Tải bản đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp nậm ngam PA3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

LỜI CẢM ƠN
Công trình thủy lợi “hồ chứa nước Nậm Ngam PA3”có nhiệm vụ trữ và điều
tiết nước để cấp nước tưới tự chảy cho 1200 ha, ngoài ra mở rộng đất trông cây ăn
quả, nuôi trồng thủy sản và lấy nước sinh hoạt cho dân ở vùng hạ du, việc xây
dựng công trình nhằm đáp ứng sự mong mỏi của nhân dân trong vùng hưởng lợi.
Qua 14 tuần làm Đồ án tốt nghiệp với đề tài được giao: “Thiết kế hồ chứa
nước Nậm Ngam PA3” . Với lý thuyết được học, bản thân em đã áp dụng và phân
tích các tài liệu cơ bản: Tài liệu Địa hình, địa chất, tài liệu Khí tượng thuỷ văn, Vật
liệu xây xựng, Dân sinh kinh tế, xã hội và nhu cầu dùng nước của khu vực xây
dựng công trình, để từ đó đưa ra các phương án so sánh, lựa chọn các giải pháp kỹ
thuật.
Qua tính toán công trình đầu mối được thiết kế như sau:
- Đập dâng nước là đập đồng chất, cao trình đỉnh đập là: đđ = +1144 m và được
bố trí theo tuyến II.
- Tràn xả lũ bố trí ở bờ phải đập, chiều rộng tràn được lựa chọn là B T = 12 m,
cao trình ngưỡng tràn ng = +1138,77 m nối tiếp ngưỡng tràn là dốc nước thẳng đổ vào
bể tiêu năng rồi vào sông qua kênh dẫn.

- Cống ngầm lấy nước là cống hộp (bxh) = (1.5x2,3) m và được bố trí bên bờ
trái đập .
Do tài liệu khảo sát về địa hình, địa chất và thủy văn khu vực xây dựng công
trình chưa đầy đủ và chi tiết cho nên việc tính toán thiết kế chắc chắn còn chưa thỏa
mãn đồng thời kinh tế và an toàn nhất. Vì vậy cần phải khảo sát kỹ để có đủ tài liệu
cần thiết và chính xác trên cơ sở đó mới thiết kế được một hồ chứa kinh tế và kỹ thuật
nhất.
Đất nước ta là một đất nước nông nghiệp, hàng năm lại thường xuyên xảy ra
lụt lội, hạn hán, đời sống người nông dân còn rất nhiều thiếu thốn khó khăn vì vậy
công tác thuỷ lợi là rất quan trọng đối với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nước. Do đó trong lĩnh vực thủy lợi rất cần đến những bàn tay, khối óc của các
Cán bộ kỹ thuật lành nghề. Chính vì lẽ đó em đã cố gắng rèn luyện, học tập để
không ngừng nâng cao kiến thức của mình và ngày càng thêm yêu nghề gắn bó với
công việc mà bản thân em đã lựa chọn.
Để có kiến thức như ngày hôm nay em không thể quên công lao của các thầy
cô giáo Trường đại học Thuỷ lợi, các thầy cô và cán bộ công tác tại Trường Cao
Đẳng Công Nghệ Kinh tế và Thủy lợi Miền Trung đã giảng dạy và giúp đỡ em
suốt 5 năm qua.
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

1

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: " Thiết kế hồ chứa nước Nậm
Ngam PA3", được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Hoàng Long, bạn bè cùng
lớp và đồng nghiệp đến nay em đã hoàn thành đồ án được giao. Qua đồ án tốt nghiệp
này em đã hệ thống được toàn bộ kiến thức đã học. Tuy nhiên, do kinh nghiệm về thiết
kế chưa nhiều, khả năng nhìn nhận tổng thể vấn đề chưa sáng suốt nên Đồ án tốt
nghiệp này không tránh khỏi những sai sót. Kính mong các thầy cô giáo chỉ bảo, góp ý
thêm để em có thể tự hoàn thiện bản thân hơn nữa và trở thành một Kỹ sư công trình
thủy lợi có chuyên môn vững nhằm phục vụ tốt hơn cho cơ quan công tác khi ra
trường.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Nguyễn Hoàng Long đã
tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện về số liệu, tài liệu tham khảo để giúp cho em


hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này./.
Hội An, ngày 30 tháng 5 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Vũ

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

2

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3
Mục lục

PHẦN I. TÀI LIỆU CƠ BẢN........................................................................................7
Chương 1. Tổng quan về công trình...........................................................................7
1.1

Vị trí và nhiệm vụ công trình........................................................................7

1.1.1

Vị trí công trình.........................................................................................7

1.1.2

Nhiệm vụ công trình..................................................................................7

1.2

Các điều kiện tự nhiên...................................................................................7

1.2.1

Điều kiện địa hình địa mạo........................................................................7

1.2.2

Đặc điểm địa chất......................................................................................8

1.2.3

Vật liệu xây dựng.......................................................................................9

1.2.4

Khí tượng thủy văn..................................................................................10

1.2.5

Dòng chảy lũ............................................................................................14

1.3

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

1.4

Các thông số của hồ chứa...............................................................................18

1.4.1

Đường đặc tính quan hệ Z ~ F, Z ~ V......................................................18

1.4.2

Cấp công trình.........................................................................................18

PHẦN II. THIẾT KẾ CƠ SỞ....................................................................................19
Chương 2. Phương án công trình đầu mối…………………………………………19
2.1. Tính toán mực nước chết của hồ chứa (MNC).................................................19
2.1.2. Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết và dung tích chết......................................19
2.1.3. Xác định mực nước chết....................................................................................20
2.2. Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT)..........................................21
Chương 3. Tính toán điều tiết lũ...............................................................................28
3.1. Mục đích…………………………………………………………………………28
3.1.1. Nhiệm vụ….……………………………………………………………………28
3.1.2 Tài liệu hiện có………………………………………………………………….28

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

3

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

PHẦN III. THIẾT KẾ CHI TIẾT............................................................................38
Chương 4: Thiết kế sơ bộ đập đất............................................................................38
4.1. Chọn loại và hình thức.......................................................................................38
4.1.1.

Xác định các kích thước cơ bản mặt cắt ngang đập.................................38

4.1.3. Bề rộng đỉnh đập................................................................................................44
4.4.1. Mục đích, nhiệm vụ và các trường hợp tính toán...............................................66
Chương V. Thiết kế tràn xã lũ (Phương án Btr=12m)..............................................84
5.1.Tài liệu thiết kế:...................................................................................................84
5.1.2. Vị trí,nhiệm vụ và hình thức tràn xả lũ..............................................................84
5.1.3. Vị trí. ……………………………………………………………………….......84
5.1.4. Nhiệm vụ...........................................................................................................84
5.1.5. Lựa chọn hình thức............................................................................................84
5.4.1. Tính toán thủy lực ngưỡng tràn..........................................................................87
5.4.2.Tính toán thủy lực dốc nước...............................................................................88
5.5. Chọn cấu tạo chi tiết tràn....................................................................................113
5.5.1. Bộ phận cửa vào ( nối tiếp thượng lưu)............................................................113
5.5.2 Ngưỡng tràn......................................................................................................113
5.5.3 Nối tiếp sau tràn: Dốc nước..............................................................................114
5.5.4. Kích thước kết cấu bể tiêu năng sau dốc nước.................................................115
5.5.5. Kênh hạ lưu......................................................................................................115
Chương 6 Thiết kế cống lấy nước………………………………………..............119
6.1 Vị trí và hình thức cống....................................................................................119
6.1.1 Nhiệm vụ:........................................................................................................119
6.1.2 Tuyến cống và hình thức cống..........................................................................119
6.1.3 Thông số dùng trong tính toán..........................................................................119
6.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống...................................................................................120
6.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh........................................................................................120

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

4

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

6.3. Tính khẩu diện cống............................................................................................122
6.3.1.Trường hợp tính toán........................................................................................122
6.3.2.Tính bề rộng cống.............................................................................................123
6.3.3.Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống.................................................130
6.4.Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng....................................................130
6.4.1.Mục đích...........................................................................................................130
6.4.2.Trường hợp tính toán........................................................................................131
6.4.3.Xác định độ mở cống........................................................................................131
6.4.4.Tiêu năng sau cống...........................................................................................139
6.4.5. Cửa vào cửa ra.................................................................................................139
Chương 7

Tính toán khối lượng............................................................142

7.1. Tính khối lượng và giá thành...........................................................................142
7.1.1.

Mục đích tính toán.................................................................................142

7.1.2.

Nguyên tắc tính toán..............................................................................142

7.1.3.

Tính toán khối lượng.............................................................................142

7.2.

Tính toán giá thành áp dụng đơn giá hiện hành......................................149

PHẦN IV.

CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT...................................................150

Chương 8

Chuyên đề kỹ thuật Tính toán kết cấu cống ngầm.................150

8.1.

Mục đích......................................................................................................150

8.2.

Các trường hợp tính toán...........................................................................150

8.3. Số liệu tính toán................................................................................................150
8.2. Xác định phương trình đường bão hoà tại vị trí đặt cống ngầm..................152
8.3. Xác định các ngoại lực tác dụng lên cống........................................................153
8.3.1. Áp lực đất:......................................................................................................154
8.3.2.
8.4.
8.4.2.

Áp lực đất trên cống:.............................................................................154
Áp lực nước.................................................................................................155
Áp lực nước trên đỉnh cống (q2).............................................................155

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

5

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

8.4.3.

Áp lực nước hai bên thành cống (p2, p’2 )..............................................155

8.4.4.

Áp lực nước dưới đáy cống q3...............................................................155

8.5.

Trọng lượng bản thân.................................................................................155

8.5.2.

Tấm nắp.................................................................................................155

8.5.3.

Tấm bên.................................................................................................156

8.5.4.

Tấm đáy.................................................................................................156

8.6.

Phản lực nền r.............................................................................................156

8.7.

Sơ đồ lực cuối cùng.....................................................................................156

8.7.2.

Các lực thẳng đứng................................................................................156

8.7.3.

Các lực nằm ngang................................................................................156

8.8.

Xác định nội lực cống ngầm.......................................................................158

8.8.2.

Mục đích................................................................................................158

8.8.3.

Phương pháp tính toán...........................................................................158

8.8.4.

Xác định biểu đồ mômen trong kết cấu..................................................158

8.8.5. Nội dung tính toán..........................................................................................159
8.8.6. Biểu đồ nội lực cuối cùng...............................................................................163
8.8.7. Tính toán và bố trí cốt thép............................................................................. 163
8.8.8. Tài liệu tính toán............................................................................................. 163
8.8.9. Tính toán cốt thép dọc chịu lực....................................................................... 163
8.9. Kiểm tra khả năng chống nứt........................................................................... 163

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

6

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3
PHẦN I. TÀI LIỆU CƠ BẢN
Chương 1. Tổng quan về công trình

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình.
1.1.1 Vị trí công trình.
Cụm công trình đầu mối dự kiến xây dựng nằm trên suối Nậm Ngam, thuộc địa
phận bản Nậm Ngam A xã Pu Nhí Huyện Điện Biên Đông tỉnh Điện Biên. Cách thị xã
Điện Biên 20km, cách thị trấn Na Son 23km rất thuận tiện cho xây dựng công trình.
Vị trí cụm đầu mối có toạ độ : 21030' vĩ độ Bắc.
1030 07' kinh độ Đông.
1.1.2 Nhiệm vụ công trình.
- Đảm bảo, chủ động nguồn nước mặt tưới cho lúa và cây ăn quả với tổng diện
tích đất canh tác 1200ha.
- Cấp nước sinh hoạt cho 4500 dân trong vùng,
- Cấp nước nuôi trồng thuỷ sản, cảnh quan du lịch, cải tạo môi trường sinh thái
vùng dự án.
1.2 Các điều kiện tự nhiên
1.2.1 Điều kiện địa hình địa mạo.
Suối Nậm Ngam là một nhánh chính của sông Nậm Ngam, phát nguyên từ dãy
núi Pu Huốt xã Mường Phăng, huyện Điện Biên. Diện tích lưu vực tính đến tuyến
công trình là 14,8km2. Xung quanh lưu vực là núi cao bao bọc, thung lũng chật hẹp,
càng về hạ lưu gần bản Nậm Ngam A thung lũng được mở rộng có chỗ tới 0,9km,
nhưng tại cuối bản suối bị thắt lại bới hai dãy núi có cao độ +1248 có khả năng tạo
thành một lòng hồ chứa nước tương đối tốt. Lòng suối về mùa cạn chỉ rộng vài mét tuy
nhiên về mùa lũ nước chảy tràn trên cánh đồng rộng gần 200m.
Đặc điểm địa hình khu vực cụm công trình đầu mối tương đối hẹp, mái dốc của
các sườn núi thay đổi từ 500 đến 650. Với các khu tưới do bị các dãy núi phân chia
thành các mảnh nhỏ chạy dọc các thung lũng ven suối, xung quanh bị bao bọc bởi các
dãy núi, các thửa ruộng kiểu này phân bố trên hầu hết các bản của xã Pú Nhi.
1.2.2 Đặc điểm địa chất.
1.2.2.1

. Địa chất lưu vực

a. Phân vùng I: Khu vực có địa hình khá bằng phẳng hoặc dốc thoải trải dọc về
hai phía thuộc thềm dọc theo suối Nậm Ngam và chi lưu của nó, phạm vi phân bố có
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

7

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

dạng hẹp và kéo dài. Đất đá phía trên là các thành tạo bồi, lũ tích sông (a,pQ) với
thành phần chính sét pha, cát pha lẫn sét bụi đến cuội sỏi; thành phần hạt nhỏ là thạch
anh và phenspát. Chiều dày của tầng này thay đổi từ 3,0 – 8,0m và phủ lên trên tầng
phong hoá mạnh của đá cát sạn kết.
b. Phân vùng II: Khu vực có địa hình dốc chiếm đa phần diện tích hồ đó là các
sườn đồi và các dãy núi dọc cánh trái đường viền hồ. Đây là vùng phát triển các thành
tạo có nguồn gốc sườn tích (dQ); thành phần chủ yếu là đất sét pha nặng đôi chỗ có
lẫn tảng lăn, tảng sót, kích thước từ 0,2 – 1,5m; Chiều dày trung bình từ 1,5 - 3,0m.
c. Phân vùng III: Tầng đá gốc đá grano diorit, Điorit thạch anh phong hoá vừa,
mức độ nứt nẻ của đá từ trung bình đến ít. Trong lòng hồ, diện lộ trên bề mặt thường ở
dạng nhỏ dưới dạng các khối độc lập nơi tầng phủ trên mặt bị bào mòn. Phía đầu sườn
vai phải đập, tầng đá gốc xuất lộ dưới dạng một Batolit lớn có sườn dốc đứng. Nhìn
chung tầng đá gốc có cấu tạo dạng khối, cường độ cứng chắc, ít nứt nẻ.
1.2.2.2

. Địa chất lòng hồ

Địa chất tại vùng lòng hồ Nậm Ngam có lớp tầng phủ dày, gồm các lớp đất có
hàm lượng sét cao tính thấm nước từ yếu đến trung bình; Tầng đá gốc có chiều dày
hàng Km thường nằm sâu, cấu tạo khối nứt nẻ nhỏ nên tính thấm nước yếu; Tầng đá
gốc ít bị ảnh hưởng vò nhàu, đập vỡ do đứt gãy kiến tạo. Dọc theo đường viền hồ là
các dãy núi cao ngăn cách nước tốt với các lưu vực khác; Những điều kiện này cho
thấy hồ có khả năng trữ nước tốt và sẽ không xảy ra hiện tượng thấm mất nước từ hồ
sang các lưu vực lân cận.
Bảng 1. 1. Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đất nền
Vật liệu
Nền đập
Lớp 1b
Lớp 1c
Lớp 2
Lớp 3a
Lớp 3b
Lớp 4
1.2.2.3

γw
(kN/m3)

φ
(0)

C
(kN/m2)

K
(m/s)

μ

E
(kN/m2)

18,7
18,8
17,8
19,2
18,2
25,0

11026’
9036’
13028’
17021’
17002’
350

23,2
13,3
13,6
12,9
11,3
50,0

2,07.10-7
3,28.10-7
4,29.10-7
8,86.10-7
9,28.10-7
7.10-10

0,27
0,28
0,26
0,31
0,33
0,24

3494
3036
2499
3000
3680
30000

. Địa chất thuỷ văn

Nước mặt và nước ngầm trong khu vực là loại nước nhạt Bicacbonat Canxi
magiê có độ pH = 7,0 - 7,2; độ kiềm Bicacbonát HCO3-  = 1,52 - 2,59mg/l; hàm
lượng các ion muối tan khác CL- = 0,16 - 0,24g/l; Mg+  = 0,51 - 0,86mg/l. Qua đối
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

8

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

chiếu hàm lượng hoá học của nước với các chỉ tiêu được quy định trong tiêu chuẩn
ngành 14TCN 78 - 88 nhận thấy: nước trong khu vực công trình không có bất cứ một
dấu hiệu nào về khả năng ăn mòn các loại đối với bê tông dùng cho công trình thuỷ
công.
1.2.3 Vật liệu xây dựng
1.2.3.1. Đất đắp
Trong giai đoạn dự án đã khảo sát các mỏ vật liệu sau:
- Mỏ M1: Khu vực dự kiến khai thác vật liệu đất đắp là triền đất cao có cao độ từ
+1110m đến +1125m. Diện khai thác của M1 chiều dài 250m, chiều rộng 60m, diện
tích khai thác S1 = 15000 m2, chiều sâu khai thác trung bình đạt từ 2,0m đến 3,0m sau
khi đã bóc bỏ lớp thảm thực vật và rễ cây bề dày từ 0,2-0,4m, tổng trữ lượng khai thác
của mỏ (được đánh giá ở cấp A) với trữ lượng là: 37500m3 .
- Mỏ M2: Phạm vi dự kiến khai thác có chiều dài 500m, chiều rộng 300m, diện khai
thác S2 = 150000m2. Với chiều sâu của tầng khai thác thác đạt từ 3,0m đến trên 4,0m
sau khi đã bóc bỏ lớp thực vật và rễ cây là 0,2 - 0,3m, mỏ cho phép khai thác với tổng
trữ lượng là: 500000m3 .
Đất khai thác ở 2 mỏ này chủ yếu là đất sét pha màu nâu đỏ, nâu vàng, xám
vàng lẫn ít dăm mảnh, chiều dày khai thác của các lớp này đều > 2,0m
Trong giai đoạn này đã tiến hành khảo sát 02 mỏ vật liệu đắp phía hạ lưu đập. Gồm có
02 VL3, VL4, có vị trí và trữ lượng như sau:
- Mỏ đất VL3 (khảo sát tại giai đoạn TKKT): Nằm về phía hạ lưu tuyến đập, ngay bên
cạnh đường vào bản Nậm Ngám A, cách vị trí đập khoảng 1.5 km. Khu vực dự kiến
khai thác là một phần quả đối có kích thước 200m x 200.m, diện tích S = 40 000 m 2.
Độ sâu khai thác dự kiến đạt khoảng > 5 m. Trữ lượng đạt khoảng 200 000 m 3. Kết quả
cho thấy đất vật liệu tại đây là sét pha nặng mầu nâu hồng, xám nâu đốm trắng chứa ít
sạn nhỏ, đất có trạng thái cứng.
- Mỏ đất VL4 (khảo sát tại giai đoạn TKKT): Nằm về phía hạ lưu tuyến đập, ngay bên
cạnh đường vào bản Nậm Ngám A, trước đoạn rẽ vào đường đi bản Nậm Ngám C,
cách vị trí đập khoảng 2.0 Km. Khu vực dự kiến khai thác là một quả đối có kích
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

9

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

thước 300m x 400.m, diện tích S = 120 000m 2. Độ sâu khai thác dự kiến đạt khoảng
từ 3-5 m. Trữ lượng đạt khoảng 400 000 m 3. Kết quả cho thấy đất vật liệu tại đây là
sét pha nặng mầu nâu hồng, đốm trắng lẫn ít sạn nhỏ, đất có trạng thái cứng.
Bảng 1.2. Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý bãi vật liệu VL3
Chế bị
Bão hoà

Chỉ tiêu cơ lý
Đầm nén Proctor:
Khối lượng riêng 
Độ ẩm tốt nhất W tư (%)
KL thể tích khô max: cmax T/m3
Chế bị: cCB = 0,95* cmax
Độ ẩm chế bị W tư (%)
Khối lượng thể tích WCB T/m3
Khối lượng thể tích khô cCB T/m3
Góc nội ma sát  (độ)
Lực dính C (kG/cm2)
Hệ số nén lún a 1-2 ( cm2/kG)
Hệ số thấm K (m/s)
Hệ số trương nở Htn (%)

2.68
23.7
1.54
23.7
1.81
1.46
24019’
0.305
0.025

30.9
1.91
19042’
0.206
0.030
4.08x 10-8
3,5

1.2.3.2. Cát, đá, sỏi, xi măng:
Vật liệu xây dựng được cung cấp tại TP Điện Biên có trữ lượng dồi dào, chất
lượng tốt. Đường vận chuyển thuận tiện, khoảng cách từ công trình đến Thành phố là
28km đường cấp IV.
1.2.4 Khí tượng thủy văn
1.2.4.1. Tình hình chung
Khí hậu vùng dự án nói chung chịu ảnh hưởng của vùng nhiệt đới giói mùa:
nắng nóng, mưa nhiều, độ ẩm cao, bốc hơi nhiều. Nhiệt độ vùng Nậm Ngam mang đặc
trưng của vùng miền núi, nhiệt độ lên cao vào những tháng mùa hè và giảm đáng kể
vào những tháng mùa đông, có thời điểm xuống tới gần 0 0 C. Lượng mưa chia làm hai
mùa rõ rệt : Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3, tháng
10 và tháng 4 là hai tháng chuyển tiếp. Lượng mưa phân phối không đều, chiếm tỷ lệ
nước lớn trong mùa mưa. Mùa khô lượng mưa ít, tuy nhiên vào tháng 4, tháng 10 có
thể xuất hiện một vài trận mưa gây lũ.
Hồ Nậm Ngam nằm nằm trên suối Nậm Ngam. Công trình đầu đặt tại vị trí có
toạ độ 21030' vĩ độ Bắc, 1030 07' kinh độ Đông. Tính đến tuyến công trình, đặc trưng
hình thái lưu vực như sau:
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

10

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Bảng 1-3. Thống kê các đặc trưng hình thái lưu vực
TT Các đặc trưng
1
2
3


hiệu

Diện tích lưu
vực
Chiều dài sông
Độ dốc sông

Đơn
vị

Tuyến hồ
chứa

Tuyến đập Tạ Té B
Bên trái đập

Bên phải đập

Flv

Km2

14,8

13,8

23,1

Ls
Js

Km
0/00

7,0
28,2

5,85
20,0

7,3
18,3

1.2.4.2. Tình hình quan trắc số liệu Khí tượng, Thuỷ văn của khu vực
a. Các trạm khí hậu
Trong vùng tuyến công trình có trạm khí tượng Điện Biên và Lai Châu có các yếu tố
quan trắc khí tượng tương đối dài (từ 1957 đến nay). Chất lượng đo đạc đảm bảo phục
vụ thiết kế tính toán công trình.
b. Các trạm đo mưa và lưu lượng
- Trạm đo mưa
Gần với lưu vực tính toán có:
+ Trạm Điện Biên có số liệu quan trắc từ 1957 đến nay.
+ Trạm Mường Trà có số liệu quan trắc từ 1962 đến nay.
Kết quả đo đạc của các trạm này tương đối tốt, có thể sử dụng cho tính toán.
- Trạm đo lưu lượng
Gần vị trí lưu vực có trạm Nứa Ngàm (F = 125 km 2) quan trắc dòng chảy ngày
từ 1970 – 1974, trạm Bản Yên (F = 638 km 2) quan trắc dòng chảy từ 1976 đến nay,
trạm Thác Bay trên sông Nậm Rốm quan trắc dòng chảy từ năm 1959 - 1962. Tuy
nhiên, trạm Bản Yên có diện tích lưu vực quá lớn so với vùng nghiên cứu, trạm Nứa
Ngàm ở gần lưu vực tính toán nhất, tuy nhiên có chuỗi tài liệu quá ngắn nên chỉ dùng
để tính toán phân phối dòng chảy năm của lưu vực.
1.2.4.3. Điều kiện khí hậu
Kết quả phân tích tính toán từ số liệu quan trắc của các trạm khí tượng thuỷ văn
có thể đại diện cho vùng dự án có kết quả như sau:

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

11

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

a. Nhiệt độ:
Bảng 1-4. Các yếu tố khí hậu chính trong vùng
Tháng

Nhiệt độ K2
bình quân T0C

Độ ẩm K2
tương đối U
%

Tốc độ gió
bình quân V
(m/s)

Số giờ nắng
h (giờ)

Bốc hơi Zp
(mm)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Năm

16.79
18.47
20.93
23.81
25.43
26.24
25.91
25.64
24.70
22.76
19.45
16.30
22.20

83.2
80.7
80.9
82.6
83.2
84.5
86.5
87.9
87.0
85.0
83.2
82.9
84.0

0.79
0.88
0.90
0.94
1.27
0.95
0.79
0.83
0.76
0.74
0.67
0.77
0.86

161.5
181.3
205.2
211.4
201.0
141.6
134.9
149.7
171.4
172.9
164.3
166.0
2061

67.7
81.8
94.3
87.3
90.5
78.0
66.8
59.0
60.4
71.8
71.6
66.7
896

1.2.4.4. Bốc hơi
Tổn thất bốc hơi (∆Z)
Tổn thất bốc hơi mặt hồ là hiệu số giữa bốc hơi mặt nước và lượng bốc hơi lưu
vực:
∆Z = Zn – Z0
Trong đó:
Zn : là lượng bốc hơi mặt nước. (mm)
Z0: là lượng bốc hơi bình quân nhiều năm trên lưu vực.
Dựa vào dạng bốc hơi nhiều năm của trạm Điện Biên, lượng tổn thất bốc
hơi được phân phối như sau:
Bảng 1.5. Phân phối bốc hơi theo tháng
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Năm

∆Z
(mm)

11.2

13.52

15.6

14.48

14.96

12.88

11.08

9.76

10

11.92

11.84

11.04

148.28

1.2.4.1. Gió
Tốc độ gió lớn nhất theo các hướng được thu thập từ chuỗi tài liệu quan trắc của
trạm Điện Biên, kết quả tính toán như sau:

Bảng 1-6. Gió lớn nhất các hướng theo tần suất
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

12

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Hướng
W
N
E
S
NW
SW
NE
SE

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

VTB (m/s)
10,5
20,3
12,0
19,0
19,1
12,5
16,4
12,0

1.2.4.2

CV
0,65
0,65
0,50
0,45
0,60
0,65
0,33
0,43

CS
1,3
1,3
1,0
0,45
0,90
1,95
0,90
1,0

V2% (m/s)
28,7
55,4
27,4
38,6
47,8
35,9
30,0
22,6

V4% (m/s)
24,8
47,9
24,3
35,3
42,3
30,3
27,4
21,0

. Lưu lượng dòng chảy trung bình nhiều năm Q0

Lưu lượng dòng chảy trung bình nhiều năm Q0 được xác định theo công thức:
Qo 

Y0 �F
W0

(m3/s)
31536 31536

1.2.4.3

. Tính đặc trưng phân phối dòng chảy năm
Bảng 1.7. Tổng hợp các đặc trưng thuỷ văn vùng công trình

TT

Trị số

Đơn vị

Tuyến hồ

1

F

Km2

14,8

2

X0

mm

1591

3

0

4

Y0

mm

701,4

5

W0

106 m3

10,38

6

Q0

m3/s

0,329

0,44

7

M0

8

CV

0,301

9

CS = nCV

2

10

Q50

m3/s

0,319

11

Q85

m3/s

0,251

1.2.4.4

l/skm

2

22,24

. Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Chọn mô hình đại biểu
Mục tiêu tính toán là thiết kế hồ chứa nên chọn những năm có dòng chảy bất lợi
nhất để phân phối. Từ liệt tài liệu dòng chảy trạm Nứa Ngàm từ 1970 – 1975, chọn mô
hình năm 1975 (có lượng dòng chảy mùa lũ chiếm tỷ lệ 83,7% tổng lượng dòng chảy
toàn năm) để phân phối dòng chảy năm cho lưu vực.
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

13

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Kết quả tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế 85% cho lưu vực
Bảng 1. 8. Phân phối dòng chảy năm thiết kế tần suất 85%
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

TB
năm

Tuyến
hồ

0,125

0,075

0,058

0,085

0,341

1,144

1,032

0,507

0,707

0,293

0,214

0,237

0,401

1.2.5 Dòng chảy lũ
Nội dung tính toán xác định các thông số: Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất thiết kế (Q
m p%), tổng lượng lũ lớn nhất thiết kế (W m p %), đường quá trình lũ lớn nhất thiết kế
((Q~t) m p%).
Để tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ lớn nhất thiết kế cho lưu vực hồ chứa, do
lưu vực hồ không có tài liệu thực đo dòng chảy nên sử dụng một số phương pháp tính
toán gián tiếp. Ở đây sử dụng công thức cường độ giới hạn để tính lưu lượng đỉnh lũ
cho lưu vực. Kết quả tính toán như sau:
 Tính đường quá trình lũ thiết kế:
Vì lưu vực nhỏ nên chọn dạng đường quá trình lũ có dạng hình tam giác với thời
gian lũ xuống bằng  = 1,5 lần thời gian lũ lên TX = 1,5Tl .
Đường quá trình lũ đến với tần suất thiết kế P = 1% và kiểm tra P = 0,2% ghi
trong bảng 1.9

Bảng 1.9. Đường quá trình tần suất thiết kế, tần suất kiểm tra
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

14

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Tần suất thiết kế
P = 1%
TT

Tần suất kiểm tra
P = 0,2%

Thời gian

Lưu lượng

Thời gian

Lưu lượng

(giờ)

(m3/s)

(giờ)

(m3/s)

1

0

0

1

0

0

2

0,61

18.32

2

0,61

25.28

3

1,22

36.64

3

1,22

50.56

4

1,83

54.96

4

1,83

75.84

5

2,44

73.28

5

2,44

101.12

6

3,05

91.60

6

3,05

126.40

7

3,66

109.92

7

3,66

151.68

8

4,27

128.24

8

4,27

176.96

9

4,88

146.56

9

4,88

202.24

10

5,49

164.88

10

5,49

227.52

11

6,1

183.20

11

6,1

252.80

12

6,71

171.05

12

6,71

236.14

13

7,32

158.91

13

7,32

219.48

14

7,93

146.76

14

7,93

202.81

15

8,54

134.61

15

8,54

186.15

16

9,15

122.47

16

9,15

169.49

17

9,76

110.32

17

9,76

152.83

18

10,37

98.17

18

10,37

136.17

19

10,98

86.02

19

10,98

119.51

20

11,59

73.88

20

11,59

102.84

21

12,2

61.73

21

12,2

86.18

22

12,81

49.58

22

12,81

69.52

23

13,42

37.44

23

13,42

52.86

24

14,03

25.29

24

14,03

36.20

25

14,64

13.14

25

14,64

19.53

26

15,25

0.966

26

15,25

2.87

27

15,86

0.00

27

15,86

0.00

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

TT

15

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
1.2.5.1

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

. Lũ dẫn dòng thi công

Về mùa kiệt, tuy không có lũ lớn nhưng thường xuất hiện những trận lũ vào
cuối kỳ hoặc đầu kỳ mùa mưa còn gọi là lũ tiểu mãn. Lũ thi công tại các tuyến công
trình được xác định bằng phương pháp lưu vực tương tự, và được chuyển về các tuyến
công trình Nậm Ngam - Pú Nhí theo tỉ lệ diện tích từ công thức triết giảm.
Vì lưu vực công trình không có trạm thuỷ văn, gần lưu vực công trình có trạm
Nứa Ngam và trạm Bản Yên có quan trắc dòng chảy. Trạm Nứa Ngam chỉ có 5 năm số
liệu (1970 ÷ 1974), trạm Bản Yên có số liệu từ năm 1976 đến nay nhưng trạm này có
diện tích tương đối lớn (F = 638km 2). Trong tính toán lũ thi công đã sử dụng hai
phương pháp, tính lũ thi công từ trạm Nứa Ngam và sử dụng trạm thuỷ văn tương tự
Bản Yên ; dựa trên kết quả tính toán và để an toàn cho công tác dẫn dòng đề nghị chọn
kết quả tính từ trạm Nứa Ngàm để thiết kế.
1.2.5.2

. Dòng chảy bùn cát

Độ đục bình quân nhiều năm: sau khi tham khảo số liệu đo đạc, kết hợp với số
liệu đã chọn để tính toán cho các công trình Pe Luông, Thác Bay, Nậm Rốm chọn độ
đục tính toán cho lưu vực hồ tính toán là o = 250 (g/m3).
1.2.5.3

. Nhu cầu dùng nước

Tổng lượng nước yêu cầu tại đầu mối hồ chứa bao gồm: lượng nước yêu cầu cấp
bổ sung cho đập dâng Tạ Té B và lượng nước yêu cầu tưới cho khu tưới Nậm Ngam C
được tính toán trong bảng 1.10.
Bảng 1.10. Tổng lượng nước yêu cầu tại đầu mối hồ chứa
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tổng

Tổng
lượng
nước yêu
cầu

3,149

2,400

2,432

1,360

0,166

0,339

0,163

0,094

0,166

0,114

0,306

0,274

10,963

Mực nước khống chế đầu kênh phải thỏa mãn yêu cầu tưới tự chảy theo tài tiệu
tính toán thủy nông Zkc= 1125 (m).
1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế
CHƯƠNG 2 Tình hình dân sinh
Toàn bộ dân cư vùng dự án là người dân tộc, bao gồm các dân tộc chủ yếu là
người Mông, người Thái, người Khơ Mú, v.v..

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

16

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Trình độ văn hoá thấp, tư tưởng còn lạc hậu, phong tục tập quán nặng nề, nhiều
người mù chữ, thậm chí không biết tiếng phổ thông, do đó rất hạn chế đến việc chuyển
giao tiến bộ kỹ thuật và giao lưu văn hoá giữa người Kinh và người dân tộc.
b. Tình hình sử dụng đất đai, kết quả sản xuất và thu nhập
Hiện trạng sử dụng đất đai xã Pú Nhi như sau :
- Tổng diện tích đất tự nhiên 17.900ha.
trong đó :
Đất nông nghiệp

2395 ha.

Lúa nước :

162ha.

Lúa nương:

1640 ha.

Cây công nghiệp, cây ăn quả

593ha.

Đất rừng

12900 ha.

Đất chưa sử dụng

4794 ha.

Do tập quán canh tác lạc hậu, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt vào mùa kiệt thiếu
nước sinh hoạt và canh tác nên năng suất thu hoạch rất thấp. Năng suất bình quan của
các ruộng lúa chỉ đạt từ 2,5 đến 3.0 tấn/ha. Sản lượng bình quân đầu người qui thóc chỉ
đạt 318kg/người/năm. Cây ăn quả mới chỉ được trồng lác đác trên một số sườn đồi chỉ
để sử dụng tại chỗ.
Về chăn nuôi :Hiện nay chăn nuôi chỉ mang tính lẻ tẻ thiếu tập trung, các gia
đình chỉ nuôi theo hình thức chăn thả tự nhiên bao gồm :
Trâu

1632 con



382 con

Lợn

3345 con

c. Tình hình giao thông vận tải, điện, nước sinh hoạt
Do địa hình khu vực rất dốc, vào mùa kiệt nước chỉ chảy với lưu lượng rất nhỏ
trên các tuyến suối chính. Nước sinh hoạt cho các hộ ở đây phải vận chuyển trên một
quãng đường khá dài, có hộ phải gùi nước từ 1 - 1.5 km đường rừng để lấy nước cho
sinh hoạt. Hiện tại tại vùng dự án chưa có một công trình thuỷ lợi nào được xây dựng.
* Về giao thông: Tại vùng dự án có một số tuyến đường giao thông rải đất cấp
phối với chiều rộng từ 5-7m. Tuy nhiên các tuyến đường này mới chỉ nối trung tâm xã
Pú Nhi và một số bản lớn, các bản còn lại chưa có tuyến đường giao thông. Với địa
chất đất có tính sét cao, vào mùa mưa các tuyến đường giao thông trên bị xói lở nhiều
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

17

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

và rất lầy lội, các phương tiện cơ giới khó có thể vận chuyển được. Hiện tại vào mùa
mưa việc liên lạc với bên ngoài của một số Bản hầu hết bằng ngựa thồ, xe mô tô.
* Về điện: Hiện tại có một đường dây điện 35kv cung cấp điện cho xã. Điện đã
được đưa tới phần lớn các bản của xã Pú Nhi. Hiện nay điện mới chỉ được dùng cho
sinh hoạt.
2.1 Các thông số của hồ chứa
2.1.1 Đường đặc tính quan hệ Z ~ F, Z ~ V
Bảng 1.11. Quan hệ Z ~ V, Z ~ F lòng hồ
Z (m)
1120
1122
F (km2)
0,013 0,041
V (106m3) 0,012 0,063
Z (m)
1136
1138
2
F (km )
0,446 0,508
6 3
V (10 m ) 3,542 4,495
2.1.2 Cấp công trình

1124
0,101
0,201
1140
0,553
5,556

1126
0,18
0,478
1142
0,608
6,716

1128
0,231
0,888
1144
0,668
7,991

1130
0,275
1,394
1146
0,726
9,386

1132
0,329
1,997
1148
0,781
10,892

1134
0,386
2,711
1150
0,842
12,514

Xác định cấp công trình theo QCVN 04-05.2012:
a. Theo năng lực phục vụ của công trình: cung cấp nước tưới cho 1200 ha đất
canh tác thuộc công trình cấp IV.
b. Theo chiều cao công trình và loại nền: Với nhiệm vụ công trình như trên thì
chiều cao đập khoảng 15m - 35m, đất nền là đất á sét thuộc nhóm B nên thuộc công
trình cấp II.
=> Tổ hợp lại ta có công trình là công trình cấp II theo QCVN 04-05.2012
Tương ứng với công trình cấp III theo TCVN 8216:2009
Các chỉ tiêu thiết kế.
Căn cứ vào QCVN 04-05:2012 và TCVN 8216:2009 ứng với cấp công trình ta có
các chỉ tiêu thiết kế sau:
Tần suất tính toán:
- Tần suất lũ thiết kế: P=1%.
- Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2%.
- Tần suất lũ vượt kiểm tra: P=0,1%.
- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất: Pmax=4%; Pbq=50%.
- Tần suất tưới bảo đảm: P=85%.
Hệ số tính toán:
- Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn=1,15.
- Hệ số điều kiện làm việc: m=1
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

18

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

- Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T=75 năm.
- Hệ số an toàn cho phép về ổn định mái đập đất ( Bảng 7.Mục 6.7.3.2. TCVN
8216:2009):
Tổ hợp tải trọng cơ bản: K=1,3.
Tổ hợp tải trọng đặc biệt: K=1,1.
Độ vượt cao an toàn (Bảng 2. Mục 6.1.2. TCVN 8216:2009):
- Với MNDBT: a=0,7m.
- Với MNLTK: a’=0,5m.
- Với MNLKT: a”=0,2m.
Hệ số tổ hợp tải trọng:
- Đối với tổ hợp tải trọng cơ bản

nc = 1,00.

+ Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt nc = 0,90.
+ Đối với tổ hợp tải trọng trong thời kì thi công và sửa chữa nc = 0,95.
Mức đảm bảo tính toán của chiều cao sóng leo : i = 1%.

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

19

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3
PHẦN II. THIẾT KẾ CƠ SỞ

Chương 2. Phương án công trình đầu mối
2.1. Tính toán mực nước chết của hồ chứa (MNC)
2.1.1. Khái niệm mực nước chết và dung tích chết:
Mực nước chết là mực nước khai thác thấp nhất của hồ chứa nước .
Dung tích chết Vc là phần dung tích của hồ chứa nước nằm dưới cao trình mực
nước chết, nó không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy.
Mực nước chết và dung tích chết có quan hệ với nhau qua đường đặc trưng địa
hình hồ chứa Z~V.
2.1.2. Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết và dung tích chết
Mực nước chết và dung tích chết lựa chọn thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Phải chứa được hết phần bùn cát lắng động trong hồ chứa suốt thời gian hoạt động
của công trình:
Vc ≥ Vb.T
trong đó:

- Vb : thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát
- T: tuổi thọ của công trình

+ Đối với hồ chứa có nhiệm vụ tưới tự chảy, mực nước chết không được nhỏ hơn cao
trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo tưới tự chảy.
+ Đối với nhà máy thủy điện, MNC và dung tích chết phải được lựa chọn sao cho hoặc
là công suất đảm bảo của nhà máy là lớn nhất hoặc là đảm bảo cột nước tối thiểu cho
việc phát điện.
+ Đối với giao thông thủy ở thượng lưu, MNC là mực nước tối thiểu cho phép tàu bè
đi lại bình thường.
+ Đối với thủy sản, MNC và dung tích chết phải đảm bảo dung tích tưới cần thiết cho
chăn nuôi các và các thủy sản khác.
Ngoài ra còn phải xét đến yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường
Trong các điều kiện trên đây thì điều kiện đầu tiên là kiên quyết khi lựa chọn
dung tích chết. Trong trường hợp có nhiều yêu cầu cần phải đáp ứng thì việc lựa chọn
mực nước chết và dung tích chết phải thông qua phân tích hiệu quả kinh tế, kỹ thuật để
lựa chọn cho hợp lí.

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

20

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

2.1.3. Xác định mực nước chết
2.1.3.1. Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng bùn cát
Nội dung tính toán:
Hồ chứa nước Nậm Ngam xây dựng nhằm cung cấp nước tới cho đất canh tác
nông nghiệp, tạo nguồn nước sinh hoạt nên MNC phải đảm bảo thỏa mãn hai điều kiện
sau:
Lượng bùn cát lắng đọng hàng năm tại vị trí tuyến công trình bao gồm:
- Bùn cát lơ lửng
- Bùn cát di đáy
Vsc
Vhd
Vc

MNLTK
MNDBT
MNC
BC

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán mực nước chết theo điều kiện lắng đọng bùn cát.

MNC=Z bc +h d +h
Trong đó:
Zbc: cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ.
a : chiều cao lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến cửa cống.
Theo kinh nghiệm hd = (0,5-1,0). Chọn hd= 1.
h: chiều cao lớp nước trước cửa cống đảm bảo lấy đủ lượng nước thiết kế.
Theo kinh nghiệm h=(1-1,5).Chọn h=1,2.

Z bc  f (�Vbc ); �Vbc  Vbc .T

Tính Zbc:

;

Ta có: Vbc = Vll + Vdd
Trong đó :
Vll : thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng lại trong hồ (m3).
Vdd : thể tích bùn cát di đẩy lắng đọng lại trong hồ (m3).
Xác định hàm lượng bùn cát lơ lửng :

Vll 

Ro �T
�31,536 �106 m3


 

Trong đó:
T = 75 năm: Tuổi thọ công trình, xác định dựa vào cấp công trình.
ll : Khối lượng riêng của bùn cát lơ lửng, ll = 0,8 T/m3.
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

21

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

a. Lưu lượng bùn cát lơ lửng xác định theo công thức:
R0 

 .Q0 250.0,319

= 0,08kg/s
103
103

+Trong đó: ρ = 250g/m3: Lượng ngậm bùn cát,
Q0 = 0,319m3/s: Lưu lượng bình quân năm
Tổng lượng bùn cát lơ lửng trong 75 năm:
Gl1 = R0.T = 0,08x75x365x24x60x60 = 189216000 kg = 189216 tấn
b. Bùn cát di đẩy
Lượng bùn cát di đẩy được lấy bằng 20% của lượng bùn cát lơ lửng:
Gdd = 20%xGll = 20%x189216 = 37843,2 tấn
c. Thể tích bùn cát lắng đọng sau 75 năm là:
Vbc = Vll + Vdd = Gll x ll + Gdd x dd = (189216x0,8 + 37843,2x1,5)
Vbc = 208137,6( m3)
Tra quan hệ Z - V ta có cao trình bùn cát là: Zbc = 1124,1 (m).
MNC = 1124,1 + 1 +1,4= 1126,5 (m).
2.1.3.2. Xác định MNC theo yêu cầu khống chế tưới tự chảy
Theo điều kiện tưới tự chảy, MNC được xác định như sau:

MNC=Z

kc

+ΔZ

Trong đó:
Zkc: Mực nước khống chế đầu kênh phải thỏa mãn yêu cầu tưới tự chảy theo tài
tiệu tính toán thủy nông Zkc= 1125 (m).

Z : Tổng tổn thất từ cống đến đầu kênh tưới (bao gồm cả tổn thất cục bộ và dọc
đường ) sơ bộ chọn Z =1 (m).
Vậy MNC = 1125 +1= 1126 (m).
Kết hợp 2 trường hợp trên ta chọn MNC = 1126,5 (m).
Tương ứng ta có dung tích chết Vc=0,581x106 (m3)
2.2. Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT)
2.2.1. Khái niệm:
Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Mực nước hồ cần phải đạt được ở cuối
thời kỳ tích nước để đảm bảo cung cấp đủ nước theo mức đảm bảo thiết kế.
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

22

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Ứng với MNDBT là dung tích hiệu dụng (Vh) phần dung tích được giới hạn bởi
MNDBT và MNC. Đây là thành phần dung tích cơ bản làm nhiệm vụ điều tiết dòng
chảy.
2.2.2. Tính toán MNDBT chưa kể đên tổn thất:
Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế (P = 85%)và yêu cầu
sử dụng nước ở hạ du trong năm ta có:
Lượng nước đến trong năm: WQ= 12,688 x106 m3
Lượng nước dùng trong năm: Wq = 10,963x106 m3.
So sánh ta thấy WQ > Wq,ta thấy trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng
được nhu cầu dùng nước.Vậy ta tiến hành điều tiết năm đối với hồ chứa nước Nậm
Ngam, theo phương pháp lập bảng dựa trên phương trình cân bằng nước:

 Q1  Q2 
 q  q2 

 t   1
 t V2  V1
2


 2 
Trong đó:

Q1, Q2 : là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn  t.
q1, q2 : là lưu lượng nước dùng đầu và cuối thời đoạn.
V1, V2 : là dung tích hồ tại thời điểm đầu và cuối thời đoạn.

t

: lấy bằng 1 tháng.

SVTH: Nguyễn Văn Vũ

23

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

Bảng 2.1: Kết quả tính toán Vh khi chưa kể đến tổn thất

Tháng

(1)

V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
Tổng

Số
ngày
trong
tháng

Tổng
Lưu
lượng
lượng nước đến
nước
hàng
đến Qi
tháng
WQ

(ngày)
(2)

(m3/s)
(3)

31
30
31
31
30
31
30
31
31
28
31
30

0.17
0.572
0.516
0.254
0.354
0.146
0.107
0.118
0.062
0.038
0.029
0.042

(106m3)
(4)

0.456
1.483
1.382
0.679
0.917
0.392
0.278
0.317
0.167
0.091
0.077
0.110

Tổng
lượng
nước
dùng
hàng
tháng
Wq
(106m3)
(5)

0.083
0.170
0.082
0.047
0.083
0.057
0.153
0.137
1.574
1.200
1.216
0.680

Lưu lượng
nước thừa
hoặc thiếu
(106m3)
ΔV+
(6)

ΔV(7)

0.373
1.313
1.300
0.632
0.833
0.335
0.125
0.180
1.407
1.109
1.139
0.570
4.225

Lượng
nước
tích
trong hồ
hàng
tháng
Vh
(106m3)
(8)

0.581
0.954
2.267
3.568
4.200
4.806
4.806
4.806
4.806
3.399
2.290
1.151
0.581

Lượng
nước xả
thừa
Vx
(106m3)
(9)

0.227
0.335
0.125
0.180

Theo kết quả tính toán trong bảng, dung tích hiệu dụng:
Vh = V- = 4.225 . 106m3.
Trong đó:
Cột 1: Các tháng được sắp xếp theo năm thủy văn bắt đầu từ đầu mùa lũ và kết
thúc vào cuối mùa kiệt.
Cột 2: Số ngày trong tháng của năm thủy văn.
Cột 3: Phân phối lưu lượng nước đến của năm thiết kế tương ứng với tần suất
thiết kế.
Cột 4: Phân phối tổng lượng nước dùng WQ = Q.  t.=Cột( 2*3*24*60*60)*10^-6.
Cột 5: Tổng lượng nước thừa Wq =q .  t.
Cột 6: Lượng nước thừa hàng tháng ΔV+ = WQ- Wq.
Cột 7: Lượng nước thiếu hàng tháng ΔV-= Wq- WQ.
Cột 8: Lượng nước lũy tích trong hồ hàng tháng phải nhỏ hơn Vh. Nếu lượng
nước lũy tích lớn hơn Vh thì phải tiến hành xả thừa. Trong thời kỳ cấp nước, phần
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

24

Lớp HA13


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA3

dung tích hiệu dụng được cấp cho thời kỳ thiếu nước sao cho cuối thời kỳ thiếu nước
phần dung tích trên MNC bằng 0.
Cột 9: Lượng nước xả trong hồ hàng tháng
2.2.2.1. Tính toán MNDBT khi có kể tổn thất
a. Tổn thất do bốc hơi phụ thêm.
Do lượng bốc hơi mặt thoáng lớn hơn lượng bốc hơi trên mặt đất nên khi xây
dựng kho nước cần tính toán đến lượng bốc hơi phụ thêm do diện tích mặt thoáng tăng
lên, ký hiệu là  Z.
Wbốc hơi =  Z . Ftb
Trong đó Wbốc hơi: là lượng tổn thất bốc hơi
Ftb: là diện tích mặt thoáng trung bình trong thời đoạn tính toán  t.
Ftb được tính thông qua quan hệ V~F~Z.
b. Tổn thất do thấm.
Tổn thất thấm là lượng nước thấm qua nền và qua thân công trình đập ngăn và
qua hai vai đập xuống hạ du. Tổn thất do thấm phụ thuộc vào loại đất đắp đập, địa chất
lòng hồ và lượng nước trữ trong kho nước.
Lượng tổn thất này được xác định gần đúng bằng cách căn cứ vào dung tích hồ
bình quân trong những thời đoạn tính toán:
Wthấm = K(%) . Vtb
Trong đó: Wthấm : là lượng tổn thất thấm (106m3)
Vtb : là dung tích trung bình của hồ chứa trong thời đoạn tính toán.
K(%): Hệ số tổn thất thấm lấy K =1%
Trong đó:
Cột 1: Các tháng sắp xếp theo năm thủy văn.
Cột 2: Quá trình dung tích nước trong hồ bằng cột 8 của lần tính chưa kể tổn
thất cộng thêm dung tích chết Vc=0,581x106 (m3)
Cột 3: Dung tích bình quân của hồ trong thời đoạn Δt.
Cột 4: Diện tích mặt nước bình quân của hồ trong thời đoạn tính toán có quan
hệ với cột 3 theo quan hệ phụ trợ V~F~Z.
SVTH: Nguyễn Văn Vũ

25

Lớp HA13


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×