Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

Ngành: Công trình thủy lợi

LỜI CẢM ƠN
Sau 14 tuần làm đồ án, với sự cố gắng của bản thân và dưới sự dạy dỗ,chỉ bảo tận tình
của các thầy cô giáo trong bộ môn thủy công cũng như toàn thể các thày cô giáo trong
trường đã dạy dỗ và chỉ bảo em trong suốt những năm học vừa qua, đặc biệt là sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo GS.TS Nguyễn Chiến, em đã hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của
mình.
Với đề tài: “Thiết kế hồ chứa nước Sông Móng – Phương án 1” với các nội dung sau:

-

Tổng quan về công trình và tài liệu cơ bản.
Tính toán xác định các thông số của hồ chứa.
Thiết kế sơ bộ, chọn Bt hợp lý.
Thiết kế đập đất, đường tràn xả lũ và cống lấy nước.
Chuyên đề kỹ thuật: Tính toán kết cấu tường cánh thượng lưu tràn.

Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi và vận dụng tổng
hợp các kiến thức đã học. Dù bản thân đã cố gắng hết sức nhưng vì kinh nghiệm bản thân
trình độ còn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót.
Em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy cô giáo giúp cho đồ
án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và nâng
cao.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đặc biệt là thầy giáo GS.TS Nguyễn Chiến đã
chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này!

MỤC LỤC

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 2

Ngành: Công trình thủy lợi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH………………………………………4
1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ………………………………………………………4
1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN………………………………………………..4
1.3 TÀI LIỆU DÂN SINH, KINH TẾ VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC…….16
1.4 CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ………………………18
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THỦY LỢI…………………………………………….......18
2.1 LỰA CHỌN VÙNG TUYẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH………………..18
2.2 TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC CHẾT CỦA HỒ………………………………. 19
2.3 TÍNH TOÁN MNDBT VÀ DUNG TÍCH HỒ……………………………… 20
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN LỰA PHƯƠNG ÁN………………………………28
3.1 BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH……………………………………….. 28
3.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ……………………………………………….. 29
3.3 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP DÂNG……………………………………………..35
3.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐƯỜNG TRÀN…………………………………………40
3.5 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG, CHỌN PHƯƠNG ÁN………………………52
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN……………………………………………. 55
4.1 BỐ TRÍ CHUNG ĐƯỜNG TRÀN…………………………………………. 55

4.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ……………………………………………… 55
4.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC………………………………………………… 58
4.4 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN………………………………………………....70
4.5 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÁC BỘ PHẬN CỦA TRÀN……………………75
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐẬP CHÍNH………………………………………………..84
5.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP……………………………………… 84
5.2 TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN…………………………………86
5.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP………………………………………….95
5.4 CHỌN CẤU TẠO ĐẬP………………………………………………………99
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC…………………………………………101
6.1 BỐ TRÍ CỐNG………………………………………………………………..101
6.2 TÍNH TOÁN KHẨU DIỆN CỐNG……………………………………………101
6.3 KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY TRONG CỐNG…………………………107
6.4 TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG SAU CỐNG……………………………………. 109
6.5 CẤU TẠO CHI TIẾT CỐNG…………………………………………………..112
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN KẾT CẦU TƯỜNG CÁNH THƯỢNG LƯU TRÀN……...114
7.1 MỤC ĐÍCH VÀ CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN…………………………114
7.2 TÍNH TOÁN NỘI LỰC TƯỜNG………………………………………………116
7.3 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP…………………………………………124
PHỤ LỤC…………………………………………………………………………………..131

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 3


Ngành: Công trình thủy lợi

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1Giới thiệu vị trí, nhiệm vụ công trình:
1.1.1Vị trí:
Hồ chứa và công trình đầu mối hồ Sông Móng thuộc xã Hàm Thạnh, huyện Hàm Thuận
Nam, tỉnh Bình thuận. Tọa độ trên bản đồ 1/50.000:
+X = 15.000
Y = 13.000
1.1.2 Nhiệm vụ:
- Cung cấp nước tưới cho khu tưới của đập dâng Ba Bàu 2150 ha;
- Cắt giảm lũ hạ du, đặc biệt giảm ngập cho thành phố Phan Thiết vào mùa mưa bão;
- Nuôi trồng thủy sản trên hồ để tạo ra nguồn thực phẩm cá tôm nước ngọt;
- Kết hợp xây dựng thủy lợi với xây dựng đường giao thông tạo cảnh quan để phát triển
du lịch, nghỉ mát;
- Cải thiện một phần khí hậu, môi trường của vùng dự án trong mùa khô;
- Tận dụng thủy năng khi xả nước cho Ba Bàu để phát điện.
1.2 các điều kiện tự nhiên:
1.2.1 Bản vẽ.
1.2.2 Mô tả địa hình khu vực đầu mối: Lòng hồ nằm ngang song song với tuyến
đập, núi cao bao bọc chung quanh.Cao độ long hồ thấp nhất là 53,5m và từ cao độ
70m là chân núi.Vì vậy diện tích ngập từ cao độ 70 đến 80 không tăng nhanh so
với cao độ dưới 70. Khu tưới có cao độ từ 65 xuống 5m thấp dần theo hướng
đông. Độ dốc mặt đất từ hồ Sông Móng hay hồ Kavét đến khu tưới rất lớn nên dễ
chọn cao độ khống chế tưới tự chảy cho khu tưới ngay sau các hồ.
1.2.3 Quan hệ W- Z, F – Z :

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 4

Ngành: Công trình thủy lợi

Từ bình đồ lòng hồ thực đo 1/10.000 xây dựng quan hệ W = F(Z) và F = F(Z)
của lòng hồ chứa sông Móng :

Quan hệ đặc tính lòng hồ
Z (m)
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69

F(ha)
0.8
2.5
8.9

28.7
48.5
68.3
88.1
107.9
145.82
183.74
221.66
259.58

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

W (10^6m3)
0.016
0.032
0.085
0.264
0.646
1.227
2.007
2.985
4.249
5.893
7.917
10.321

Z (m)
70
71
72

73
74
75
76
77
78
79
80

F(ha)
297.5
337.9
378.3
418.7
459.1
499.5
534.66
569.82
604.98
640.14
675.3

W (10^6m3)
13.104
16.279
19.858
23.841
28.229
33.02
38.19

43.712
49.585
55.81
62.386

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 5

Ngành: Công trình thủy lợi

1.2.4 Tài liệu địa chất và vật liệu xây dựng :
1.2.4.1Mô tả đại chất :
Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 6

Ngành: Công trình thủy lợi

A. Khu vực lòng hồ: - Đá nền : kết quả công tác đo vẽ địa chất công trình cho
thấy: đá nền xuất lộ trong khu vực lòng hồ bao gồm chủ yếu cát kết – bột kết
hạt nhỏ - vừa màu xám nhạt – xám xanh đen, đôi chỗ xen phần thạch anh –

silic nguyên khối.Từ các phần có thế nằm với phương vị gần ngược hướng
nhau, dọc hướng suối Đá Mài là nếp uốn lõm, đi kèm các đứt gãy thứ sinh
phân bố cục bộ được lấp nhét không đều. Khu vực các tuyến đập dự kiến có
vai đập tạo từ phần đá nền dược khối xâm nhập đẩy lên hình thành nếp lồi với
bề mặt phát sinh nứt nẻ mạnh, đặc biệt là tiếp giáp với các lớp thạch học khác
nhau là cát kết – bột kết. Hệ thống mạch đứt gãy tuy cục bộ nhưng có khả năng
liên thông với phần thấp gây tính thấm cao. Mặt khác hệ thống khe nứt như
vậy có tính nằm ngang và liên hệ thủy lực phần lòng hồ.
- Lớp phủ: tại khu vực lòng hồ, lớp phủ hình thành từ
nguồn vật liệu phong hóa đá nền nhờ các vật liệu dòng chảy lũ và thường
xuyên, bề dày tối đa nhìn chung không quá 4 – 5 m.
B. Tuyến đập: Mặt cắt địa chất dọc theo tim đập cho thấy các lớp sau:
- Lớp 1 (bồi tích – lũ tích) á sét trung - nặng màu vàng, nâu nhạt. Trạng
-

thái cứng – nửa cứng bề dày dưới 1m.
Lớp 2 (bồi tích): á sét nặng, màu xám nâu, vàng nhạt, lẫn ít rễ cây, kém
chặt.Phân bố dọc bờ phải thung lũng sông. Bề dày lớn nhất bắt gặp tại

-

hố khoan SM5 là 2,5m.
Lớp 3 (sườn tàn tích không phân chia): á sét trung đến nặng màu xám
nâu, vàng nhạt chứa nhiều dăm sạn cát – bột kết. Hàm lượng dăm sạn
trong đất phân bố không đều, thay đổi khoảng từ 20 đến trên 60%.Bề

-

dày trung biến từ 0,8 đến 2 m.
Đá nền : bột kết, cát kết, bột kết xen kẹp cát kết.

+ Bột kết phân bố chủ yếu ở hai bên vai đập, mức độ phong hóa
mãnh liệt từ mạnh đến vừa – yếu.
+ Cát kết chủ yếu là cát kết hạt vừa , hiện hữu tại phần giữa của

tuyến đập với mức độ phong hóa từ mãnh liệt đến yếu.
C. Tuyến đường tràn: Tuyến tràn dự kiến xây dựng bên vai phải đập chính. Mặt
cắt qua các hố thăm dò trên cho thấy tầng phủ tại khu vực tim tràn mỏng (0,5 –
2m).Nằm dưới là đá bột kết phong hóa mãnh liệt. Bề mặt đá nền phong hóa

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

Ngành: Công trình thủy lợi

mạnh – vừa nằm ở cao độ +71m và +79m. Đá nền nứt nẻ vừa – mạnh. Kết quả
hai đoạn ép nước ở hai hố trên cho thấy trị giá Lugeon = 26 -27.
D. Tuyến cống: Tuyến cống dự kiến bố trí bên vai trái đập chính. Tại đây chỉ
thực hiện một hố khoan máy và hai hố đào bổ sung.

Chỉ tiêu cơ lý của đất đá nền tại các tuyến:
THÔNG SỐ

LỚP 1


LỚP 2

LỚP 3

- Sét

15

31

20

- Bụi

15

20

10

- Cát

70

44

20

-Sạn sỏi


-

5

47

- Cuội dăm

-

-

3

-Giới hạn chảy WL

26

35

-

- Giới hạn lăn WP

15

19

-


- Giới hạn dẻo Wn

11

16

-

-Độ sệt B

0.19

-0.09

-

Độ ẩm tự nhiên%

16.8

17.8

-

Dung trọng ướt t/m3

1.86

1.87


-

Thành phần hạt%

Hạn độ Atterberg

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 8

Ngành: Công trình thủy lợi

Dung trọng khô t/m3

1.59

1.59

-

Tỷ trọng

2.65

2.7


-

Tỷ lệ khe hở ε

0.667

0.689

-

Độ bão hòa G%

66.8

68.8

-

Hệ số thấm K cm/s

2.91*10^(-3)

5.72*10^(-5)

-

Lực dính kết C kg/cm2

0.12


0.27

-

Góc ma sát trong

16’5’’

14’3’’

-

1.2.4.2 Địa chất thủy văn: Nhìn chung, bề dày của các lớp đất tầng phủ biến thiên
từ 1 – 2m đến trên 4 m. Kết quả thí nghiệm đổ nước tại hiện trường trong tầng phủ
cho thấy hệ số thấm K có trị số khoảng 10^(-4)cm. Như vậy lớp phủ nhìn chung
có tính thấm trung bình.
Kết quả đổ nước
TÊN HỐ KHOAN

ĐỘ SÂU (M)

HỆ SỐ THẤM K X 10^-4(CM/S)

SM3

1

8


SM4

2.9

112.2

SM5

2.6

1.33

SM14

3.5

9.16

1.2.4.3Vật liệu xây dựng tại chỗ:
- Bãi vật liệu A: được khảo sát qua 15 hố khoan tay, bố trí trên diện tích
khoảng 50 ha vùng lòng hồ (kích thước 1000 x 500 m) cách vai trái
tuyến đập II trên 300m. Kết quả khảo sát cho thấy các lớp đất có khả
năng khai thác tại bãi này gồm lớp 1, lớp 2, lớp 3. Phân bố các lớp đất

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư


Trang 9

Ngành: Công trình thủy lợi

khai thác tập trung theo dải và khu vực hẹp. Trữ lượng khai thác do vậy
được tính gần đúng theo các dải phân bố với độ sâu trung bình tương
-

đối đồng nhất.
Bãi vật liệu B: nằm sát dưới hạ lưu vai trái tuyến I cách không quá 100
m và được khảo sát qua 8 hố khoan. Kết quả cho thấy tại hố khoan VLB
6 & 8 có mặt lớp sét bồi tích trên cùng dày 0,5 – 0,6 m, còn lại đều gặp
hỗn hợp sét lẫn sạn dăm đá gốc với hàm lượng sạn dăm trên 30 – 50%.

Như vậy, bãi vật liệu B không thích hợp cho khai thác làm đất đắp.
1.2.5 Tài liệu khí tượng, thủy văn:
Bảng các đặc trung khí hâu, thủy văn cơ bản :

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


STT

ĐẶC TRƯNG

Đồ án
tốt nghiệp

kỹlưu
sư vực
A.Đặc
trung

KÍ HIỆU
Trang 10

ĐƠN VỊ

TRỊ SỐ

Ngành: Công trình thủy lợi

1

Diện tích lưu vực

F

Km2

100

2

Độ dài sông chính

Ls


Km

17

3

Độ rộng trung bình lưu vực

Bl

Km

5.9

4

Mật độ sông suối

D

Km/Km2

0.58

5

Độ hạ thấp lưu vực

H


M

1200

6

Độ cao bình quân lưu vực

Z

M

600

7

Độ dốc bình quân lòng sông

Js

%o

18.8

B.Khí hậu
1

Nhiệt độ bình quân năm

Tbq


Độ

26.8

2

Độ ẩm bình quân năm

Ubq

%

79.5

3

Lượng mưa năm bình quân lưu vực

Xbqlv

Mm

2500

4

Lượng mưa sinh lũ

Xbqkt


Mm

2429

5

Tốc độ gió tối đa

Vmaxp

m/s

25.5

6

Tổn thất hồ chứa năm

Mm

700

Qo

M3/s

2.05

Với P = 50%


Qp

M3/s

1.96

P = 75 %

-

-

1.50

P = 80%

-

-

1.38

P = 85%

-

-

1.25


P = 90%

-

-

1.15

P = 0,5%

Qmaxp

M3/s

783

P = 1%

-

-

P = 1,5 %

-

-

C. Thủy Văn

1

Chuẩn dòng chảy năm

2

Dòng chảy năm thiết kế

3

Đỉnh lũ thiết kế

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

653

Lớp 46C2

552


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 11

Ngành: Công trình thủy lợi

1/.Nhiệt độ
Trị số trung bình khá ổn định trong liệt thống kê (dao động khoảng 3 – 4 độ C). Nhưng
sự biến động trong ngày khá sâu sắc ( 8 -10 độ c). Số liệu tại Phan Thiết đại biểu cho khu

tưới có : Nhiệt độ năm bình quân năm Tbq = 26,8 độ c. Nhiệt độ cao cực trị Tmax = 37,7
độ c, giá trị thấp cực trị Tmin = 16,4 độ c.
2/. Độ ẩm không khí
Sự dao động của đặc trưng này thích ứng với biến trình mưa trong năm. Mùa mưa độ ẩm
lớn và ngược lại vào mùa khô. Tại Phan Thiết độ ẩm bình quân nhiều năm Ubq = 79,5 %.
Độ ẩm thấp tuyệt đối Umin = 21,0%. Tại Bảo Lộc độ ẩm bình quân nhiều năm Ubq =
85,9%. Độ ẩm thấp tuyệt đối Umin = 14,0%.
3/.Gió gần mặt đất
Bảng tốc độ gió max thiết kế không kể hướng
P%

1

2

4

5

10

Vmaxp (m/s)

26.5

25.5

24.5

24.1


22.8

4/. Mưa X (mm)
- Lượng mưa năm trên lưu vực : trên lưu vực sông Móng lượng mưa năm biến đổi thuộc
vào loại lớn nhất trong khu vực, nó tăn dần từ hạ lưu (Xo = 1000 mm) lên thượng nguồn
(Xo = 2400 mm). Lượng mưa đo tại Phan Thiết 27 năm ( 1958 – 1992) cho trị số bình
quân Xbq = 1044 mm. Trị số đó tại trạm KTTV Tà Pao là 2429 mm và tại Đại Nga là
2560 mm. Lượng mưa tiêu chuẩn trên lưu vực chọn một cách bình quân như sau :
Lưu vực tuyến đập sông Móng : Xo = 1900 mm.
- Lượng mưa tưới thiết kế : lượng mưa khu tưới tính trực tiếp từ liệt đo tại thị xã Phan
Thiết sẽ cho kết quả hợp lý và an toàn như bảng sau :
Khu tưới – lượng mưa năm thiết kế (mm)

XO

N

CV

CS/CV

1044

39

0.21

2


Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

P%
25

50

75

80

85

1182

1029

889

857

820

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 12


Ngành: Công trình thủy lợi

Khu tưới – lượng mưa tháng của năm thiết kế P = 75% (mm)
THÁNG

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

NĂM


Xi

0

0

0

9

97

95.6

143

268

103

151

22.4

0

889

- Lượng mưa gây mùa lũ: Tuyến đập sông Móng khống chế một lưu vực với diện tích

vào loại nhỏ, lượng mưa một ngày max sẽ quyết định độ lớn của đỉnh và lượng lũ trên
lưu vực. Dùng liệt tài liệu tại Tà Pao và Đại Nga theo nguyên tắc lựa chọn giá trị lớn cực
đoan để tạo ra mẫu đại biểu sẽ đảm bảo tính toán an toàn khi tính lưu lượng đỉnh lũ lớn
nhất.

Bảng quá trình lũ thiết kế tại tuyến đập Qp m3/s ứng với P = 1%
Thời gian t(giờ)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Q(m3/s)
14
67

Thời gian t (giờ)
13
14


Q(m3/s)
258
216

302
567
653
642
614
569
503
440
371
308

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

180
153
130
108

90
78
69
63
57
52

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 13

Ngành: Công trình thủy lợi

Bảng quá trình lũ thiết kế tại tuyến đập Qp m3/s ứng với P = 0,2%
Thời gian t(giờ)
1
2
3
4
5
6
7
8
Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Q(m3/s)
20

102

Thời gian t (giờ)
13
14

Q(m3/s)
388
325

456
855
985
968
926
859

15
16
17
18
19
20

271
231
195
163
136
118

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

9
10
11
12

1.3

Trang 14

759
663
560
465

Ngành: Công trình thủy lợi

21
22
23
24

105
95
87
78


Tài liệu về dân sinh, kinh tế và nhu cầu sử dụng nước:
Diện tích tưới : 2150 ha.
Bảng nhu cầu dùng nước

THÁNG

1

2

3

4

5

6

Wq(10^6m3)

3.918

4.283

3.513

5.516

3.248


2.949

THÁNG

7

8

9

10

11

12

Wq(10^6m3)

3.733

1.545

3.567

1.716

2.872

3.415


Tổng cả năm = 40.277

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

-

Trang 15

Ngành: Công trình thủy lợi

Khu vực xây dựng công trình nằm nơi hẻo lánh, xa khu dân cư. Đường
xá chỉ là đường mòn ô tô đi không thuận lợi trong mùa mưa đặc biệt các
cầu ngầm qua sông Móng không đi được xe ô tô.Cần phải xây dựng
tuyến đường bộ dài khoảng 6 km đi từ đầu cầu bờ phải đến tuyến 1,
phần đường còn lại là đường lâm trường Ba Bàu dài 13 km là đường đất

-

giao thông thuận lợi ra tới quốc lộ 1A.
Tuyến kênh chính và kênh nhánh thuộc khu tưới sông Móng cũng đi
qua vùng hẻo lánh, không có đường giao thông ngoài các đường mòn xe
bò đi lại. Vì vậy phải mở tuyến đường bộ theo các tuyến kênh để tổ
chức thi công và kết hợp giao thông nông thôn sau khi hoàn thành dự


-

án.
Hiện nay đường điện lưới quốc gia chỉ mới đến trụ sở lâm trường Ba
Bàu. Nếu muốn kéo điện vào phải kéo them đường dây 20KV dài 12
km và nâng công suất đường dây lên. Rất tốn kém, chi phí khoảng
1.500.000.000 đồng, nên giao cho điện lực để phục vụ thi công và sau
này sẽ phục vụ dân cư, sản xuất lâm sản.

1.4 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế
1, Cấp công trình : Hồ chứa Sông Móng có nhiệm vụ tưới cho 2150 ha > 2000 ha, tra
bảng 2.1 TCXDVN 285 – 2002 ta được cấp công trình là cấp III.
2. Chỉ tiêu thiết kế : - Tần suất lũ thiết kế : P = 1 %
- Tần suất lũ kiểm tra : P = 0,2 %
- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất Pmax = 4%;
Pbq = 50%
- Tần suất tưới đảm bảo : P = 75 %
- Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng : P = 10%
3. Hệ số tính toán
- Hệ số tin vậy khi tính ổn định, độ bền Kn = 1,15
- Hệ số điều kiện làm việc : m = 1,0
- Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ : T = 75 năm
- Hệ số an toàn cho phép về ổn định mái đập đất:
+ Tổ hợp tải trọng cơ bản : K = 1,3
+ Tổ hợp tải trọng đặc biệt : K = 1,1

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 16

Ngành: Công trình thủy lợi

- Độ vượt cao an toàn của đập đất căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế
đập đất đầm nén 14 TCN 157 – 2005:
+ Với MNDBT : a = 0,7m
+ Với MNLTK : a = 0,5 m
+ Với MNLKT : a = 0,2 m.
- 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 kỳ thi công và sửa
chữa : Nc = 0,95
- Mức đảm bảo tính toán chiều cao sóng leo: i = 1%.

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THỦY LỢI
2.1 Lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình
Tại hồ chứa sông Móng thuộc huyện Hàm Thuận Nam tỉnh Bình Thuận, trong giai
đoạn lập dự án đã xem xét lựa chọn giữa 2 tuyến xây dựng công trình là Tuyến 1 và Tuyến
2:
Địa chất 2 tuyến tương tự nhau: lớp trên cùng là lớp 2 và lớp 3, lớp 2 là sét – á sét
nặng, lớp 3 là á sét lẫn nhiều dăm sạn.Phía dưới là lớp 4 và lớp 5: lớp 4 là cát kết hạt mịn
nhỏ, phong hóa mãnh liệt đến vừa, lớp 5 là bột kết kẹp cát kết mỏng phong hóa mãnh liệt
đến vừa
Nhìn chung địa hình 2 tuyến đều thuận lợi cho việc xây dựng đập, các vị trí tuyến đập
dự kiến đều nằm trong đoạn thấp hẹp, bao quanh là núi cao với vách núi khá dốc : từ cao độ

75m đến 170m đối với núi phía bờ trái và đến 140m đối với núi phía bờ phải. Đặc điểm này
ảnh hưởng đến chiều dài tuyến đập của mỗi phương án:
-

Tuyến 1 có chiều dài sơ bộ là 593m;

-

Tuyền 2 có chiều dài sơ bộ là 831m.

Chiều dài tuyến đập rút ngắn sẽ giảm được khối lượng đào đắp đập  có lợi về kinh
tế và thời gian.
Về vấn đề ngập lụt sau khi xây dựng hồ :

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

-

Trang 17

Ngành: Công trình thủy lợi

Tuyến 1 nằm ở hạ lưu của tuyến 2 nên diện tích ngập lụt lòng hồ của
tuyến 1 sẽ lớn hơn, nhưng do đây là khu vực xa dân cư nên diện tích
ngập lụt lớn khoong ảnh hưởng đáng kể.


-

Tuyến 1 sẽ có dung tích hồ lớn hơn nếu như cùng cao trình đỉnh đập so
với tuyến 2.

Qua phân tích ưu nhược điểm của 2 tuyến đập đã nêu trên và cùng với sự phân công
của Thầy giáo hướng dẫn, trong đồ án này em thực hiện tính toán và thiết kế với tuyến đập
chính là tuyến 1.
2.2 Tính toán mực nước chết của hồ
2.2.1 khái niệm về mực nước chết và dung tích chết:
Dung tích chết Vc là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng
chảy.Dung tích chết chính là giới hạn dưới của hồ chứa. Mực nước chết là mực nước tương
ứng với dung tích chết, là mực nước thấp nhất cho phép trong hồ mà ứng với nó hồ chứa vẫn
làm việc bình thường. Mực nước chết và dung tích chết có quan hệ với nhau qua đường đặc
trưng địa hình hồ chứa Z ~ V.
2.2.2 Các yêu cầu :
- Cao trình mực nước chết (MNC) phải đảm bảo tạo ra dung tích chứa được lượng
bùn cát bồi lắng trong hồ trong thời gian công trình đang hoạt động.
- MNC phải đủ cao để đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
- Với nhà máy thủy điện thì MNC phải lựa chọn sao cho công suất đảm bảo của nhà
máy là lớn nhất và có cột nước tối thiểu để phát điện.
- Đối với giao thông thủy thì MNC phải là mực nước tối thiểu cho phép tàu bè đi lại
bình thường theo nhiệm vụ giao thông thủy.
- Đối với thủy sản: MNC phải đảm bảo có quy mô cần thiết cho nuôi cá và các loại
thủy sản.
- Đối với yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường: MNC phải đảm bảo yêu cầu tối
thiểu cho du lịch và vệ sinh thượng hạ lưu hồ.

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài


Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 18

Ngành: Công trình thủy lợi

- Đảm bảo vệ sinh lòng hồ trong mùa kiệt.
2.2.3 Tính toán mực nước chết của hồ
MNC của hồ được xác định theo 2 yêu cầu:
-

Đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.

-

Đảm bảo tuổi thọ của công trình, tức là dung tích chết (Vc) phải lớn hơn
dung tích lắng đọng của bùn cát trong suốt thời gian hoạt động của công
trình.

2.2.3.1 Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy:
Hồ chứa Sông Móng có nhiệm vụ là điều tiết nước sau đó tháo xuống lòng sông cũ,
nước được lấy từ đó vào hệ thống kênh tưới tại đập Ba Bầu, do vậy điều kiện tưới tự chảy
luôn luôn được thỏa mãn  MNC chỉ phụ thuộc vào điều kiện chứa bùn cát.
2.2.3.2 Xác định MNCvà dung tích chết Vc theo yêu cầu bùn cát:
MNC được tính toán theo công thức sau:
MNC= ∇bc + hd + h

Trong đó:
∇bc : Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ,
∇bc = f (∑ Vbc )

∑V

bc

= Vbc * T

Vbc : Tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân trong 1 năm, theo tài liệu thủy văn

lượng bùn cát lắng đọng trong 1 năm là : Vbc =9980 m3/năm.
T: Tuổi thọ công trình, T=75 năm. (theo TCXDVN 285-2002 với công trình cấp 3)
→ ∑Vbc = Vbc * T = 9980 x 75 = 749.000 m3
→ ∇bc =62,18 m (Tra quan hệ Z~V với V= ∑ Vbc ).
hd : Chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống, là khoảng cách cần

thiết để tránh bùn cát bị cuốn vào cống.
Theo kinh nghiệm hd = (0, 4 ÷ 0, 7)m , chọn hd =0,5m.
Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 19

Ngành: Công trình thủy lợi


h: Độ sâu cột nước trước cống để lấy đủ lượng nước thiết kế.
sơ bộ chọn h=1,2 m.
→ MNC=62,18 + 0,5 + 1,2= 63,88 m.
Dung tích chết của hồ ứng với MNC được tra theo quan hệ Z ~ W với Z = 63,88m là
Vc = 1.913.000 m3
Vậy: - Cao trình MNC = 63,88 m.
- Dung tích chết Vc = 1.913.000 m3.
2.3 Tính toán mực nước dâng bình thường (MNDBT) và dung tích hồ:
2.3.1 Khái niệm:
MNDBT là mực nước cao nhất cho phép trong hồ trong thời gian dài ứng với điều
kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường của hồ chứa.
Ứng với MNDBT là dung tích hiệu dụng (Vh): là 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.
2.3.2 tài liệu tính toán:
Bảng:2.1. Lượng nước đến và nhu cầu dùng nước của năm thiết kế (Đơn vị là : 106 m3):
THÁNG
WQ
Wq
THÁNG
WQ
Wq

1
1.299
3.918
8
7.848
1.545


2
0.682
4.283
9
9.798
3.567

3
0.458
3.513
10
13.446
1.716

4
0.355
5.516
11
5.236
2.872

5
1.026
3.248
12
1.969
3.415

6
1.982

2.949
năm
47.633
40.277

7
3.589
3.733

Từ bảng trên ta thấy: Tổng lượng nước đến cả năm lớn hơn tổng lượng nước dùng
( WQ > Wq), tuy nhiên trong từng tháng thì có các tháng thứa nước ( từ tháng 8 đến tháng
11) và có những tháng thiếu nước ( từ tháng 12 đến tháng 7). Như vậy ta tính toán cho
trường hợp hồ điều tiết năm và điều tiết nhiều lần.
Bảng:2.2. Quan hệ phụ trợ Z ~ V, Z ~ F:
Z (m)
58
59
60
61
62

F(ha)
0.8
2.5
8.9
28.7
48.5

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài


W 106m3
0.016
0.032
0.085
0.264
0.646

Z (m)
70
71
72
73
74

W 106m3

F(ha)
297.5
337.9
378.3
418.7
459.1

13.104
16.279
19.858
23.841
28.229

Lớp 46C2



Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
63
64
65
66
67
68
69

68.3
88.1
107.9
145.82
183.74
221.66
259.58

Trang 20
1.227
2.007
2.985
4.249
5.893
7.917
10.321

Ngành: Công trình thủy lợi


75
76
77
78
79
80

499.5
534.66
569.82
604.98
640.14
675.3

33.02
38.19
43.712
49.585
55.81
62.386

2.3.3 Nội dung tính toán:
2.3.3.1 xác định dung tích hồ khi chưa kể tổn thất:
Phương pháp và cách tính được thể hiện cụ thể qua bảng tính sau:
Bảng 2.3. Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể đến tổn thất hồ chứa.
Tổng lượng nước
ΔV =WQ-Wq

QTK75%


Nước
đến

Nước
dùng

Nước
thừa

Nước
thiếu

Ngày
Δt

m3/s

(1)

(2)

(3)

WQ
(106m3)
(4)

Wq
(106m3)
(5)


V+
(106m3)
(6)

V(106m3)
(7)

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

31
30
31
30
31
31
28
31

30
31
30
31
365

2.93
3.78
5.02
2.02
0.735
0.485
0.282
0.171
0.137
0.383
0.744
1.34
18.027

7.848
9.798
13.446
5.236
1.969
1.299
0.682
0.458
0.355
1.026

1.928
3.589
47.633

1.545
3.567
1.716
2.872
3.415
3.918
4.283
3.513
5.516
3.248
2.949
3.733
40.275

Tháng

6.303
6.231
11.730
2.364

26.627

1.446
2.619
3.601

3.055
5.161
2.222
1.021
0.144
19.269

Phương án tích
sớm
Vkho
Vxả thừa
(106m3)

Wx
(106 m3)

(8)
1.913
8.216
14.446
21.182
21.182
19.736
17.117
13.516
10.461
5.300
3.078
2.057
1.913


(9)

9.271

Khi chưa kể đến tổn thất: Vhd=19,269.106 m3;
Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

6.907
2.364

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 21

Ngành: Công trình thủy lợi

Vkho= Vc+ Vhd=21,182.106 m3.
Trong đó:
Cột 1: Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo thủy văn.
Cột 2: Ghi số ngày của từng tháng.
Cột 3: Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng với cột 2.
Cột 4: Ghi tổng lượng nước đến của tháng tương ứng với cột 2.
WQ=Q. Δt i .
Cột 5: Ghi tổng lượng nước dùng.
Cột 6: Ghi tổng lượng nước thừa.
Cột 7: Ghi tổng lượng nước thiếu.

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 kể cả dung tích chết.
Cột 9: Ghi tổng lượng nước xả thừa.
2.3.3.2. Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa
Trong tính toán dung tích hồ cần chú ý tính toán đến hai loại tổn thất là tổn thất thấm
và tổn thất bốc hơi.
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 : Zbh
* Tính tổn thất hồ chứa thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.4.Bảng tính tổn thất hồ chứa
Chưa kể tổn thất
Tháng

-1
VIII
IX
X
XI
XII

Bốc hơi

Thấm

V2


Vtb

Ftb

Zbh

Wbhơi

(106m3)

(106m3)

(ha)

(m)

(106m3)

-2
1.913
8.216
14.446
21.182
21.182
19.736

-3

-4


-5

5.064
11.331
17.814
21.182
20.459

164.62
273.34
355.23
391.73
384.4

0.051
0.047
0.043
0.056
0.066

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Tổng tt
Wtt
(106m3)

K

Wthấm
(106m3)


-6

-7

-8

-9

0.084
0.128
0.153
0.219
0.254

1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb

0.051
0.113
0.178
0.212
0.205

0.135
0.242
0.331

0.431
0.458

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 22

Ngành: Công trình thủy lợi

I
17.117
18.426
362.1
0.071
0.257
1%Vtb
0.184
0.441
II
13.516
15.316
325.65
0.062
0.202
1%Vtb
0.153
0.355

III
10.461
11.988
282.29
0.072
0.203
1%Vtb
0.120
0.323
IV
5.300
7.880
220.97
0.065
0.144
1%Vtb
0.079
0.222
V
3.078
4.189
144.02
0.062
0.089
1%Vtb
0.042
0.131
VI
2.057
2.568

99.46
0.055
0.055
1%Vtb
0.026
0.080
VII
1.913
1.985
87.54
0.052
0.046
1%Vtb
0.020
0.065
Tổng
1.834
1.382
3.216
Trong đó:
Cột 1: Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thủy lợi.
Cột 2: Ghi dung tích hồ chứa kể cả dung tích chết khi chưa tính tổn thất (bằng cột 8 ở
bảng 2.1) (106 m3).
Cột 3: Ghi dung tích bình quân của hồ chứa (106 m3).: Vbq =

Vi −1 + Vi
2

Cột 4: Ghi diện tích mặt hồ tương ứng với Vbq (tra theo đường đặc trưng địa hình
kho nước) (106 m2).

Cột 5: Là lượng tổn thất ∆Z phân phối trong năm.
Cột 6: Là tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1 (106 m3).
Cột 7: Chỉ tiêu tổn thất thấm, ta lấy k=1%Vtb.
Cột 8: Là tổn thất thấm tương ứng với các tháng ở cột 1(106 m3).
W=k.Vtb
Cột 9: Là tổng tổn thất (106 m3).
Wtt=Wthấm+Wb.hơi

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 23

Ngành: Công trình thủy lợi

* Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa có kể đến tổn thất của hồ chứa
Bảng 2.3.Bảng tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa
∆V =WQ-Wq’

Tổng lượng nước
Tháng
WQ
106 m3

Wq
106 m3


Wq’
106 m3

(+)

(-)

106 m3

106 m3

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

VIII
IX
X
XI
XII
I

II
III
IV
V
VI
VII
Tổng

7.848
9.798
13.446
5.236
1.969
1.299
0.682
0.458
0.355
1.026
1.928
3.589
47.633

1.545
3.567
1.716
2.872
3.415
3.918
4.283
3.513

5.516
3.248
2.949
3.733
40.275

1.680
3.809
2.047
3.303
3.873
4.359
4.638
3.836
5.738
3.379
3.029
3.798
43.491

6.168
5.989
11.399
1.933

25.488

1.905
3.060
3.956

3.378
5.383
2.353
1.101
0.209
21.346

Vt
106 m3

Vx
106 m3

(7)
1.913
8.081
14.070
23.259
23.259
21.354
18.294
14.338
10.960
5.577
3.223
2.122
1.913

(8)


2.210
1.933

4.143

Vhd=21,346.106 m3; V kho =V c +V hd =(1.913+21.346).10 6 =23,259.10 6 m 3
Cột 1: Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thủy lợi.
Cột 2: Tổng lượng nước đến trong từng tháng.
Cột 3: Tổng lượng nước dùng trong từng tháng chưa kể đến tổn thất.
Cột 4: Tổng lượng nước dùng trong từng tháng có kể đến tổn thất.

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 24

Ngành: Công trình thủy lợi

Cột 5: Lượng nước còn thừa trong kho trong từng tháng khi WQ>Wq’.
Cột 6: Lượng nước còn thiếu trong kho trong từng tháng khi WQCột 7: Dung tích kho chứa Vt = Vt −1 ± ∆V .
Dấu (+) khi tháng thừa nước.
Dấu (-) khi tháng thiếu nước. Vc ≤ Vt ≤ Vc + Vh
Cột 8: Lượng nước xả thừa.
So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất và không có tổn thất thông qua sai số:
ε =[(21,346 – 19,269)/21,346]x 100%=9,73%>5% nên ta phải tính lại.

Bảng 2.4: Bảng tính lại tổn thất hồ chứa
Chưa kể tổn thất

Bốc hơi

Thấm
Tổng tt
Wtt
(106m3)

Tháng
V2

Vtb

Ftb

Zbh

Wbhơi

(ha)

(m)

(106m3)

3

4

5

6

7

8

9

5.00
11.08
18.66
23.26
22.31
19.82
16.32
12.65
8.27
4.40
2.67
2.02

163.07
269.87
364.82
412.8
403.14
377.9

338.3
291.3
222.9
149.3
101.52
88.36

0.051
0.047
0.043
0.056
0.066
0.071
0.062
0.072
0.065
0.062
0.055
0.052

0.083
0.127
0.157
0.231
0.266
0.268
0.210
0.210
0.145
0.093

0.056
0.046
1.891

1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb
1%Vtb

0.050
0.111
0.187
0.233
0.223
0.198
0.163
0.126
0.083
0.044
0.027
0.020
1.465

0.133
0.238
0.344
0.464
0.489
0.467
0.373
0.336
0.228
0.137
0.083
0.066
3.356

(106m3) (106m3)
1
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V
VI
VII
Tổng

2
1.913
8.081
14.07
23.259
23.259
21.354
18.294
14.338
10.96
5.577
3.223
2.122
1.913

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

K

Wthấm
(106m3)

Lớp 46C2


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 25

Ngành: Công trình thủy lợi

Bảng 2-5.Bảng tính lại dung tích hiệu dụng của hồ chứa
có kể đến tổn thất hồ chứa
∆V =WQ-Wq’

Tổng lượng nước
Tháng
WQ
106 m3

Wq
106 m3

Wq’
106 m3

(+)

(-)

106 m3

106 m3

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V
VI

7.848
9.798
13.446
5.236
1.969
1.299
0.682
0.458
0.355
1.026
1.928

1.545
3.567
1.716
2.872
3.415
3.918
4.283
3.513
5.516
3.248
2.949

1.678
3.805
2.06
3.336
3.904
4.385
4.656
3.849
5.744
3.385
3.032

6.17
5.993
11.386
1.9

VII
Tổng

3.589
47.633

3.733
40.275

3.799
43.633

1.935
3.086
3.974
3.391
5.389
2.359
1.104
25.449

0.21
21.448

Vt
106 m3

Vx
106 m3

(7)
1.913
8.083
14.076
23.361
23.361
21.426
18.34
14.366
10.975
5.586
3.227
2.123

(8)

2.101
1.9

1.913
4.001

Từ bảng 2.5 ta có : Vh = 21,448 . 106 m3.
Ta có ε =[(21,448 – 21,346)/21,448]x 100%=0,47% < 5% Thỏa mãn.
Kết luận :
- Dung tích hiệu dụng của hồ chứa : Vh= 21,448 . 106 m3.
- Dung tích của kho chứa:
Vkho = 23,361 . 106 m3.
- Cao trình MNDBT = 72,88 m.

Sinh viên: Nguyễn Thiên Tài

Lớp 46C2