Thiết kế hồ chứa Khe Trúc

Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

LỜI CẢM ƠN

Sau 14 tuần tiến hành làm đồ án tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa
học của thầy giáo TS. Lê Thanh Hùng cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã
hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài: Thiết kế hồ chứa nước Khe TRúc –
PA2.
Trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Thanh Hùng đã trực tiếp hướng dẫn,
giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô
giáo đã truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp cũng
như trong suốt khoá học .
Trong quá trình làm đồ án em đã sử dụng tổng hợp kiến thức chuyên ngành trong
suốt quá trình học tập của mình như: Thuỷ văn, Thuỷ lực, Thuỷ công, Cơ đất, Nền
móng, BTCT… Do khối lượng tính toán nhiều, kinh nghiệm thực tế cũng như trình độ
còn hạn chế nên không tránh khỏi sai lầm thiếu sót. Kính mong các thầy cô giáo góp ý
để em sửa chữa, hoàn thiện đồ án này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu trường Đại Học Thuỷ Lợi,
khoa Công Trình, bộ môn Thuỷ Công cùng tất cả các thầy cô giáo đã tận tình giúp đỡ
em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin kính chúc các thầy cô giáo trong trường
và đặc biệt là các thầy cô trong khoa công trình luôn mạnh khoẻ, công tác tốt.

Hà Nội, Ngày tháng 11 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Bùi Văn Thảo

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 1


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1.
1.1

Điều kiện địa hình........................................................................................10
1.1.1

Vị trí địa lý:.......................................................................................10

1.1.2

Đặc điểm địa hình, địa mạo:.............................................................10

1.1.2.1

Đặc điểm địa hình:..................................................................................10

1.1.2.2

Đặc điểm địa mạo:...................................................................................10

1.1.3

1.2

1.3

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN................................................................10

Điều kiện thủy văn khí tượng:...........................................................12

1.1.3.1

Đặc điểm khí tượng:................................................................................12

1.1.3.2

Mưa:.........................................................................................................12

1.1.3.3

Nhiệt độ:..................................................................................................12

1.1.3.4

Độ ẩm không khí:.....................................................................................12

1.1.3.5

Bốc hơi:....................................................................................................12

1.1.3.6

Gió:..........................................................................................................12

1.1.3.7

Thủy văn dòng chảy:................................................................................13

1.1.3.8

Dòng chảy bùn cát:..................................................................................13

Điều kiện địa chất........................................................................................13
1.2.1

Sơ lược địa chất vùng hồ:..................................................................13

1.2.2

Địa chất công trình vùng tuyến.........................................................14

1.2.2.1

Tuyến đập chính:......................................................................................14

1.2.2.2

Tuyến tràn:...............................................................................................14

1.2.2.3

Tuyến cống:..............................................................................................14

Tình hình vật liệu xây dựng địa phương.......................................................14
1.3.1

Vật liệu đất:.......................................................................................14

1.3.2

Vật liệu xây dựng sỏi, cát, sắt thép, xi măng:....................................15

CHƯƠNG 2. ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ............................................16
NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH..................................................................................16
2.1

Điều kiện dân sinh kinh tế............................................................................16
2.1.1

Tình hình dân dân sinh kinh tế..........................................................16

2.1.1.1

Dân số và lao động..................................................................................16

2.1.1.2

Tình hình sản xuất nông nghiệp...............................................................16

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 2

Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2
2.1.1.3

2.1.2

2.2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Cơ sở hạ tầng...........................................................................................16

Hiện trạng khu vực và phương hướng phát triển thủy lợi của vùng.. 16

2.1.2.1

Hiện trạng khu vực..................................................................................16

2.1.2.2

Phương hướng phát triển kinh tế trong những năm tới...........................17

2.1.2.3

Nhu cầu dùng nước..................................................................................17

Phương án sử dụng nguồn nước, nhiệm vụ công trình.................................18
2.2.1

Phương án sử dụng nguồn nước........................................................18

2.2.2

Nhiệm vụ, quy mô công trình.............................................................18

2.2.2.1

Nhiệm vụ công trình.................................................................................18

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI.................................19
3.1

Giải pháp công trình và thành phần công trình...........................................19

3.2

Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.........................................................19
3.2.1

Xác định cấp công trình....................................................................19

3.2.1.1

Theo chiều cao đập và loại nền...............................................................19

3.2.1.2

Theo nhiệm vụ công trình........................................................................19

3.2.1.3

Chỉ tiêu thiết kế........................................................................................19

3.3

Vị trí tuyến công trình đầu mối.....................................................................20

3.4

Xác định các thông số hồ chứa.....................................................................20
3.4.1

Tính toán cao trình mực nước chết....................................................20

3.4.2

Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT).............21

3.4.2.1

Nguyên lý tính toán điều tiết....................................................................22

3.4.2.2

Trình tự tính toán.....................................................................................22

3.5

Hình thức công trình đầu mối......................................................................27

3.6

Chọn phương án xây dựng công trình..........................................................27
3.6.1

Lựa chọn phương án.........................................................................27

3.6.2

Tính toán điều tiết lũ.........................................................................27

3.6.2.1

Mục đích tính toán...................................................................................27

3.6.2.2

Các yếu tố ảnh hưởng..............................................................................27

3.6.2.3

Nguyên lý tính toán..................................................................................27

3.6.2.4

Phân tích dạng đường xả lũ.....................................................................28

3.6.2.5

Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp thử dần....................................29

3.6.2.6

Tính toán điều tiết cho phương án Btr.....................................................30

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 3


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT..................................................................37
4.1

Xác định kích thước cơ bản của đập............................................................37
4.1.1

Đập đất..............................................................................................37

4.1.2

Xác định cao trình đỉnh đập..............................................................37

4.1.2.1

Mục đích và ý nghĩa.................................................................................37

4.1.2.2

Các tài liệu...............................................................................................37

4.1.2.3

Cao trình đỉnh đập...................................................................................38

4.1.3
4.1.3.1

Hình thức đập đất....................................................................................41

4.1.3.2

Mái đập và cơ đập...................................................................................41

4.1.4

4.2

Cấu tạo đỉnh đập...............................................................................41

Thiết bị chống thấm và thoát nước....................................................41

4.1.4.1

Chống thân đập........................................................................................41

4.1.4.2

Chống thân đập........................................................................................41

4.1.4.3

Thiết bị thoát nước thân đập....................................................................42

4.1.4.4

Bảo vệ mái hạ lưu....................................................................................43

Tính thấm qua đập đất.................................................................................43
4.2.1

Mục đích tính toán.............................................................................43

4.2.2

Các trường hợp tính toán..................................................................44

4.2.3

Các mặt cắt tính toán........................................................................44

4.2.3.1

Thông số tính toán...................................................................................44

4.2.3.2

Kích thước tường nghiêng chân răng......................................................44

4.2.3.3

Tính toán thấm cho mặt cắt II: Thượng lưu là MNDBT, cột nước hạ lưu h2

=0.

.................................................................................................................45

4.2.3.4

Tính toán thấm cho mặt cắt II: Thượng lưu là MNLTK, cột nước hạ lưu h2

=2,3m.

.................................................................................................................47

4.2.3.5

Tính toán thấm cho mặt cắt II: Thượng lưu là MNLKT, cột nước hạ lưu h2

=3,0m.

.................................................................................................................48

4.2.3.6

Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi I: ứng với MNDBT, không có cột nước

hạ lưu.

.................................................................................................................50

4.2.3.7

Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi III : ứng với MNDBT, không có cột

nước hạ lưu..............................................................................................................51

4.2.4

Tính toán lưu lượng thấm qua đập....................................................52

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 4


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2
4.3

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Kiểm tra ổn định đập đất..............................................................................53
4.3.1

Mục đích, ý nghĩa và các trường hợp tính toán.................................53

4.3.1.1

Mục đích, ý nghĩa.....................................................................................53

4.3.1.2

Các trường hợp tính toán.........................................................................53

4.3.2

Phương pháp tính toán......................................................................54

4.3.2.1

Xác định vùng tâm trượt nguy hiểm nhất.................................................54

4.3.2.2

Xác định hệ số an toàn K cho một cung trượt bất kỳ...............................55

4.3.2.3

Xác định hệ số Kminmin...............................................................................56

4.3.2.4

Điều kiện để ổn định mái dốc..................................................................56

4.3.2.5

Tính toán.................................................................................................57

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN........................................................71
5.1

5.2

5.3

Nhiệm vụ, vị trí, hình thức tràn và các bộ phận của đường tràn..................71
5.1.1

Nhiệm vụ,vị trí & hình thức tràn.......................................................71

5.1.2

Các bộ phận của đường tràn.............................................................71

5.1.2.1

Bộ phận kênh dẫn và cửa vào..................................................................71

5.1.2.2

Ngưỡng tràn.............................................................................................72

5.1.2.3

Nối tiếp hạ lưu.........................................................................................72

5.1.2.4

Tiêu năng cuối dốc...................................................................................73

Tính toán thủy lực dốc nước.........................................................................73
5.2.1

Mục đích tính toán.............................................................................73

5.2.2

Nguyên lý tính toán...........................................................................73

5.2.2.1

Các bước tính toán...................................................................................74

5.2.2.2

Định lượng đường mặt nước trên dốc nước đoạn thu hẹp......................75

5.2.2.3

Định tính đường mặt nước trên dốc nước đoạn bề rộng không đổi........78

5.2.2.4

Vẽ định lượng đường mặt nước trong dốc nước không kể hàm khí.........80

5.2.2.5

Kiểm tra khả năng xói trên dốc nước......................................................82

5.2.2.6

Đường mặt nước trong dốc nước có kể tới hàm khí................................83

5.2.2.7

Cấu tạo chi tiết dốc nước.........................................................................83

Tính toán tiêu năng cuối dốc........................................................................84
5.3.1

Tính toán thủy lực kênh xả sau tràn..................................................84

5.3.2

Tính toán tiêu năng cuối dốc.............................................................85

5.3.2.1

Mục đích tính toán...................................................................................85

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 5


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

5.4

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

5.3.2.2

Chọn hình thức và biện pháp tiêu năng...................................................85

5.3.2.3

Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng...................................................85

5.3.2.4

Xác định kích thước bể tiêu năng............................................................86

Kiểm tra ổn định tràn...................................................................................87
5.4.1

Mục đích............................................................................................87

5.4.2

Tính toán ổn định tường bên ngưỡng tràn.........................................87

5.4.2.1

Tài liệu tính toán......................................................................................87

5.4.2.2

Tính toán ổn định cho trường hợp 1........................................................88

5.4.2.3

Tính toán ổn định cho trường hợp 2........................................................91

CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC....................................95
6.1

6.2

6.3

Nhiệm vụ và các thông số tính toán..............................................................95
6.1.1

Nhiệm vụ...........................................................................................95

6.1.2

Hình thức cống..................................................................................95

6.1.3

Sơ bộ bố trí cống...............................................................................95

6.1.4

Các tài liệu cơ bản dung trong tính toán...........................................95

Thiết kế kênh hạ lưu cống.............................................................................96
6.2.1

Thiết kế mặt cắt kênh.........................................................................96

6.2.2

Kiểm tra lưu tốc trong kênh...............................................................96

Tính toán khẩu diện cống.............................................................................97
6.3.1

Trường hợp tính toán.........................................................................97

6.3.2

Tính bề rộng cống.............................................................................98

6.3.2.1

Tổn thất cửa ra........................................................................................98

6.3.2.2

Tổn thất dọc đường..................................................................................99

6.3.2.3

Tổn thất cục bộ........................................................................................99

6.3.2.4

Tổn thất cửa vào....................................................................................100

6.3.3

6.4

Xác định cao trình đặt cống và chiều cao cống...............................102

6.3.3.1

Chiều cao cống......................................................................................102

6.3.3.2

Cao trình đặt cống.................................................................................102

Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng.........................................103
6.4.1

Trường hợp tính toán.......................................................................103

6.4.2

Xác định độ mở cống.......................................................................103

6.4.2.1

Xác định cột nước có kể đến vận tốc tới gần V0....................................104

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 6


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2
6.4.2.2

Tính tổn thất cột nước từ cửa vào đến vị trí cửa van hw........................104

6.4.2.3

Cột nước tính toán trước cửa van H0.....................................................104

6.4.3

6.5

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Kiểm tra chế độ chảy trong cống.....................................................105

6.4.3.1

Định tính đường mặt nước trong cống...................................................105

6.4.3.2

Định lượng đường mặt nước trong cống...............................................105

6.4.3.3

Tiêu năng sau cống................................................................................107

Chọn cấu tạo chi tiết cống..........................................................................107
6.5.1

Cấu tạo cửa vào, ra.........................................................................107

6.5.2

Cấu tạo thân cống...........................................................................108

6.5.2.1

Mặt cắt cống..........................................................................................108

6.5.2.2

Phân đoạn cống.....................................................................................108

6.5.2.3

Nối tiếp thân cống với nền, đập.............................................................108

6.5.2.4

Tháp van................................................................................................109

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT....................................110
7.1

7.2

Mục đích và trường hợp tính toán..............................................................110
7.1.1

Mục đích tính toán...........................................................................110

7.1.2

Trường hợp tính toán.......................................................................110

Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế.............................................................110
7.2.1

7.3

7.2.1.1

Vị trí và kết cấu cống ngầm....................................................................110

7.2.1.2

Các lực tác dụng lên cống ở trường hợp tính........................................111

7.2.1.3

Sơ đồ tính................................................................................................111

Yêu cầu thiết kế...........................................................................................111
7.3.1

7.4

Tài liệu cơ bản.................................................................................110

Xác định chiều cao mực nước ngầm tại mặt cắt tính toán...............112

7.3.1.1

Xác định các lực tác dụng lên cống.......................................................112

7.3.1.2

Áp lực đất tác dụng lên đỉnh cống.........................................................113

7.3.1.3

Áp lực đất hai bên thành cống...............................................................113

7.3.1.4

Áp lực nước............................................................................................113

7.3.1.5

Trọng lượng bản thân.............................................................................114

7.3.1.6

Phản lực nền..........................................................................................114

7.3.1.7

Sơ đồ lực cuối cùng................................................................................114

Tính toán xác định nội lực cống ngầm........................................................116

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 7


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

7.5

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

7.4.1

Mục đích tính toán...........................................................................116

7.4.2

Phương pháp tính............................................................................116

7.4.3

Sơ đồ tính.........................................................................................116

7.4.4

Tính toán nội lực cho 1m theo phương chiều dài cống....................117

7.4.4.1

Xác định biểu đồ mô men.......................................................................117

7.4.4.2

Biểu đồ mô men cuối cùng.....................................................................119

7.4.4.3

Xác định biểu đồ lực cắt........................................................................121

7.4.4.4

Xác định biểu đồ lực dọc.......................................................................122

Tính toán cốt thép cống ngầm....................................................................123
7.5.1

Số liệu tính toán...............................................................................123

7.5.2

Trường hợp tính...............................................................................124

7.5.3

Tính toán cốt thép dọc chịu lực.......................................................125

7.5.3.1

Tính toán và bố trí cốt thép cho đáy cống.............................................125

7.5.3.2

Tính toán và bố trí cốt thép thành bên cống..........................................128

7.5.3.3

Tính toán và bố trí cốt thép trần cống...................................................129

7.5.4

Tính toán cốt thép ngang (cốt đai, xiên)..........................................131

7.5.4.1

Điều kiện tính toán.................................................................................131

7.5.4.2

Mặt cắt tính toán....................................................................................131

7.5.4.3

Tính toán cốt thép ngang cống..............................................................131

7.5.5

Tính toán và kiểm tra nứt................................................................134

7.5.5.1

Mặt cắt tính toán....................................................................................134

7.5.5.2

Tính toán kiểm tra nứt...........................................................................134

a, Xác định các đặc trưng quy đổi:........................................................................134
b, Khả năng chống nứt của tiết diện:.....................................................................135
c, Kiểm tra nứt:......................................................................................................136
d, Tính bề rộng vết nứt...........................................................................................136

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 8


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

PHẦN I:
TÀI LIỆU CƠ BẢN

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 9


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

CHƯƠNG 1.

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 Điều kiện địa hình.
1.1.1 Vị trí địa lý:
Hồ chứa nước Khe Trúc nằm về phía Đông Bắc huyện Can Lộc, tỉnh Hà Tĩnh,
khu vực lòng hồ, đầu mối và khu tưới nằm trên địa phận các xã Vượng Lộc và Thiên
Lộc với diện tích khu tưới khoảng trên 240,8 ha.
- Vị trí địa lí vùng dự án:
+ 180 29' đến 18031'30" Vĩ độ Bắc,
+ 105044'30" đến 105046' Kinh độ Đông,
Cụm công trình đầu mối hồ chứa Khe Trúc được xây dựng trên lưu vực Khe
Trúc vị trí giáp ranh giữa hai xã Vượng Lộc và Thiên Lộc, huyện Can Lộc, tỉnh Hà
Tĩnh, Nằm về phía Đông Bắc Hà Tĩnh và cách thị xã Hà Tĩnh khoảng 25km theo
đường quốc lộ 1A,

+ Phía Bắc: Giáp núi Ông Cương- Xuân lĩnh, huyện Nghi xuân.
+ Phía Tây: Giáp xã Đậu liêu và xã Thanh lộc.
+ Phía Đông: Giáp xã Tùng lộc.
+ Phía Nam: Giáp xã Đại lộc.
1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo:
1.1.2.1 Đặc điểm địa hình:
Lưu vực hồ Khe Trúc có diện tích 4,0km2, Hai bên là đồi núi, thảm cỏ mỏng,
rừng thông và bạch đàn tái sinh đã đến độ tuổi khai thác của lâm trường Hồng Lĩnh,
Những đặc điểm nổi bật của lưu vực như sau:
+ Độ cao thay đổi mạnh: Từ cao trình 477,5 xuống tới cao trình 5,8  12m
(lòng hồ),
+ Độ dốc lưu vực lớn, thảm thực vật mỏng, chủ yếu là cây bụi nên khả năng
điều tiết dòng chảy kém.
- Tuyến đập dài 632 m nối liền hai sườn núi, đây là khu vực khai thác cát của
người dân địa phương nên hai bên lòng khe sạt lở thành các vách thẳng đứng với độ
cao 6  7 m.
- Khu tưới trải dài theo chân núi Hồng Lĩnh với chiều dài khoảng 3,0 Km.
Chiều rộng trung bình khoảng 0,8 Km dọc theo đường quốc lộ 1A và bị chia cắt bởi
lòng Khe trúc. Địa hình khu tưới không đồng đều thấp dần theo hướng Đồng Bắc- Tây
Nam, cao độ thay đổi từ +12,00 đến +3,00m. Toàn khu tưới có nhiều khu vực cao cục
bộ.

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 10


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

1.1.2.2 Đặc điểm địa mạo:
Khu vực hồ chứa nước Khe Trúc nằm trong vòng cung trước núi của dãy Hồng
Lĩnh có thể phân thành 3 dạng địa mạo chính sau:
Dạng địa mạo núi cao: Sườn núi cao tạo nên lưu vực hồ Khe Trúc có cao độ
trên +30m quây kín bởi nhiều ngọn núi có độ cao xấp xỉ nhau, Sườn núi có độ dốc
trung bình 287%o, Thảm thực vật thưa thớt, nghèo nàn nên khả năng giữ nước mặt và
tạo nguồn dự trữ cho hồ không lớn, thời gian hình thành đỉnh lũ nhanh rất bất lợi đối
với công trình tháo lũ của hồ chứa.
Dạng địa mạo đồi thấp: Nằm rải rác dọc chân dãy núi Hồng Lĩnh, đồi tròn, sườn
thoải cao trình thay đổi từ 15 đến 30m, Thảm thực vật đã được bao phủ bởi cây xanh
của lâm trường Hồng Lĩnh bao gồm bạch đàn và thông sắp đến tuổi khai thác.
Dạng địa mạo bồi tích đồng bằng trước núi: Dạng địa mạo này phân bố ở các
thung lũng trước núi tạo thành các dải đồng bằng tập trung khu dân cư hưởng lợi, cấu
tạo bằng các lớp đất sét, á sét, á cát, dạng địa mạo thấp dần theo hướng Đồng Bắc- Tây
Nam, cao độ thay đổi từ +12,00 đến +3,00m, Toàn khu tưới có nhiều khu vực cao cục
bộ.
Từ bình đồ lòng hồ và tuyến đã xác định, lập được các quan hệ Z~W và Z~F.
Bảng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-1: Bảng quan hệ Z~W và Z~F
Z(m)

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0,0276

0,0436

0,0503

0,0595

0,0680

0,0895

0,1257

0,1660

0,2059

W(10 m )

0,0481

0,0834

0,1303

0,1851

0,2488

0,3273

0,4344

0,5798

0,7654

Z(m)

19

20

21

22

23

24

25

26

0,2931

0,3392

0,3777

0,4230

0,4590

0,4871

0,5274

0,5674

1,2674

1,5833

1,9415

2,3416

2,7825

3,2556

3,7627

4,3100

2

F(km )
6

3

F(km2)
6

3

W(10 m )

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 11


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Hình ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-1: Biểu đồ quan hệ Z~F, Z~W
Mực nước hạ lưu sau đập: Zmin = 7,00 m; Zmax = 8,00 m;
1.1.3 Điều kiện thủy văn khí tượng:
1.1.3.1 Đặc điểm khí tượng:
Vùng xây dựng dự án chịu chung khí hậu của vùng núi bán sơn địa Hà Tĩnh.
Hằng năm chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió lào từ tháng IV đến tháng IX.
Đặc biệt gió Lào thổi từ tháng XI đến tháng XII gây khô nóng. Gió mùa Đông Bắc
thổi từ tháng X đến tháng III năm sau, gây khô lạnh. Đặc điểm khí hậu này đã chịu ảnh
hưởng đến phân bố lượng mưa trong năm. Lượng mưa chủ yếu tập trung vào tháng
VIII, IX và tháng X chiếm 85% lượng mưa cả năm.
1.1.3.2 Mưa:
+ Lượng mưa trung bình năm trong khu vực là: 2.031,67 mm.
+ Lượng mưa lớn nhất trong năm:
3.189,0 mm.
+ Lượng mưa nhỏ nhất trong năm:
1.283 mm.
+ Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất 1,5% (P1,5%) = 702,2 mm.
1.1.3.3 Nhiệt độ:
Nhìn chung biên độ dao động nhiệt độ ngày rất lớn.
+ Nhiệt độ trung bình năm là: 23,80C.
+ Nhiệt độ cao nhất lên đến 40,10C (tháng V).
+ Nhiệt độ nhỏ nhất xuống tới 6,80C (tháng I).
1.1.3.4 Độ ẩm không khí:
Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm đạt 86%.
+ Độ ẩm trung bình tháng cao nhất đạt 95%.
SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 12

Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

+ Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất đạt 35%.
1.1.3.5 Bốc hơi:
Bảng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-2: Bảng phân phối lượng bốc hơi hàng tháng cho
như sau:
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Năm

Z
(mm)

25,9

19,3

23,2

36,2

70,2

70,8

85,0

104,0

77,4

48,4

42,0

34,2

636,6

1.1.3.6 Gió:
+ Tốc độ gió trung bình nhiều năm trong vùng đạt:
+ Tốc độ gió trong ngày lớn nhất đạt tới: 40 m/s.
+ Tốc độ gió với tần suất P = 4% đạt:
35 m/s.
+ Tốc độ gió với tần suất p = 50% đạt: 22,5 m/s.
+ Đà gió D = 0,670 (Km), D’ = 0,695 (Km).

1,6 m/s.

1.1.3.7 Thủy văn dòng chảy:
Bảng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-3: Dòng chảy bình quân ứng với tần suất bảo đảm
P = 85%
Thán
g

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Q85%
(m3/s)

0,066

0,060

0,052

0,050

0,064

0,029

0,042

0,143

0,257

0,609

0,053

0,031

Bảng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-4: Quá trình dòng chảy lũ hồ chứa nước Khe Trúc
TT

TG (giờ)

Q lũ TK

Q lũ KT

TT

TG (giờ)

Q lũ TK

Q lũ KT

1

0,00

0,00

0,00

18

4,25

784,50

921,12

2

0,25

6,14

7,17

19

4,50

692,15

790,01

3

0,50

11,87

13,89

20

4,75

520,71

609,24

4

0,75

21,29

24,95

21

5,00

371,27

454,19

5

1,00

23,15

24,92

22

5,25

263,57

293,09

6

1,25

34,71

40,62

23

5,50

152,75

178,71

7

1,50

57,86

67,70

24

5,75

98,36

115,08

8

1,75

92,81

108,59

25

6,00

71,75

83,94

9

2,00

162,00

189,54

26

6,25

46,29

54,15

10

2,25

187,46

219,33

27

6,50

41,66

48,74

11

2,50

212,91

249,11

28

6,75

37,04

43,34

12

2,75

194,96

234,33

29

7,00

31,25

36,56

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 13


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

13

3,00

162,00

189,54

30

7,25

26,61

31,14

14

3,25

202,50

236,93

31

7,50

21,98

25,73

15

3,50

289,29

338,46

32

7,75

17,34

20,31

16

3,75

462,86

615,77

33

8,00

12,71

14,90

17

4,00

604,29

752,31

1.1.3.8 Dòng chảy bùn cát:


Dòng chảy rắn: Qua đo đạc có 0 = 90 g/m3; Q0 = 0,38 m3/s;  bc = 0,9 T/m3.
Hệ số lắng đọng bùn cát trong hồ K = 0,6
1.2 Điều kiện địa chất.
1.2.1 Sơ lược địa chất vùng hồ:
Địa chất của vùng khảo sát nằm trong phức hệ Ngọc Linh, hệ tầng Tắc Pỏ
(PR1tp), Thành phần đá gốc gồm có: gneis biotit, plagiogneis biotit, đá phiến thạch
anh – biotit – silinanit – granit – cordierit , lớp mỏng amphibolit, đá hóa ôlivin, đá
phiến graphit, Bề dày hệ tầng khoảng 1500 ÷ 1600 m.
1.2.2 Địa chất công trình vùng tuyến.
1.2.2.1 Tuyến đập chính:
Địa tầng tuyến đập đất được mô tả từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1- Đất á sét, chứa cát sạn, màu xám vàng, xám xi măng, trạng thái dẻo
mềm đến dẻo cứng.
Lớp 2- Đá granit hạt thô, phong hóa ít, màu xám vàng, xám xi măng, Đá ít nứt
nẻ.
Lớp 3- Đá granít hạt thô, phong hoá ít, màu xám vàng, xám xia măng, Đá nứt
nẻ vừa, đá cứng búa đập khó vỡ.
Lớp 4- Đá granit phong hóa yếu, màu xám xanh, xám sáng, Đá không nứt nẻ,
đá cứng, búa đập khó vỡ.
1.2.2.2 Tuyến tràn:
Địa tầng tuyến tràn được mô tả từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1- Đất á cát, màu xám, xám vàng, phớt nâu, Đất khô mềm.
Lớp 2- Đất á sét, chứa cát sạn, màu xám vàng, xám xi măng, trạng thái dẻo
mềm đến dẻo cứng.
Lớp 3- Đất á sét chứa sạn sỏi và đá lăn, trạng thái dẻo cứng.

Lớp 4- Đá granít hạt thô, phong hoá mạnh, màu xám vàng, xám xia măng, đá
nứt nẻ mạnh, khe nứt màu nâu vàng, đá mềm búa đập dễ vỡ, Nõn khoan chủ yếu vỡ
vụn thành cát.
Lớp 5- Đá granit phong hoá mạnh đến vừa, màu xám xanh, xám sáng, Đá nứt
nẻ mạnh, khe nứt màu nâu đen, đá cứng vừa, búa đập khó vỡ.

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 14


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

1.2.2.3 Tuyến cống:
Địa tầng tuyến cống lấy nước được mô tả từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 2- Đất á cát, màu xám, xám vàng, phớt nâu, Đất khô mềm, phân bố từ giữa
đến đuôi cống, độ dày từ 0,8 đến 4,6m.
Lớp 3- Đất á sét, chứa cát sạn, màu xám vàng, xám xi măng, trạng thái dẻo
mềm đến dẻo cứng, phân bố suốt dọc thân cống.
1.3 Tình hình vật liệu xây dựng địa phương.
1.3.1 Vật liệu đất:
Vật liệu đất đắp đập lấy từ các bãi trong khu vực lòng hồ là loại đất cát pha có
hệ số thấm lớn, để chống thấm mất nước cần có các biện pháp chống thấm bằng đất sét
hoặc vải địa kỹ thuật.
Vật liệu đất sét khai thác tại xã Vượng Lộc (khu vực gần trạm bơm Cầu Cao)
cách vị trí xây dựng công trình khoảng 4,5km; điều kiện vận chuyển khá thuận lợi.
1.3.2 Vật liệu xây dựng sỏi, cát, sắt thép, xi măng:
Đá, cát, sạn lấy tại thị xã Hồng Lĩnh, sắt thép, xi măng và những vật liệu khác

lấy tại thị trấn Can Lộc cách chân công trình 13 km (9,5km đường cấp 2; 3,5km đường
cấp 5), vận chuyển cơ giới.
Bảng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-6: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 15


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2.
2.1 Điều kiện dân sinh kinh tế.

2.1.1 Tình hình dân dân sinh kinh tế.
2.1.1.1 Dân số và lao động.
Dân số của hai xã thuộc khu hưởng lợi của hồ Khe Trúc tính đến tháng 5 năm
2003 là 15416 người, Trong đó xã Vượng Lộc là 8176 người và xã Thiên Lộc là 7240
người, Thu nhập bình quân đầu người quy thóc là: 650kg/người/năm.
2.1.1.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp.
Kinh tế khu vực hưởng lợi chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp, Tuy trong
vùng đã có một số công trình thuỷ lợi nhưng không thể đảm nhận tưới cho vùng dự án
nên một diện tích đất khá lớn phải trồng màu với năng suất thấp, hoa màu chủ yếu là
cây lạc và đậu, Ngoài ra còn có một số nghề phụ khác như: chăn nuôi, buôn bán nhỏ,
trồng rừng, khai thác cát.

2.1.1.3 Cơ sở hạ tầng.
+ Về y tế: Cả hai xã đều đã có trạm y tế, chất lượng điều trị và phòng dịch
tương đối tốt.
+ Về giáo dục: Hiện một xã có một trường mầm non, một trường tiểu học và
trung học với cơ sở vật chất tương đối tốt.
+ Thông tin: Ngành bưu điện đã đầu tư theo chương trình chung một bưu điện
công cộng, Xã có một mạng lưới truyền thanh tới các thôn với thời lượng phát 3h/ngày
nên các thông tin đến với nhân dân trong xã kịp thời.
+ Giao thông: Hiện chỉ có một con đường 5m rải nhựa nối giữa đường Quốc lộ
1A với khu nghĩa trang liệt sỹ nằm dưới khu đầu mối của hồ chứa, còn lại là đường
cấp phối và đường đất nên việc đi lại của nhân dân trong vùng còn gặp nhiều khó khăn
trong mùa mưa,
SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 16


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

+ Điện: Hiện nay trong vùng đã có 100% số hộ dân có điện thắp sang.
+ Nước sinh hoạt: Hiện tại trong vùng đang xây dựng nhà máy nước Can lộc
(Nằm cạnh cầu Hạ Vàng trên Quốc lộ 1A thuộc địa phận xã Vượng Lộc) với công suất
1000m3/ngày đêm.
2.1.2 Hiện trạng khu vực và phương hướng phát triển thủy lợi của vùng.
2.1.2.1 Hiện trạng khu vực.
Vùng hưởng lợi của dự án nằm trên khu vực giáp ranh giữa hai xã Vượng Lộc
và Thiên Lộc có cao độ từ cốt +3.0 đến cốt +11.0 với khoảng 100 ha đất canh tác. Do
chưa có nguồn nước tưới chủ động, tập quán canh tác và cơ cấu cây trồng còn phụ

thuộc hoàn toàn vào điều kiện thiên nhiên nên năng suất cây trồng còn thấp và bấp
bênh, hiệu suất sử dụng đất còn thấp. Tình hình thiếu nước tưới, nước sinh hoạt và hạn
hán xẩy ra nghiêm trọng. Vì vậy điều kiện để phát triển kinh tế, xã hội, văn hoá ở đây
còn rất khó khăn.
Nhà máy nước huyện Can lộc đã được đầu tư xây dựng, nguồn nước lấy của
nhà máy là lạch khe từ cống Đồng Huề chảy vào sông Nghèn. Nguồn nước này không
đảm bảo về cả chất lượng và số lượng nên khả năng cấp nước của nhà máy không đảm
bảo yêu cầu. Nươc ngầm trong vùng qua khảo sát cho thấy bị nhiễm phèn nồng độ
mạnh, do đó một yêu cầu cấp thiết của việc cấp nước sạch cho thị trấn huyện Can Lộc
là phải có một nguồn nước mặt đảm bảo. Dọc bờ Nam dãy Hồng Lĩnh đã có xây dựng
một số hồ chứa như Nhà Đường, Cù Lây- Trường Lão, Khe Hao vv.. nhưng do khả
năng cấp nước của các hồ này có hạn lại ở xa trung tâm nhà máy nước nên khả năng
cấp nước sinh hoạt của các hồ là rất khó khăn, tốn kém. Xây dựng hồ chứa nước khe
Trúc tại xã Vượng Lộc, cách nhà máy khoảng 2,0 km là một giải pháp cấp nước đảm
bảo về công suất cũng như chất lượng là một giải pháp tối ưu, bền vững.
Mặc khác, hồ chứa nước khe Trúc còn có thể cấp nước bổ sung cho tuyến kênh
của trạm bơm Cầu Cao vào những thời kỳ thiếu nước để đẩy nước về chống hạn cho
vùng hạ Can, vùng mà từ lâu chưa có các giải pháp thuỷ lợi thoả đáng.
2.1.2.2 Phương hướng phát triển kinh tế trong những năm tới.
- Phát triển kinh tế nông lâm nghiệp đa dạng ở mọi lĩnh vực.
- Phát huy thế mạnh của vùng, trước hết là phải chủ động nước tưới để thực
hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang các loại rau màu có năng suất và giá trị kinh tế
cao, tăng hệ số quay vòng đất nông nghiệp, Khai thác điểm du lịch sinh thái hồ Khe
Trúc kết hợp với khu di tích lịch sử Chùa Hương Tích.
- Từng bước phát triển cây công nghiệp ngắn ngày.
- Cũng cố và mở rộng cơ sở hạ tầng nông thôn, mạng lưới giao thông liên thôn
cũng phải nhanh chóng cải thiện để giảm bớt khó khăn cho việc đi lại của người dân
trong mùa mưa.
Vì vậy, việc xây dựng hồ chứa nước khe Trúc xã Vượng Lộc nhằm khai thác tối
đa nguồn nước phục vụ đa mục tiêu là một trong những nội dung của Nghị Quyết đại

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 17


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

hội Đảng bộ huyện Can Lộc về việc phát triển kinh tế, xã hội của vùng phía Bắc
huyện, thị trấn Nghèn và các xã hạ Can lộc.
2.1.2.3 Nhu cầu dùng nước.
Tạo nguồn tưới cho cây công nghiệp, rau màu 156 ha ở khu vực lòng hồ. Tăng
lượng nước ngầm cho sinh hoạt, tạo cảnh quan và cải thiện môi trường sống của nhân
dân trong vùng hưởng lợi.
Bảng 2,1: Quá trình nước dùng (Wq~t)

Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Wq
(106m3)

0,336

0,413

0,211

0,336

0,369

0,567

0,322

0,056

0,074

0,068

0,049

0,169

Cao trình tưới tự chảy TTC = +11,5 m.
2.2 Phương án sử dụng nguồn nước, nhiệm vụ công trình.
2.2.1 Phương án sử dụng nguồn nước.
Từ hiện trạng thiếu nước của địa phương tiến hành xây đập đất chặn dòng chảy,
làm dâng cao mực nước. Đáp ứng nhu cầu dung nước cho tưới ruộng, hoa màu cho
nhân dân trong vùng dự án. Ngoài ra còn tạo cảnh quan du lịch lòng hồ.
2.2.2 Nhiệm vụ, quy mô công trình.
2.2.2.1 Nhiệm vụ công trình.
- Cấp nước tưới chủ động và ổn định cho 100 ha đất canh tác trong đó 50 ha đất
trồng lúa hai vụ, 50 ha rau xanh và màu; cấp nước NTTS của hai xã Vượng Lộc và
Thiên Lộc vùng ven chân núi Hồng Lĩnh.
- Cấp nước vào kênh giữa trạm bơm Cầu Cao tưới cho 90ha đất trồng lúa hai vụ
ở vùng hạ Can Lộc.
- Cấp nước cho nhà máy nước Can Lộc với công suất 3,500m3/ng,đêm.
- Góp phần cải tạo môi trường sinh thái, phòng chống lũ lụt cho vùng hạ du.
- Tạo nguồn, độ ẩm không khí tạo điều kiện thuận lợi cho cây lâm nghiệp sinh
trưởng, hạn chế tình trạng cháy rừng trong khu vực.
- Ngoài ra khu vực hồ chứa sẽ tạo ra một cảnh quan du lịch cùng với khu di tích
lịch sử Chùa Hương Tích.

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 18


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

CHƯƠNG 3.

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

3.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình.
- Cụm công trình đầu mối:
+ Đập dâng nước đắp ngang qua lòng Khe trúc.
+ Tràn xả lũ.
+ Cống lấy nước dưới đập.
- Hệ thống kênh mương và công trình trên kênh, công trình phụ trợ.
+ Hệ thống kênh chính, kênh nội đồng.
+ Các công trình trên kênh và công trình phụ trợ.
+ Tuyến đường ống cấp nước về nhà máy.
+ Tuyến đường phục vụ thi công và quản lý.
3.2 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
3.2.1 Xác định cấp công trình.
3.2.1.1 Theo chiều cao đập và loại nền.
Đập đất được xây dựng trên nền sét chặt vừa đến chặt (đất nền là loại B –
Theo QCVN 04-05)
Sơ bộ chọn chiều cao đập là 25m, Chiều cao đập sẽ được tính toán chính

xác hóa khi có số liệu tính toán các mực nước trong hồ, Dựa vào điều QCVN 04-05
với đất nền nhóm B và Hđập > (15 35)m ta xác định được cấp công trình là cấp II.
3.2.1.2 Theo nhiệm vụ công trình.
- Cấp nước tưới cho 100ha đất nông nghiệp của 2 xã Vượng Lộc và Thiên Lộc,
tạo nguồn tưới cho cây ăn quả và cây công nghiệp, phát triển kinh tế vườn đồi, kinh tế
trang trại, Góp phần cải tạo đất, môi trường sinh thái cho khu vực.

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 19


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

- Bổ sung nước cho kênh giữa trạm bơm Cầu Cao tưới cho 90 ha đất trồng lúa
hai vụ vùng hạ Can Lộc,Tra bảng 2,1 Theo quy phạm QCVN 04-05. Xác định được
công trình cấp IV
- Cấp nước cho nhà máy nước thị trấn Can lộc với công suất 3,500m3/ng,đêm,
Tra bảng 2,1 Theo quy phạm VN 04-05. Xác định được công trình cấp III.
Vậy sơ bộ chọn cấp công trình là cấp II.
3.2.1.3 Chỉ tiêu thiết kế.
- Mức bảo đảm thiết kế của công trình tra theo bảng 3- QCVN 04-05 ta có: P =
85 %
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra cho công trình tra
theo bảng 4 - QCVN 04-05 ta có :
+ Tần suất thiết kế: PTK= 1,0 %
+ Tần suất kiểm tra: PKT= 0,2 %
- Vận tốc gió lớn nhất thiết kế tra theo bảng 4,2 Tiêu chuẩn thiết kế đập đất

14TCN 157 – 2005 ta có P = 4%
- Vận tốc gió bình quân lớn nhất tra theo bảng 4,2 Tiêu chuẩn thiết kế đập đất
14TCN 157-2005 ta có P = 50%
- Tuổi thọ công trình tra theo bảng 11 - QCVN 04-05
Ta có : T = 75 năm,
- Hệ số bảo đảm làm việc : k n = 1,15
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,0 (phụ lục B)
- Độ vượt cao an toàn: Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất 14TCN 157:2005
Ta có :
+ Độ vượt cao an toàn ứng với MNDBT: a = 1,2 m
+ Độ vượt cao an toàn của đập ứng với MNLTK: a’ = 1,0m
+ Độ vượt cao an toàn của đập ứng với MNLKT: a’’ = 0,3m
3.3 Vị trí tuyến công trình đầu mối.
Trong quá trình lập dự án bố trí 2 vùng tuyến nghiên cứu và vùng tuyến trên và
vùng tuyến dưới, Theo kết quả phê duyệt của UBND tỉnh lựa chọn phương án thiết kế
là phương án vùng tuyến dưới, Diện tích lưu vực là 4,0 km2.

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 20


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

3.4 Xác định các thông số hồ chứa.
3.4.1 Tính toán cao trình mực nước chết.
 Tài liệu bùn cát:
Theo QCVN 04-05 , công trình cấp 2 có tuổi thọ là 75 năm có nghĩa là dung

tích chết phải lớn hơn hoặc bằng dung tích bùn cát bồi lắng trong 75 năm hoạt động
của hồ, Ta có:
Do hồ có nhiệm vụ tưới nên MNC trong hồ được xác định theo 2 điều kiện:
Điều kiện thứ nhất : đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
Điều kiện thứ hai : đảm bảo tuổi thọ của công trình thì MNC hay Vc phải đảm
bảo lớn hơn dung tích bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của công trình.
a) Xác định MNC theo cao trình bùn cát lắng đọng.

MNC
Zbc

h
a

Thể tích bùn cát lắng đọng là:
 .W0 .T
Vll= k 
bc

(3.1)

Trong đó:
T: Tuổi thọ công trình. Theo tiêu chuẩn 04-05 thời gian tính toán dung tích bồi
lắng của hồ chứa bị lấp đầy (tuổi thọ công trình) là 75 năm.
Wo: Tổng lượng dòng chảy rắn trong 1 năm: Wo = Q0 .3600.24.365(m3)
Q0 : Lưu lượng dòng chảy rắn Q0 = 0,38 (m3/s)
Trọng lượng riêng bùn cát: γbc = 0,9 (Tấn/m3).
Hàm lượng dòng chảy rắn:  = 90 (g/m3)
k: Hệ số lắng đọng trong hồ lấy k = 0,6
 Vll= 0,05.106 (m3).

Với Vdd= 0,2 Vll = 0,01.106 (m3).
Nên Vbc = Vll + Vdd = 0,06.106 (m3).
Tra quan hệ Z ~ W ta có Zbc = 9,34 m
MNC1 = Zbc+a+h
Với: + a : độ cao an toàn tính từ mực nước bùn cát cho đến cao trình đáy
cống, chọn: a = 0,5m
+ h: là mực nước trước cống: Sơ bộ chọn h = 1 (m)
Vậy MNC1 =9,34+0,5+1 = 10,84 (m)
b) Tài liệu yêu cầu tưới tự chảy
SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 21


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Do công trình nhằm mục đích tưới tiêu nên ta căn cứ vào cao trình tưới tự chảy
tại đầu mối để xác định mực nước chết, Ztưới tự chảy= 11,5m
=> MNC 2 =ZTTC+[ΔZ]
Trong đó: [ΔZ] là độ tổn thất trong cống từ thượng lưu đến đầu kênh, để lấy
nước tưới an toàn ta chọn [ΔZ] =0,5m
vậy: MNC2=11,5+0,5=12 m
So sánh 2 yêu cầu trên => MNC 2=12m tra quan hệ Z~V ta được Vc= 0,185
6 3
(10 m ).
3.4.2 Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT).
Dung tích hiệu dụng (Vh): là phần dung tích nằm trên phần dung tích chết.
Dung tích hiệu dụng có nhiệm vụ điều tiết cấp nước. Về mùa mưa, nước được tích vào

phần dung tích Vh để bổ sung dùng trong thời kì mùa kiệt khi nước đến không đủ cung
cấp cho nhu cầu dùng nước.
Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Là mực nước trữ cao nhất trong hồ
ứng với điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường của hồ chứa. MNDBT sẽ
duy trì trong MNDBT là mực nước khống chế phần dung tích chết và dung tích hiệu
dụng (Vhd).
MNDBT là một thông số chủ chốt của hồ chứa, có ảnh hưởng quyết định đến
dung tích, cột nước và lưu lượng cấp nước của hồ chứa:
Về mặt công trình: MNDBT quyết định đến chiều cao đập, kích thước các công
trình xả.
Về mặt kinh tế vùng hồ: MNDBT ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngập
lụt, do đó quyết định trực tiếp đến chi phí do ngập lụt thượng lưu gây ra (giải phóng
mặt bằng, di dân, xử lý lòng hồ).
Về mặt chi phí xây dựng công trình: MNDBT quyết định trực tiếp đến chi phí
xây dựng công trình.
a. Phương pháp thính toán MNDBT:
Có các phương pháp Tính toán điều tiết hồ để xác định MNDBT như:
+ Phương pháp trình tự thời gian gồm:
Phương pháp lập bảng.
Phương pháp đồ giải.
+ Phương pháp thống kê.
Trong đồ án này chọn phương pháp lập bảng (Giải theo nguyên lý cân bằng
nước).
Việc xác định MNDBT thực chất là việc xác định dung tích hiệu dụng của kho
nước. Ở đây xác định dung tích hiệu dụng một cách đúng dần thông qua 2 bước tính là
chưa kể tổn thất và có kể đến tổn thất kho nước.
Ta thấy Wđến>Wdùng, do đó trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng đủ
lượng nước dùng. Vậy đối với hồ chứa Khe Trúc ta tiến hành điều tiết năm.
3.4.2.1 Nguyên lý tính toán điều tiết.
Nguyên lý tính toán điều tiết dựa vào phương trình cân bằng nước và các đường

đăc trưng địa hình hồ chứa Z~V và Z~F. Dung tích hiệu dụng của hồ chứa được xác
SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 22


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

định trên cơ sở so sánh lượng nước thừa liên tục V +và lượng nước thiếu liên tục V trong thời kỳ 1 năm.

3.4.2.2 Trình tự tính toán.
Bảng 3-1: Bảng tính toán điều tiết hồ chứa Khe Trúc
(Bang tnh lân môt chưa kê đên tôn thât)

Q
WQ
Wq
∆V+
∆VVk
(m3/s) (106m3) (106m3) (106m3) (106m3) (106m3)

Tháng

ngày

(1)
VIII

(2)
31

(3)
0,143

(4)
0,383

(5)
0,056

(6)
0,327

IX
X
XI
XII
I

30
31
30
31
31

0,257
0,609
0,053

0,031
0,066

0,666
1,631
0,137
0,083
0,177

0,074
0,068
0,049
0,169
0,336

0,592
1,563
0,088

II
III
IV
V
VI
VII
Cộng

28
31
30

31
30
31

0,060
0,052
0,050
0,064
0,029
0,042

0,145
0,139
0,130
0,171
0,075
0,112

0,413
0,211
0,336
0,369
0,567
0,322

(7)

0,086
0,159
0,268

0,072
0,206
0,198
0,492
0,210
1,690

(8)
0,327
0,919
1,690
1,690
1,604
1,445

Vx
(106m3)
(9)

0,792
0,088

1,177
1,105
0,899
0,701
0,210
0,00
0,881

Trong đó:
Cột (1): Ghi thứ tự các tháng.
Cột (2): Ghi số ngày của từng tháng.
Cột (3): Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng .

Δt

Cột (4): Ghi tổng lượng nước đến của tháng tương ứng: WQ= Q. i
Cột (5): Ghi tổng lượng nước dùng.
Cột (6): Ghi tổng lượng nước thừa hàng tháng.
Cột (7): Ghi tổng lượng nước thiếu hàng tháng: ΔV = WQ- Wq
Tổng cột (7) chính là lượng nước còn thiếu và chính là dung tích hiệu dụng của
hồ chứa.
Cột (8): Ghi lượng nước tích trong hồ chứa
Cột (9): Ghi lượng nước xả thừa.
* Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 23


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Cột (1): Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo thủy văn.
Cột (2): Là dung tích của hồ chứa ở cuối mỗi thời doạn tính toán
Cột (3):
Vbq 

Vbq

là dung tích bình quân trong hồ chứa

Vd  Vc
2
Với:

Vd và Vc là dung tích đầu và cuối các tháng, dung tích cuối

thời đoạn trước là dung tích hồ ở đầu thời đoạn sau.
Cột (4):
Cột (5):

Fhi là diện tích mặt hồ tra từ quan hệ địa hình tương ứng với Vbq
Z i là lượng bốc hơi phụ thêm hàng tháng

Wbi là lượng tổn thất do bốc hơi
Wbi  Zi .Fhi
W  k .Vbq
W
Cột (7): ti là lượng tổn thất do thấm ti
,

Cột (6) :

Với: k là hệ số tính đến tổn thất thấm, chọn k=1%lượng nước bình quân trong hồ

W

W  W W

bi
ti
Cột (8): tt là lượng tổn thất tổng cộng : tt
Cột (9): Tổng lượng nước đến của từng tháng lấy từ cột(4)của bảng(3-2)
Cột (10): Lượng nước dùng hàng tháng chưa kể tổn thất côt (5) của bảng
(3-2) cộng với lượng nước tổn thất ở côt (8) của bảng (3-3)

Cột (11):Lượng nước thừa hàng tháng (khi
Cột(12): Lượng nước thiếu hàng tháng (khi
Cột(13): Dung tích nước trong hồ chứa.
Cột(14): Lượng nước xả thừa.

SVTH: Bùi Văn Thảo

Wd > Wq ): cột(11) =cột(9)-cột(10)
Wd < Wq ):cột(11) =cột(10)-cột(9)

Page 24


Thiết kế hồ chứa nước Khe Trúc Phương án 2

GVHD: TS. Lê Thanh Hùng

Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng (3-2) (Bảng tính lần 2) ta có :

Tháng

(1)

Vi

Vbq

F

∆Z

Wbh

Wt

Wtt

WQ

Wq'

∆V+

∆V-

Vk

Vx

(106m3)

(106m3)

(km2)

(mm)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

0,185

0,185

VIII

0,512

0,34851

0,14721

104

0,01531

0,00349

0,0188

0,383

0,075

0,308

0,493

IX

1,104

0,80808

0,26474

77,4

0,02049

0,00808

0,0286

0,666

0,103

0,564

1,057

X

1,875

1,48962

0,37056

48,4

0,01794

0,0149

0,0328

1,631

0,101

1,530

2,042

0,545

XI

1,875

1,87509

0,37056

42

0,01556

0,01875

0,0343

0,137

0,083

0,054

2,042

0,054

XII

1,789

1,8321

0,36132

34,2

0,01236

0,01832

0,0307

0,083

0,200

0,117

1,926

I

1,630

1,70951

0,34421

25,9

0,00891

0,0171

0,026

0,177

0,362

0,185

1,740

II

1,362

1,49597

0,30691

19,3

0,00592

0,01496

0,0209

0,145

0,434

0,289

1,452

III

1,290

1,32618

0,29645

23,2

0,00688

0,01326

0,0201

0,139

0,231

0,092

1,360

IV

1,084

1,18712

0,26123

36,2

0,00946

0,01187

0,0213

0,130

0,357

0,228

1,132

V

0,886

0,98513

0,22691

70,2

0,01593

0,00985

0,0258

0,171

0,395

0,223

0,909

VI

0,395

0,64042

0,11222

70,8

0,00794

0,0064

0,0143

0,075

0,581

0,506

0,402

VII

0,185

0,28975

0,05948

85

0,00506

0,0029

0,008

0,112

0,330

0,217

0,185

SVTH: Bùi Văn Thảo

Page 25