Thiết kế hồ chứa nước đông phong

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

TK hồ chứa nước Đông Phong

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ..............................6
1.1. Vị trí địa lý. ....................................................................................................6
1.2. Các điều kiện tự nhiên. ...................................................................................6
1.2.1. Điều kiện địa hình khu vực công trình đầu mối. .........................................7
1.2.2. Điều kiện địa chất công trình. ....................................................................7
1.2.3. Điều kiện địa chất thủy văn. ..................................................................... 11
1.2.4. Điều kiện vật liệu xây dựng. .................................................................... 11
1.2.5. Tài liệu khí tượng thủy văn. ..................................................................... 14
CHƯƠNG 2: NHU CẦU DÙNG NƯỚC, CẤP CÔNG TRÌNHVÀ CÁC CHỈ
TIÊU THIẾT KẾ ................................................................................................. 19
2.1. Nhiệm vụ công trình. .................................................................................... 19
2.2. Nhu cầu dung nước. ...................................................................................... 19
2.3. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế. .......................................................... 19
2.3.1. Xác định cấp công trình. .......................................................................... 19
2.3.2. Các chỉ tiêu thiết kế. ................................................................................ 19
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ ..................................................... 21
3.1. Mục đích, nhiệm vụ tính toán........................................................................ 21
3.2. Nội dung tính toán điều tiết hồ chứa theo phương pháp lập bảng. ................. 21
3.2.1. Xác định cao trình mực nước chết (MNC) và dung tích chết. ................... 21
3.2.2. Xác định dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường(MNDBT).22
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ ...................................................... 26
4.1. Khái niệm, mục đích, ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ. ................................ 26
4.1.1. Khái niệm. ............................................................................................... 26
4.1.2. Mục đích. ................................................................................................. 26

4.1.3. Ý nghĩa. ................................................................................................... 26
4.2. Nguyên lý tính toán điều tiết lũ ..................................................................... 26
4.3. Nội dung phương pháp lập bảng tính thử dần để tính toán điều tiết lũ. .......... 27
4.4. Áp dụng phương pháp lập bảng tính thử dầnvào bài toán Hồ A Phong.......... 28
4.4.1. Đặc điểm quá trình xả lũ của tràn có cửa van. .......................................... 28
4.4.2. Tài liệu cho trước..................................................................................... 28
4.4.3. Nội dung tính toán ................................................................................... 29
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH ............. 30
5.1. Thiết kế sơ bộ đập ngăn nước. ...................................................................... 30
5.1.1. Mục đích của việc thiết kế sơ bộ. ............................................................. 30
5.1.2. Tài liệu tính toán. ..................................................................................... 30
5.1.3. Xác định cao trình đỉnh đập. .................................................................... 30
5.1.4. Xác định sơ bộ mặt cắt đập chính............................................................. 34
5.2. Mặt cắt đập phụ sơ bộ. .................................................................................. 37
5.3. Thiết kế sơ bộ tràn xả lũ................................................................................ 37
5.3.1. Hình thức đập tràn. .................................................................................. 37
5.3.2. Bố trí các bộ phận tràn ............................................................................. 37
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 2

TK hồ chứa nước Đông Phong

5.3.3. Tính toán thủy lực. .................................................................................. 38
5.3.4. Thiết kế sơ bộ công trình tiêu năng. ......................................................... 46

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KHỔI LƯỢNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 51
6.1. Mục đích của việc tính khối lượng các hạng mục công trình. ....................... 51
6.2. Tính toán khối lượngđập. ............................................................................. 51
6.2.1. Khối lượngđào. ....................................................................................... 51
6.2.2. Khối lượngđắp. ....................................................................................... 51
6.3. Tính toán khối lượng tràn ............................................................................. 52
6.4. Chi phí xây dựng các hạng mục công trình. .................................................. 52
6.4.1. Đơn giá chi tiết ........................................................................................ 52
6.4.2. Chi phí xây dựng tương ứng với các phương án. ..................................... 53
6.5. So sánh và lựa chọn phương án .................................................................... 55
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐẬP CHÍNH........................................... 56
7.1. Chọn loại đập ............................................................................................... 56
7.2. Thiết kế mặt cắt cơ bản của đập chính .......................................................... 56
7.2.1. Cao trình đỉnh đập. .................................................................................. 56
7.2.2. Cấu tạo chi tiết đỉnh đập. ......................................................................... 57
7.2.3. Mái đập và cơ đập. .................................................................................. 57
7.2.4. Thiết bị thoát nước. ................................................................................. 57
7.2.5. Chống thấm nền đập ................................................................................ 58
7.2.6. Hình thức bảo vệ mái đập ........................................................................ 59
7.3. Tính toán thấm qua đập và nền: .................................................................... 61
7.3.1. Mục đích. ................................................................................................ 61
7.3.2. Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán thấm. ................................................. 62
7.3.3. Phương pháp tính thấm ........................................................................... 62
7.3.4. Các trường hợp tính toán thấm ................................................................ 62
7.3.5. Tính thấm cho mặt cắt lòng sông. ............................................................ 63
7.3.6. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi............................................................... 65
7.3.7. Tính tổng lưu lượng thấm qua thân đập. .................................................. 67
7.4. Tính toán ổn định đập đất. ............................................................................ 69
7.4.1. Mục đích tính toán. ................................................................................. 69
7.4.2. Trường hợp tính toán. .............................................................................. 69

7.4.3. Nguyên lý tính toán và tài liệu tính toán. ................................................. 70
7.4.4. Phương pháp tính toán............................................................................. 71
7.4.5. Các bước tính toán. ................................................................................. 71
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CHI TIẾT TRÀN XẢ LŨ ......................................... 76
8.1. Bố trí các bộ phận của tràn. .......................................................................... 76
8.1.1. Kênh dẫn thượng lưu. .............................................................................. 76
8.1.2. Tường hướng dòng. ................................................................................. 76
8.1.3. Sân thượng lưu. ....................................................................................... 77
8.1.4. Ngưỡng tràn. ........................................................................................... 77
8.1.5. Dốc nước................................................................................................. 77
8.1.6. Công trình tiêu năng. ............................................................................... 77
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 3

TK hồ chứa nước Đông Phong

8.1.7. Kiểm tra khả năng tháo lũ thiết kế............................................................ 78
8.1.8. Tính toán Thủy lực dốc nước. .................................................................. 79
8.1.9. Vấn đề hàm khí trên dốc nước và chiều cao tường bên dốc nước. ............ 82
8.2. Tính toán tiêu năng sau dốc nước. ................................................................. 83
8.2.1. Kênh dẫn hạ lưu. ...................................................................................... 83
8.2.2. Thiết kế tiêu năng sau dốc nước. .............................................................. 85
8.3. Bố trí các hạng mục trên tràn. ....................................................................... 89
8.3.1. Cửa van và thiết bị đóng mở. ................................................................... 89

8.3.2. Trụ bên và trụ giữa: ................................................................................. 89
8.3.3. Dầm thả phai: .......................................................................................... 90
8.3.4. Cầu giao thông:........................................................................................ 90
8.3.5. Cầu công tác. ........................................................................................... 91
8.4. Tính ổnđịnh tràn. .......................................................................................... 92
8.4.1. Mục đích.................................................................................................. 92
8.4.2. Tính toán ổn định tường cánh thượng lưu ................................................ 92
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC ................................................ 106
9.1. Vị trí và hình thức cống. ............................................................................. 106
9.1.1. Nhiệm vụ. .............................................................................................. 106
9.1.2. Hình thức quy mô công trình: ................................................................ 106
9.2. Thiết kế kênh hạ lưu cống. .......................................................................... 107
9.2.1. Thiết kế mặt cắt kênh hạ lưu. ................................................................. 107
9.3. Tính toán khẩu diện cống. ........................................................................... 110
9.3.1. Trường hợp tính toán. ............................................................................ 110
9.3.2. Xác định bề rộng cống. .......................................................................... 111
9.3.3. Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống:...................................... 115
9.4. Kiểm tra trạng thái chảy và tiêu năng sau cống: .......................................... 115
9.4.1. Mục đích tính toán: ................................................................................ 115
9.4.2. Trường hợp tính toán: ............................................................................ 116
9.4.3. Xác định độ mở cống. ............................................................................ 116
9.4.4. Kiểm tra trạng thái chảy trong cống: ...................................................... 117
9.4.5. Tiêu năng sau cống: ............................................................................... 124
9.5. Chọn cấu tạo cống ngầm. ............................................................................ 125
9.5.1. Bộ phận cửa vào và cửa ra. .................................................................... 125
9.5.2. Thân cống: ............................................................................................. 125
9.5.3. Tháp van và cầu công tác: ...................................................................... 126
CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC ........... 128
CHƯƠNG 10: .................................................................................................... 128
10.1. Mục đích và trường hợp tính toán ............................................................. 128

10.1.1. Mục đích tính toán ............................................................................... 128
10.1.2. Trường hợp tính toán ........................................................................... 128
10.1.3. Yêu cầu thiết kế. .................................................................................. 128
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 4

TK hồ chứa nước Đông Phong

10.2. Xác định chiều cao mực nước ngầm tại mặt cắt tính toán ......................... 129
10.3. Xác định các lực tác dụng lên cống tại vị trí giữa đập ............................... 129
10.3.1. Áp lực đất tác đụng lên đỉnh cống. ...................................................... 130
10.3.2. Áp lực đất hai bên thành cống. ............................................................ 130
10.3.3. Áp lực nước......................................................................................... 130
10.3.4. Trọng lượng bản thân cống. ................................................................. 131
10.3.5. Phản lực nền ........................................................................................ 131
10.3.6. Sơ đồ lực cuối cùng: ............................................................................ 131
10.4. Tính nội lực cho mặt cắt ngang cống ........................................................ 132
10.4.1. Mục đích tính toán............................................................................... 132
10.4.2. Phương pháp tính toán......................................................................... 132
10.4.3. Ttính toán nội lực cho cống ................................................................. 132
10.5. Tính toán bố trí cốt thép trên mặt cắt ngang cống ..................................... 135
10.5.1. Số liệu tính toán .................................................................................. 135
10.5.2. Tính toán cốt thép dọc chịu lực............................................................ 137
10.5.3. Tính toán cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên): ........................................ 143

10.6. Tính toán và kiểm tra nứt: ........................................................................ 146
10.6.1. Mặt cắt tính toán: ................................................................................ 146
10.6.2. Tính toán kiểm tra nứt: ........................................................................ 147
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 149
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN.........................................................................................167

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 5

TK hồ chứa nước Đông Phong

LỜI CẢM ƠN

Công tác thủy lợi ở nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ trong đó ngày càng cần
xây dựng nhiều hồ chứa nước hơn. Cụm công trình đầu mối quan trọng của hồ chứa
nước là đập dâng nước, đập tràn và công trình lấy nước nằm dưới đập. Trong xây dựng
công trình thủy lợi trên thế giới cũng như ở nước ta hồ chứa đóng vai trò quan trọng
trong việc điều tiết và phân bố lại dòng chảy tự nhiên theo không gian và thời gian
phục vụ nhu cầu dùng nước của con người.
Do có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế cho nên trong những năm gần
đây hồ chứa ngày càng chiếm ưu thế và đang có xu hướng phát triển mạnh về số
lượng, quy mô công trình cũng như tốc độ xây dựng. Riêng với nước ta hồ chứa đã
được xây dựng nhiều và trong tương lai hồ chứa chắc chắn còn giữ vai trò quan trọng
trong việc xây dựng và phát triển nền kinh tế quốc dân.

Thời gian làm Đồ án tốt nghiệp là một dịp quý báu giúp em hệ thống lại những
kiến thức đã học được trong những năm học tại trường và giúp em biết cách áp dụng
những kiến thức đã được học vào thực tế của công việc thiết kế một công trình thủy
lợi.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp vì thời gian có hạn, nên em chưa giải quyết
được hết các trường hợp trong thiết kế một công trình thủy công. Mặt khác do kinh
nghiệm thực tế còn thiếu và trình độ có hạn nên chắc chắn trong đồ án này không tránh
khỏi những sai sót, em rất mong các thầy, các cô xem xét và chỉ bảo thêm cho em. Để
kiến thức chuyên môn của em được nâng cao và hoàn thiện.
Qua khóa học gần năm năm với sự quyết tâm nỗ lực, cố gắng của bản thân và
cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Đại Học Thủy Lợi đã dìu dắt chúng
em trở thành những kỹ sư tương lai. Cảm ơn Thầy Th.S Vũ Hoàng Hải cùng toàn thể
các thầy cô trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 6

TK hồ chứa nước Đông Phong

PHẦN MỘT: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1. Vị trí địa lý.

Hồ chứa nước Đông Phong nằm trên suối Cho Mo thuộc xã Phước Tân, huyện
Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận. Công trình nằm cách huyện Ninh Sơn khoảng 16 Km về
phía Bắc, cách thị xã Phan Rang khoảng 45 km theo đường quốc lộ 27A và 27 B.
Tọa độ địa lý :
11013’­11015’ vĩ độ Bắc
108048’­108050’ kinh độ đông.
1.2. Các điều kiện tự nhiên.
Hồ chứa nước Đông Phong nằm giữa các dãy núi cao, phía Đông là dãy núi Tiac
mong, núi Ya bô, núi Ma vô, núi Ya bio (+1220 m), phía Tây là dãy núi đá đen, núi
Fgiagog, núi A sai, phía Bắc là dãy núi Tha Ninh (+1020 m), Tara Nhin và núi
Marrai(+1636m), núi Ma via.
Sườn núi trong lưu vực tương đối dốc, với góc dốc thay đổi từ 200­250, và kéo
dài tới mép suối, nên lòng hồ là lũng hẹp chạy dọc theo suối, với cao trình thay đổi từ
(+177m) tới (+140m). Khu vực đầu mối là phần chuyển tiếp giữa núi thấp và đồng
bằng nằm dọc theo hai bên bờ phía hạ lưu suối Trà Co, bề mặt địa hình thay đổi từ
(+145m) đến (+120m).Vùng đồng bằng này được hình thành chủ yếu từ hai thềm:
Thềm bậc 1 là các lớp đất có nguồn gốc bồi tích từ cao trình +140 m trở xuống, thềm
bậc 2 là các lớp đất có nguồn gốc pha bồi tích từ cao trình +140 m đến +150 m.
Khí hậu khu vực thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt: mùa
khô và mùa mưa.Mùa bắt đầu từ tháng 10 kéo dài đến tháng 4 năm sau, mùa mưa bắt
đầu từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa thường tập trung từ tháng 8 đến tháng 10.
Lượng mưa bình quân năm từ 1000­1300 mm.
Đây là khu vực khô hạn nhất, ít mưa, nhiều gió, nhiệt độ quanh năm cao, lượng
bốc hơi lớn, độ ẩm không khí thấp. Tuy nhiên vùng nghiên cứu cũng chịu ảnh hưởng
của khí hậu Đà Lạt nên mát mẻ hơn.
Mạng sông suối chính chủ yếu là suối Cho Mo, suối Ma Lâm, suối Ta la và các
phụ lưu của chúng. Các suối này có lưu lượng thay đổi theo mùa, rất dồi dào về mùa
mưa và cạn kiệt về mùa khô. Nguồn nước ngầm cũng nghèo nàn, nên việc cấp nước
sinh hoạt rất khó khăn.
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

TK hồ chứa nước Đông Phong

Điều kiện giao thông đường bộ nhìn chung tương đối thuận tiện cho việc thi công
công trình sau này. Trong vùng có quốc lộ 27 B đi qua được rải nhựa, từ quốc lộ đi
vào công trình 3 km là đường đất cấp phối rộng.
1.2.1. Điều kiện địa hình khu vực công trình đầu mối.
Địa hình khu vực công trình đầu mối là lũng sông hẹp, với độ rộng lòng suối
trung bình thay đổi từ 50­100m. Dọc theo lòng suối là bãi cát cuội sỏi chạy từ thượng
lưu đến hạ lưu. Cao độ suối thay đổi từ (+141 m) đến (+137 m). Hai vai tuyến đập là
phần nhô ra của sườn núi. Sườn núi vai trái từ thượng lưu xuống hạ lưu dốc đều, có độ
dốc trung bình 300­350. Phía trên tầng phủ tương đối dày, phía dưới sát mép nước đá
gốc lộ ra chạy từ thượng lưu đến tim tuyến. Sườn núi bờ phải có độ dốc thoải hơn từ
150­200. Phía thượng lưu và hạ lưu tuyến sườn núi đều thoải, vị trí tim tuyến sườn núi
dốc hơn. Chân núi ở sát mép nước đá gốc lộ ra chạy dài từ tim tuyến xuống phía hạ
lưu, có chỗ đá lộ ra ở cả lòng suối. Chiều dài đập khoảng 155m.
1.2.2. Điều kiện địa chất công trình.
1.2.2.1. Tuyến đập chính.
Theo kết quả nghiên cứu tổng hợp các biện pháp khảo sát cho thấy địa tầng
nghiên cứu tuyến đập bao gồm tầng phủ và đá gốc với các lớp theo thứ tự từ trên
xuống dưới như sau:
­ Tầng phủ:
• Lớp 1a: Thành phần là hỗn hợp cuội sỏi, cát, đá tảng màu xám vàng.Cuội

sỏi chiếm 25­30%.Lớp này phân bố dọc theo lòng suối từ thượng lưu đến hạ
lưu, chiều dày từ 4­5m,nguồn gốc bồi tích lòng suối hiện đại.
• Lớp 2a: Đất á sét nặng – sét lẫn ít dăm sạn đá phiến serixit mềm bở, màu
xám nâu, nâu đỏ,lớp phân bố hai bên sườn tuyến đập.Bên vai trái tuyến,lớp 2
có chiều dày 4­5 m.Bên vai phải mỏng hơn có chiều dày 0,5­1 m. Nguồn gốc
pha tàn tích không phân chia.
­ Đá gốc: Trong tuyến đập chính đá gốc là trầm tích gắn kết hệ tầng La Ngà, tuổi
Ju ra.Thành phần chủ yếu là đá phiến serixit, màu xám, xám xanh, xám xanh
sẫm. Đá có cấu tạo phân lớp mỏng phân phiến, kiến trúc hạt mịn. Đá gốc phân
bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu , ở vai trái tuyến đập chính đá gốc phân
bố ở độ sâu 4­5 m, vai phải đá gốc phân bố ở độ sâu 0,5­1 m dưới lớp phủ tàn
tích.
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 8

TK hồ chứa nước Đông Phong

­ Đá phong hóa hoàn toàn thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn nhiều
dăm đá serixit mềm bở.Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa. Đới đá phong
hóa mãnh liệt mạnh phân bố dưới lớp pha tàn tích và chủ yếu ở hai vai. Chiều
dày của đới ở vai trái 6­7m, ở vai phải mỏng hơn 0,5­1,5 m.
­ Đá phong hóa vừa màu xám, xám xanh. Đá nứt nẻ vừa, các khe nứt được lấp
nhét bằng sét và ôxit sắt màu vàng, nâu vàng. Đá tương đối cứng. Đới phong
hóa vừa phân bố ở hai bên vai đập và ở lòng suối. Ở lòng suối đới phong hóa

vừa nằm dưới lớp cuội sỏi, chiều dày 2,5­3 m.Kết quả thí nghiệm ĐCTV cho
thấy đới này lượng mất nước đơn vị q = 0,025­0,032 l/ph.m.
­ Đá phong hóa nhẹ ­tươi màu xám, xám xanh sẫm, nứt nẻ ít, cứng chắc. Đới này
phân bố ở cả hai vai và lòng suối dưới đá phong hóa vừa, ở lòng suối bề mặt đới
này nằm sâu 7­8 m.
 Với các đặc điểm đã nêu trên như sườn núi hai bên vai dốc không đều, lũng suối
hẹp, có dạng chữ U, sườn núi có dạng độ dốc không lớn, được phủ bởi lớp pha tàn
tích, vai phải có chiều dày từ 0,5­1,5m,vai trái dày hơn từ 4­5m. Đá gốc lộ ra ở vai
phải là chân núi hai bên mép nước, không có thềm bồi tích ở bờ suối. Đây là vị trí
có bề mặt địa hình thuận lợi cho việc bố trí cụm công trình đầu mối.
Về mặt địa chất, lớp cuội sỏi lòng sông và đáy thềm có tính thấm lớn gây mất nước
qua nền đập, có chiều dày nhỏ ~ 4m nên cần được bóc bỏ khi xây dựng đập.Vai trái
đập đặt trên lớp 2 và lớp phong hóa mãnh liệt ­ mạnh nên cần chú ý về mặt chống
thấm.Vai phải sau khi bóc bỏ lớp mỏng pha tàn tích (deQ) và lớp đá phong hóa
mãnh liệt­ mạnh thì vai đập được gối trực tiếp lên đá gốc phong hóa vừa và tương
đối cứng chắc.
Về khả năng thấm mất nước qua nền và vai đập: sau khi bóc bỏ các lớp đất phong
hóa mãnh liệt ­mạnh thì phần đá nền có giá trị q  0,03 l/ph.m,với chiều dày dự
kiến 10­15m cũng cần xử lý chống thấm.

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 9

TK hồ chứa nước Đông Phong

Bảng 1-1:Bảng chỉ tiêu cơ lý đất đắp nền đập chính
Lớp
1a

Lớp
1b

Lớp
1c

Lớp 2

Lớp 2a

Đá phong
hóa
hoàn toàn

Sét

1,5

7

15

22,6

12,5

19,5

Bụi

7

18

33

28,9

9,5

26

Cát

32,5

72

52

45,2

32,3

47,8

Sạn

59

3

3,3

45,7

6,7

Tên lớp

Giới hạn
Atterberg
(%)

Thành phần hạt
(%)

Chỉ tiêu

Dăm
Giới hạn chảy
GiớiW
hạn lăn

22,7

24

36,47

37,65

17

17,92

23,36

24,69

W
Chỉ số dẻo WN

5,7

6,08

13,11

12,96

0,614

0,951

­0,197

­0,135

20,5

23,7

20,67

14,8

22,59

1,71

1,84

1,84

2

1,87

1,42

1,49

1,53

1,74

1,53

2,63

2,62

2,66

2,68

2,65

46,04

43,23

42,75

35,01

42,4

0,853

0,761

0,749

0,54

0,808

Độ đặc B
Độ ẩm thiên nhiên We
(%)
Dung trọng nhớt γ
3

Dung trọng khô γc (T/m )
Tỷ trọng A

2,67

Độ rỗng n (%)
Tỷ lệ độ rỗng ε
2

Lực dính C (Kg/cm )

0

0,06

0,1

0,15

0,1

0,16

Góc ma sát trong φ (độ)

26

12

14

13

15

14

2

Hệ số ép lún a (cm /KG)
Hệ số thấm K(cm/s)

2.10

­2

0,023

0,028

0,034

0,028

0,022

­4

­5

­5

­4

3.10­4

5.10

2.10

5.10

3.10

1.2.2.2. Tuyến đập phụ 1.
Công trình đập phụ một nằm tại khu vực yên ngựa suối Rua trên đường mòn từ
Maty đi suối Rua thấp. Hai bên vai đập là các sườn núi tương đối thoải. Phía thượng
lưu và hạ lưu tuyến đập phụ địa hình cũng tương đối bằng phẳng. Cao độ đỉnh yên
ngựa là +152m.
Địa tầng khu vực yên ngựa đập phụ bao gồm tầng phủ và đá gốc:

­ Tầng phủ:
• Lớp 1c: Đất á sắt nhẹ­rung màu xám, xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo
mềm, kết cấu kém chặt. Phân bố trên bề mặt thượng lưu đập phụ, chiều dày 1­
1,5m.

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 10

TK hồ chứa nước Đông Phong

• Lớp 2: Đấ á sét nặng lẫn ít dăm sạn đá phiến mềm bở, màu xám nâu, nâu đỏ.
Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa ­ chặt. Lớp phân bố trên bề mặt, dưới
lớp 1c, chiều dày từ 2 ­4m.
­ Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hoàn toàn. Đới đá
phong hóa mãnh liệt ­ mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn
nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa.
Đới đá phong hóa mãnh liệt ­ mạnh phân bố dưới lớp pha tàn tích ở nền và hai
bên vai đập phụ 1.
1.2.2.3. Tuyến đập phụ 2.
Tuyến đập phụ hai nằm tại khu vực yên ngựa trên đường mòn từ Maty đi suối
Vơ. Hai bên vai đập là các sườn núi tương đối thoải, phía thượng lưu và hạ lưu tuyến
đập phụ địa hình cũng tương đối thoải. Cao độ đỉnh yên ngựa là + 154m.
Địa hình khu vực đập phụ 2 bao gồm tầng phủ và đá gốc:
­ Tầng phủ:

Lớp 2: Đất á sét nặng lẫn ít dăm sạn đá phiến mềm bở, màu xám nâu, nâu đỏ.
Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa ­ chặt. Lớp phân bố trên bề mặt ở sườn
núi hai vai và phía thượng hạ lưu đập, chiều dày từ 1 – 2m.
­ Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hoàn toàn. Đới đá
phong hóa mãnh liệt ­ mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn
nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa.
Đới đá phong hóa mãnh liệt ­ mạnh lộ ra hai bên sườn núi vai đập, phân bố dưới
lớp pha tàn tích ở đỉnh yên ngựa và phía thượng hạ lưu tim tuyến.
1.2.2.4. Đập phụ 3.
Tuyến đập phụ 3 nằm tại khu vực yên ngựa trên đường mòn từ Maty đi suối Vơ.
Hai bên vai đập là sườn núi tương đối thoải.Phía hạ lưu vai trái có một vết sạt nhỏ
cách tim tuyến khoảng cách 40m về phía hạ lưu.Vết sạt này phát triển trong lớp phủ
pha tàn tích, chân vết sạt đã cắt vào đá gốc là đá phiến serxit phong hóa mãnh liệt ­
mạnh mềm yếu.Kích thước vết sạt: rộng 5­6 m, dài 40m bước sạt khoảng 2,5­3m, góc
sạt gần như dựng đứng.
Địa tầng khu vực đập phụ 2 bao gồm tầng phủ và đá gốc:
­ Tầng phủ

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 11

TK hồ chứa nước Đông Phong

• Lớp 1b:Đất á cát­ á sét, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa.Lớp phân bố dọc

khe suối, chiều dày từ 0,5­1,0m.
• Lớp 2:Đất á sét nặng, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa­chặt.Lớp phân bố
trên bề mặt sườn núi và hai vai phía thượng lưu và hạ lưu đập, chiều dày từ
2,0­2,5m.
­ Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hoàn toàn. Đới đá
phong hóa mãnh liệt ­ mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn
nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa.
Đới đá phong hóa mãnh liệt ­ mạnh lộ ra hai bên sườn núi vai đập, phân bố dưới
lớp pha tàn tích ở đỉnh yên ngựa và phía thượng hạ lưu tim tuyến.
1.2.3. Điều kiện địa chất thủy văn.
Nhìn chung trong khu vực nước ngầm nghèo nàn, chủ yếu là nước trong tầng bồi
tích và đá gốc nứt nẻ.
1.2.4. Điều kiện vật liệu xây dựng.
1.2.4.1. Đất đắp đập,
Tiến hành khảo sát thăm dò tại 3 mỏ vật liệu xây dựng. Vị trí địa tầng và trữ lượng
khai thác của các lớp đất ở từng mỏ như sau:
- Mỏ 1:
Vị trí nằm gần thôn Đá trắng, chạy dọc đường, cách tuyến đập chính khoảng
1,5km. Mỏ VLXD đất phẳng, bề mặt là lớp phủ cây khộp.
Mỏ có:
• Diện tích là 900.000m2
• Khối lượng khai thác: 1.470.000m3
• Khối lượng bóc bỏ: 270.000m3
Địa tầng của các lớp đất đá của mỏ như sau:
• Lớp 1b: Đất á cát – cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám,
xám vàng. Cuội sỏi chiếm 30 – 35%, thành phần là thạch anh cứng chắc, trạng
thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa. Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5­0,7m,
có chỗ hơn 1m.
• Lớp 2: Đất á sét trung ­ nặng, màu xám nâu, nâu đỏ, nâu vàng, lẫn ít dăm sạn
đá phiến và vón két laterit. Trạng thái nửa cứng ­ cứng, kết cấu chặt vừa. Lớp

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 12

TK hồ chứa nước Đông Phong

phân bố ở đầu mỏ có tuyến kênh chính đi qua. Chiều dày khai thác: 0,9 –
1,2m, chiều dày bóc bỏ 0,3m.
• Lớp 2b: Đất á sét nặng – trung, màu xám, xám vàng, lẫn ít dăm sạn thạch
anh. Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày 1 – 1,5m.
­ Mỏ 2:
Vị trí ở phía bên phải, dọc theo đường ô tô vào trại giam sông Cái, cách tuyến
đập chính khoảng 6km theo đường ô tô. Mỏ VL số 2 nằm trên địa hình tương
đối bằng phẳng, bề mặt là lớp phủ cây khộp.
Mỏ có:
• Diện tích: 780.000m2
• Khối lượng khai thác: 1.120.000m3
• Khối lượng bóc bỏ: 270.000m3
Địa tầng các lớp đất đá của mỏ như sau:
• Lớp 1b: Đất á cát­cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám, xám
vàng. Cuội sỏi chiếm 30­35%, thành phần là thạch anh cứng chắc, trạng thái
dẻo mềm, kết cấu chặt vừa. Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5­0,7m.
• Lớp 2: Đất á sét trung ­ nặng, màu xám, xám vàng lẫn ít dăm sạn thạch anh.
Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày: 1­1,5m.

­ Mỏ 3:
Vị trí nằm ở hai bên, dọc theo đường ôtô từ cầu Trà Co đi huyện Bắc Ái, cách
tuyến đập chính khoảng 8km theo đường ôtô.
Mỏ có:
• Diện tích: 500.000 m2
• Khối lượng khai thác: 800.000 m3
• Khối lượng bóc bỏ: 550.000 m3
Địa tầng các lớp đất đá của mỏ như sau:
• Lớp 1b: Đất á cát­cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám, xám
vàng. Cuội sỏi chiếm 30­35%, thành phần là thạch anh cứng chắc, trạng thái
dẻo mềm, kết cấu chặt vừa. Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5­0,7m.
• Lớp 2b:Đất á sét nặng­trung, màu xám, xám vàng lẫn ít dăm sạn thạch
anh.Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày: 1­1,2 m.

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 13

TK hồ chứa nước Đông Phong

• Đá gốc:Đá gốc là đá Granit màu xám, xám trắng, xám vàng. Cấu tạo khối
kiến trúc poocfia, Đá phong hóa mạnh mềm yếu, Đá phong hóa vừa tương đối
cứng chắc.Đá gốc phân bố dưới lớp 1b và lớp 2b.
Qua khảo sát ĐCCT có nhận xét như sau:
Các mỏ vật liệu nằm cách công trình không xa(<10 km). Khối lượng đáp ứng đủ với

yêu cầu đề ra. Về chất lượng có thể dùng đắp đập nhiều khối có lõi chống thấm.
Chỉ tiêu dùng trong tính toán vật liệu xây dựng đất

Đất
Đầm Tính chất vật Giới hạn
chế
Thành phần hạt
protor
lý
Atterberg
bị

Tên lớp
Sét (%)
Bụi (%)
Cát (%)
Sỏi (%)
Cuội (%)
Giới hạn chảy (%)
Giới hạn dẻo (%)
Chỉ số dẻo (%)
Lượng ngậm nước TN (%)
Dung trọng ướt (g/cm3)
Dung trọng khô (g/cm3)
Tỷ trọng Δ
Độ ẩm Wop (%)
Dung trọng γcmax
Điều kiện Wcb(%)
Chế bị γccb (g/cm3)
Lực dính C (KG/cm2)

Góc ma sát φ (độ)
Hệ số nén lún a1­2 (cm2/KG)
Hệ số thấm k (Cm/s)

Lớp1b
5,1
6,3
47,1
33,8
7,7
18,9
12,9
6,61
6,3
1,94
1,38
2,68
9,83
1,92
10,40
1,81
0,10
16,0
0,007
6.10­3

Lớp 2
19,5
28,2
42,0

10,3

Lớp2b
20,9
13,7
61,7
3,7

Lớp2c
10,0
11,3
71,0
7,7

31,4
20,1
11,30
20,40
1,88
1,57
2,69
15,58
1,67
10,08
1,64
0,12
12,0
0,020
6.10­6

33,83
21,56
12,27
14,35
1,83
1,60
2,62
16,88
1,70
16,86
1,64
0,20
15,0
0,018
6.10­6

23,0
15,57
7,43
8,95
1,93
1,77
2,59
12,60
1,82
13,23
1,74
0,15
16,0
0,027

5.10­5

1.2.4.2. Đá.
Mỏ đá nằm ở sườn núi, cách bản suối Vơ khoảng 1 km, trên khu vực tuyến kênh
chạy qua. Mỏ đá là đá Granit màu xám, xám trắng, cấu tạo khối.Diện tích mỏ khoảng
50.000 m2, trữ lượng khai thác khoảng 100.000m3. Khi khai thác cần bóc bỏ lớp phủ
dày từ 1,5­2,5 m.
1.2.4.3. Cát, cuội, sỏi.
Đã thăm dò 2 mỏ vật liệu cuội sỏi như sau:
- Mỏ 1:
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 14

TK hồ chứa nước Đông Phong

Vị trí nằm lòng suối Tân Trà, cách tuyến đập chính 200 m về phía thượng lưu có
một phần mỏ nằm trong phạm vi bóc bỏ lớp cuội sỏi của nền đập.
Mỏ 1 có:
• Diện tích: 83.200 m2
• Khối lượng khai thác: 194.000m3
• Khối lượng bóc bỏ: 20.000m3
Mỏ CS1 chủ yếu là lớp 1a hỗn hợp cuội sỏi cát.Chiều dày khai thác 2,2 m.Lớp 1a
khai thác làm vật liệu cát sỏi
- Mỏ 2:

Vị trí nằm lòng suối Bông Mo, cách tuyến đập chính 1 km về phía hạ lưu, phần
cuối mỏ 2 nằm sát đập dâng của thôn Đá bà.
Mỏ 2 có:
• Diện tích: 38.400m2
• Khối lượng bóc bỏ:5.000m3
• Khối lượng khai thác:48.000m3
Bảng 1-3:Chỉ tiêu tính toán của đất thân và nền đập
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

1
2
3
4
5
6
7
8

k
W
 bh
W

T/m3
T/m3
T/m3

Độ
T/m2
Độ
T/m2
10­6m/s

CW

 bh
Cbh

K

Đất đập
khối 1
(Lớp 2b)
1,64
1,90
2,01
16
2,4
15
2,0
0,06

Đất đập
khối 2
(Lớp 1b)
1,82
2,01

2,17
17
1,0
16
0,8
60,0

Nền đập chính
(Lớp 1a)

Nền đập phụ
(Lớp 2)

1,74
1,91
2,09
27
0
26
0
200

1,53
1,84
1,96
14
1,6
13
1,5
0,5

1.2.5. Tài liệu khí tượng thủy văn.
1.2.5.1. Các đặc tính lưu vực.
Các đặc tính lưu vực tính đến tuyến đập xác định trên bản đồ tỷ lệ 1:50000 như sau:
­ Diện tích lưu vực : F = 94 km2
­ Chiều dài sông chính : Ls = 16,5 km
­ Độ dốc lòng sông chính : Js = 10,7%0

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 15

TK hồ chứa nước Đông Phong

1.2.5.2. Đặc điểm khí hậu.
Khí hậu vùng dự án nghiên cứu nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa bình
quân nhiều năm trên lưu vực vào khoảng 1500 mm. Tiến trình mưa hằng năm chia
thành hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8,
trong thời kỳ này vào tháng 5, 6 xuất hiện những trận mưa lớn gây nên lũ tiểu mãn.
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, tuy có 4 tháng mùa mưa nhưng lượng mưa
chiếm đến 70% đến 80% lượng mưa cả năm, lượng mưa lớn tập trung vào hai tháng 10
và 11. Lượng mưa lớn cường độ mạnh dễ gây nên lũ lớn thông thường lũ lớn thường
xảy ra nhiều nhất vào 2 tháng 10 và 11.
1.2.5.3. Các đặc trưng hồ chứa.
Bảng 1-4:Các đặc trưng hồ chứa

164
148
150
152
154
156
158
160
162
Fhồ(m2 28277 468875 694375 914125 115437 141875 1573750 1688003 1898442
5
5
0
)
59272 133747 250772 412943 612099 889958 1249597 1559644 1904642
V(m3)
1
1
8
6
5
1
1
0
5
1.2.5.4. Các yếu tố khí tượng.
Z(m)

­ Nhiệt độ không khí:
Lưu vực nghiên cứu được thừa hưởng chế độ bức xạ mặt trời nhiệt đới, cán cân bức xạ

trong năm luôn luôn dương và ít biến động mang tính nhiệt đới rõ rệt. Chênh lệch
nhiệt độ giữa nhiệt độ tháng nóng nhất và tháng nhỏ nhất từ 5­60. Nhiệt độ trung bình
ngày hầu như vượt trên 250C trừ một số ngày chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới.
- Độ ẩm không khí:
Do hoàn lưu quanh năm, gió đều có hướng từ biển thổi vào nên mặc dù gặp không khí
cực đới hay Tín phong Bắc bán cầu thì lượng hơi nước trong không khí cũng không
nhỏ. Độ ẩm ven biển luôn đạt trên 70%, từ tháng 5 đến tháng 8 độ ẩm thấp nhất xấp xỉ
75%. Từ tháng 9 đến tháng 10 độ ẩm tăng nhanh và giảm dần từ tháng 11 đến tháng 4
năm sau.
- Nắng:
Thời kỳ nhiều nắng từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau, số giờ trung bình lớn hơn 200
giờ/ tháng, thời kỳ từ tháng 6 đến tháng 11 số giờ nắng trung bình từ 180 đến
200/tháng.

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 16

TK hồ chứa nước Đông Phong

Bảng 1-5:Bảng phân phối số giờ nắng trong năm
Tháng

I

II

III

IV

Số giờ nắng 226 271 312 268

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

247

183

242

206

198

183

191

222

- Gió:
Vùng dự án chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa gồm hai gió chính trong năm là gió
mùa đông và gió mùa hạ. Vận tốc gió trung bình hàng tháng dao động từ 2m/s đến
3m/s. Để phục vụ tính toán vận tốc gió lớn nhất thiết kế trong xây dựng công trình, với
liệt số liệu vận tốc gió lớn nhất theo 8 hướng quan trắc tại 2 trạm Nha Hố và Phan
Rang tiến hành xây dựng đường tần suất vận tốc gió.
Bảng 1-6:Đường đặc trưng vận tốc gió lớn nhất theo hướng
Đặc
trưng
Vtb
Cv
Cs
V2%
V4%
V10%
V20%
V30%
V50%

Đơn vị

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

m/s

13,1
0,49
0,92
29,3
26,2
21,7
18,1
15,7
12,2

13,6

0,20
0,64
20,0
18,8
17,2
15,7
14,8
13,3

11,8
0,14
1,35
16,2
15,3
14,0
13,0
12,4
11,5

12,3
0,16
1,21
17,6
16,5
14,9
13,7
13,0
11,9

12,9

0,24
0,86
20,5
19,1
17,0
15,2
14,1
12,5

14,4
0,40
2,36
31,7
27,3
21,6
17,6
15,3
12,5

13,7
0,43
1,29
29,6
26,2
21,7
18,0
15,7
12,5

13,5

0,47
2,13
32,1
27,5
21,6
17,2
14,7
11,6

m/s
m/s
m/s
m/s
m/s
m/s

- Phân phối lượng tổn thất bốc hơi trong năm:
Lượng bốc hơi hằng năm 1656 mm. Biến trình bốc hơi trong năm tuân theo quy
luật lớn về mùa khô, nhỏ về mùa mưa.
Bảng 1-7:Bảng phân phối tổn thất bốc hơi Z trong năm
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Z (mm) 80,3 80,5 97,6 83,2 71,3 71,6 85,8 96,9 51,4 41,6 49,9 70,9

- Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực:
Lượng mưa phân bố theo không gian lớn dần từ đông sang tây, từ hạ lưu đến
thượng lưu. Lượng mưa lưu vực Tân Trà biến đổi từ 1400 mm đến 1600 m, Ninh
Thuận thuộc vùng khô hạn nên chọn lượng mưa BQNN đảm bảo thiên về an toàn
trong tính toán cấp nước.
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 17

TK hồ chứa nước Đông Phong

Xolv = 1500 mm
1.2.5.5. Phân phối dòng chảy năm thiết kế.
Bảng 1-8:Phân phối dòng chảy năm thiết kế (P = 75 %)
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

Qđến (m3/s)

0,45

0,25

0,12

0,02

0,39

0,75

Wđến (m3)

1205280

604800

311040

518400

1010840

1944880

Tháng

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Qđến (m3/s)

0,85

1,67

3,21

6,54

1,14

0,67

Wđến (m3)

2203200

4328640

8320320

17516736

2954880

1794528

1.2.5.6. Đường quá trình lũ thiết kế.
Trong lưu vực không có trạm đo dòng chảy nên phải dùng công thức kinh
nghiệm để tính toán dòng chảy lũ thiết kế từ mưa rào – dòng chảy. Đối với những lưu
vực nhỏ như lưu vực duyên hải trung bộ áp dụng công thức cường độ giới hạn là tương
đối phù hợp.
Bảng 1-9: Đường quá trình lũ thiết kế (m3/s)
Giờ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Q0,2%

50

64

85

104

161

317

507

725

840

992

1120 1280

Q1%

40

55

68

84

142

251

420

585

672

780

875

1022

Giờ

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Q0,2% 976

682

454

341

284

263

196

192

186

164

163

138

Q1%

528

341

270

225

208

155

152

147

130

121

109

685

11

12

1.2.5.7. Dòng chảy bùn cát.
Dòng chảy bùn cát trong sông gồm hai loại thành phần: Bùn cát lơ lửng và bùn
cát di đẩy.
Mật độ bùn cát lơ lửng lấy theo tài liệu thực đo bùn cát trong vùng:
- Mật độ bùn cát lơ lửng:

 ll  120 g / m 3 .

- Lưu lượng bùn cát lơ lửng:

Rll = 0,236 kg/s.

- Tổng lượng bùn cát lơ lửng : Wll = 7447 tấn/năm.
- Trọng lượng riêng:

3
 = 0,85 tấn/m .

- Thể tích bùn cát lơ lửng: vll = 8761 m3/năm.
- Bùn cát di đáy: vdd = 0,1.vll = 876,1 m3/năm.
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 18

TK hồ chứa nước Đông Phong

- Tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân trong một năm:
vbc = vll + vdd = 9638 m3/năm.
1.2.5.8. Dòng chảy lớn nhất trong mùa kiệt.
Mùa kiệt được xác định từ tháng 1 đến tháng 8, tính toán dòng chảy lớn nhất
trong mùa kiệt để phục vụ thhi công công trình. Lũ tiểu mãn xuất hiện vào tháng 5 và
tháng 6, ngoài ra còn chú ý đến tháng 4 và 7.
Bảng 1-10: Lưu lượng lũ thi công mùa kiệt
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Qmax 10%

12

5

7

26,1

34

102

65

106

Qtb10%(m3/s)

1,28

0,45

0,65

1,12

6,7

4,91

4,19

5,26

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 19

TK hồ chứa nước Đông Phong

CHƯƠNG 2: NHU CẦU DÙNG NƯỚC, CẤP CÔNG TRÌNHVÀ CÁC CHỈ
TIÊU THIẾT KẾ
2.1. Nhiệm vụ công trình.
Công trình có nhiệm vụ cấp nước tự chảy ổn định cho 1450 ha đất canh tác trồng
lúa, cây công nghiệp và cấp nước sinh hoạt cho các hộ dân thuộc xã Phước Tiến và
Phước Tân, góp phần cải tạo môi sinh, môi trường, chống hiện tượng sa mạc hóa, ổn
định dân cư, nâng cao đời sống kinh tế, văn hóa của đồng bào các dân tộc thuộc khu
hưởng lợi.

2.2. Nhu cầu dung nước.
Bảng 2-1: Nhu cầu dùng nước năm thiết kế hồ Đông Phong ứng với P = 75%
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

0,77

0,91

0,76

0,35

0,38

0,32

Wdùng (m )

2114044

2232881

2455976

2312157

2109493

1403493

Tháng

VII

VIII

IX

X

XI

XII

3

Qdùng(m /s)

0,31

0,63

0,43

0,32

0,18

0,50

Wdùng (m3)

1211799

1226491

1473650

1034115

609217

760581

Qdùng(m3/s)
3

2.3. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.

2.3.1. Xác định cấp công trình.
Sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập Zđ = 163,5 m
Chiều cao đập là H: = 163,5 – 135 = 28,5 m.(Trị số này sẽ được chính xác hóa
sau khi có số liệu tính toán các mực nước trong hồ).
Theo Bảng 1­QCVN 04­05:2012, Hồ có đất nền thuộc nhóm B, chiều cao
hđập=28,5 m nênHồ là công trình cấp II
Từ nhiệm vụ cấp nước tự chảy cho 1450 ha đất, tra bảng1 QCVN 04­05­2012 ta
được công trình là cấp IV.
Vậy từ hai kết quả trên ta chọn cấp công trình là cấp II.
2.3.2. Các chỉ tiêu thiết kế.
Theo QCVN 04-05-2012
- Mức bảo đảm tưới: 85%
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất:
• Lũ thiết kế: P = 1,0 %
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 20

TK hồ chứa nước Đông Phong

• Lũ kiểm tra: P = 0,2 %
• Lũ thi công: P = 10 %.
­ Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn = 1,15.
­ Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,0.
­ Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T = 75 năm.

­ Hệ số lệch tải:
• Trọng lượng bản thân công trình: n=1,05.
• Áp lực thẳng do trọng lượng đất gây ra: n=1,10.
• Áp lực bên của đất: n=1,20.
• Áp lực bùn cát: n=1,20.
• Áp lực nước, áp lực thấm, áp lực đẩy nổi: n=1,0.
Theo TCVN 8216-2009:
- Tần suất gió tính toán ứng với MNDBT: P = 4%.
- Tần suất gió tính toán ứng với MNLTK:P = 50%.
- Độ vượt cao an toàn:
• Độ vượt cao an toàn ứng với MNDBT: a = 0,7m.
• Độ vượt cao an toàn của đập ứng với MNLTK: a’ = 0,5m.
• Độ vượt cao an toàn của đập ứng với MNLKT: a’’ = 0,2m.

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 21

TK hồ chứa nước Đông Phong

PHẦN HAI: THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ
3.1. Mục đích, nhiệm vụ tính toán
­ Mục đích: Tìm ra mối quan hệ giữa quá trình lưu lượng nước chảy đến, quá trình lưu
lượng nước chảy ra khỏi hồ và sự thay đổi mực nước hoặc dung tích kho nước theo

thời gian.
­ Nhiệm vụ: Xác định dung tích nước hiệu dụng Vh của hồ chứa và cao trình mực nước
dâng bình thường.
3.2. Nội dung tính toán điều tiết hồ chứa theo phương pháp lập bảng.
3.2.1. Xác định cao trình mực nước chết (MNC) và dung tích chết.
­ MNC là mực nước thấp nhất mà hồ chứa có thể làm việc bình thường.
­ Các yếu tố ảnh hưởng tới MNC của hồ:
• Đảm bảo yêu cầu lấy nước tưới tự chảy
• Tại cửa lấy nước không bị bồi lấp trong thời gian hoạt động của công trình.
3.2.1.1. Theo điều kiệntuổi thọ công trình.
Theo QCVN 04­05:2012, công trình cấp II có tuổi thọ 75 năm có nghĩa là dung tích
chết phải lớn hơn hoặc bằng dung tích bùn cát bồi lắng sau 75 năm hoạt động của hồ.
Ta có:
Lượng bùn cát bồi lắng trong 1 năm:
vbc = vll + vdd = 9638 m3/năm.
Tổng dung tích bùn cát bồi lắng sau 75 năm hoạt động của công trình
Vbc= 9638.75 = 722850m3
Tra quan hệ Z~V ứng với Vbc = 722850 m3ta được cao trình bùn cát Zbc=148,35m.
Cao trình mực nước chết:

MNC = Zbc+a+h

Trong đó:
• h là độ sâu để cống có thể lấy nước bình thường (thường từ 1­1,5m).
Chọn h=1,1 m
• a: là độ vượt cao an toàn từ bùn cát đến đáy cống để bùn cát không chảy vào
cống. Ta chọn bằng a = 0,5m
 MNC = 148,35 + 1,5 + 0,5 = 150,35m
 Theo điều kiện đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
MNC  ZKC + Z

SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trong đó:

Trang 22

TK hồ chứa nước Đông Phong

­ ZKC: cao trình mực nước khống chế tại đầu kênh tưới
ZKC = 145 ( theo tài liệu cho)
­ Z: tổng tổn thất qua cống. Sơ bộ chọn Z = 0,5m.
MNC  145 + 0,5 = 145,5m

So sánh 2 phương án ta thấy : Để đảm bảo cả 2 điều kiện về yêu cầu tưới tự chảy
và yêu cầu tuổi thọ công trình thì MNC = 150,4m
Vậy MNC = 150,4 tra quan hệ (ZV) ta được Vc = 1571522,4 m3.

3.2.2. Xác định dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường(MNDBT).
3.2.2.1. Mục đích, ý nghĩa.
­ MNDBT là mực nước cao nhất mà hồ chứa có thể làm việc bình thường, là một
thông số quan trọng, quyết định đến dung tích hồ chứa, cột nước và lưu lượng.
­ Về mặt công trình: MNDBT quyết định chiều cao đập, kích thước công trình xả.
­ Về mặt kinh tế vùng hồ: MNDBT ảnh hưởng đến diện tích vùng ngập và tổn thất do
ngập lụt thượng lưu.
­ Về mặt kinh phí xây dựng: MNDBT ảnh hưởng đến chi phí xây dựng công trình .
Vì vậy việc chọn MNDBT phải được tiến hành thận trọng, so sánh, lựa chọn giữa các

phương án tìm ra phương án có lợi nhất.
3.2.2.2. Nội dung và phương pháp tính toán.
Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượng nước dùng, ta có:
­ Tổng lượng nước đến: Wđến = 42,290(106m3)
­ Tông lượng nước yêu cầu: Wdùng = 18,944 (106m3)
Ta thấy Wđến> Wdùng nên hồ chỉ cần điều tiết năm là đáp ứng được yêu cầu dùng nước.
Dùng phương pháp lập bảng: dùng bảng tính để tính và so sánh lượng nước đến và
lượng nước dùng.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là tiến hành cân bằng nước trong kho, chia
thời kì tính toán ra làm 12 đoạn tương ứng với 12 tháng của năm đại biểu. Tính toán
cân bằng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biết được quá trình thay đổi mực
nước, lượng nước trữ, xả trong kho.
Trong từng thời đoạn có thể dùng công thức đơn giản để biểu thị phương trình cân
bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước xả trong kho:
∆V = ( Q – q ). ∆t
Trong đó:
+ ∆V: là lượng nước trữ lại trong kho trong thời đoạn tính toán ∆t.
+ Q: lưu lượng nước đến kho trong thời đoạn tính toán ∆t.
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 23

TK hồ chứa nước Đông Phong

+ q: là lưu lượng nước ra khỏi kho trong thời đoạn tính toán ∆t.

+ ∆t: là thời đoạn tính toán.
Lượng nước trong kho cuối thời đoàn bằng lượng nước đầu thời đoạn cộng với ∆V.
Biết được lượng nước trong kho dựa vào quan hệ Z~F~V sẽ biết được diện tích bề mặt
kho nước và mực nước trong kho tại cuối thời đoạn.
3.2.2.3. Nguyên lí tính toán
Để xác định được MNDBT trước tiên phải xác định được Vh trên cơ sở tính toán
điều tiết hồ theo hình thức điều tiết năm ứng với năm tính toán ít nước có tần suất 75%
bằng phương pháp lập bảng.
Cơ sở của phương pháp là dựa vào phương trình cân bằng nước:
Q  q .t  V2  V1

q  q yc  q b.hoi  q tham  q xa

Trong đó:
­ Q: lưu lượng nước đến đã biết,
­ qyc: lưu lượng nước yêu cầu
­ qb.hơi: lượng nước bốc hơi khỏi hồ nước
­ qthấm: lưu lượng thấm(phụ thuộc vào điều kiện địa chất lòng hồ, Vhồ)
­ qxả: lượng nước xả thừa(phụ thuộc vào quá trình nước đến, phương thức vận
hành kho nước)
­ V1, V2: dung tích hồ đầu và cuối thời đoạn tính toán.
Sử dụng phương trình cân bằng nước để cân bằng cho từng thời đoạn, trên cơ sở
đó dựa vào nhu cầu dùng nước từng thời đoạn ta xác định được thời kỳ thiếu nước và
thời kỳ thừa nước, từ đó xác định được phần dung tích cần thiết ( dung tích hiêu dụng )
để thiết kế.

SVTH:

Lớp:

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 24

TK hồ chứa nước Đông Phong

3.2.3.3 Trình tự tính toán.
Bước 1: Tính Vh khi chưa kể đến tổn thất.
Kết quả tính toán được thể hiện ở Bảng 3-1.
Bảng 3-1 :Bảng tính Vh chưa kể đến tổn thất
Δt

Th¸ng

Qi

qi

2

3

Wyc
3

∆W+
3

∆W3

Vhồ
3

Xả
thừa

3

3

(m )

(m )

(m )

(m )

(m )

(m3)

3

4

5

6

7

8

9

10

(ngµy) (m /s) (m /s)
1

WQ

Trong đó:
Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy văn.
Cột 2: Số ngày trong tháng (Δt).
Cột 3: Lưu lượng dòng chảy đến ứng với tần suất thiết kế P = 75% (Qđến).
Cột 4: Lượng nước yêu cầu tại đầu mối (qy/c).
Cột 5: Lượng nước đến: Wđến = Qđến. Δt.24.3600 (m3/s)
Cột 6: Lượng nước yêu cầu: Wy/c = qy/c. Δt.24.3600 (m3/s)
Cột 7: Lượng nước thừa: (7) = (5) – (6) khi Wđến> Wy/c
Cột 8: Lượng nước thiếu: (8) = (6) – (5) khi Wy/c> Wđến
Cột 9: Dung tích trữ nước trong hồ.
Cột 10: Lượng nước xả thừa đảm bảo dung tích trong hồ.
Trong bảng tính trên thì tổng lượng nước thiếu ứng với nhu cầu dùng nước ở
đầu mối (cột 9) chính là dung tích hữu ích của hồ chứa: Vhi = 5023296 (m3)
Trong trường hợp chưa kể đến tổn thất thì Vhi = 5023296m3. Khi đó dung tích
hồ là:
Vhồ = Vhi + Vc = 5023296 +1337471 = 6594818,4 m3

Tuy nhiên trong quá trình làm việc của hồ chứa còn rất nhiều tổn thất do thấm,
do bốc hơi… Do vậy để đảm bảo yêu cầu tưới tiêu ở hạ lưu thì rất cần thiết phải xét tới
các tổn thất này.
Bước 2: Tính toán lượng nước tổn thất do thấm và bốc hơi.
Bảng 3-2: Tính toán điều tiết hồ- Kể đến tổn thất lần 1;
Bảng 3-3: Tính toán điều tiết hồ- Kể đến tổn thất lần 2.
Trong đó:
SVTH:

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 25

TK hồ chứa nước Đông Phong

­ Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy văn.
­ Cột 2: Tổng lượng nước đến Wđến
­ Cột 3: Tổng lượng nước yêu cầu theo tháng Wy/c
­ Cột 4: Dung tích trữ nước trong hồ Vhồ
Bảng 3­2: Vhồ chính là cột 9 trong bảng 3­1;
Bảng 3­3: Vhồ chính là cột 15 trong bảng 3­2.
­ Cột 5: Diện tích mặt hồ tương ứng, tra quan hệ F ~ V  Fhồ
­ Cột 6: Dung tích bình quân của hồ chứa: Vbq 
­ Cột 7: Diện tích mặt hồ bình quân: Ftb 

Vi 1  Vi
2

Fi 1  Fi
2

­ Cột 8: Lượng bốc hơi theo tháng thuỷ văn (Z).
­ Cột 9: Là tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột: Wbh = Ftb . Z
­ Cột 10: Là tổn thất thấm tương ứng với các tháng trong năm thuỷ văn:
Wth = K.Vbq
Trong đó: K ­ tiêu chuẩn thấm trong hồ chứa, K = 1,0%
­ Cột 11: Là tổng tổn thất:

Wtt = Wt + Wbh

­ Cột 12: Tổng lượng nước cần hàng tháng: (12) = (3) + (11)
­ Cột (13): Tổng lượng nước thừa: (13) = (2) – (12) khi Wđến> Wq + Wtt
­ Cột (14): Tổng lượng nước thiếu: (14) = (12) – (2) khi Wđến< Wq + Wtt
­ Cột (15): Dung tích trữ nước trong hồ.
­ Cột (16): Tổng lượng nước xả.
Từ kết quả tính toán có kể đến tổn thất lần 1 và lần 2 ta được các giá trị dung tích hiệu
dụng tương ứng là: Vhd1 = 5514604,94(m3) ; Vhd2 = 5532107,63(m3)
V=

Vhd1  Vhd2
.100%  0,3%
Vhd1

nên giá trị Vhd = 322009,20m3 được chấp nhận. Vậy dung tích hồ tương ứng là :
Vh = Vc + Vhd = 1337471 + 5532107,63 = 7103630,03 ( m3 )
Tra quan hệ Z ~V ta có: MNDBT = 156,7 (m)

SVTH:

Lớp: