BÀI mẫu bảo vệ đồ án THỦY CÔNG

Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

LỜI GIỚI THIỆU
Kính thưa:
- Các thầy cô giáo trong hội đồng bảo vệ
- Thưa tòa thể các bạn sinh viên
Em xin được tự giới thiệu, em tên là: ............, sinh viên lớp Nghệ An 3.
- Qua 14 tuần làm Đồ án với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS TS
Phạm Văn Quốc, đến nay em đã hoàn thành đồ án với đề tài “Thiết kế Hồ chứa
nước Lái Bay” Thuộc Xã Phỏng Lái, Huyện Thuận Châu, tĩnh Sơn La.
- Nội dung đồ án gồm các phần sau:
Phần I: Tài liệu cơ bản.
Chương 1: Điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế xã hội.
Các tài liệu cơ bản : Được Trường Đại học thuỷ lợi cung cấp đảm bảo yêu
cầu thiết kế công trình như: Tài liệu địa hình, địa chất, khí tượng thuỷ văn, bùn
cát, bình đồ khu vực, vật liệu xây dựng, dân sinh kinh tế, yêu cầu dùng nước…
Chương 2: Nhiệm vụ cấp công trình và tiêu chuẩn thiết kế.
- Nhiệm vụ của công trình là:
* Cấp nước tưới cho: 350 ha đất canh tác.
* Cấp nước sinh hoạt cho 7000 người dân.
- Từ nhiệm vụ và quy mô của công trình sơ bộ em xác định được cấp công
trình theo bảng 1 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT là công trình cấp IV, về phân cấp
công trình thủy lợi.
Căn cứ tài liệu thì nền đập thuộc nhóm B, H đ>(15÷35m) cấp công trình là cấp
II, theo bảng 1 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT.
- Từ 2 điều kiện trên e chọn cấp công trình là cấp II.
Phần II: So sánh lựa chọn phương án:
Chương 3: So sánh lựa chọn phương án đập chắn và đập tràn.
Căn cứ vào tài liệu quy hoạch, địa hình, địa chất... và các tài liệu khác thì e

chọn hình thức đập là đập đất, hình thức tràn là đường tràn dọc, và cống ngầm lấy
nước không áp.
- Tính toán điều tiết năm của hồ chứa em tính được.
Với cao trình MNC = 897,2 (m)
Thể tích chết V c = 0,0659.106 (m3)
Lượng nước trong hồ chứa V hd = 0,62.106 (m3)
Cao tình MNDBT = 908,28 (m)
- Tính toán điều tiết lũ với P=1% → H sc = 1,29m, qxã =108,52 (m 3/s), MNLTK
ở cao 909,57 m.

SVTH:

1


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

- Tính toán điều tiết lũ với P=0,2% → H sc=1,58m, qxã=136,02 (m 3/s), MNLKT
ở cao trình 909,866 m.
Chương 4: Thiết kế đập đất.
+ Em tính toán và xác định được các kích thước cơ bản của đập như sau:
∇đỉnh =911,3m, bề rộng đỉnh B=6m; có 1 cơ hạ lưu và 1 cơ thượng lưu: ∇cơ =
900m, rộng cơ: B=3m; mái thượng m1=3,5;bảo vệ bằng đá lát khan; mái hạ m 2 =
3,25; m3=3,5; hình thức bảo vệ mái hạ lưu là trồng cỏ; Chân mái hạ lưu có thiết bị
thoát nước là đống đá tiêu nước có hình lăng trụ và gối phẳng, cao trình đỉnh lăng
trụ ∇đỉnh= 889 m, bề rộng lăng trụ b=3m.
Sau khi tính được các hệ số của đập thì em tiến hành tính thấm và tính ổn định
mái đập.

Chương 5: Thiết kết đường tràn xả lũ.
Hì nh thức tràn là tràn xã tự do, không có cửa van, với ngưỡng tràn thực dụng
có mặt cắt hình thang cong, Ngưỡng tràn có B=32m. Hình dạng ngưỡng tràn trên
mặt bằng có dạng mỏ vịt.
Cao trình ngưỡng 908,28m. Sau tràn là đoạn kênh thu hẹp có chiều dài L=20m,
kế tiếp là 8 bậc nước, có kết cấu bằng BTCT và có mặt cắt hình thanh.
Chương 6: Thiết kế cống lấy nước.
+ Cống lấy nước là cống hộp làm bằng BTCT, chảy không áp, có tháp van
khống chế lưu lượng đặt trong phạm vi mái thượng lưu. cao trình cửa vào cửa ra...
Với bề rộng cống = 1(m), chiều cao cống = 1,7 (m).
Chương 7: Chuyên đề kỷ thuật.
Vớ i nội dung là tính toán kết cấu đoạn cống trước tháp.
Phần bản vẽ: gồm có 5 bản vẽ.
Bv1 mặt bằng tổng thể công trình, bv2 cắt dọc ngang đập đất, bv3 tràn xã lũ,
bv4 cống ngầm và bv 5 là bố trí thép.
Trên đây là toàn bộ nội dung đồ án của em. Trong quá trình làm không tránh
khỏi sai sót, kính mong các thầy cô góp ý, chỉ bảo để em hoàn thiện hơn, em xin
chân thành cảm ơn và xin kính chúc các thầy, cô sức khỏe và hạnh phúc.

Câu 1: Nêu những tài liệu cần thu thập để thiết kế các hạng mục trong 1
hồ chứa? Tóm tắc nội dung chính thực hiện trong đồ án?
1. Những tài liệu cần thu thập để thiết kế:
- Tài liệu về điều kiện tự nhiên khu vực: Vị trí địa lý; đặc điểm địa hình, địa
mạo khu vực xây dựng công trình (phải có bụng hồ, bình đồ 1/500001/500, cắt
dọc ngang…); đặc trưng lòng hồ Z~F~V.
- Điều kiện thuỷ văn khí tượng: Mưa; gió; nhiệt độ; bốc hơi; dòng chảy; bùn cát
- Điều kiện địa chất: Địa chất vùng, hồ chứa, cụm đầu mối và VLXD
SVTH:

2

Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

- Điều kiện dân sinh kinh tế: Tình hình dân sinh; hiện trạng thuỷ lợi và phát
triển kinh tế tương lai
- Tài liệu nhu cầu sử dụng nước: tưới, sinh hoạt,…(như diện tích tưới, cơ cấu
cây trồng, số dân…)
2. Tóm tắc nội dung thực hiện trong đồ án:
a. Thu thập tài liệu
b. Phương án công trình đầu mối
- Giải pháp công trình (XD mới) và thành phần công trình (đập, tràn, cống lấy)
- Xác định vị trí tuyến chọn và hình thức kết cấu
- Xác định các thông số của hồ chứa: Dung tích bùn cát, MNC (Vc), MNDBT
(Vh)
- Tính toán điều tiết hồ: xác định MNLTK, MNLKT; V siêu cao, Hsiêu cao; lưu lượng
xả max qmax; đường quá trình xả lũ (q~t)
c. Thiết kế kỹ thuật các công trình đầu mối:
- Đập đất: Xác định các kích thước cơ bản; tính toán thấm, ổn định; chọn các
cấu tạo chi tiết
- Tràn xả lũ: Bố trí đường tràn (vào, ngưỡng, đoạn thu hẹp, dốc, tiêu năng);
tính toán thuỷ lực đường tràn, kênh xả; tính toán tiêu năng tràn; tính toán ổn
định và kết cấu các bộ phận tràn; chọn các cấu tạo chi tiết
- Cống lấy nước: Bố trí cống (cửa vào, thân, tháp, cửa ra); Tính toán thuỷ lực
cống và kênh hạ lưu; tính toán tiêu năng; chọn các cấu tạo chi tiết
d. Chuyên đề: Tính toán kết cấu cống lấy nước - Tính toán các lực tác dụng lên
một đoạn trước cửa van cống; tính thép; tính nứt (thuyết minh)
Câu 2: Trình bày cách xác định Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế?

*Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi bảng 1 QCVN 04-

05:2012/BNNPTNT là công trình cấp II, về phân cấp công trình thủy lợi.
- Điều kiện thứ nhất: Theo nhiệm vụ công trình.
- Điều kiện thứ hai: Theo điều kiện chiều cao đập và nền công trình.
Sơ bộ xác định chiều cao đập: Hđập= + 30m.
Chiều cao đập: Hđập= 30m, chiều cao đập sẽ dc chính xác hóa khi có số liệu tính
toán các mực nước trong hồ. Theo đất nền thuộc nhóm B, H đ> (15-35)m, cấp công
trình là cấp II.
Từ hai điều kiện trên cấp công trình ta chọn là cấp II.
* Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT với công trình cấp II ta có:
- Phòng lũ:
+ Tần suất thiết kế phòng chống lũ: P=1,0%
+ Tần suất kiểm tra phòng chống lũ: P=0,2%

SVTH:

3


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

+ Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất : P max=4%, V = 30,8(m/s). Pbq=50%,
V=14,4 (m/s)
- Đảm bảo cấp nước:
+ Mức đảm bảo tưới: P=85%
- Ổn định, độ bền của đập, tràn, cống ngầm:
+ Hệ số tổ hợp tải trọng:

nc=1.0: đối với tổ hợp tải trọng cơ bản.
nc=0.9: Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt.
nc=0.95: đối với tổ hợp tải trọng thời kỳ thi công, sữa chữa.
+ Hệ số điều kiện làm việc:
m = 1.0: đối với các mái dốc tự nhiên và nhân tạo.
m = 1.0: đối với công trình bê tông, bê tông cốt thép trên nền đá (khi mặt trượt
đi qua khe nứt trong đá nên).
+ Tuổi thọ công trình: T = 75 năm.
+ Hệ số độ tin cậy: Kn = 1,15
+ Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (Bảng 4-6 tiêu chuẩn 14 TCN 157
- 2005): Trường hợp cơ bản: [K] = 1,3; Trường hợp đặc biệt: [K] = 1,1.
+ Độ vượt cao an toàn tra TCVN 8216-2009 đối với công trình cấp III
Với MNDBT: a= 0.7m
Với MNLTK: a= 0.5m
Với MNLKT: a= 0.2m
- Phòng chống biến dạng thấm:
Građien thấm cho phép của thân đập: [J] = 0.85
Câu 3: Phân tích các điều kiện cụ thể để chọn kết cấu đập (đồng chất, hay
có tường lõi, tường nghiêng, hay đập nhiều khối)?
Theo tài liệu địa chất nhận thấy: Tầng bồi tích lòng sông không lớn, đất nền có
hệ số thấm nhỏ gần tương đương với đất để đắp đập trong khu vực; theo tài liệu khảo
sát vật liệu xây dựng tại khu vực công trình đầu mối có nhiều bãi vật liệu đất đắp, đất
đắp có trữ lượng tương đối lớn, có hệ số thấm tương đối nhỏ.
Để tận dụng tối đa vật liệu địa phương, giảm giá thành công trình. Điều kiện khí
hậu thời tiết nơi này tương đối thuận lợi cho công tác đắp đất, giao thông tương đối
thuận tiện cho các máy móc thi công đất hoạt động. Vì vậy ta chọn hình thức công
trình đập ngăn sông là đập đất đồng chất, vật thoát nước phía hạ lưu kiểu lăng trụ kết
hợp gối phẳng. Với phương án này em dùng các bãi vật liệu có chỉ tiêu cơ lý tương
đối giống nhau để đắp cho đập.

SVTH:

4


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Trong khu vực của Tỉnh cũng như các tỉnh lân cận đa số xây dựng đập là đập
đất đồng chất nên đã có được nhiều kinh nghiệm tích lũy nên khi chọn đập đất đồng
chất sẽ tạo điều kiện thuận lợi phù hợp với trình độ thi công, quản lý, vận hành ở địa
phương, dễ dàng sửa chữa dùng vật liệu địa phưong sau này.
Câu 4:Cách xác định mực nước chết? Vẽ Hình và trình bày cách tính toán?
(trang 30÷31)
1.

Tính toán MNC theo điều kiện bồi lắng bùn cát trong hồ:
MNKT
MNTK
MNDBT

V0,2%
V1%

Vh

MNC
a

Vc

h
1

Vbc

Sơ đồ xác định MNC theo cao trình bùn cát

a độ cao an toàn từ cao trình bùn cát đến đáy cống.
h chiều sâu nước trong cống.
*Cách xác định MNC:
Từ MNC ta sẽ xác định được dung tích chết của hồ.
Dung tích chết (Vc) là dung tích giữa MNC và đáy hồ. Dung tích này không
tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy nhưng nó có vai trò quan trọng để làm
tăng hiệu quả của công trình kho nước.
Cụ thể là:
- Dung tích này là nơi trữ hết lượng bùn cát lắng đọng trước công trình trong
quá trình hoạt động.
- Đảm bảo cho phát điện tối thiểu (nếu hồ có nhiệm vụ phát điện).
- Đảm bảo độ sâu tối thiểu cho giao thông thủy và nuôi trồng thủy sản.
Ngoài ra dung tích chết đảm bảo đủ nước để hòa tan chất bẩn trong sông đổ về
không gây ô nhiểm cũng như đảm bảo cảnh quan du lịch.
*Vẽ hình và trình bày cách tính toán:

Cao trình MNC sẽ được xác định theo công thức:
MNC = Zbc + a + h
( 3-1 )
Trong đó:

SVTH:

5


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Zbc: Cao trình bùn cát lắng đọng trong qua trình làm việc của hồ chứa, tra từ
quan hệ Q~Z lòng hồ khi biết được Vbc theo tài liệu thủy văn.
h : Độ sâu cần thiết để lấy nước vào cống, sơ bộ chọn h = 1,3m.
a : Độ gia cao an toàn hay chiều dày lớp đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống,
là khoảng cách cần thiết để tránh bùn cát bị cuốn vào cống, chọn theo kinh nghiệm,
chọn a = 0.50m.
Xác định cao trình bùn cát lắng đọng. Zbc.
Dung tích bùn cát lắng đọng trong một năm:
Vbc = Vll + Vdd
(m3)
Trong đó: Vll : Thể tích bùn cát.
Vdd : Thể tích bùn cát di đẩy.
Theo tài liệu thiết minh thủy văn ta có:
+ Thể tích bùn cát lơ lững: Vll = 454 (m3/năm).
+ Thể tích bùn cát di đẩy: Vdd = 136 (m3/năm).
Vậy thể tích bùn cát lắng đọng trong 1 năm là:
Vbc1 năm = Vll + Vdd= 454 + 136 = 590 (m3/năm).
Thể tích bùn cát lắng đọng trong thời gian vận hành của công trình.
Vbc = Vbc1 năm x T = 590 x 75 = 44250 (m3) = 44,250x103 m3
Tra quan hệ: V~Z ta có Zbc = 895.4 (m)
Vậy: MNC = 895,4 + 0,5 + 1,3 = 897,2 (m)

2.

Tính toán mực nước theo điều kiện tự chảy.

Cao trình MNC theo điều kiện tưới tự chảy xác định theo công thức sau:

MNC = Zđầu kênh + ∆Z

(3-2)

Trong đó:
Zđầu kênh : Mực nước khống chế đầu kênh, lấy theo tài liệu thủy công có.
Zđầu kênh = 896,5 m

∆Z: Tổng tổn thất trong cống khi lấy với lưu lượng lớn nhất,

∆Ζ=

0,5 m.

Vậy MNC = Zđầu kênh + ∆ Ζ = 896,5 + 0,5 = +897 (m)
Từ hai điều kiện trên ta chọn cao trình lớn nhất làm số liệu thiết kế ⇒MNC =
+897,2 m. Khi đó tra quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ Z~V có V c = 0,0659 x 106
(m3).
Câu 5: Trình bày cách xác định mực nước dâng bình thường, có tổn thất và
không có tổn thất? Vì sao tính toán điều tiết năm hoặc điều tiết nhiều năm?
* Xác định hình thức điều tiết (vì sao………..năm hoặc nhiều năm)?

SVTH:

6


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Căn cứ vào tổng lượng nước đến của các tháng trong năm và yêu cầu dùng nước
để xác định hình thức điều tiết.
Từ bảng so sánh lượng nước đến và lượng nước dùng có:
ΣWđến> ΣWdung → Sử dụng hình thức điều tiết năm.
ΣWđến< ΣWdung → Hình thức điều tiết nhiều năm.
*Trình bày cách xác định MNDBT:
Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng V ~ F ~ Z của kho nước sẽ
biết được diện tích mặt nước và mực nước của kho nước cuối thời đoạn.
1.Tính Vh chưa kể đến tổn thất

Thán
g
1

Δt
Qi
(Ngày
)
(m3/s)
2
3
Vc =0,0659

WQ

Wq
(106
(106 m3) m3)
4
5

WQ – Wq
ΔV+
ΔV(106
(106 m3) m3)
6
7

(106 m3)
8

(106 m3)
9

Cột (1) : Các tháng sắp xếp theo năm thủy lợi( từ đầu thời kỳ thừa nước
đến cuối thời kỳ thiếu nước).
CỘT (2) : Số ngày trong tháng
Cột (3): Lưu lượng nước đến Qi.
Cột (4): Tổng lượng nước đến WQ=Qi. Số ngày trong tháng .T(s).
Cột (5): Tổng lượng nước dùng yêu cầu cho từng tháng Wq.
Cột (6): lượng nước thừa ∆V(+)= WQ – Wq
Cột (7): lượng nước thiếu ∆V(-)= WQ – Wq
Cột (8): dung tích kho Vhồ= Vhi+Vc.

Cột (9): Lượng nước xả thừa( Khi lượng nước trữ quá Vh).
Vậy khi chưa kể đến tổn thất ta có dung tích hữu ích của hồ:Vhd=0,5635(106m3)
Dung tích hồ: Vh = Vhd +Vc = 0,5635x106 +0,659x106 =0,6294x106 (m3).

2. Tính điều tiết hồ có kể đến tổn thất
- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn
- Cột 2: Dung tích của kho nước ở cuối thời đoạn tính toán ∆ti
(2) = [(8). Bảng trên] + Vc
- Cột 3: Vi là dung tích bình quân trong hồ chứa nước : V i =

SVTH:

7

V d + Vc
2


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

- Cột 4: Fhi là diện tích mặt hồ tương ứng với V i (tra Quan hệ Z ~ V, Z ~ F )
- Cột 5: Wbi là lượng tổn thất do bốc hơi:
Trong đó:

Wbi = ∆Zi. Fhi

∆Zi lượng bốc hơi của tháng thứ i

- Cột 6: Wti là lượng tổn thất do thấm:

Wti = K x Vi

Trong đó: K - là hệ số tính đến tổn thất thấm trong trường hợp lòng hồ có điều
kiện địa chất bình thường, tra bảng (9-1) giáo trình thuỷ văn công trình chọn k=1%V
bình quân trong hồ.
- Cột 7: Lượng tổn thất tổng cộng Wtti = Wbi + Wti
Tính tổn thất trong kho nước lần 1
Tháng

(1 )
V

Chưa kể tổn thất
V2
Vtb
Ftb
6
3
6
3
(10 m )
(10 m ) (106 m2)
(2)
(3)
(4)
0.0659
0.1176
0.09175

0.025

Bốc hơi
Wb.hơi
(106 m3)
(5)

Thấm
Wthấm
(106 m3)
(6)

Tổng
lượng tổn
thất Wtt
(7)

0.001

0.001

0.002

3.2.2.7.Tính Vhi có kể đến tổn thất
- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn
- Cột 2: Số ngày của từng tháng
- Cột 3: Lưu lượng nước đến (m3/s) (cột (4) bảng 3.1)
- Cột 4: Lượng nước dùng từng tháng chưa kể đến tổn thất (Wq bảng trên)
cộng thêm lượng tổn thất (Wtt bảng trên)
- Cột 5: Lượng nước thừa ∆V+ (khi WQ > Wq )

(5) = (3) –(4)
- Cột 6: Lượng nước thiếu ∆V- (khi WQ < Wq )
(6) = (4) – (3)
- Cột 7: Vtrữ ( dung tích hồ hàng tháng )
- Cột 8: lượng xả thừa.
Tính Vh có kể đến tổn thất lần 1

Tháng Số
ngày

(1)

SVTH:

(2)

Nước đến
WQ(106
m3)
(3)

Nước
dùng
Wq(106
m3)
(4)

∆V=(Q-q)∆t
Nước
Nước

thừa
thiếu
V+(106 V-(106
m3)
m3)
(5)
(6)

8

Phương án trữ
Dung tích
Xả thừa
kho
V2(106
Wx(106
m3)
m3)
(7)
(8)
0.0659


Đồ Án Tốt Nghiệp

V

31

GVHD: PGS-TS :

0.0857

0.0360

0.050

-

0.1156

-

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất và không có tổn thất thông qua sai số ( theo
công thức (9-25) trang 351 giáo trình thuỷ văn công trình):
∆V (%) =

Vhdn − Vhdn −1
0, 6015 − 0, 5635
x100 =
x100 = 6,317% > 5%
n
Vhd
0, 6015

nên ta phải tính lại lần tiếp theo cho đến khi nào ∆V(%) ≤ 5% thì kết quả tính điều
tiết chấp nhận được.
* Tính tổn thất kho nước lần 2 được thể hiện ở bảng (3.4), trong đó các giá trị
ở cột 2 được lấy từ cột cột ( 7) bảng (3.3) của lần 1, còn các cột khác được giải thích
tương tự bảng (3.2).

Tính tổn thất trong kho nước lần 2
Tháng Chưa kể tổn thất

(1)
V

Bốc hơi

Thấm

V2

Vtb

Ftb

Wb.hơi

Wthấm

(106 m3)
(2)

(106 m3)
(3)

(106 m2)
(4)

(106 m3)

(5)

(106 m3)
(6)

Tổng
lượng
tổn
thất Wtt
(7)

0.0659
0.1156

0.091

0.0246

0.001

0.001

0.002

* Tính Vh lần 2 các giải thích tương tự lần 1:
Tính Vh có kể đến tổn thất lần 2 (các giải thích tương tự bảng
(3.2)
Tháng Số
ngày Nước
đến

WQ(106
m3)
(1)
(2)
(3)

Nước
dùng
Wq(106
m3)
(4)

∆V=(Q-q) ∆t
Nước
Nước
thừa
thiếu
6
V+(10
V-(106
m3)
m3)
(5)
(6)

Phương án trữ
Dung tích
Xả thừa
kho
Wx(106

6
3
V2(10 m )
m3)
(7)
(8)

0,0659
V

31

0,0857

0,036

0,050

-

0,1156

So sánh Vhd của hồ lần 2:
∆V (%) =

Vhdn − Vhdn −1
0, 62 − 0, 6015
x100 =
x100 = 2,984% < 5%
n

Vhd
0, 62

⇒ Theo kết quả tính toán ở trên ta có Vh= 0,62 x 106m3

SVTH:

9

Chấp nhận được.

-


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Vậy ta có dung tích ứng với MNDBT là:
VMNDBT= Vc + Vh= 1,62x106+0,0659 x106= 1,6859x106m3
Tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình ứng với V MNDBT là: ZMNDBT= 908,282 m. Kết

quả tính toán điều tiết hồ
Hạng mục

Đơn vị

Giá trị

Mực nước chết (MNC)

m

897,2

Dung tích chết

106m3

0,0659

Mực nước dâng bình thường

m

908,282

Dung tích hiệu dụng (Vhd)

106m3

0,62

Dung tích hồ ứng với MNDBT (Vkho)

106m3

0,6859

Câu 6: Trình bày cách xác định biểu đồ phụ trợ f 1, f2, q. Xác định biểu đồ

phụ trợ nhằm mục đích gì? (trang 43)
Tính toán xây dựng quan hệ phụ trợ
- Cột (1):
Thứ tự
- Cột (2):
Giả thiết các giá trị Z từ Cao trình ngưỡng tràn
- Cột (3):
Dung tích kho, Vk tra từ quan hệ Z ~ V (m3)
- Cột (4):
Cột nước tràn Htr = Z - Zng
- Cột (5):
Lưu lượng xả qua tràn
3

qxả = ε.m.B. 2 g .H Tr2

(3-9)

Trong đó:
ε: hệ số co hẹp bên ε = 1 − 0, 2

ξ mb + ( n − 1) ξ mt H
x
n
b

Vì hình thức ngưỡng tràn là thực dụng kiểu mỏ vịt, bể rộng ngưỡng tràn lớn nên
ảnh hưởng của co hẹp bên là không đáng kể nên ta chọn ε = 0.98.

- Cột (6):

m: hệ số lưu lượng, sơ bộ chọn m = 0,4
B: bề rộng tràn, B = 32m
Htri: Cột nước trên tràn tại thời điểm tính toán i, Htri = Zi - Zngưỡng
Dung tích trên tràn, Vsc = Vk – Vngưỡng (m3)

- Cột (7):

f1(q) = (

SVTH:

V1 1
− .q1 )
∆t 2

10


Đồ Án Tốt Nghiệp

- Cột (8):

f2(q) = (

GVHD: PGS-TS :
V2 1
+ .q2 ) , Trong đó: ∆t = 0,17 giờ = 1020(s)
∆t 2

Hình 3-4:Biểu đồ quan hệ phụ trợ với Btràn = 32m

*Xác định biểu đồ phụ trợ nhằm mục đích gì?
Tạo mổi quan hệ để tính toán (qxã trong) điều tiết lũ.
Câu 7: Trình bày cách điều tiết lũ từ bảng đồ phụ trợ? Mục đích của việc
điều tiết lũ? Anh chị thu được gì sau khi điều tiết lũ? ( trang 40)
Trình bày cách điều tiết lũ từ bảng đồ phụ trợ?
+ Tính toán điều tiết lũ :
- Cột 1:
Thời gian tính toán ∆t = 0,17 giờ = 1020 (s)
- Cột 2:
Qđến lấy theo tài liệu thuỷ văn

- Cột 3:

Q
/ + Qc
Lưu lượng trung bình thời đoạn: Q = d
2

- Cột 4:
Lưu lượng tương ứng qx.
- Cột 5:
Từ qx1⇒ f1 (nội suy bảng quan hệ phụ trợ)
- Cột 6:
f2 = Qtb + f1 = (5) + (3).
- Cột 7:
Từ f2⇒ qx2.
- Cột 8:
Vsc i =(Qtb-qx2) x t x106 (m3); Vsc=∑Vsc i (tính đến Zđỉnh lũ thiết kê)

- Cột 9:
Vkho i = Vkho i-1 + Vsc i
- Cột 10:
Từ Vk ⇒ Z (dựa vào quan hệ Z ~ V)
- Cột 11:
Hsc = Z - Zng
Kết quả tính toán điều tiết được thể hiện ở các bảng (3.10÷3.11) và các biểu đồ
kèm theo.
Kết quả điều tiết lũ phương án Btràn= 32m được thể hiện trong phụ lục.

SVTH:

11


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Tính toán điều tiết lũ(P=1%)

Hệ số co hẹp ε = 0,98
Hệ số lưu lượng m =0,4

Bề rộng ngưỡng tràn: B = 32m
MNDBT = 908,282 m
VMNDBT = 0,686 x106 m3

Bảng 4-2: Tính toán điều tiết lũ P=1% ,B=32m.
t(h)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(x10^6m3)

(m)

(1)

(2)

(3)

(4)

Ns (5)

3+5=(6)

Ns (7)

(8)

(9)

(10)

0.17

0

0.06

0.000

0.00

0.06

0.011

0.0003

0.686

908.282

0.34

0.12

1.39

0.011

0.05

8.55

2.148

0,001

0.687

908.282

0.51

2.66

8.55

2.148

2.23

10.78

5.291

0,004

0.689

908.320

Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ(P=1%)

Btràn
(m)
32

MNDBT
(m)
908,282

qxả max
(m3/s)
108,521

MNL
(m)
909,571

Vsc
(106m3 )
0,787

Hsc= Zmax- Zng
(m )
1,289

Tính toán điều tiết lũ(P=0,2%) cách tính tương tự
Bảng 4-2: Tính toán điều tiết lũ P=0,2% ,B=32m.
t(h)
(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)

(x10^6m3)

(m)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.17

0.00

0.075

0.000

0.00

0.075

0.037

0.0003

0.686

908.282

0.34

0.15

1.74

0.037

0.04

10.715

5.261

0,001

0.686

908.282

0.51

3.33

10.715

5.261

5.45

16.169

7.938

0,004

0.689

908.314

Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ(P=0.2%)
Btràn
(m)
32

MNDBT
(m)
908,282

qxả max
(m3/s)
136,016

MNL

(m)
909,866

Vsc
(106m3 )
0,810

Hsc= Zmax- Zng
(m )
1,584

Mục đích của việc điều tiết lũ?
Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ là thông qua quá trình tính toán tìm cách
hạ thấp lưu lượng lũ làm thoả mãn yêu cầu phòng lũ đã đề ra. Xác định chiều cao đập
ngăn nước; xác định được quy mô và kích thước của đường tràn xả lũ sao cho có lợi
về mặt kinh tế và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

SVTH:

12


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Anh chị thu được gì sau khi điều tiết lũ?
Tìm ra được phương án vận hành kho nước hợp lý nhất, tìm ra được lưu lượng
xả lớn nhất xuống hạ lưu(qxả max), xác định được dung tích siêu cao (V sc), cột nước
siêu cao(Hsc) và MNL. Từ đó quyết định kích thước các công trình đầu mối, các công

trình nối tiếp thích hợp
Câu 8: Viết công thức xác định cao trình đỉnh đập. Vẽ hình minh hoạ và
giải thích các đại lượng? ( trang 51-57)
* Cách xác định cao trình đỉnh đập:
Bảng 4-2. Số liệu tính toán cao trình đỉnh đập đất
TT

Mực nước tính toán

Cao
trình(m)

Độ vượt cao
an toàn a (m)

Đà gió D
(Km)

Vận tốc gió V
(m/s)

1

Cao trình MNDBT

+ 908,28

0,7

702

(P= 4%)=30,8

2

Cao trình MNLTK

+ 909,57

0,5

715

(P= 50%)= 14,4

3

Cao trình MNLKT

+909,866

0.2

Cao trình đỉnh đập là cao trình lớn nhất xác định trên cơ sở tính toán độ vượt
cao của cao trình đỉnh đập trên các mực nước tính toán của hồ (MNDBT, MNLTK,
MNLKT, MNVL) đảm bảo nước không tràn qua đỉnh đập nhưng đập cũng không
quá cao để đảm bảo điều kiên kinh tế.

Sơ đồ tính cao trình đỉnh đập.

Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén QCVN 8216-2009 cao trình đỉnh
đập xác định theo công thức :
Zđđ1 = MNDBT + ∆h + hsl + a
(3-9)
Zđđ2= MNLTK + ∆h’ + hsl’ + a’
(3-10)
Zđđ3 = MNLKT + a’’
(3-11)
Trong đó:
+ ∆h , ∆h' - Độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.
+ h sl ;h sl ’-Chiều cao sóng leo ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.

SVTH:

13


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

+ a, a’,a’’: Độ vượt cao an toàn, phụ thuộc vào cấp công trình và điều kiện làm
việc của hồ chứa, theo (bảng 2) QCVN 8216-2009, với công trình cấp II lấy:
Cao trình đỉnh đập được lấy tương ứng với trường hợp bất lợi nhất trong các
trường hợp tính toán ở trên.
* Vẽ hình minh hoạ và giải thích các đại lượng:
Xác định cao trình đỉnh đập ứng với mực MNDBT và MNLTK (Z 1 ,Z 2 ,Z3).
4.2.1.2. Xác định cao trình đỉnh đập theo công thức tính với MNLKT (Z3).
Zđđ3 = MNLKT + a’’
Câu 9: Viết công thức và trình bày cách tính toán bề dày lớp gia cố thượng

lưu? ( trang 58)
Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu:
mái đập thượng lưu chịu tác động của nhiều loại lực phức tạp tác dụng lên, chủ
yếu là tác dụng của sóng gây xói lở mái trong khi đó vùng đất dưới mái đập lại
thường xuyên bị ngâm dưới nước nên các chỉ tiêu cơ lí của đất đã giảm nhiều. Ngoài
ra khi mực nước trong hồ hạ xuống đột ngột thường xuyên xuất hiện dòng thấm có
hướng về thượng lưu dễ gây mất ổn định mái cho nên cần phải thiết kế thiết bị gia cố
mái cẩn thận để đề phòng sự phá hoại này.
Theo TCVN 8216-2009 trang 10, Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu bắt đầu từ đỉnh
đập xuống dưới mực nước khai thác thấp nhất (thường là MNC) 2,5 m đối với đập
cấp III trở lên
- Giới hạn dưới của phần gia cố bảo vệ mái thượng lưu đến cao trình:
∆H = MNC – 2,5 =897,2-2,5=894,7m
Vậy ta chọn giới hạn dưới của phần gia cố bảo vệ mái thượng lưu đến cao trình 894,7m
Hình thức bảo vệ mái thượng lưu:
Hình thức bảo vệ mái thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố của sóng và
khả năng cung cấp vật liệu; Vì hs1% <1,25 m nên ta chọn hình thức gia cố mái thượng
lưu bằng đá lát khan. Chiều dày cần thiết của lớp đá xác định theo công thức Sankin:
m12 + 1
γn
t = 1, 7.
.
.hs1% = 0,2(m)
γ d − γ n m1 (m1 + 2)

Trong đó:
γ đ - trọng lượng riêng của đá, γ đ = 2,5T / m3 .
γ n - trọng lượng riêng của nước, γ n = 1T / m3

hs1% – chiều cao của sóng ứng với mức đảm bảo 1%, hs1% =1,056m

Vậy chọn t = 0,20 m

SVTH:

14


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Tầng đệm dưới lớp gia cố:
Để đảm bảo sự nối tiếp tốt giữa lớp gia cố và thân đập trong trường hợp lún
không đều ta thiết kế thêm tầng đệm, đồng thời đóng vai trò tầng lọc ngược, nhằm đề
phòng hiện tượng xói ngầm khi cột nước thấm trong thân đập cao hơn ngoài hồ chứa
do hiện tượng sóng leo rồi rút xuống. Tầng đệm phải có thành phần hạt của nó được
chọn lọc để tránh được xói ngầm. Chọn vật liệu làm tầng lọc là dăm sỏi và cát đệm.
Chiều dày tầng đệm xác định như sau: lớp cát đệm dày 10cm còn lớp dăm sỏi dày
15cm.

Câu 10: Thế nào là hình cắt, mặt cắt? Cách vẽ mặt bằng đập (XD giao
tuyến)?
1. Hình cắt: tưởng tượng cắt vật thể bằng 1 mặt phẳng, bỏ đi phần vật thể giữa
người quan sát và mặt phẳng cắt , chiếu thẳng góc vật thể còn lại lên mặt phẳng
chiếu song song với mặt cắt, hình biểu diễn nhận được gọi là hình cắt
2. Mặt cắt: hình phẳng giới hạn bởi giao tuyến của mặt phẳng cắt với vật thể
gọi là mặt cắt
3. Vẽ mặt bằng đập:
- Vẽ đỉnh đập: Ta có cao trình đỉnh, chiều rộng đỉnh B, tim đập, tỉ lệ bình đồ
mặt bằng.

Vẽ 2 mép đỉnh đập là 2 đường thẳng song song cách tim đập ra 2 bên một
khoảng bằng B/2, xác định các điểm mút 2 đầu của tim, mép đỉnh, dựa trên cao độ
đỉnh và đường đồng mức trên bình đồ (nội suy từ 2 đường đồng mức cao và thấp hơn
đỉnh) sau đó vẽ giao tuyến đỉnh
- Vẽ giao tuyến mái: Ta có hệ số mái đập, tỉ lệ bình đồ mặt bằng
Vẽ các đường thẳng trên mái song song với mép đỉnh đập, các đường thẳng
song song này có cao trình tương ứng với cao trình các đường đồng mức. Xác định
giao điểm giữa các đường song song trên mái với đuờng đồng mức có cùng cao độ
trên bình đồ, rồi nối các giao điểm này ta được giao tuyến mái đập với mặt đất tự
nhiên
Câu 11: Trình bày phương pháp tính thấm tại m/c lòng sông trường hợp
thượng lưu là MNDBT hạ lưu là mực nước min.(vẽ sơ đồ tính, giải thích các đại
lượng, viết phương trình lưu lượng thấm). (trang 61÷63)
. Sơ đồ tính toán thấm mặt cắt lòng suối như sau:

Hình 6-5. Sơ đồ tính thấm cho mặt cắt lòng sông với mực nước là MNDBT
SVTH:

15


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

a, Lưu lượng thấm qua đập được tính theo công thức:
h12 − a 02
qđ = Kđ × 2( L + ∆L )

(6-9)

Trong đó:
Kđ - hệ số thấm của đập: Kđ = 5.10-8m/s
h1 – cột nước trước đập
ao - độ cao hút nước, ao = ( L + ∆L) 2 + h12 − ( L + ∆L)
Phương trình đường bão hoà là: y2 = 2a0x
Thay số vào ta có:
Cột nước trước đập: h1 = 41,02 – 15,02 = 26,0 (m).
L = (47,15-41,02).3,5+6,0+(47,15-19,5).3+3,0-(19,5-15,02).1,5 = 106,68
(m)
mh

3,5 × 26,00

1 1
∆L = 2m + 1 = 2 × 3,5 + 1 = 11,38 (m).
1

ao = (106,68 + 11,38) 2 + 26,002 - (106,68 + 11,38) = 2,83 (m).
b, Lưu lượng thấm qua đập ở mặt cắt lòng sông ứng với MNDBT là
q = 5,0.10−8.

26,002 − 2,832
= 1,415.10−7 (m3 / s.m)
2.(106,68 + 11,38)

c, Phương trình đường bão hoà
y2 = 2.2,83.x = 5,66.x
d, Kiểm tra độ bền thấm
Với thân đập, cần đảm bảo điều kiện: Jkđ ≤ [ J k ] đ

Trong đó:

[ J k ] đ phụ thuộc vào loại đất đắp và cấp công trình.
h1 − a0

26,00 − 2,83

Jkđ = L + ∆L = 106,68 + 11,38 = 0,196

[ J k ] đ tra bảng 5 trong TCVN 8216 : 2009 với đất á sét và công trình cấp
II ta được: [ J k ] đ = 0,85.
Vậy thân đập đảm bảo điều kiện về độ bền thấm.
SVTH:

16


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Câu 12: Trình bày phương pháp tính thấm tại m/c lòng sông trường hợp
thượng lưu là MNLKT hạ lưu là mực nước min.(vẽ sơ đồ tính, giải thích các đại
lượng, viết phương trình lưu lượng thấm). (trang 63÷66)

Trường hợp thượng lưu là MNLKT, mực nước hạ lưu ở cao trình 17,52 (m)
47.15

MNLKT = 46.67

m2 =

m 1= 3

h1

3.0

33.50

.5

m2 =

x

15.02

L

y

3.0

19.50
a0

MNHL = 17.52

L

Hình 6-7. Sơ đồ tính thấm cho mặt cắt lòng sông với MNLKT
a, Lưu lượng thấm qua đập được tính theo công thức:
h12 − (a o + h2 ) 2
qđ = Kđ × 2( L + ∆L )

Trong đó:
Cột nước trước đập: h1 = 46,67 – 15,02 = 31,65 (m).
Mực nước hạ lưu:

h2 = 1,5 (m).

L = (47,15-46,67).3,5+6,0+(47,15-19,5).3+3,0-(19,5-17,52).1,5 = 90,66
(m)

mh

3,5 × 31,65

1 1
∆L = 2m + 1 = 2 × 3,5 + 1 = 13,85 (m).
1

ao = ( L + ∆L)2 + (h1 − h2 ) 2 − ( L + ∆L) = 3,99 (m).
b, Lưu lượng thấm qua đập ở mặt cắt lòng sông ứng với MNLKT là
−8
q = 5,0.10 .

31,652 − (3,99 + 2,5) 2
= 2, 295.10−7 ( m3 / s.m)

2.(90,66 + 13,85)

c, Phương trình đường bão hoà
y2 = 2.3,99.x = 7,98.x
d, Kiểm tra độ bền thấm
Đối với thân đập, cần đảm bảo điều kiện:
SVTH:

17


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Jkđ ≤ [ J k ] đ
Trong đó:

[ J k ] đ phụ thuộc vào loại đất đắp và cấp công trình.
Jkđ =

h1 − (h2 + a0 ) 31,65 − (2,5 + 3,99)
=
= 0, 241
L + ∆L
90,66 + 13,85

[ J k ] đ tra bảng 5 trong TCVN 8216 : 2009 với đất á sét và công trình cấp
II ta được: [ J k ] đ = 0,85.
Vậy thân đập đảm bảo điều kiện về độ bền thấm.

Câu 13: Tính thấm qua thân đập nhằm mục đích gì? Vẽ sơ đồ và trình bày
tính tổng lượng thấm? Đánh giá khả năng thấm mất nước? (trang 71÷72)

1. Mục đích của tính thấm qua thân đập
- Xác định lưu lượng thấm qua thân đập nhằm tìm tổng lượng nước thấm,
tổn thất để có biện pháp phòng chống thấm thích hợp
- Xác định vị trí đường bão hoà từ đó tìm được áp lực thấm phục vụ cho
việc tính toán ổn định mái đập và công trình trong thân đập
- Xác định Gradien thấm để kiểm tra về độ bền thấm như hiện tượng xói
ngầm, trôi đất và xác định kích thước cấu tạo tầng lọc ngược, các thiết bị thoát
nước
2. Sơ đồ tính tổng lượng thấm
Lưu lượng thấm qua đập được giới hạn như sau:
Wt < 1%Whồ

(6-13)

Trong đó:
Wt: tổng lượng nước thấm trong thời đoạn t = 1 tháng.
Wt = Qt.t
(6-14)
Qt: tổng lưu lượng thấm, được xác định theo công thức:
Qt = 0,5{q1l1 + (q1 + q2)l2 + ... + (qn + qn+1)ln+1}
(6-15)

SVTH:

18

Đồ Án Tốt Nghiệp

1

GVHD: PGS-TS :

2

3

4

5

MNDBT = 41.02

2

4
3

Hình 6-10. Sơ đồ tính tổng lượng thấm
Ta tính toán với trường hợp thượng lưu là MNDBT, hạ lưu không có
nước.
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 6-2. Bảng tính tổng lượng thấm (MNDBT)
Mặt cắt

Cao trình

q(10-7m2/s)

qtb

1-1
47.15
0
2-2
28.00
4.738
2.369
3-3
19.02
14.150
9.444
4-4
25.00
6.534
10.342
5-5
47.15
0
3.267
Tổng
Tính toán thấm cho thời đoạn là 1 tháng ta có:

∆li (m)

Q(10-7m3/s)

57.77
48.32
59.24
33.7
199.03

136.857
456.334
612.660
110.098
1315.949

Wt = Qt.t = 1315,949.10-8.30.24.3600 = 34,11 (m3).
Mặt khác ta có lưu lượng thấm cho phép trong 1 tháng là:
Wcp = 1%Vhồ = 0,01.Whồ = 0,01.4,922.106 = 49220 (m3).
Ta thấy Wt < Wcp nên hồ không bị mất nước do thấm. Vậy việc lựa chọn
loại đập và hình thức chống thấm là hợp lý.
3. Trình bày tính tổng lượng thấm
Chia đập ra nhiều đoạn nhỏ, sao cho trong mỗi đoạn có những đặc trưng về
thấm như nhau. Khi đó tổng lưu lượng thấm được xác định bằng công thức đơn giản
gần đúng sau:
Q= 0,5[q1l1 +(q1+q2)l2 + …+(qn-2 +qn-1)ln-1 +qn.ln]
Trong đó :
+ q1, q2, …, qn-1 – Lưu lượng thấm đơn vị tại mặt cắt chọn tính toán.
+ l1, l2, …, ln – Chiều dài của các đoạn tương ứng.
Câu 14: Trình bày cách xác định vùng chứa tâm trượt O. (theo phương
trình phelenit và Fanolep). (trang 73÷74)

- Phương pháp Filennit
SVTH:

19


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

Theo phương pháp này tâm trượt nguy hiểm nhất nằm ở lân cận đường
MM1 (hình vẽ), các trị số α,β phụ thuộc vào hệ số mái dốc. Với hệ số mái của
đập là m = 3,0 (tra bảng 6-5 sách giáo trình thuỷ công tập I) ta có: α = 35o, β =
25o.
- Phương pháp Fanđêep
Theo phương pháp này, tâm cung trượt nằm ở lân cận hình thang cong
(hình vẽ), các trị số bán kính R,r phụ thuộc vào hệ số mái dốc và chiều cao đập,
tra bảng 6-6 sách giáo trình thuỷ công tập I ta có:
Với m = 3,0 ⇒ R/Hđ = 2,3; r/Hđ = 1,0.
⇒ R = 2,3.32,13 = 73,90m ; r = 1,0.32,13 = 32,13m.

Tâm của hai đường tròn bán kính R và r là điểm giửa của mái đập.
*Kết hợp 2 phương pháp ta xác định được phạm vi có khả năng chứa tâm cung
trượt nguy hiểm.
Câu 15: Trình bày các bước tính toán cơ bản để xác định hệ số K minmin.
(trang 74÷75)
Trên đường thẳng MM1 ta lấy các điểm O1, O2, O3.... làm tâm vẽ các cung tròn
đi qua điểm B. Ta tiến hành tính toán các hệ số K1, K2, K3 ... cho các cung trượt theo
công thức sau:

K=

∑( N

n

− Wn ) tgϕi + ∑ Cn .ln

∑T

(công thức 6-59 trang 148

n

GTTC tập 1).
Trong đó:
ϕ i , Cn: là góc ma sát trong và lực dính đơn vị tại của loại đất tại mặt trượt đang
xét. (giải dãi thứ n).
Wn: áp lực thủy tĩnh tác dụng lên phương tâm cung trượt tại dải đang xét.
Wn = γ n .

hbh
.b
cos α

γ n : dung trọng riêng của nước γ n = 1 (T/m3)

hbh: Chiều cao cột nước từ đường bảo hòa đến đáy dãy.
Tn: lực theo phương tiếp tuyến của dải. Tn = Gn.sin α n
Nn: lực theo phương pháp tuyến của dải. Nn = Gn.cos. α n
Với : sin α =

SVTH:

2
n
n
α
; cos = 1 +  
m
m

20


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

m: là số nguyên bằng (10÷20) lấy m = 10.
n: thứ tự số dải.
b: chiều rộng dải: b = R/m.
R: Bán kính vong cung trượt.
Ln: Chiều dài đáy dải thứ n .
Gn = b( γ tn .htn+ γ bh .hbh)
*Đối với dung trọng đất:
+ γ đ : trên đường bảo hòa lấy theo γ tn
+ γ đ : dưới đường bảo hòa lấy theo γ bh
Từ đó tính được hệ số K theo công thức trên.
Dựa vào các trị số Kmin tương ứng với mổi điểm tâm ta vẽ đồ thị biểu diển trị số
K, đường cong này cho ta trị số K nhỏ nhất là Kmin.
- Từ điểm có giá trị Kmin trên, ta vẽ đường thẳng vuông góc với đường MM1, và

đường thẳng vừa dựng ta lấy các điểm O 4, O5 ... bất kỳ vẽ các cung tròn tương ứng đi
qua điểm B và tiến hành tính các hệ số K tương ứng là K4, K5...
- Từ các hệ số K4, K5... mới tìm được, ta vẽ được đường quan hệ giữa vị trí K i,
Oi và cũng xác định được giá trị Kmin và trị số Kmin này chính là trị số Kmin cần tìm.Vẽ
các sơ đồ tính toán.
*Hình vẽ các sơ đồ tính toán: Hình 4-15; 4-16; 4-17, 4-18; 4-19, 4-20
*Quá trình tính toán trong các bảng: Bảng 4-17; 4-18; 4-19; 4-20; 4-21; 4-22.
* Kết quả tính toán ổn định mái hạ lưu đập:
Tâm cung trượt O
O1
O2
O3
O4
O5
Hệ số ổ định: K
1,347
1,406
1,378
1,403
1,452
Bán kính cung trượt: R 74,89
76,62
73,34
77,89
70,93
Quá trình tính toán và kết quả tính toán ta xác định được:
So sánh: [ K ] = 1,3 ≤ Kttmin= 1,347 ≤ 1,15.[K] = 1,495
Như vậy có thể kết luận hệ số mái đập đã chọn là hợp lý.
Câu 16: Trình bày công thức xác định hệ số cung trượt, vẽ một cung trượt
bấc kỳ, cách xác định và phân chia số dải, tách 1 thoả đất và trình bày các lực

tác dụng lên dải đất đó và giải thích các đại lượng áp lực nào gây trượt, áp lực
nào chống trượt. ( trang 74÷75)
* Trình bày công thức xác định hệ số cung trượt:
K=

∑( N

n

− Wn ) tgϕi + ∑ Cn .ln

∑T

n

* Vẽ cung trượt, cách xác định, phân chia dải, và trình bày các lực tác dụng
lên nó:

SVTH:

21


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

1:
3.0

1:3
.5

1

:2

1:
1

1:
1.
5

* Giải thích các đai lượng áp lực nào gây trượt và áp lực nào chống trượt.
Theo phương pháp mặt trượt trụ tròn, có nhiều công thức xác định hệ số an
toàn K cho một cung trượt. Với công thức tính hệ số ổn định: K =

∑M
∑M

ctr

.

gtr

Để xác định các thành phần của công thức trên theo N.M Ghecxevanốp, giả
thiết xem khối trượt là một vật thể rắn, áp lực thấm chuyển ra ngoài thành áp lực
thủy tĩnh tác dụng vào mặt trượt và hướng vào tâm. Ta tiến hành chia khối trượt ra

làm nhiều dải có bề rộng b(m) như hình vẽ (với: b=R/m, R là bán kính cung trượt;
m là số dải.)
Σ( N n − Wn ).tgϕ + ΣC n .l n
Ta có công thức tính toán sau: K =
ΣTn
Trong đó: ϕn, Cn - góc ma sát trong và lực dính đơn vị ờ đáy dài thứ n
b
ln - bề rộng đáy dải thứ n, l n =
, với: b- chiều rộng dải thứ n;
cos α n
Wn - Áp lực thấm tham gia đẩy trượt mái dốc được chuyển thành áp lực thủy
tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng tâm được xác định theo công thức: Wn = γn.hn.ln
b
Hay: Wn = γ n .hn .
cos α n
Với: hn - chiều cao cột nước từ đường bảo hòa đến đáy dải thứ n.
Nn và Tn - thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng dải Gn
Với: Nn = Gn.cosαn; Tn = Gn.sinαn; Gn = b.(γ1.h1 + γ2.h2 + γ3.h3 + … )
γi , hi: dung trọng và chiều cao của dải đất thứ i.
2
R
n
.n
n

b
.
n
sin α n = ; cos α n = 1 −   , ( sin α = = m = n )
n

m
R
R
m
m
Ở đó: n - số thứ tự dải đang xét; m - tổng số dải cung trượt

SVTH:

22


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

- Giải thích các đại lượng:
Z1: Chiều cao cột đất đắp trên đường bão hòa, ứng với γ1 (T/m3)
Z2: Chiều cao cột đất đắp dưới đường bão hòa ứng với γ2 (T/m3)
Z3: Chiều cao cột đất nền dưới đường bão hòa, ứng với γ3 (T/m3)
γbh = γtn + n.γn ; (n : hệ số rỗng).
Câu 17: Trình bày phương pháp tính tốn Btr kinh kế?

* Với mổi một phương án Btr sẽ có 1 phương án kích thước, kết cấu của
cơng trình bao gồm: Kích thước kết cấu của đập, tràn, dốc nước, cơng trình tiêu
năng, cơng trình gia cố bảo vệ bờ…
* Phương án Btr sẽ có một phương án vừa đảm bảo u cầu phòng lũ cho
hạ lưu cơng trình, vừa đảm bảo kinh tế, hợp lý của cơng trình.
* Dựa vào iđều kiện địa hình, địa chất chọn cơng trình xã lũ như sau:
- Tràn có mặt cắt thực dụng, khơng có của van, cao trình ngưỡng tràn bằng

MNDBT là 41.022m.
- Nối tiếp sau tràn là đoạn thu hẹp:
+ Chiều dài đoạn thu hẹp Lth = 30m.
+ Chiều rộng đoạn thu hẹp Btr = 55m.
- Nối tiếp sau đoạn thu hẹp là đoạn. mỗi đoạn 20m
Chọn Btr = 55m
Qua phân tích cách tính tốn Btr kinh tế chúng ta thấy việc chọn Btr =
X(m). làm Bt kinh tế phải đảm bảo các u cầu sau:
- Ứng với các Btr khác nhau: Cao trình đỉnh đập và kính thước tràn xả lũ
khác nhau, dẫn đến khối lượng giá thành của đập và tràn tương ứng sẽ khác
nhau.
- Phần sơ toán không tính đến khối lượng cũng như kinh phí của
cống lấy nước. Vì cống lấy nước có kích thước thay đổi không
đáng kể ứng với các phương án BTR.
- Việc tính toán khối lượng được dựa vào tài liệu đòa hình đòa
chất và các kích thước cơ bản trong phần thiết kế sơ bộ.
Câu 18: Thế nào là hình cắt, mặt cắt? Cách vẽ mặt bằng đập (XD giao
tuyến)?
1. Hình cắt: tưởng tượng cắt vật thể bằng 1 mặt phẳng, bỏ đi phần vật thể
giữa người quan sát và mặt phẳng cắt, chiếu thẳng góc vật thể còn lại lên mặt
phẳng chiếu song song với mặt cắt, hình biểu diễn nhận được gọi là hình cắt.
2. Mặt cắt: hình phẳng giới hạn bởi giao tuyến của mặt phẳng cắt với vật
thể gọi là mặt cắt.
3. Vẽ mặt bằng đập:
- Vẽ đỉnh đập: Ta có cao trình đỉnh, chiều rộng đỉnh B, tim đập, tỉ lệ bình đồ
mặt bằng
Vẽ 2 mép đỉnh đập là 2 đường thẳng song song cách tim đập ra 2 bên một
khoảng bằng B/2, xác định các điểm mút 2 đầu của tim, mép đỉnh, dựa trên cao độ

SVTH:

23


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: PGS-TS :

đỉnh và đường đồng mức trên bình đồ (nội suy từ 2 đường đồng mức cao và thấp hơn
đỉnh) sau đó vẽ giao tuyến đỉnh
- Vẽ giao tuyến mái: Ta có hệ số mái đập, tỉ lệ bình đồ mặt bằng
Vẽ các đường thẳng trên mái song song với mép đỉnh đập, các đường thẳng
song song này có cao trình tương ứng với cao trình các đường đồng mức. Xác định
giao điểm giữa các đường song song trên mái với đuờng đồng mức có cùng cao độ
trên bình đồ, rồi nối các giao điểm này ta được giao tuyến mái đập với mặt đất tự
nhiên
Câu 16: Xác định đường mặc nước trên ngưỡng tràn (đối với tràn thực
dụng xác định hc và xác định đường mặc nước). (trang 97÷101)
a.Xác định độ sâu co hẹp cuối ngưỡng tràn hc
Độ sâu mực nước ở đầu kênh là độ sâu h c tại mặt cắt co hẹp cuối ngưỡng tràn,
được xác định theo công thức:
hc = τ c .Eo
(5-4)
Trong đó:
Eo là cột nước toàn phần của thượng lưu so với đỉnh dốc nước, xác định bởi:
αVo 2
Eo = P1 + H +
≈ P+H
(5-5)
2g

Ta tiến hành tính toán độ sâu co hẹp hc ứng với 5 cấp lưu lượng khác nhau từ
Q= 23,75m3/s đến Q = Qmax = 95 m3/s
+ Ứng với Q= 23,75 m3/s, Q= 38 m3/s, Q= 57 m3/s , Q= 76 m3/s, Q = 95 thì mực
nước trong hồ là MNLTK, tràn xã tự do.
Xác định τ c dựa trên hàm F (τ c ) theo công thức:
F (τ c ) =

q
ϕ E o 3/ 2

với q =

Q
là lưu lượng đơn vị (m3/ms)
b
∑

(5-6)

ϕ là hệ số lưu tốc. Đối với đập tràn có dạng thuận dòng và không cửa van, ta tra
bảng của Pavơlôpski (Các bảng tính thủy lực) được ϕ = 0,95

*Cách tính toán bảng 5-3 như sau :
- Cột 1 : MNLTK lấy ở điều tiết lũ.
- Cột 2 : Qxã từng cấp lưu lượng.(bảng 5-2).
- Cột 3 : Lưu lượng đơn vị q =

Q
(m3/sm)

b
∑

- Cột 4: Cột nước toàn phần của thượng lưu so với đỉnh dốc.
αVo 2
Eo = P1 + H +

SVTH:

2g

≈ P+H

24


Đồ Án Tốt Nghiệp

- Cột 5 : F (τ c ) =

GVHD: PGS-TS :

Q
q
3/ 2 ; q =
ϕ Eo
∑b

- Cột 6: τ c tra bảng phụ lục 15-1 (các bản tính thủy lực)
- Cột 7: Độ sâu mực nước tại mặt cắt co hẹp cuối ngưỡng tràn.

b.Tính độ sâu dòng đều trên trên kênh :
Xác định độ sâu dòng đều dựa vào phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất
về thuỷ lực.
4 mo i
Q

+ Xác định f(Rln): f (Rln) =

(5-7)

- i: Độ dốc đáy dốc nước, i = 0.15
- 4mo = 8 (Tra từ phụ lục 8-1 bảng tính thuỷ lực ứng với m = 0)
- Q: Lưu lượng chảy qua kênh.
+ Từ giá trị f(Rln) đã tính được, tra phụ lục 8-1 (Bảng tính thuỷ lực) với độ nhám
lòng lòng kênh là n = 0,017 được Rln
+ Lập tỷ số B/Rln; tra phụ lục 8-3 với m = 0 được h/Rln
+ Xác định độ sâu dòng đều: ho =

h
Rln .
Rln

(5-8)

Bảng 5-4: Độ sâu dòng đều trên dốc nước ứng với các cấp lưu lượng
Q(m3/s) f(Rln)
Rln(m)
Bd/Rln
h/Rln

ho(m)
0.0047
1.6316
22.68
0.552
661,48
0.90
c. Xác định độ sâu phân giới trên kênh ứng với các cấp lưu lượng:
Độ sâu phân giới trên kênh được xác định theo công thức:
α .Q 2
hk =
g .B 2

(5-9)

3

Độ dốc phân giới ik xác định theo công thức:
ik =
Trong đó:

Q2
ω k2 C k2 Rk

(5-10)

α : hệ số sửa chữa động năng ( chọn α = 1 ).
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.
Bd : bề rộng đầu kênh : Bd = 14m
χk, Ck, Bk, ωk, Rk đều ứng với độ sâu phân giới

χk: chu vi mặt cắt ướt. χk = 2.hk + Bd
1
Ck: hệ số Sedi. C k = R 1k/ 6
n
ωk
Rk là bán kính thủy lực. R k =
,
χk
ωk = Bkhk, diện tích mặt cắt ướt.

SVTH:

25