Thiết kế hồ chứa nước ngành 2 – huyện lương sơn – tỉnh hòa bình (thuyết minh + bản vẽ)

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

Ngành : Công trình

LỜI CẢM ƠN.
Sau thời gian mười bốn tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân
và được sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học của thầy giáo TS. Nguyễn Cảnh Thái –
Bộ môn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình. Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước Ngành 2 – Huyện Lương Sơn
– Tỉnh Hòa Bình “.
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại
kiến thức đã được học trong 5 năm tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết
đã được học vào thực tế và làm quen với công việc của một kĩ sư thiết kế công trình
thuỷ lợi. Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để
chuẩn bị cho tương lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước vào nghề với công việc thực
tế của một kĩ sư thuỷ lợi sau này.
Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình hồ
chứa nước Ngành), vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù bản thân đã hết
sức cố gắng nhưng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án em chưa giải
quyết được đầy đủ và sâu sắc các trường hợp trong thiết kế cần tính, mặt khác do
trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô
giáo giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, chính xác hơn, giúp cho kiến
thức chuyên môn của em được hoàn thiện.
Để đạt được kết quả này em đã được các thầy các cô trong trường ĐHTL, từ
các thầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy các cô ở các môn chuyên nghành
dạy bảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em được có ngày
trở thành một kỹ sư thực thụ. Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy

Công đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Cảnh Thái đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi
điều kiện để em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2007
Sinh viên thực hiện :
Lê Ngọc Diệp.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 2

Ngành : Công trình

MỤC LỤC.
LỜI CẢM ƠN.

Trang

PHẦN 1....................................................................................................................4
TÌNH HÌNH CHUNG.............................................................................................4
CHƯƠNG 1 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.................................................................4
1.1 Vị trí địa lý....................................................................................................4
1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo..........................................................................4
1.3 Điều kiện khí tượng, thuỷ văn.....................................................................4
1.4 Điều kiện địa chất.........................................................................................8
1.5 Tình hình vật liệu xây dựng.......................................................................10
CHƯƠNG 2 :.........................................................................................................11

ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ CỦA KHU VỰC.........................................11
2.1 Tình hình dân sinh, kinh tế của khu vực..................................................11
2.2 Hiện trạng các công trình thủy lợi............................................................14
2.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội...................................................15
2.4 Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ công trình................16
CHƯƠNG 3............................................................................................................ 18
CÁC HẠNG MỤC VÀ QUY MÔ CỦA CÔNG TRÌNH....................................18
3.1 Các giải pháp công trình để sử dụng nguồn nước....................................18
3.2 Các hạng mục công trình của hồ chứa......................................................19
3.3. Lựa chọn các thành phần dung tích hồ chứa..........................................20
3.4 Quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế...............................................21
PHẦN 2..................................................................................................................23
THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH...................................23
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ......................................................23
4.1 Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng.....23
4.2 Nguyên lý và các phương pháp tính toán điều tiết lũ..............................24
4.3 Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp pôtapốp....................................26
4.4 Tính toán điều tiết lũ cho các phương án khác nhau...............................29
CHƯƠNG 5............................................................................................................ 32
CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT.................................................32
5.1 Xác định cao trình đỉnh đập......................................................................32
5.2 Cấu tạo các chi tiết đập..............................................................................36
CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN THUỶ LỰC TRÀN................................................39
6.1. Hình thức bố trí tràn.................................................................................39
6.2 Tính toán thuỷ lực dốc nước......................................................................41
6.3 Tính toán thuỷ lực bậc nước......................................................................46
6.4 Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn...............................................................54
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG, GIÁ THÀNH .............................60
CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH....................................................................60
7.1 Mục đích tính khối lượng, giá thành.........................................................60

7.2 Tính toán khối lượng và giá thành công trình..........................................60
7.3 Phân tích lựa chọn Btr kinh tế...................................................................63
PHẦN 3..................................................................................................................64
THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN CHỌN.................................................64
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 3

Ngành : Công trình

CHƯƠNG 8 : THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT...................................................................64
8.1 Tính toán điều tiết lũ. ................................................................................64
8.2 Xác định cao trình đỉnh đập......................................................................68
8.3 Cấu tạo các chi tiết đập..............................................................................69
8.4 Tính toán thấm qua đập và nền.................................................................75
8.5 Tính toán ổn định đập đất.........................................................................98
8.6 Tính toán lún.............................................................................................104
CHƯƠNG 9 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ..........................................................111
9.1 Vị trí, hình thức và các bộ phận của đường tràn...................................111
9.2 Tính toán thủy lực tràn xả lũ...................................................................113
9.3 Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn.............................................................126
9.4 Tính toán ổn định và kết cấu các bộ phận tràn. ....................................133
CHƯƠNG 10 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỐNG NGẦM.................................140
10.1 Những vấn đề chung...............................................................................140
10.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống......................................................................142

10.3 Tính toán thuỷ lực cống.........................................................................146
10.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng..................................154
10.5 Chọn cấu tạo chi tiết cống......................................................................162
PHẦN 4................................................................................................................165
CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT.................................................................................165
CHƯƠNG 11 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM.................................165
11.1 Mục đích và trường hợp tính toán........................................................165
11.2 Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế........................................................166
11.3 Xác định các lực tác dụng lên cống.......................................................168
11.4 Xác định nội lực cống ngầm...................................................................174
11.5 Tính toán cốt thép...................................................................................181
11.6 Tính toán và kiểm tra nứt......................................................................194
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN......................................................................................198
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................199

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 4

Ngành : Công trình

PHẦN 1.
TÌNH HÌNH CHUNG.
CHƯƠNG 1 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.
1.1 Vị trí địa lý.

- Hồ chứa nước Ngành thuộc xã Tiến Sơn huyện Lương Sơn tỉnh Hoà Bình.Vị
trí công trình ở tọa độ 2048’06’’ vĩ Bắc, 10536’20’’ kinh Đông.
- Nằm trong địa hình cao, cách thị trấn huyện Lương Sơn 8,5 km về phía Nam.
1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo.
Lương Sơn là huyện thuộc địa hình núi thấp có độ cao trung bình 250 m, đỉnh
cao nhất 1050 m. Địa hình nghiêng dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Có dãy núi
Viên Nam, Vua Bà (giáp Ba Vì) qua đỉnh núi Voi về dãy Trường Sơn. Qua đỉnh
833 của dãy Đồi Bù về tới xã Tiến Sơn. Toàn bộ dãy núi này chạy từ Bắc xuống
Nam và nghiêng từ Tây sang Đông tạo nên các lòng chảo là khu trồng lúa của
huyện.
Có thể chia huyện Lương Sơn thành ba vùng rõ rệt :
- Vùng phía Bắc : Gồm 5 xã Yên Quang, Yên Trung, Yên Bình, Tiến Xuân .
Đặc điểm của vùng này là phía Tây Tây Bắc có dãy núi cao với đỉnh Vua Bà,
phía Nam có những dãy núi thấp và hình thành một vùng lúa rộng nhất của huyện,
xen kẽ có những đồi thấp thích hợp với trồng chè cây ăn qủa và bãi chăn thả gia
súc.
- Vùng trung tâm huyện : Gồm tám xã Nhuận Trạch, Cư Yên, Hợp Hoà, Cao
Răm, Tân Vinh, Lâm Sơn, Hoà Sơn, Trường Sơn và Thị Trấn.
Đặc điểm vùng này là : Phía Tây và Nam có dãy Núi Cao xen kẽ là núi đá vôi,
phía Đông là những cánh đồng bằng phẳng xen kẽ có những gò đồi thấp. Đây là
vùng trọng tâm kinh tế văn hoá và thương mại của cả huyện.
- Vùng phía Nam : Gồm bốn xã Tiến Sơn,Trung Sơn, Liên Sơn và Thành Lập.
Đặc điểm của vùng này chủ yếu là núi đất cao và núi đá vôi, xen kẽ là những
cánh đồng vừa và nhỏ.
1.3 Điều kiện khí tượng, thuỷ văn.
1.3.1 Đặc điểm của sông ngòi khu vực :
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 5

Ngành : Công trình

Trên địa bàn huyện Lương Sơn không có suối lớn mà chỉ có hai con sông nhỏ
nhưng thực chất đó chỉ là suối. Đó là sông Bùi có chiều dài 12 km, bắt nguồn từ dãy
núi cao Trường Sơn chảy qua Cao Răm, Tân Vinh, Thị Trấn, Nhuận Trạch và chảy
ra Chương Mỹ tỉnh Hà Tây, lưu lượng kiệt hàng năm là 900 lít/s. Đây là con sông
nhỏ, ngắn dốc nên thường gây ra lũ quét hàng năm. Sông Cò bắt nguồn từ xã Yên
Quang chảy qua Yên Trung, Yên Bình và đổ ra đập Đồng Mô, Ngải Sơn, lưu lượng
kiệt là 400l/s.
Ngoài ra còn có 18 con suối lớn, nhỏ được phân bố khắp ba vùng, và thường
bắt nguồn từ dãy núi theo hướng Tây Bắc chảy xuống Đông Nam. Các suối này
thường ngắn và dốc, mùa cạn thường không có nước hoặc có rất ít, còn mùa mưa
lượng nước lại lớn thường gây ra lũ, rửa trôi đất làm ảnh hưởng tới sản xuất nông
nghiệp.
Hồ Ngành xây tại suối làng Ngành, một nhánh của sông Bến Gõ, một chi lưu
của sông Tích đổ ra cửa Phúc Lâm, hợp với sông Đáy. Suối bắt nguồn từ dãy núi
thấp thuộc xã Tiến Sơn – Lương Sơn, đỉnh cao trên 480 m, chảy theo hướng Tây
Đông, độ dốc suối khoảng 45o/oo, về mùa lũ nước tập trung nhanh, mùa kiệt khô cạn,
ít nước.
1.3.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn :
1.3.2.1 Chế độ khí hậu, gió, bốc hơi :
Trạm khí hậu gần vị trí công trình và có địa hình đồi núi giống lưu vực là trạm
Hoà Bình, cách tuyến công trình 30 km. Nằm trong khu vực đồi núi thấp Hoà Bình
tương đối khuất gió bởi các đồi núi thấp.
- Nhiệt độ trung bình nhiều năm

: 23,3 o C

- Nhiệt độ cao nhất trung bình tháng(tháng 6,7) : 28,4o C
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình ( tháng 1)

: 16,4o C

- Nhiệt độ thấp nhất

: 1,9° C

Nằm trong vùng núi hướng gió phụ thuộc vào địa hình, tốc độ gió trung bình
từ 0,9 đến 1,0 m/s. Tốc độ gió mạnh nhất có thể trên 28 m/s.

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 6

Ngành : Công trình

Bảng 1-1: Tốc độ gió trung bình, tốc độ gió lớn nhất và hướng gió thịnh hành của
các tháng trong năm.
Tháng
1

2
3
4
5
6
7
8
Vtb(m/s) 1.1 1.0 1.1 1.1 1.1 0.9 1.0 0.9
Vmax(m/s) 12 14 18 28 23 24 24 28
Hướng
N NH N N SW W SW N
Độ ẩm tương đối trung bình các tháng thay đổi

9 10 11 12 Năm
0.9 0.9 0.9 1.0 1.0
24 20 16 17
28
NE N NH NE N
từ 83,2% đến 86,1%, trung

bình năm là : 84%.
Lượng bốc hơi khá lớn, theo số liệu đo bằng ống Piche trung bình là 784,7
mm, lớn nhất vào các tháng đầu mùa mưa, độ ẩm cao, nhiệt độ cao.
Bảng 1-2 : Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm.
Tháng Z(mm) Tháng Z(mm) Tháng
1
52.5
5
84.7
9

2
49.1
6
81.5
10
3
57.5
7
79.8
11
4
66.2
8
66.8
12
Năm
1.3.2.2 Chế độ mưa :

Z(mm)
63.9
63.4
60.3
59.0
784.7

Khu vực Lương Sơn nói chung, tại khu vực xây dựng công trình nói riêng
khí hậu phân thành hai mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa
chiếm 85% - 85,5% lượng mưa năm. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 8, 9.
Lượng mưa tháng lớn nhất trung bình có thể đạt 290 – 330 mm. Mùa ít mưa từ
tháng 12 đến tháng 2. Lượng mưa ngày lớn nhất có thể đạt 295 – 366 mm.

Lượng mưa trung bình nhiều năm : 1624 mm.
Bảng 1-3 : Lượng mưa trung bình nhiều năm.
Tháng
1
2
3
4

T.bình (mm)
21.0
15.0
38.3
82.0

Tháng T.bình (mm) Tháng
5
181.1
9
6
233.7
10
7
277.1
11
8
297.1
12
Năm
1.3.3 Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế :

T.bình (mm)
214.2
181.9
70.0
13.1
1624.2

1.3.3.1 Dòng chảy năm thiết kế :

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

Ngành : Công trình

Tài liệu dòng chảy năm thiết kế Hồ Chứa Ngành được tính toán dựa vào dòng
chảy của lưu vực tương tự (Trạm Lâm Sơn). Các thông số dòng chảy năm thiết kế
như sau :
Cv = 0,43 ; Cs = 2 Cv
Q0 = 0,255 (m3/s).
Q50% = 0,211 (m3/s).
Q75% = 0,155 (m3/s).
Bảng 1 – 4 : Phân phối dòng chảy tần suất 75% (l/s).
Tháng
1

2
3
4

T.bình (l/s)
66.9
66.9
63.3
58.7

Tháng T.bình (l/s) Tháng T.bình (l/s)
5
94.0
9
141.8
6
211.8
10
101.7
7
585.2
11
76.6
8
337.7
12
55.4
Năm
155

1.3.3.2. Dòng chảy lũ thiết kế :
Hồ chứa Ngành là hồ có diện tích lưu vực nhỏ, việc tính toán lũ thiết kế được
tính toán từ mưa.
-

Đỉnh lũ theo công thức cường độ giới hạn.

-

Tổng lượng lũ theo công thức mưa ngày.

-

Quá trình lũ được coi là dạng tam giác, tỷ số giữa thời gian lũ lên (T l) và
thời gian lũ xuống (Tx) là β = Tx/Tl = 2.

⇒ Ta có số liệu dòng chảy lũ thiết kế như sau :
Bảng 1-5 : Dòng chảy lũ thiết kế.
Lưu lượng lũ
Q1%(m3/s)
265.9
1.3.3.3 Bùn cát :

Tổng lượng lũ
W1% (m3)
1985000

Thời gian lũ lên
Tl (phút)
83

Thời gian lũ xuống
Tx ( phút )
160

Tham khảo số liệu đo đạc bùn cát tại các trạm thuỷ văn trong vùng, độ đục
trung bình nhiều năm ρ (g/m3). Lấy ρ = 298 g/m3; trọng lượng riêng bùn cát γ1 = 0,9
T/m3; tỷ lệ phù sa di đẩy lấy bằng 30% phù sa lơ lửng, tỷ lệ bùn cát lơ lửng giữ lại
trong hồ là 80%. Kết quả tính được các đặc trưng bùn cát như sau :
Bảng 1-6 : Các đặc trưng bùn cát.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

ρ (g/m3)

Trang 8

Ngành : Công trình

Q (m3/s)

R (kg)

Wll (T/n)

Wdđ (T/n)

Wbc (T/n)

Vbc (m3/n)

220
0.225
1.3.3.4 Tốc độ gió :

0.0495

1559.3

467.8

1715.2

1905.8

Tính toán tốc độ gió lớn nhất hàng năm theo tài liệu trạm Hoà Bình. Vì chế độ
gió trong các thung lũng hẹp rất phụ thuộc vào hướng núi, do đó trong tính toán đã
dùng đặc trưng vô hướng của gió để thiết kế. Kết quả tính toán tần suất gió lớn nhất
nhu trong bảng 1-5.
Bảng 1 – 7 : Tốc độ gió lớn nhất ứng với các tần suất.
Vmax(m/s)
17,9

Cv
0,25

Cs
1,00

1
31,5

2
29,3

Tần suất p%
4
5
27,1 26,3

30
19,7

50
17,2

1.4 Điều kiện địa chất.
1.4.1 Địa chất khu vực :
Theo bản đồ địa chất 1 : 200.000 đất đá trong vùng thuộc đới Ninh Bình, có
các loại đất đá sau :
1.4.1.1 Hệ tầng Viên-Nam (P2 – T1 vn – Hệ Pecmi thống trên và triat thống dưới) :
Hệ tầng này phân bố ở khu vực thượng lưu hồ chứa, thành phần gồm đá phiến,
sét than, cát kết, đá vôi bazan, pofirit.
Từ dưới lên trên hệ này gồm :
- Phần dưới : Đá phiến sét màu đen có xen ít lớp đá phiến than, chuyển lên cát
kết màu xám phân lớp.

- Phần giữa : Đá vôi màu xám phân lớp mỏng chuyển lên đá vôi phân lớp dày,
chứa sét.
- Phần trên chủ yếu pofirit, bazan, xpilit.
Tổng chiều dày : 1000 m.
1.4.1.2 Điệp tân lạc ( T1 tl) :
Phân bố ở khu vực chính của hồ, công trình đầu mối, có thể nằm chỉnh hợp trên
hệ tầng Viên Nam.
Từ dưới lên :
- Cuội kết xen cát kết dày : 400 m.
- Bột kết màu đỏ chuyển lên đá phiến sét màu đen, dày 120 m.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 9

Ngành : Công trình

- Sét vôi xen đá vôi màu đen phân lớp mỏng với các lớp phiến sét, dày 70 –
80m.
- Phiến sét màu tím, đỏ nâu xen đá sét vôi và đá vôi phân lớp mỏng, dày 70 m.
- Đá phiến sét chuyển lên đá vôi màu phớt lục xen kẽ đá vôi chứa sét, chuyển
lên đá phiến sét màu đen xen bột kết xám dày 220 m.
1.4.1.3 Hệ đệ tứ (Q) :
Bao gồm bồi tích lòng sông và tàn tích phủ trên các sườn đồi.
* Kiến tạo :
Cấu trúc vùng hình thành nếp lõm, lồi ngắn bị các đứt gãy chia thành nhiều

khối cắt kiến tạo. Đứt gãy lớn có hướng Tây Bắc - Đông Nam ở phía thượng lưu
cũng như đứt gãy nhỏ hướng Tây Bắc - Đông Nam ở hạ lưu, đều cách xa vùng xây
dựng. Như vậy vùng công trình không có đứt gãy đi qua.
Động đất : Theo phân vùng của Viện KHVN vùng công trình có động đất cấp
bảy.
* Địa chất thủy văn :
Nước dưới đất nằm trong hai phức hệ :
- Chứa trong lỗ rỗng của đất : Phân bố hẹp, bề dày mỏng nên kém phong phú.
- Chứa trong khe nứt của đá : Nằm dưới sâu mức độ thay đổi tuỳ vùng.
Hai loại nước trên ảnh hưởng ít đến thi công.
1.4.2 Điều kiện địa chất các hạng mục công trình :
Địa chất vùng xây dựng công trình tương đối phức tạp. Qua tài liệu khảo sát
nghiên cứu ta có :
1.4.2.1 Lòng hồ :
Vùng hồ được bao bọc bởi các dãy núi cao trên 300 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.
1.4.2.2 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.

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 10

Ngành : Công trình

- 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.
1.4.2.3 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.
1.5 Tình hình vật liệu xây dựng.
Vật liệu xây dựng công trình có thể khai thác tại hai vị trí khác nhau :
1.5.1 Vật liệu đất :
1.5.1.1 Bãi vật liệu A :
Ở sườn đồi bờ phải tuyến đập, chiều dài 400 m, chiều rộng 200 m, chiều dày
khai thác 2 m, bề dày bóc bỏ 0,5 m.
Trữ lượng khai thác : 400x200x2 = 160000 (m3).
Khối lượng bóc bỏ : 400x200x0,5 = 40000 (m3).
Cự ly vận chuyển : 250 (m).
Đất sét trung, màu vàng, xẫm, ẩm, dẻo cứng kết cấu khá chặt, chứa 5 ÷ 10%
sạn sỏi thạch anh, cát, có lẫn tảng lăn lớn (đường kính 0,2 ÷ 0,4 m).
1.5.1.2 Bãi vật liệu B :
Ở sườn đồi bên trái tuyến đập, ở phía thượng lưu tuyến đập, chiều dài 400 m,

chiều rộng 150 m, chiều dày khai thác 2 m, bề dày bóc bỏ 0,5 m.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 11

Ngành : Công trình

Trữ lượng khai thác : 400x150x2 = 120000 (m3).
Khối lượng bóc bỏ : 400x150x0,5 = 30000 (m3).
Cự ly vận chuyển : 350 (m).
Đất sét trung, màu vàng, xẫm, ẩm, dẻo cứng kết cấu khá chặt, chứa 5 ÷ 10%
sạn sỏi thạch anh, cát, có lẫn tảng lăn lớn (đường kính 0,2 ÷ 0,4 m).
Tổng hợp trữ lượng khai thác của cả hai bãi đươc thể hiện trong bảng.
Bảng 1-8 : Tổng trữ lượng khai thác.
Bãi đất

Trữ lượng khai thác

Cự ly vận chuyển

(m3)
160000
120000
280000

(m)
250
350

A
B
Tổng
1.5.2 Vật liệu đá, cát sỏi :

1.5.2.1. Vật liệu đá : Sử dụng mỏ đá ở Chị Cá, cách tuyến công trình khoảng 5 Km,
chuyên chở bằng xe tải.
1.5.2.2. Vật liệu cát sỏi : Chuyên trở từ xí nghệp 4 ở Miếu Môn, cách tuyến công
trình khoảng 3 Km.

CHƯƠNG 2 :
ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ CỦA KHU VỰC.
2.1 Tình hình dân sinh, kinh tế của khu vực.
2.1.1 Tình hình dân sinh kinh tế :
2.1.1.1 Đặc điểm khu vực hưởng lợi :
Khu vực có dự án thủy lợi Hồ Ngành thuộc xã Tiến Sơn huyện Lương Sơn là
một vùng quan trọng nằm trong chiến lược ổn định và phát triển kinh tế của tỉnh
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 12

Ngành : Công trình

Hòa Bình. Tại đây có khu tưới diện tích lớn 350 ha. Về mùa khô không đủ nước
tưới cho lúa và các nhu cầu dùng nước khác.
Để phát triển kinh tế cho huyện Lương Sơn, đảm bảo nước tưới cho lúa, cây
công nghiệp, sinh hoạt thì công tác thủy lợi là công tác hàng đầu. Việc tạo thành hồ
chứa Ngành là biện pháp công trình nhằm giải quyết yêu cầu nói trên. Mặt khác
việc hình thành hồ chứa Ngành là yêu cầu cấp thiết trước mặt tạo điều kiện xoá đói
giảm nghèo, giảm nhẹ thiên tai, tăng năng suất cây trồng hàng năm, ổn định đời
sống cho nhân dân trong vùng.
Với 18 xã, thị trấn, dân số huyện Lương Sơn năm 1995 là 69449 người gồm
ba dân tộc Mường, Kinh, Dao. Tỷ lệ tăng dân số năm 1995 là 1,85%. Mật độ dân số
bình quân là 193 người/Km2.
Tổng số hộ : 13640 hộ, trong đó hộ nông nghiệp 11138 hộ. Toàn huyện có
35100 lao động, chủ yếu là lao động nông nghiệp khoảng 28800 lao động, chiếm
82% tổng lao động, bình quân 4,2 lao động nông nghiệp/ha gieo trồng.
2.1.1.2 Nhu cầu dùng nước :
Theo phương hướng phát triển kinh tế xã hội từ năm 2000 đến 2010 của
huyện:
- Ổn định diện tích trồng lúa đến năm 2010 là 5100 ha.
- Dự kiến năm 2000 có 1000 ha lạc, 1000 ha đậu tương, 800 ha mía và năm
2010 có 1500 ha lạc, 1500 ha đậu tương, 1000 ha mía, 1200 ha chè.
- Cây ăn quả tăng từ 3000 ha năm 2000 lên 6000 ha năm 2010.
Như vậy để thực hiện được mục tiêu tăng cả về diện tích và sản lượng của cây
trồng thì yêu cầu về sử dụng nguồn nước cũng phải tăng lên rất nhiều nhằm đáp ứng
nhu cầu về tưới cho cây trồng.
- Về nước sinh hoạt : Dự kiến năm 2000, thị trấn và 1/2 xã có nước sạch. Năm
2010 có 100% số xã có nước sạch dùng.
2.1.2 Hiện trạng kinh tế :
2.1.2.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp :

Hiện trạng sử dụng đất :
- Diện tích canh tác : 7844,84 ha.
- Diện tích lúa: 3886,27 ha.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 13

Ngành : Công trình

- Diện tích màu : 798,5 ha.
- Diện tích cây công nghiệp : 1267,22 ha.
Với diện tích đất sử dụng cho nông nghiệp trên việc tăng sản lượng sản xuất
hàng năm phụ thuộc vào việc tăng thêm số vụ sản xuất trong năm.
2.1.2.2 Lâm nghiệp :
Diện tích đất sử dụng vào sản xuất lâm nghiệp là 11170 ha gồm có :
- Đất rừng tự nhiên : 6045,45 ha.
- Đất rừng trồng : 5112,29 ha.
- Độ che phủ : 21% năm 1994.
2.1.2.3 Công nghiệp và các ngành kinh tế khác :
* Công nghiệp :
Sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp sau nhiều năm giảm sút nay đã
bước đầu khôi phục : xí nghiệp chè Long Phú, Nhà máy cơ điện nông nghiệp 5 , xí
nghiệp Vôi Đá Hà Nội, nhà máy gạch Tuy – Nen, nhà máy Xi Măng Lương Sơn…
* Giao thông :
Hệ thống đường giao thông trên địa bàn huyện hiện có :

- Đường trục của huyện quản lý : 70,4 Km.
- Tuyến Quán Trắng – Tiến Sơn : 7 Km.
- Tuyến Lương Sơn – Cao Răm : 9,4 Km.
- Tuyến Lương Sơn – Tân Thành : 27 Km.
- Tuyến Đông Xuân – Dốc Bụt : 27 Km.
Đường liên xã 68 Km, liên xóm 183 Km.
Ngoài ra quốc lộ 6 đi qua địa bàn huyện 13 Km. Tuyến đường Trường Sơn A
từ Bãi Lạng đi Kim Bôi 13 Km.
Hiện nay đường ô tô đã vào được tất cả các xã trong huyện, đường trục mới
nâng cấp được 11 Km bằng vật liệu cứng còn lại là đường đất với nền 4 ÷ 5 m bề
mặt 3,5 ÷ 4 m. Nói chung hệ thống giao thông vận tải của huyện Lương Sơn rất
thuận lợi cho việc giao lưu hàng hoá, đi lại của nhân dân.
2.1.2.4 Tổ chức sản xuất nông – lâm nghiệp :

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 14

Ngành : Công trình

Tổ chức sản xuất lâm nghiệp của huyện chủ yếu là các HTX và hai lâm, nông
trường : Lương Sơn và Cửu Long. Toàn huyện có 56 HTX trong đó có 9 HTX có
quy mô toàn xã, 47 HTX thành xóm bản.
Quan hệ giữa tổ chức sản xuất với quản lý khai thác công trình thủy lợi bước
đầu đã có những chuyển biến tích cực khi UBND tỉnh có quyết định số 27 ngày

13/5/1998 giao một số công trình cho xã và HTX quản lý khai thác.
2.2 Hiện trạng các công trình thủy lợi.
2.2.1. Phân vùng thủy lợi :
Dựa vào đặc điểm địa hình tự nhiên có thể phân vùng thủy lợi thành ba vùng :
- Vùng Bắc gồm 5 xã : Yên Quang, Yên Bình, Tiến Xuân, Đông Xuân.
- Vùng trung tâm huyện : gồm 8 xã : Hoà Sơn, Cao Răm, Hợp Hoà, Cư
Yên, Nhuận Trạch, Trường Sơn, Lâm Sơn, thị trấn Lương Sơn.
- Vùng phía Nam : gồm 4 xã : Tiến Sơn, Trung Sơn, Thành Lập, Liên Sơn.
2.2.2. Các công trình thủy lợi phục vụ tưới tiêu ngăn lũ :
- Hồ chứa : 22 công trình. Các công trình hồ chứa trong khu vực đều có
chiều cao đập lớn hơn 4 m.
- Đập dâng ( bãi) 57 công trình bãi tạm, 50 công trình kiên cố.
- Trạm bơm điện : 2 công trình.
- Trạm thủy luân, thủy điện : 3 công trình.
Có hai công trình lớn hồ suối Ong và hồ Đồng Tranh tưới cho 2 ÷ 3 xã còn lai
là các công trình nhỏ lẻ phân tán chỉ tưới cho từng HTX. Các công trình hiện có
không được đồng bộ nên năng lực tưới không đảm bảo thiết kế.
Cho đến nay các công trình thủy lợi mới chỉ phát huy được 50 ÷ 60% năng lực
thiết kế. Có nhiều nguyên nhân nhưng chủ yếu là do thiếu vốn, việc đầu tư xây
dựng không được hoàn chỉnh từ đầu mối đến kênh mương.
Nhiều công trình không phát huy được hiệu quả là do :
- Từ khâu lập luận chứng đến thiết kế không xét đến tình hình thực tế, nâng
diện tích tưới để công trình có hiệu quả.
- Một số công trình khi thi công không giám sát kỹ nên chóng bị hư hỏng
xuống cấp.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 15

Ngành : Công trình

- Công tác quản lý bảo vệ khai thác công trình chưa được coi trọng đúng mức
dẫn tới các công trình không phát huy được hiệu quả.
2.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội.
Để khai thác tối đa tài nguyên vùng nghiên cứu nhằm nâng cao năng suất cây
trồng, giảm tỷ lệ tăng dân số, xoá đói giảm nghèo, phương hướng phát triển kinh tế
xã hội của huyện từ năm 2000 đến 2010 như sau :
2.3.1 Về dân số : Phấn đấu giảm tỷ lệ tăng dân số bình quân từ năm 2000 là 1,5%
và đến năm 2010 còn 1,3%.
2.3.2 Về sản xuất nông lâm nghiệp :
- Mục tiêu phấn đấu về nông nghiệp :
Đưa mức bình quân lương thực hiện tại : 277 kg/người/năm lên 400
kg/người/năm vào năm 2010.
+ Ổnn định diện tích trồng lúa đến năm 2010 là 5100 ha.
+ Năm 2000 có 1000 ha lạc, 1000 ha đậu tương, 800 ha mía và vào năm
2010 có 1500 ha lạc, 1500 ha đậu tương, 1000 ha mía, 1200 ha chè.
+ Trong năm 2000 cây ăn quả dự kiến trồng 3000 ha năm 2010 là 6000 ha.
- Tổng sản lượng quy ra thóc :
+ Năm 1997 : 23616 tấn
+ Năm 2000 là : 27100 tấn
+ Đến năm 2010 là : 33000 tấn.
- Mục tiêu phấn đấu về lâm nghiệp :
+ Phấn đấu giữ và phát triển vốn rừng hiện có.
+ Đến năm 2010 phấn đấu trồng phủ xanh 16500 ha rừng hiện là đồi trọc đưa
độ che phủ đạt 43% .

2.3.3. Về nước sinh hoạt :
Dự kiến năm 2000 thị trấn và 1/2 số xã có nước sạch. Năm 2010 có 100% số
xã có nước sạch.
2.3.4 Về giao thông :
Phấn đấu từ năm 2000 tất cả các tuyến được nâng cấp, xây dựng hoàn chỉnh
theo đúng cấp của nhà nước.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 16

Ngành : Công trình

2.3.5. Về điện năng :
Phấn đấu đạt 100% số xã có điện lưới và trạm biến áp, 95% số hộ có điện
sản xuất và sinh hoạt.
2.3.6 Về công nghiệp :
Đây là ngành mũi nhọn của huyện nói chung và ngành tiểu thủ công nghiệp
nói riêng cần được khai thác phát huy. Phấn đấu đưa giá trị tổng sản lượng của
ngành từ 50 – 70% giá trị ngành công nghiệp tiểu thủ công nghiệp của huyện.
2.4 Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ công trình.
2.4.1 Các phương án quản lý và sử dụng nguồn nước :
Huyện Lương Sơn – Hoà Bình tuy hiện tại có 22 hồ chứa, hai trạm bơm và rất
nhiều bãi tạm nhưng phân tán không đồng bộ, năng lực phục vụ thực tế nhỏ hơn
năng lực thiết kế. Bên cạnh đó các vùng của huyện độc lập về quy hoạch nguồn
nước, khả năng mở rộng diện tích tưới của các công trình là rất khó khăn. Tại một

số vị trí có nguồn tài nguyên nước phong phú, diện tích lớn nhưng vì không có hồ
chứa để điều tiết dòng chảy nên việc xử lý nguồn nước rất khó khăn.
Do vậy việc bổ sung nâng cao quy hoạch thuỷ lợi là định hướng và giải pháp
chủ yếu trong giai đoạn 2001 – 2010.
- Từ năm 2001 tập trung tu bổ sửa chữa, nâng cấp, từng bước kiên cố hoá các
công trình đầu mối của các hồ chứa nước và hệ thống kênh mương cấp nước của
các hồ, kiên cố hoá các bãi tạm.
- Tại những khu vực có nguồn nước mặt, có tiềm năng đất đai để mở rộng diện
tích canh tác cần xây dựng hồ đập để khép kín quy hoạch trong toàn vùng.
+ Xây mới 7 hồ chứa với quy mô nhỏ.
+ Xây mới 2 hồ quy mô lớn diện tích tưới mỗi hồ 350 ha và 420 ha để tận
dụng nguồn nước mặt tại xã Tiến Sơn (Hồ Ngành) và thị trấn Lương Sơn (Hồ
Mòng).
- Ngoài những nhiệm vụ trên còn cần phải quy hoạch tiêu, ngăn lũ cho từng
địa phương, quy hoạch thuỷ điện nhỏ, thuỷ luân cho vùng sâu, vùng xa lưới điện
quốc gia.
2.4.2 Mục tiêu nhiêm vụ của dự án xây dựng hồ Ngành :
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 17

Ngành : Công trình

Tại khu vực xã Tiến Sơn có khu tưới diện tích 350 ha. Về mùa khô tại các khu
vực trên không đủ nước tưới cho lúa và các nhu cầu dùng nước khác. Nguồn nước

mặt duy nhất có thể sử dụng là suối Ngành thuộc chi lưu sông sông Bến Gõ. Việc
tạo thành hồ chứa Ngành là biện pháp công trình nhằm giải quyết những yêu cầu
dùng nước.
Để làm sáng tỏ nguồn cung cấp, yêu cầu dùng nước cũng như biện pháp công
trình để điều tiết dòng chảy tại khu vực trên, tháng 5 năm 2001 Bộ Nông Nghiệp và
Phát Triển Nông Thôn đã phê duyệt kế hoạch chuẩn bị đầu tư cho công trình hồ
chứa Ngành.
Vì vậy mục tiêu nhiệm vụ của dự án là : xây mới hồ chứa Ngành.
Xây hồ điều tiết, hệ thống kênh mương bê tông hoá để mở rộng diện tích cây
trồng, tăng lúa một vụ thành hai vụ và cấp nước sinh hoạt cho dân cư.
Diện tích tưới :
- Tưới chiêm xuân, hè thu :

180 ha.

- Ngô chiêm xuân, hè thu :

60 ha.

- Cây ăn quả, cây công nghiệp :

110 ha.

Ngoài các nhiệm vụ trên công trình còn có tác dụng cắt đỉnh lũ, giảm nhẹ
thiên tai, góp phần cải tạo đất. Hồ Ngành còn có tác dụng cải tạo khí hậu, hình
thành vùng du lịch và kết hợp nuôi trồng thuỷ sản.
2.4.3 Tác động của dự án đến môi trường :
Qua kết quả phân tích, đánh giá tác động môi trường của hồ chứa Ngành từ
việc chọn tuyến thiết kế thi công đến quản lý vận hành trên cơ sở điều kiện tài
nguyên và môi trường của vùng dự án, có thể kết luận :

- Thực hiện dự án hồ chứa là đúng đắn và khả thi, đáp ứng được nguyện vọng
của cộng đồng vào mục tiêu phát triển kinh tế của địa phương.
- Trên quan điểm bảo vệ môi trường thì dự án này có nhiều tác động tốt mà
chủ yếu là cấp nước tăng sản lượng nông nghiệp, tạo công ăn việc làm, giảm lũ,
ngập cho vùng, cải thiện điều kiện môi trường, tăng nguồn nước mùa kiệt cho vùng
nói chung và vệ sinh môi trường nông thôn các xóm nói riêng.
- Thực hiện dự án sẽ là tiền đề góp phần vào việc phát triển hạ tầng cơ sở và
nâng cao điều kiện cải thiện giáo dục, y tế, văn hoá cho cộng đồng.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 18

Ngành : Công trình

- Tuy nhiên thực hiện dự án cũng có một số tác động bất lợi như di dân, tái
định cư, mất một số đất tự nhiên, thay đổi sử dụng đất, ô nhiễm môi trường nếu sử
dụng quá mức hoá chất thuốc trừ sâu trong canh tác.
- Tuy nhiên những tác động bất lợi này có thể khắc phục và giảm thiểu bằng
các biện pháp khác nhau.

CHƯƠNG 3.
CÁC HẠNG MỤC VÀ QUY MÔ CỦA CÔNG TRÌNH.
3.1 Các giải pháp công trình để sử dụng nguồn nước.
Như đã phân tích điều kiện tự nhiên và nhiệm vụ công trình tại khu vực hồ
chứa Ngành với diện tích lưu vực 7,3 km 2 có lượng nước đến hàng năm phong phú

nhưng phân bố không đều. Từ tháng 1 đến tháng 4 yêu cầu dùng nước nhiều nhưng
lượng nước đến ít không đủ cung cấp. Các bãi tạm ở thượng nguồn lòng suối chỉ
cung cấp nước tưới cho diện tích nhỏ, không đảm bảo. Các khu tưới ở phía hạ
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 19

Ngành : Công trình

nguồn không có nước tưới khi mùa vụ tới gần, đó là khu vực xung quanh trụ sở
UBND xã Tiến Sơn. Mùa mưa lượng nước phong phú – lượng nước đến hồ chứa
Ngành với tần suất 75% khoảng 5 triệu m 3. Mặt khác thượng lưu của khu vực có địa
hình có thể làm hồ chứa. Toàn bộ diện tích lúa có thể tưới tự chảy, hiện đã có các
mương nhỏ từ các bãi tạm có thể lấy nước tưới. Các khu tưới ở cao chủ yếu là hoa
màu, cây công nghiệp hoặc nước sinh hoạt có thể tạo nguồn bằng các bể chứa dọc
theo tuyến kênh để bơm lên bằng bơm nhỏ hoặc vận chuyển bộ. Vì vậy giải pháp
duy nhất là điều tiết dòng chảy bằng hồ chứa.
3.2 Các hạng mục công trình của hồ chứa.
3.2.1 Đầu mối :
3.2.1.1. Đập ngăn suối : Qua khảo sát địa hình, địa chất, và vật liệu xây dựng chon
hình thức đập là đập đất.
Tuyến đập được bố trí tại vị trí hẹp nhất giữa hai sườn núi. Phần sườn núi nhô
ra theo đường đồng mức không dài vì vậy khó dịch chuyển tuyến về phía thượng
hoặc hạ lưu. Mặt khác, tại tuyến này dễ bố trí đường tràn.
3.2.1.2 Đường tràn : Bố trí bên trái đập vuông góc với tuyến đập, tuy nhược điểm

là độ dốc địa hình theo chiều dọc tràn lớn nhưng không có phương án chọn tốt hơn.
Vì hồ không lớn, quá trình lũ đến lại ngắn, yêu cầu phòng lũ ở hạ lưu không
đặc biệt lớn nên ta chọn hình thức tràn là tràn đỉnh rộng, chảy tự do, không có cửa
van, cao trình ngưỡng bằng MNDBT của hồ, cao trình đất tự nhiên tại vị trí và điều
kiện địa chất thích hợp với loại này. Nối tiếp sau tràn là dốc nước kết hợp bậc nước
sau đó đổ ra kênh tháo và thoát xuống hạ lưu.
3.2.1.3 Cống lấy nước : Hình thức cống không áp có van điều tiết lưu lượng và
tháp đóng mở. Cống được bố trí ở bên phải đập để nối tiếp với kênh đầu khu tưới.
3.2.2 Hệ thống kênh :
Do địa hình kênh hẹp theo chiều ngang, nếu mở rộng về phía các sườn đồi thì
khối lượng đào đắp lớn. Mặt cắt kênh thích hợp là hình chữ nhật, kết cấu bê tông
cốt thép – kết cấu này phù hợp kiên cố hoá kênh mương hiện nay.

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 20

Ngành : Công trình

3.3. Lựa chọn các thành phần dung tích hồ chứa.
3.3.1 Dung tích chết và mực nước chết :
Dung tích chết ( Vc ) là phần dung tích nằm dưới cùng của kho nước, không
tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy.
Mực nước chết ( Zc ) là mực nước tương ứng với dung tích chết Vc.
Căn cứ vào nhiệm vụ chính của hồ chứa là :

+ Phải chứa hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong thời gian hoạt
động của công trình, tức là :
Vc ≥ Vb.T
Trong đó :

Vb là thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát (V b = 1906

m3/năm).
T là thời gian hoạt động của công trình (tuổi thọ của công trình
T = 75 năm).
+ Theo nhiệm vụ tưới tự chảy, mực nước chết không được nhỏ hơn mực
nước tối thiểu để có thể đảm bảo tưới tự chảy :
Zc ≥ Zmin
Trong đó :

Zc là cao trình mực nước chết.
Zmin là mực nước thấp nhất đảm bảo tưới tự chảy.

Mực nước chết : Zc = Zbc + h, lấy h = 1,9 m ( do địa hình khu tưới cao ), ta
được :
Zc = 113.09 + 1.9 = 115 m, ( tương ứng Zb = 113.09 m ).
Tra biểu đồ quan hệ địa hình kho nước Z ~ V ta được dung tích chết V c =
0,261x106 m3.
3.3.2 Dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường :
Dung tích hiệu dụng ( Vhd ) là phần dung tích nằm trên dung tích chết, đây là
phần dung tích tham gia vào quá trính điều tiết dòng chảy.
Mực nước dâng bình thường ( Z bt ) là mực nước tương ứng với dung tích
hiệu dụng.

Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 21

Ngành : Công trình

Lựa chọn MNDBT cần căn cứ vào những điều kiện cân bằng nước, tính toán
điều tiết để xác định. Ngoài ra cần phân tích các chỉ tiêu về kinh tế và các ràng buộc
về môi trường, các vấn đề về chính trị, xã hội ... .
Trong phạm vi của đồ án này, theo nhiệm vụ được giao tính với MNDBT:
Zbt=122,5 m.
Tra biểu đồ quan hệ Z ~ V ta được Vhd = 0,8395.106 m3.
3.3.3Dung tích siêu cao và mực nước siêu cao :
Dung tích siêu cao là phần dung tích nằm ngay trên phần dung tích hiệu
dụng, có nhiệm vụ tích một phần nước lũ khi có lũ lớn để giảm lưu lượng tháo
xuống hạ lưu, nhằm giảm quy mô kích thước của công trình tháo lũ hoặc đảm
nhiệm nhiệm vụ phòng lũ cho hạ lưu (khi có yêu cầu).
Mực nước siêu cao ( Zsc ) là mực nước khống chế toàn bộ phần dung tích kho
nước bao gồm phần dung tích chết, dung tích hiệu dụng và dung tích siêu cao. Z sc
được tra từ biểu đồ quan hệ Z ~ V khi biết các thành phần dung tích Vc , Vhd và Vsc.
Lựa chọn các thành phần dung tích và các mực nước tương ứng phải thông
qua phân tích các điều kiện về kỹ thuật và các điều kiện về kinh tế, điều kiện về
chính trị - an ninh quốc phòng.
3.4 Quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
3.4.1 Xác định cấp bậc công trình :
Cấp của công trình được xác định từ hai điều kiện :

3.4.1.1 Theo chiều cao công trình và loại nền :
- Xác định chiều cao đập :
Để xác định chiều cao đập sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập theo công thức :
Zđđ = MNLTK + d

(3-1)

Trong đó :
d - Chiều cao an toàn có thể lấy d = 1,5 ÷3 m.
Chọn d = 3 m
MNLTK - Mực nước lũ thiết kế.
Vì MNLTK chưa biết nên có thể sơ bộ chọn :
MNLTK = MNDBT + 2,5 m = 122,5 + 2,5 = 125 ( m ).
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

=>

Trang 22

Ngành : Công trình

Zđđ = MNLTK + d = 125 + 3 = 128 ( m ).

Vậy chiều cao đập :
Hđ = Zđđ – Zđáy

Với :

(3-2)

Zđáy = 102 m (khi đã bóc bỏ 0,5 m đất phong hoá).

=>

Hđ = 128 – 102 = 26 ( m ).

Đập được đặt trên nền nhóm B : Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái
cứng và nửa cứng.
Theo TCXDVN 285 : 2002 với đập có chiều cao Hđ = 26 m ∈ ( 15÷35 ) m
Nền thuộc nhóm B
=> Ta xác định được cấp công trình là cấp III.
3.4.1.2 Theo nhiêm vụ của công trình :
Công trình có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 350 ha đất nông nghiệp
=> Theo bảng 2-1, TCXDVN 285 : 2002 ta xác định được cấp của công trình
là cấp IV.
Kết hợp cả hai điều kiện trên ta xác định được cấp của công trình là cấp III.
3.4.2 Xác định các chỉ tiêu thiết kế :
Từ cấp của công trình ta xác định được các chỉ tiêu thiết kế :
3.4.2.1 Mức bảo đảm thiết kế của công trình (%) :
Theo Bảng 4.1 TCXDVN 285 : 2002. Với công trình cấp III phục vụ tưới thì
mức bảo đảm thiết kế của công trình là P% = 75%.
3.4.2.2 Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra (%) :
Theo bảng 4.2 TCXDVN 285 : 2002 với cụm đầu mối công trình cấp III thì :
-

Tần suất thiết kế là : Ptk = 1 %.

-

Tần suất kiểm tra là : Pkt = 0,2 %.

3.4.2.3. Hệ số vượt tải n :
Theo TCXDVN 285: 2002 khi tính ổn định công trình và độ bền công trình,
do công trình chủ yếu chịu tác dụng của trọng lượng bản thân nên lấy :
Hệ số vượt tải n = 1,05.
3.4.2.4. Hệ số độ tin cậy Kn :
Theo TCXDVN 285: 2002 với công trình cấp III :
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 23

Ngành : Công trình

- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ nhất : Lấy hệ số Kn = 1,15.
- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ hai : Lấy hệ số Kn = 1,00.
3.4.2.5. Hệ số tổ hợp tải trọng nc : Theo TCXDVN 285: 2002.
- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ nhất :
Lấy hệ số :
nc = 1,00 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản.
nc = 0,9 - đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt.
nc = 0,95 - đối với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sửa chữa.

- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ hai : Lấy hệ số nc = 1,00.
3.4.2.6 Hệ số điều kiện làm việc m :
Theo phụ lục B - TCXDVN 285: 2002.
Công trình bê tông và bê tông cốt thép trên nền đất và đá nửa cứng => Hệ số
điều kiện làm việc m = 1,00.
Các mái dốc tự nhiên và nhân tạo => m = 1,00.
3.4.2.7 Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất [K] :
Theo bảng TCVN 5060 - 90 Công trình cấp III :
+ Tải trọng chủ yếu [K] = 1,20.
+ Tải trọng đặc biệt [K] = 1,10.
3.4.2.8 Mức đảm bảo vận tốc gió lớn nhất P% khi xác định cao trình đỉnh của các
công trình có mái và giới hạn của lớp gia cố mái :
Theo TCVN 5060 - 90 với công trình cấp III :
+ Với MNDBT, p% = 4%.
+ Với MNDGC, p% = 50%.
3.4.2.9 Tần suất lũ thiết kế dẫn dòng và lấp dòng mùa kiệt : P% = 10 %.
3.4.2.10 Tuổi thọ công trình ( Năm ) :
T = 75 năm. ( Theo bảng 7.1 TCXDVN 285 : 2002).
PHẦN 2.
THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH.
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ.
4.1 Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng.
4.1.1 Mục đích ý nghĩa :
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 24

Ngành : Công trình

Điều tiết lũ là phân bố lại dòng chảy lũ đến sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế đặt
ra như yêu cầu an toàn cho công trình, yêu cầu phòng chống lũ cho hạ lưu, yêu cầu
về tổng hợp lợi dụng nguồn nước …
Điều tiết lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ và nâng cao lưu lượng mùa
kiệt. Điều tiết dòng chảy lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ, lưu lượng
đỉnh lũ vượt lớn.
Mục đích của điều tiết lũ là thông qua tính toán tìm ra các biện pháp phòng
chống lũ thích hợp và có hiệu quả nhất như : xác định dung tích phòng lũ cần thiết
của kho nước, phương thức vận hành công trình, quy mô công trình xả lũ hay kích
thước đường tràn.
4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán điều tiết :
- Ảnh hưởng của đường quá trình lũ đến.
- Ảnh hưởng của công trình xả lũ : loại công trình, kích thước công trình… .
- Ảnh hưởng của địa hình kho nước.
4.2 Nguyên lý và các phương pháp tính toán điều tiết lũ.
4.2.1 Nguyên lý tính toán :
Dựa vào đặc điểm : Dòng chảy là dòng không ổn định tuân theo hệ phương
trình cơ bản sau :
 ∂Q ∂A
 ∂x + ∂t = 0


 ∂Z 0 = ∂h + v . ∂v + 1 . ∂v.Q. Q
 ∂x
∂x g ∂x g K 2 ∂t

(1)

(4-1)
(2)

Trong đó :
Q : là lưu lượng.
x : là khoảng cách.
A : diện tích mặt cắt ướt.
t : thời gian.
Z0 : là cao trình đáy.
h : độ sâu dòng chảy.
v : vận tốc dòng chảy.
K : Mô đun lưu lượng.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 25

Ngành : Công trình

Trong trường hợp điều tiết lũ bằng hồ chứa thì có những đặc điểm sau :
-

Mặt cắt mở rộng đột ngột.

-

Độ dốc mặt nước nhỏ.

-

Độ sâu dòng chảy rất lớn.

-

Vận tốc dòng chảy rất nhỏ.

Khi đó phương trình (1) được viết dưới dạng đơn giản là :
Qdt – qdt = Fdh

(4-2)

Với : Q : lưu lượng đến kho nước.
q : lưu lượng xả khỏi kho nước.
F : diện tích mặt thoáng của kho nước.
t : thời gian.
h : cột nước trên công trình tháo lũ.
Phương trình (4-2) tương đương với phương trình :
(Q – q)dt = dV

(4-3)

Đưa phương trình (4-3) về dạng sai phân ta được :

⇔

QΔt − qΔt = ΔV = V2 − V1

(4-4)

Q1 + Q 2
q + q2
)Δt − ( 1
)Δ t = V2 − V1
2
2

(4-4’)

(

Trong đó : ∆ t : là thời đoạn tính toán.
Q1 , Q2 : là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn tính toán.

q1, q2 : là lưu lượng xả đầu và cuối thời đoạn tính toán.
V1, V2 : là thể tích nước trong kho đầu và cuối thời đoạn
tính toán.
Với mục đích tìm đường quá trình xả lũ q ~ t thì phương trình (4-4’) chưa thể
giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là : q 2, và V2. Vậy chúng ta cần một
phương trình nữa, đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng
tổng quát :
q = f( Z t , Z h , C )

(4-5)

Trong đó :
Zt , Zh : mực nước thượng lưu, hạ lưu công trình xả lũ.
Sinh viên : Lê Ngọc Diệp

Lớp 44C4