Thiết kế hồ chứa Suối Các thuộc xã Hoà Hiệp huyện Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

nước tưới để phát triển sản suất nông nghiệp thì thấy rằng giải pháp thuỷ lợi khả quan nhất là xây dựng Hồ Chứa nước suối các trên thượng nguồn sông Bằng. Vì vậy huyện Xuyên Mộc đã cùng với trung tâm ĐH1 tiến hành quy hoạnh thuỷ lợi huyện Xuyên Mộc với Hồ Chứa Suối Các là công trình chủ yếu và trước mắt của quy hoạch thuỷ lợi lâu dài. Để thực hiện được bước đi của phương hướng quy hoạch thuỷ lợi huyện Xuyên Mộc nay tiến hành lập luận chứng kinh tế kỹ thuật để xác định rõ tính khả thi về kinh tế và kỹ thuật của công trình này nhằm đưa kế hoạch thiết kế kỹ thuật và thi công trong thời gian trước mắt. Hồ chứa nước Suối Các được xây dựng là một công trình thuỷ lợi có ý nghĩa to lớn trong việc phát triển kinh tế vùng. Chương I : Tổng quan về công trình ò1.1. Vị trí và nhiệm vụ công trình. 1.1.1. Vị trí địa lý. Hồ chứa nước Suối Các được xây dựng ở thượng nguồn Sông Bằng thuộc địa bàn xã Hoà Hiệp, huyện Xuyên Mộc. Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tầu. Khu hưởng lợi của hồ Suối Các chủ yếu là xã Hoà Hiệp huyện Xuyên Mộc. Theo toạ độ địa lý Tuyến công trình đầu mối dự kiến xây dựng tại vị trí: +1070 30’50’’ kinh độ đông. +100 41’ 40’’ vĩ độ Bắc. Vị trí tuyến công trình đầu mối cách huyện Xuyên Mộc khoảng 8Km về hướng Đông Bắc và cách Quốc lộ 23 từ Xuyên Mộc đi Bình thuận khoảng 1.5Km về hướng Tây. 1.1.2. Nhiệm vụ công trình. Hồ chứa nước Suối Các dự kiến xây dựng có những nhiệp vụ sau: -nhiệm vụ chủ yếu là cung cấp nước tưới cho 500ha (300ha lúa và 200ha cà phê). -Nhiệm vụ kết hợp là cắt giảm và điều tiết một phần lưu lượng lũ bảo vệ hạ lưu công trình. Tạo điều kiện cải tạo môi trường sinh thái trong khu vực. ò1.2. điều kiện tự nhiên 1.2.1.Điều kiện địa hình 1. Tài liều địa hình +Bình đồ lòng hồ và khu tưới, tỉ lệ 1/5000. +Cắt dọc tuyến đập,tràn, cống,kênh. 2.Đặc điểm địa hình vùng hồ và tuyến công trình đầu mối. Lưu vực Suối các nằm kề phía Đông của tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu thuộc vùng chuyển tiếp giữa vùng núi Nam trung Bộ sang vùng đồng bằng ven biển nên phần thượng nguồn rất dốc. Suối Các bắt nguồn từ núi Mây Tào có cao độ từ(500á600)m hướng dốc chính từ Bắc xuống Nam, lưu vực rộng, hai bên sườn thoải. Do đó tập trung dòng chảy sừơn chậm. Điều kiện địa hình này tạo cho hồ chứa tương đối rộng. Phần lớn lưu vực Suối Các được rừng che phủ, vì vậy mặc dù diện tích lưu vực nhỏ nhưng dòng chảy mặt trên suối vẫn được duy trì quanh năm. Mật độ suối bình quân trên toàn khu vực khá cao, đầu nguồn suối có nhiều nhánh nhỏ, mật độ suối nhỏ dần về hạ lưu. Thung lũng và lòng suối càng về suối càng mở rộng dần, Mức độ cát sâu của dòng không lớn. Bề mặt lưu vực là sản phẩm phong hoá của đất đỏ bazan phân bố mỏng dần từ thượng lưu về hạ lưu. Tại lòng suối vùng hạ lưu tuyến công trình có lộ đá gốc bazan. Các đặc trưng của lưu vực suối các được ghi ở bảng sau: Bảng 1.1 Tuyến F(Km2) L(Km) BThu Bồn(Km) Htb(Km) Jjv™ Js™ D(Km) I 11.6 8.0 1.45 146.3 72.6 40.4 1.12 II 20.2 8.9 1.51 146.0 70.3 38.1 1.09 Trong đó: F: Diện tích lưu vực tính đến các tuyến. L: Chiều daì lưu vực. Htb: Độ cao bình quân của lưu vực. Btb: Chiều rộng bình quân của lưu vực. Jlv: Độ dốc lưu vực. Js: Độ dốc suối. D: Mật độ suối. 3. Đặc điểm địa hình khu tưới. Khu tưới là diện tích cà phê phân phối trên các sườn đồi có cao độ từ (70á85)m chủ yếu là bờ trái. Diện tích lúa ở phàn thung lũng ven suối phía trước và phía sau cầu số 6 ở cao độ từ (42á68)m. 4. Đặc tính lòng hồ. Đường đặc trưng của hồ chứa tại tuyến cho như sau: Bảng 1.2 Z(m) 62.0 64.0 66.0 68.0 70.0 72.0 74.0 76.0 F(106m2) 0.000 0.042 0.120 0.262 0.490 0.816 1.352 2.060 V(106m) 0.000 0.028 0.183 0.556 1.296 2.588 4.733 8.120 1.2.2 Điều kiện khí tượng thuỷ văn. 1.Tài liệu khí tượng thuỷ văn. +Tài liệu về nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, gió theo tài liệu của trạm Vũng Tàu đo từ năm 1956á1975. +Lượng mưa năm bình quân của lưu vực được tính và tham khảo theo tài liệu của trạm Hàm Tân đo từ năm 1927á1930 và từ năm 1959á1974, trạm Thưà Tích đo từ năm 1961á1964, trạm Xuyên Mộc đo từ năm 1977 á1988.Bản đồ đẵng trị mưa do sở thuỷ lợi Đồng Nai và trung tâm ĐH1 lập năm 1986. +Lượng mưa vụ được tính theo tài liệu của trạm Xuyên Mộc đo từ năm 1977á1987. +Lượng mưa thời đọan ngắn lấy theo tài liệu của trạm thừa Đích. 2.Các đặc trưng khí tượng thuỷ văn. a.Nhiệt độ. + Nhiệt độ trung bình năm T = 260C. b.Độ ẩm. +Độ ảm trung bình năm W0 =85,1%. c.Gió. +Vận tốc gió lớn nhất không kể hướng trung bình nhiều năm V50% =16.7m/s. +vận tốc gió lớn nhất hướng ứng với tần suất p=5%, V5%=21.6m/s. d.Bốc hơi. +lượng bốc hơi mặt nước Zn=1583mm. +Lượng bốc hơi lưu vực Zlv=800mm. +Chênh lệch bốc hơi DZ =873mm. Phân phối chêch lệch bốc hơi từng tháng cho như bảng sau: Bảng 3.1 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DZ(mm) 91.2 94.8 98.3 91.6 62.8 46.0 41.7 40.3 34.4 43.3 63.4 74.2 e. Mưa. +Lượng mưa bình quân năm X = 1600mm. +Lượng mưa vụ bình quân: Vụ I: (Từ tháng 4 đến tháng 7), Xvụ =646.7mm. Vụ II: (Từ tháng 8 đến tháng 11), Xvụ =764.7mm. +Lượng mưa úng với tần suất thiết kế p =75%. Vụ I: X75% =556.2mm. Vụ II: X75% = 657.4mm. +Lượng mưa vụ đọng không đáng kể. +Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất: X1.5% =180.0mm. X2% = 176.0mm. f.Dòng chảy. kDòng chảy năm trung bình (chuẩn). Các đặc trụng dòng chảy năm trung bình tính đén các tuyến theo dự kiến. Đặc trưng dòng chảy chuẩn Đơn vị Tuyến I TuyếnII Diện tíh lưu vực Flv Km2 11.6 20.0 Lượng mua năm bình quân xlv Mm 1600 1600 Hệ số dòng chảy chuẩn a0 0.5 0.5 Độ sâu dòng chảy mặtY0 Mm 800 800 Mô đun dòng chảy chuẩn M0 L/s-km2 25.4 25.4 Lưu lượng dòng chảy chuẩn Q0 M3/s 0.295 0.513 Tổng lượng dòng chảy chuẩn W0 106m3 9.28 16.16 kDòng chảy năm thiết kế. Các đặc trưng dòng chảy năm thiết kế ứng với các tần suất tính đến các tuyến đầu mối. Bảng1.5. Đặc trưng dòng chảy thiết kế Đơn vị Tuyến I TuyếnII P=50% P=75% P=50% P=75% Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qp Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế Wp M3/s 106/m3 0.280 8.83 0.209 6.59 0.488 15.38 0.364 11.48 Phân phối dòng chảy năm thiết kế ứng với các tần suất tính đến tuyến công trình đầu mối ghi ở bảng 1.6. Bảng 1.6 Tháng Tuyến I TuyếnII P=50% P=75% P=50% P=75% Q(m3/s) W(106m3 Q(m3/s) W(106m3 Q(m3/s) W(106m3 Q(m3/s) W(106m3 1 0.090 0.241 0.035 0.094 0.157 0.420 0.061 0.163 2 0.065 0.157 0.030 0.072 0.113 0.274 0.052 0.126 3 0.050 0.134 0.030 0.080 0.087 0.233 0.052 0.140 4 0.076 0.197 0.004 0.014 0.132 0.343 0.007 0.024 5 0.245 0.656 0.082 0.020 0.427 1.142 0.143 0.382 6 0.284 0.736 0.230 0.596 0.494 1.282 0.401 1.038 7 0.479 1.283 0.472 1.264 0.834 2.234 0.822 2.202 8 0.519 1.390 0.459 1.229 0.904 2.420 0.799 2.141 9 0.639 1.656 0.335 0.868 1.113 2.884 0.583 1.512 10 0.506 1.355 0.368 0.986 0.881 2.360 0.641 1.716 11 0.252 0.653 0.359 0.930 0.439 1.137 0.625 1.620 12 0.152 0.407 0.102 0.273 0.265 0.709 0.178 0.476 kDòng chảy lũ. Các đặc trưng dòng chảy lũ thiết kế ứng với các tần suất tính đến các tuyến đầu mối. Bảng 1.7 Đặc trưng dòng chảy lũ Đơn vị Tuyến I Tuyến I P=1.5% P=2% P=1.5% P=2% Lưu lượng đỉnh lũ QmaxP Tổng lượng lũ WP Thời gian TLũ m3/s 106m3 Phút 86.7 0.910 350 78.7 0.826 350 135.0 1.555 384 122.5 1.411 384 Đường quá trình lũ đến với P =1.5%. Bảng 1.8 t(giờ) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Q(m3/s) 0 26.8 87.2 122.2 135.0 132.2 110.2 t(giờ) 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 Q(m3/s) 80.8 57.2 38.0 24.5 15.2 7.2 2.5 Dòng chảy rắn(bùn cát). +Hàm lượng cát lơ lững r =100g/m3. +Tổng lượng bùn cát bình quân nhiều năm: -Tuyến I: 1527m3/năm. -Tuyến II: 2655m3/năm. 1.2.3 Đặc điểm địa chất và địa chất thuỷ văn. 1.Tài liệu địa chất. -Lát cát địa chất dọc tuyến đập. -Báo cáo tổng hợp kết quả thí nghiệm đất tuyến đập chính mẫu nguyên dạng. 2.Địa chất vùng hồ. Lưu vực suối các nằm trên nền đá bazan. Trên toàn lưu vực không có hiện tượng nứt gẫy, sạt lỡ có hệ số thấm nhỏ, khả năng mất nước lòng hồ ít. Do bờ thung lũng khá dốc nên cần kiểm tra khả năng sạt lỡ khi dâng nước tuy nhiên do mức độ dâng nước của lòng hồ thấp và độ dốc của lòng hồ tương đối xoải do đó khả năng sạt lỡ bờ hồ ít xảy ra. 3.Địa chất vùng tuyến đập. Đã tiến hành khoan lấy mẫu đất thí nghiệm trên tuyến đạp dự kiến, xây dựng được lát cắt địa chất với mô tả từ trên xuống duới như sau: -Lớp 1: Lớp phủ đất thịt bazan lẫn dễ cây cỏ kết cấu sốp có chiều dày từ (0.2 á0.5)m. -Lớp 1B: Đất sét bazan màu nâu đổ pha ít sạn sỏi, mùn cát kết cấu kém chặt phân bố ở lòng sông có chiều dày khoảng 1.0 m. -Lớp 2: Đất bột bazan pha ít sạn sỏi màu nâu, nâu sẫm, kết cấu chặt, phân bố chủ yếu ở lòng sông và bờ trái của đạp có chiều dày từ (1á3)m. -Lớp 3: Đất latêrít vón kết cứng chắc màu nâu đỏ dến sám xanh phân bố dưới các lớp đất 1,1B và 2 ở phần thung lũng suối có chiều dày từ (0.5 á1)m. -Lớp 4: Đất sét màu vàng đến xám xanh, có tính dẻo cứng, có kết cấu chặt phân bố dọc theo chiều dài tuyến đập có chiều dày từ (2.5 á 5.0)m. -Lớp 5: Lớp này là đá bazan đặc, nứt nẻ nhiều, màu xám xanh, cứng chắc phân bố dọc theo chiều dài tuyến đập. Các chỉ tiêu cơ lí của đất tuyến đập được ghi ở bảng 1.9. Bảng 1.9: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất tuyến đập. Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Các lớp đất 2 4 gW T/m3 1.64 1.85 gC T/m3 1.40 1.49 N 2.70 2.70 D 0.46 0.45 e 0.84 0.81 G 0.40 0.80 WT % 62 58 Wf % 30 51 Wn % 32 37 Wtn % 36 27 j độ 21 19 C Kg/cm2 0.26 0.31 Kt Cm/s 6.10-5 4.10-6 4. Địa chất thuỷ văn. Theo tài liệu khoan thăm dò tại tuyến đập chính cho thấy trên toàn khu vực lòng hồ mực nước ngầm nằm sâu dưói lòng đất từ (6á8)m, đường đổ của đưòng mực nước là dốc xuống lòng Suối Các. Do đó khả năng mất nước của lòng hồ không xảy ra. Nuớc lấy từ suối các là nuớc ngọt không có hiện tượng xâm thực, nước này có thể dựng cho xây dựng và sinh hoạt và xây dựng. 1.2.4 Vật liệu xây dựng. Tại khu vực gần tuyến đập sau khi thăm dò, khảo sát có các bãi vật liệu số I,II,III với các đặc trưng cho như bảng sau: Bảng 1.10. Tên bãi Vị trí bãi Cự ly trung bình(m) Chiều dày bóc bỏ(m) Chiều dày hữu dụng(m) Trữ lưọng (103m3) I II II Thượng lưu bờ trái Thượnglưu bờ phải Thượnglưuvai phải 400 500 500 0.3 0.3 0.3 2.50 1.80 3.00 150 90 250 Các bãi vật liệu được lấy theo từng lớp, được thí nghiệm theo mẫu chế bị sau đó xác định được các chỉ tiêu cơ lý của đất đặp đập như bảng 1.11. Bảng 1.11: Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập Bãi I II III Lớp 1A 1B 2 3 1B 2 1A 2 3 D 2.71 2.72 2.74 2.73 2.71 2.75 2.70 2.75 2.73 N 0.48 0.39 0.37 0.42 0.34 0.37 0.48 0.42 0.45 e 0.92 0.65 0.59 0.74 0.51 0.59 0.93 0.74 0.81 a0-2(cm2/kg) 0.052 0.068 0.066 0.064 0.061 0.067 0.045 0.065 0.056 a1-1(cm2/kg) 0.031 0.046 0.056 0.032 0.056 0.058 0.030 0.042 0.042 a2-3(cm2/kg) 0.017 0.032 0.039 0.021 0.040 0.032 0.018 0.028 0.032 W(%) 24.6 21.0 23.0 20.0 19.0 23.0 28.0 25.0 23.0 gCmax(T/m3) 1.56 1.53 1.67 1.56 1.64 1.70 1.45 1.72 1.49 j 19o 20.00 21.00 23.0 19.0 21.0 18.0 20.0 19.0 C(kg/cm2) 0.26 0.26 0.24 0.22 0.28 0.26 0.34 0.26 0.28 Kt(cm/m) 4.10-5 5.10-5 4.10-4 6.10-5 6.10-5 4.10-4 4.10-5 4.10-4 6.10-5 Đất đắp thuộc loại đất bột bazan chứa ít sỏi, sạn nhỏ, có thể sử dụng để đắp đập mà không cần xử lí đặc biệt. 2.Đá hộc và đá dăm. khu vực xây dựng công trình không có mỏ đá. Nguồn đá chính khai thác ở núi Ding huyện Châu Thành cách công trình từ (70á80) Km. 3.Cát. -Cát đen có thể khai thác ở hạ lưu sông Bằng và sông Đồng, cách công trình (20á30) km. Cát vàng có thể lấy từ Châu Thành cách công trình (70á80) Km. ò1.3. tình hình dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước 1.3.1.tình hình dân sinh kinh tế. 1.Hiện trạng dân sinh xã hội. Theo số liệu năm 1991, dân số của xã Hoà Hiệp là 6122 người chủ yếu là dân tộc kinh. Hiện nay dân số trong khu vực có xu hướng tăng nhanh do sự di dân từ nơi khác đến định cư, chử yếu định cư ở các ấp Phú Hoà và Phú Bình. Theo số liệu thống kê chưa chính thức thì dân số hiện nay trong khu vực lên đến gàn 10.000 người. -Mật độ dân số: 160 người/ 1Km2. -Bình quân đất canh tác 0.5ha/lao động. -Mức thu nhập bình quân quy thóc: 80kg/người. Tuy bình quân ruộng đất tương đối lớn do năng suất và sản lượng cây trồng thấp nên đời sống của nhân dân trong vùng còn ở mức thấp chưa ổn định và còn gặp nhiều khố khăn. 2.Kinh tế. Kinh tế của vùng dựa vào nông nghiệp là chủ yếu, nghề chính của nhân dân trong vùng là sản suất nông nghiệp các nghành nghề khác hầu như không đáng kể. -Tổng diện tích đất tự nhiên của xã là 3818 ha. -Tổng diện tích đất nông nghiệp là 1095 ha. -Cơ cấu đất trồng chọt được cho như sau. Bảng 1.1.2: Cơ cấu đất trồng trọt. Thứ tự Loại đát trồng Diện tích(ha) Năng suất (ta/ha) 1 2 3 4 5 Lúa(mùa) Bắp (Rẫy) Cà phê Tiêu điều 80 250 105 320 340 20 18 12 16 5 Trong thời gian gần đây do tình hình dân mới đến định cư, diện tích phát dẫy tăng lên làm cho nhiều khu vực rừng cấm bị tàn phá nghiêm trọng. Hiện tại thì nguồn nước tưới cho khu vực hoàn toàn phụ thuộc vào nước mưa mức độ đầu tư vào sản suất nông nghiệp vẫn còn thấp dẫn đến năng suất và sản lượng cây trồng không ổn định. Với nguồn sống chính của nhân dân ở đây là thu nhập qua sản suất nông nghiệp. Tuy nhiên với tình hình sản suất nông nghiệp như trên không được đảm bảo được nhu cầu sinh sống, đời sống nhân dân chưa ổn định, gặp rất nhiều khó khăn nhất là vùng kinh tế mới. Tình hình đó là nguyên nhân dẫn đến nạn phá rừng để tăng thêm thu nhập cho nguồn sống làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. 1.32.Hiện trạng thuỷ lợi trong khu vực. Nguồn nước tưới trong khu vực hoàn toàn phụ thuộc vào nước mưa các công trình thuỷ lợi chưa nhiều.Trong huyện Xuyên Mộc công trình đáng kể nhất là hồ chứa nước Xuyên Mộc và đập dâng Cầu Mới phục vụ nước tưới cho vùng lúa tập chung của các xã ven sông Hoả. Ngoài ra bà con nông dân còn làm thêm một số đập tạm, đập phụ để tưới cho diện tích nhỏ vài ba héc ta. Vùng trồng cây công trình nghiệp chưa được đầu tư công trình thuỷ lợi. Xã Hoà Hiệp là khu hưởng lợi chủ yếu của hồ Suối Các, hiện tại chưa có một công trình thuỷ lợi nào mặc dù nơi đây có nguồn thiên nhiên đấng kể, vì vậy sản suất nông nghiệp còn bếp bênh, vùng trồng lúa chỉ sản suất được vụ mùa với năng suất thấp và không ổn định khoảng (15á 20) tạ/ha. Trong những năm gần đây do thiếu nước dể tưới và cải tạo đất một số ruộng lúa ở khu tưới đã bị bỏ hoang hoá. Một số vùng cà phê cũng bị phá đi và thay vào dố là cây điều. Nhìn lại tình hình trên ta thấy rõ một điểm nổi bật ở vùng này là nhu cầu nước tưới phục vụ sản suất nông nghiệp rất cấp bách. 1.3.3.Phương hướng phát triển sản suất nông nghiệp Phương hướng phát triển sản suất nông nghiệp của huyện Xuyên Mộc về lâu dài đẩy mạnh lương thực trên cơ sở tận dụng một cách khoa học các tiềm năng đất đai nguồn nước và nguồn nhân lực. Riêng khu vực xã hoà hiệp mục tiêu phát triển sản suất nông nghiệp nghiệp như sau: 1.Mục tiêu trước mắt dến năm 2010. -Đảm bảo lương thực cho dân cư tại chỗ, từng bước tạo ra được sản phẩp nông nghiệp nghiệp hàng hoá, góp phần làm tăng thu nhập, ổn định đơì sống của nhân dân. -Diện tích canh tác lúa từ 80ha lúa 1 vụ tăng lên đến 200ha lúa 2 vụ. - Diện tích trồng cà phê từ 105 ha tưới không chủ động đến duy trì được 105 ha tưới chủ động. 2.Phương hướng phát triển lâu dài. -Diện tích canh tác lúa từ 200 ha lúa 1 vụ tăng lên đến 200ha lúa 2 vụ. -Diện tích trồng cà phê từ 100 ha tăng lên thành 200ha. -Diện tích trồng mầu từ 200 ha tăng lên thành 400 ha. Để đạt được mục tiêu trên thì ngoài việc mở rộng diện tích đất canh tác cần phải đầu tư thích đáng các công trình cung cấp nguồn nước tưới chủ yếu cho các loại chính (lúa, cà phê) đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất cây trồng. 1.3.4 phương hướng quy hoạch thuỷ lợi của khu vực Huyện Xuyên Mộc có mạng lưới sông suối nhỏ được phân bố khá đều trên địa bàn, phương hướng phát triển thuỷ lợi của huyện Xuyên Mộc là xây dựng các công trình sử dụng nguồn nước tại chỗ, có quy mô vừa và nhỏ phù hợp với khả năng phát triển sản suất và vốn đầu tư địa phương, đem lại hiệu quả kinh tế trong một thời gian ngắn. Tại khu vực phía đông của huyện, vùng thượng nguồn sông bằng đã nghiên cứu khả năng xây dựng hồ Suối Các và hồ Bao Nốp phục vụ tưới cho sản suất nông nghiệp như sau: 1.Hồ Suối Các -Diện tích lưu vực: 11.6Km2. -Dung tích hửu ích:1.17.106m3. -Khả năng tưới: Cây công nghiệp 200ha. Để thực hiện được mục tiêu phát triển sản suất nông nghiệp của khu vực và nhu cầu dùng nước cấp bách hiện nay việc nghiên cứu xây dựng hồ Suối Các ở xã Hoà Hiệp huyện Xuyên Mộc là rất cần thiết và phù hợp với quy hoạch phát triển thuỷ lợi của xã Hoà Hiệp huyện Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu. 1.3.6. Tình hình nghiên cứu các điều kiện tự nhiên, nhu cầu cấp nước tưới. Để phát triển sản súât nông nghiệp, huyện Xuyên Mộc đã cùng với trung tâm ĐH1 tiến hành tính quy hoạch cho huyện Xuyên Mộc, với hồ chứa nước Suối Các là công trình thuỷ lợi chủ yếu và trước mắt của phương hướng quy hoạch và phát triển thuỷ lợi trong toàn huyện. Để thực hiện được bước đi của phương hướng quy hoạch thuỷ lợi huyện Xuyên Mộc, nay tiến hành lập luận chứng kinh tế kỹ thuật để xác định rõ tính khả thi về kinh tế và kỹ thuật của công trình này nhằm đưa vào kế hoạch thiết kế thuật và thi công trong thời gian trước mắt. ò1.4 cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế. 1.4.1.cấp công trình. 1. theo nhiệm vụ Công trình có nhiệm vụ tưới cho 500 ha theo tcxdvn 285 -2002. ⇒công trình thuộc cấp 4 2.Theo chiều cao đập Sơ bộ định chiều cao đập H=14 m,dất nền ở trạng thái khô cứng, kết cấu chặt ịcông trình thuộc công trình cấp 4. Cấp công trình được lấy theo giá trị lớn nhất khi xác định theo điều kiện trên. vậy công trình thuộc công trình cấp 4. 1.4.2. Các chỉ tiêu thiết kế. 1.Tần suất thiết kế. +theo tcxdvn 285 -2002 công trình thuộc công trình cấp 4. ịMức đảm bảo tưới P=75%. ⇒Tần suất lưu lượng lớn nhất tính toán cho công trình trình xã lũ p =1.5%. ⇒Tuổi tho công trình T =50 năm. +theo QPTL C1-78 công trình cấp 4. ⇒mức đảm bảo của vận tốc gió lớn nhất p =5%. 2.Các hệ số. -Hệ số tin cậy Kn =1.15. -hệ số an toàn cho phép về ổn định mái đập đất (theo TCVN11-77):1.15 -Hệ số điều kiện làm việc m =1. -Gradien cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt của nền đất của đập J=0.54. -Gradien cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt của thân đập Jk=1.35. Chương II : tính toán thuỷ lợi ò2.1 lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình 2.1.1.giải pháp thuỷ lợi. Qua nghiên cứu các điều kiện tự nhiên, điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội hiện trạng thuỷ lợi, nhu cầu dùng nước để phát triển sản suất của khu vực chúng tôi nhận thấy rằng giải pháp thuỷ lợi khả quan nhất là xây dựng hồ chứa nước Suối Các trên sông Bằng với quy mô vừa phải, phù hợp với quy mô dòng chảy, vốn, vật tư nhân lực địa phương. Xây dựng hồ chứa Suối Các xong thì xã Hoà Hiệp sẽ có nguồn nước tưới chủ động việc này không những ổn định nâng cao đời sống kinh tế của nhân dân mà còn góp phần làm ổn định tình hình xã hội, đẩy lùi và ngăn chặn được nạn phá rừng đang có nguy cơ gia tăng trong thời gian gần đây. Hơn nữa tạo điều kiện cải tạo môi trường sinh thái trong khu vực. 2.1.2.Các phương án về tuyến. Hệ thống công trình đầu mối hồ chứa Suối Các gồm các hạng mục sau: +Đập dâng chính ngăn sông. +Tràn xã lũ. +Cống lấy nước. Để đáp ứng nhu cầu cấp nước tưới cho từng giai đoạn phát triển sản xuất nông nghiệp, đồng thời xét đến các điều kiện cụ thể của khu vực Suối Các, chúng tôi đề suất ra các phương án về tuyến xây dựng công trình như sau: kPhương án I: Xây dựng hồ chứa Suối Các dể đáp ứng nhu cầu dùng nước trước mắt đến năm 2010, tưới cho 200 ha đất canh tác lúa 2 vụ và (100á150) ha đất canh tác cà phê. Với nhiệm vụ này cụm công trình đầu mối có thể xây dựng tại tuyến 1 với diện tích khống chế 11.6 Km2. kphương án II: Xây dựng hồ chứa Suối Các có khả năng sử dụng nguồn nước thượng nguồn sông Bằng với mức độ và quy mô sản suất nông nghiệp lớn hơn nhằm đáp ứng nhu cầu dùng nước lâu dài, tưới cho 300 ha lúa 2 vụ và 200 ha cà phê. Nhiệm vụ này chỉ có thể đạt được với một lưu vực có diện tích lớn hơn, qua nghiên cứu địa hình lưu vực ta thấy có thể đặt cụm công trình đầu mối tại tuyến II ở vị trí hạ lưu Suối Các với một nhánh suối có thượng nguồn sông Bằng nằm về phía bờ trái, với diện tích khống chế là 20.2 Km 2. Việc lưa chọn phương án thông qua tính toán để làm rõ các vấn đề: +khả năng cấp nước của công trình. +Quy mô công trình đầu mối và hệ thống kênh tưới. +Tính hợp lý của phương án công trình và khả năng thực hiện. Theo sự phân công của giáo viên hưóng dẫn thì trong phạm vi đồ án này chỉ tính toán theo phương án II-A. ò2.2. tính toán mực nước chết 2.2.1. Nhu cầu dùng nước. Theo nhiệm vụ công trình thì hồ chứa Suối Các chỉ cấp nước tưói cho 500ha (trong đó có 300 ha lúa và 200 ha cà phê). Diện tích tưới được tưới tự chảy bằng hệ thống kênh tưới, diện tích cà phê được tưới chủ yếu bằng biện pháp bơm trực tiếp từ hồ chứa. Nhu cầu dùng nước được tính tại đầu mối được cho như bảng sau: (103m3). Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Wg 1.325 1.208 564 346 0 0 0 215 206 745 417 966 6.174 1.2.2.Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết. 1.Chứa hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa Suối Các chứa trong suốt thời gian hoạt động của công trình. Wo >Wbcnăm.T Trong đó: Wbcnăm: Tổng lượng bùn cát bình quân năm. T : Thời gian hoạt đọng của công trình. 2. Đảm bảo khả năng tưới tự chảy. MNC > Zmin Với Zmin: Cao trình khống chế đầu kênh. 3. Đối với giao thông thuỷ ở thượng lưu, MNC phải cho phép bè qua lại bình thường. 4. MNC phải đảm bảo dung tích cho nuôi cá và các loại thuỷ sản khác. 5. Đảm bảo yêu cầu tối thiểu cho du lịch và môi trường sinh thái. 2.2.3. Tính toán MNC. Nhiệm vụ của công trình chủ yếu là tưới vì vậy để xác định MNC chỉ dựa vào hai điều kiện (1) và (2). 1. Xác định MNC theo yêu cầu chứa bùn cát. Tổng lượng bùn cát cần chứa: Wbc. Wbc =Wbcnăm.T Với : Wbcnăm: Là tổng lượng bùn cát bồi lắng bình quân năm được xác định như sau: Wbcnăm =Wll + Wdđ + Wsl. Trong đó: Wsl: Lưượng bùn cát bị sạt xuống lòng hồ do đất,đá xung quanh bờ hồ bị sạt trong thời gian 1 năm. Wsl =(0á0.01) (Wll +Wdđ). Wsl = 0 (Vì địa hình khu vực lòng hồ chứa Suối Các tương đối xoải và mức độ dâng nước của lòng hồ thấp nên đất đá xung quanh ít bị sạt lỡ). Wll: Lượng bùn cát lơ lững lắng xuống hồ chứa Suối Các trong thời gian một năm. Wdđ: Lượng bùn cát di đẫy bồi lắng xuống đáy hồ trong thời gian một năm. Theo tài liệu dòng chảy rắn đã cho thì tổng lượng bùn cát bình quân tại tuyến II là 2655 (m3/năm) vậy ta không cần tính lại Wll và Wdđ. Từ đó tình được tổng lượng bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của công trình. Wbc = 2655.50 = 132750 m3 = 0,13275.106 m3 Tra quan hệ Z ~ W ta được cao trình ứng với mức bùn cát cần chứa là : Zbc = 66.35m 2.Theo điều kiện tưới tự chảy. MNC =Zbc + d + h. Trong đó: d =(0.3 á0.5)m. Lấy d = 0.3m. h = 1m ịMNC = 67.85m. Để thỏa mãn hai điều kiện (1) và (2) ta lấy MNC = 68.0m dựa vào quan hệ Z ~ V xác định được dung tích chết Vc = 0,55.106 m3. ò2.3.Tính toán điều tiết hồ 2.3.1.Mục đích của việc tính toán điều tiết hồ. Việc tính toán điều tiết hồ nhằm xác định mực nước dâng bình thường ứng với dung tích hữu ích của hồ để đảm bảo lượng nước tưới theo tần xuất thiết kế (P=75%) đồng thời kết quả tính toán cũng cho biết quá trình mực nước trong hồ. 2.3.2.Nguyên tắc xác định. -Mực nước dâng bình thường không được vượt quá giới hạn cho phép. -Đảm bảo yêu cầu cấp nước. -Ngoài cần chú ý các vấn đề môi trường. 2.3.3 Tài liệu thuỷ văn. -Tài liệu thuỷ văn. + Quá trình nước đến với tần suất thiết kế (P=75%) + Bốc hơi phụ thêm (DZ-t) + Mực nước chết -Tài liệu thuỷ nông. + Quá trình nước dùng + Đặc trưng kho nước F = f(z), V= f(z) + Tổn thất thấm lấy bằng 1,0% dung tích hồ. ò2.3.4 tính toán mực nước dâng bình thường Mực nước dâng bình thường tính với dòng nước chảy năm thiết kế ứng với tần suất P= 75% tính đến các tuyến đầu mối sử dụng phương pháp lập bảng để tính. 1.Cơ sở của phương pháp . Để giải quyết bài toán điều tiết năm bằng phương pháp lập bảng ta tính theo hai giai đoạn . Gia đoạn 1: Tính điều tiết không kể tổn thất Giai đoạn này thưch chất là giải phương trình cân bằng nước có dạng sau: [Q-(q +qx)] DT.Ă DV Trong đó: q: Lưu lượng nước dùng qx: Lưu lượng xả thừa bình quân trong giai đoạn DT DV: Lượng nước lấy và tháo khỏi hồ chứa trong thời đoạn DT Sau khi kết thúc giai đoạn 1 ta có Vh là dung tích hiệu dụng của hồ chứa không kể tổn thất. Giai đoạn 2: Tính toán hồ chứa có kể đến tổn thất. Về mặt toán học đó chính là giải thử dần phương trình: [Q-(q+qx+qz+qf)]DT = ± DV Trong đó: qz: Lưu lượng nước ra khỏi hồ chứa nước do bốc hơi bình quân trong thơì đoạn DT. qf : Lưu lượng ra khỏi nước hồ chứa do thấm trong thời đoạn DT. 2.Các bước tính toán . - Xác định dung tích khi không kể tổn thất. Dựa vào tổng lượng nước đến WQ và tổng lượng nước dùng Wd ta xác định lượng nước thiếu của từng tháng (Vi) . Tổng lượng nước này chính là dung tích chứa khi không kể tổn thất. -Xác định dung tích hồ khi có tổn thất do thấm và bốc hơi. + Tính tổn thất của hồ chứa tháng : Wtt = Wbh +Wth Trong đó: Wbh = DZ.Fh lượng tổn thất do bốc hơi . DZ: Tổn thất phụ thêm do bốc hơi mặt hồ Fh : Diện tích mặt hồ tương ứng với dung tích hồ từng tháng . Wth = K.Vi : tổn thất thấm . K: Tiêu chuẩn thấm trong kho nước. tra bảng 9.2 (thuỷ văn công trình ). K=1% + Tính lượng tổn thất ra khỏi hồ bằng tông lượng nước cần và lượng nước tổn thất. -Tiến hành tính lượng nước thiếu của từng tháng, tổng lượng nước thiếu của từng tháng. Thiếu nước chính là dung tích hiệu dụng của kho nước khi có kể đến tổn thất. -Trình tự tính toán thể hiện trong bảng 2.2. Giải thích quá trình tính toán bảng 2.2 như sau: Cột 1: Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ lợi . Cột 2: Tổng lượng nước đến từng tháng ( lấy theo tài liệu về phân phối dòng nước chảy năm thiết kế ứng với tần suất P=75% tính đến tuyến II) Cột 3: Tổng lượng nước cần dùng từng tháng ( đã xác định ở trên ) Cột 4: Lượng nước thừa (2) >(3), (4) = (2) – (3) CộT 5: Lượng nước thiếu (3) >(2) (5) = (3) –(2) Dung tích hiệu dụng khi không kể tổn thất . Vh = ồ(5) = ….? Cột 6: Lượng nước trữ : Cột 7: Lượng nước xả thừa . Cột 8: Dung tích kho nước ở cuối mỗi thời đoạn tính toán V (8) = Vc + (6) Cột 9: Dung tích kho nước tính bình quân thời đoạn . V = (V1+V2)/2 V1: Dung tích kho nước đầu thời đoạn. V2: Dung tích kho nước cuối thời đoạn. Cột10: Dung tích mặt thoáng của kho nước tính bình quân thời đoạn ( tra từ quan hệ Z ~V và Z~F tương ứng với V). Cột11: Tổn thất phụ thêm do bốc hơi mặt hồ D Z ( tài liệu thuỷ văn ). Cột12: Lượng tổn thất do bốc hơi Wbh. Cột13: Lượng tổn thất do thấm Wth. (13) = k(9) Cột14: Tổng tổn thất . (14) = (12) + (13) Cột15: Luợng nước cần và tổng tổn thất. (15) = (14)+(13) Cột16: Luợng nước thừa. (16) = (2) – (15) Cột17: Lượng nước thiếu. (17) = (15) – (2) Dung tích hiệu dụng khi có kể đến tổn thất. Vh = ồ (17) = …?. Cột18: Lượng nước trữ. Cột19: Lượng nước xả thừa . Sau khi tính toán song nếu dung tích hiệu dụng của kho nước khi chưa kể đến tổn thất và khi có kể đến tổn thất chênh lệch nhau <5% thì kết quả tính toán đạt yêu cầu. Trong trường hợp này kết quả tính toán dung tích hiệu dụng khi không kể đến tổn thất lần 1 >5% vì vậy đã tính lại đến lần thứ 3 đủ điều kiện chênh nhau <5% và từ đó suy ra được Vh= 4,856.106m3. -Mực nước dâng bình thường H = +74,07m . Bảng 2.1:Tính dung tích hiệu dụng không kể đến tổn thất Vc = 0.55.106m3, MNC = 68m Tháng Wđ.106m3 Wd.106 m2 V+.106m3 V-.106m3 Trữ106m3 Xã thùa106m3 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 5 0.382 0.000 0.382 0.382 6 1.038 0.000 1.038 1.420 7 2.202 0.000 2.202 3.622 8 2.141 0.215 1.926 3.480 2.068 9 1.512 0.206 1.306 3.480 1.306 10 1.716 0.745 0.971 3.480 0.971 11 1.620 0.417 1.203 3.480 1.203 12 0.476 0.966 0.490 2.990 1 0.163 1.325 1.162 1.828 2 0.126 1.208 1.082 0.746 3 0.140 0.564 0.424 0.322 4 0.024 0.346 0.322 0.000 Tổng 11.5400 9.0280 3.4800 5.5480 Chương III : Xác định kích thước cơ bản của công trình ò3.1.Đặt vấn đề : Thiết kế sơ bộ các hạng mục công trình là một bước cần thiết trong thiết kế một công trình thuỷ lợi. Qua việc tính toán sơ bộ cho các phương án ta phân tích ưu nhược điểm, tính toán khối lượng để tìm ra một phương án tối ưu cả về mặt kỹ thuật cũng như kinh tế. ò3.2.Bố trí tổng thể công trình đầu mối. 3.2.1 Tuyến đập chính. 1.Vị trí. Tuyến đập được coi là hợp lý nhất là nơi dòng sông thu hẹp ( vì với tuyến đập như vậy thì thông thường, khối lượng nhỏ), đồng thời việc bố trí dẫn dòng thi công phải được thuận lợi. Việc bố trí tuyến đập có thể theo hai phương án sau: -Phương án 1: Đập được bố trí theo tuyến1, tuyến này công có diện tích lưu vực là 11.6km2. Tuyến này có ưu điểm chạy trên một triền đất lưng đồi bàng phẳng thoải dần từ gò cao ở vai đập bên trái lòng suối. Với địa hình này thuận tiện cho việc bố trí công trình đầu mối và mặt bằng thi công. Địa chất tuyến này tương đối tốt. riêng có vỉa laderit nên khi đắp đập không cần sử lý chống mất nước của hồ. Ngoài ra khi xây dựng các công trình đầu mối khác không cần có sử lý đặc biệt. Phương án 2: Đập được bố trí theo tuyến 2, Tuyến này được xây dựng tại vị trí hạ lưu Suối Các với một nhánh suối của thượng nguồn sông bằng ở phía bên trái, diện tích lưu vực khống chế là 20,2 km2. Tuyến này có địa hình thoải dần thứ 2 bên sườn đồi về phía lòng suối, địa hình cũng tương đối tốt khi đắp đập không cần có sử lý đặc biệt việc bố trí công._. trình đầu mối và mặt bằng thi công cũng tương đối thuận lợi và dễ dàng. Ưu điểm của tuyến 2 so với tuyến 1 là diện tích lớn hơn. Để đảm bảo được nhiệm vụ công trình là tưới cho 500 ha trong đó có 300 ha là lúa 2 vụ và 200 ha cà phê thì ta chọn phương án 2 để xây dựng công trình . 1.Hình thức . Căn cứ vào tình hình vật liệu tại khu vực công trình cho thấy trữ lượng vật liệu đất cố thể dùng để đắp đập lớn đủ điều kiện để xây dựng đập đồng chất mặt khác loại đập này có nhiều ưu điểm về đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, tiện lợi trong khi thi công và rẻ tiền nên chọn đập chính ngăn sông là đập đồng chất. 3.2.2. Tuyến tràn : 1.Vị trí . Căn cứ vào địa mạo tại tuyến công trình ta có 2 phương án để đặt tuyến tràn Phương án 1: Tuyến tràn bố trí ở phía bờ bên phải. Phương án 2: Tuyến bố trí ở bờ bên trái. Căn cứ vào địa hình địa mạo khu vực đầu mối ta thấy địa hình bờ phải xoải hơn vì vậy căn cứ vào điều kiện làm việc của công trình ta chọn tuyến tràn xả lũ ở đầu đập phía bờ phải. 2.Hình thức . Theo chỉ định của giáo viên hướng dẫn trong đồ án của em thì hình thức của tràn là tràn tự do ngưỡng tràn được cấu tạo theo hình thức đỉnh rộng, xả lũ kiểu dốc nước, cuối dốc là bể tiêu năng để tiêu hao năng lượng thừa của dòng chảy. 3.2.3.Tuyến cống lấy nước. 1.Vị trí. Cống lấy nước có nhiệm vụ lấy nước từ hồ chứa tưới cho 300 ha lúa 2 vụ và 200 ha cà phê. Do khu tưới chính nằm ở phía bên trái của Suối Các nên cống lấy nước và tuyến kênh đặt ở phía bờ trái của Suối Các. 2.Hình thức. Cống chọn theo hình thức cống hộp chữ nhật bằng bê tông cốt thếp. chảy không áp tháp van được đặt ở giữa mái thượng lưu đập. ò3.3. Tính toán điều tiết lũ. 3.3.1 Mục đích nhiệm vụ tài liệu sử dụng và phương pháp tính toán. 1.Nhiệm vụ. Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết dòng chảy giảm nhỏ lưu lượng mù lũ nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưu. 2.Mục đích. Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ là thông qua tính toán làm thoả mãn các yêu cầu phòng lũ đã đề ra tìm phương án hợp lý và dung tích phòng lũ của kho nước, lưu lượng xả lũ lớn nhất xã xuống hạ lưu quy mô công trình xã lũ và phương thức vận hành kho nước. 3.Tài liệu sử dụng. -Hình thức tràn: tràn đỉnh rộng ngưỡng bằng chảy tự do. -Đường đạc trưng kho nước V = f(Z). -Đường quá trình lũ và tổng lượng lũ thiết kế ứng với tần suất P = 1.5%. -Đường quá trình lũ kiểm tra ứng với tần suất P = 0.5%. -Mực nước dâng bình thường. -Bề rộng tràn cao trình ngưỡng tràn cho từng phương án. (trong đồ án này do thời gian có hạn và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn chọn chiều rộng tràn B=8m). 4.Phương pháp tính toán. Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để tính toán điều tiết lũ trong đồ án này sử dụng phương pháp bán đồ giải Potapop dể tính toán. Nguyên lý cơ bản của phương án như sau: Dựa vào phương trình cân bằng nước đến và lượng nước xã lũ của kho nước. Lượng nước đến – Lượng nước xả =Lượng trữ. Xét trong thời đoạn Dt phương trình cân bằng nước có dạng. Dt =V1 –V2 hay Qtb. Dt - qtb. Dt = DV. Trong đó: -Q1.Q2: Lưu lượng chảy vào kho ở đầu thời đoạn vf cuối thời đoạn Dt -Qtb: Lưu lượng lũ bình quân của thời đoạn đang xét. -q1,q2: lưu lượng chảy ra khỏi kho ở đầu và cuối thời đoạn Dt. -qtb: Lưu lượng xã bình quân của thời đoạn đang xét. -V1V2: Dung tích kho đầu và cuối thời đoạn. Từ công thức trên ta thấy đường quá trình nước đến và đường quá trình xả lũ quyết định dung tích phòng lũ, dung tích siêu cao…Do đó phân tích đường quá trình xả lũ là một vấn đề quan trọngtrong việc tính toán công trình. 5.Nội dung tính toán. Từ tài liệu thiết kế và đặc trưng hồ chứa theo phương pháp Potapop ta tiến hành tính toán như sau: Dt =V1 –V2 Biến đổi phương trình trên như sau: Như vậy với bất kì thời đoạn Dt nào thì vế phải đều đã biết và có: Hai quan hệ này là quan hệ phù trợ để tính điều tiết lũ thay vào phương trình trên ta có: F2=Qtb +f1. Do vậy đầu tiên ta phải xây dựng đường phù trợ f1,f2 vì trong bất kỳ thời đoạn nào biết f1và Qtb sẽ biết được f2 thông qua f2 ta sẽ biết được q2. Các bước xác định đường phù trợ như sau: Lựa chọn thời gian tính toán Dt sau đó giả thiết nhiều trị số mực nước trong kho để tính lưu lượng xã lũ tương ứng. Theo quy phạm tính toán thuỷ lợi đập tràn, lưu lượng qua đập tràn đỉnh rộng tính theo cong thức: Q = e.mồb . Trong đó: -e : Hệ số công trình hẹp bên, trong trường hợp tính sơ bộ chọn e =1. -m: Hệ số lưu lượng, trong trường hợp tính sơ bộ chọn m = 0.36. -Tổng chiều rộng tràn nước (ồb) m. -Ho: Cột nước tràn chảy tự do có kể tới lưu tốc tới gần (m). Trong trường hợp tính sơ bộ chọn Ho =H. -Từ mực nước trong kho tra trên đường quan hệ lòng hồ (Z ~ V) ta được dung tích Vk. -Tính dung tích kho kể từ cao trình ngưỡng đến mực nước trong hồ. Từ các thông số trên xác định được hai đường phù trợ f1,f2 sau khi xác định được hai đường phù trợ trên ta tiến hành tính toán để tìm ra quá trình lưu lượng xã lũ (q ~t), lưu lượng xã lũ qmax cột nước siêu cao Hsc, dung tích phòng lũ Vpl. Bảng 3.1: Xây dựng biểu đồ phù trợ TT Z(m) H(m) Q(m3/s) Vsc(m3) Vpl V/dt q/2 f1 f2 1 74.07 0.0 0.000 4851545 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 2 74.27 0.2 1.141 5190245 338700 188.167 0.571 187.596 188.737 3 74.47 0.4 3.227 5528945 677400 376.333 1.614 374.720 377.947 4 74.67 0.6 5.929 5867645 1016100 564.500 2.964 561.536 567.464 5 74.87 0.8 9.128 6206345 1354800 752.667 4.564 748.103 757.231 6 75.07 1.0 12.757 6545045 1693500 940.833 6.378 934.455 947.212 7 75.27 1.2 16.769 6883745 2032200 1129.000 8.385 1120.615 1137.385 8 75.47 1.4 21.132 7222445 2370900 1317.167 10.566 1306.601 1327.733 9 75.67 1.6 25.818 7561145 2709600 1505.333 12.909 1492.424 1518.242 10 75.87 1.8 30.807 7899845 3048300 1693.500 15.404 1678.096 1708.904 Bảng3.2:Tính toán điều tiết lũ kiểm tra TT T(giờ) Q(m3/s) Qxã(m3/s) Qbq(m3/s) Vsc(103m3) Hsc(m) Zsc(m) 1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 74.1 2 0.5 29.5 0.0 14.8 39.0 0.0 74.1 3 1.0 95.5 0.3 62.5 142.1 0.1 74.2 4 1.5 134.4 1.2 115.0 345.3 0.2 74.3 5 2.0 148.5 2.7 141.5 596.3 0.4 74.4 6 2.5 145.2 4.6 146.9 854.1 0.5 74.6 7 3.0 121.2 6.5 133.2 1084.0 0.6 74.7 8 3.5 88.9 8.2 105.1 1259.7 0.7 74.8 9 4.0 62.9 9.4 75.9 1380.7 0.8 74.9 10 4.5 41.8 10.2 52.4 1457.2 0.9 74.9 11 5.0 27.0 10.6 34.4 1500.4 0.9 75.0 12 5.5 16.7 10.9 21.9 1520.2 0.9 75.0 13 6.0 7.9 10.9 12.3 1522.8 0.9 75.0 14 6.5 2.7 10.8 5.3 1512.9 0.9 75.0 Bảng3.3: Tính toán điều tiết lũ đến. Tính toán T(giờ) Q(m3/s) Qxã(m3/s) Qbq(m3/s) Vsc(103m3) Hsc(m) Zsc(m) 1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 74.1 2 0.5 26.8 0.0 13.4 36.6 0.0 74.1 3 1.0 87.2 0.3 57.0 129.9 0.1 74.2 4 1.5 122.2 1.0 104.7 314.9 0.2 74.3 5 2.0 135.0 2.3 128.6 543.0 0.3 74.4 6 2.5 132.0 4.0 133.5 777.2 0.5 74.5 7 3.0 110.2 5.7 121.1 986.5 0.6 74.7 8 3.5 80.8 7.1 95.5 1146.9 0.7 74.8 9 4.0 57.2 8.2 69.0 1257.2 0.7 74.8 10 4.5 38.0 8.9 47.6 1327.6 0.8 74.9 11 5.0 24.5 9.3 31.3 1367.5 0.8 74.9 12 5.5 15.2 9.5 19.9 1386.5 0.8 74.9 13 6.0 7.2 9.5 11.2 1389.6 0.8 74.9 14 6.5 2.5 9.4 4.9 1381.3 0.8 74.9 Bảng 3.4: Tổng hợp kết quả tính toán từ bảng Tần suất Q trình lũ Ztràn(m) Hsc(m) Vsc(m3) qxả maxm3/s ZMNL 1.5 Qltk 74.07 0.82 1386.5 9.48 74.89 0.5 Qkt 74.07 0.9 1522.765 10.88 74.97 Chương IV: thiết kế đường tràn ò 4.1.bố trí chung. Tràn đặt bờ phải có các bộ phân sau: 1. Kênh dẫn vào. -Chiều dài kênh L =117m bao gồm cả đoạn cong đổi hướng với a =47o, R = 45m (theođiều kiệnR>5B) trong đó có một đoạn bằng đá xây có chiều dài L = 10m. Mặt kênh hình thang chiều rộng đáy mặt cắt Btràn = 8m chọn Bk = 11m. -Mái kênh m = 1,5. -Độ dốc đáy kênh i = 0,0. -Cao trình đáy kênh Zđk = 74.07m. 2. Cửa vào : -Chiều dài đoạn cửa vào L = 8m. -Mặt cắt hình chữ nhật thu hẹp dần về phía ngưỡng tràn chiều rộng mặt cắt được chọn như sau: -Btràn = 8m ⇒B = (8 á11)m. -Độ dốc đáy kênh i = 0.0. -Cao trình đáy kênh Zđk = 74.07m. -Tường và đáy làm bằng bê tông cốt thép. 3.Ngưỡng tràn. -Chiều dài ngưỡng L = 6m . -Chiều rộng ngưỡng tràn theo chỉ định của giáo viên hướng dẫn Btràn = 8m. -Ngưỡng tràn bằng có cao trình đáy 74.07m. -Điều tiết lưu lượng theo hình thức chảy tự do có xã lũ kiểu dốc nước. Cao trình đáy kênh Zđk = 74.07m. -Để đảm bảo chế độ chảy tự do qua ngưỡng sau ngưỡng bố trí bậc thụt 0,4m. 4.Đoạn kênh chuyển tiếp giữa ngưỡng tràn và dốc nước. -Chiều dài đoạn kênh L = 119m bao gồm cả đoạn cong đổi hướng với a = 620, R = 45m. -Mặt cắt kênh hình chữ nhật, chiều rộng kênh B = 8m. -Độ dốc đáy kênh i = 0.01. 5. Dốc nước. - Chiều dài đoạn dốc L = 300m. - Mặt cắt hình chữ nhật, chiều rộng mặt cắt thu hẹp trên một đoạn có chiều dài 15m với chiều rộng B từ (8á6)m. -Độ dốc i = 0.03. -Đoạn nước đổ cuối dốc ( nối tiếp với bể tiêu năng ). -Chiều dài đoạn nước đổ L = 40m. -Đoạn nước đổ có mặt cắt chữ nhật mở rộng dần theo chiều dài, chiều rộng mặt cắt thay đổi từ B = (6 á8)m. Độ chênh từ đáy cuối dốc đến đáy kênh hạ lưu là 3.0m). -Chiều dài kênh L = 437m. -Kênh có mặt cắt hình thang, chiều rộng đáy kênh B = 8 m. -Hệ số mái kênh m = 1,5. -Độ nhám lòng kênh n = 0,025. -Độ dốc đáy kênh i = 0,0005. -Đoạn đầu vào kênh cũng là sân sau bể tiêu năng được gia cố chống sói mòn bằng đá xây. ò4.2Tính thuỷ lực. 4.2.1.Ngưỡng tràn. 1.Số liệu tính toán. -Lưu lượng thiết kế: Q = 9.48m3/s. -mực nước lớn thiết kế MNLTK = 74.89m. -Cao trình ngưỡng tràn Zn= 74.07m. -Cột nước lưu lượng tràn H = 0.82m. -Chiều rộng ngưỡng tràn B = 8m. -Chiều dài ngưỡng tràn L = 6m. -Bậc thụt sau ngưỡng sâu: 0.4m(P2= 0.4m). -Chiều sâu cột nước hạ lưu bằng chiều sâu cột nước trong kênh. -Với Bt = 8m (tính với Qtk = 9,48m3/s). -Ngưỡng tràn có một khoang B = 8m , Ngưỡng bằng có xét thu hẹp ở cửa vào xác định được m = 0.36 (Tính theo công thức Q = mB H3/2). 2.kiểm tra khả năng tháo. Ngưỡng tràn có một khoảng b = 8m. Ngưỡng tràn có xét tới thu hẹp ở cửa vào từ B = (8á11)m. Xác định được m = 0.36, giả thiết chế độ chảy qua ngưỡng là chảy không ngập. Lưu lượng qua tràn được tính theo công thức Q = mBHo3/2). -Với: Ho =HT +. Vo= =1.05 (m/s). a =1 g =9.81 m/s. ⇒Ho = 0.876 m. ⇒Q = 10.46m3/s.đđảm bảo được lưu luợng lũ thiết kế. 3.tính độ sâu trên ngưỡng. Với chế độ chảy tự do theo cumin ta có: h1 =K1H. Trong đó: K1 = 0.54 (tương ứng với m =0.36 tra bảng 14-13 sổ tay thuỷ lực) H = 0.876m. h1 =0.473m. 4.2.2.Đoạn kênh chuyển tiếp giữa ngưỡng tràn và dốc nước. 1.số liệu tính toán. -Chiều dài đoạn kênh L = 117m. -Mặt cắt kênh hình chữ nhật(m = 0), chiều rộng Bk =8m. -Độ dốc dáy kênh i = 0.001. -Độ nhám lòng kênh n = 0.014. -Lưu lượng tính toán Q = 9.48m3/s. Để xác định đường mặt nước trong kênh ta phải tính toán độ sâu chảy đều ho, độ sâu phân giới hk, độ dốc phân giới ik trong kênh. -Độ sâu dòng đều ho được xác định theo phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực (agrotskin). -Trình tự tính toán như sau: +tính f(Rln) = . Trong đó: 4mo = 8.0. (tra phụ luc 8.1 bảng tra thuỷ lực). i = độ dốc (i = 0.001). Q: Lưu lượng xả lũ lớn nhất qua tràn với B =8m, tính Q = 9.48m3/s. -Tra phụ luc 8.1 bảng tra thuỷ lực đ Rln -ứng với hệ số nhám n =0.014(bảng tra thuỷ lực phụ lục 4.3). -Lập tỷ số b/Rln. -Tra phụ lục 8.3 bảng tra thuỷ lực ⇒ h/Rln. -Tính ho =(h/Rln).Rln. -Kết quả tính toán được ghi ở bảng 5.1. Bảng 4.1: Kết quả trình tự tính toán ho với Btràn chọn bằng 8m. BT Bd Qmax F(Rln) Rln B/Rln H/Rln ho 8 8 9.48 0.027 0.78 10.26 0.926 0.722 b. Tính độ sâu phân giới. Độ sâu phân giới hk xác định theo công thức: hk = . Trong đó: a: Hệ số cột nước lưu tốc (lấy a =1.0). q: Lưu lượng đơn vị (q = ). Bảng 4.2: Trình tự và kết quả tính độ sâu phân giới hk BT (m) Bk (m) Qmax M3/s Q M3/s hk (m) 8 8 9.48 1.185 0.523 c.Tính độ dộc phân giới ik Độ dốc phân giới ik xác định theo công thức sau: ik = Trong đó : Wk = b.hk XK = b + 2hk Rk = Tính Ck theo công thức : Ck = R1/6 Bảng 4.3: Trình tự và kết quả tính toán ik. Btràn bkênh Hk vk ck Rk Ck ik 8 8 0,523 4,184 9,046 0,462 62,8 0,0028 Độ sâu của dòng chảy cuối kênh. Độ sâu của dòng chảy cuối kênh chính là độ sâu phân giới hk. Định dạng đường mặt nước. Với Btràn =8m. Ta có : i hk Đường mặt nước trong kênh là là đường nước hạ b1 có độ sâu cuối kênh h = hk Vẽ đường mặt nước của kênh. *phương pháp tính toán. Sử dụng phương pháp cộng trực tiếp chia chiều dài của kênh ra từng đoạn ngắn, Đối với mỗi đoạn áp dụng công thức. DL = Trong đó : D: Hiệu số tỉ năng giữa hai mặt cắt đầu và cuối tính toán. D = 'i+1 - 'i. Với 'i+1, 'i Năng lượng đơn vị tại mặt cắt i+1 và i Trình tự tính toán: + Giả thiết các chỉ số độ sâu dòng chảy từ h0 đến hk + Với tổng giá trị h tiến hành xác định w = bk.h , X = bk + 2h, V = Q/w + Tính đại lượng = h + a V2/2g( với a = 1) đ tính được D cho từng đoạn +Tính ra R = w/X; C = R1/6 với n = 0,0014 + Tính J = V2 / C2 ; J = (Ji + Ji+1)/2+ Xác định khoảng cách DL tương ứng là SDL . Kết quả tính cho từng trường hợp thể hiện ở bảng 3 Bảng4.4 Tính đường măt nước của kênh sau ngưỡng. (Với bk = 8m, ho = 0.722m, hk = 0.523m,Q= 9.48m3/s.) H (m) w (m2) V (m/s AV2/2g (m) ' (m) D' (m) c (m) R (m) C (m0.5/s) J Jtb Dl (m) SDl (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.5230 4.184 2.266 0.262 0.785 9.046 0.463 62.815 0.0028 0.000 0.000 0.5250 4.200 2.257 0.260 0.785 0.000 9.050 0.464 62.850 0.0028 0.0028 0.006 0.006 0.5300 4.240 2.236 0.255 0.785 0.000 9.060 0.468 62.938 0.0027 0.0027 0.071 0.077 0.5340 4.272 2.219 0.251 0.785 0.000 9.068 0.471 63.007 0.0026 0.0027 0.118 0.195 0.5390 4.312 2.199 0.246 0.785 0.000 9.078 0.475 63.094 0.0026 0.0026 0.229 0.424 0.5450 4.360 2.174 0.241 0.786 -0.001 9.090 0.480 63.196 0.0025 0.0025 0.400 0.825 0.5510 4.408 2.151 0.236 0.787 -0.001 9.102 0.484 63.298 0.0024 0.0024 0.548 1.372 0.5580 4.464 2.124 0.230 0.788 -0.001 9.116 0.490 63.415 0.0023 0.0023 0.840 2.212 0.5650 4.520 2.097 0.224 0.789 -0.001 9.130 0.495 63.531 0.0022 0.0022 1.075 3.287 0.5720 4.576 2.072 0.219 0.791 -0.002 9.144 0.500 63.645 0.0021 0.0022 1.334 4.621 0.5800 4.640 2.043 0.213 0.793 -0.002 9.160 0.507 63.774 0.0020 0.0021 1.873 6.494 0.5880 4.704 2.015 0.207 0.795 -0.002 9.176 0.513 63.901 0.0019 0.0020 2.289 8.782 0.5970 4.776 1.985 0.201 0.798 -0.003 9.194 0.519 64.042 0.0018 0.0019 3.136 11.918 0.6070 4.856 1.952 0.194 0.801 -0.003 9.214 0.527 64.196 0.0018 0.0018 4.287 16.205 0.6180 4.944 1.917 0.187 0.805 -0.004 9.236 0.535 64.363 0.0017 0.0017 5.870 22.075 0.6300 5.040 1.881 0.180 0.810 -0.005 9.260 0.544 64.542 0.0016 0.0016 8.091 30.165 0.6450 5.160 1.837 0.172 0.817 -0.007 9.290 0.555 64.761 0.0014 0.0015 13.295 43.461 0.6600 5.280 1.795 0.164 0.824 -0.007 9.320 0.567 64.974 0.0013 0.0014 18.245 61.705 0.6750 5.400 1.756 0.157 0.832 -0.008 9.350 0.578 65.183 0.0013 0.0013 25.765 87.470 0.6877 5.502 1.723 0.151 0.839 -0.007 9.375 0.587 65.356 0.0012 0.0012 31.561 119.030 Dựa vào kết quả tính toán đường mặt nước ta xác định được độ sâu dòng chảy đều đầu kênh là h = 0.688m. h.Kiểm tra lại chế độ chảy qua ngưỡng. Tiêu chuẩn chảy không ngập (hn/Ho) < (hn/Ho)pg. hn: chiều sâu mực nước hạ lưu so với mặt nước trên của ngưỡng. Hn = 0.688 - 0.4 = 0.288m. Ho : cột nước tràn Ho = 0.876m. ⇒hn/Ho = 0.329 ⇒hn/Ho = 0.329 < (hn/Ho)Pg. Vậy chế độ chảy qua ngưỡng là chảy ngập như trên là đúng. 4.2.3. Dốc nước. 1.Các số liệu tính toán. Chiều dài đoạn dốc L = 300m. -Mặt cắt hình chữ nhật, chiều rộng mặt cắt B = (8á6)m. -Độ nhám n = 0.014. -Độ dốc i = 0.03. -Lưu lượng tính toán: Tính với các cấp lưu lượng khác nhau Qtk = 9.48m3/s, 3/4Qtk =5.617m3/s, 3/4Qtk = 4.74m3/s 3/4Qtk = 2.37m3/s. 2.Xác định đường mặt nước trong dốc cho các cấp lưu lượng ta phải tính toán độ sâu chảy đều ho, độ sâu phân giới hk, độ dốc phân giới ik trong dốc cho từng cấp lưu lượng. a.Tính độ sâu dòng chảy đều ho, độ sâu phân giới hk, độ dốc phân giới ik trong dốc. Với trình tự tính toán như trên ta xác định được các kết quả tính toán cho các cấp lưu lượng cho như ở bảng sau: Bảng 4.5 Trình tự và kết quả tính toán độ sâu phân giới dòng chảy đều trong dốc nước với các cấp lưu lượng. Q(m3/s) f(Rln) Rln B/Rln h/Rln ho 9.48 0.0146 0.408 14.706 0.725 0.296 5.617 0.246 0.335 17.91 0.689 0.231 4.74 0.292 0.313 19.169 0.671 0.21 2.37 0.585 0.238 25.210 0.571 0.136 Bảng 4.6: Trình tự và kết quả tính độ sâu dòng chảy phân giới hk trong dốc nước ứng với các cấp lưu lượng. Q(m3/s) q(m3/s) hk 9.48 1.185 0.523 5.617 0.702 0.369 4.74 0.593 0.329 2.37 0.296 0.207 Trình tự và tính toán kết quả tính độ dốc phân giới ik trong dốc nước ứng với các cấp lưu lượng Q(m3/s) hk ik 9.48 0.523 0.0029 5.617 0.369 0.003 4.74 0.329 0.0031 2.37 0.207 0.0034 Từ kết quả trên ta thấy i >ik ⇒ ho < hk. đường mặt nước trong dốc là đường nước hạ bII có độ sâu dầu dốc h = hk đổ xuốc tiệm cận với đường N-N. c.Vẽ đường mặt nước của dốc. Sử dụng phương pháp cộng trực tiếp ta vẽ đường mặt nước trong thân dốc ta nhận thấy dòng chảy trong thân dốc sau khi qua đoạn thu hẹp chảy xuống thân dốc có độ dốc lớn. Vì tốc độ chảy lớn mặt nước bị chộn khí và chiều sâu dòng chảy tăng lên một ít. Vì vậy tính đường mặt nước phải kể đến hàm khí nhằm mục đích xác định chiều cao tường từ đó đảm bảo không cho nước tràn ra hai bên tường. Dòng chảy trong thân dốc có kể đến hàm khí tính theo công thức. Hk = h(1 + ). Trong đó: H: chiều sâu dòng chảy trên thân dốc (các giá trị giả thiết). V: tốc độ dòng chảy tại mặt cắt tính toán V =. Các kết quả tính đường mặt nước của dốc nước với bd = 6m được thể hiện trong bảng 4.2,4.3. kKiểm tra khả năng xâm thực. Kiểm tra khả năng xâm thực với trường hợp dốc nước dẫn lưu lượng lớn nhất Qmax -Từ bảng 4.2 ta có hcd =0.3022m, Vmax =5.225m/s. -Vật liệu bê tông cốt thép khi h =0.8 ⇒ [V] =17m/s. Vmax < [V] ⇒ dốc đảm bảo không bị xâm thực. kTính chiều dày bản đáy dốc. Theo công thức của Đôbrôpski: t =0.035V. Trong đó: V: Lưu tốc trung bình dòng chảy. H: chiều sâu dòng chảy. ⇒ t = 0.35m chọn t = 0.4m. 4.2.4 Kênh hạ lưu: 1. Các số liệu tính toán: -Kênh có mặt cắt hình thang chiều rộng đáy kênh b = 8m. -Hệ số mái dốc m = 1.5. -Độ nhám lòng kênh n = 0.025. -Lưu lượng tính toán: tính với các cấp lưu lượng khác nhau: Qtk = 9.48m3/s, 3/4Qtk =5.617m3/s, 3/4Qtk = 4.74m3/s 3/4Qtk = 2.37m3/s. 2.Tính toán độ sâu dòng chảy đều trong kênh hạ lưu. Độ sâu dòng chảy đều trong kênh hạ lưu được xác định theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về mặt thuỷ lực Agrotskin. Trình tự tính toán như sau: +Tính f(Rln) = . Trong đó: 4mo = 8.424 (tra phụ luc 8.1 bảng tra thuỷ lực với m =1.5). i: độ dốc (i = 0.005). Q: Lưu lượng xả lũ lớn nhất qua tràn, Q = 9.48m3/s. -Tra phụ luc 8.1 bảng tra thuỷ lực ⇒ Rln -ứng với hệ số nhám n =0.025(bảng tra thuỷ lực phụ lục 4.3). -Lập tỷ số b/Rln. -Tra phụ lục 8.3 bảng tra thuỷ lực ⇒ h/Rln. -Tính ho =(h/Rln).Rln. Qtk = 9.48m3/s. ⇒ ho = 1.176m. Qtk =5.617m3/s ⇒ ho = 0.861m. Qtk = 4.74m3/s ⇒ ho = 0.78m. Qtk = 2.37m3/s. ⇒ ho = 0.528m. Kiểm tra khả năng sói của lòng kênh dẫn khi kênh dẫn lưu lượng lớn nhất Qmax trong trường hợp này ta có độ sâu dòng chảy đều trong kênh h = 1.176m. ⇒Vmax = = 0.83m/s <[V]kx = 1.74m/s. Chọn chiều cao mặt cắt kênh h = 1.7m. 4.2.5Tính toán tiêu năng: 1. Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng: Công trình làm việc với lưu lượng biến đổi từ 0 á Qmax = 9.48m3/s.thiết bị tiêu năng phải giải quyết vấn đề tiêu năng cho mọi cấp lưu lượng có thể trong phạm vi ấy. Do đó trong tính toán tiêu năng ta phải tính toán lưu lượng gây ra sự nối tiếp bất lợi nhất và lưu lượng đố gọi là lưu lượng tính toán tiêu năng (Qtt).Trường hợp bất lợi nhất là trường hợp nối tiếp bằng nước nhảy xa có hiệu số (hc’’-hh) lớn nhất lúc đó chiều dài đoạn chảy xiết lớn nhất và cần một chiều sâu và chiều dài bể lớn nhất. Trình tư xác định lưu lượng tính toán tiêu năng như sau: Giả thiết một số giá trị Q từ lớn dến nhỏ trong phạm vi biến đổi của lưu lượng tháo qua công trình (Qmax,3/4Qtk, 3/4Qtk, 4.3/4Qtk ). -Tính hc’’ ứng với từng cấp lưu lượng theo trình tự sau: Tính f(tc) =. Trong đó: q: Lưu lượng đơn vị q = =1.185m.(với bk = 8m là bề rộng kênh dẫn). j: Hệ số lưu tốc (j =0.95). Eo = năng lượng đơn vị của dòng chảy. Eo =hcd + + p2. Với : hcd: độ sâu dòng chảy cuối dốc. Vcd: tốc độ dòng chảy cuối dốc. P2: độ chênh giữa cao độ cuối dốc và đáy kênh hạ lưu. +Tra phụ lục bảng 5.1 bảng tra thuỷ lực ta có tcvà tc’’. +Tính hc và hc’’: hc = tc Eo, hc’’ = tc’’ Eo. -Tính độ sâu dòng chảy ở hạ lưu. Độ sâu dòng chảy ở hạ lưu đã được xác định ở phần tính toán thuỷ lực kênh hạ lưu. -Tính hiệu số (hc’’- hh) . -Vẽ đồ thị Q ~ (hc’’- hh) ta tìm trị số Q ứng với hiệu số (hc’’- hh) lớn nhất. Với trình tự tính như trên ta có kết quả bảng 6.7. (hình vẽ quan hệ Q ~ (hc’’- hh) Dựa vào quan hệ Q ~ (hc’’- hh) ta thấy Q = Qmax thì (hc’’- hh)max vậy chọn lưu lượng tính toán tiêu năng là Qmax = 9.48m3/s a.Lưu lượng tính toán tiêu năng với BT =8m, Q = Qmax = 9.48m3/s. b.Biện pháp tiêu năng. Dùng biện pháp đào bể để tạo nước nhảy ngập cuối dốc. c.Xác định kích thước bể tiêu năng. -Xác định chiều sâu bể. Trình tự tính toán như sau: Tính f(tc) =. Trong đó: Q: Lưu lượng đơn vị q = =1.185m.(với bk = 8m là bề rộng kênh dẫn). j: Hệ số lưu tốc (j =0.95). Eo: Năng lượng đơn vị của dòng chảy. Eo =hcd + + p2. Với : hcd: Độ sâu dòng chảy cuối dốc. Vcd: Tốc độ dòng chảy cuối dốc. P2: Độ chênh giữa cao độ cuối dốc và đáy kênh hạ lưu. +Tra phụ lục bảng 5.1 bảng tra thuỷ lực ta có tcvà tc’’. +Tính hc và hc’’: hc = tc Eo, hc’’ = tc’’ Eo. Nếu hc’’>hh ⇒ nối tiếp bằng nước nhảy phóng xa ⇒ phải giải quyết tiêu năng, với hh =ho =0.594m. +Sơ bộ chọn d1 = hc’’ –hh. +Tính lại hc và hc’’ như trên với cột nước E01 =Eo +d1. +Định chiều sâu nước trong bể: hb=d hc’’.(vớid =1.05). DZ = + . Với: j’ là hệ số lưu tốc ở cửa ra của bể j’ = 0.95. Tính lại độ sâu của bể d =hb – (hh + DZ). Nếu giá trị d tính ra sai khác so với d1 đã giả thiết trong phạm vi cho phép thì giá trị d1 giả thiết là đúng và đó chính là độ sâu bể cần đào. Nếu giá trị tính ra sai khác nhiều so với d1 đã giả thiết thì ta phải giả thiết lại và tính theo trình tự trên. Bảng 4.12. Trình tự tính chiều sâu đào bể. BT dgt Eo f(tc) tc tc’’ hc hc’’ hb DZ dtt Dd 8 1.018 4.71 0.122 0.033 0.306 0.154 1.44 1.754 0.106 0.993 0.026 -Kết quả tính độ sâu đào bể là d =1m. -Kiểm tra lại điều kiện nhảy ngập trong bể. Trong bể có nước nhảy ngập khi: hb= hh + DZ +d >dhc’’ Từ các thông số trên ta có: hb =1.754m. dhc’’=1.512m. ⇒hb > dhc’’. Vậy đảm bảo nước nhảy ngập trong bể, chọn chiều cao tường HT =2.3m. -Xác định chiều dài bể tiêu năng: Chiều dài bể tiêu năng được xác định theo công thức sau: Lb =3.6 hc’’ =5.18m lấy Lb =5.2m. -Xác định chiều dài sân sau: Chiều dài sân sau được xác định theo công thức: Ls =2.5Lb. ⇒Ls=13m. -Xác định chiều dày đáy bể: +Chiều dày đáy bể xác định theo công thức:tb =0.25. ⇒ tb =0.4m. 4.2.6.kích thước cơ bản. bảng 4.1.3.kích thước cơ bản của đường tràn STT Hạng mục đơn vị Kích thước 1 k Kênh dẫn: (L =127m,i = 0.00). -Chiều rộng B -Đoạn 1: Kênh đất (L =117m) -Đoạn 2: Kênh đá xây(L = 10m,H = 2.95m) -chiều dày lát đá: (m) (m) (m) 8 8 8 0.3 2 k Cửa vào: (L = 8m,i = 0.0, m = 0.0.) -Chiều rộng: +Bđầu + Bcuối -Tường bên(BTCT M200). +hđầu +hcuối +chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). -chiều dày bản đáy: +BTCT M200 +BT lót M100 (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 11 8 2.95 2.6 0.4 0.7 0.5 0.1 3 kNgưỡng tràn (L = 6m, P1 = 0 -chiều rộng B -Tường bên BTCT M200 +Chiều cao h + chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). -chiều dày bản đáy: +BTCT M200 +BT lót M100 (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 8 2.6 1.0 1.2 1.0 0.1 4 kĐoạn chuyển tiếp (L = 119m, m = 0,i = 0.002 -chiều rộng B -Tường bên BTCT M200 +Chiều cao hđầu +Chiều cao hcuối + chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). -chiều dày bản đáy: +BTCT M200 +BT lót M100 (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 8 2.6 1.2 0.4 0.6á0.8 0.4 0.1 5 kDốc nước (L = 300m, m = 0, i = 0.03.) -chiều rộng B -Tường bên BTCT M200 đoạn thu hẹp L = 15m +Chiều cao h + chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). đoạn sau L = 285m +Chiều cao h + chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). -chiều dày bản đáy: +BTCT M200 +BT lót M100 (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 6á8 0.4 0.6 0.4 0.5 0.4 0.1 6 kĐoạn nước đổ(L = 40m). -chiều rộng B +Bđầu +Bcuối -Tường bên BTCT M200 +Chiều cao hđầu +Chiều cao hcuối + chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). -Chiều dày bản đáy +BTCT M200 +BT lót M100 (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 6 8 0.4 0.5á1.0 0.8 0.1 7 kBể tiêu năng (L = 5.8m, -chiều rộng B -Tường bên BTCT M200 +Chiều cao h + chiều dày ttrên +chiều dàytdưới (ttrên +0.1HT). -chiều dày bản đáy: +BTCT M200 +BT lót M100 +Dăm lọc +cát lọc (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 8 2.3 0.4 1.0 0.8 0.1 0.1 0.1 8 k Kênh hạ lưu L = 437m, i = 0.0005, m = 1.5 -Chiều rộng Bk -chiều cao hk Đoạn 1(kênh đá xây L = 15m ) +Chiều dày lát đá Đoạn 2 Kênh đất (m) (m) (m) 8 1.1 0.3 ò4.3 Chọn cấu tạo chi tiết. 4.3.1.Kênh dẫn. Kênh dẫn có mặt cắt ngang hình thang: m = 1.5, độ dốc dấy kênh i = 0.0,chiều rộng kênh dẫn Bk = 11m, đoạn nối tiếp với ngưỡng có chiều dài L = 10m, được gia cố bằng đá xây với chiều dày lát đá là 0.3m, cao trình đáy kênh +74.07m. 4.3.2.Của vào. Cửa vào có mặt cắt hình chử nhật tiết diện thu hẹp dần về phía ngưỡng tràn có B = (11á8)m, độ dốc đáy i = 0.0, cao trình đáy cửa vào +74.07m, chiều dài đoạn cửa vào L = 8m, chiều dày bản đáy t = 0.5m,hai bên là tường cánh hướng dòng có kích thước như sau: +Chiều cao tường biến đổi dần từ 2.95má2.6m. +Bề rộng đỉnh tường t = 0.4m. +Bề dày đáy tường biến đổi từ t1 = 0.6m á0.8m theo chiều cao tường. Dùng bê tông M200 để làm bản đáy và cánh cửa vào. 4.3.3.Ngưỡng tràn. Ngưỡng tràn đỉnh rộng có mặt cắt ngang hình chữ nhật làm bằng bê tông cốt thép M200, cao trình đáy ngưỡng bằng cao trình đấy kênh thượng lưu, chiều rộng ngưỡng B = 8m, chiều dài L = 6m, chiều dày bản đáy t = 1.0m, hai bên là tường bê tông trọng lực có kích thước như sau: +Chiều cao tường h = 2.6m. +Bề dày đỉnh tường t = 1.0m. +Bề dày đáy tường t = 1.2m. +sau ngưỡng có bố trí bậc thụt0.4m. 4.3.4.Đoạn kênh chuyển tiếp giữa ngưỡng tràn và dốc nước. Đoạn kênh chuyễn tiếp làm bằng BTCT M200, có mặt cắt ngang hình chữ nhật, chiều dài L = 119m, độ dốc đáy i = 0.002, chiều rộng kênh bk = 8m,chiều dày bản đáy t = 0.4m, hai bên là tường bê tông trọng lực có kích thước như sau: +chiều cao tường biến đổi từ h1 = 2.6m đến h2 = 1.2m. +Bề dày đỉnh tường t = 0.4m. +Bề dày đáy tường biến đổi từ (0.8á0.6)m theo chiều cao tường. 4.3.5.Dốc nước. Dốc nước làm bằng BTCTM200, có mặt cắt ngang hình chữ nhật chiều dài L = 300m, độ dốc đáy i =0.03, chiều rộng dốcbiến đổi B = (8á6)m,chiều dày bản đấy t = 0.4m, hai bên là bê tông trọng lực có kích thước như sau: kĐoạn dốc thu hẹp L = 15m, bề rộng b = 6m. -Chiều cao tường h = 1.3m. -bề dày đỉnh tường t = 0.4m. -Bề dày đáy tường t = 0.6m. kĐoạn còn lại L = 285m, bề rộng B = 8m. -Chiều cao tường h = 1m. -Bề dày đỉnh tường t = 0.4m. -Bề dày đáy tường t = 0.5m. 4.3.6.Đoạn nước đổ. Đoạn nước đổ làm bằng BTCTM200 có mặt cắt hình chữ nhật tiết diện mở rộng về phía bể tiêu năng có B = (6á8)m, chiều dài L = 4m, chiều dày bản đáy t = 0.8m, hai bên là tường cánh hướng dòng có kích thước như sau: +Chiều cao tường biến đổi từ 1m đến 2.3m +Bề dày đỉnh tường t = 0.4m. +Bề dày đáy tường biến đổi từ t1 = 0.5á1.0m theo chiều cao tường. 4.7.3.Bể tiêu năng. Bể tiêu năng làm bằng BTCT M200, có mặt cắt hình chữ nhật, chiều dài Lb = 5.8m, hciều rộng bể B = 10m, chiều dày bản đáy t = 0.8m, hai bên là tường bê tông trọng lực có kích thước như sau: +Chiều cao tường h = 2.3m. +bề dày đỉnh tường t = 0.4m. +Bề dày đáy tường t = 1.0m. 4.7.4.Kênh hạ lưu. Kênh hạ lưu có mặt cắt ngang hình thang: m = 1.5m, độ dốc đáy kênh i = 0.005, chiều rộng kênh dẫn Bk = 8m,đoạn ngay sau bể tiêu năng có chiều dài L = 40m gia cố bằng đá xây với chiều dày lát đá là 0.3m với chiều cao là 1.1m, đoạn còn lại la kênh đất. Chương v: thiết kế đập đất ò5.1. Tính toán các kích thước cơ bản của đập. 5.1.1 Các thông số và chỉ tiêu tính toán. -Bề rộng tràn thiết kế: BT =8 m. -Mực nước hồ. -Mực nước dâng bình thường MNDBT = 74.07m. -Mực nước lũ thiết kế MNLTK = 74.89m. -Tần suất gió: + P5%,V = 21,6m/s. + P50% ,V = 16,7 m/s. + Độ vượt cao an toàn. +Tương ứng với MNLTK: a1 = 0,4m +Tương ứng với MNLTK : a2 = 0,3m 5.1.2.Cao trình đỉnh đập Khi xác định cao trình đỉnh đập một mặt cần đảm bảo trong các trường hợp xảy ra lũ và sóng vỗ nước vẫn không tràn qua đỉnh đập, mặt khác cần xác định được các trường hợp có khả năng xẩy ra sự cố để cao trình đỉnh đập đã xác định được không quá thấp hoặc quá cao. Một trong hai trường hợp trên đều dẫn đến không an toàn hoặc lãng phí. Dựa trên nguyên tắc cao trình đỉnh đập được xác định theo công thức sau: Z1 = MNLTK +D h1 +hsl1 +a1 Z2 = MNLTK +D h2 +hsl2 +a2 Trong đó : D h1, D h2: Độ chếch do gió ứng với gió tính toá._. xác định hệ số K1. Trên đoạn AB lấy điểm O1, R1⇒xác định được cung trượt (1)theo phương pháp Ghecxevanop với giả thiết khối trượt là vật thể rắn cung trượt là một lăng trụ tròn, áp lực thấm được truyền ra ngoài thành áp lực thuỷ tỉnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm. Chia khối trượt thành n dải có hệ số là b(m) b = R/m. Trong đó: R bán kính cung trượt. m số nguyên 10, 20… Ta có công thức tính như sau: K = . Trong đó: ji,Ci là góc ma sát trong, lực dính đơn vị ở đấy của dải thứ n. Nn = Gncosan. Tn = Gnsinan. Gn = b(SgiZi). gi: dung trọng tự nhiên hoạc dung trọng bảo hoà của đất thuộc dải. Zi: chiều cao phần đất thuộc dải ứng với gi. để thuận tiện ta lập thành bảng tính cho các cung trượt. a.trường hợp 1: thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là MNHLmax = 0.6m Kmim = 1.278 b.Trường hợp 2.Thượng lưu là MNLTK, hạ lưu là MNHLmax =0.6m. Kmim = 1.237 Trong phạm vi đồ án này vì thời gian có hạn và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn ta chỉ tìm cho phạm vi điểm B1 ở chân đập và lấy Kmimmin = Kmim=1.237 4.Đánh giá tính hợp lý của mái. Mái đập đảm bảo an toàn về trượt sâu nếu thoả mãn điều kiện : Kmim>[K]. [K]: phụ thuộc vào cấp công trình và tổ hợp tải trọng, tra theo bảng P1-7 giáo trình đồ án môn học thuỷ công ). Với tổ hợp cơ bản [K] = 1.15. Với tổ hợp đặc biệt [K] = 1.05. để đảm bảo điều kiện kinh tế thì phải thoã mãn điều kiện K < 1.15[K]. với cả hai trường hợp ta đều có [K]<K<1.15[K]. vậy mái hạ lưu chọn như trên là hợp lý. `` ò5.5 Chọn cấu tạo chi tiết. 5.5.1.Đỉnh đập. Vì mặt đập không sử dụng làn đường giao thông vì vậy chỉ phủ một lớp đá dăm dày 20 cm, để đảm bảo cho việc đi lại trong quá trình khai thác, và mĩ quan của công trình mặt đập làm dốc về hai phía với độ dốc i = 2% để nước trên mặt đập do mưa hoặc sóng có thể dễ dàng chảy suống. 5.5.2 Bảo vệ mái đập . Bảo vệ mái đập thượng lưu : Do mái thượng lưu chịu nhiều tác động của nhiều loại lực phức tạp nên cần thiết phải gia cố mái, đề phòng sói lở do sóng gây ra, đồng thời loại trừ được các tác dụng khác. Giới hạn trên của phần gia cố lấy đến đỉnh đập, còn giới hạn dưới của phần gia cố lấy thấp hơn mực nước chết của hồ một đoạn. Z1 = 2hs1% = 2.1,16 = 2,32m. Vì vậy phạm vi gia cố của mái thượng lưu từ cao trình (+ 65,7 á +76,7)m Khi tính toán lớp bảo vệ mái dựa vào chiều cao sóng lớn nhất ( theo tần suất và mức đảm bảo sóng lớn nhất được quy định bởi quy phạm. Ta có : hs = 1,.16<1,25 Chọn lớp gia cố bằng đá lát chiều dày được tính theo công thức . t = 1,7 Trong đó : : dung trọng hoà đá = 2,6 (t/m2) dung trọng nước = 1,0 (t/m2) m : hệ số mái thượng lưu m = 3,0 h: chiều cao của sóng : h = 1,16m Thay số vào ta có : t = 0,31m chọn t = 30cm Bảo vệ mái hạ lưu : Dưới tác dụng của gió, mưa, động vật đào hang có thể gây hư hỏng mái dốc hạ lưu. Vì vậy mái dốc hạ lưu cần được bảo vệ bằng hình thức phủ một lớp đất màu rồi trồng cỏ lên trên. Trên mái có đào một rảnh nhỏ nghiêng với trục đập một góc 45o Trong rảnh bỏ đá răm để tập chung nước mưa từ các rảnh tập trung vào mương ngang bố trí ở cổ đập mương ngang có độ dốc về 2 bên bờ để nối với móng dọc dẫn nước vào hạ lưu. ở đoạn sườn dốc có bố trí áp mái phần chân đập với chiều cao là 2m. 5.5.3 Nối tiếp đập với nền. Để sử lý mặt tiếp giáp thân đập và nền phải đi một lớp đất dày 0,5m tại vị trí lòng sông phải bốc đi một lớp đất dày 1m. Vì đất đắp đập và đất nền khác nhau nên ta bố trí chân răng dưới thân đập. Chân răng cấu tạo cắm vào sâu vào nền với độ sâu 1m , chiều rộng chân răng chọn là 5m đủ để bố trí thi công bằng máy. 5.5.4 Nối tiếp đập với bờ. Nối tiếp đập với bờ cần thoả mãn các yêu cầu của với đập và nền: ậ chỗ nối tiếp với bờ thiết bị chống thấm phải cắm sâu vào đá tốt hoạc đá ít phong hoá. Khi tầng thấm nằm sâu trong bờ phải cắm thiết bị chống thấm ở một khoảng nhất định. Mặt nối tiếp giữa thân đập và bờ không đánh cấp, không làm quá dốc không cho phép làm dốc ngược. Chương Vi: thiết kế cống lấy nước ò6.1 Chọn tuyến và hình thức cống. 6.1.1.Tuyến cống. Cống lấy nước nằm ở phía bờ trái đập, trục cống đặt trên lớp đất 2 là đất bột bazan pha chứa ít sạn sỏi mùa nâu, nâu sẫm trạng thái khô cứng, kết cấu chặt. Vì xống đặt dưới đập đất mực nươc thượng lưu khi lấy nước thay đổi nhiều từ MNC đến MNDBT nên hợp lý nhất là chọn cống ngầm lấy nước không áp, vật liệu làm cống là BTCT mặt cắt cống hình chữ nhật, dùng tháp van để khống chế lưu lượng, trong tháp van có bố trí van công tác và van sửa chữa. Vị trí đặt tháp van sơ bộ đặt ở khoảng giữa mái đập thượng lưu tại vị trí đặt cống. 6.1.2.Sơ bộ bố trí cống. + Chọn cao trình đáy cống ở cửa vào là +67m. + Sơ bộ xác định chiều dài cống: L = 56.9m. + Đoạn trước cửa van: L1 = 13m. + Đoạn sau cửa van L2 = 43.9m. ò6.2.Thiết kế kênh hạ lưu 6.2.1Mục đích. Thiết kế kênh hạ lưu cống làm căn cứ cho việc tính toán thuỷ lực cống. 6.2.2.Thiết kế mặt cắt kênh. -Lưu lượng thiết kế kênh là lưu lượng lớn nhất yêu cầu lấy Q = Do thời gian có hạn và tài liệu chưa được đầy đủ và được sự chỉ định của giáo viên hướng dẫn lấy Qtk= 0.72m3/s. Sơ bộ chọn chỉ tiêu thiết kế như sau : -Độ dốc đáy kênh lấy từ (1/300 đến 1/500) theo như TAMHT công lấy i = 2.10-4 -Độ nhám lòng kênh (từ 0.0225 đến 0.025) theo tiêu chuẩn VN (4118-85) lấy n=0.025 -Hệ số mái kênh ;m=1.5 Ta cần xác định chiều rộng đáy kênh b và chiều sâu dòng chảy h -Sơ bộ chọn dòng chảy trong kênh theo công thức : h0=0,5(1+Vkx) (Theo ĐAMH thuỷ công) Trong đó : Vkx là vận tốc cho phép không xói mòn (xác định theo TCVN411885) Vkx= KQ0,1 K: hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh , ở đây là đất sét pha vừa ⇒k =0.62(tài liệu )và Qtk= 0,7m3/s Thay số ⇒Vkx = 0,599m3/s Thay số vào công thức tính h0 ⇒h0 = 0,716m -Xác định bề rộng b theo phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi nhất thuỷ lực Tính f(Rln) = Với 4m0 = 8,424(tra bảng thuỷ lực với m=1.5) I=2.10-4, Q = 0,7m3/s thay số vào ta được: ⇒f(rln) =0.165 + Tra phụlục 8.1 bảng tra thuỷ lực với n= 0.025 ⇒ Rln = 0,496 lập tỷ số ; = 1.44m + Tra phụ lục 8.3 bảng tra thuỷ lực ta có = 1.937m ⇒b = 0.961m Chọn b = 1.0m tính tại h ta được h = 0,74m. Kiểm tra tỷ số , thường khống chế trong khoảng 2 đến 5. Tuy nhiên với trong đồ án với kênh có lưu lượng nhỏ nên kênh không cần kiểm tra tỷ số -Chọn mặt cắt kênh có b = 1m ,h = 1,2m (đẩm bảo điều kiện kiểm tra trong cống ) 6.2.3 Kiểm tra điều kiện không xói không lắng Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa nên làm lượng bùn cát trong nước nhỏ không cần kiểm tra điều kiện bồi lắng, chỉ cần kiểm tra điều kiện không xói Điều kiện để lòng sông không bị xói lở : Vmax <Vkx Trong đó: Vkx Vận tốc cho phép không xói trong kênh Vkx = 0,599m/s Vmax :Vận tốc lớn nhất tính lưu lượng theo Qmax với Qmax = K.qkt Với Qtk =0,72m3/s K: hệ số ,phụ thuộc Q ,có thể lấy k = 1.2 Vậy Qmax = 0.864m3/s Để xác định được Vmax khi đã biết Qmax và mặt cắt kênh ta phải xác địng độ sâu h tương ứng trong kênh (bằng phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực ) từ đó tính được Vmax = Qmax/w Vmax = Tính toán như trên ta xác định được hmax = 0. 987m theo giá trị Qmax. ⇒ Vmax = 0,353m/s vậy Vmax = 0,353m/s < Vkx = 0,599m/s ⇒Mặt cắt kênh đã thiết kế là hợp lý vậy ta có các thông số của kênh hạ lưu như sau -Bề rộng đáy kênh bk = 1,0m -Chiều cao của bờ kênh h = 1,2m -Độ dốc đáy kênh i = 0,0002 -Hệ số mái m = 1,5 -Hệ số nhám n = 0,025. ò6.3.Tính toán khẩu diện cống 6.3.1.trường hợp tính toán. Khẩu diện cống được tính với trường hợp chênh lệch mực nước thượng lưu nhỏ và lưu lượng tương đối lớn. ở đây tính với trường hợp là MNC = 68.0m, hạ lưu là mực nước khống chế đầu kênh Zkc = 67.4m (tài liệu đã cho trang 19). Chênh lệch mực nước thượng hạ lưu khi đố là: [DZ] = MNC-Zkc = 0.6m. Lúc này để lấy đủ lưu lượng thiết kế cần mở hết cửa van. Trong đó: Z1:Tổn thất cột nước ở cửa vào. Zp:Tổn thất cột nước do khe phai. Zl:Tổn thất cột nước qua lưới chắn rác. Zv:Tổn thất cột nước qua khe van. Z2:Tổn thất cột nước ở cửa ra. 6.3.2 Tính bề rộng cống. Bề rộng cống phải đủ lớn để lấy được lưu lượng cần thiết Q khi chênh lệch mực nước thượng hạ lưu [DZ] đã khống chế tức phải đảm bảo điều kiện: SZi ≤ [DZ] Trong đó: SZi là tổng cột nước tổn thất trong cống. SZi= Z1 + Zp + Zl + Zv + Z2 + iL. Với i là độ dốc cống L là chiều dài cống. Để vừa đảm bảo yêu cầu về lấy nước, vừa đảm bảo yêu cầu về kinh tế ta xác định bề rộng bc sao cho: SZi ằ [DZ]. Tính bc theo phương pháp thử dần. Chọn tính toán với 3 giá trị bc = 0.8m, bc = 0.9m, bc = 1.0m. Với mỗi giá trị bc giá trị tổn thất được xác định như sau: 1.Tổn thất tại cửa ra. Dòng chảy từ bể tiêu năng ra kênh hạ lưu coi như sô đồ đập tràn đỉnh rộng chảy ngập. Z2 = . Trong đó: B: bề rộng ở cuối bể tiêu năng b = bk =1m. Q: Lưu lượng tính toán Q = 0.72m3/s. Hh: Chiều sâu nước hạ lưu ứng với lưu lượng tính toán Q,hh=0.74. jn: Hệ số lưu tốc khi chảy ngập, jn =0.96. Vb: Lưu tốc bính quân trong bể tiêu năng. Giả thiết chiều sâu bể d = 0.5m ⇒Vb = Với: btb = (bc+ bk).0.5. 2.tính tổn thất dọc đường Coi dòng chảy trong cống là đều với độ sâu hh = hh + Z2 khi đó tổn thất dọc đường chiều dài cống iL với i là độ dốc cống xác định như sau: I = Trong đó: v,C tính với bề rộng cống bc và chiều sâu h1. 3.Tổn thất qua khe phai. Zp= 2xp Bố trí 2 phai có kích thước 0.2.0.2m. xp:hệ số tổn thất qua khe phai theo quy phạm tính toán toán thuỷ lực cống dưới sâu xp = 0.10. V:Vận tốc dòng chảy sau khe phai. 4.Tổn thất qua lưới chắn rác Zl= 2xl xl: Hệ số tổn thất qua lưới chắn rác, theo cẩm nang thuỷ lực ta có: xl = b d,b là chiều rộng thanh lưới và khoảng cách giữa hai thanh chọn d = 10mm,b = 80mm. a: Góc nghiêng của lưới lựa chọn a = 80o . b: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện thanh lưới, với thanh b = 1.79. ⇒ji =0.11. V: vận tốc dòng chảy sau lưới chắn rác. 5.tổn thất cục bộ tại khe van. Tại tháp van bố trí khe van rộng 0.3m Zv= 2xv xv: Hệ số tổn thất qua khe van,xv = f = 0.10. (tra theo quy phạm cống dưới sâu). V: Vận tốc dòng chảy sau cửa van. 6.Tổn thất cửa vào. Tổn thất cửa vào xác định theo công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy ngập: Z1 = . Trong đó: jn: Hệ số lưu tốc khi chảy ngập jn = 0.96. e: Hệ số công trình hẹp bên ở cửa vào e = 0.98. w: Diện tích mặt cắt ướt sau cửa vào w= bch. Vo: Lưu tốc tới gần (bỏ qua lưu tốc tới gần ⇒Vo = 0. Kết quả tính toán tổn thất được trình bày ở bảng 6.1. Bảng 6.1:Tính toán bề rộng cống. stt Thông số Đơn vị Bề rộng Cống 0.800 0.900 1.000 1 Q m3/s 0.720 0.720 0.720 2 Bk m 1.000 1.000 1.000 3 Hh m 0.740 0.740 0.740 4 jv 0.960 0.960 0.960 5 dgt m 0.500 0.500 0.500 6 Vb m/s 0.672 0.637 0.605 7 Z2 m 0.029 0.032 0.034 8 h1 m 0.769 0.772 0.774 9 v m2 0.615 0.695 0.774 Khi 2.339 2.443 2.547 10 R m 0.263 0.284 0.304 11 C m0.5/s 32.021 32.435 32.795 12 i 0.0051 0.0036 0.0045 13 L m 56.900 56.900 56.900 14 IL m 0.289 0.204 0.256 15 xv 0.100 0.100 0.100 16 H2 m 1.058 0.976 1.030 17 v2 m2 0.846 0.879 1.030 18 Zv m 0.007 0.007 0.005 19 x1 0.110 0.110 0.110 20 H3 m 1.065 0.983 1.035 21 v3 m2 0.852 0.885 1.035 22 Zl m 0.008 0.007 0.005 23 xp 0.100 0.100 0.100 24 H4 m 1.073 0.990 1.040 25 v4 m2 0.859 0.891 1.040 26 Zp m 0.007 0.007 0.005 27 e 0.980 0.980 0.980 28 H5 m 1.080 0.997 1.045 29 v5 m2 0.864 0.897 1.045 30 Z1 m 0.040 0.037 0.027 31 SZ m 0.380 0.294 0.332 Giải thích các đại lượng tính toán bảng 5.1. Hàng1: Lưu lượng tính toán . Hàng2: Chiều rộng kênh hạ lưu. Hàng3: Cột nước hạ lưu. Hàng4: Hệ số lưu tốc khi chảy ngập. Hàng5: Chiều sâu bể giả thiết. Hàng6: Vận tốc bình quân trong bể tiêu năng. Hàng7: Tổn thất cột nước tại cửa vào. Hàng8: Chiều sâu dòng chảy đều trong kênh h1 = hh + Z2. Hàng9: Diện tích mặt cắt ướt tương úng với chiều sâu h1 Hàng10: Bán kính thuỷ lực Hàng11: Trị số C tính theo công thức ma ninh C = .R1/6 Hàng12: Độ dốc cống Hàng13: Chiều dài cống L = 56,9m Hàng14: Tổn thất dọc đường Hàng15: Hệ số tổn thất sau cửa van Hàng16: Cột nước sau cửa van h2 = h1+ i.L Hàng17: Diện tích mặt cắt cót sau của van Hàng18: Tổn thất sau cửa van Hàng19: Hệ số tổn thất sau qua lưới chắn nước Hàng20: Cột nước sau lưới chắn rác h3 = h2 +Zv Hàng21: Diện Tích mặt ướt sau lưới Hàng22: Tổn thất cột lưới qua lưới Hàng23: Hệ số tổn thất qua khe phai Hàng24: Cột nước sau khe phai h4 = h3+Z1 Hàng25: Diện tích mặt cắt ướt sau khe phai Hàng26: Tổn thất qua khe phai Hàng27: Hệ số công trình hẹp bên e Hàng28: Cột nước sau cửa vào h5 = h4+Zp Hàng29: Diện tích mặt cắt ướt sau cửa vào Hàng30: Tổn thất tại cửa vào Hàng31: Tổn thất từ cửa vào đến cửa ra Theo kết quả tính toán ở trên hợp lý nhất là chọn bc= 0.8m nhưng theo điều kiện cấu tạo để tiện cho việc kiểm tra, sữa chữa đảm bảo điều kiện thi công thì b³ 1á1,2m. Vậy chọn bc = 1.0m và i = 0.0045 tiến hành tính lại DZ theo trình tự đã nêu trên ta có SDZ = 0,332 < (DZ) = 0,6m 6.3.3Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống. 1.Chiều cao cống. Chiều cao cống phải đủ để không cho nước trạm vào trần cống trong quá trình làm việc và kiểm tra sửa chữa. hc = h1 + D Trong đó: h1 Độ sâu dòng chảy trong cống h1 = 0.774m D: Độ lưu không D = 0.5á1.0m chọn D = 0.826m Theo điều kiện cấu tạo, thường khống chế hc ³ 1.6m để tiện kiểm tra sửa chữa ⇒ hc = 1,6m 2.Cao trình đặt cống. -Cao trình đáy cống ở cửa vào : Zc = MNC - h -SZi Trong đó: h là độ sâu của dòng chảy đều trong cống khi tháo lưu lượng thiết kế Qtk, h= 1.029m (giá trị h2 ở bảng tính khi thay b =1 và i = 0.0045) SZi: Tổn thất cục bộ cửa vào, khe van, khe phai, lưới chắn rác, khi tháo lưu lượng thiết kế Qtk SZi = 0.0425m ⇒Zv = 66,93m Cao trình đáy cống ở cửa ra: Zr = Zv- iL Với Zv = 66,96m iL = 0,256m ⇒ Zr = 66.67m ò6.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính tiêu năng 6.4.1. Mục đích. Khi mực nước thượng lưu cao chỉ mở một phần cửa van để khống chế lưu lượng. Do năng lượng của dòng chảy lớn, dòng chảy ngang sau cửa van thường là dòng chảy xiết, nối với dòng chảy êm ở hạ lưu qua nước chảy cần tính toán để: -Kiểm tra xem có nước chảy xảy ra trong cống không. -Xác định chiều sâu bể cần thiết để giới hạn nước chảy ngang sau cửa ra của cống để tránh xói lở kênh hạ lưu. 6.4.2 Trường hợp tính toán. Tính với trường hợp thượng lưu là MNDBT, lưu lượng tháo là lưu lượng lớn nhất Qmax = 1,2Qtk = 0,864m3/s 6.4.3 Xác định độ mở cống. Tính theo sơ đồ chảy qua lỗ cống Q =ja.a.bc Trong đó: j : Hệ số lưu tốc tại mặt cắt co hẹp j = 0.95 a : Hệ số công trình hẹp đứng Ho’: Cột nước tính toán trước cửa van a: Độ mở cửa van Ho’ = Ho -hw Ho = H+ , Do lưu tốc tới gần nhỏ nên coi như = 0 H: Cột nước trước cống H = MNDBT-Zc Với MNDBT = 74,07m Zc = 66,93 ⇒ H = 7,14m ⇒ H0 = H= 7,14m hw: Tổn thất cột nước từ cửa vào cho đến cửa van được xác định theo công thức: hw =Z1 +hd Trong đó: Z1 : Tổn thất cột nước tại cửa vào Z1 = x1. Với V1: Là vận tốc dòng chảy ngang tại mặt cắt cửa vào. V1 = với Q = 0,64m3/s w = b.h ⇒ V1 =0,54m/s x1: Hệ số tổn thất ở cửa vào, với cửa vào thuận (theo bảng tra thuỷ lực x1=0,2,trường hợp mép trần ,thuận) ⇒ Z1 = 0,0029m hd: Tổn thất dọc đường ; hd = l. Trong đó: l Hệ số ma sát dọc đường tính theo công thức l = Với C = .R1/6 R = . w = 1.6 m2 c = b+2h = 4,2m ⇒ R = 0,381m⇒ C= 33,05(m0,5/s) ⇒ l = 0,072 ⇒ hd =0,009m vậy hw =0,0119m H0 = H0 -hw =7,13m Hệ số co hẹp đứng a phụ thuộc vào tỉ số . Xác định a theo phương pháp thử dần của Jucoxki -Tính F(tc) = Với Q = 0,864m3/s j = 0,95 bc = 1m Ho’ = 7,13m ⇒ F(tc) = 0,0477 Từ F(tc) = 0,0477 ⇒t = 0,611(theo phụ lục 16.1 bảng tra thuỷ lực) ⇒tc=0,0108(theo phụ lục 15.1bảng tra thuỷ lực) ⇒ hc =tc.Ho’ VớiHHH tc = 0,0108 Hc’ = 7,13 ⇒ hc = 0,077m. Mặt khác hc = a.a⇒ a=(với a=0,611). ⇒a =0,126m. 6.4.3. Kiểm tra trạng thái chảy trong cống. Nước chảy sẽ không sảy ra khi hai điều kiện sau được thoả mãn: hr <hk hr,hh’ Trong đó: hr : Độ sâu dòng chảy ở cuối dốc hh’ : Độ sâu liên hợp của dòng chảy ở hạ lưu tính toán 1.Vẽ đường mặt nước tìm độ sâu cuối cống hr. Định tính : Cần xác định hc, h0, hk. Độ sâu công trình hẹp sau van hc = 0,077m. Độ sâu phần dưới hk: tính với kênh chữ nhật. hk = Với: q = = 0,864m3 /s. a = 0,611 g = 9,81m2/s ⇒ hk = 0,3584m/s Độ sâu dòng chảy ho. Biết Q,bc,i tìm ho phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về mặt thuỷ lực + Tính f(Rln) = Với 4m0 =8,0 (bảng tra thuỷ lực khi m=0) I = 0,0045 Q =0,864m3/s ⇒ f(Rln) = 0,621 Tra phụ lục 8.1 bảng tra thuỷ lực ta có Rln = 0,306m + Lập tỷ số: =3,268m⇒ tra phụ lục 8.3 ta có = 2,472m ⇒ h0 = Rln() = 0,741m Với hc= 0,077m hk= 0,3584m h0=0,74m Vậy ta có hc <hk<h0 do đó dạng đường mặt nước trong ống là đường nước dòng Ci b. Định lượng : Xuất hiện từ mặt C-C vẽ về cuối cống . Mặt cắt C-C cách cửa van một đoạn l = 1,4a = 0,18m Dùng phương pháp cộng trực tiếp để xác định đường mặt nước với chiều dài tính toán đường mặt nước trong dốc nước đã trình bầy ở phần thiết kế tràn (kết quả tính toán thể hiện ở bảng 6.2). Bảng tính toán 6.2 kết quả tính toán đường mặt nước trong cống (C1) Từ kết quả như bảng tính trên ta nhận thấy ta nhận thấy hh<hk không thoả mãn ⇒ xảy ra nước chảy trong cống. 1.Xác định vị trí nước chảy trong cống và chiều dòng chảy sau nước chảy . Vận dụng về sự nối tiếp xét một đoạn cống có nước chảy trong cống. Trước nước chảy là một đoạn kênh chảy xiết theo đường C1 bắt đầu từ mặt cắt công trình hẹp có độ sâu ho đến mặt cắt 1.1 có độ sâu hc’, sau nước chảy là nước chảy êm theo đường b1 bắt đầu mặt cắt 2-2 có độ sâu h”’r và tận cùng của cửa ra có độ sâu hr=hh=1,03m Cách xác định vị trí nước chảy như sau: Vẽ đường mặt cắt C1 bắt đầu từ mặt cắt C-C có độ sâu co hẹp hc (bảng 6.2). Vẽ đường C1’’ liên hiệp với C1 (bằng cách lấy một số điểm trên đường C1 và tính ra độ sâu liên hiệp tương ứng ). -Lùi đường C1’’ về phía hạ lưu một đoạn bằng chiều dài nước chảy (Ln) tương ứng với độ sâu h0’’ được đường C1’’’ . Chi tiết tính toán ghi ở bảng 6.3. -Trong đó : h0 = -Chiều dài nước chảy tính theo cong thức kinh nghiệm của Saphoranet ln = 4,5.h’’0 l: là khoảng cách từ mặt cắt công trình hẹp C-C đến mặt cắt 1-1 có độ sâu h trước nước chảy tương ứng. Vẽ đường b1 bắt đầu từ cửa ra có độ sâu hr vẽ ngược về phái thuỷ lưu. Đường b1 cắt đường C’’’1 tại điểm S có độ sâu h’. Đố chính là độ sâu sau nước chảy có thể sảy ra trong cống. Trên đây là phương pháp tính toán nhưng do thời gian có hạn và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn ở đồ án này không trình bày cụ thể. ò6.5.Chọn cấu tạo chi tiết 6.5.1.Cửa vào, cửa ra. Yêu cầu của cửa vào và cửa ra là sự nối tiếp thuận với kênh thượng và hạ lưu Cống. Tường hướng dòng được bố trí theo hình thức mở rộng dần. Góc chụm của hai tường hướng dòng ở cửa vào là 20o, và cửa ra có bề rộng cống bằng bề rộng đáy kênh, các tường cánh được làm theo hình thức hạ thấp dần theo mái. Bể tiêu năng cấu tạo bố trí ở cửa ra của cống có chiều dài L = 7.0m chiều sâu d = 1.0m làm bằng bê tông cốt thép M200. Chiều dày bản đáy t=40cm, đáy có lỗ thoát nước, sau bể bố trí một đoạn kênh bảo vệ hạ lưu có chiều dài. Lss = 2,5.Lb =17,5m bằng đá xây có chiều dày bản đáy t = 30cm. 6.5.2 . Thân cống. 1.Mặt cắt. Cống hộp làm bằng bê tông cốt thép mác 200 để tại chỗ , mặt cắt ngang có kết cấu khung cứng các góc được vát kích thước 20.20cm để tránh ứng xuất tập trung, chiều dày thành cống chọn theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm và yêu cầu cấu tạo, kích thước như hình vẽ. Hình 6.5: Mặt cắt ngang cống. 1.Phân đoạn cống . Do cống dài để tránh rạn nứt không đều ta bố trí các khe, nối chia cống thành từng đoạn, chiều dài mỗi đoạn là l= 15m tại khe nối đặt thiết bị chống rò rỉ nước được làm bằng Hình 6.6a: Khớp nối ngang. Hình 6.6b: Khớp nối đứng 2.Nối tiếp thân cống với nền. Cống được đổ trực tiếp lên một lớp bê tông dày 10cm. 3.Nối tiếp thân cống với đập. Dùng đất xét đập kỹ nện chặt thành một lớp bao quanh thân cống dài 0,8m cho đỉnh đập và 0,6m cho đáy cống và xung quanh chỗ nối cống và xung quanh tại chỗ nối tiếp các đoạn cống được làm gờ để nối tiếp với đất tốt hơn. Hình vẽ 6.5 6.5.3.Tháp van. Tháp van được bố trí ở khoảng giữa mái đập thượng lưu tại tháp van bố trí các van công tác và van sửa chữa, phía trên tháp có bố trí nhà để máy đóng mở và thao tác van. Chương Vii: Chuyên đề kỹ thuật tính toán kết cấu bể tiêu năng tràn ò7.1. Mục đích Xác định nội lực trong các bộ phận của bể tiêu năng tràn trong các trường hợp làm việc khác nhau, để từ đó bố trí cốt thép và kiểm tra tính hợp lý của kích thước của bể tiêu năng để chọn. ò7.2. Trường hợp tính toán. Khi tính toán kết cấu bể tiêu năng cần tính toán các trường hợp sau: -Trường hợp 1: Công trình mối thi công xong, trên bố trí tải trọng xe máy. -Trường hợp 2: Công trình mối xã lũ xong, đất sung quanh cón bão hoà nước. -Trường hợp 3: Hồ chứa nước ở MNDBT. -Trường hợp 4: Khi hồ xả lũ với lưu lượng thiết kế. -Trường hợp 5: Hồ xả nhanh suống hạ lưu. Tronh đồ án này tính với trường hợp1 với trường hợp 2 ò7.3. Các tài liệu cơ bản. 7.3.1 Vật liệu làm bể tiêu năng là BTCT M200. 1.Bê tông. Rn = 90kg/cm2. Rn = 11.5kg/cm2. Rk = 7.5kg/cm2. Eb = 240.10-2 kg/cm. 2.Cốt thép chịu lực: thép CT5 có: Ra =2700kg/cm2, Rkc = 2.1.106kg/cm2 N = = 8.75. 7.3.2. Đất đắp sau tường. Đất đắp lưng tường là đất có các chỉ tiêu cơ lý như sau: gk = 1.49(T/m3), W = 23%. gw = gk (1+W) = 1.833(T/m3), jw = 19o, CW = 0.28kg/cm2 = 2.8T/m2) n = 0.45, gbh = gk + ngn = 1.94(T/m2). gđn = gbh - gn = 0.94(T/m2). jbh = 17o, Cbh = 2.24(T/m2). Ka = tg2(45o - ) = 0.509, Ka’ = tg2(45o - ) = 0.548. 7.3.3 Cấp công trình và các chỉ tiêu tính toán: công trình cấp 4 với: -Hệ số tin cậy Kn = 1.1. -Hệ số tổ hợp tải trọng: +Tổ hợp cơ bản: nc = 1.0. +Tổ hợp đặc biệt: nc = 1.0. +tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công: nc = 0.95. -Hệ số vượt tải. +Trọng lượng bản thân công trình: 1.05(0.95). +áp lực bên của đất:1.2. +áp lực thẳng đứng do trọng lượng của đất: 1.1(0.9). +áp lực thuỷ tĩnh, thấm:1.0 +Hoạt tải:1.1. -hệ số điều kiện làm việc: +Kết cấu có chiều dầy t = 60cm, mb3 = 1.15. +Kết cấu bê tông mb4 = 0.9. +Cốt thép( khi tính theo trạng thái giới hạn 1), ma = 1.1. ò7.4.tính toán kết cấu bể tiêu năng. Cấu tạo: Mặt cắt ngang tại bể có chiều rộng đáy b =8m (trong lòng) chiều cao h = 2.3m, chiều dày tường tđỉnh = 1.0m, tđáy = 1.0, chiều dày bản đáy: 0.8m 7.4.1tính toán nội lực. 1.trường hợp mới thi công xong trên bờ có áp lực xe máy. a.Lực tác dụng cho)1m dài). káp lực đất: Zo = . Trong đó: C = 2.8T/m2. gw = 1.833T/m2. Ka = 0.509. Thay số⇒Zo = 4.28m. vậy Zo >H do đó không cần xét áp lực đất. káp lực ngang do tải trọng xe(qx = 3T/m2)với chân tường: E2 = qx.Ka.H.n Với: Ka = 0.509 H = 2.3m n = 1.1 ⇒E2 = 4.215(T). káp lực đẩy từ nền do trọng lượng tường. Qn = . Trong đó: H = 2.3m. ttb = 0.7m. gbt = 2.5(T/m3). nt:Hệ số vượt tải trọng lượng bản thân công trình nt = 1.05 ⇒ qn = 0.97T/m. b.Nội lực: kmặt cắt chân tường: M = E2 ⇒M = 4.847(T). Q = E2 = 4.215(T). kMặt cắt bản đáy: M = 4.847(T) Q = qn = 3.88(T). kMặt cắt giữa bản đáy: M = 2.4.847 + qn = 1.934(Tm).(căng dưới). 2.Trường hợp mới xả lũ xong đất lưng tường bảo hoà nước. a.lực tác dụng cho 1m dài. -áp lực đất. Zo = . Trong đó: C = 2.24T/m2. gdn = 0.94T/m2. K’a = 0.548. Thay số⇒Zo = 6.438m. vậy Zo >H do đó không cần xét áp lực đất. káp lực ngang do tải trọng xe(qx = 1.2(T/m2)với chân tường: E2 = qx.K’a.H.n Với: K’a = 0.509 H = 2.3m n = 1.2 ⇒E2 = 1.815(T). káp lực nước khi đất bảo hoà nước. E3 = gnH2n với gn = 1(T/m3). E3 = 2.645(T). káp lực đảy từ nền do trọng lượng tường. qn = 0.97 + gn(H + t). với t = 0.8m ⇒ qn = 4.07(T/m). b.nội lực: kMặt cắt chân tường: M = E2 + E3 ⇒M = 4.115(T). Q = E2 + E3 = 4.46(T). kMặt cắt bản đáy: M = 4.115(T/m) Q = qn = 16.28(T). kMặt cắt giữa bản đáy: M = 2.4.115 + qn = -24.33(Tm).(căng trên). 3.Biểu đồ bao nội lực: kMặt cắt chân tường. M = 4.847(Tm). Q = 4.46(T). kMặt cát đầu bản đấy. M = 4.847(Tm). Q = 16.28(T). kMặt cát giữa bản đấy. M- = -24.33(Tm).căng trên M+ = 1.934(Tm).căng dưới. Q = 0 7.4.2 Tính toán cốt thép. 1.Mặt cắt chân tường: -h = 100cm, a = a’ = 5cm, ⇒ho = 95cm (chiều dày lớp bảo vệ),b = 100cm. Tính toán cốt thép theo cấu kiện chịu uốn với sơ đồ tính toán như sau: (Hình vẽ sơ đồ) theo công thức: A= . Trong đó: Kn = 1.1 Nc = 1.0. Mb = 1.15. Ho = 95cm. Mtt = 4847T/m = 4847000kg/cm ⇒ A= 0.057. ta có a = 1 - = 0.058 < ao = 0.65(tra phụ lục 11giáo trình BTCT). Từ đó ta tính được: Fa = b hoa = 19.20cm chọn Fa = 8f18 = 20.36cm2. Tính toán cốt xiên. Chỉ tính toán khi thoả mãn điều kiện: k1mb4Rkbho < knncQ (k1 = 0.6 lấy đối với trường hợp đối với dầm) thay số vào ta được: k1mb4Rkbho = 38.47. knncQ = 4.906 Như vậy k1mb4Rkbho > knncQ cho nên không cần đặt cốt xiên. Thép lớp trong (Cấu tạo). Chọn Fa’= 8f16 = 16.08 cm2. kKiểm tra nứt: Điều kiện không bị nứt là: ncMtc [ Mn = g1Rkc Wqđ. trong đố : Wqđ = :Momen chống uốn của tiết diện quy đổi. xn: chiều cao vùng nén. Xn = Thay số vào ta được: xn = 48.61cm. Jqđ = + nFa(ho - xn)2 + nFa’(xn- a’)2. Jqđ: Mô men quán tính của mặt cắt. Thay số vào ta được:Jqđ = 9003626.63cm4. ⇒Wqđ = 175201.92cm3. g1 = mhg mh = 0.9 + = 0.083 ⇒g1 = 1.72 Mn = 178091734(kg.cm) NcMc = 4.847(Tm). Vậy ncMc<Mn⇒kết cấu không bị nứt. 2.mặt cắt đầu bản đáy. -h = 80cm, a = a’ = 5cm, ⇒ho = 95cm (chiều dày lớp bảo vệ),b = 100cm. Tính toán cốt thép theo cấu kiện chịu uốn với sơ đồ tính toán như sau: theo công thức: A= . Trong đó: Kn = 1.1 nc = 1.0. mb = 1.15. ho = 95cm. Mtt = 4847T/m = 4847000kg/cm ⇒ A= 0.009. ta có a = 1 - = 0.009 < ao(tra phụ lục 11giáo trình BTCT). Từ đó ta tính được: Fa = b hoa = 2.35cm chọn Fa = 4f9 = 2.54cm2. Tính toán cốt xiên. Chỉ tính toán khi thoả mãn điều kiện: 0.6.m4Rk < dt = thay số vào ta được: k1m4Rk =2.65 dt = 4.05 Như vậy k1mbRk <dt cho nên không cần đặt cốt xiên. Thép lớp trong (Cấu tạo). Chọn Fa’= 4f9 = 2.54cm2. kKiểm tra nứt: Điều kiện không bị nứt là: ncMtc [ Mn = g1Rkc Wqđ. trong đố : Wqđ = :Momen chống uốn của tiết diện quy đổi. xn: chiều cao vùng nén. Xn = Thay số vào ta được: xn = 39.94cm. Jqđ = + nFa(ho - xn)2 + nFa’(xn- a’)2. Jqđ: Mô men quán tính của mặt cắt. Thay số vào ta được:Jqđ = 4321146.8cm4. ⇒Wqđ = 107866.86cm3. g1 = mhg mh = 0.9 + = 0.083 ⇒g1 = 1.79 Mn = 22220439.3(kg.cm) NcMc = 508935(Kg.cm). Vậy ncMc<Mn⇒kết cấu không bị nứt. 3.Mặt cắt giữa bản đaý. -h = 80cm, a = a’ = 5cm, ⇒ho = 75cm (chiều dày lớp bảo vệ),b = 100cm. Tính toán cốt thép theo cấu kiện chịu uốn với sơ đồ tính toán như sau: theo công thức: A= . Trong đó: Kn = 1.1 nc = 1.0. mb = 1.15. ho = 95cm. Mtt = 4847T/m = 4847000kg/cm ⇒ A= 0.092. ta có a = 1 - = 0.092 < ao(tra phụ lục 11giáo trình BTCT). Từ đó ta tính được: Fa = b hoa = 24.04cm chọn Fa = 8f320 = 25.13cm2. Tính toán cốt xiên. Chỉ tính toán khi thoả mãn điều kiện: 0.6.m4Rk < dt = thay số vào ta được: k1m4Rk =2.65 dt = 4.05 Như vậy k1mbRk <dt cho nên không cần đặt cốt xiên. Thép lớp trong (Cấu tạo). Chọn Fa’= 8f20 = 25.13cm2. kKiểm tra nứt: Điều kiện không bị nứt là: ncMtc [ Mn = g1Rkc Wqđ. trong đố : Wqđ = :Momen chống uốn của tiết diện quy đổi. xn: chiều cao vùng nén. Xn = Thay số vào ta được: xn = 40cm. Jqđ = + nFa(ho - xn)2 + nFa’(xn- a’)2. Jqđ: Mô men quán tính của mặt cắt. Thay số vào ta được:Jqđ = 4805390cm4. ⇒Wqđ = 120134.76cm3. g1 = mhg mh = 0.9 + = 0.083 ⇒g1 = 1.79 Mn = 2572974(kg.cm) NcMc =2554650(Kg.cm). Vậy ncMc<Mn⇒kết cấu không bị nứt. Kết luận Trong thời gian 14 tuần thiết kế đồ án tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Thuỷ Công và đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Chiến đã trực tiếp hướng dẫn, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn với đề tài là Thiết kế hồ chứa Suối Các thuộc xã Hoà Hiệp huyện Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Trong thời gian làm tốt nghiệp em cố gắng học hỏi các thầy giáo, bạn bè cùng lớp. Đã đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đồ án tốt nghiệp. Điều đó đã giúp em tổng hợp, hệ thống lại những kiến thức mà các thầy cô giáo đã truyền đạt trong 5 năm học tại trường. Giúp em hiểu sâu hơn nắm vững hơn kiến thức cơ bản về kỹ thuật thuỷ lợi. Nhưng do thời gian có hạn trình độ,kinh nghiệm còn hạn chế, nên bản thiết kế đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai sót và khiếm khuyết. Em rất mong được các thầy chỉ bảo thêm để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình đồng thời giúp em tránh những sai sót trong quá trình công tác sau này. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong trường. Cảm ơn tổ môn thuỷ công đặc biệt em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành nhất đến thầy giáo Nguyễn Chiến đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo tận tình giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Em xin kính chúc các thầy mạnh khoẻ hạnh phúc. tài liệu tham khảo 1. Giáo trình thuỷ công tập I và tập II. 2. Các ví dụ tính toán thiết kế cống đồng bằng 3. Quy phạm thiết kế cống. 4. Sách tính toán nền các loại công trình thuỷ lợi. 5. Giáo trình nền và móng. 6. Giáo trình cơ học đất. 7. Giáo trình thuỷ lực tập I và tập II. 8. Giáo trình bê tông cốt thép. 9. Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi tập I, tập II và tập IV. 10. Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu công trình. Thiết kế cống 13. Các tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 50-60-90 TCVN 4118-85 QPTL C1-78 QPTL C8-76 TCVN 4116-85 TCVN 4253-86 TCXDVN 285-2001 Quy trình thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép công trình thuỷ công. End. ._.