Thuyết minh tính toán thủy văn Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Mục lục
Chương 1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Chương 2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Chương 3
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.3
Chương 4
4.1
4.2

Giới thiệu chung ..........................................................................2
Mở đầu ...................................................................................................2
Căn cứ để thực hiện dự án .....................................................................2
Nhiệm vụ của dự án ...............................................................................3

Những nét cơ bản của vùng dự án .........................................................3
Các tài liệu sử dụng trong tính toán .......................................................3
Tần suất thiết kế công trình ................................................................... 3
Các yếu tố khí tượng ................................................................4
Nhiệt độ không khí ................................................................................4
Độ ẩm không khí ...................................................................................4
Số giờ nắng ............................................................................................4
Chế độ gió..............................................................................................4
Bốc hơi ...................................................................................................5
Tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế ...............6
Quan hệ Q~Z tại các mặt cắt ................................................................. 6
Các mực nước nhỏ nhất, lớn nhất thiết kế và mực nước tạo lòng ..........6
Các mực nước nhỏ nhất, lớn nhất thiết kế .............................................6
Lưu lượng, mực nước tạo lòng ...............................................................7
Vận tốc dòng chảy lớn nhất ...................................................................8
Kết luận và kiến nghị ...............................................................9
Kết luận .................................................................................................9
Kiến nghị ...............................................................................................9

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

1


Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang
Chương 1

Giới thiệu chung

1.1

Mở đầu

Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn
Dương được tiến hành khảo sát, thiết kế, xây dựng tại thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang do Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn tỉnh
Tuyên Quang làm chủ đầu tư.
1.2

-

-

-

-

-

Căn cứ để thực hiện dự án

Quyết định số 978/QĐ-CT ngày 23 tháng 6 năm 2008 của chủ tịch UBND tỉnh
Tuyên Quang về việc phê duyệt chủ trương đầu tư xây dựng công trình: Kè bảo
vệ chống sạt lở hai bờ sông phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương huyện Sơn
Dương, tỉnh Tuyên Quang.
Luật xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003 của quốc hội khoá XI kỳ họp
thứ 4.

Nghị định 209/2004NĐ- CP ngày 16/12/2004 cuả chính phủ về quản lý chất
lượng công trình xây dựng.
Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/ 2009 của chính phủ về quản lý dự án đầu
tư xây dựng công trình;
Nghị định số: 99/2007/NĐ-CP ngày13/6/2007 của Chính phủ về Quản lý chi phí
đầu tư xây dựng công trình.
Thông tư số: 02/2007/TT-BXD ngày 14 tháng 02 năm 2007 của Bộ Xây dựng
hướng dẫn lập một số nội dung về lập, thẩm định, phê duyệt, dự án đầu tư xây
dựng công trình;
Thông tư số: 05/2007/TT-BXD ngày 25 tháng 7 năm 2007 của Bộ Xây dựng về
việc hướng dẫn lập và quản lý chi phí dự án đầu tư xây dựng công trình;
Thông tư số 03 /2008/TT-BXD ngày 25 tháng 01 năm 2008 của bộ Xây dựng về
việc hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng công trình.
Thông tư số 05/2009/TT-BXD ngày15 tháng 4 năm 2009 của bộ Xây dựng về
việc hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng công trình.
Quyết định số: 16/2007/QĐ-UBND ngày 20/6/2007 về việc phê duyệt ban hành
Đơn giá xây dựng công trình phần khảo sát thực hiện trên địa bàn tỉnh
Tuyên Quang.
Quyết định số: 17/2007/QĐ-UBND ngày 20/6/2007 về việc phê duyệt ban hành
đơn giá xây dựng công trình phần xây dựng thực hiện trên địa bàn tỉnh Tuyên
Quang.
Quyết định số: 18/2007/QĐ-UBND ngày 20/6/2007 về việc phê duyệt ban hành
đơn giá xây dựng công trình phần lắp đặt thực hiện trên địa bàn tỉnh Tuyên
Quang

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

2

Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang
1.3

-

1.4

Nhiệm vụ của dự án

Chống sạt lở, bảo vệ hai bờ sông Phó Đáy đoạn qua thị trấn huyện Sơn Dương với
chiều dài dự kiến khoảng 7km; đỉnh kè bố trí đường đi dạo cho nhân dân, kết hợp
hành lang bảo vệ trồng cây xanh; xây dựng đầy đủ các công trình phụ trợ như
đường lên xuống bến sông, cống thoát nước thải, rãnh thoát nước mặt.
Nắn chỉnh lại tuyến sông không cho phát triển bất lợi, tạo dòng sông ổn định phù
hợp với quy luật thuận dòng đảm bảo tiêu thoát lũ nhanh.
Cải tạo môi trường và cảnh quan chung khu vực thị trấn Sơn Dương.
Những nét cơ bản của vùng dự án

Sơn Dương là huyện nằm ở phía Nam tỉnh Tuyên Quang, phía Đông tiếp giáp với
tỉnh Thái Nguyên, phía Tây giáp tỉnh Phú Thọ, phía Nam giáp tỉnh Vĩnh Phúc,
phía Bắc giáp với huyện Yên Sơn. Địa hình của huyện có nhiều đặc điểm của
vùng chuyển tiếp giữa trung du và miền núi, rừng núi chiếm khoảng 3/4 diện tích
đất tự nhiên. Địa hình của huyện chia làm 2 vùng, vùng phía Bắc huyện có địa
hình đồi núi cao, độ dốc lớn xen lẫn núi đá vôi, vùng phía Nam có địa hình đồi
bát úp, có độ dốc thấp và thoải dần.
Thị trấn Sơn Dương là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá của toàn huyện Sơn
Dương, tỉnh Tuyên Quang. Trung tâm thị trấn Sơn Dương có dòng sông Phó Đáy

chảy qua, một con sông không lớn với chiều rộng mặt thoáng trung bình từ 70
đến 100m, chiều dài chảy qua trung tâm thị trấn Sơn Dương khoảng 3-4km.
Lòng sông có độ dốc tương đối lớn, uốn lượn liên tục. Dòng chảy lũ trên sông
tương đối lớn và nguy hiểm. Lũ lớn xảy ra đã làm cho việc cắt dòng, nắn dòng
xảy ra thường xuyên, có nơi lòng sông dịch chuyển từ 30-70m.
Sạt lở bờ sông đã làm thay đổi cảnh quan khu vực thị trấn Sơn Dương, ảnh hưởng
đến đời sống của nhân dân sống ven hai bờ, ảnh hướng đến việc hoạt động, điều
hành của các cơ quan nhà nước, các doanh nghiệp, cơ sở kinh doanh đóng trên
địa bàn ven bờ sông khu vực thị trấn Sơn Dương.
Việc xây dựng công trình kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị
trấn Sơn Dương không chỉ bảo vệ trực tiếp các cơ quan nhà nước, cơ sở y tế,
trường học đóng trên khu vực mà còn bảo vệ cảnh quan chung của khu vực.
1.5

1.6

-

Các tài liệu sử dụng trong tính toán

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 285- 2002
Tiêu chuẩn ngành - Công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ. Quy trình thiết kế 14
TCN 84-91.
Quy phạm Tính toán các đặc trưng Thủy văn thiết kế QP. TL. C-6-77.
Các tiêu chuẩn quy trình, quy phạm khác có liên quan.
tần suất thiết kế công trình

Mực nước lớn nhất thiết kế với tần suất P = 10%
Mực nước nhỏ nhất nhiết kế với tần suất P = 95%
Mực nước thi công ứng với tần suất P = 10%

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

3


Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang
Chương 2

Các yếu tố khí tượng
Các yếu tố khí tượng của dự án được tính toán theo tài liệu của trạm Tuyên
Quang.
2.1

Nhiệt độ không khí

Vùng dự án có nhiệt độ trung bình tương đối cao, tháng nóng nhất nhiệt độ trung
bình lên đến 28,20C. Trong các tháng mùa Đông, nhiệt độ không xuống quá thấp,
nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất ở trạm Tuyên Quang ở mức 15,20C. Đặc trưng
nhiệt độ trung bình được thống kê ở bảng sau:
Bảng 2 - 1: Đặc trưng nhiệt độ tháng, năm
Tháng
T (oC)
2.2

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII Năm

15,2 16,7 20,2 23,8 26,9 28,2 28,1 27,5 26,6 23,9 19,9 16,4 22,6

Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm dao động trong khoảng 82-88%. Sự
chênh lệch về độ ẩm trong các tháng là không nhiều, tháng có độ ẩm cao nhất là
tháng VIII, tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng III. Độ ẩm không khí trung bình
các tháng trong năm được thống kê ở bảng sau:

Bảng 2 - 2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII Năm

U(%)

86

86

82

85

83

85

86

88

86

86

86

86

2.3

86

Số giờ nắng

Tổng số giờ nắng trong vùng dự án đạt tương đối cao với số liệu tại trạm Tuyên

Quang là 1654,5 giờ nắng mỗi năm. Các tháng có số giờ nắng nhiều nhất là các
tháng VII, VIII và IX (cao nhất là 191,0 giờ nắng được thống kê vào tháng VII).
Các tháng mùa Đông có số giờ nắng ít hơn, tháng II có số giờ nắng trung bình chỉ
đạt 57,6 giờ nắng. Tổng số giờ nắng trung bình tháng được thống kê ở bảng dưới
đây:
Bảng 2 - 3: Số giờ nắng trung bình tháng
Tháng
S(giờ)
2.4

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

59,4 57,6 71,1 99,8 172,2 176,3 191,0 183,3 190,2 172,6 167,0 114,0 1654,5

Chế độ gió

Trong năm có hai mùa gió, gió mùa mùa Đông thường bắt đầu từ tháng XI đến
tháng IV năm sau với hướng gió thịnh hành là Đông Bắc mang không khí lạnh và
khô. Ngược lại, vào mùa Hạ, hướng gió thịnh hành là Tây Nam xuất hiện từ tháng
V đến tháng X thường mang không khí nóng ẩm. Tốc độ gió lớn nhất được thống
kê ở bảng sau:
Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

4


Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Bảng 2 - 4: Tốc độ gió lớn nhất không kể hướng
Tháng

I

Vmax(m/s) 12
2.5

II

III

IV

15

>20 > 20

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

22

24

28

24

28

20

20

16

28

Bốc hơi

Tài liệu bốc hơi ống Piche của trạm Tuyên Quang được thống kê ở bảng sau:
Bảng 2 - 5: Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm
Tháng
Z(mm)

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII Năm

52,7 46,8 52,3 63,4 93,0 71,7 73,8 62,2 60,1 62,2 52,5 51,5 742,2

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

5


Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện

Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang
Chương 3

Tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế
Tuyến kè được dự kiến xây dựng ở hai bên bờ sông Phó Đáy đoạn qua thị trấn
Sơn Dương. Bên bờ trái tuyến kè có chiều dài hơn 3km, đoạn sông được kè bên
bờ phải dài hơn 1km. Các vị trí được tính toán mực nước phục vụ thiết kế là điểm
đầu kè ở thượng lưu (Đầu kè), điểm Giữa kè (cách điểm đầu kè 1,6km về phía hạ
lưu) và điểm Cuối kè tính theo tuyến kè bên bờ trái.
Mực nước thiết kế được tính theo phương pháp chuyển từ mực nước của trạm thủy
văn Quảng Cư đến các vị trí tính toán theo độ dốc sông.
3.1

quan hệ Q~Z tại các mặt cắt

Từ các tài liệu mặt cắt ngang tại các vị trí Đầu kè, Giữa kè và Cuối kè, xây dựng
được đường quan hệ Q ~ Z tại các tuyến. Tọa độ đường các đường quan hệ Q ~ Z
tại bảng sau:
Bảng 3 - 1: Tọa độ đường quan hệ Q ~ Z tại các vị trí
Đầu kè
Z(m)
54,5
55,0
55,5
56,0
56,5
57,0
57,5
58,0
58,5

59,0
59,5
60,0
60,5
61,0
61,5

Giữa kè
3

Q(m /s)
0,186
2,35
5,09
8,50
35,0
68,7
123
200
288
389
501
618
738
861
1084

Z(m)
53,5
54,0

54,5
55,0
55,5
56,0
56,5
57,0
57,5
58,0
58,5
59,0
59,5
60,0

Cuối kè
3

Q(m /s)
0,094
8,20
31,0
65,1
106
150
242
325
426
548
695
856
1030

1215

Z(m)
52,5
53,0
53,5
54,0
54,5
55,0
55,5
56,0
56,5
57,0
57,5
58,0
58,5

Q(m3/s)
0,314
16,0
45,7
86,8
134
187
235
310
389
440
651
895

1203

Xem phụ lục từ 1 đến 3.
3.2

Các mực nước nhỏ nhất, lớn nhất thiết kế và mực nước tạo
lòng

3.2.1 Các mực nước nhỏ nhất, lớn nhất thiết kế
Từ tài liệu mực nước của trạm Quảng Cư tiến hành tính toán được các mực nước
lớn nhất, nhỏ nhất theo các tần suất thiết kế. Các mực nước thiết kế tại các vị trí
Đầu kè, Giữa kè, cuối Kè được tính chuyển theo độ dốc sông từ trạm Quảng Cư
đến các vị trí tính toán. Kết quả tính toán ở bảng sau:

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

6


Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Bảng 3 - 2: Mực nước nhỏ nhất thiết kế
Tuyến

50%

75%

80%

85%

90%

95%

97%

2655 0.002 0.132 2655

2650

2649

2648

2647

2645

2644

Đầu Kè

5614

5610

5609

5608

5606

5604

5603

Giữa Kè

5481

5477

5476

5475

5474

5471

5470

Cuối Kè

5347

5343

5342

5341

5339

5337

5336

Quảng Cư

Hbq

Cv

Cs

H(cm)

Xem phụ lục từ 4 đến 5.
Bảng 3 - 3: Mực nước lớn nhất thiết kế

H(cm)

Tuyến

Hbq

Cv

Cs

0,5%

1%

1,5%

2%

5%

10%

Quảng Cư

1615

0.05

0.125

3292

3243

3213

3192

3121

3062

Đầu Kè

6205

6156

6126

6105

6034

5975

Giữa Kè

6071

6022

5992

5971

5900

5841

Cuối Kè

5936

5887

5857

5836

5764

5706

Xem phụ lục từ 6 đến 7.
Bảng 3 - 4: Mực nước lớn nhất các tháng mùa thi công
Vị trí

H(cm)

Tháng

XI

XII

I

II

III

IV

V

XI-V

5%

2849

2715

2698

2738

2770

2864

2912

2934

10%

2798

2704

2690

2716

2741

2822

2875

2899

5%

5737

5603

5586

5626

5658

5752

5800

5822

10%

5686

5592

5578

5604

5629

5710

5763

5787

5%

5608

5474

5456

5497

5528

5622

5671

5693

10%

5556

5462

5448

5474

5500

5580

5634

5657

5%

5477

5343

5325

5366

5397

5491

5540

5562

10%

5425

5331

5317

5343

5369

5449

5503

5526

Quảng Cư

Đầu kè

Giữa kè

Cuối kè

Xem phụ lục từ 8 đến 23.
3.2.2 Lưu lượng, mực nước tạo lòng
Mực nước tạo lòng được xác định dựa vào đường quan hệ Q ~ Z tại các vị trí tính
toán theo lưu lượng tạo lòng. Lưu lượng tạo lòng được tính chuyển theo lưu lượng
tính toán từ tài liệu trạm Quảng Cư, lưu lượng tạo lòng được tính bằng lưu lượng
lũ ứng với tần suất 5%.
Lưu lượng lớn nhất tại các mặt cắt đầu kè, giữa kè và cuối kè bờ trái được tính
chuyển từ lưu lượng lớn nhất tại trạm thủy văn Quảng Cư theo công thức kinh
nghiệm:
Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

7

Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang
n

FQC

QP =
F


-

qF

Trong đó:
QP: Lưu lượng theo các tần suất tính toán
q: Môđuyn đỉnh lũ của lưu vực Quảng Cư
FQC: Diện tích lưu vực trạm Quảng Cư, FQC = 1190km2
F: Diện tích lưu vực tính đến các vị trí tính toán
n: Hệ số triết giảm đỉnh lũ
Kết quả tính toán ở bảng sau:
Bảng 3 - 5: Mực nước tạo lòng tại các vị trí
STT

Đặc trưng

Giá trị

1

Q5% tại trạm Quảng Cư (m3/s)

837

2

Q5% tại vị trí tính toán (m3/s)

650

3

Mực nước tạo lòng tại điểm Đầu Kè (m)

60,13

4

Mực nước tạo lòng tại điểm Giữa Kè (m)

58,36

5

Mực nước tạo lòng tại điểm Cuối Kè (m)

57,50

Xem phụ lục từ 24 đến 25.
3.3

Vận tốc dòng chảy lớn nhất

Đoạn sông tại vị trí tuyến kè không có trạm đo đạc thủy văn. Gần vị trí tuyến nhất
chỉ có trạm thủy văn Quảng Cư có đo đạc lưu lượng và vận tốc dòng chảy. Thống
kê các giá trị vận tốc lớn nhất trong liệt tài liệu (1960-1976) và trong hai trận lũ
lịch sử năm 1969 và 1971, xác định được vận tốc dòng chảy lớn nhất như sau:
Bảng 3 - 6: Vận tốc dòng chảy lớn nhất trạm Quảng Cư V(m/s)

-

STT

Đặc trưng

1969

1971

1

Vận tốc lớn nhất

2,02

2,69

2

Vận tốc trung bình thủy trực lớn nhất

1,60

1,93

Khoảng cách từ trạm thủy văn Quảng Cư đến tuyến đo không lớn, đoạn sông giữa
2 vị trí tương đối thẳng với các đặc trưng lòng, bãi giống nhau, lượng gia nhập
khu giữa không đáng kể, Do đó, có thể sử dụng vận tốc dòng chảy lớn nhất trạm
Quảng Cư làm vận tốc dòng chảy lớn nhất thiết kế tại tuyến kè.
Để đảm bảo an toàn trong thiết kế, chọn vận tốc dòng chảy lớn nhất trận lũ lịch
sử 1971 làm vận tốc thiết kế:
Vận tốc dòng chảy lớn nhất:
Vmax = 2,69m/s
Vận tốc dòng chảy lớn nhất trung bình thủy trực: VTbmax = 1,93m/s

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

8


Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang
Chương 4

Kết luận và kiến nghị
4.1

Kết luận

Tài liệu khí tượng, thủy văn sử dụng đã được xem xét về mức độ chính xác vì vậy
kết quả tính toán hoàn toàn có thể tin cậy được, có thể dùng cho thiết kế tuyến kè
trong giai đoạn TKKTTC.
4.2

Kiến nghị

Vận tốc dòng chảy lớn nhất đoạn sông Phó Đáy khu vực công trình được xác định
dựa trên vận tốc dòng chảy lớn nhất thực đo tại trạm Quảng Cư. Vì vậy kiến nghị
nên tiến hành khảo sát đo đạc lưu tốc dòng chảy lớn nhất tại vị trí tuyến công
trình nếu điều kiện cho phép.
Nếu có thể, nên tiến hành điều tra mực nước kiệt nhất, lớn nhất tại vị trí công
trình, đồng thời quan trắc mực nước trong thời gian 1 tháng mùa kiệt để xác định
độ dốc mặt nước sông nhằm chính xác hóa các thông số thủy văn thiết kế.

Thuyết minh tính toán thủy văn

TKKTTC

9