng.
- Nguyên lí cơ bản của phương pháp này là tiến hành cân bằng nước trong
kho, chia thời kì tính toán ra làm 12 đoạn ứng với 12 tháng của 1 năm đại biểu. Tính
toán cân bằng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biết được quá trình thay đổi
mực nước, lượng nước trữ, xả trong kho.
- Trong từng thời đoạn có thể sử dụng công thức đơn giản để biểu thị phương
trình cân bằng giữa lượng nước đến và lượng nước xả trong kho:
∆V = ( Q − q ).∆T

Trong đó :
+ ∆V: Lượng nước trữ lại trong kho trong thời đoạn tính toán ∆T.
+ Q : Lưu lượng đến kho trong thời đoạn ∆T.
+ q : Lưu lượng chảy ra trong thời đoạn ∆T.
+ ∆T : Thời đoạn tính toán.
- Lượng nước trong kho cuối thời đoạn bằng lượng nước đầu thời đoạn cộng
với ∆V. Biết được lượng nước trong kho dựa vào quan hệ Z~F~V sẽ biết được diện
tích mặt nước và mực nước trong kho cuối thời đoạn.
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp

Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 22

Ngành công trình thủy lợi

5.3.1 Tính Vh chưa kể đến tổn thất
- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi(cũng trùng với năm thuỷ
văn).
- Cột 2: Tổng lượng nước đến của từng tháng WQi
- Cột 3: lượng nước dùng
- Cột 4: Lượng nước thừa (khi WQ > Wq)
(4) = (2) –(3)
- Cột 6: Lượng nước thiếu (khi WQ < Wq)
(5) = (3) – (2)
- Tổng cộng cột (5) sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu
cầu cấp nước.
- Cột 6: lũy tích cột 4 nhưng không vượt quá dung tích công tác
Vh=Σ(cột 5)
- Cột 7: lượng xả thừa
- Kết quả tính toán Vh chưa kể tổn thất được thể hiện ở bảng 5-1 PL
5.3.2 Tính tổn thất trong kho nước
- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi (cũng trùng với năm thuỷ
văn).
- Cột 2: Dung tích của kho nước ở cuối thời đoạn tính toán ∆ti
(2) = [(6). Bảng 2.1] + Vc
- Cột 3: Vi là dung tích bình quân trong hồ chứa nước
- Cột 4: Fhi là diện tích mặt hồ tương ứng với Vi
- Cột 5: Lượng nước bốc hơi ∆Zi
- Cột 6: Wbi là lượng tổn thất do bốc hơi: Wbi = ∆Zi. Fhi

Trong đó: ∆Zi lượng bốc hơi của tháng thứ i
- Cột 7: Wti là lượng tổn thất do thấm: Wti = k . Vi
Trong đó: k là tiêu chẩn thấm trong kho nước, tra bảng (9-2). Tiêu chẩn thấm
trong kho nước. Giáo trình thuỷ văn lấy k = 1%
- Cột 8: Lượng tổn thất tổng cộng: Wtti = Wbi + Wti
- Kết quả tính toán tổn thất trong kho nước thể hiện ở bảng (5-2, 5-4, 5-6) PL
5.3.3 Tính Vh có kể đến tổn thất
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 23

Ngành công trình thủy lợi

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi(trùng với năm thuỷ văn).
- Cột 2: Tổng lượng nước đến của từng tháng WQi
- Cột 3: Lượng nước yêu cầu cộng thêm đến lượng tổn thất
- Cột 4: Lượng nước thừa (khi WQ > Wq)
(4) = (2) –(3)
- Cột 6: Lượng nước thiếu (khi WQ < Wq)
(5) = (3) – (2)
- Tổng cộng cột (5) sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu
cầu cấp nước.
- Cột 6: lũy tích cột 4 nhưng không vượt quá dung tích công tác
Vh=Σ(cột 5)

- Cột 7: lượng xả thừa
- Kết quả tính toán Vh chưa kể tổn thất thể hiện ở bảng (5-3, 5-5,5-7) PL
⇒ Theo kết quả tính toán ở trên ta có Vh= 8.224x106m3
Vậy ta có dung tích ứng với MNDBT là:
VMNDBT= Vc + Vh= 1.256x106+8.224x106= 9.48x106m3
Tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình ứng với VMNDBT là:
ZMNDBT= 14,55 m

CHƯƠNG 6
TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
6.1 Mục đích và phương pháp tính toán
6.1.1 Mục đích, ý nghĩa
Tính toán điều tiết lũ là một nội dung tính toán quan trọng trong việc tính
toán, thiết kế hồ chứa nước. Thông qua tính toán điều tiết lũ xác định được phòng lũ
cần thiết ứng với phương thức vận hành của từng quy mô công trình tràn, quá trình
xả lũ q~t, lưu lượng xả lũ lớn nhất qmax, cột nước siêu cao Hmax nhằm phục vụ
cho việc tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án, chọn ra phương án tối
ưu.
Việc tính toán điều tiết lũ dựa trên cơ sở của việc phân tích các tham số đặc
trưng như: tiêu chuẩn phòng lũ, con lũ thiết kế, các mực nước khống chế, …
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Ngành công trình thủy lợi

Trang 24

Việc tính toán điều tiết lũ là một bước quyết định đến việc xác định hình
thức, kích thước công trình tràn, vì vậy nó ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô, kích
thước của công trình đầu mối cũng như là giá thành của toàn bộ công trình.
6.1.2 Phương pháp tính
Dùng phương pháp Potapop để tính toán điều tiết lũ vì phương pháp này đơn
giản và tương đối chính xác.
Bảng 6-1: Đường quá trình lũ thiết kế và kiểm tra
Thiết kế

Kiểm tra

Thiết kế

Kiểm tra

P = 1.5%
T(h)
Q(m3/s)
0
0
0.5
85
1
170
1.5
256
2
341

2.5
426
3
383
3.5
341

P = 0,5%
T(h)
Q(m3/s)
0
0
0.5
112
1
224
1.5
335
2
447
2.5
514
3
458
3.5
402

P = 1.5%
T(h)
Q(m3/s)

4
299
4.5
256
5
213
5.5
171
6
128
6.5
86
7
43
7.5
0

P = 0,5%
T(h)
Q(m3/s)
4
346
4.5
291
5
235
5.5
179
6
123

6.5
67
7
11
7.5
0

6.2 Nội dung tính toán
a. Các đặc trưng của hồ chứa (quan hệ địa hình của kho nước V∼ Z).
b. Các đặc trưng của công trình xả lũ:
+ MNDBT = 14,55m
+ Chiều rộng ngưỡng tràn với phương án Btr = 20m; 30m; 40m.
+ Hệ số co hẹp bên: ε = 0,98 ÷ 1 lấy ε = 0,98.
+ Hệ số lưu lượng m (tra bảng 14_12 GT thuỷ lực). Lấy m = 0,36.
Yêu cầu xác định:
+ Lưu lượng đỉnh lũ qlũmax
+ Đường quá trình lũ đến Q ∼ t và xả lũ q ∼ t ứng với phương án trên.
6.3 Nguyên tắc tính điều tiết lũ
Phương pháp tính điều tiết lũ bằng kho nước dựa trên nguyên lý cơ bản của
việc điều tiết lũ là việc giải hệ phương trình cân bằng nước và phương trình thuỷ lực
sau :
Q.dt – q.dt = F.dh
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

(6.1)
Lớp


Đồ án tốt nghiệt kỹ sư

Trang 25

Ngành công trình thủy lợi

q = f(Z t , Z h , C)

(6.2)

Trong đó :
- Q : lưu lượng đến kho nước trong khoảng thời gian dt
- q : lưu lượng ra khỏi kho nước trong khoảng thời gian
- F : diện tích mặt thoáng hồ chứa
- 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
6.3.1 Phương pháp Pôtapốp
Trên cơ sở 2 phương trình cơ bản, đưa phương trình cân bằng nước về dạng
sau :

Q1 + Q2
q + q2
.∆ t − 1
.∆ t = V1 − V2
2
2

(6.3)
Trong đó :
- Q1, Q2 : lưu lượng đến đầu và cuối thời kỳ tính toán ∆t.

- q1, q2 : lực lượng xả tương ứng.
- V1, V2 : lượng nước trong kho ở đầu và cuối thời hạn ∆t.
 V2

V

+ 0,5.q 2  = 0,5(Q1 + Q2 ) +  2 + 0,5.q1 
 ∆t

 ∆t


=> 

(6.4)

Như vậy ở bất kỳ thời đoạn ∆t nào thì vế phải đều đã biết, và có
V

V

q = f 1 
+ 0,5.q  q = f 2 
+ 0,5.q 
 ∆t

 ∆t


(6.5)

Hai quan hệ này gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ.
Ta có :

f 2 = Q + f1

Với bài toán cho quá trình lũ đến, địa hình kho nước, công trình xả lũ, ta cần
đi xác định quá trình xả lũ, dung tích siêu cao và mực nước siêu cao trong kho.
6.3.2 Các bước tính toán
Bước 1: Xây dựng biểu đồ phụ trợ
Sinh viên: Vũ Văn Duy
47LT

Lớp