ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
MC LC
CHNG I: IU KIN T NHIấN......................................................................6
1.1 V TRA L ..................................................................................................6
1.2 C IM A HèNH ...................................................................................6
1.3 C IM KH TNG...............................................................................7
1.4. CC C TRNG THY VN .................................................................8
1.4.1)Dòng chảy năm thiết kế ............................................................................8
1.4.2)Dòng chảy lũ .............................................................................................9
1.4.3)Dòng chảy bùn cát ....................................................................................9
1.5. C IM A CHT CễNG TRèNH .......................................................9
1.5.1)Địa chất vùng hồ .......................................................................................9
1.5.2)Địa chất thuỷ văn ....................................................................................10
1.5.3)Đất đắp đập .............................................................................................10
1.5.4)Các loại vật liệu khác ..............................................................................11
1.6. CC C TRNG LU VC H CHA ...............................................11
1.7. quỏ Tớnh v v ng quỏ trỡnh x l ...........................................................13
1.7.1 Dng ng quỏ trỡnh l .........................................................................13
CHNG 2 : PHNG HNG QUY HOCH ................................................13
2.1.TèNH HèNH DN SINH - KINH T - X HI. .........................................13
2.1.1,Dân cư và đời sống..................................................................................13
2.1.2,Phân bố ruộng đất và sản lượng nông nghiệp ........................................13
2.1.3,Giao thông vận tải ...................................................................................14
2.2. HIN TRNG THY LI TRONG VNG ...............................................14
2.2.1. Hiện trạng thuỷ lợi trong khu vực ..........................................................14
CHNG III: CC PHNG N S DNG NGUN NC V NHIM V
CA CễNG TRèNH................................................................................................14
3.1.PHNG N S DNG NGUN NC .................................................14
GVHD:
Page 1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
3.2NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH..................................................................14
CHƯƠNG IV : QUY MÔ CÔNG TRÌNH ..............................................................15
4.1.CÁC THÔNG SỐ CÔNG TRÌNH.................................................................15
4.2.CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ .................................15
4.2.1. Xác định cấp công trình .........................................................................15
4.2.2.Các chỉ tiêu thiết kế.................................................................................15
4.3.LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM ĐỂ XÂY DỰNG ..................................................16
4.3.1. Chọn tuyến đập đất ................................................................................16
4.3.2 Chọn tuyến tràn xả lũ..............................................................................16
4.3.3. chọn tuyến cống .....................................................................................17
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ ..........................................................17
5.1. ĐIỀU TIẾT LŨ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PÔ – TA – PÔP ........................17
5.1.1.Nguyên lý điều tiết lũ..............................................................................17
5.1.2.Xây dựng biểu đồ phụ trợ .......................................................................18
5.2. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ ......................................................................19
5.2.1Tài liệu tính toán ......................................................................................19
5.2.2.Tính toán điều tiết lũ ...............................................................................19
5.2.3. kết quả tính toán điều tiết lũ ..................................................................30
5.2.4. Kiểm tra khả năng tháo: ........................................................................30
CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ ĐẬP CHÍNH ...............................................................32
6.1.NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG..........................................................................32
6.1.1. Nhiệm vụ công trình ...............................................................................32
6.1.2. Chọn tuyến đập ......................................................................................32
6.1.3.Chỉ tiêu thiết kế .......................................................................................32
6.2. CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT .........................................33
6.2.1. Đỉnh đập.................................................................................................33
GVHD:
Page 2
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
6.2.3. Mái đập và cơ ........................................................................................39
6.2.4.Thiết bị chống thấm ................................................................................40
6.2.5.THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC CHO THÂN ĐẬP .........................................40
6.2.6. Bảo vệ mái..............................................................................................42
6.3. TÍNH TOÁN THẤM QUA THÂN ĐẬP VÀ NỀN .....................................43
6.3.1 Nhiệm vụ và các trương hợp tính toán ...................................................43
6.3.2. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THẤM ...........................................................44
6.4.TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO MÁI ĐẬP .....................................................58
6.4.1. MỤC ĐÍCH ............................................................................................58
6.4.2. CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN ........................................................59
6.4.3. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CUNG TRƯỢT
..........................................................................................................................60
CHƯƠNG VII:THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC .......................................71
7.1.CHỌN TUYẾN VÀ HÌNH THỨC CHỌN TUYẾN CỐNG ........................71
7.1.1.Chọn tuyến cống .....................................................................................71
7.1.2.Hình thức cống ........................................................................................71
7.1.3.Sơ bộ bố trí cống :...................................................................................71
7.2. THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG ............................................................72
7.2.1.Thiết kế mặt cắt kênh ..............................................................................72
7.2.2. kiểm tra điều kiện không xói ..................................................................73
7.3.TÍNH TOÁN KHẨU DIỆN CỐNG ..............................................................74
7.3.1. Trường hợp tính toán .............................................................................74
7.3.2. Tính bề rộng cống bc ..............................................................................75
7.3.3.Tổn thất cửa ra........................................................................................76
7.3.4.Tổn thất dọc đường .........................................................................................76
7.3.5. Tổn thất cục bộ.......................................................................................77
GVHD:
Page 3
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
7.3.6.Tổn thất cửa vào .....................................................................................79
7.3.7. Xác định khẩu diện cống ........................................................................79
7.4. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO CỐNG VÀ CAO TRÌNH ĐẶT CỐNG .............80
7.4.1. Chiều cao mặt cắt cống..........................................................................80
7.4.2. Cao trình đặt cống .................................................................................81
7.5. KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VÀ TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG .........81
7.5.1. Trường hợp tính toán .............................................................................81
7.5.2. xác định độ mở của cống .......................................................................82
7.6. KIỂM TRA CHẢY TRONG CỐNG ............................................................83
7.6.1. Vẽ đường mặt nước ................................................................................83
7.7. CHỌN CÁC CHI TIẾT CẤU TẠO ..............................................................91
7.7.1. Bộ phận cửa vào và cửa ra:...................................................................91
7.7.2. Bộ phận thân cống: ................................................................................92
7.7.3. Bộ phận tháp van: ..................................................................................93
7.8 Tính Toán Kết Cấu Cống. ..............................................................................94
7.8.1 Tài Liệu Tính Toán..................................................................................94
7.8.2 Các Lực Tác Dụng Lên Mặt Cắt Cống ...................................................95
CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN DỌC XẢ LŨ ................................103
8.1. BỐ TRÍ CHUNG ĐƯỜNG TRÀN .............................................................103
8.1.1. Vị trí đường tràn ..................................................................................103
8.1.2.Hình thức công trình .............................................................................103
8.1.3. Quy mô công trình ...............................................................................103
8.2.TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG TRÀN ...............................................105
8.2.1.Mục đích tính toán ................................................................................105
8.2.2.Các trường hợp tính toán......................................................................105
8.2.3.Tính toán thủy lực đoạn thu hẹp ...........................................................106
GVHD:
Page 4
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
8.2.4.Tính toán thủy lực với đoạnkhông đổi ..................................................117
8.2.5.Tính toán tiêu năng sau dốc ..................................................................134
8.3. CẤU TẠO CHI TIẾT CỦA TUYẾN TRÀN .............................................140
8.3.1. Tường cánh thượng lưu .......................................................................140
8.3.2. Ngưỡng tràn .........................................................................................140
8.3.3. Dốc nước ..............................................................................................140
8.3.4. Bể tiêu năng .........................................................................................141
8.4. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRÀN .................................................................141
8.4.1. Mục đích...............................................................................................141
8.4.2. Các trường hợp tính toán kiểm tra tính ổn định:.................................141
8.4.3. Phương phán tính toán: .......................................................................142
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................149
GVHD:
Page 5
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
CHNG I: IU KIN T NHIấN
1.1 V TRA L
Hồ chứa nước Suối Sập nằm trên địa phận xã Quất Đông huyện Móng Cái
tỉnh Quảng Ninh. Phía tây cách thị xã Móng Cái 10 Km, phía nam cách đường
quốc lộ số 4 khoảng 600 m, phía bắc giáp với lưu vực sông Ka Long, diện tích lưu
vực hồ vào khoảng 11 km2.
1.2 C IM A HèNH
Lưu vực của hồ nằm trong vùng đồi trọc, tầng phủ mỏng. Địa hình ở đây thấp dần
từ Bắc xuống Nam. Nhìn chung trong lưu vực này, sông suối có chiều dài tương đối
nhỏ nên lưu lượng của nó cũng nhỏ.
Sông suối của vùng này thường uốn khúc quanh co, quanh các sườn đồi.
GVHD:
Page 6
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
Khu hồ chứa là một khu đồi núi thấp và thấp dần từ Bắc xuống Nam. Khu vực tưới:
độ dốc thấp dần từ Tây sang Đông, ruộng đất ở đây đại bộ phận là bậc thang, và có
địa hình cao thấp không đều.
1.3 C IM KH TNG
Lưu vực của hồ nằm trong vùng có khí hậu Đông Bắc, chịu ảnh hưởng của khí hậu
nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, khí tượng vùng này chia làm hai mùa rõ rệt mùa mưa
và mùa khô.
a) Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.
b) Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4.
Tình hình khí tượng ở đây được xác định ở trạm khí tượng Móng Cái cách lưu vực
10 km
c) Nhiệt độ
- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 20o5C.
- Nhiệt độ ngày lớn nhất: 39oC.
- Nhiệt độ ngày nhỏ nhất: 11oC.
d) Gió
- Gió được chia làm 2 mùa:
- Gió mùa Đông Bắc ảnh hưởng từ tháng 10 đến tháng 4. Hướng gió chính là BắcĐông Bắc.
- Gió mùa Đông Nam ảnh hưởng từ tháng 5 đến tháng 9. Hướng gió chính là
Nam-Đông Nam.
- P4% V = 28 (m/s)
- P50% V = 16 (m/s)
e) Mưa
Lượng mưa ở đây phân bố tương đối đều, do lưu vực của hồ là nhỏ mặt khác lại
nằm ở giữa các đồi núi thấp.
GVHD:
Page 7
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
- Lượng mưa trung bình nhiều năm : 2800 (mm)
- Lượng mưa năm lớn nhất
: 4118.9 (mm)
- Lượng mưa nhỏ nhất min
: 1732.5 (mm)
- Lượng mưa ngày lớn nhất
: 384.6 (mm)
f) Lượng bốc hơi
Do đặc điểm của lưu vực là mưa nhiều độ ẩm tương đối lớn do đó nhiệt độ giảm
dẫn đến lượng bốc hơi cũng giảm so với vùng khác.
- Lượng bốc hơi bình quân tháng : 62 (mm)
- Lượng bốc hơi lớn nhất
: 89 (mm)
- Lượng bốc hơi nhỏ nhất
: 46 (mm
Bảng 1.1: Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm được phân bố như sau
Tháng
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
h(mm)
12.7
11.5
12.6
14.1
19.5
18.4
18.5
16.9
16.7
17.1
14.2
13.7
1.4. CC C TRNG THY VN
Trong khu vực địa bộ phận là đồi trọc, sông suối ở đây đều ngắn và ít nước. Sông
dài nhất là sông Quất Đông với chiều dài 6.13 km với độ dốc trung bình là 0.0072.
Lưu vực này nằm trên vùng đá cổ và được phủ một lớp đất thịt lẫn cát sỏi hạt thô.
1.4.1)Dòng chảy năm thiết kế
Căn cứ vào dòng chảy hàng năm trong lưu vực tính toán được lượng nước đến của
các tháng trong năm tương ứng với tần suất P = 85% như sau
Bảng 1.2: Dòng chảy năm thiết kế
Tháng
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V
12.41
33.8
23.8
11.214
7.91
1.51
0.937
0.887
0.937
0.775
1
4.84
Cả
năm
Tần số phân
phốiP =
85%
GVHD:
Page 8
100
ỏn tt nghip
Wđến(106m3)
2.01
Thit k h cha nc Sui Sp
5.46
3.85
1.82
1.82
0.24
0.15
0.142
0.15
0.117
0.162
0.785
16.17
1.4.2)Dòng chảy lũ
Đặc trưng dòng chảy lũ thiết kế có liên quan mật thiết tới sự an toàn của công trình.
Lưu lượng đỉnh lũ và tổng lượng lũ ứng với các tần suất khác nhau được cho ở bảng
sau:
Đường quá trình lũ dạng tam giác có txuống = 2tlên
Bảng 1.3: Dòng chảy lũ
Tần suất
P = 0.2 %
P=1%
P=5%
P = 10 %
Lưu lượng Q(m3/s)
376.8
314.4
264
237.6
Tổng lượng W.106(m3)
6.104
5.0932
2.997
2.495
Tlũ (giờ)
12
12
12
12
1.4.3)Dòng chảy bùn cát
- Wll: Bùn cát lơ lửng: Wll = 550 ( tấn/năm).
- Wđ: Bùn cát đáy, Wđ = 20%Wll = 0.2*550 = 110 ( tấn/năm).
- ll trọng lượng riêng bùn cát lơ lửng ll = 0.9 ( tấn/năm)
- đ trọng lượng riêng bùn cát đáy đ =1.6 ( tấn/năm)
1.5. C IM A CHT CễNG TRèNH
Toàn bộ lưu vực hồ nước nằm trên vùng đá cổ rắn chắc phủ trên mặt là loại đá dăm
sỏi hoặc sét pha do bị phong hoá.
1.5.1)Địa chất vùng hồ
1) Khả năng mất nước
Lưu vực nằm trên nền đá cổ các hang Karsto đã được sét lấp đầy nên việc mất nước
do thấm là không đáng kể.
GVHD:
Page 9
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
2) Sạt lở bờ
Khả năng sạt lở bờ ở đây vẫn có thể xảy ra nhưng mức độ sạt lở là rất ít. Do ở đây
toàn là đồi trọc và có độ cao không lớn.
3) Bồi lắng
Theo tài liệu địa chất cho thấy tại lưu vực hồ không có rãnh xói, dốc trượt, do đó
việc hình thành dòng chảy rãnh là không có. Đất đai vùng hồ khả năng sinh ra bồi
lắng nhỏ, không đáng kể.
4) Khoáng sản, khả năng ngập
Vùng hồ chứa không có mỏ khoáng nào quý hiếm nên ở đây chúng ta không đề cập
đến vấn đề này.
Về ngập lụt: Căn cứ vào cao trình mặt đất khu vực hồ chứa khi mực nước trong hồ
ngập thường xuyên ở cao trình (+25.0) trở xuống thì diện tích bị ngập lụt là 159 ha
trong đó có 47 ha đất canh tác.
5) Chỉ tiêu cơ lý của đất nền
- = 1.84 ( T/m3)
- C = 2.5 ( T/m2)
- = 16o
1.5.2)Địa chất thuỷ văn
Lưu vực hồ Suối Sập nằm trong vùng khí hậu Đông Bắc và nằm trên nền đá cổ.
1.5.3)Đất đắp đập
Qua khảo sát ta thấy các bãi vật liệu nằm phân tán ở các đồi hoặc hai bên bở suối.
Cự ly các bãi đến vị trí đập từ 400 500 m. Loại đất ở đây hầu hết là đất sét pha cát.
Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp như sau:
GVHD:
Page 10
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
- TN = 1.8( T/m3)
- bh = 2.01( T/m3)
- K = 7.10^-5 cm/s
-Ko=10^-6 cm/s
- Ctn = 2.5 ( T/m2)
- Cbh = 2( T/m2)
-
tn = 19o
-
bh = 17.5o
1.5.4)Các loại vật liệu khác
1)Đá
Đối với đá dùng để lát mái khai thác cách vị trí đập 800m.
Đá xây:Các bãi xung quanh công trình không có đá đạt yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật
mà phải khai thác ở mỏ đá hoa cương cách công trình khoảng 5 km,
đá ở đây có chất lượng tốt, trữ lượng tương đối dồi dào.
2)Cát
Tại khu vực lân cận qua thăm dò cho ta thấy các bãi gần công trình thì chất lượng
thấp không sử dụng được mà phải khai thác ở xa. Cự ly khai thác cách chân công
trình khoảng 10 km. Trữ lượng cát tương đối nhiêu.
1.6. CC C TRNG LU VC H CHA
1.6.1)Lượng nước cần
Bảng 1.4: Bảng lượng nước cần
Tháng
6
I
II
III
IV
V
VI
3
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Cả
năm
Wcần(10 m ) 0.04 0.04 0.837 0.64 1.858 0.082 0.082 0.49 3.45 0.875 1.11 1.568 14.5
GVHD:
Page 11
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
1.6.2)§êng ®Æc tÝnh dung tÝch hå chøa
B¶ng 1.5: §êng ®Æc tÝnh dung tÝch hå chøa
Z(m)
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
F(106m2)
0
1
2.5
4.2
6.5
8.4
10
14
16.8
19
Z(m)
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
W(106m3)
0
0.2
0.3
0.65
2.5
4.0
6.3
9.2
12.5
16
GVHD:
Page 12
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
1.7. quỏ Tớnh v v ng quỏ trỡnh x l
1.7.1 Dng ng quỏ trỡnh l
Quỏ trỡnh l Q~t ng vi tn sut thit k p = 0.2%, v tn sut kim tra p = 1.0%
CHNG 2 : PHNG HNG QUY HOCH
2.1.TèNH HèNH DN SINH - KINH T - X HI.
2.1.1,Dân cư và đời sống
Dân cư của toàn huyện là 59000 người, nghề nghiệp chủ yếu của họ là làm ruộng,
khai thác rừng và trồng rừng, ngoài ra họ còn có một số nghề truyền thống và chăn
nuôi.
2.1.2,Phân bố ruộng đất và sản lượng nông nghiệp
Diện tích canh tác của toàn huyện là 5515 ha. Hồ Suối Sập phụ trách tưới cho 1300
ha lúa, hoa màu và một số cây công nghiệp.
GVHD:
Page 13
ỏn tt nghip
Thit k h cha nc Sui Sp
2.1.3,Giao thông vận tải
Lưu vực của hồ gần đường quốc lộ 4 nên rất thuận lợi cho trở vật liệu bằng đường
bộ khi thi công công trình. Do đó giảm được rất nhiều các chi phí khác khi thi công
công trình.
2.2. HIN TRNG THY LI TRONG VNG
2.2.1. Hiện trạng thuỷ lợi trong khu vực
Các công trình thuỷ lợi phục vụ sản xuất ở đây là tương đối ít và chưa được đầu tư
đứng mức. Cũng có một số công trình nhưng đã được xây dựng từ lâu do vậy khi đi
vào khai thác nó không thể phục vụ được nhu cầu dùng nước của nhân dân.
- Phng ỏn 2( tuyn di) : Cỏch phng ỏn 1 l 500m, khng ch din tớch lu
vc l 5,2 km2.
- Trờn c s phõn tớch nhiu iu kin v kinh t v k thut ó chn phng ỏn 2
l v trớ thit k cho cm u mi h cha nc Phc Bỡnh. c im a hỡnh vựng
tuyn ny l tuyn ngn, vai trỏi cú nỳi cao, vai phi p l i thp cú mt bng rng,
cao hn lũng sui 9m, ni lin mt yờn nga nh cao hn lũng sui 4m v sau ú ni
tip mt vai i cao khỏc - l b phi ca lũng h.
CHNG III: CC PHNG N S DNG NGUN NC V NHIM
V CA CễNG TRèNH
3.1.PHNG N S DNG NGUN NC
Dõn c s dng nc giờng cho nhu cu sinh hot nờn ngun nc h ch yu
phc v cho nhu cu nụng nghip
Cỏc cụng trỡnh thy li ch yu phc v ti , tiờu cho sn xut nụng nghip v
phc v chng l , chng hn hỏn cho khu vc.
3.2NHIM V CA CễNG TRèNH
Hồ chứa nước Suối sập có nhiệm vụ là cung cấp nước tưới cho 1300 ha ruộng
canh tác. Ngoài ra công trình còn có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt cho nhân
dân phía hạ lưu, kết hợp thả cá. Công trình còn có khả năng điều tiết khí hậu.
GVHD:
Page 14
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
CHƯƠNG IV : QUY MÔ CÔNG TRÌNH
4.1.CÁC THÔNG SỐ CÔNG TRÌNH
Mực nước dâng bình thường : 24 m
Bề rộng tràn : 35 m
4.2.CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ
4.2.1. Xác định cấp công trình
Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi QCVN 04 – 05 :
2012/BNNPTNT cấp của công trình hồ chứa được xác định theo 2 điều kiện:
1. Theo nhiệm vụ của công trình
Công trình có nhiệm vụ tưới cho 150 ha đất canh tác nông nghiệp. Theo tiêu chuẩn
QCVN 04 – 05 : 2012/BNNPTNT xác định được cấp công trình là cấp IV.
2. Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình
-Để xác định chiều cao đập, sơ bộ định cao trình đỉnh đập như sau:
Theo thiết kế sơ bộ ta có chiều cao
HĐập =MNDBT + d – đáy
d : độ cao an toàn, d = 1,5 ÷ 3,0m, chọn d = 2,5(m)
Mặt khác, từ bình đồ ta có: đáy đập = 8 – 0,5=7,5m (bóc bỏ 0,5m)
Vậy chiều cao đập: HĐập = MNDBT + d – đáy
=24 + 2,5 – 7,5 = 16(m)
Đất nền thuộc nhóm B. Tra bảng 1QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT ta được
cấp công trình là cấp II.
-Dung tích hồ chứa ứng với MNDBT là V = 9,2.106 m3
Tra bảng 1 QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT ta được cấp công trình là cấp IV.
Từ các điều kiện trên em chon cấp công trình là công trình cấp II.
4.2.2.Các chỉ tiêu thiết kế.
Các chỉ tiêu thiết kế được xác định theo tiêu chuẩn QCVN 04 - 05 :
2012/BNNPTNT ứng với công trình cấp 3 gồm:
GVHD:
Page 15
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
4.2.2.1. Tần suất thiết kế.
-Tần suất lũ thiết kế : P = 1%
-Tần suất lũ kiểm tra : P = 0,2%
- Tần suất tưới đảm bảo : P = 85%
4.2.2.2. Các hệ số an toàn cho phép của đập đất.
-Hệ số tin cậy về ổn định : Kn = 1,15
-Hệ số an toàn về độ bền :
+Tổ hợp tải trọng cơ bản : K = 1,3
+Tổ hợp tải trọng đặc biệt : K = 1,4
(Theo QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT Bảng 10 - Hệ số an toàn nhỏ nhất về độ bền
của các công trình bê tông và bê tông cốt thép trong công trình thủy lợi.)
4.3.LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM ĐỂ XÂY DỰNG
4.3.1. Chọn tuyến đập đất
Tuyến đập đất duy nhất chỉ có một phương án hợp lý về địa hình có đủ điều kiện
thuận lợi để tạo hồ chứa và bố trí các công trình liên quan khác như tràn tháo lũ, cống lấy
nước, nhà quản lý cũng như các khu vực bố trí công trường xây dựng. Đó là tuyến đập
đất theo phương án 2.
Đặc điểm của tuyến này là ngắn, mặt bằng rộng cao hơn lòng suối 9m, nối liền
một yên ngựa cao hơn lòng suối 4m sau đó tiếp một vai đồi cao khác- là bờ phải của hồ.
Tại đây lòng suối cao từ (+16m) đến (+17m).
4.3.2 Chọn tuyến tràn xả lũ
Vị trí tràn xả lũ được bố trí ở đồi thấp vai phải đập đất có cao độ (+24m) để đưa lũ
hồ về ngay suối cũ cách chân đập hạ lưu >150m.
Điều kiện địa hình tại vị trí tuyến tràn chỉ cho phép bố trí một đường tràn dọc
vuông góc với tuyến đập chính.
Loại tràn : Chọn tràn là kiểu đập tràn đỉnh rộng. Theo sự phân công của cô giáo
hướng dẫn em chọn tràn là tràn tự do, không có cửa van điều tiết, có dốc nước sau tràn.
GVHD:
Page 16
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
4.3.3. chọn tuyến cống
Cống được bố trí tại vai trái của đập để cấp nước cho một khu tưới nằm bên trái
của đập.
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
5.1. ĐIỀU TIẾT LŨ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PÔ – TA – PÔP
5.1.1.Nguyên lý điều tiết lũ
-Nguyên lý điều tiết dựa vào phương trình:
V
q
V
q
1
( Q1 Q 2 ) ( 1 1 ) ( 2 2 )
2
t
2
t
2
t là thời đoạn tính toán là hằng số , tức là chọn như cả các thời đoạn tính toán
Q1 ,Q2 là lưu lượng đến của thời điểm đầu và thời điểm cuối cùng một thời thời đoạn t
Giá trị q1, V1 trong phương trình , là ở đầu mỗi thời đoạn t , q2,V2 là những giá trị cần
xác định
GVHD:
Page 17
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
Trong phương trình trên các đại lượng trong dấu ngoặc đơn đều là hàm của q và
vế trái phương trình trên luôn biết còn vế phải chứa các đại lượng chưa biết. Do đó nếu
lập quan hệ giữa q với (
V1 q1
V
q
) và ( 2 2 ) , bởi vậy ta xây dựng biểu đồ phụ trợ
t 2
t 2
Nội dung phương pháp
Q(m3/s)
f1
f2
q2
q1
Q12
t (h)
0
Hình5-1. Các quan hệ q f1 V 1 q và q f 2 V 1 q
t 2
t 2
5.1.2.Xây dựng biểu đồ phụ trợ
Biểu đồ phụ trợ được xây dựng theo các bước sau
Bước 1: Xây dựng các biểu đồ phụ trợ:
- Lựa chọn thời đoạn tính toán ∆t, sau đó giả thiết nhiều mực nước trong kho để tính
lưu lượng xả lũ tương ứng
- Dựa vào đường quan hệ Z-V của kho nước để xác định V với các Z đã giả thiết.
- Tính các giá trị f1 = ( V q ) , và f2 = ( V q ) ,
t
t
2
2
- Vẽ đường quan hệ q ~ f1, q ~ f2
Bước 2: Sử dụng biểu đồ phụ trợ để tính điều tiết:
- Với mỗi thời đoạn t tính Q 1 ( Q1 Q 2 )
2
- Từ q1 đã biết tra biểu đồ phụ trợ xác định f1. Thay f1, q1 vào phương trình cân băng
nước để tìm f2
- Từ f2 tra biểu đồ phụ trợ ngược lại tìm được q2. Như vậy ta đã xác định được q xả
cuối thời đoạn thứ nhất, và nó cũng là q đầu cho thời đoạn tiếp theo.
GVHD:
Page 18
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
Bước 3: Lặp lại bước 2 cho đến khi kết thúc
Bước 4: Từ quá trình lũ đến, quá trình xả xác định được cột nước siêu cao (Hsc), và dung
tích siêu cao trong kho (Vsc)
5.2. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
5.2.1Tài liệu tính toán
-Các đặc trưng của hồ chứa bảng quan hệ Z~F~V (bảng 1-8 , 1-9 )
-Quá trình lũ đến với tần suất lũ thiết kế P =1% , và tần suất lũ kiểm tra P= 0,2%
-MNDBT = 24 m tra quan hệ Z~V được VMNDBT = 1,467 (m3)
-Tràn đỉnh rộng chảy tự do không có cửa van điều tiết .
-Tính toán với phương án bề rộng tràn B = 35 (m)
5.2.2.Tính toán điều tiết lũ
Bước 1 : Xây dựng biểu đồ phụ trợ :
+ chọn thời đoạn tính toán Δt = 0,5 giờ và giả thiết nhiều trị số mực nước trong hồ
Z (từ Hbt trở lên ) tính ra lưu lượng xả tương ứng theo công thức
q m.B. 2.g .H 03/2
Trong đó
(+) H0 = H= Z-Ztr (Với Ztr =24 m)
(+) vì đập tràn đỉnh rộng chọn theo quy phạm
QPLC8-76 Ta có m = 0,35
(+) Với g =9,81m/s2
Trong đó :
Cột (1) : số thứ tự
Cột (2) :Các mực nước giả định từ Ztràn
Cột (3): Cột nước tràn h = Z - Ztràn
Cột (4): Lưu lượng xả q :
Cột (5)dung tích hồ trên ngưỡng tràn V = Vk - Vbt
Cột (6) Giá trị
GVHD:
Page 19
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
Cột (7) Giá trị
Cột (8) Dung tích hồ ứng với mực nước Z (tra quan hệ Z~V)
Bảng 5.1: Bảng tính giá trị đặc trưng của biểu đồ phụ trợ
h(m)
Vk.10⁶(m3) Vsc.10⁶(m3)
qx(m3/s)
f1(m3/s)
f2(m3/s)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
0
14.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.2
14.280
0.280
4.853
75.351
80.204
0.4
14.560
0.560
13.727
148.692
162.419
GVHD:
Page 20
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
0.6
14.840
0.840
25.218
220.724
245.942
0.8
15.120
1.120
38.826
291.698
330.524
1
15.400
1.400
54.261
361.759
416.019
1.2
15.680
1.680
71.328
431.003
502.330
1.4
15.960
1.960
89.883
499.503
589.386
1.6
16.240
2.240
109.816
567.314
677.130
1.8
16.520
2.520
131.037
634.481
765.519
2
16.800
2.800
153.473
701.042
854.514
2.2
17.020
3.020
177.060
750.359
927.419
2.4
17.240
3.240
201.745
799.128
1000.872
2.6
17.460
3.460
227.481
847.370
1074.852
2.8
17.680
3.680
254.228
895.108
1149.336
3
17.900
3.900
281.947
942.360
1224.307
3.2
18.120
4.120
310.607
989.141
1299.748
3.4
18.340
4.340
340.176
1035.467
1375.644
3.6
18.560
4.560
370.629
1081.352
1451.981
3.8
18.780
4.780
401.940
1126.808
1528.748
4
19.000
5.000
434.086
1171.846
1605.932
GVHD:
Page 21
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
Hình 5.2 : Biểu đồ quan hệ phụ trợ q~f1,f2
*
Bảng tính điều tiết lũ P = 0.2%
Cột 1:số thứ tự
Cột 2: Thời đoạn tính toán t=0,5h
Cột 3: Qđến lấy theo tài liệu thủy văn
Cột 4: Lưu lượng trung bình thời đoạn
Q
tb
Qđ Qc
2
Cột 5: Từ qxả 1→ f1 nội suy theo đường quan hệ phụ trợ
Cột 6 và 7: giá trị của hai hàm phụ trợ ứng với mỗi thời đoạn :
f2(q)= Q f1 (q)
Cột 8:lưu lượng lũ xả cuối thời đoạn (tra f2(q) trên đường phụ trợ)
Cột 9:lưu lượng lũ xả trung bình của từng thời đoạn:
q
q1 q2 3
(m / s )
2
Cột 10: tổng lượng nước xó của từng thời đoạn
W (Q q)t (106 m3 / s)
Cột 11:thể tích siêu cao
Cột 12:tổng thể tích trong hồ
GVHD:
Page 22
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
Cột 13:cao trình mực nước trong hồ
Cột 14:cột nước trên tràn
Các tính toán cụ thể như sau:
* Đối với tần suất kiểm tra P=0,2:
GVHD:
Page 23
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
TT
T
Q
Qtb
Qx
f1
f2
Htr(m)
Z(m)
V(m3)*10^6
Vn-Vo
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(11)
(12)
(13)
(14)
1
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
24.000
9.200
0.000
2
0.500
46.800
23.400
0.000
0.000
23.400
0.000
24.000
9.200
0.000
3
1.000
93.600
70.200
1.415
21.984
92.184
0.088
24.088
9.345
0.145
4
1.500
140.400 117.000
6.145
86.035
203.035
0.234
24.234
9.586
0.386
5
2.000
187.200 163.800
19.314
183.720
347.520
0.502
24.502
10.028
0.828
6
2.500
234.000 210.600
41.894
305.625
516.225
0.842
24.842
10.589
1.389
7
3.000
280.800 257.400
74.289
441.936
699.336
1.233
25.233
11.234
2.034
8
3.500
327.600 304.200
115.147
584.188
888.388
1.651
25.651
11.924
2.724
9
4.000
376.800 352.200
164.432
723.956
1076.156
2.094
26.094
12.664
3.464
10
4.500
351.000 363.900
227.949
848.205
1212.105
2.604
26.604
13.557
4.357
11
5.000
327.600 339.300
277.435
934.669
1273.969
2.968
26.968
14.194
4.994
12
5.500
304.200 315.900
300.813
973.155
1289.055
3.132
27.132
14.481
5.281
13
6.000
280.800 292.500
306.544
982.51
1275.010
3.172
27.172
14.551
5.351
14
6.500
257.400 269.100
301.209
973.8
1242.900
3.135
27.135
14.486
5.286
15
7.000
234.000 245.700
289.010
953.899
1199.599
3.050
27.050
14.337
5.137
16
7.500
210.600 222.300
272.811
926.787
1149.087
2.935
26.935
14.136
4.936
17
8.000
187.200 198.900
254.138
894.948
1093.848
2.799
26.799
13.898
4.698
18
8.500
163.800 175.500
234.302
859.544
1035.044
2.652
26.652
13.641
4.441
19
9.000
140.400 152.100
213.632
821.411
973.511
2.493
26.493
13.362
4.162
GVHD:
Page 24
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hồ chứa nước Suối Sập
20
9.500
117.000 128.700
192.549
780.961
909.661
2.327
26.327
13.072
3.872
21
10.000
93.600
105.300
171.314
738.346
843.646
2.152
26.152
12.766
3.566
22
10.500
70.200
81.900
150.733
692.913
774.813
1.976
25.976
12.46
3.260
23
11.000
46.800
58.500
133.380
641.432
699.932
1.821
25.821
12.204
3.004
24
11.500
23.400
35.100
115.290
584.641
619.741
1.653
25.653
11.927
2.727
25
12.000
0.000
11.700
96.778
522.962
534.662
1.471
25.471
11.627
2.427
Bảng 5.2: Kết quả tính toán điều tiết lũ hồ Phước Bình (Lũ kiểm tra P=0,2%)
GVHD:
Page 25