Đang tải... (xem toàn văn)
Hồ chứa nước là những vật thể hoàn chỉnh gồm có nước hồ, bờ hồ và đáy hồ. Trên lục địa có những nơi nước không chảy mà tụ lại ở một nơi thấp hơn so với xung quanh thì gọi là hồ. Hồ có dòng chảy ra gọi là hồ thoát nước, hồ không có dòng chảy ra gọi là hồ không thoát nước hay còn gọi là hồ kín. Hồ chứa nước có hồ tự nhiên và hồ nhân tạo. Hồ tự nhiên được hình thành và phát triển một cách tự nhiên sau một quá trình vận động lâu dài của vỏ trái đất mà không do bàn tay con người tạo nên. Hồ tự nhiên có thể là các hồ kín dạng hồ chứa. Hồ nhân tạo là một loại công trình thủy lợi đặc biệt có nhiệm vụ biến đổi và điều tiết nguồn nước phù hợp với yêu cầu dùng nước khác nhau của các ngành kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phòng và phòng chống giảm nhẹ thiên tai. Hồ nhân tạo do con người tạo ra để phục vụ cho cuộc sống của chính con người. 1.1.2. Nhiệm vụNhiệm vụ của chứa nước phụ thuộc vào mục đích sử dụng của còn người: Hồ chứa xây dựng để tưới là chính ( kết hợp nuôi cá, cải tạo môi trường) ở Việt nam loại này chiếm 96,76 % tính theo số lượng. Hồ chứa xây dựng để tưới, phát điện là chính ( có phòng lũ ) : ở Việt nam loại này chiếm 2,78 % chiếm theo số lượng. Hồ chứa xây dựng để du lịch là chính: ở Việt nam loại này chiếm 0,46 % tính theo số lượng.
Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky MỤC LỤC Mục lục Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu Danh mục từ viết tắt Mở đầu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỒ CHỨA NƯỚC 1.1 Khái niệm nhiệm vụ hồ chứa nước 1.1.1 Khái niệm .5 1.1.2 Nhiệm vụ 1.2 Phân loại hồ chứa nước Hình 1-1: Phân loại theo cấp cơng trình theo tỷ lệ phần trăm Hình 1-2: Phân loại theo diện tích lưu vực (F,km2) (tỷ lệ%) Hình 1-3: Phân loại theo diện tích tưới (tỷ lệ%) Hình 1-4: Phân loại theo công suất lắp máy (tỷ lệ%) Hình 1-5: Phân loại theo dung tích hồ .9 Hình 1-6: Phân loại theo vùng lãnh thổ 10 Hình 1-7: Phân loại theo chiều cao đập 10 Hình 1-8: Phân loại theo thời gian xây dựng 11 1.3 Tình hình xây dựng hồ chứa nước giới Việt nam 11 1.3.1 Tình hình xây dựng hồ chứa nước giới .11 1.3.2 Tình hình xây dựng hồ chứa nước Việt nam 12 Bảng 1.1.Thống kê theo dung tích hồ chứa phục vụ tưới tổng cục thuỷ lợi 13 1.4 Những kết đạt hồ chứa nước Việt Nam 14 1.5 Những bất cập xây dựng hồ chứa nước nước ta 15 1.6 Những kết nghiên cứu an toàn hiệu hồ chứa nước 17 Bảng 1.2: Thống kê tình hình xây dựng tràn cố tồn quốc hồ chứa có dung tích lớn 200.000 m3 20 Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky CHƯƠNG II: LÝ LUẬN VỀ KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 22 2.1 Khái niệm biến đổi khí hậu 22 Hình 2-1: Hiệu ứng nhà kính 22 2.2 Những tác động biến đổi khí hậu 22 2.2.1 Biến đổi nhiệt độ 23 Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình năm số trạm khí tượng 23 Hình 2-2: Xu biến đổi nhiệt độ trung bình năm trạm Láng 23 24 2.2.2 Biến đổi độ ẩm 24 Bảng 2.2: Đặc trưng độ ẩm trung bình tháng thập kỷ trạm Láng 25 2.2.3 Biến đổi lượng bốc 26 Bảng 2.3: Bốc piche trung bình tháng năm số trạm điển hình 26 2.2.4 Biến đổi số nắng .29 Bảng 2.4: Tổng số nắng số trạm quan trắc điển hình 30 2.2.5 Biến đổi chế độ gió, bão .31 Bảng 2.5: Phân bố số lần bão đổ vào Việt Nam theo tháng 31 Bảng 2.6: Phân bố số lần bão đổ vào Việt Nam theo khu vực 31 Bảng 2.7: Tần suất bão đổ vào khu vực theo tháng (%) 32 2.2.6 Biến đổi lượng mưa phân bố mưa năm .32 Bảng 2.8: Lượng mưa trung bình qua thời kỳ trạm Thái Bình .33 2.2.7 Biến đổi lượng mưa lớn thời đoạn ngắn 33 Bảng 2.9: Lượng mưa ngày lớn trung bình thời kỳ số trạm đo vùng Hữu sông Hồng Đơn vị (mm) 34 Bảng 2.10: So sánh tỷ lệ lượng mưa ngày max trung bình 34 thời kỳ so với trung bình nhiều năm Đơn vị % 34 Bảng 2.11: Lượng mưa ngày lớn trung bình thời kỳ số trạm vùng Tả sông Hồng Đơn vị (mm) 36 Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky Bảng 2.12: So sánh tỷ lệ lượng mưa ngày lớn trung bình thời kỳ so với trung bình nhiều năm Đơn vị % 37 2.3 Đánh giá tác động biến đổi khí hậu .39 2.4 Đánh giá tác động đến làm việc an toàn hiệu hồ chứa 40 CHƯƠNG III: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HỒ CHỨA NƯỚC 42 3.1 Đặt vấn đề 42 3.2 Các yêu cầu tiêu chí đặt cho an tồn, hiệu hồ chứa nước 43 3.3 Một số giải pháp kỹ thuật tăng khả tháo cho hồ chứa mùa lũ 44 3.3.1 Tràn cố kiểu tự 45 3.3.2 Tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập đất gây vỡ 48 3.3.3 Tràn cố kiểu đập đất gây vỡ lượng thuốc nổ 52 3.3.4 Tràn cố kiểu zích zắc .55 Bảng 3-1: Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager 62 Bảng 3-2: Hệ số tăng lưu lượng (n) tràn piano key B so với tràn Creager 62 3.4 Tiêu chuẩn tính lũ thiết kế 65 3.4.1 Các tiêu chuẩn tính lũ thiết kế qua thời kỳ .65 Bảng 3-3: Lưu lượng, MNLN thiết kế kiểm tra theo TCVN 285 – 2002 66 Bảng 3-4: Tổng hợp tiêu chuẩn tính lũ thiết kế qua thời kỳ 67 Bảng 3-5 Tần suất lũ tính tốn thiết kế đầu mối hồ chứa 68 3.4.2 Bài toán xác định quy mô tràn cố .69 3.5.Tính tốn xác định quy mơ tràn cố phương pháp thử dần .69 3.5.1 Tính toán điều tiết lũ hồ chứa phương pháp thử dần 69 3.5.2 Sử dụng phần mềm DTL/XD để tính tốn điều tiết lũ 70 3.6 Kết luận .71 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN MỞ RỘNG KHẢ NĂNG THÁO NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA HỒ CHỨA NƯỚC THANH LANH KHI CÓ LŨ VƯỢT TẦN SUẤT THIẾT KẾ 72 Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky 4.1 Giới thiệu cơng trình 72 Bảng 4-1: Vận tốc gió ứng với tần suất .72 Bảng 4-2: Phân phối dòng chảy năm ( Q75%, m3/s) 73 Bảng 4-3: Dòng chảy lũ theo cấp tần suât 73 Bảng 4-4: Dòng chảy mùa cạn 73 4.1.1 Các hạng mục cơng trình đầu mối 73 4.1.2 Các thông số kỹ thuật chủ yếu 73 4.2 Sự cần thiết tràn cố 76 4.3 Các phương án tràn cố 80 4.3.1 Chọn vị trí tràn cố 80 4.3.2 Chọn loại tràn cần nâng cao khả tháo 80 4.3.3 Nội dung tính tốn phương án 80 Bảng 4-5:Kết tính tốn tràn cố kiểu tự 81 Bảng 4-6 Kết tính tốn tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ.83 Bảng 4-7 Kết tính tốn tràn cố kiểu nổ mìn 89 Bảng 4-8 So sánh thông số phương án tràn cố tràn trạng 91 4.3.4 Phân tích chọn phương án 91 5.1 Kết đạt luận văn 93 5.2 Những tồn luận văn 93 5.3 Kiến nghị .94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .95 PHỤ LỤC 96 Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Phân loại theo cấp cơng trình theo tỷ lệ phần trăm Error: Reference source not found Hình 1-2: Phân loại theo diện tích lưu vực (F,km2) (tỷ lệ%) Error: Reference source not found Hình 1-3: Phân loại theo diện tích tưới (tỷ lệ%)Error: Reference source not found Hình 1-4: Phân loại theo công suất lắp máy (tỷ lệ%) .Error: Reference source not found Hình 1-5: Phân loại theo dung tích hồ Error: Reference source not found Hình 1-6: Phân loại theo vùng lãnh thổ Error: Reference source not found Hình 1-7: Phân loại theo chiều cao đập Error: Reference source not found Hình 1-8: Phân loại theo thời gian xây dựng Error: Reference source not found Hình 2-1: Hiệu ứng nhà kính Error: Reference source not found Hình 2-2: Xu biến đổi nhiệt độ trung bình năm trạm Láng Error: Reference source not found Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1.Thống kê theo dung tích hồ chứa phục vụ tưới tổng cục thuỷ lợi Error: Reference source not found Bảng 1.2: Thống kê tình hình xây dựng tràn cố toàn quốc hồ chứa có dung tích lớn 200.000 m3 Error: Reference source not found Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình năm số trạm khí tượng Error: Reference source not found Bảng 2.2: Đặc trưng độ ẩm trung bình tháng thập kỷ trạm Láng Error: Reference source not found Bảng 2.3: Bốc piche trung bình tháng năm số trạm điển hình Error: Reference source not found Bảng 2.4: Tổng số nắng số trạm quan trắc điển hình Error: Reference source not found Bảng 2.5: Phân bố số lần bão đổ vào Việt Nam theo tháng .Error: Reference source not found Bảng 2.6: Phân bố số lần bão đổ vào Việt Nam theo khu vực Error: Reference source not found Bảng 2.7: Tần suất bão đổ vào khu vực theo tháng (%) Error: Reference source not found Bảng 2.8: Lượng mưa trung bình qua thời kỳ trạm Thái Bình .Error: Reference source not found Bảng 2.9: Lượng mưa ngày lớn trung bình thời kỳ số trạm đo vùng Hữu sông Hồng Đơn vị (mm) .Error: Reference source not found Bảng 2.10: So sánh tỷ lệ lượng mưa ngày max trung bình Error: Reference source not found thời kỳ so với trung bình nhiều năm Đơn vị % Error: Reference source not found Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky Bảng 2.11: Lượng mưa ngày lớn trung bình thời kỳ số trạm vùng Tả sông Hồng Đơn vị (mm) Error: Reference source not found Bảng 2.12: So sánh tỷ lệ lượng mưa ngày lớn trung bình thời kỳ so với trung bình nhiều năm Đơn vị % Error: Reference source not found Bảng 3-1: Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager Error: Reference source not found Bảng 3-2: Hệ số tăng lưu lượng (n) tràn piano key B so với tràn Creager Error: Reference source not found Bảng 3-3: Lưu lượng, MNLN thiết kế kiểm tra theo TCVN 285 – 2002 Error: Reference source not found Bảng 3-4: Tổng hợp tiêu chuẩn tính lũ thiết kế qua thời kỳ Error: Reference source not found Bảng 3-5 Tần suất lũ tính tốn thiết kế đầu mối hồ chứa Error: Reference source not found Bảng 4-1: Vận tốc gió ứng với tần suất Error: Reference source not found Bảng 4-2: Phân phối dòng chảy năm ( Q75%, m3/s) Error: Reference source not found Bảng 4-3: Dòng chảy lũ theo cấp tần suât Error: Reference source not found Bảng 4-4: Dòng chảy mùa cạn Error: Reference source not found Bảng 4-5:Kết tính tốn tràn cố kiểu tự Error: Reference source not found Bảng 4-6 Kết tính tốn tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ Error: Reference source not found Bảng 4-7 Kết tính tốn tràn cố kiểu nổ mìn Error: Reference source not found Bảng 4-8 So sánh thông số phương án tràn cố tràn trạng .Error: Reference source not found Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu trái đất thay đổi hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch tương lai nguyên nhân tự nhiên nhân tạo Biến đổi khí hậu thách thức lớn nhân loại kỷ 21 Biển đổi khí hậu tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống môi trường phạm vi toàn giới Nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng gây ngập lụt, nhiễm mặn…Theo kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt nam, Việt nam nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm chịu ảnh hưởng nhiều thiên tai thời tiết bão nhiệt đới, hạn hán, lũ lụt…Các số liệu ghi nhận xu hướng tăng nhiệt độ miền, với mức tăng 0.5 đến 10C vòng thập kỷ qua Đi với tăng nhiệt độ, lượng mưa trung bình năm tăng khơng đáng kể, tần suất lượng mưa tháng thay đổi Mùa mưa có lượng mưa tăng cao, mùa khô lượng mưa giảm dẫn tới kiện thời tiết bất thường có xu hướng tăng lên Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình tăng 0.70C, mực nước biển dâng 20 cm Việt nam chịu ảnh hưởng biến đổi khí hậu, thiên tai, bão lụt, hạn hán diễn khốc liệt trước Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến Việt nam theo xu hướng sau: - Hạn hán tăng tần suất cường độ - Bão tăng tần suất, vào cuối năm - Nhiệt độ tăng dẫn đến lượng bốc tăng - Biến đổi khí hậu làm nước biển dâng dẫn đến tăng ngập lụt làm giảm tiêu hệ thống có lũ Hồ chứa nước có tầm quan trọng đặc biệt lớn phòng chống lũ, lụt, hạn hán, tưới tiêu nhu cầu dùng nước khác Về mùa mưa bão hồ cắt lũ, chậm lũ Về mùa kiệt cấp nước đáp ứng yêu cầu tưới, cấp nước công nghiệp, sinh hoạt, giao thông thủy, đẩy mặn, giữ gìn mơi trường sinh thái Nguyễn Nhân Qn Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky Tuy nhiên có khơng hồ chứa nước xuống cấp nhanh, hiệu sử dụng thấp Nhu cầu dùng nước thay đổi làm cho hồ chứa xây dựng không đáp ứng yêu cầu thực tế Mặt khác, biến đổi khí hậu làm thay đổi bất lợi lưu lượng tới hồ làm cho khả tháo không đảm bảo gây cố an toàn hồ chứa Bởi vậy, tìm giải pháp nâng cao hiệu sử dụng hồ chứa nước, đảm bảo phát triển bền vững hệ thống đầu mối công trình vấn đề quan trọng đặc biệt có ý nghĩa Những lợi ích kinh tế, ý nghĩa xã hội mà hồ, đập mang lại lớn, khẳng định vai trò quan trọng đảm bảo an toàn sống người dân sản xuất Tuy nhiên, trình vận hành sử dụng hồ, đập, mặt nhu cầu dùng nước thay đổi so với thiết kế dẫn đến hồ khơng đáp ứng nhiệm vụ đặt ra, mặt khác công tác quản lý bất cập bộc lộ khiếm khuyết ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống người dân Tất lý tạo động lực nghiên cứu, ứng dụng nảy sinh phát triển trong có giải pháp tràn cố Tràn cố xây dựng để xả lũ vượt thiết kế nhằm tránh cố xảy cụm cơng trình đầu mối đảm bảo an tồn cho hồ chứa Vì lý tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu số tác động biến đổi khí hậu đến làm việc an toàn, hiệu hồ chứa nước đề xuất giải pháp” Nhằm xác định trạng cơng trình đưa giải pháp nâng cao khả tháo nước mùa lũ, mở rộng khả tháo nâng cao hiệu sử dụng nhu cầu nước chế độ thủy văn thay đổi đưa giải pháp cơng trình đảm bảo an tồn cho hồ chứa mùa lũ II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Nắm biến đổi khí hậu - Tổng hợp trạng, dự báo biến đổi khí hậu - Biến đổi khí hậu tác động đến hồ chứa nước Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật - Luận văn thạc sĩ ky Tổng hợp sở lý luận kinh nghiệm thực tế thiết lập đập dâng, hồ chứa khâu: Quy hoạch – kế hoạch; lập dự án đầu tư, thiết kế kỹ thuật, thi công quản lý, vận hành sửa chữa bảo dưỡng cơng trình - Đánh giá tổng quan trạng hồ chứa tràn xả lũ xây dựng Việt Nam, phân tích sốnhững nguyên nhân xảy cố hồ chứa, tràn xả lũ Tìm biện pháp cơng trình để khắc phục, nâng cao hiệu quả, an toàn hồ chứa, biện pháp cơng trình xây dựng làm tràn cố cho hồ chứa có nguy xảy cố III PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Phạm vi nghiên cứu nội dung hồ chứa nước - Phạm vi nghiên cứu mặt địa lý hồ chứa nước Thanh Lanh– tỉnh Vĩnh Phúc IV CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp kế thừa Nghiên cứu tiếp thu sử dụng có chọn lọc kết nghiên cứu thành tựu khoa học công nghệ tác giả nước nghiên cứu vấn đề có liên quan đến đề tài Phương pháp điều tra thu thập phân tích tổng hợp Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá tổng hợp tài liệu để từ rút sở khoa học khả ứng dụng vào thực tiễn Phương pháp phân tích tổng hợp - Thu thập, tổng hợp phân tích số liệu Nghiên cứu có tác động rộng rãi đến sống cộng đồng địa bàn rộng lớn việc phân tích tổng hợp cần thiết nghiên cứu V BỐ CỤC LUẬN VĂN Luận văn gồm phần sau: Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 82 Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky Hình 4.3: Trường hợp tràn cố tràn tự có Btr = 90m với tần suất P =0.1% b.Phương án 2: Tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ b1 Phân tích dạng đường q trình xả lũ kết hợp tràn tràn có cửa van kết hợp với tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ Quá trình lũ đến Q~t lý luận chương với phương án chọn cố kiểu nước tran qua đỉnh đập gây vỡ b2 Bài toán áp dụng: xác định chiều rộng tràn cố cần mở rộng tràn xây dựng để xả lũ vượt thiết kế Các bước tính tốn - Giả thiết giá trị Btràn cố , tính tốn điều tiết lũ với kết hợp tràn tràn cố - Xác định mực nước lũ hồ tương ứng với giá trị Btràn cố giả thiết Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 83 Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky - Lập quan hệ Btràn cố ∼ MNL(mực nước lũ) ứng với MNL = MNLKC ta có Btràn cố hợp lý b3 Dữ kiện tính tốn - Tần suất tính tốn: lũ P=0,1% - Mực nước lũ khống chế (MNLKC): chọn MNLKC MNLTK: 77,48m - Cao trình ngưỡng tràn cố: Zngưỡng: 76.8m, cao trình đỉnh tràn: Zđỉnh=77.4m b4 Tính tốn thuỷ lực tràn Bỏ qua thời gian nước tràn qua đỉnh đập đập vỡ, mà coi mực nước thượng lưu đạt đến mực nước làm việc tràn cố vỡ + Tràn chính: tràn có cửa van kiểu Ofixerop: lưu lượng xả qua tràn qtc theo cơng thức (3-2) + Tràn cố: tràn đỉnh rộng: qsc tính theo cơng thức (3-4) εi , mi : hệ số co hẹp hệ số lưu lượng Tràn chính: ε1 = 0,98; m1=0,47 Tràn cố: tràn đỉnh rộng nên lấy gần theo cumin: m2=0,36; hệ số co hẹp ε = f( bt ) Bs =1 Từ phương trình (3-2), (3-3), (3-4), tính thử dần tìm Bsc hợp lý cho ta kết bảng 4-6 Bảng 4-6 Kết tính tốn tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ thơng số Chiều rộng Cao trình C trình đỉnh đập Mực nước tràn sc Bsc ngưỡng tràn ngưỡngZđỉnh lớn (m) Zngưỡng (m) Zmax 77.48 (m) 77.8 Tần suất P=0,1% Nguyễn Nhân Quân 160 (m) 76.8 Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 84 Luận văn thạc sĩ ky Hình 4.4 TH tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ:Btr=160m với P=0.1% b5 Cấu tạo mặt cắt đập ngưỡng tràn: Vì đập đất ngưỡng tràn có chiều cao nhỏ (0.68m) nên đập khối hình vẽ Ngưỡng tràn gia cố đá xây M100#, dày 440cm, chiều dài gia cố 35.5m Chiều rộng đỉnh đập đất ngưỡng tràn chọn cấu tạo: bđỉnh=21,0m; hệ số mái thượng mt = 2.5 hạ lưu đập : mt=mh=1,75 Mái thượng lưu gia cố bê Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 85 Luận văn thạc sĩ ky tông dày 10cm Chân hạ lưu đập bố trí lăng trụ cát có b=0,5m, mái m= 1,5, mái ngồi m=2,5, cao trình đỉnh 77.1 m Trên đập có bố trí rãnh dẫn xói mặt cắt hình thang b x h = 10x15cm, mái m=1,0 để tạo vỡ mái hạ lưu dẫn đến vỡ hồn tồn đập ngưỡng mực nước lón cao trình đỉnh đập 77,48m Đập phân thành khoang, khoang có bề rộng khoang 40m; khoang lại khoang rộng 39,4m; tường chắn khoang đá xây dày 40cm c6 Tiêu sau tràn: lượng dòng chảy qua tràn cố tiêu hao Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 86 Trường Đại học Thủy lợi thuật 100 1.7 = m 25 15 25 Lát bêtông dày 10cm Luõn thac si ky 77.48 m= 1.7 77.10 Đ ất đắp m= k=1.65T/m3 50 2.5 2.15 15 76.8 25 3.05 Hình 4-51: Mặt cắt ngang đập tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập đất gây vỡ phần ngưỡng tràn, lại đổ qua sườn dốc tự nhiên vào lưu vực khác c Phương án 3: tràn cố kiểu nổ mìn Nguyễn Nhân Qn Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 87 Luận văn thạc sĩ ky c1 Phân tích dạng đường q trình xả lũ kết hợp tràn tràn tự tràn cố kiểu nổ mìn Quá trình lũ đến Q~t lý luận chương với phương án chọn cố kiểu nước kiểu nổ mìn c2 Bài tốn áp dụng: xác định chiều rộng tràn cố, tràn xây dựng để xả lũ vượt thiết kế - Các bước tính: Giả thiết giá trị Btràn cố , tính tốn điều tiết lũ với kết hợp tràn tràn cố Xác định mực nước lũ hồ tương ứng với giá trị Btràn cố giả thiết Lập quan hệ Btràn cố ∼ MNL(mực nước lũ) ứng với MNL = MNLKC ta có Btràn cố hợp lý c3 Dữ kiện tính tốn: - Tần suất tính tốn: P = 0.1% - Mực nước lũ khống chế (MNLKC): chọn lớn MNLTK : 77.48m - Cao trình ngưỡng tràn: Zngưỡng: 76.6m; cao trình đỉnh tràn: Zđỉnh= 77.8m c4 Tính tốn thủy lưc tràn: Bỏ qua thời gian nổ mìn gây vỡ, mà coi mực nước thượng lưu đạt đến MNLV tràn cố vỡ + Tràn chính: tràn cửa van kiểu Ofixerop: lưu lượng xả qua tràn qtc theo cơng thức (3-2) + Tràn cố: tràn đỉnh rộng: qsc tính theo cơng thức (3-4) εi , mi : hệ số co hẹp hệ số lưu lượng Tràn chính: ε1 = 0,98; m1=0,47 Tràn cố: tràn đỉnh rộng nên lấy gần theo cumin: m2=0,36; hệ số co hẹp ε = f( bt ) =1 Bs Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 88 Luận văn thạc sĩ ky Từ phương trình (3-2), (3-3), (3-4), tính thử dần với giá trị Bsc cho ta kết bảng 4-7 Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 89 Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky Bảng 4-7 Kết tính tốn tràn cố kiểu nổ mìn thơng số Tần suất Chiều rộng Cao trình C trình đỉnh Mực nước tràn sc Bsc ngưỡng tràn đập ngưỡng lớn (m) Zngưỡng Zđỉnh Zmax 100 (m) 76.6 (m) 77.8 (m) 77.85 P =0.1% Hình 4.6: Trường hợp tràn cố kiểu nổ mìn gây vỡ có: Btr=100m với P=0.1% (Xem với phụ lục ) c5 Cấu tạo mặt cắt đập: Ngưỡng đập gia cố đá xây với chiều dài L= 8.2 m Chiều rộng đỉnh đập đất ngưỡng tràn chọn cấu tạo: bđỉnh=1,0m; hệ số mái thượng hạ lưu đập: mt=mh=1,75 Mái thượng lưu gia cố đá lát khan dày 15cm, lớp sạn sỏi dày 10cm Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 90 Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky Đập phân thành khoang có bề rộng khoang 49.8m; tường chắn khoang đá xây dày 40cm Mỗi khoang đập bố trí 10 hàng mìn, khoảng cách hàng mìn 5m hàng mìn gồm lỗ mìn có đường kính lỗ d=63cm Bố trí lỗ mìn cho phá vỡ đập cần thit Cát, sỏi dày 10cm 75 ống nhựa PVC, d=63mm =1 m 10 77.80 Đ ất đắp k=1.65T/m3 m= 1.7 76.6 25 80 200 120 Đ lát khan dày 15cm 15 Cát, sỏi dày 10cm 1.7 = 80 m 25 15 77.8 100 1.20 Đ lát khan dày 15cm 540 620 25 25 15 10 Đ ất đắp k=1.65T/m3 440 520 25 ống nhựa PVC, d=63mm m= 1.7 15 76.6 25 Hình 4-72: mặt cắt ngang đập tràn cố kiểu nổ mìn gây vỡ c6 Tiêu sau tràn: Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 91 Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky lượng dòng chảy qua tràn cố tiêu hao phần ngưỡng tràn, lại đổ qua sườn dốc tự nhiên vào lưu vực khác Kết mực nước lũ hồ chứa cho phương án tràn cố thống kê bảng 4-8 Bảng 4-8 So sánh thông số phương án tràn cố tràn trạng Các phương án tràn chính+tràn cố có Tràn +Tràn cố kiểu tự Tràn +Tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh gây vỡ Tràn +Tràn cố kiểu nổ mìn Tần Bề rộng suất lũ tràn (%) chính(m) Bề rộng tràn cố(m) Cao trình ngưỡng tràn cố (m) Mực nước lũ (m) 0.1 10 30 77 78.24 0.1 10 90 77 77.79 0.1 10 160 76.8 77.8 0.1 10 100 76.6 77.85 4.3.4 Phân tích chọn phương án a Phương án 1: mở rộng tràn cố có (tràn tự do, đỉnh rộng) * Ưu điểm : - Loại tràn thực chất loại kênh đào đất tự nhiên, nên có kết cấu đơn giản, dễ thi công, tiện quản lý, tự động vận hành - Phù hợp với quy mô hồ Thanh Lanh - Khối lượng đất đá đào nhỏ - Khẩu độ tràn tăng nhỏ trưòng hợp lại nên khối lượng đào đắp * Nhược điểm: - Cột nước tràn nhỏ: Với Bsc= 90m mực nước lớn hồ 77.79m (lớn Mực nước lũ kiểm tra hồ chứa:77.48m) b Phương án 2: Tràn cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ * Ưu điểm : Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 92 Luận văn thạc sĩ ky - Đơn giản, tiện vận hành, thiết kế vỡ đoạn theo mức độ cần tháo xả khẩn cấp khác - Việc phục hồi đập tạm ngưỡng sau xả lũ khơng có khó khăn * Nhược điểm: - Sau nhiều năm không sử dụng thân đập chặt, mái đập cỏ mọc nhiều nước tràn qua với lớp chảy mỏng khó gây vỡ đập - Với Bsc tối ưu 160m mực nước lớn hồ (77.8m) lớn Mực nước lũ kiểm tra hồ chứa (77.48m) - Khẩu diện tràn cần mở rộng lớn nên khối lượng đào đắp lớn c Phương án 3: Tràn cố kiểu nổ mìn * Ưu điểm : - Chủ động đảm bảo tính chắn gây vỡ đập - Kết cấu không phức tạp Nhược điểm: - Phải bảo quản thuốc nổ, quản lý bảo dưỡng lỗ mìn - Yêu cầu an toàn, kỹ thuật cao - Phụ thuộc vào chủ quan người quản lý Từ phân tích trên, chọn phương án I:Cải tạo, mở rộng tràn cố có kiểu tự đỉnh rộng Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 93 Luận văn thạc sĩ ky CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết đạt luận văn - Trên cở sở số liệu thống kê, tổng kết, phân tích hồ chứa, biến đổi khí hậu, phân tích số ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến làm việc an toàn hiệu hồ chứa nước Việt Nam Luận văn đưa số nguyên nhân gây ảnh hưởng đến làm việc an toàn hồ chứa nước, đặc biệt mùa lũ Luận văn đưa số liệu mức độ cố lũ vượt thiết kế công trình hồ chứa Mặt khác luận văn phân tích ngun nhân dẫn đến cố cơng trình Để từ tìm hướng phòng tránh cố cho cơng trình hồ chứa đã, xây dựng - Qua đánh giá, phân tích tác nhân biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến hồ chứa, dạng tràn cố áp dựng xây dựng giới nước ta Tác giả nghiên cứu tràn xả lũ kết hợp với tràn cố có lũ vượt thiết kế Trong luận văn tính tốn xác định quy mơ tràn cố kết hợp với tràn có cửa van Bài tốn đặt cấp cơng trình khơng thay đổi, tính tốn quy mơ tràn cố với tần suất lũ kiểm tra tăng cấp Như có lũ vượt thiết kế với quy mô tràn cố xác định đảm bảo tháo lũ vượt thiết kế đảm bảo an tồn cho cụm cơng trình đầu mối Từ số liệu cụ thể cơng trình hồ Thanh Lanh - tỉnh Vĩnh Phúc Áp dụng kết lý thuyết tác giả lựa chọn hình thức tràn cố hợp lý kinh tế kỹ thuật, xác định quy mô tràn cố, thông số làm việc tràn cố Đưa số biện pháp cơng trình nhằm đảm bảo an toàn cho hồ chứa 5.2 Những tồn luận văn Biến đổi khí hậu phức tạp đặc biệt Việt nam nước chịu ảnh hưởng biến đổi khí hậu Luận văn nghiên cứu biện pháp tràn cố Tuy nhiên tràn cố vấn đề áp dụng vào Việt Nam Hơn chục năm vừa qua, nghiên cứu áp dụng cho số hồ Đó vận dụng đơn chiếc, chưa có nghiên cứu chung Trong khuôn khổ đề tài này, Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 94 Luận văn thạc sĩ ky với phần nghiên cứu tràn cố có số kết đề xuất định, nhiều hạn chế giới hạn Đó là: Trong luận văn xét đén ảnh hưởng biến đổi khí hậu đên hồ chứa mùa lũ thơng qua tính tốn khả tháo qua tràn mùa lũ Bài toán kiểm tra cho trường hợp tràn có cửa van kết hợp xả lũ với tràn cố kiểu tràn tự do, kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ, kiểu nổ mìn Còn tốn khác chưa xét đến Trong phạm vi luận văn bỏ qua ảnh hưởng ma sát, sóng gió q trình tình tốn Những nghiên cứu chung chưa có thực nghiệm kiểm chứng, để tìm quy luật chung phục phụ cho việc xây dựng tràn cố thời gian tới 5.3 Kiến nghị Tràn cố ngày xây dựng nhiều hồ chứa có nguy xảy cố Do nên sớm có quy phạm thiết kế tràn cố hình thức tràn cố Cho rà soát với hồ chứa cụ thể sở tài liệu thuỷ văn thực tế làm việc để xem có cần làm tràn cố hay khơng Nếu làm lựa chọn hình thức hợp lý Áp dụng kết nghiên cứu tràn cố (ngoài việc tháo lũ vượt thiết kế) để tăng dung tích hữu ích hồ chứa đáp ứng yêu cầu dùng nước tăng lên, mà tăng tăng không đáng kể quy mơ cơng trình đầu mối 4.Có nghiên cứu sâu hơn, cụ thể với hình thức kết cấu tràn cố tràn cố hay dùng tràn tự do, kiểu tự vỡ, kiểu nổ mìn gây vỡ, kiểu tràn zích zắc Riêng với đập đất tự vỡ, nên nghiên cứu thực nghiệm để rút quy luật vỡ chung để làm sở cho việc tính tốn điều tiết lũ xác tiện quản lý vận hành Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội 95 Trường Đại học Thủy lợi thuật Luận văn thạc sĩ ky TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình học lý thuyết, trường đại học Thuỷ lợi, Hà Nội Nguyễn Đăng Cường, Đỗ Văn Hứa, cửa van thiết bị đóng mở - giảng cao học Tổng cục thuỷ lợi - Bộ NN&PTNT , tình hình đảm bảo an tồn hồ chứa Nguyễn Văn Mạo, tính tốn thuỷ lực cơng trình tháo nước, Bài giảng cao học- Đại học Thuỷ lợi TS.Huỳnh Bá Kỹ Thuật, xây dựng phần mềm tính tốn điều tiết lũ, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nguyễn Văn Tuyển, đánh giá trạng lũ qua tràn vượt thiết kế kiến nghị giải pháp tràn cố cho hồ chứa đập dâng Trường đại học Thuỷ lợi - môn Thuỷ Văn Cơng Trình, giáo trình Thuỷ văn cơng trình Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285 – 2002, công trình thuỷ lợi quy định chủ yếu thiết kế GS.TS.Phạm Ngọc Quý, Tràn cố đầu mối hồ chứa nước 10 Trường đại học Thuỷ lợi - mơn Cơng Trình Thuỷ, giáo trình Thuỷ cơng 11 Trường đại học Thuỷ lợi - môn Thuỷ lực, giáo trình Thuỷ lực 12 Hồ sơ thiết kế Hồ Thanh Lanh - HEC 13 Quy chuẩn QCVN 04-05:2011 Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội Trường Đại học Thủy lợi thuật 96 Luận văn thạc sĩ ky PHỤ LỤC Nguyễn Nhân Quân Cao học khóa 17 – ĐHTL Hà Nội ... xảy cụm cơng trình đầu mối đảm bảo an tồn cho hồ chứa Vì lý tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu số tác động biến đổi khí hậu đến làm việc an tồn, hiệu hồ chứa nước đề xuất giải pháp” Nhằm xác định... Đánh giá tác động biến đổi khí hậu .39 2.4 Đánh giá tác động đến làm việc an toàn hiệu hồ chứa 40 CHƯƠNG III: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HỒ CHỨA NƯỚC ... LUẬN VỀ KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 22 2.1 Khái niệm biến đổi khí hậu 22 Hình 2-1: Hiệu ứng nhà kính 22 2.2 Những tác động biến đổi khí hậu 22 2.2.1 Biến đổi nhiệt độ