“Nghiên cứu, đề xuất giải pháp công trình nhằm tăng khả năng thoát lũ và ổn định lòng dẫn của cầu Khe Trí khi xả lũ từ Hồ Ngàn Trươi”

LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp công trình nhằm
tăng khả năng thoát lũ và ổn định lòng dẫn của cầu Khe Trí khi xả lũ từ Hồ Ngàn
Trươi” đã được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của
phòng đào tạo Đại học và sau Đại học, khoa Công trình, các thầy cô giáo trường
Đại học Thủy lợi. Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tác
giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của thầy cô và đồng nghiệp.
Trước hết tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS. TS. Lê Văn Nghị
đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo tận tình trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ làm việc tại Trung tâm nghiên
cứu Thủy lực – Phòng TNTĐ Quốc gia về động lực học sông biển – Viện Khoa học
Thủy lợi Việt Nam, các bạn bè lớp CH18C11 đã hỗ trợ thu thập tài liệu, chuyên
môn, góp ý để luận văn được hoàn thành.
Trong khuôn khổ luận văn, do trình độ và điều kiện thời gian có hạn nên luận
văn không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận được những ý
kiến đóng góp quý báu của thầy cô và những người quan tâm.
TÁC GIẢ


BẢN CAM KẾT
Tôi là: Văn Thị Kim Chung
Học viên lớp Cao học: CH18C11
Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu, đề xuất giải
pháp công trình nhằm tăng khả năng thoát lũ và ổn định lòng dẫn của cầu Khe
Trí khi xả lũ từ Hồ Ngàn Trươi” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các
thông tin, tài liệu, bảng biểu, hình vẽ… lấy từ nguồn khác đều được trích dẫn nguồn
đầy đủ theo quy định. Nếu có gì sai trái tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy
định của nhà trường.
Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2013
Học viên

Văn Thị Kim Chung


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... - 1 MỤC LỤC ............................................................................................................................ - 3 Chương 1. TỔNG QUAN ..................................................................................................... - 4 -

1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng cầu ở hạ lưu tràn xả lũ ..............................- 4 1.2. Diễn biến dòng chảy lũ ở khu bị thu hẹp ........................................................- 5 1.3. Các công trình nghiên cứu tương tự và kết quả ..............................................- 5 1.4. Giới thiệu về cầu Khe Trí và hệ thống Thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm Trang ... - 7 1.4.1. Tên dự án .............................................................................................. - 7 1.4.2. Địa điểm xây dựng................................................................................ - 7 1.4.3. Cấp công trình và tần suất thiết kế ..................................................... - 16 Chương 2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC CẦU KHE TRÍ HIỆN
TRẠNG ............................................................................................................................... - 18 -

2.1. Mô hình hóa thí nghiệm ................................................................................- 18 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu thí nghiệm mô hình........................................... - 18 2.1.2. Nội dung nghiên cứu thí nghiệm: ....................................................... - 18 2.1.3. Mô hình được xây dựng ...................................................................... - 19 2.1.4. Trình tự thí nghiệm mô hình ............................................................... - 22 2.1.5. Bố trí mặt cắt đo ................................................................................. - 22 2.1.6. Đánh giá sai số kết quả đo .................................................................. - 26 2.1.7. Số liệu phục vụ thí nghiệm mô hình ................................................... - 28 2.2. Khái quát chung các phương án hiện trạng ...................................................- 29 2.3. Kết quả thí nghiệm khả năng thoát lũ qua cầu ..............................................- 30 2.4. Tình hình thủy lực dọc tuyến và khu vực cầu ...............................................- 31 2.5. Đường mực nước dọc tuyến ..........................................................................- 33 2.6. Xác định sóng hai bên bờ và khu vực cầu ...................................................- 34 -


2.7. Lưu tốc trung bình và mạch đông lưu tốc C .................................................- 36 2.8. Đánh giá tình hình xói lở khu vực cầu va hai bên bờ ...................................- 37 2.9. Nhận xét và kiến nghị ...................................................................................- 38 2.10. Một số hình ảnh thí nghiệm ........................................................................- 39 Chương 3. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẾ ĐỘ THỦY LỰC CỦA CẦU KHE TRÍ
BẰNG MÔ HÌNH TOÁN................................................................................................... - 44 -

3.1. Đặc điểm lòng dẫn Khe Trí ...........................................................................- 44 3.1.1. Điều kiện định hình, địa mạo khu vực Khe Trí .................................. - 44 3.1.2. Điều kiện địa chất vùng nghiên cứu ................................................... - 47 3.1.3. Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội ..................................................... - 48 3.2. Thiết lập mô hình thủy lực mạng sông..........................................................- 50 3.2.1. Phạm vi mô phỏng .............................................................................. - 50 3.2.2. Tính toán thủy lực của dòng chảy khu vực cầu Khe Trí hiện trạng ... - 52 3.3. So sánh kết quả tính toán và thí nghiệm mô hình .........................................- 55 3.4. Kế luận chương 3 ..........................................................................................- 58 Chương 4. PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO CẦU KHE TRÍ BẢO DẢM THOÁT LŨ KHI XẢ
TỪ HỒ NGÀN TRƯƠI ...................................................................................................... - 59 -

4.1. Định hướng giải pháp ....................................................................................- 59 4.2. Các phương án, giải pháp đề xuất nghiên cứu giảm mực nước thượng lưu cầu
Khe Trí .................................................................................................................- 59 4.3. Kết quả tính toán thủy lực khi loại bỏ mỏm đá (PA1) ..................................- 60 4.4. Kết quả tính toán thủy lực khi loại bỏ mỏm đá và nạo vét đáy cầu (PA2) ... - 64 4.5. Kết quả tính toán thủy lực khi mở rộng nhịp cầu (PA3+4) ..........................- 68 4.6. So sánh kết quả tính toán và lựa chọn giải pháp ...........................................- 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ - 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. - 86 -


PHỤ LỤC BẢNG
Bảng 2.1 Các tỉ lệ dẫn trên mô hình ................................................................................... - 20 Bảng 2.2 Bảng vị trí các mặt cắt và số thủy trực trên mỗi mặt cắt ..................................... - 25 Bảng 2.3 Lưu lượng trên các nhánh sông tại ngã 3 Ngàn Trươi Khe Trí (m3/s) ................ - 28 Bảng 2.4 Quan hệ Q~Z trên sông Ngàn Trươi ................................................................... - 28 Bảng 2.5 Kết quả thí nghiệm cao trình mặt nước tại mặt cắt trước và sau cầu .................. - 30 Bảng 2.6 Kết quả thí nghiệm cao trình mặt nước tại mặt cắt trước và sau cầu .................. - 31 Bảng 2.7 Đường mặt nước trung bình dọc tuyến công trình .............................................. - 33 Bảng 2.8 Biên độ dao động sóng tại hai bên bờ (hs) .......................................................... - 34 Bảng 2.9 Giá trị lưu tốc trung bình mặt cắt trên các mặt cắt đo ......................................... - 36 Bảng 2.10 Giá trị lưu tốc trung bình và lưu tốc thủy động các vùng dọc tuyến ................. - 37 Bảng 3.1 Cao độ đường mặt nước (m) khu vực cầu Khe Trí với các lưu lượng ................ - 54 Bảng 3.2 So sánh Cao độ đường mặt nước (m) tính toán và thí nghiệm mô hình.............. - 55 Bảng 3.3 So sánh chênh lệch cột nước (m) trước, sau cầu tính toán và thí nghiệm ........... - 56 Bảng 3.4 So sánh chênh lệch cột nước (m) trước, sau cầu tính toán và thí nghiệm ........... - 56 Bảng 4.1 Tổng hợp giá trị cao độ dòng chảy (m) các cấp lưu lượng khi loại bỏ mỏm đá . - 62 Bảng 4.2 Tổng hợp vận tốc dòng chảy (m/s) các cấp lưu lượng khi loại bỏ mỏm đá ........ - 62 Bảng 4.3 Tổng hợp các tổn thất cục bộ (m) khu vực cầu Khe Trí khi loại bỏ mỏm đá...... - 63 Bảng 4.4 Tổng hợp giá trị cao độ dòng chảy (m) các cấp lưu lượng khi nạo vét đáy cầu . - 66 Bảng 4.5 Tổng hợp vận tốc dòng chảy (m/s) các cấp lưu lượng khi nạo vét đáy cầu ........ - 67 Bảng 4.6 Tổng hợp các tổn thất cục bộ (m) tại khu vực cầu Khe Trí nạo vét đáy cầu....... - 67 Bảng 4.7 Tổng hợp giá trị cao độ dòng chảy (m) các cấp lưu lượng khi mở rộng 1 khoang
cầu ....................................................................................................................................... - 70 Bảng 4.8 Tổng hợp giá trị vận tốc dòng chảy (m/s) các cấp lưu lượng khi mở rộng 1
khoang cầu .......................................................................................................................... - 71 Bảng 4.9 Tổng hợp các tổn thất cục bộ (m) tại khu vực cầu Khe Trí khi mở rộng 1 khoang
cầu ....................................................................................................................................... - 72 -


Bảng 4.10 Tổng hợp giá trị cao độ dòng chảy (m) các cấp lưu lượng khi mở rộng 2 khoang

cầu ....................................................................................................................................... - 74 Bảng 4.11 Tổng hợp giá trị vận tốc dòng chảy (m/s) các cấp lưu lượng khi mở rộng 1
khoang cầu .......................................................................................................................... - 75 Bảng 4.12 Tổng hợp các tổn thất cục bộ (m) tại khu vực cầu Khe Trí khi mở rộng 1 khoang
cầu ....................................................................................................................................... - 76 Bảng 4.13 So sánh cao độ đường mặt nước (m) lưu lượng lớn nhất các phương án.......... - 79 Bảng 4.14 So sánh cao độ đường mặt nước (m) lưu lượng thiết kế các phương án ........... - 79 Bảng 4.15 So sánh vận tốc dòng chảy (m/s) lưu lượng lớn nhất các phương án................ - 80 Bảng 4.16 So sánh vận tốc dòng chảy (m/s) lưu lượng thiết kế các phương án ................. - 82 -

PHỤ LỤC HÌNH
Hình 1.1 Các thông số kỹ thuật công trình chính ............................................................... - 12 Hình 2.1 Mặt bằng bố trí mô hình và vị trí các mặt cắt đo ................................................. - 24 Hình 2.2 Quan hệ Q~Z trên sông Ngàn Trươi, cách ngã 3 với Khe Trí 150m ................... - 29 Hình 2.3 Đường biểu diễn quan hệ QTr~Zmax trước Cầu .................................................... - 31 Hình 3.1 Khe Vang, Khe Trí và mạng lưới sông suối trong vùng dự án ............................ - 44 Hình 3.2 Bản đồ cao độ địa hình lòng dẫn Khe Trí ............................................................ - 45 Hình 3.3 Phạm vi nghiên cứu biến hình lòng dẫn của nhiệm vụ tư vấn ............................. - 51 Hình 3.4 Mạng sông tính toán ............................................................................................ - 51 Hình 3.5 Quá trình mực nước, lưu lượng tại cầu Khe Trí , phương án hiện trạng ............. - 53 Hình 3.6 Quá trình mực nước, lưu lượng tại cầu mỏm đá cuối Khe Trí phương án hiện
trạng .................................................................................................................................... - 53 Hình 3.7 Đường mực nước tính toán và thí nghiệm với các cấp lưu lượng ....................... - 57 Hình 4.1 Mặt cắt mỏm đá cuối Khe Trí hiện trạng và nạo vét ........................................... - 60 Hình 4.2 Mặt cắt đoạn lòng dẫn sau cầu hiện trạng và nạo vét .......................................... - 61 Hình 4.3 Quá trình mực nước, lưu lượng tại cầu Khe Trí khi loại bỏ mỏm đá .................. - 64 Hình 4.4 Quá trình mực nước, lưu lượng tại mỏm đá khi loại bỏ mỏm đá ........................ - 64 Hình 4.5 Mặt cắt cầu Khe Trí hiện trạng và nạo vét ........................................................... - 65 -


Hình 4.6 Quá trình mực nước, lưu lượng tại cầu Khe Trí khi nạo vét đáy cầu .................. - 68 Hình 4.7 Quá trình mực nước, lưu lượng tại mỏm đá khi nạo vét đáy cầu ........................ - 68 Hình 4.8 Mặt cắt cầu Khe Trí hiện trạng và mở rộng 1 khoang ......................................... - 69 Hình 4.9 Mặt cắt cầu Khe Trí hiện trạng và mở rộng 2 khoang ......................................... - 69 Hình 4.10 Mực nước, lưu lượng tại cầu Khe Trí khi mở rộng thêm 1 nhịp ....................... - 73 Hình 4.11 Mực nước, lưu lượng tại mỏm đá khi khi mở rộng thêm 1 nhịp ....................... - 73 Hình 4.12 Mực nước, lưu lượng tại cầu Khe Trí khi mở rộng thêm 2 nhịp ....................... - 77 Hình 4.13 Mực nước, lưu lượng tại mỏm đá khi khi mở rộng thêm 2 nhịp ....................... - 77 -


-1-

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài:
Cầu Khe Trí nằm trên đường Hồ Chí Minh, cách thị trấn Vũ Quang tỉnh Hà
Tĩnh về phía nam 5km, được bắc qua Khe Trí , cách hợp lưu Khe Trí và sông Ngàn
Trươi 100m. Khe Trí có diện tích lưu vực khoảng 15km2 tính đến cầu Khe Trí , lưu
lượng ứng với tần suất P=0.1% là 900 m3/s. Cầu hiện trạng có khẩu độ là 2 nhịp,
mỗi nhịp dài 33m, mặt cầu có cao trình 19.2m, đáy dầm cầu ở cao trình 17.5m, cao
độ đáy sông khu vực cầu biến đổi từ 6 ÷ 9m.
Hồ chứa nước Ngàn Trươi, tỉnh Hà Tĩnh được Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn phê duyệt điều chỉnh, bổ sung Dự án đầu tư xây dựng công trình tại quyết
định số 424/QĐ-BNN-XD ngày 25/02/2010 và đang được thiết kế kỹ thuật là công
trình thủy lợi lớn nhất Bắc Trung bộ có dung tích hữu ích 750 triệu m3 nước với
nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho khoảng 32585ha đất canh tác nông nghiệp, nuôi
trồng 5991ha thủy sản kết hợp phát điện, cấp nước cho các ngành công nghiệp khác
và dân sinh, giảm lũ và cải tạo môi trường sinh thái hạ du… Tràn xả lũ Ngàn Trươi
được đặt trên tuyến đập phụ của hồ Ngàn Trươi, là vị trí phân thủy của lòng hồ

Ngàn Trươi và lưu vực Khe Trí .
Khi tràn Ngàn Trươi làm nhiệm vụ xã lũ sẽ làm tăng lưu lượng qua cầu Khe
Trí từ 900 m3/s lên 3147 m3/s. Điều này gây nguy hiểm cho công trình, do vậy cần
có biện pháp công trình nhằm đảm báo khả năng thoát lũ, ổn định lòng dẫn và an
toàn công trình tại khu vực cầu Khe Trí .
Bộ Nông nghiệp & PTNT phê duyệt điều chỉnh bổ sung Dự án đầu tư xây
dựng công trình tiểu dự án công trình đầu mối Hồ chứa nước Ngàn Trươi - Dự án
hệ thống Thủy lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang, tỉnh Hà Tính theo Quyết định số
424/QĐ-BNN-XD ngày 25/02/2010 đã xác định:
- Xây mới cầu Khe Trí với quy mô 3 nhịp mỗi nhịp dài 33m, thí nghiệm mô
hình thủy lực cầu; tính toán mạng sông để xác định quy mô cầu.
- Dự án Hồ chứa nước Ngàn Trươi đang trong giai đoạn Thiết kế kỹ thuật bản
vẽ thi công, tuy nhiên việc thiết kế cầu chưa được thực hiện. Để phục vụ cho việc


-2-

xác định khẩu độ cầu, mô hình vật lý cầu Khe Trí đã được thiết lập và thí nghiệm
với phương án hiện trạng. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy, cần thiết phải mở rộng
và nghiên cứu giải pháp khắc phục và đảm bảo an toàn cho công trình.
Việc Nghiên cứu xác định chính xác khẩu độ cầu Khe Trí nhằm đưa ra các
giải pháp hiệu quả nhằm đảm bảo khả năng thoát lũ, ổn định lòng dẫn và an toàn
giao thông là cần thiết và vấn đề có tính thực tiễn và khoa học cao.
Với mong muốn nâng cao trình độ và tiếp cận các vấn đề thực tế của công tác
xây dựng thủy lợi, học viên lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp công
trình nhằm tăng khả năng thoát lũ và ổn định lòng dẫn của cầu Khe Trí khi xả lũ từ
Hồ Ngàn Trươi”.
II. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài:
- Nghiên cứu quy luật, động lực học dòng chảy của đoạn sông khi có và
không có cầu giao thông;

- Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của việc xả lũ từ Hồ Ngàn Trươi đến cầu
Khe Trí hiện trạng.
- Xác định khẩu độ cầu hợp lý để đảm bảo thoát lũ khi xả lũ từ hồ Ngàn
Trươi.
- Đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng thoát lũ, ổn định lòng dẫn và an
toàn công trình.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
+ Cách tiếp cận:
- Tiếp cận tổng thể: xem xét quá trình biến đổi dòng chạy tại khu vực cầu trên
tổng thể về mặt không gian và thời gian khi xem xét trên mô hình toán học.
-Tiếp cận chi tiết: Thông qua nghiên cứu thí thực nghiệm nhằm đánh giá các
đặc trưng thủy động học tại khu vực cầu.
- Tiếp cận từ các nghiên cứu trước đó: Thông qua các tài liệu, Giáo trình các
tài liệu chuyên ngành …
- Tiếp cận đa ngành: vì cầu Khe Trí là công trình giao thông quan trọng trên
đường Hồ Chí Minh được thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế cầu, lũ được xả qua hồ


-3-

Ngàn Trươi được tính toán theo tiêu chuẩn của ngành thuỷ lợi, do vậy cần có tiếp
cận đa ngành để giải quyết bài toán hợp lý phục vục tốt nhất cho lợi ích xã hội.
+ Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu thực địa: nắm bắt tính hình thực tế, địa hình, thế
sông vùng nghiên cứu;
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình vật lý;
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình toán, thiết lập bài toán
mạng sông vùng cầu Khe Trí và sông Ngàn Trươi.
IV. Kết quả dự kiến đạt được:
- Xây dựng được mô hình thủy văn thủy lực mạng sông vùng nghiên cứu;

- Sử dụng các kết quả thí nghiệm vật lý để kiểm định lại kết quả tính toán của
mô hình toán học;
- Xác định được ảnh hưởng của việc xả lũ từ hồ Ngàn Trươi đến cầu Khe Trí ;
- Các đặc trưng thuỷ động lực học của khu vực cầu hiện trạng và các phương
án cải tạo, sửa đổi, thiết kế…
- Xác định được khẩu độ cầu và đề xuất các giải pháp cải tạo lòng dẫn và bảo
đảm ổn định lòng dẫn khu vực cầu Khe Trí .


-4-

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng cầu ở hạ lưu tràn xả lũ
Hồ chứa nước là công trình thủy lợi với mục đích sử dụng tổng hợp nguồn
nước phục vụ các mục tiêu phát triển bền vững về kinh tế xã hội, cải thiện giao
thông thủy và môi trường. Do đó, ở nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới đều
chú trọng tận dụng các điều kiện địa hình, địa chất thủy văn cho phép để xây dựng
hồ chứa. Tính đến nay ở nước ta đã có hơn 500 hồ chứa nước có dung tích từ 1 triệu
m3 trở lên với các mục đích phát điện, điều tiết lũ giảm ngập lụt ở hạ lưu, cấp nước
tưới, cấp nước sinh hoạt, nuôi trông thủy sản…
Khi xây dựng hồ chứa thì Tràn xả lũ là hạng mục quan trọng không thể thiếu
của cụm công trình đầu mối thủy lợi và thủy điện, nó có nhiệm vụ xả lượng nước
thừa để khống chế mực nước cao nhất có thể chứa trong hồ để đảm bảo an toàn cho
toàn bộ cụm công trình.
Dòng chảy lũ sau khi điều tiết trữ lại trong hồ tạo ra chênh lệch lớn mực nước
thượng hạ lưu trên đoạn sông đó gọi là Δz (Zhồ- Zhạ), khi gặp con lũ lớn hơn vượt
quá lưu lượng hồ chứa cần mở cửa đập tràn để tháo lưu lượng dư xuống lòng sông
hạ lưu.
Do đường tràn thường nhỏ hơn rất nhiều so với lòng sông tự nhiên nên năng
lượng không rải đều trên bề mặt lòng sông mà tập trung ở phạm vi nhất định. năng

lượng của dòng chảy từ thượng lưu đổ xuống hạ lưu được chuyển hóa từ thế năng
thành động năng lại tập trung, để nối tiếp với mặt nước ở hạ lưu phần dòng chảy
này đã chảy qua công trình tiêu năng. Nếu công trình tiêu năng được thiết kế tốt thì
năng lượng được tiêu hao tốt, tối đa cũng chỉ từ 60% ÷70% tổng năng lượng của
dòng chảy; phần năng lượng dư còn tới 30% ÷ 40% sẽ được tiếp tục tiêu hao trong
quá trình chuyển động xuống đoạn lòng sông phía sau.
Năng lượng dư của dòng chảy gây va đập và tạo thành sóng, sẽ được tiêu hao
dần trong quá trình lan truyền sóng xuống hạ lưu, do đó cầu giao thông càng ở gần
Tràn xả lũ thì độ dềnh cao mực nước càng lớn, ở cách tràn xả lũ càng xa thì độ dềnh


-5-

giảm đi nhưng vẫn cao hơn mực nước tính toán theo tài liệu thủy văn theo quan hệ
Q= f(Zhạ).
Giai đoạn vừa qua có nhiểu công trình tràn xả lũ vận hành đã có tác động xấu
đến cầu giao thông ở hạ lưu. Như mùa lũ năm 2006, xả lũ đập tràn sông Hinh đã
làm trôi cầu giao thông trên đường vào khu vực công trình mà kết quả nghiên cứu
thí nghiệm mô hình thủy lực đã cảnh báo. Lại như năm 2007 xả lũ thi công của
công trình Cửa Đạt – Thanh Hóa đã làm vỡ mố cầu bờ trái, mà điều này cũng đã
được cảnh bảo trong kết quả nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực tại viện Khoa
học Thủy lợi Việt Nam.
1.2. Diễn biến dòng chảy lũ ở khu bị thu hẹp
Dòng chảy qua khu bị thu hẹp sẽ tạo ra các xoáy nước lớn nhỏ chuyển động
hỗn độn ở hai bên trước và sau đoạn bị thu hẹp, những xoáy nước này tác động đến
vật cản gây xói lở.
Dòng chảy có tính liên tục nên khi giảm nhỏ tiết diện dòng chảy sẽ làm tăng
lưu tốc trung bình và ứng suất tiếp đáy tại khu vực bị thu hẹp
Vì dòng chảy có tính liên tục nên khi giảm nhỏ tiết diện dòng chảy, sẽ làm
tăng lưu tốc trung bình và ứng suất tiếp đáy trên đoạn sông bị thu hẹp. Vì thế, khi có

sự gia tăng lực đào xói ở khu vực thu hẹp dòng chảy thì sẽ có các vật liệu đáy bị
dòng nước mang đi nhiều hơn là được mang từ thượng lưu về. Khi cao độ đáy sông
hạ xuống, diện tích thoát nước tăng lên, lưu tốc dòng nước và ứng suất tiếp đáy sẽ
giảm đi cho đến khi đạt được sự cân bằng tương đối: lượng vật liệu đáy được dòng
nước mang đến tương đương với lượng vật liệu đáy bị dòng nước mang đi; hoặc
ứng suất cắt đáy được giảm đi tới trị số mà ở đó không có vật liệu đáy bị dòng nước
mang đi.
1.3. Các công trình nghiên cứu tương tự và kết quả
Tràn lũ sông Hinh năm 2006 thực hiện xả lũ xuống hạ lưu đã xói trôi cầu
giao thông bắc qua sông Hinh cách vị trí tràn xả lũ khoảng 800m bị trôi; do cao
trình mặt cầu thấp hơn mực nước xả lũ sau tràn;


-6-

Thí nghiệm mô hình đập tràn xả lũ Tuyên Quang năm 2003 đã cảnh báo cầu
giao thông bắc qua sông Gâm ở hạ lưu công trình, khi thực hiện tràn vận hành xả lũ
với lưu lượng xả lớn hơn tần suất lũ P(1%) thì chân trụ cầu có khả năng bị xói sâu
tới từ 8÷10m và uy hiếp mố cầu bờ trái nối với đường dẫn đi vào thị trấn Na-Hang,
bị ngập gây trở ngại cho việc đi lại ở hai bờ; cầu giao thông này cách công trình tràn
xả lũ gần 1500m về hạ lưu;
Năm 1998 cũng dựa trên kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực đã thấy rõ tình
hình thủy lực ở hạ lưu tràn xả lũ Hòa Bình diễn ra rất phức tạp. nếu lưu lượng xả lũ
Q ≥ 25000 m3/s xuống hố tiêu năng thì dòng phun phóng xuống hố xói tiêu năng và
chảy ra khỏi hố xói gây ra sóng lớn lan truyền xuống hạ lưu, sóng cao sẽ va đập vào
dầm cầu giao thông ở hạ lưu bắc qua sông Đà, với ngọn sóng cao tới 1.5m có khả
năng tràn nước lên mặt cầu gây nguy hiểm cho người và phương tiện qua cầu. Mặt
khác lại tạo thành khu nước quẩn chảy ngược từ mỏ hàn về tường lái dòng bên bờ
phải rồi chảy thúc vào chân mái đá hạ lưu của đập Hòa Bình gây xói sạt mái hạ lưu,
đồng thời tạo ra dòng quẩn ở chân đập, có sóng dao động cao từ 2.5-3.0m làm kéo

trôi các tấm bê tông bảo vệ mặt mái nặng tới 24 tấn; ngoài ra còn tạo ra độ dốc
ngang của mặt nước giữa hai bờ, mà độ chênh lệch mặt nước tới 7-8m, gây sạt lở
cho hai bờ;
Năm 2006 kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực của tràn xả lũ Cửa Đạt đã
cho thấy sau khi xả lũ lưu lượng xả Q > 3400m3/s chủ lưu dòng chảy đi lệch sang
bờ trái đâm vào mố cầu bờ trái có thể phá hoại mố cầu bờ trái và xói sạt sâu vùng
mố cầu bờ trái tới gần 10m; đồng thời sóng dềnh cao hơn bờ phải từ 0.5÷0.7m tràn
lên đường dẫn vào cầu phía bờ trái. Điều này đã được nghiên cứu thí nghiệm mô
hình thủy lực cảnh báo. Song chưa chú ý gia cố, nên trận lũ năm 2007 thực hiện xả
lũ thi công với lưu lượng gần 7000m3/s nhịp dẫn bờ trái cầu sông Chu đã bị xói sập.
Như vậy qua việc nghiên cứu mô hình thủy lực về tình hình thủy lực ở hạ lưu
diễn ra phức tạp làm dâng mực nước đoạn lòng sông có cầu giao thông không giống
như mực nước sông tự nhiên khi chưa xây dựng công trình tràn xả lũ.
Do vậy, vấn đề này cần được đề cập để nghiên cứu.


-7-

1.4. Giới thiệu về cầu Khe Trí và hệ thống Thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang
1.4.1. Tên dự án
Tên dự án: Hệ thống thủy lợi Ngàn Trươi - Cẩm Trang, tỉnh Hà Tĩnh
Tên tiểu dự án: Công trình đầu mối Hồ chứa nước Ngàn Trươi
1.4.2. Địa điểm xây dựng
Công trình đầu mối Ngàn Trươi được xây dựng trên sông Ngàn Trươi cách
cầu Ngàn Trươi trên đường Hồ Chí Minh khoảng 0.5 km về phía thượng lưu thuộc
xã Hương Đại huyện Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh.
1.4.2.1. Mục tiêu, nhiệm vụ của dự án
Theo công văn số: 1037/UBND-NL2 ngày 26/5/2006 của Uỷ Ban Nhân Dân

tỉnh Hà Tĩnh, số: 1435/BCT-CLH ngày 25/9/2007 của Bộ Công Thương và Quyết
định số 2919/QĐ-BNN-XD ngày 24/9/2008 của Bộ Trưởng Bộ NN&PTNT về việc
phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng, căn cứ Quyết định số 424/QĐ-BNN-XD ngày
25/02/2010 về việc phê duyệt điều chỉnh, bổ sung dự án đầu tư xây dựng công trình
Tiểu dự án “Công trình đầu mối Hồ chứa nước Ngàn Trươi” thuộc Dự án “Hệ thống
thủy lợi Ngàn Trươi-Cẩm Trang, tỉnh Hà Tĩnh”, nhiệm vụ chính của công trình như
sau:
Cấp nước cho khu công nghiệp (KCN) mỏ sắt Thạch Khê với lưu lượng
Q=6m3/s và các KCN khác với diện tích là 1530 ha.
Cấp nước tưới cho 32585 ha đất canh tác (trong đó vùng tưới trạm bơm Linh
Cảm 21452 ha, ven Sông Nghèn 3606 ha, huyện Vũ Quang 491 ha, huyện Hương
Sơn 4187 ha, huyện Nghi Xuân 2849 ha) thuộc các huyện Đức Thọ, T.T Hồng
Lĩnh, Can Lộc, Thạch Hà, Nghi Xuân, Vũ Quang, Hương Sơn tỉnh Hà Tĩnh.
Cấp nước sinh hoạt, chăn nuôi cho các huyện Thờ Trên.
Môi trường, cấp nước các tháng mùa cạn cho hạ lưu sông Ngàn Sâu và sông
La.


-8-

Cấp nước nuôi trồng thủy sản với diện tích nuôi trồng 5991 ha (trong đó
5831 ha thuộc các huyện Can Lộc, Thạch Hà, Nghi Xuân, Đức Thọ, thị xã Hồng
Lĩnh và 160 ha huyện Vũ Quang).
Hồ Ngàn Trươi kết hợp phát điện với công suất từ 15 MW.
Cắt giảm lũ và cải tạo môi trường sinh thái hạ du (với lưu lượng Q=4,0m3/s),
phát triển du lịch.
1.4.2.2. Cấp công trình:
Công trình đầu mối : cấp II
Hệ thống kênh

: cấp III

Tấn suất lũ thiết kế : P = 0.5%.
Tần suất lũ kiểm tra : P = 0.1%.
Dẫn dòng thi công mùa cạn công trình tạm, P = 5%, 10%.
Đảm bảo cấp nước tưới cho diện tích 32585 ha đất canh tác với tần suất,
P=75%, cấp nước sinh hoạt, chăn nuôi và công nghiệp, thủy sản, môi trường, đảm
bảo tần suất P = 90%.
Phát điện: theo tưới (không có dung tích dành cho phát điện, Wthủyđiện= 0).
1.4.2.3. Quy mô và giải pháp kỹ thuật công trình chính
a. Đập chính tạo hồ
Xây dựng một đập bằng vật liệu địa phương ngăn sông dài 342 m đặt tại xã
Hương Đại huyện Vũ Quang. Cao độ đỉnh đập 57.8m.
Khối gia tải ở thượng lưu, hạ lưu được đắp bằng đá phong hóa hoàn toàn và
tận dụng sản phẩm đào móng các công trình.
Mái thượng lưu đập được gia cố chống sạt lở bằng các tấm bê tông cốt thép
M200 dày 30cm. Nối tiếp giữa lớp gia cố và thân đập là lớp lọc bằng
cát, sỏi.


-9-

Mái hạ lưu đập được gia cố bằng trồng cỏ. Nối tiếp giữa lớp gia cố và thân
đập là lớp lọc bằng cát, sỏi. Tại chân mái đập và cơ đập xây dựng các rãnh thoát
nước bằng đá xây.
Tại cao độ 16.50m (cao hơn mức nước lũ thiết kế ở hạ lưu) bố trí đống đá
tiêu nước hạ lưu bằng đá hộc.
Khối chống thấm được bố trí ở giữa thân đập và đắp bằng lớp đất 2A, có hệ
số thấm nhỏ.
Nối tiếp giữa khối chống thấm với khối gia tải hạ lưu là thiết bị tiêu nước

bằng cát, gọi là ống khói tiêu nước.
Ống khói cát dày 3.00m, nghiêng một góc khoảng 640 so với phương ngang
(mái dốc 1:0.5). Thành phần hạt của cát tiêu nước được thiết kế phù hợp
với các chỉ tiêu cơ, lý đất đắp đập để đảm bảo an toàn khi thiết bị tiêu nước làm
việc.
Đáy ống khói tiêu nước là thảm tiêu nước, dày 7m, trong đó ở giữa là đá lát
khan dày 2m, cuội sỏi dày 1.5m và cát dày 1.0m bao bọc xung quanh để chuyển
nước về hạ lưu.
Chân khay đập được cắm sâu vào đất nền ít thấm nước, chiều rộng chân khay
theo chiều cao đập từng vị trí được xác định theo điều kiện đảm bảo an toàn chống
thấm cục bộ tại mặt tiếp xúc giữa đập và nền, chiều rộng chân khay lớn nhất là 16m.
b. Đập phụ
Vị trí đặt ở yên ngựa phân thuỷ giữa sông Ngàn Trươi và Khe Trí ở bờ phải
sông Ngàn Trươi, cách đường HCM khoảng 4.5 km và ở hai bên tràn xả lũ.
Hình thức là đập bê tông trọng lực, cao trình đập 56.5 m
Đập dài khoảng 120.0m, chiều cao lớn nhất khoảng Hmax = 41.0 m. Đỉnh đập
rộng 7.0m. Chống thấm qua nền bằng khoan phụt vữa xi măng.
Đập được chia làm 6 đơn nguyên, mỗi đơn nguyên dài 20m. Cấu tạo của một
đơn nguyên:
Cao trình đáy móng 15.50m
Bề rộng đáy 42.0m


- 10 -

Bản đáy bằng BTCT M25, dày 2.0m
Mặt thượng lưu bằng BTCT M25 đến cao trình 40.0, từ cao trình 40 lên mặt
đập (cao trình 56.5) bằng BTCT M20
Thân đập bằng BT M15 và được bố trí 2 hành lang kiểm tra b=2.5m, h=3.5m
Nối tiếp hai đầu đập không tràn là đất đắp có cao trình đỉnh 56.5m. Mái

thượng lưu có m =3.5, bảo vệ mái bằng tấm BTCT M20 đổ tại chỗ dày 20cm. Mái
hạ lưu m =3.0, bảo vệ bằng trồng cỏ trong khung bê tông.
c. Tràn xả lũ
Hình thức và qui mô: Tràn có điều tiết, quy mô 7 cửa xả mặt (nxBxH
=7x12.0x3.4m) nối tiếp dạng dốc nước với độ dốc i = 7.1%, chuyển tiếp xuống bể
tiêu năng bằng một đoạn bậc nước dài 23m có độ dốc mái m = 3.
Kênh dẫn thượng lưu: dài hơn 200m, mặt cắt hình thang kết hợp với lòng
khe suối; đáy ở cao độ +24.0m, +30.0m và +44.0m, bờ bên trái có m = 2, bờ bên
phải có m = 2.5. Rộng 100.8m được gia có bằng BTCT và có độ dốc là 5.71%.
Đầu tràn: Dài 14.7m dạng thực dụng WES bằng BTCT, cao độ ngưỡng xả là
+48.60m. Chiều rộng ngưỡng tràn là 100.8m, phần tràn có nước là 84m chia ra làm
7 khoang, kích thước mỗi khoang (bxh) là (12x3.4m). Cao trình đỉnh trụ pin là
+57.80m;
Dốc nước: dài 140m, rộng 100.8m, độ dốc I = 7.1%, bằng BTCT M250 dày
1m. Trên dốc có bố trí các mố nhám gia cường (Kt 0.35x0.3m) khoảng cách tim
giữa các mố nhám là 2.8m. Tường bên dốc nước là dạng tường bản chống chiều cao
là 4.0m, được chia thành các đơn nguyên, mỗi đơn nguyên dài 14.0m.
Đoạn chuyển tiếp theo dạng thu hẹp dần từ cao trình +36.4m xuống cao
trình +30m: Dài 23m, rộng 100.8m, độ dốc m = 3, kết cấu là BTCT M250 có chiều
dày là 3m, trên mặt đốc có bố trí các bậc cao 0.75m.
Bể tiêu năng: Kết cấu là BTCT M250 dài 30m, rộng 100,8m, cao trình đáy là
+30m. Tường bên bể tiêu năng là tường bản chống cao 10m, chiều dày bản đáy biến
đổi từ 1.5m ÷ 0.8m.


- 11 -

Đoạn kênh chuyển tiếp được nối từ cuối bê tiêu năng đến đầu kênh xả: dài
310m, có mặt cắt hình thang; hệ số mái m = 2 được chia ra làm 4 đoạn. Kết cấu
bằng BTCT M200.

Kênh xả hạ lưu (có dạng thu hẹp dần - bề rộng mặt cắt tiếp giáp với phần đầu
mối công trình là 100.8m, bề rộng mặt cắt cuối kênh là 53m): Nối tiếp với đoạn
kênh chuyển tiếp sau tiêu năng có chiều dài là 700m; mặt cắt hình thang; đáy ở cao
trình +30m, bề rộng 53m, hệ số mái m = 2. Gia cố bằng BTCT M200 đến cơ +40m.
1.4.2.4. Công trình lấy nước số 1 – Tuynel xả lũ thi công.
Xây dựng một tuyến ống lấy nước phục vụ cho các nhu cầu ở hạ du.
Xây dựng đường hầm lấy nước đặt tại vai trái đập chính, tại cửa vào với
nhiệm vụ dẫn dòng thi công có cao độ đáy là +10 m, đường hầm có đường kính
D=7 m. Sau khi dẫn dòng kết thúc, đường hầm có nhiệm vụ dẫn nước vào nhà máy
thủy điện và dẫn nước về hạ du. Cao độ ngưỡng khi vận hành +19.0 m. Cửa vào có
2 cửa với kích thước tầng dẫn dòng thi công B×H=(4×6)m và kích thước cửa vận
hành B×H=(2.6×4.0)m. Cửa vận hành thượng lưu chủ yếu là cửa sự cố, cửa van
phẳng. Tại cuối đường hầm (cửa ra) bố trí nhà có đường lên xuống để vào đường
hầm (sau khi kết thúc dẫn dòng, đường hầm trở thành hành lang kiểm tra). Tại cửa
ra đường ống thép được nối với đường dẫn chính có kết cấu bằng BTCT M200 bên
trong lót thép dày 10 ly và được chia làm 4 nhánh trong đó, 3 nhánh với đường kính
mỗi ống D1=2.2 m dẫn vào nhà máy thủy điện còn 01 nhánh với đường kính
D2=3.0 m dẫn thẳng ra hạ lưu nhà máy có nhiệm vụ dẫn nước về hạ du khi các tổ
máy thủy điện ngừng hoạt động để bảo dưỡng. Cuối đường ống dẫn nước về hạ du
được lắp đặt một van côn điều tiết và đóng mở bằng thủy lực.
1.4.2.5. Nhà máy thủy điện
Xây dựng nhà máy thủy điện đặt sau đập, tại vai trái đập chính có 3 tổ máy
công suất mỗi tổ là 5.0 MW với tổng công suất lắp máy là 15 MW.


- 12 -

1.4.2.6. Công trình lấy nước số 2
Công trình lấy nước số 2, lấy nước tưới cho Hương sơn và Vũ Quang được
xây dựng một đường hầm lấy nước phục vụ tưới cho 4678 ha đất canh tác của

huyện Vũ Quang và Hương Sơn. Đặt tại eo núi bên vai trái đập chính, hình thức
tròn có kích thước đường kính D=2 m. Cao trình ngưỡng cửa vào +20m, thượng lưu
cống bố trí van sự cố bằng van phẳng có kích thước B×H=(2×3) m, đóng mở bằng
thủy lực. Cuối đường ống được lắp đặt một van côn để điều tiết và đóng mở bằng
thủy lực.
Xây dựng một tuyến kênh dẫn sau đường hầm lấy nước tưới với hình thức
kênh chữ nhật, kết cấu BTCT M200, kích thước kênh B×H=(3 ×3.1) m để đảm bảo
tải lưu lượng thiết kế QTK = 8.86 m3/s. Chiều dài kênh L = 250 m.
1.4.2.7. Cầu giao thông
Xây dựng mới một cầu giao thông trên đường Hồ Chí Minh tại vị trí Khe Trí,
cách cầu cũ 20m về thượng lưu. Cầu có 3 nhịp, mỗi nhịp dài 33m, chiều rộng cầu B
=9.0 m. Cầu phải đảm bảo cho xe có tải trọng H30 và xe bánh xích 50T.
Hình 1.1 Các thông số kỹ thuật công trình chính
Hạng mục
Nhiệm vụ chính

Tuyến
Cấp công trình

Đơn vị

Quy mô công trình
- Khai thác mỏ sắt Thạch
Khê với lưu lượng khoảng Q
= 6.0 m3/s và các khu công
nghiệp khác.
- Tưới khoảng 32585 ha đất
canh tác nông nghiệp
- Nuôi trồng 5991ha thủy
sản

- Kết hợp phát điện với công
suất lắp máy khoảng 15MW.
- Cấp nước cho các nghành
công nghiệp khác và dân
sinh.
Vùng tuyến I (Hạ lưu)


- 13 -

Hạng mục
Công trình đầu mối
Tần suất thiết kế
Lũ Thiết Kế
Lũ Kiểm Tra

Đơn vị

P = 0.5%
P = 0.1%
P = 5% (kiểm tra 1%), 0.5%
(kiểm tra 0.1%)
P = 90%
P = 75%
P = 95%
Theo nhu cầu dùng nước

Dẫn dòng thi công
Cấp nước TS, MT và SH
Đảm bảo tưới

Cấp nước CN
Phát điện
Thủy văn
Diện tích lưu vực

Tổng lượng dòng chảy đến 85%

Tổng lượng nước dùng
Tổng lượng lũ TK p = 0,5%
Tổng lượng lũ KT p = 0,1%
Lưu lượng lũ TK p = 0,5 %
Lưu lượng lũ KT p = 0,1 %
Lưu lượng d/dòng mùa lũ p=0,2%
Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ p =1%
Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ p= 5%
Hồ chứa
MNDBT
MNLNTK P = 0,5%
MNLNKT P = 0,1%
MNC

Dung tích toàn bộ (Wtb)
Dung tích hữu ích (Whi )
Dung tích chết (Wc)
Diện tích mặt hồ tại MNDBT
Chế độ làm việc
Công trình đầu mối
Đập chính
Nhiệm vụ
Kết cấu đập

Cao trình đỉnh
Cao trình đỉnh tường chắn sóng

Quy mô công trình
Cấp II

km2
m3
m3
m3
m3
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s

408
656.00x106
752.00x106
342.00x106
421.00x106
4,880.0
6,100.0
5530.0
4233.0
2905.0

m
m

m
m

+ 52.00 m
+ 54.64 m
+ 55.86 m
+ 25.00 m

m3
m3
m3
m2

m
m

775.70x106 m3
704.00x106 m3
71.70x106 m3
43.10
điều tiết nhiều năm

dâng nước tạo hồ
đập đất đá nhiều khối
+57.8 m
+59.0 m


- 14 -

Hạng mục
Chiều dài đỉnh
Chiều rộng đỉnh
Chiều cao lớn nhất Hmax
Hệ số mái thượng lưu m
Cao trình cơ thượng lưu
Chiều rộng cơ thượng lưu
Gia cố bảo vệ mái thượng lưu
Hệ số mái hạ lưu m
Cao trình cơ hạ lưu
Chiều rộng cơ hạ lưu
Gia cố bảo vệ mái hạ lưu
Đống đá chân mái thượng, hạ lưu
Cao trình đỉnh
Chiều rộng đỉnh
Hệ số mái thượng, hạ lưu m
Xử lý chống thấm nền
Đập phụ
Hình thức
Cao độ đỉnh đập

Cao độ đỉnh tường chắn sóng
Chiều dài đỉnh đập
Chiều rộng đỉnh đập
Chiều cao lớn nhất Hmax
Hệ số mái thượng lưu m
Cao trình cơ thượng lưu
Chiều rộng cơ thượng lưu
Gia cố bảo vệ mái thượng lưu
Hệ số mái hạ lưu m

Gia cố bảo vệ mái hạ lưu
Tràn xả lũ

Đơn vị
m
m
m

m

m

m

đập đất đá
nhiều khối
m
m
m
m
m

m

Quy mô công trình
345.0 m
12.0 m
53.5 m
3.0; 3.5; 4.0 và 2.0
+44.0 và +29.0

5.0 m
BTCT
2.5; 3.0; 3.5 và 2.0
+44.0 và +29.0
5.0 m
trồng cỏ
đá đắp
+19.0 và +16.5
5.0 m
2.0
khoan phụt vữa XM
đập bê tông trọng lực
+56.5 m
+59.00 m
222.0 m
8.0 m
24.3 m
2.75; 3.0
+44.0
5.0 m
BTCT
2.5

trồng cỏ

Lưu lượng xả KT p = 0.1% Qkt

m3/s

mặt cắt thực dụng Ôphixêrốp,

tiêu năng đáy
3129

Lưu lượng xả TK p = 0.5% Qtk

m3/s

2464

Chiều rộng phần thân tràn 7 cửa

m

80.0 m

Hình thức tràn


- 15 -

Hạng mục
Đơn vị
Cao trình ngưỡng tràn 7 cửa
m
Kiểu cửa bằng thép và đóng mở van cung
bằng thủy lực
Số lượngxkích thước cửa nx( BxH)
Cao trình đáy bể tiêu năng
m
Chiều dài bể tiêu năng

m
Chiều rộng bể tiêu năng
m
Sân sau
Chiều dài
m
Chiều rộng
m
Kênh xả sau tràn
Chiều dài
m
Chiều rộng đáy
m
Hệ số mái m
Công trình lấy nước số 1 (TN1)
Nhiệm vụ
Chế độ làm việc
Giai đoạn dẫn dòng thi công
- Lưu lượng dẫn dòng lớn nhất Qdd
m3/s
- Cao trình cửa vào tuy nen
m
- Chiều dài tuy nen
m
- Đường kính tuy nen
m
Giai đoạn quản lý khai thác
- Lưu lượng tưới thiết kế Qtk
m3/s
- Lưu lượng đảm bảo MT Qmt

m3/s
- Cao trình cửa vào
m
- Số lượng x kích thước cửa vào nx(
m
BxH)
- Chiều dài đường ống áp lực
m
- Đường kính đường ống áp lực
m
- Đường kính hành lang quản lý
m
- Đ/kính van côn hạ lưu ống áp lực
m
Nhà máy thủy điện
Hình thức
Công suất lắp máy

MW

Quy mô công trình
48.6 m
van cung
7 x (12 x 3.4)
+23.0
70.0
53.0
mặt cắt chữ nhật
100.0
53.0

mặt cắt hình thang
1.000.0
53.0
2.0
Dẫn dòng + khai thác
chảy có áp
558.0
+10.0
370.0
7.0
56.8
4.0
+19.0
2x(2.6 x 4.0)
370.0
7.0  4.0
7.0
3,0
kiểu sau đập
15


- 16 -

Số tổ máy

Hạng mục

Chế độ làm việc
Công trình lấy nước số 2 (TN2)

Chế độ làm việc
Lưu lượng thiết kế Qtk
Cao trình cửa vào
Đường kính tuy nen
Chiều dài tuy nen
Cửa vận hành
Cầu Khe Trí xây mới
Số nhịp x chiều dài một nhịp
Khổ cầu

Đơn vị

Quy mô công trình
03 tổ
phát điện theo tưới

m /s
m
m
m

chảy có áp
8.86
+19.00
2.5
156.0
van côn

m
m

03 x33.0 = 99.0
9.0

3

1.4.3. Cấp công trình và tần suất thiết kế
1.4.3.1. Cấp công trình
− Công trình đầu mối: cấp II
− Hệ thống kênh

: cấp III

1.4.3.2. Tần suất thiết kế
− Tần suất lũ kiểm tra P = 0,1%.
− Tần suất lũ thiết kế, P = 0,5%.
− Tần suất lũ thiết kế cầu, P = 1,0%.
− Dẫn dòng thi công mùa cạn công trình tạm, P = 5%, 10%.
− Đảm bảo cấp nước tưới cho diện tích 32.585 ha đất canh tác với tần suất,
P=75%,
− Cấp nước sinh hoạt, chăn nuôi và công nghiệp, thủy sản, môi trường, đảm
bảo tần suất P = 90%.


- 17 -


- 18 -

Chương 2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC CẦU

KHE TRÍ HIỆN TRẠNG
2.1. Mô hình hóa thí nghiệm
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu thí nghiệm mô hình
Nghiên cứu thí nghiệm mô hình cầu Khe Trí nhằm:
- Xem xét khả năng thoát lũ của cầu khi lưu lượng trên Khe Trí tới Cầu Khe
Trí có xét đến quá trình xả lũ của tràn Ngàn Trươi;
- Xác định các thông số thủy lực, nối tiếp trước và sau cầu…đánh giá tình
hình xói lở lòng sông, hai bên bờ khu vực cầu; các vị trí trụ cầu;
- Diễn biến thuỷ lực dọc tuyến trên đoạn sông có cầu Khe Trí tương ứng với
các chế độ lưu lượng về các yếu tố thủy lực: Q, v, p, z … làm căn cứ cho việc đánh
giá mức độ thoát lũ, mức độ chịu được lũ của cầu theo hiện trạng, làm cơ sở cho gia
cố bảo vệ khu vực cầu, vị trí các trụ cầu; các vị trí xung yếu ở hai bờ.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu thí nghiệm:
Cầu Khe Trí với kết cấu hiện trạng khi chịu ảnh hưởng bởi quá trình xả lưu
lượng qua tràn, ứng với mỗi trường hợp mực nước thí nghiệm cho các phương án ta
tiến hành nghiên cứu các nội dung:
- Nghiên cứu đường mặt nước trên đoạn sông phía trước và sau cầu.
- Xác định sóng trên sông và hai bờ ứng với các chế độ xả lũ khác nhau trong
đoạn sông có cầu.
- Xác định chế độ thuỷ lực dòng chảy trên đoạn sông, khu vực trước và sau
cầu giao thông với các tổ hợp lưu lượng và mực nước khác nhau;
- Xác định lưu tốc trung bình theo mặt cắt dọc sông phía trước và sau cầu,
- Xác định lưu tốc mạch động dòng chảy tại các vị trí tương ứng.
- Xác định áp suất động tại khu vực cầu, 2 bên bờ sông tại các vị trí xung
yếu.
- Thí nghiệm nghiên cứu chế độ nối tiếp dòng chảy ở hạ lưu và khu vực cầu.