i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình cao học viết luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình quý thầy cô trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội Trước hết, xin chân thành cảm ơn đến qúy thầy cô trường Đại học Thủy Lợi, đặc biệt thầy tận tình dạy bảo cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lê Kim Truyền TS Lê Xuân Khâm dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Nhân đây, xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi quý thầy cô Khoa Cơng trình, lãnh đạo Chi cục thủy lợi Thanh Hóa tạo nhiều điều kiện để học tập hồn thành tốt khóa học Cuối tơi xin chân thành cảm ơn lòng người thân gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ khích lệ tơi suốt q trình học tập hồn thành luận văn Mặc dù tơi có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp qúy báu qúy thầy bạn Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, tháng 11 năm 2015 Tác giả luận văn Lê Hoàng Hà ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn ghi lời cảm ơn Các thơng tin, tài liệu trình bày luận văn ghi rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Lê Hoàng Hà iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC HÌNH ẢNH .v DANH MỤC BẢNG vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƯỚC TỈNH THANH HĨA 1.1 Tóm tắt điều kiện tự nhiên phát triển kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 1.2 Hiện trạng hồ chứa nước tỉnh Thanh Hóa 1.2.1 Hiện trạng cấp nước hồ chứa 11 1.2.2 Hiện trạng hệ thống cơng trình .12 1.2.3 Hiện trạng hệ thống dẫn nước 15 1.2.4 Tình hình quản lý khai thác hệ thống cơng trình thủy lợi tỉnh Thanh Hóa .15 Kết luận chương 22 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH HIỆU DỤNG HỒ CHỨA SÔNG MỰC THEO CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ MỚI 24 2.1 Giới thiệu cơng trình 24 2.1.1 Tóm tắt đặc trưng thiết kế .25 2.1.2 Hiện trạng sử dụng nước 27 2.1.3 Hiện trạng tưới 28 2.2 Xác định nhiệm vụ cơng trình điều kiện .28 2.3 Tính tốn dung tích hồ chứa theo nhiệm vụ 31 2.4 Xác định mực nước tính tốn thiết kế 38 Kết luận chương 39 iv CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG CẤP CƠNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC SƠNG MỰC THEO NHIỆM VỤ MỚI 40 3.1 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng để bảo đảm an toàn đập 40 2.3.1 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp mở rộng độ tràn tràn .42 2.3.2 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyển tràn tự sang tràn có cửa van 43 2.3.3 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyển hình thức tràn thực dụng sang tràn zích zắc 44 2.3.4 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ, tràn cố 48 2.3.5 Nâng cao đỉnh đập .60 2.3.6 Nâng cao trình ngưỡng tràn + Nâng cao đập kết hợp với làm tường chắn sóng .60 2.3.7 Kết hợp các giải pháp với 63 3.2 Tính tốn kiểm tra an tồn cơng trình đầu mối .63 3.3 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý nâng cấp cơng trình 70 Kết luận chương 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hồ Cửa Đạt huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa .7 Hình 1.2 Hồ Sơng Mực huyện Như Thanh tỉnh Thanh Hóa Hình 1.3 Hồ Yên Mỹ huyện Nơng Cống, tỉnh Thanh Hóa .9 Hình 1.4 Hồ Cống Khê huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa 10 Hình 2.1 Mặt cắt ngưỡng tràn đỉnh rộng .40 Hình 2.2 Mặt cắt ngưỡng tràn thực dụng Ơphixêrơp 41 Hình 2.3 Mặt cắt dọc ngưỡng tràn nâng cao, mở rộng 42 Hình 2.4 Chuyển hình thức tràn tự sang tràn có cửa van 43 Hình 2.5 Cắt ngang ngưỡng tràn thực dụng 45 Hình 2.6 Mặt cắt ngang ngưỡng tràn zích zắc 45 Hình 2.7 Quan hệ lưu lượng mực nước hình thức A, B tràn Creager 47 Hình 2.8 Tổ hợp hình thức kết cấu tràn tràn phụ 49 Hình 2.9 Đường trình xả lũ tràn 49 Hình 2.10 Đường trình xả tràn tự tràn phụ kiểu gập nhanh đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 51 Hình 2.11 Đường q trình xả tràn tự tràn phụ kiểu gập .52 Hình 2.12 Đường q trình xả tràn tràn tự tràn phụ kiểu lệch trục ngang (Trường hợp 1) .52 Hình 2.13 Đường trình xả tràn tự tràn phụ kiểu lệch trục ngang (Trường hợp 2) .53 Hình 2.14 Đường q trình xả lũ tràn có cửa tràn phụ tự .54 Hình 2.15 Đường q trình xả tràn cócửa van tràn phụ kiểu gập nhanh đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 56 Hình 2.16 Đường trình xả tràn cócửa van tràn phụ kiểu gập nhanh đập tự vỡ ( Trường hợp 2) 57 Hình 2.17 Đường q trình xả tràn có cửa van tràn phụ kiểu lệch trục ngang (Trường hợp 1) .58 Hình 2.18 Đường q trình xả tràn có cửa van tràn phụ kiểu lệch trục ngang (Trường hợp 2) .59 Hình 2.19: Lắp ghép cửa van phụ phía 61 vi Hình 2.20 Áp trúc mái thượng lưu đập 61 Hình 2.21 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 61 Hình 2.22 Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập 62 Hình 2.23 Đường trình lũ thiết kế lũ kiểm tra đến hồ sông Mực 67 Hình 2.24 Quá trình lũ đến xả qua tràn ứng với tần suất lũ thiết kế 0,5% 69 Hình 2.25.Quá trình lũ đến xả qua tràn ứng với tần suất lũ kiểm tra 0,1% 69 Hình 2.26 Quan hệ cột nước đỉnh tràn lưu lượng xả qua tràn 70 Hình 2.27: Lắp ghép cửa van phụ phía 71 Hình 2.28 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 72 Hình 2.29 Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập 72 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Bảng nhà máy trồng mía 14 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp diện tích mía có khả tưới .14 Bảng 3.3 Tổng hợp tình hình cấp nước cho sản xuất nơng nghiệp theo lưu vực .15 Bảng 2.1 Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager 46 Bảng 2.2 Hệ số tăng lưu lượng (n) tràn piano key B so với tràn Creager 47 MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết Đề tài: Thanh Hóa có 610 hồ chứa, có hồ chứa có dung tích từ 10 triệu m3 nước trở lên Đa phần hồ chứa xây dựng trước năm 1980 xây dựng điều kiện kinh tế nước ta cịn khó khăn nên việc đầu tư cịn nhiều hạn chế Hơn điều kiện kĩ thuật chưa phát triển việc xác định nhiệm vụ cơng trình chưa lường hết phát triển kinh tế xã hội địa phương nên phần lớn hồ chứa phục vụ tưới chính, chưa đề cập đến phục vụ đa mục tiêu Qua nhiều năm sử dụng cơng trình thiếu vốn để tu bảo dưỡng quản lý khai thác thiếu quy trình nên nhiều hồ chứa bị xuống cấp, dẫn đến nguy an toàn cho hồ chứa Trong điều kiện nhiều hồ chứa có nhu cầu nâng cao dung tích dể đảm bảo mục tiêu: Cấp nước cho nông nghiệp, cho thủy sản, chăn nuôi, công nghiệp, dân sinh, giảm lũ cho hạ lưu, giảm lũ cho hạ lưu biến đổi khí hậu Hồ chứa nước Sơng Mực hồ nằm số Theo đơn vị quản lý hồ chứa (Công ty TNHH thành viên Sông Chu) nhu cầu dùng nước hạ du hồ chứa tăng lên so với thiết kế ban đầu toán đặt cần nâng cao dung tích hiệu dụng hồ chứa để đảm bảo nhiệm vụ đặt Trước yêu cầu nêu đề tài “ Nghiên cứu nâng cao dung tích hồ chứa hồ Sơng Mực tỉnh Thanh Hóa phục vụ theo nhiệm vụ mới” cần thiết II Mục đích Đề tài: - Đánh giá trạng hồ chứa địa bàn tỉnh Thanh Hóa xác định nhiệm vụ hồ chứa nước Sông Mực; - Đánh giá kiểm tra an toàn hồ chứa nước Sơng Mực nâng cao dung tích theo nhiệm vụ III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận: Từ kết nghiên cứu nhu cầu dùng nước sử dụng nước hồ chứa Sơng Mực xác định dung tích hồ chứa cần thiết từ tính tốn kiểm tra đưa giải pháp hợp lý cơng trình làm việc an tồn nâng cao dung tích hồ chứa theo nhiệm vụ Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thống kê, phân tích đánh giá cơng trình có , số liệu thu thập - Phương pháp điều tra đo đạc, quan sát thực tế, điều tra trường - Phương pháp so sánh lựa chọn tối ưu - Phương pháp mơ hình tốn, sử dụng phần mềm thơng dụng để làm cơng cụ tính tốn - Phương pháp chuyên gia Tranh thủ ý kiến nhà khoa học, nhà quản lý có kinh nghiệm - Ứng dụng cơng trình thực tế IV Kết dự kiến đạt được: - Xác định dung tích hồ chứa sông Mực theo chức nhiệm vụ - Nghiên cứu lựa chọn giải pháp cải tạo nâng cấp cơng trình hồ chứa sơng Mực CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA NƯỚC TỈNH THANH HĨA 1.1 Tóm tắt điều kiện tự nhiên phát triển kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN: Vị trí địa lý Thanh Hố nằm cực Bắc Miền Trung, cách Thủ Hà Nội 150 km phía Nam, cách Thành phố Hồ Chí Minh 1.560km Phía Bắc giáp với ba tỉnh Sơn La, Hồ Bình Ninh Bình, phía Nam giáp tỉnh Nghệ An, phía Tây giáp tỉnh Hủa Phăn (nước Cộng hồ dân chủ nhân dân Lào), phía Đơng Vịnh Bắc Bộ Thanh Hoá nằm vùng ảnh hưởng tác động từ vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, tỉnh Bắc Lào vùng trọng điểm kinh tế Trung bộ, vị trí cửa ngõ nối liền Bắc Bộ với Trung Bộ, có hệ thống giao thông thuận lợi như: đường sắt xuyên Việt, đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 1A, 10, 45, 47, 217; cảng biển nước sâu Nghi Sơn hệ thống sông ngịi thuận tiện cho lưu thơng Bắc Nam, với vùng tỉnh quốc tế Hiện tại, Thanh Hóa có sân bay Sao Vàng dự kiến mở thêm sân bay quốc tế sát biển phục vụ cho Khu kinh tế Nghi Sơn khách du lịch Khí hậu Thanh Hố có địa hình đa dạng, thấp dần từ Tây sang Đông, chia làm vùng rõ rệt: - Vùng núi Trung du có diện tích đất tự nhiên 839.037 ha, chiếm 75,44% diện tích tồn tỉnh,độ cao trung bình vùng núi từ 600 -700m, độ dốc 25o; vùng trung du có độ cao trung bình 150 - 200m, độ dốc từ 15 -20o - Vùng đồng có diện tích đất tự nhiên 162.341 ha, chiếm 14,61% diện tích tồn tỉnh, bồi tụ hệ thống Sông Mã, Sông Bạng, Sơng n Sơng Hoạt Độ cao trung bình từ 5- 15m, xen kẽ có đồi thấp 61 Hình 2.19: Lắp ghép cửa van phụ phía + Nâng cao trình đỉnh đập: Sau tính toán điều tiết lũ với ngưỡng tràn ta xác định MNLTK MNLKT Từ ta xác định cao trình đỉnh đập, để giảm cao trình đỉnh đập nên kết hợp làm tường chăn sóng tơn cao đập Để nâng cao trình đỉnh đập (đập đất) áp dụng theo cách sau: • Đắp áp trúc phía thượng lưu đập: Hình 2.20 Áp trúc mái thượng lưu đập Để thi công đắp áp trúc mái thượng lưu phải cắt nước dẫn dòng tưới ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất Vì cách sử dụng kết hợp xử lý chống thấm thân đập việc sử dụng lớp vật liệu đất đắp có hệ số thấm nhỏ Lớp đất đắp vừa giữ ổn định để tôn cao đập vừa đóng vai trị tường nghiêng + sân phủ để chống thấm • Đắp áp trúc phía hạ lưu: Hình 2.21 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 62 Thường sử dụng theo cách cần tăng hệ số ổn định mái đập hạ lưu sử dụng biện pháp chống thấm khác (khoan vữa xi măng chống thấm thân đập) • Đắp áp trúc thượng hạ lưu: Hình 2.22 Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập Thường áp dụng với đập nhỏ trước nhân dân tự đắp Với yêu cầu ngồi nhiệm vụ nâng cao dung tích hữu ích cịn phải đảm bảo an tồn cho đập - Ưu điểm: Giữ nguyên tràn cũ, nâng cao tường bên tràn theo cao trình đỉnh đập Khơng phải xử lý tiêu phía sau tràn - Nhược điểm: Phải nâng cao trình đỉnh đập, diện tích ngập nước lịng hồ tăng phí xây dựng giải phóng mặt tăng cao Vì MNLTK tăng nên ảnh hưởng đến ổn định đập, cần phải tính tốn kiểm tra lại ổn định đập sau tôn cao Lựa chọn lớp đất đắp có tiêu phù hợp với đất đắp đập cũ, lưu ý thi công xử lý tiếp giáp mái nghiêng đập cũ với lớp áp trúc để giữ ổn định (thi công thủ công) - Điều kiện ứng dụng: Khi yêu cầu khả tháo tăng không lớn, điều kiện địa chất, địa hình tuyến tràn khơng cho phép mở rộng Hay giải pháp thay đổi hình thức tràn 63 khơng đủ mặt để chuyển đổi, tiêu hạ lưu khơng phù hợp với hình thức tràn Khi u cầu đặt ngồi nhiệm vụ tăng dung tích hữu ích phải đảm bảo nâng cấp đập để đảm bảo an tồn đập đất Ngồi giải phóng diện tích ngập nước lịng hồ tăng thêm, có chi phí GPMB hợp lý 2.3.7 Kết hợp các giải pháp với Khi các yêu cầu đặt ra: điều kiện địa hình địa chất, khống chế mực nước lũ kiểm tra, kinh phí đầu tư.v.v mà các giải pháp nêu không thoả mãn thì phải nghiên cứu tính toán để kết hợp các giải pháp với cách hợp lý là: - Nâng cao trình ngưỡng tràn + mở rộng tràn và chuyển hình từ tràn tự sang tràn zích zắc - Nâng cao trình ngưỡng tràn + mở rộng tràn và chuyển hình từ tràn không có cửa van sang tràn có cửa van - Nâng cao trình ngưỡng tràn + mở rộng tràn kết hơp với tôn cao đập Giải pháp lựa chọn vừa cho khả điều tiết tối ưu để khống chế mực nước lũ thiết kế vừa đảm bảo điều kiện kinh tế, thuận lợi thi công và mỹ quan chung của vùng dự 3.2 Tính tốn kiểm tra an tồn cơng trình đầu mối • Tính tốn lượng mưa gây lũ Lượng mưa gây lũ chủ yếu mưa lớn thời đoạn ngắn Lưu vực hồ Sơng Mực có diện tích nhỏ, mặt khác theo phân tích số liệu trích lũ trạm Xn Thượng gần có diện tích chênh lệch không lớn cho thấy tổng thời gian trận lũ lớn năm 1984 khoảng 20-24h, dự án lựa chọn mưa thời đoạn ngày lớn để tính toán lũ Từ số liệu mưa ngày trạm Như Xuân, năm thống kê lượng mưa ngày lớn tiến hành vẽ đường tần suất lý luận xác định trị số mưa ứng với tần suất thiết kế khác Kết 64 tính tốn lượng mưa ngày lớn ứng với tần suất thiết kế sau: Lượng mưa thời đoạn 1, 3, ngày lớn với tần suất thiết kế Tần suất P% X1max (mm) X3max(mm) X5max(mm) 0,1 668,76 873 919,4 0,5 534,09 722 765,37 Lượng mưa ngày lớn ứng với tần suất thiêt kế trạm Như Xuân Xtb (mm) CV CS X 10% X 5% X 1,5% X 1% X 0,5% X 0,1% 170,9 0,49 1,8 280,56 339,65 Tính tốn lưu lượng đỉnh lũ thiết kế 446,07 475,35 534,09 668,76 Do khơng có tài liệu thực đo trích lũ lưu vực hồ sông Mực nên đỉnh lũ thiết kế tính theo Quy phạm thủy lợi C6-77 Lưu vực hồ sơng Mực có diện tích 236 km (> 100 km2) nên đỉnh lũ thiết kế tính theo phương pháp triết giảm Xokolopsky: Qmax p = 0,278 α ( H Tp − H ) Tl Ffa + Qng α: Hệ số dòng chảy trận lũ; H0 : Lượng tổn thất ban đầu; Theo quan hệ mưa rào dòng chảy phân khu QPTL C6-77, vùng dự án tương đương với phân khu VIII nên α=0,92, H0=21 Tl: Thời gian lũ lên (h) lấy thời gian lũ lên lưu vực Xuân Thượng T=7,5h=450 phút HTP : Lượng mưa lớn thời gian tính tốn T tương ứng với tần suất thiết kế P Với HTP = ψ(T) HP Hp lượng mưa ngày lớn ứng với tần suất thiết kế xác định , ψ(T) tọa độ đường cong mưa rào phân khu ứng với thời gian tập trung dòng chảy T = 7,5 h Tra bảng 4-7 QPTL C6-77 ta ψ(T) = 0,77 Qng : Lưu lượng nước ngầm trước có lũ lấy Qo; 65 QmP : Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế fa: Hệ số hình dạng lũ fa = f tt = 3600Qmax P tt Tl tt Wm tt Dựa theo lưu vực tương tự lấy trận lũ ngày lớn năm 1984 lưu vực Xuân Thượng ta có Tltt = 7,5h, Qmax = 551m3/s, Wmax = 19,5*106m3 Xác định fa = 0,765 Kết tính tốn lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tuyến đập Sông Mực ứng với tần suất thiết kế sau: Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết hồ sông Mực Thời đoạn Mưa ngày Max Tần suất 0,1% 0,5% HnP (mm) 668,76 534,09 Qmax 3032,6 2397,4 Xác định tổng lượng lũ thiết kế Theo QP.TL.C-6-77, tổng lượng lũ tính công thức : WmaxP = α HnP F.1000 (m3) Trong đó: α hệ số dịng chảy lấy theo bảng 4-2 (QPTL- C6-77) α=0,75; Kết tính tốn tổng lượng lũ ứng với tần suất khác trình bày bảng đây: Tổng lượng lũ thiết kế ứng với tần suất Vị trí F WmaxP 1ngày (triệu m3) WmaxP 3ngày (triệu m ) (km 0,1% 0,5% 0,1% 0,5% HnP (mm) Tuyến đập hồ Sơng Mực 236 Đường q trình lũ thiết kế 668,76 534,09 873,0 722,0 536,77 424,33 707,3 581,2 66 Trên lưu vực hồ Sơng Mực khơng có số liệu đo đạc dịng chảy lũ Lưu vực lân cận có trạm Xn Thượng có số liệu trích lũ thực đo thực đo năm lớn (1984) chuỗi quan trắc 1968-1990 nên mượn dạng đường trình lũ trạm Xuân Thượng để xây dựng đường trình lũ cho lưu vực hồ Sông Mực theo phương pháp tỷ số Đặc trưng lũ thiết kế ứng với tần suất Tần suất P% 0,1 0,5 HnP (mm) 668,76 534,09 Qmax 3032,6 2397,4 Wmax 536,77 424,33 Kết tính tốn q trình lũ thiết kế bảng sau: Đường trình lũ thiết hồ Sông Mực T (giờ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Qp 0,1% (m3/s) 197,72 287,39 377,06 466,73 814,57 1348,44 1568,59 2025,41 2355,64 3010,60 3032,61 2795,95 2300,60 1937,35 1662,16 1304,41 1089,76 880,61 726,51 525,62 449,66 352,25 Qp 0,5% (m3/s) 156,30 227,19 298,07 368,96 643,94 1065,98 1240,02 1601,15 1862,20 2379,97 2397,37 2210,28 1818,69 1531,53 1313,99 1031,17 861,49 696,15 574,32 415,52 355,47 278,46 T(giờ) 24 24 67 T (giờ) 23 24 Qp 0,1% (m3/s) 250,97 163,46 Qp 0,5% (m3/s) 198,40 129,22 Hình 2.23 Đường trình lũ thiết kế lũ kiểm tra đến hồ sơng Mực Tính tốn điều tiết lũ Tiêu chuẩn phòng lũ Theo TCXDVN 285:2002 yêu cầu phòng chống lũ, hồ chưa nước Sơng Mực có tần suất thiết kế lũ sau: - Tần suất đảm bảo chống lũ thiết kế cho cơng trình với P = 0,5% - Tần suất đảm bảo chống lũ kiểm tra cho cơng trình với P = 0,1% Tài liệu dùng tính tốn Tài liệu sử dụng tính tốn điều tiết lũ bao gồm: - Đường q trình lũ thiết kế kiểm tra đến hồ Sông Mực (P = 0,5%, P=0,1%) xác định - Đường đặc tính lịng hồ: quan hệ mực nước ∼ dung tích ∼ diện tích hồ chứa Z~W~F; 68 Đường đặc tính lịng hồ sơng Mực V (106m3) Z(m) F(km2) 14,0 4,5 1,252 16,0 7,8 2,024 18,0 13,0 3,032 20,0 20,7 4,697 22,0 31,0 6,8 24,0 45,8 9,322 26,0 68,7 12,0 28,0 98,0 15,59 30,0 135,0 19,96 32,0 175,0 23,5 34,0 225,0 7,27 36,0 283,0 31,0 37,0 316,0 34,0 38,0 351,0 37,0 - Thơng số cơng trình: Cơng trình xả lũ như: bề rộng tràn, số lượng khoang, cao trình ngưỡng tràn, lưu lượng qua cống lấy nước… Mực nước bắt đầu điều tiết cao trình +35,0m Hệ số lưu lượng qua tràn lấy m=0,38 Hồ sông Mực có tràn điều tiết cửa van trước có lũ ln điều tiết cửa van tràn cho tổng lưu lượng xả lưu lượng đến hồ trì mực nước hồ cao trình +35,0m Sau kết thúc lũ đưa mực nước hồ cao trình +35,0m nhằm tận dụng dung tích lũ cho cấp nước Kết tính tốn điều tiết lũ Kết tính tốn điều tiết lũ ứng với tần suất thiết kế kiểm tra trình bày bảng hình sau: Kết tính tốn điều tiết lũ ứng với tần suất Phương án tính Đvị Lũ thiết kế 0,5% Lũ kiểm tra 0,1% Qđến-max (m3/s) 2397,4 3032,6 Qxả-max (m3/s) 271,75 292,42 WMax (106m3) 318,30 339,53 Hmax (m) 37,07 37,67 69 Hình 2.24 Quá trình lũ đến xả qua tràn ứng với tần suất lũ thiết kế 0,5% Hình 2.25.Quá trình lũ đến xả qua tràn ứng với tần suất lũ kiểm tra 0,1% 70 Hình 2.26 Quan hệ cột nước đỉnh tràn lưu lượng xả qua tràn Nhận xét: Kết tính toán điều tiết lũ cho thấy chiều dài tràn nhỏ (∑B tràn = 10m) nên lưu lượng xả qua tràn nhỏ so với lưu lượng lũ đến Với lũ thiết kế 0,5% có Q max=2397,4 m3/s lưu lượng xả qua tràn lớn Qxả = 271,8m3/s Lưu lượng xả qua tràn tăng chậm mực nước hồ biến đổi nhanh thời gian cắt lũ Quá trình xả tràn giảm dần sau lũ đạt đỉnh nên thời gian để đưa mực nước hồ trở lại mực nước +35,0m lâu (khoảng 80h) Với lũ thiết kế mực nước lớn hồ +37,07m so với đỉnh đập (+39,4m) thấp 2,33m Với lũ kiểm tra mực nước lớn +37,67m thấp đỉnh đập 1,73m Như vậy, ứng với lũ thiết kế lũ kiểm tra hồ chứa an toàn nhiên thời gian trì mực nước cao cao trình mực nước dâng bình thường dài 3.3 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý nâng cấp cơng trình Nâng cao trình ngưỡng tràn + Nâng cao đập kết hợp với làm tường chắn sóng - Nội dung giải pháp: 71 Khi giữ nguyên độ hình thức tràn Việc nâng cao trình ngưỡng tràn để tăng dung tích hữu ích dẫn đến làm tăng MNLTK cần phải nâng cao trình đỉnh đập + Nâng cao ngưỡng tràn: cách làm nêu giải pháp Ngoài tràn có cửa van để nâng cao dung tích trữ ta làm thêm cửa phụ nối tiếp phía đỉnh cửa van thay cửa van cũ cửa van có chiều cao lớn Hình 2.27: Lắp ghép cửa van phụ phía + Nâng cao trình đỉnh đập: Sau tính tốn điều tiết lũ với ngưỡng tràn ta xác định MNLTK MNLKT Từ ta xác định cao trình đỉnh đập, để giảm cao trình đỉnh đập nên kết hợp làm tường chăn sóng tơn cao đập Để nâng cao trình đỉnh đập (đập đất) áp dụng theo cách sau: • Đắp áp trúc phía thượng lưu đập: Hình 2.20 Áp trúc mái thượng lưu đập Để thi công đắp áp trúc mái thượng lưu phải cắt nước dẫn dòng tưới ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất Vì cách sử dụng kết hợp xử lý chống thấm thân đập việc sử dụng lớp vật liệu đất đắp có hệ số thấm nhỏ Lớp đất đắp vừa giữ ổn định để tơn cao đập vừa đóng vai trò tường nghiêng + sân phủ để chống thấm 72 • Đắp áp trúc phía hạ lưu: Hình 2.28 Áp trúc mái thượng hạ lưu đập Thường sử dụng theo cách cần tăng hệ số ổn định mái đập hạ lưu sử dụng biện pháp chống thấm khác (khoan vữa xi măng chống thấm thân đập) • Đắp áp trúc thượng hạ lưu: Hình 2.29 Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập Thường áp dụng với đập nhỏ trước nhân dân tự đắp Với yêu cầu ngồi nhiệm vụ nâng cao dung tích hữu ích cịn phải đảm bảo an toàn cho đập - Ưu điểm: Giữ nguyên tràn cũ, nâng cao tường bên tràn theo cao trình đỉnh đập Khơng phải xử lý tiêu phía sau tràn - Nhược điểm: Phải nâng cao trình đỉnh đập, diện tích ngập nước lịng hồ tăng phí xây dựng giải phóng mặt tăng cao Vì MNLTK tăng nên ảnh hưởng đến ổn định đập, cần phải tính tốn kiểm tra lại ổn định đập sau tôn cao 73 Lựa chọn lớp đất đắp có tiêu phù hợp với đất đắp đập cũ, lưu ý thi công xử lý tiếp giáp mái nghiêng đập cũ với lớp áp trúc để giữ ổn định (thi công thủ công) 74 Kết luận chương 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Bộ Nông nghiệp PTNT - Chương trình đảm bảo an tồn hồ chứa nước - Nhà xuất xây dựng 2002 2- Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng thuỷ lợi Nghệ An - Tài liệu khảo sát địa hình, địa chất, lập dự án đầu tư, thiết kế kỹ thuật - Thiết kế BVTC+DT dự án: Hồ chứa nước Vực Mấu, tỉnh Nghệ An 3- GS.TS Nguyễn Văn Cung - Cơng trình tháo lũ - NXB Khoa học kỹ thuật 4- Đinh Quang Dương - Thủy lợi Thanh Hóa 2014 5- GS.TS Phan Sỹ Kỳ - Sự cố số cơng trình thuỷ lợi Việt Nam biện pháp phòng tránh- NXB Khoa học kỹ thuật 6- GS.TS Phạm Ngọc Quý - Tràn cố - Nhà xuất xây dựng 7- Tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép 14TCN 56-88 NXB Khoa học kỹ thuật 8- Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285: 2002 - Cơng trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế 9- Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén 14 TCN - 157-2005 - Bộ Nông nghiệp PTNT - Nhà xuất xây dựng 2005 10- Nguyễn Xuân Trường - Thiết kế đập đất – NXB Khoa học kỹ thuật 1972 11- Ngơ Trí Viềng, Nguyễn Chiến, Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Cảnh Thái - Giáo trình thuỷ cơng - Trường Đại học Thuỷ lợi - Nhà xuất xây dựng 2004 ... CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẢI TẠO NÂNG CẤP CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC SƠNG MỰC THEO NHIỆM VỤ MỚI - Nội dung giải pháp: Để nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa có nhiều giải pháp lựa chọn. .. tồn cơng trình đầu mối .63 3.3 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý nâng cấp công trình 70 Kết luận chương 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1... phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận: Từ kết nghiên cứu nhu cầu dùng nước sử dụng nước hồ chứa Sông Mực xác định dung tích hồ chứa cần thi? ??t từ tính tốn kiểm tra đưa giải pháp hợp lý cơng trình