Thiết kế thuỷ điện ngòi phát PA2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

LỜI CẢM ƠN.
Sau thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân và
đƣợc sự hƣớng dẫn nhiệt tình, khoa học của thầy giáo Th.S. Lê Đình Phát – Bộ môn
Kết Cấu Công Trình – Trƣờng Đại Học Thuỷ Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình. Với đề tài “ Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phƣơng án 2 ”– huyện
Bát Xát tỉnh Lào Cai.
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại
kiến thức đã đƣợc học trong 4,5 năm tại trƣờng, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết
đã đƣợc học vào thực tế và làm quen với công việc của một kỹ sƣ ngành Kỹ thuật
Công trình. Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành
để chuẩn bị cho tƣơng lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bƣớc vào nghề với công việc
thực tế của một kỹ sƣ thuỷ lợi sau này.
Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình thuỷ
điện Ngòi Phát), vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù bản thân đã hết
sức cố gắng nhƣng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án em chƣa giải
quyết đƣợc đầy đủ và sâu sắc các trƣờng 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 đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô
giáo giúp cho đồ án của em đƣợc hoàn chỉnh hơn, chính xác hơn, giúp cho kiến
thức chuyên môn của em đƣợc hoàn thiện.
Để đạt đƣợc kết quả này em đã đƣợc các thầy các cô trong trƣờng ĐHTL, từ
các thầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy các cô ở các môn chuyên ngành
dạy bảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em đƣợc có ngày
trở thành một kỹ sƣ 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 Kết
Cấu Công Trình, bộ môn Thủy Công đặc biệt là thầy giáo Th.S Lê Đình Phát đã tận
tình hƣớng dẫn, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, ngày .. tháng .. năm 20...
Sinh viên thực hiện

Sinh viên:

Lớp …………


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI, ĐẬP DÂNG NGÒI
PHÁT .................................................................................................................................... 1
1.1. Vị trí địa lí, nhiệm vụ công trình .................................................................................. 1
1.1.1. Vị trí địa lí ............................................................................................................... 1
1.1.2. Nhiệm vụ của công trình........................................................................................ 1
1.2. Các điều kiện tự nhiên .................................................................................................. 1
1.2.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo ................................................................................... 1
1.2.2. Đặc điểm khí tƣợng, thuỷ văn, môi trƣờng .......................................................... 2
a. Đặc điểm khí tƣợng .................................................................................................. 2
1.2.3. Đặc điểm thuỷ văn, môi trƣờng............................................................................. 4
a. Thuỷ văn.................................................................................................................... 4
1.2.4. Đặc điểm địa chất ................................................................................................... 7
a. Tổng quát về cấu tạo địa chất .................................................................................. 7
b. Địa chất thuỷ văn ...................................................................................................... 7
1.2.5. Điều kiện vật liệu xây dựng địa phƣơng............................................................... 8
a. Vật liệu đất ................................................................................................................ 8
b. Vật liệu đá ................................................................................................................. 9

c. Vật liệu cát sỏi.........................................................................................................10
1.3. Điều kiện dân sinh kinh tế ..........................................................................................10
1.3.1. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực và vùng hồ ...............................................10
a. Điều kiện dân sinh ..................................................................................................10
b. Tình hình phát triển kinh tế....................................................................................11
1.3.2. Về giáo dục văn hoá .............................................................................................11
1.4. Tính cấp thiết, điều kiện thuận lợi khó khăn khi thực hiện công trình ....................11
1.5. Mục tiêu, nhiệm vụ công trình ...................................................................................13
1.6. Tóm tắt quy mô công trình .........................................................................................14
CHƢƠNG 2: BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI ....................................15
2.1. Tuyến công trình đầu mối ...........................................................................................15
2.1.1. Xác lập tuyến công trình đầu mối .......................................................................15

Sinh viên:

Lớp …………


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

a. Nguyên tắc chọn tuyến công trình .........................................................................15
b. Phân tích giải pháp phƣơng án tuyến I..................................................................15
c. Phân tích giải pháp phƣơng án tuyến II (Tuyến đập giữa)...................................16
d. Phân tích giải pháp phƣơng án tuyến III (Tuyến hạ lƣu) .....................................17
2.1.2. Phân tích kết luận giải pháp lựa chọn tuyến .......................................................18
a. Tuyến đập I .............................................................................................................19
b. Tuyến đập II (tuyến đập giữa) ...............................................................................19
c. Tuyến đập III...........................................................................................................19

d. Kết luận ...................................................................................................................21
2.2. Bố trí công trình và các thông số hồ chứa .................................................................21
2.2.1. Bố trí tổng thể dự án.............................................................................................21
2.2.2. Vị trí tuyến đập .....................................................................................................22
a. Vị trí tuyến đập .......................................................................................................22
b. Hình thức tuyến đập ...............................................................................................23
2.2.3. Hình thức tràn xả lũ..............................................................................................24
a. Vị trí tuyến tràn .......................................................................................................24
b. Hình thức tuyến tràn ...............................................................................................24
2.2.4. Tuyến năng lƣợng ................................................................................................25
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC MỰC NƢỚC .............................................................26
3.1. Mục đích ......................................................................................................................26
3.2. Xác định các thông số hồ chứa...................................................................................26
3.2.1. Mƣ̣c nƣớc dâng bì nh thƣờng...............................................................................26
3.2.2. Xác định mực nƣớc chết ......................................................................................26
a. Khái niệm. ...............................................................................................................26
b. Ý nghĩa. ...................................................................................................................27
3.3. Xác định cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kê
........................................................
́
28
3.3.1. Cấp công trì nh ......................................................................................................28
3.3.2. Các chỉ tiêu thiết kế ..............................................................................................29
3.3.3. Các hệ số tính toán ...............................................................................................29
3.4. Tính toán điều tiết lũ ...................................................................................................30
3.4.1. Mục đích ...............................................................................................................30
Sinh viên:

Lớp …………

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

3.4.2. Nội dung tính toán................................................................................................30
a. Chọn hình thức tràn ................................................................................................30
b. Phƣơng pháp tính toán ...........................................................................................30
3.4.3. Tính toán cụ thể ....................................................................................................33
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ ĐẬP DÂNG ............................................................................34
4.1. Mục đích ......................................................................................................................34
4.2. Thiết kế sơ bộ đập dâng ..............................................................................................34
4.2.1. Số liệu thiết kế......................................................................................................34
4.2.2. Chiều cao mặt cắt cơ bản H .................................................................................35
4.2.3. Chiều rộng đáy đập B ..........................................................................................35
4.3. Thiết kế mặt cắt kinh tế ...............................................................................................37
4.4. Xác định mặt cắt thực dụng ........................................................................................37
4.4.1. Cao trình đỉnh đập ................................................................................................37
4.4.2. Bề rộng đỉnh đập.................................................................................................40
4.4.3. Bố trí hành lang....................................................................................................40
a. Tác dụng của các hành lang ...................................................................................40
b. Kích thƣớc của hành lang ......................................................................................40
c. Bố trí các hành lang ................................................................................................41
4.4.4. Tính toán màn chống thấm ..................................................................................42
a. Xác định các thông số của màn chống thấm: .......................................................42
b. Chiều sâu phụt vữa S1 ............................................................................................42
c. Chiều dày màn chống thấm....................................................................................42
d. Vị trí màn chống thấm ...........................................................................................43
e. Kiểm tra trị số của  1 .............................................................................................43
4.5. Tính toán ổn định ........................................................................................................44

4.5.1. Mục đích và nguyên tắc kiểm tra ........................................................................44
a. Mục đích..................................................................................................................44
b. Nguyên tắc kiểm tra ...............................................................................................44
c. Phân tích các khả năng mất ổn định ......................................................................44
4.5.2. Trƣờng hợp tính toán ...........................................................................................45
4.5.3. Phƣơng pháp tính toán .........................................................................................45
Sinh viên:

Lớp …………


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

a. Công thức tính toán và sơ đồ kiểm tra ..................................................................45
b. Trƣờng hợp 1 ..........................................................................................................47
c. Trƣờng hợp 2 ..........................................................................................................51
4.6. Phân đoạn đập và cấu tạo khớp nối ............................................................................56
4.6.1. Phân đoạn đập ......................................................................................................56
4.6.2. Cấu tạo khớp nối ..................................................................................................56
b. Thoát nƣớc cho nền và thân đập............................................................................56
CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ ĐẬP TRÀN .............................................................................58
5.1. Mặt cắt thực dụng ........................................................................................................58
5.1.1. Hình thức, vị trí quy mô công trình.....................................................................58
5.1.2. Mục đích thiết kế và các yêu cầu đối với đập tràn .............................................58
a. Mục đích thiết kế đập tràn:.....................................................................................58
b. Tài liệu thiết kế .......................................................................................................58
5.2. Thiết kế mặt cắt đập tràn.............................................................................................58
5.2.1. Tọa độ mặt tràn.....................................................................................................58

5.2.2. Mặt cắt tràn cửa van.............................................................................................59
5.3. Tính toán thủy lực đập tràn .........................................................................................59
5.4. Tính toán tiêu năng......................................................................................................61
5.4.1. Mục đích tính tiêu năng .......................................................................................61
5.4.2. Lựa chọn hình thức tiêu năng ..............................................................................61
5.4.3. Xác định lƣu lƣợng tính toán tiêu năng ..............................................................62
5.4.4. Tính toán kích thƣớc bể tƣờng............................................................................63
5.5. Cấu tạo chi tiết .............................................................................................................65
5.5.1. Cầu giao thông......................................................................................................65
5.5.2. Cầu thả phai ..........................................................................................................65
5.5.3. Cửa van .................................................................................................................65
5.5.4. Trụ pin...................................................................................................................69
5.5.5. Tƣờng phân dòng .................................................................................................70
5.5.6. Phân đoạn đập và cấu tạo khớp nối.....................................................................70
5.5.7. Bố trí hành lang và thiết bị thoát nƣớc................................................................70
5.6. Tính toán ổn định đập tràn ..........................................................................................70
Sinh viên:

Lớp …………


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

5.6.1. Mục đích và nguyên tắc kiểm tra ........................................................................70
a. Mục đích..................................................................................................................70
b. Nguyên tắc kiểm tra ...............................................................................................70
5.6.2. Trƣờng hợp tính toán ...........................................................................................71
a. Trƣờng hợp 1: .........................................................................................................71

b. Trƣờng hợp 2 ..........................................................................................................77
CHƢƠNG 6: THIẾT KẾ CỬA LẤY NƢỚC ..................................................................81
6.1. Mục đích thiết kế cửa lấy nƣớc ..................................................................................81
6.2. Thiết kế cửa lấy nƣớc ..................................................................................................81
6.2.1. Tài liệu thiết kế .....................................................................................................81
6.2.2. Nguyên tắc thiết kế cửa lấy nƣớc. .......................................................................81
a. Thiết kế cửa lấy nƣớc .............................................................................................82
b. Lƣới chắn rác ..........................................................................................................83
c. Cửa van sửa chữa....................................................................................................83
d. Cửa van vận hành ...................................................................................................84
e. Thiết bị nâng hạ ......................................................................................................84
f. Các thiết bị khác ......................................................................................................84
6.2.3. Bố trí cửa lấy nƣớc ...............................................................................................84
CHƢƠNG 7: TÍNH TOÁN KẾT CẤU TƢỜNG............................................................85
7.1. Mục đích và các trƣờng hợp tính toán .......................................................................85
7.1.1. Mục đích ...............................................................................................................85
7.1.2. Trƣờng hợp tính toán ...........................................................................................85
7.1.3. Tài liệu tính toán...................................................................................................85
a. Chỉ tiêu đất đắp .......................................................................................................85
b. Chỉ tiêu của vật liệu làm tƣờng..............................................................................85
7.2. Tính toán ổn định tƣờng..............................................................................................86
7.2.1. Mục đích ...............................................................................................................86
7.2.2. Bố trí kết cấu tƣờng ..............................................................................................86
7.2.3. Các lực tác dụng lên công trình ...........................................................................87
7.2.4. Kiểm tra ứng suất nền ..........................................................................................89
7.2.5. Kiểm tra ổn định trƣợt phẳng của tƣờng.............................................................90
Sinh viên:

Lớp …………

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát phương án 2

7.2.6. Kiểm tra ổn định lật của tƣờng ............................................................................90
7.3. Tính toán xác định nội lực tƣờng chắn đất bằng phƣơng pháp dầm trên nền đàn hồi
.............................................................................................................................................91
7.3.1. Mục đích tính toán ...............................................................................................91
7.3.2. Trƣờng hợp tính toán ...........................................................................................91
7.3.3. Tính toán nội lực ..................................................................................................91
a. Nội lực trong bản mặt .............................................................................................91
b. Nội lực trong bản đáy .............................................................................................95
c. Nội lực trong thành chống......................................................................................99
7.4. Tính toán nội lực bằng phần mềm Sap2000 ............................................................101
7.4.1. Mục đích tính toán .............................................................................................101
7.4.2. Giới thiệu phần mềm Sap2000 ..........................................................................101
7.4.3. Nội dung tính toán..............................................................................................102
a. Xây dựng mô hình tính toán ................................................................................102
7.4.4. Kết quả tính toán ................................................................................................105
7.5. Tính toán và bố trí cốt thép .......................................................................................113
7.5.1. Các thông số tính toán (tra giáo trình Kết cấu BTCT).....................................113
7.5.2. Công thức cơ bản ...............................................................................................114

Sinh viên:

Lớp …………


Trang 1

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI, ĐẬP DÂNG
NGÒI PHÁT
1.1. Vị trí địa lí, nhiệm vụ công trình
1.1.1. Vị trí địa lí
Công trình thủy điện Ngòi Phát dự kiến xây dựng trên Ngòi Phát huyện Bát Xát tỉnh
Lào Cai. Toàn bộ công trình nằm trên bờ hữu sông Ngòi Phát thuộc hai xã Bản Xèo
và Bản Vƣợc huyện Bát Xát. Toạ độ địa lí của công trình: Từ 103045’ đến 103047’
kinh độ đông và từ 22033’ đến 22036’ vĩ độ Bắc.
Ngòi Phát là một nhánh nằm phía hữu ngạn sông Hồng thuộc tỉnh Lào Cai. Ngòi
Phát bắt nguồn từ hai huyện Phong Thổ tỉnh Lai Châu và huyện Bát Sát tỉnh Lào
Cai từ trên cao độ 3000m chảy theo hƣớng chính Tây Nam – Đông Bắc đổ ra sông
Hông ở cao độ 100m giữa 2 xã Cốc Mì và Bản Vƣợc (Huyện Bát Sát). Cách thị xã
Lào Cai 25 Km về hƣớng Tây Bắc.
Giáp với lƣu vực Ngòi Phát có sông Nậm Mu ở phía Tây, lƣu vực Ngòi Đun ở phía
Nam và sông Hồng ở phía Bắc và phía Đông.
Diện tích toàn bộ khu vực Ngòi Phát là 485km2, tính đến tuyến đập là 398km2.
Chiều dài dòng tính từ nguồn tới cửa sông là 37,5Km đến tuyến đập là 26,5Km và
đến nhà máy xấp xỉ 33Km.
1.1.2. Nhiệm vụ của công trình
Cung cấp điện năng cho khu vực Lào Cai qua lƣới điện quốc gia để cải thiện chất
lƣợng điện và theo biểu đồ điều độ do Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) yêu
cầu.
Bảng 1.1. Thông số điện cần dung phục vụ sản xuất
No.

1
2
3

Thông số
Công suất lắp máy NLM
Công suất đảm bảo ứng với P = 90%
Điện lƣợng trung bình nhiều năm E0

Đơn vị
MW
MW
triệu KWh

Trị số
36,0
8,7
179,38

1.2. Các điều kiện tự nhiên
1.2.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo
Khu vực Dự án nằm trong vùng núi cao, phân cắt mạnh, thuộc sƣờn phía ĐB của
dãy Hoàng Liên Sơn. Đỉnh cao nhất trong vùng có cao độ +2829 nằm cách vị trí

Sinh viên:

Lớp …………


Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát

phương án 2

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

tuyến đập khoảng 19 km về phía TB. Từ đỉnh này, địa hình thấp dần về phía ĐB và
ĐN, cao độ giảm dần về phía bờ phải suối Ngòi Phát và hạ thấp dần xuống đến
+100  +130 dọc theo bờ phải sông Hồng.
Nhìn chung, địa hình khu vực dự án có đặc điểm chung là các sƣờn núi có độ dốc
lớn, từ 30045o, nhiều chỗ vách gần nhƣ dựng đứng. Chạy dọc phía bờ phải suối
Ngòi Phát là dãy núi Po Sen với đỉnh cao nhất có cao trình +1575, với các sƣờn có
độ dốc lớn đổ về phía suối Ngòi Phát.
Hình thái địa hình phản ánh rõ nét đặc điểm cấu tạo địa mạo và địa chất:
Các dãy núi dạng sống trâu, có sƣờn dốc khoảng 30400 thƣờng đƣợc hình thành
trên các loại đá magma nhƣ granit, granodiorit thuộc hệ tầng Posen:
Các dạng địa hình với sự thay đổi đột ngột về cao độ tạo nên các cánh đồng nhỏ,
dốc xoải đi liền với các vách đá rất dốc hoặc dựng đứng chỉ gặp trên đá vôi, đá
đôlômit hoặc đá hoa của hệ tầng Sa Pa.
Địa hình sƣờn núi dạng răng cƣa gặp ở phía bên trái vùng tuyến đập Ngòi Phát đặc
trƣng cho đá phiến thuộc hệ tầng Lũng Pô.
Địa hình bị phân cắt mạnh bởi hệ thống suối, nhánh trong lƣu vực suối Ngòi Phát và
suối Làng Ho. Các suối chính có hƣớng chảy TN-ĐB và đổ ra sông Hồng. Các suối
nhánh có hƣớng chảy phổ biến TB-ĐN hoặc ĐN-TB, tạo nên một mạng lƣới tiêu
thoát nƣớc gần vuông góc với hƣớng suối chính.
FLV (Km2)

LS (Km2)

JS (%o)

JĐ (%o)

Tuyến đập

398

25,6

41,7

481

Nhà Máy

434

32,95

37,5

432

Cửa Ngòi Phát

485

37,5

Tuyến

415

1.2.2. Đặc điểm khí tƣợng, thuỷ văn, môi trƣờng
a. Đặc điểm khí tượng
 Lƣới trạm khí tƣợng thủy văn:
Trên lƣu vực sông Hồng vùng Lào Cai là vùng có khá dày trạm quan trắc khí
tƣợng thủy văn nhƣ Lào Cai, SaPa, Bát Xát, Ô Quý Hồ, SaPả, Cốc San, Tà Thàng
nhƣng trên lƣu vực Ngòi Phát chỉ có trạm đo mƣa Mƣờng Hum (22 năm) và Ô Quý
Hồ (31năm đo đạc), không có một trạm thủy văn nào.

Sinh viên:

Lớp …………


Trang 3

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Do đặc điểm địa hình và vị trí địa lý của vùng núi cao Ngòi Phát đã tạo ra
những nét khác biệt về khí hậu của lƣu vực so với các vùng khác ở Tây Bắc. Từ
tháng XI đến tháng IV năm sau trong lƣu vực này thời tiết khô, đôi khi có mƣa. Từ
tháng V đến tháng X là mùa mƣa. Mƣa lớn nhất thƣờng xảy ra vào tháng VII, VIII.
Lƣợng mƣa mùa mƣa chiếm hơn 75% lƣợng mƣa năm.
Nhìn chung lƣu vực Ngòi Phát nằm trong vùng chuyển tiếp từ vùng Đông
Bắc sang vùng Tây Bắc, ở thƣợng nguồn là vùng núi cao chịu ảnh hƣởng của khí

hậu ôn đới, còn ở hạ lƣu địa hình thấp chịu ảnh hƣởng của khí hậu nhiệt đới gió
mùa.
- Nhiệt độ không khí:
Nhiệt độ trung bình tháng của không khí từ 15,2 đến 21,8 0C.
Tháng nóng nhất là tháng 12. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối trong thời kỳ quan trắc là
410C. Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là -3,20C.
Độ ẩm không khí:
Độ ẩm trung bình tháng trong năm của không khí thay đổi không lớn, từ
8587% và cao nhất là 100%.
- Mƣa:
Nằm trong vùng nhiệt đới, lƣu vực Ngòi Phát chịu ảnh hƣởng lớn của gió
mùa Tây Nam nên chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mƣa trùng với gió mùa tây nam từ
tháng 6 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 5.
Kết quả xác định chọn lƣợng mƣa trung bình nhiều năm của lƣu vực Ngòi
Phát tính đến tuyến đập là Xo = 2380mm.
- Gió:
Hƣớng gió thịnh hành là hƣớng Tây và Tây Nam - Bằng phƣơng pháp thống
kê đã tính toán tốc độ gió lớn nhất theo 8 hƣớng.
Bảng 1.2. Tốc độ gió 8 hướng ứng với tần suất P% ở trạm SaPa
Hƣớng

N

2%
25,9
4%
23,2
50%
12,2
- Bốc hơi:

Sinh viên:

NE

E

SE

S

SW

W

WN

27,8
24,3
13,3

18,2
16,1
8,2

21,7
18,7
8,9

25,5

23,0
11,8

39,1
35,6
19,6

34,1
31,9
22,7

34,8
32,3
20,8

Vhƣớng
36,6
34,9
25,5

Lớp …………


Trang 4

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Do độ ẩm không khí trên lƣu vực cao, nên lƣợng bốc hơi trong lƣu vực
không lớn. Lƣợng bốc hơi trung bình nhiều năm từ mặt nƣớc đƣợc xác định theo số
liệu quan trắc của trạm khí tƣợng Lào Cai nhƣ sau:
Bảng 1.3. Tổn thất bốc hơi mặt nước khu vực Ngòi Phát (mm)
Năm

Tháng

I

II

III

IV

V

VI

Z(mm)

18,34

19,74

29,85

31,17

35,59

29,62

Tháng

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Z(mm)

27,76

26,29

23,88

21,21

18,49

18,07

300

1.2.3. Đặc điểm thuỷ văn, môi trƣờng
a. Thuỷ văn
Dòng chảy năm
Trong lƣu vực Ngòi Phát không có trạm thuỷ văn nên đã áp dụng nhiều
phƣơng pháp tính toán cho trƣờng hợp không có tài liệu.
Các kết quả tính toán dòng chảy năm theo phƣơng pháp quy định trong Quy phạm
Thuỷ Lợi QPTL C6 – 77 và các kết quả khôi phục số liệu theo mô hình TANK của
Nhật và mô hình HEC của Hoa Kỳ có thể tóm tắt nhƣ sau:
Bảng 1.4. Kết quả tính dòng chảy năm đến tuyến đập
Phƣơng pháp

Qo (m3/s)

Mo (l/s/Km2)

Hệ số Cv Hệ số Cs QP90% (m3/s)

QPTL C6 - 77

18,0

45,2

0,19

2Cv

13,7

Mô hình TANK

18,5

46,5

0,21

0

13,5

Mô hình HEC

17,7

44,5

0,2

0,84

13,6

Qua phân tích thấy rằng phƣơng pháp tính toán theo quy phạm đã dựa trên
phân tích quy luật hàng loạt các đặc trƣng khí tƣợng thuỷ văn của lƣu vƣc. Kết quả
tin cậy có thể chọn làm kết quả tính toán.

Qo = 18,0m3/s
Mo = 45,34l/s/Km2
Yo = 1428,3 mm.
Bảng 1.5. Dòng chảy năm theo tần suất tại tuyến đập
P%
Q(m3/s)

Sinh viên:

10

15

25

50

75

85

90

22,8

21,8

20,3

17,8

15,5

14,4

13,6

Lớp …………


Trang 5

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Để đảm bảo tính logic và có sự phân phối mang tính bất lợi đã sử dụng hệ số
phân phối của lƣu lƣợng trung bình ứng với ba nhóm năm nƣớc lớn, nƣớc trung
bình và ít nƣớc từ những năm điển hình đã chọn của trạm Tà Thàng tính cho Ngòi
Phát.
Bảng 1.6. Lưu lượng bình quân tháng ứng với tần suất P% tại tuyến đập
Tháng I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII IX

X

XI

XII

Qbq

Q10%

8,20 6,81 4,65 10,2 16,7 36,4 53,4 53,9 35,6 22,6 15,0 9,85 22,8

Q15%

7,81 6,48 4,50 9,71 15,9 34,6 50,8 51,3 33,9 22,4 14,6 9,37 21,8

Q25%

7,31 6,06 4,14 9,09 14,9 32,4 47,5 48,0 31,7 20,1 13,4 8,77 20,3

Q50%

7,05 4,72 3,97 6,41 13,3 24,8 32,5 47,8 30,5 20,4 13,1 9,04 17,8

Q75%

5,30 4,76 3,37 5,99 11,6 22,7 29,8 42,2 25,7 15,3 12,5 7,18 15,5

Q85%

4,89 4,39 3,10 5,52 10,6 20,9 27,4 39,0 23,7 13,9 11,5 6,62 14,3

Q90%

4,65 4,18 2,95 5,26 10,1 19,9 26,1 37,0 22,5 13,2 11,0 6,30 13,6

Để phục vụ cho tính toán thủy năng đã xây dựng đƣờng duy trì lƣu lƣợng
bằng cách sử dụng các phƣơng pháp:
Phƣơng pháp năm lƣu lƣợng điển hình.
Phƣơng pháp lƣu vực tƣơng tự
Với phƣơng pháp năm lƣu lƣợng điển hình, từ kết quả phân phối dòng chảy
ở bảng 1.7 tính cho các tần suất đảm bảo với các nhóm mô hình phân phối ứng với
các nhóm tần suất, từ đó lập đƣờng duy trì lƣu lƣợng với tần suất 90% tại tuyến đập
Ngòi Phát. Phƣơng pháp này cho kết quả tính toán hợp lý hơn. Qua đó xác định
đƣợc lƣu lƣợng đảm bảo với tần suất P = 90% là 4,2m3/s.
Dòng chảy lũ
Để xác định lƣu lƣợng lớn nhất tại tuyến công trình, trong tính toán đã sử
dụng nhiều phƣơng pháp để có kết quả đối chứng so chọn, kết hợp với số liệu điều
tra lũ để kiểm nghiệm. Kết quả tính đỉnh và tổng lƣợng lũ thiết kế đƣợc ghi trong
bảng 1.7 và 1.8.
Bảng 1.7. Lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất P% tại công trình Ngòi Phát
P%

0,2%

1%

2%

5%

Tuyến đập

4352

3414

2466

2052

Tuyến NMTĐ

4683

3686

2689

2280

Bảng 1.8. Tổng lượng 1, 3, 5 ngày lớn nhất ứng với P% tại tuyến đập

P%
Sinh viên:

1

2

5
Lớp …………


Trang 6

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Q (m3/s)

3414

2466

2052

W1 (106 m3)

87,9

78,5

69,1

W3 (106 m3)

119,6

108,4

97,2

W5 (106 m3)

133,9

122,8

111,8

Dòng chảy lũ mùa cạn
Lƣu lƣợng lớn nhất về mùa cạn để phục vụ công tác dẫn dòng thi công đƣợc
xác định từ lƣu lƣợng lớn nhất của trạm Tà Thàng chuyển về tuyến công trình. Kết
quả xem ở bảng 1.9.
Bảng 1.9. Lưu lượng lớn nhất trong thàng về mùa kiệt tại tuyến đập (m3/s)
P%

XI

XII

I

II

III

IV

V

5

477

195

163

221

419

186

962

10

298

134

116

139

247

162

733

Dòng chảy rắn
Qua phân tích đã dựa vào số liệu của trạm thuỷ văn Tà Thàng để tính cho
công trình Ngòi Phát nhƣ sau:
Độ đục phù sa lơ lửng bình quân  = 244 g/m3
Lƣu lƣợng bùn cát lơ lửng Ro = Qo. (Kg/s).
Trong đó:
Qo = 18,0 m3/s: lƣu lƣợng trung bình năm của Ngòi Phát
Tỷ lệ chất di đẩy so với chất lơ lửng lấy bằng 0,30.
Tỷ trọng chất lơ lửng 1 = 0,8 T/m3.
Tỷ trọng chất di đẩy 2 = 1,4 T/m3.
Kết quả tính toán phù sa tại tuyến đập:
Khối lƣợng phù sa hằng năm

: 202,81.103 m3

Khối lƣợng phù sa lơ lửng hằng năm

: 173,13.103m3

Khối lƣợng phù sa di đẩy hằng năm

: 29,68.103m3

Xây dựng các đƣờng quan hệ giữa mực nƣớc và lƣu lƣợng
Đƣờng quan hệ Q ~ f(H) của sông tại tuyến đập và nhà máy đƣợc xây dựng
vào công thức:

Sinh viên:

Q=

1
..R2/3.J1/2
n

Lớp …………


Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Trang 7

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trên cơ sở mặt cắt ngang sông, số liệu điều tra vết lũ và độ dốc mặt nƣớc.
Hệ số nhám n đƣợc xác định qua khảo sát bề mặt lòng sông, tra bảng và có

tham khảo hệ số nhám của trạm thủy văn Cốc San.
Độ dốc mặt nƣớc J ổn định trong mùa cạn và qua khảo sát thực địa trƣớc lũ.
1.2.4. Đặc điểm địa chất
a. Tổng quát về cấu tạo địa chất
Công trình thủy điện Ngòi Phát nằm trong vùng có cấu trúc địa chất cổ cấu
thành bởi các đá biến chất động lực có nguồn gốc chủ yếu từ các xâm nhập magma
cổ, các trầm tích lục nguyên và carbonat biến chất khu vực.
Phủ lên toàn bộ đá gốc là các trầm tích đệ tứ bao gồm các lớp mỏng cát cuội
sỏi hoặc á sét lẫn cuội sỏi có nguồn gốc Aluvi gặp tại các thềm sông nhỏ hai bên
suối Ngòi Phát và các tích tụ nguồn gốc eluvi, deluvi tại sƣờn và chân dốc. Các lớp
này có diện tích phân bố hẹp và bề dày nhỏ.
 Tại lòng suối gặp lớp đá tảng và cát cuội sỏi (lớp 1), bề dày từ 0,3 đến 1 m.
 Tại thềm suối là lớp phủ đệ tứ, nguồn gốc Aluvi (lớp 2) phân bố từ cao
trình +425 đến +428, chủ yếu ở bờ phải suối hạ lƣu Bản Xèo và Ngòi Phát và bên
bờ trái, ngay thƣợng lƣu cầu treo. Thành phần lớp này là cát cuội sỏi ở phía dƣới là
sét pha, màu vàng ở phía trên với bề dày tổng cộng 4 - 5m.
 Lớp phủ eluvi - deluvi (lớp 3) phân bố sƣờn đồi từ cao trình +428 trở lên,
có thành phần sét pha lẫn dăm sạn màu nâu, nâu xám đến tối, bề dày từ 2 - 4 m.
Ranh giới giữa đá phiến thuộc hệ tầng Lũng Pô và đá hoa thuộc hệ tầng SaPa
nhƣ dự đoán là một đứt gãy phá huỷ kiến tạo số 1 chạy theo hƣớng TB - ĐN.
b. Địa chất thuỷ văn
Nƣớc mặt
Hệ thống sông suối chính trong vùng nghiên cứu là các suối Ngòi Phát, Nam
Gia Ho và các nhánh của chúng, trong đó lƣu vực Ngòi Phát là lớn nhất, bao phủ
một diện tích khoảng 450 km2. Do đó, suối Ngòi Phát tuy độ dốc dòng chảy lớn, bề
mặt có độ che phủ nhất định và các loại đất đá nền có độ thấm nƣớc yếu, trừ một số
diện tích nhỏ có phân bố đá vôi, đá hoa và đôlômit, nƣớc mặt cũng tƣơng đối dồi
dào. Vào mùa khô, lƣu lƣợng cơ bản của suối Ngòi Phát tại vùng tuyến đập vào
khoảng trên dƣới 15-16 m3/s.
Sinh viên:

Lớp …………


Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Kết quả phân tích hoá lý mẫu nƣớc suối Ngòi Phát trong khu vực dự án cho
thấy nƣớc suối thuộc loại bicácbonát canxi có tính xâm thực yếu.
Nƣớc ngầm
Nƣớc ngầm đƣợc chứa chủ yếu trong đới đá phong hoá hoặc trong đá vôi nứt nẻ và
trầm tích Đệ tứ. Vào mùa khô, điểm lộ nƣớc ngầm cao nhất gặp thƣợng nguồn suối
Bản Xèo, một nhánh của suối Ngòi Phát ở cao trình khoảng +500+505, các mạch
suối nhỏ khác gặp tại sƣờn phía Tây Bắc của dãy Po Sen thƣờng ở cao trình
+450+470. Trong khi vào mùa mƣa, các vết lộ nƣớc tại thƣợng lƣu vai phải tuyến
đập và dọc theo tuyến tuynel gặp ở cao trình trên +500. Nguồn cung cấp nƣớc chính
cho nƣớc ngầm là nƣớc mƣa.
Kết quả phân tích hoá lý 03 mẫu nƣớc dƣới đất lấy từ các hố khoan NP1,
NP2 và NP3 tại khu vực tuyến đập cho thấy nƣớc ngầm gặp trong khu vực đều
thuộc loại bicácbonát canxi có tính xâm thực yếu.
Động đất, tân kiến tạo
Cho đến nay chƣa có nghiên cứu chuyên ngành đánh giá động đất và tân kiến
tạo trong khu vực dự án. Theo sơ đồ phân bố động đất và tân kiến tạo vùng miền
Bắc lãnh thổ Việt Nam, khu vực dự án nằm trong vùng có phát sinh động đất cao
nhất là Mmax=5.5 độ Richter, Iomax=7 (MSK-64).
Các hiện tƣợng địa chất động lực

1.2.5. Điều kiện vật liệu xây dựng địa phƣơng
a. Vật liệu đất
Tại khu vực hồ chứa và đập đã khoanh bốn mỏ đất.
Mỏ đất số 1
Nằm bên bờ phải suối Ngòi Phát, từ ngã ba suối Bản Xèo đổ vào suối Ngòi
Phát đến đầu cầu treo. Đây là một bậc thềm của suối Ngòi Phát có chiều dài khoảng
300m và chiều rộng trung bình 70m. Cao độ mặt đất thiên nhiên thay đổi từ +426
đến +428. Phạm vi này chƣa có hố đào khảo sát vì vào thời điểm khảo sát, đây là
ruộng lúa nƣớc đang canh tác.
Mỏ đất số 2
Nằm trên sƣờn đồi dốc thoải chạy dọc theo bờ phải suối Ngòi Phát, từ cầu
treo xuôi về hạ lƣu dài khoảng 300m, rộng khoảng 50-60m. Cao độ mặt đất thiên
Sinh viên:

Lớp …………


Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
phương án 2

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

nhiên thay đổi từ +428 đến +435. Phạm vi này đƣợc khảo sát kết hợp với các hố đào
tại phƣơng án vị trí đập số 2.
Loại đất chính là sét trung đến sét nhẹ, mầu nâu, dẻo đến dẻo cứng, chứa ít
dăm sạn đá hoa, đá phiến nhỏ, nguồn gốc eluvi-deluvi, bề dày 2m đến 5m, trung
bình 3m. Đất này làm vật liệu đắp đập rất phù hợp.
Khối lƣợng đất dự tính ở cấp C2 là: 45.000m3.

Mỏ đất số 3
Nằm bên bờ trái suối Ngòi Phát, dài khoảng 360m (từ cầu treo về thƣợng lƣu
và hạ lƣu mỗi chiều khoảng 180m), rộng khoảng 100m. Mặt đất thiên nhiên thay đổi
từ +430 đến +436. Phạm vi này đã đƣợc khảo sát bằng 4 hố đào (VL1 đến VL4).
Loại đất chính ở đây là sét pha nhẹ, màu vàng, nâu vàng chứa nhiều cát cuội
sỏi nhỏ, nguồn gốc hỗn hợp aluvi-deluvi, bề dày thay đổi từ 1,5m đến 4,0m, trung
bình 2,0m. Phần dƣới cùng thƣờng là cát cuội sỏi đáy thềm. Đất này chƣa nhiều cát
sạn sỏi, chỉ nên dùng làm vật liệu đắp gia tải hoặc đắp phần không yêu cầu chống
thấm cao.
Khối lƣợng đất dự tính ở cấp C1 là: 72.000m3.
Mỏ đất số 4
Nằm trên quả đồi trọc bên bờ trái suối Ngòi Phát, tại ngã ba suối Bản Xèo đổ vào
suối Ngòi Phát. Hiện tại đây là rẫy của dân và nằm trên MNDBT của hồ chứa sau
này. Phạm vi này đã đƣợc khảo sát bằng 5 hố đào (VL5 đến VL9) và đã lấy một số
mẫu đất để thí nghiệm.
Khối lƣợng đất dự tính ở cấp C1 là: 300.000m3.
b. Vật liệu đá
 Tại vùng tuyến đập
Dự định khai thác đá tại hai điểm:
+ Mỏ thứ nhất tại núi đá vôi nằm bên trái đƣờng từ Lào Cai vào Bản Xèo,
cách vị trí đập dâng khoảng 6 km. Loại đá là đá vôi màu xám sáng, phân lớp dày
thuộc phụ hệ tầng Sa Pa trên. Đá tạo thành vách núi rất dốc gần nhƣ dựng đứng. Trữ
lƣợng đá lớn. Vị trí này nằm gần đƣờng giao thông, điều kiện khai thác và vận
chuyển thuận lợi.

Sinh viên:

Lớp …………

Trang 10
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
+ Mỏ thứ hai nằm tại sƣờn núi Po Sen, bên phải đƣờng từ Lào Cai vào Bản Xèo,
Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

cách vị trí đập dâng khoảng 10 km. Loại đá là đá granitơgnai màu xám xẫm đến
xám sáng, bị phân phiến nhẹ thuộc phức hệ Po Sen, đá lộ ra dạng khối tảng lớn rải
rác. Lớp phủ dự đoán dày 1-3m. Trữ lƣợng đá lớn. Vị trí này nằm gần đƣờng giao
thông, điều kiện khai thác thuận lợi nhƣng khoảng cách vận chuyển đến công trình
tƣơng đối lớn.
 Tại vùng nhà máy
Dự định khai thác tại hai điểm:
+ Mỏ thứ 3 nằm bên bờ phải suối Ngòi Phát, cách vị trí nhà máy khoảng 1km
về hạ lƣu. Loại đá là đá granit, granitơgnai thuộc phức hệ Po Sen. Đá lộ ra thành
khối lớn, cao 7-10m, lớp phủ dày 1-3m. Trữ lƣợng đá ƣớc tính vài chục nghìn mét
khối.
+ Mỏ thứ 4 nằm bên bờ phải suối Ngòi Phát, cách vị trí nhà máy khoảng
400m về thƣợng lƣu. Tại điểm này đá granitơgnai phong hoá nhẹ đến vừa lộ ra rải
rác tại chân đồi ở cao trình khoảng +140 đến +150. Lớp phủ dày 3-5m. Trữ lƣợng
đá tại điểm này chƣa xác định. Giai đoạn sau cần khảo sát đánh giá thêm.
c. Vật liệu cát sỏi
Trong phạm vi 20 km tính từ công trình đầu mối đập dâng nƣớc và nhà máy
điện, trên các con suối trong vùng dự án và vùng lân cận không gặp mỏ cát sỏi có
trữ lƣợng lớn. Trên suối Ngòi Phát có một số điểm nhỏ đang khai thác cát sỏi phục
vụ nhu cầu xây dựng địa phƣơng nhƣ: điểm khai thác cát cách cầu treo Sinh Quyền
khoảng 100m về hạ lƣu; hoặc điểm cách cầu treo khoảng 1km về thƣợng lƣu. Vật
liệu tại các điểm này chủ yếu là cát hạt mịn đến cát hạt trung, có lẫn ít cuội sỏi nhỏ,
chứa nhiều hạt bụi, hạt sét, mầu xám đến xám xẫm, không thích hợp cho bê tông

thuỷ công.
1.3. Điều kiện dân sinh kinh tế
1.3.1. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực và vùng hồ
a. Điều kiện dân sinh
Dự án thủy điện Ngòi Phát đƣợc bố trí tại địa bàn 2 xã Bản Xèo và Bản Vƣợc huyện
Bát Xát tỉnh Lào Cai. Hạ lƣu nhà máy thuỷ điện Ngòi Phát là mỏ đồng Sinh Quyền.
Với kích thƣớc và quy mô công trình nhỏ, các ảnh hƣởng về kinh tế xã hội do công
Sinh viên:

Lớp …………


Trang 11
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
trình trực tiếp gây ra chỉ xảy ra trong nội bộ huyện Bát Xát và chủ yếu tại hai xã
Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

Bản Xèo và Bản Vƣợc.
b. Tình hình phát triển kinh tế
Các thông số xã hội chủ yếu của huyện Bát Xát:
- Diện tích đất tự nhiên 105.021 ha.
- Dân số (năm 2000) là 57.949 ngƣời.
- Mật độ dân số 55,18 ngƣời/km2.
- Tỷ lệ tăng dân số hàng năm 2,5%
- Diện tích nuôi trồng thuỷ sản (cá) 87,4 ha
- Về chăn nuôi:
Gia cầm

140.180 con

Trâu

11.760 con

Dê

2.390 con

Bò

1.230 con

Ngựa

5.125 con

Heo

26.428 con

Tính chung giá trị sản lƣợng nông nghiệp đạt khoảng 85 tỷ đồng.
- Tổng diện tích đất lâm nghiệp của huyện Bát Xát tính đến năm 2000 là:
25.100ha, sản lƣợng khai thác lâm sản đạt 160m3 khối gỗ, 53.200secte củi thƣớc,
262.000 cây tre nứa luồng.
Từ thị xã Lào Cai qua thị trấn Bát Xát lên ngã ba Km0 có trên 18 Km đƣờng
nhựa, còn lại từ Km0 vào đến các trung tâm xã là đƣờng cấp phối hẹp, chất lƣợng
kém, về mùa mƣa hạn chế lƣu thông.
1.3.2. Về giáo dục văn hoá

Hiện nay các xã trong huyện đều có trƣờng tiểu học, toàn huyện chỉ có một
trƣờng PTTH. Về sức khỏe cộng đồng: tại hai xã Bản Xèo và Bản Vƣợc đã có trạm
xá.
Trạm xá của hai xã chỉ đủ sức phục vụ chữa các loại bệnh thông thƣờng cho
nhân dân trong xã.
1.4. Tính cấp thiết, điều kiện thuận lợi khó khăn khi thực hiện công trình
Lào Cai là tỉnh miền núi vùng cao biên giới phía Tây Bắc. Toàn tỉnh có
nhiều sông suối lớn nhỏ có tiềm năng thuỷ điện dồi dào, có tài nguyên khoáng sản

Sinh viên:

Lớp …………


Trang 12
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
khá phong phú với các mỏ có trữ lƣợng lớn nhƣ Apatit (Cam Đƣờng), đồng Sinh
Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

Quyền (Bát Xát), sắt (Quí Sa), graphit (Nậm Mu).
Theo dự báo phụ tải của "Tổng sơ đồ V" hiệu chỉnh (năm 2002) nhu cầu phụ
tải của các khu vực tỉnh Lào Cai nhƣ sau:

Sinh viên:

Lớp …………

Trang 13
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
Bảng 1.10. Nhu cầu phụ tải khu vực Lào Cai (Đơn vị: MW)

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

Năm 2002

Năm 2005

Năm 2010

Huyện Bát Xát

1

7

10

Thị xã Lào Cai

4

12

25

KCN Tằng Loỏng

8

16

20

Các Huyện khác

6

10

16

Khu vực Phong Thổ

1

3

5

Tồng cộng

20

48

76

Nhu cầu

Hiện tại việc cung cấp điện cho Lào Cai từ lƣới điện quốc gia dẫn lên bằng đƣờng
dây 110 KV mạch kép AC - 185 dài 125km qua trạm biến áp hạ thế 110/35 Tằng
Loỏng rồi theo đƣờng dây 35 KV đi:
Tằng Loỏng - Lào Cai mạch kép AC - 95 dài 35km
Lào Cai - Bát Xát mạch đơn AC - 70 dài 25km
Lào Cai - Sa Pa AC - 95 dài 40km.
Do lƣợng yêu cầu của phụ tải lớn, lại ở xa và cuối nguồn, việc cấp điện từ lƣới điện
Quốc gia một khi có trạm thủy điện Ngòi Phát tại chỗ tham gia sẽ đƣợc cải thiện
hơn và ổn định hơn trong quá trình phủ tải.
Điều kiên thuận lợi: Vật liệu địa phƣơng của vùng khá phong phú trữ lƣợng
tốt cho việc thi công, giá thành công nhân rẻ.
Điều kiện khó khăn: Công trình thủy lợi xây dựng trên các vung núi cao đòi
hỏi kỹ thuật xây dựng, khảo sát địa chất thẩm định tốt, phụ thuộc nhiều vào thời
gian thi công là mùa lũ hay mua khô. Giao thông chƣa phát triển nên khó khăn cho
việc vận chuyển nguyên vật liệu.
1.5. Mục tiêu, nhiệm vụ công trình
Cung cấp điện năng cho khu vực Lào Cai qua lƣới điện quốc gia để cải thiện
chất lƣợng điện và theo biểu đồ điều độ do Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN)
yêu cầu.
Bảng 1.11. Thông số điện cần dung phục vụ sản xuất:
No.
1
2

Thông số
Công suất lắp máy NLM

Công suất đảm bảo ứng với P = 90%

Sinh viên:

Đơn vị
MW
MW

Trị số
36,0
8,7

Lớp …………


Trang 14
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
Điện lƣợng trung bình nhiều năm E0
triệu KWh
179,38

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

3

1.6. Tóm tắt quy mô công trình
Dự án thủy điện Ngòi Phát đƣợc bố trí tại địa bàn 2 xã Bản Xèo và Bản
Vƣợc huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai. Hạ lƣu nhà máy thuỷ điện Ngòi Phát là mỏ đồng

Sinh Quyền. Với kích thƣớc và quy mô công trình nhỏ, các ảnh hƣởng về kinh tế xã
hội do công trình trực tiếp gây ra chỉ xảy ra trong nội bộ huyện Bát Xát và chủ yếu
tại hai xã Bản Xèo và Bản Vƣợc.
Do đó tại khu vực sông Ngòi Phát và Nam Gia Ho ta tiến hành xây dựng cụm công
trình đầu mối gồm ba hạng mục công trình chính :
- Đập dâng
- Tràn nƣớc
- Cống lấy nƣớc dẫn đến nhà máy thủy điện
Cụm công trình gồm :
- Đập dâng : Đập bê tông trọng lực
- Tràn nƣớc : Tràn dọc bố trí ở vai trái của đập
- Cửa lấy nƣớc : Bố trí ở vai trái công trình, hình thức cống là cống ngầm không áp.

Sinh viên:

Lớp …………


Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

Trang 15
phương án 2

Đồ án tốt nghiệp kỹ

CHƢƠNG 2: BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
2.1. Tuyến công trình đầu mối
2.1.1. Xác lập tuyến công trình đầu mối
a. Nguyên tắc chọn tuyến công trình

Bố trí công trình đầu mối là một khâu rất quan trọng, không những ảnh
hƣởng đến các thông số kinh tế - kỹ thuật của công trình, điều kiện thi công, mà còn
ảnh hƣởng đến sự thuận lợi và chất lƣợng sử dụng, khai thác công trình. Công trình
đầu mối đƣợc bố trí dựa trên các nguyên tắc sau:
Thuận lợi khi khai thác sử dụng, an toàn, thuận lợi cho thi công...
Trong giai đoạn nghiên cứu kiểm tra đã đƣa ra xem xét 3 phƣơng án tuyến
đập: tuyến I (thƣợng lƣu), tuyến II (giữa) và tuyến III (hạ lƣu).
b. Phân tích giải pháp phương án tuyến I
 Địa hình
Tuyến đập I dự kiến đặt ở vị trí cách cầu treo khoảng 400m về phía hạ lƣu,
cách tuyến giữa khoảng 100m về thƣợng lƣu. Mặt cắt địa hình dọc tim tuyến đập
không cân đối, vai trái gối trực tiếp vào sƣờn dốc 350  40o, vai phải tựa vào sƣờn
đồi dốc thoải 14o-15o. Lòng suối Ngòi Phát khá thẳng và bằng phẳng, rộng 30-35m,
đáy suối ở cao trình +414.
 Địa chất
Tuyến đập I là phƣơng án mới đƣợc bổ xung trong quá trình khảo sát, do đó
mặt cắt địa chất của tuyến đƣợc lập chỉ trên cơ sở một số hố đào và kết quả đo vẽ
ĐCCT tại các điểm lộ của đá gốc quan sát đƣợc trong khu vực tuyến.
Mặt cắt địa chất tuyến đập I gồm các lớp đất đá sau:
- Lớp aluvi lòng suối (lớp 1): cuội sỏi lẫn đá tảng với bề dày dự kiến 0.51.5m.
- Lớp phủ eluvi deluvi (lớp 3): đất sét pha lẫn nhiều dăm sạn và tảng lăn, phân bố
chủ yếu bên vai phải với bề dày 4-5m.
- Đá gốc: Đá hoa mầu trắng sữa thuộc hệ tầng Sa Pa Trên (PR3sp2) hạt vừa,
cấu tạo phân lớp mờ đến cấu tạo khối, lộ ra liên tục ở bờ suối bên trái.
Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập I
Sinh viên:

Lớp …………

Trang 16
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
Điều kiện địa chất công trình vị trí tuyến đập 1 có những điểm thuận lợi và

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

bất lợi chính sau:
- Mặt cắt đập rộng, khối lƣợng vật liệu đắp đập tƣơng đối lớn.
- Khối lƣợng bóc bỏ lớp phủ và đá phong hoá mạnh dự kiến không lớn.
- Nền đập và vai đập đều là đá hoa có độ cứng tƣơng đối lớn, đồng nhất về
thành phần và tính chất. Hiện tƣợng các tơ hoá mới quan sát đƣợc tại các vết lộ trên
mặt, chƣa đƣợc kiểm chứng ở độ sâu dƣới mặt đất do thiếu các hố khoan thăm dò
sâu. Tuy nhiên, căn cứ vào qui luật chung là hiện tƣợng các tơ phát triển mạnh trong
các đới có nƣớc lƣu thông, thì đá hoa ở hai bên vai đập và dƣới lòng suối cũng có
thể bị các tơ hoá mạnh, do đó có khả năng thấm mất nƣớc qua nền và vai đập. Dự
đoán này cần đƣợc kiểm tra bằng các hố khoan trong giai đoạn khảo sát tiếp theo.
c. Phân tích giải pháp phương án tuyến II (Tuyến đập giữa)
 Địa hình
Tuyến đập giữa dự kiến đặt ở vị trí cách tuyến đập I khoảng 100m về phía hạ
lƣu.
Mặt cắt địa hình dọc tim tuyến đập không cân đối, vai trái là sƣờn đồi dốc
thoải 2025o, vai phải gối vào sƣờn dốc 55-60o, vách sát suối gần nhƣ thẳng đứng.
Lòng suối Ngòi Phát thẳng và bằng phẳng, rộng khoảng 40m, đáy suối ở cao trình
+412.0 đến +412.5.
 Địa chất
Mặt cắt địa chất của tuyến giữa đƣợc lập trên cơ sở các hố khoan, hố đào và
kết quả đo địa vật lý (phƣơng pháp đo sâu điện đối xứng). Tuy nhiên, bên vai trái
mới đƣợc khảo sát bằng một số hố đào cắt trong lớp đất phủ lẫn tảng lăn, do vậy

mặt cắt địa chất phía vai trái tuyến II còn nhiều điểm dự đoán.
Mặt cắt địa chất tuyến đập giữa gồm các lớp đất đá sau:
- Lớp aluvi lòng suối (lớp 1): Cuội sỏi lẫn đá tảng với bề dày dự kiến 0.51.5m.
- Lớp phủ eluvi deluvi (lớp 3): Sét pha lẫn nhiều dăm sạn và tảng lăn, phân
bố chủ yếu bên vai trái với bề dày 3-5m và có điện trở suất thay đổi từ 300 m đến
600 m. Về phía hạ lƣu, lớp phủ có bề dày lớn hơn, dự kiến khoảng 5-7m. Diện

Sinh viên:

Lớp …………


Trang 17
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
phân bố và bề dày của lớp phủ bên vai trái cho thấy đây có thể là sản phẩm của một
Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát
sư

khối
Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập giữa
Về mặt địa chất công trình, vị trí tuyến đập giữa có những điểm bất lợi lớn
nhƣ sau:
Nền đập gồm hai loại đá với các tính chất cơ lý và tính biến dạng khác nhau.
Sự có mặt của đứt gãy số 1 đã tạo nên một đới cà nát nứt nẻ trong đá gốc. Về mặt
vật lý đới này có độ cứng kém hơn đá nguyên khối và có khả năng chứa nƣớc và
dẫn nƣớc lớn hơn đá nguyên khối. Mặt khác đá gốc bên vai trái đập là đá hoa có khả
năng bị các tơ hoá nhƣ đã mô tả tại tuyến đập I. Do đó có khả năng mất nƣớc qua
nền và vai trái đập.
=> Từ những nhận xét trên, chúng tôi thấy, mặc dù còn nhiều yếu tố giả định

nhƣng cũng có thể kết luận điều kiện địa chất công trình tại vị trí tuyến có những
yếu tố rất bất lợi cho việc xây dựng đập. Do đó đề nghị loại bỏ tuyến này, không
tiếp tục nghiên cứu trong các giai đoạn khảo sát tiếp theo.
d. Phân tích giải pháp phương án tuyến III (Tuyến hạ lưu)
 Địa hình
Tuyến đập III dự kiến đặt tại khúc cong của suối Ngòi Phát, nơi dòng chảy
chuyển từ hƣớng Bắc sang hƣớng Bắc - Đông Bắc.
Mặt cắt địa hình dọc tim tuyến đập không cân đối, sƣờn đồi bên vai trái có
độ dốc trung bình 3035o. Sƣờn đồi bên vai phải dốc tới 4050o, đặc biệt phần sát
mép suối, từ cao độ +411 đến +420 rất đốc, có chỗ vách suối gần nhƣ dựng đứng.
Cả hai bên sƣờn đồi đều bị phủ bởi rừng cây thân gỗ nhỏ và tre nứa. Lòng suối gặp
ở cao trình +410  +411, rộng 22-25m.
Sƣờn đồi sát mép suối bờ phải trong phạm vi tuyến đập III gặp một khối sạt
cổ trong đá gốc, dài 20-30m, dầy cao khoảng 8-10m và sâu tới sát mép suối Ngòi
Phát hiện tại.
 Địa chất
Mặt cắt địa chất tuyến đập III bao gồm:
- Lớp aluvi lòng suối (lớp 1): đá tảng lẫn ít cuội sỏi kích thƣớc tảng lăn 0,2
đến 0.7m. Bề dày lớp này dự kiến 1.0 đến 2m.
Sinh viên:

Lớp …………


Trang 18
Đồ án tốt nghiệp kỹ
phương án 2
- Lớp phủ eluvi - deluvi (lớp 3): có thành phần sét pha, màu nâu, nâu vàng,

Thiết kế thuỷ điện Ngòi Phát

sư

chứa nhiều dăm sạn và đá tảng lăn là đá phiến phong hoá mạnh, bề dày lớp này là
1.5-2m bên vai trái và 0-0.6m bên vai phải.
- Đá gốc: Ở cả hai bên vai đập và lòng suối đều gặp đá phiến thuộc hệ tầng
Lũng Pô (PR1lp), bao gồm granitogơnai, phiến amphibol, phiến thạch anh xêrixit và
các dải đá quarzit, có màu thay đổi từ xám sáng đến xám xẫm.
Về cấu tạo, đá bị ép phân phiến hóa rất mạnh. Mặt phân lớp có thế nằm khá
ổn định trong khoảng 600-65045-500, cắm về hạ lƣu chếch sang bờ phải.
Kết quả thí nghiệm ép nƣớc trong các hố khoan cho thấy trong đới phong
hoá mạnh và phong hoá vừa, đá bị nứt nẻ và mất nƣớc tƣơng đối lớn. Giá trị
Lugeon tại các đoạn ép đến độ sâu 25m dao động trong khoảng 6,3 đến trên 100. Từ
độ sâu 25m trở xuống, giá trị Lugeon giảm xuống còn trong khoảng từ 0 đến 4,7.
 Đánh giá điều kiện ĐCCT tuyến đập III
Điều kiện địa chất công trình tuyến đập III có những điểm thuận lợi và bất
lợi nhƣ sau:
Tuyến đập nằm cách đứt gẫy kiến tạo phân chia địa tầng số III-1 khoảng 70m
về phía hạ lƣu, do vậy nền tuyến đập tuy bao gồm nhiều loại đá có thành phần thạch
học khác nhau do phân dị trong quá trình biến chất, nhƣng về tổng thể là một tập đá
tƣơng đối đồng nhất về thành phần và cấu trúc. Các tính chất vật lý, cơ học và tính
thấm của đá thay đổi chủ yếu theo mức độ phong hoá.
Sản trạng của đá dốc thoải, cắm về hạ lƣu phía bờ phải, là yếu tố thuận lợi cho ổn
định và chống thấm nền đập.
Đá phong hoá vừa tại hai bên vai và nền đập tuy khá cứng chắc, có khả năng
chịu tải cao, có thể thích hợp làm nền đập bê tông nhƣng bị nứt nẻ mạnh và có tính
thấm lớn. Nếu lấy giới hạn xử lý chống thấm là 3 Lugeon, thì độ sâu cần đƣợc xử lý
là khoảng 20-25m tại vai trái và 15m tại nền đập và vai phải.
Để tránh khối sạt bên vai phải và để tim đập nằm xa đứt gãy III-1, đề nghị
dịch tim tuyến đập về hạ lƣu khoảng 20m so với tim tuyến III hiện nay.
2.1.2. Phân tích kết luận giải pháp lựa chọn tuyến

So sánh điều kiện ĐCCT giữa các phƣơng án tuyến đập
Về mặt địa chất công trình các phƣơng án tuyến đập có những thuân lợi và bất lợi
chính nhƣ sau:
Sinh viên:

Lớp …………