Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 5
PHẦN I . TÌNH HÌNH CHUNG 5
CHƯƠNG I : ĐIỀU KIÊN TỰ NHIÊN 6
1-1. Đặc điểm địa hình 6
I. Vị trí địa lý 6
II. Điều kiện địa hình, điạ mạo 6
1-2. đặc đIểm khí tượng thuỷ văn 6
I. Đặc trưng khí tượng 6
II. Đặc trưng Thuỷ văn dòng chảy 7
1-3. Tình hình địa chất và vật liệu xây dựng 8
I. Địa chất công trình 8
II. Địa chất thuỷ văn 9
III. Vật liệu xây dựng 9
1-4. các tài liệu khác 10
1. Đường đặc tính dung tích hồ nước 10
2-Đường quá trình lũ thiết kế: Được cho ở bảng sau: 11
3-Bình đồ khu vực đầu mối tỷ lệ là : 1/500 11
4-Mặt cắt địa chất tuyến đập tỷ lệ là : 1/500 11
5-Đơn giá xây dựng 11
6-Đường quan hệ mực nước và lưu lượng tuyến hạ lưu 11
7-Quan hệ mực nước và đà gió 12
CHƯƠNG II
TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG 13
PHÁT TRIỂN THUỶ LỢI 13
13
2-1. Tình hình dân sinh kinh tế 13
1. Dân sinh kinh tế 13
2-2. phương hướng phát triển thuỷ lợi 13

5.2.2. Mái và bảo vệ mái đập: 38
5.2.3. Thiết bị chống thấm: 40
5.2.4. Thiết bị thoát nước thân đập: 41
5.2.5. Tầng lọc ngược: 42
5.3. Tính toán thấm qua đập và nền: 42
5.3.1. Mục đích: 42
5.3.2. Các trường hợp tính toán: 43
5.3.3. Các mặt cắt tính toán: 43
5.3.4. Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán: 43
5.3.5. Tính thấm cho mặt cắt lòng song: 44
5.3.7. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi trái: 55
5.3.8. Tính tổng lượng thấm: 58
5.4. Kiểm tra ổn định đập đất: 59
5.4.1. Mục đích và nhiệm vụ: 59
5.4.2. Trường hợp tính toán: 59
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 80
5.1 KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA TRÀN 80
5.1.1 Mục đích, yêu cầu tính toán: 80
5.1.2 Xác định hệ số co hẹp bên 80
5.1.3 Xác định hệ số lưu lượng m 81
5.1.4 Xác định lưu tốc tới gần Vo 81
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
2
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
5.1.5 Kiểm tra khả năng tháo lũ qua tràn 82
5.2 BỐ TRÍ CHUNG ĐƯỜNG TRÀN 82
5.2.1 Vị trí tuyến tràn: 82
5.2.2 Bố trí các bộ phận đường tràn: 82
5.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG TRÀN 84
5.3.1 Xác định đường mặt nước trên ngưỡng tràn: 85

7.4. Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng: 134
7.4.1 Trường hợp tính toán: 134
7.4.2 Xác định độ mở cống: 135
7.4.3 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống: 137
7.4.4 Tiêu năng sau cống: 147
7.5 Cấu tạo cống: 147
7.5.1 Cấu tạo cửa vào và cửa ra: 147
7.5.2 Thân cống: 148
7.5.3 Tháp van: 150
7.6 Tính toán các lực tác dụng lên cống: 151
7.6.1 Mục đích và các trường hợp tính toán: 151
7.6.2 Tính toán lực tác dụng lên cống: 152
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
3
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
KẾT LUẬN 159
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 160
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
4
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
MỞ ĐẦU
Huyện Đông Triều tỉnh Quảng Ninh là một huyện nằm trong vùng núi
non trùng điệp kế tiếp nhau, rải rác có những thung lũng nhỏ hẹp , nhiều rừng
và địa hình tương đối dốc. Trong khu vực gồm có 51.950 người gồm có hai
dân tộc chính là Kinh và Mường. Nghề chính là nông nghiệp với diện tích
canh tác chủ yếu là lúa và hoa màu với 1.100 ha.
Ngoài ra còn có nghề rừng và chăn nuôi gia súc, gia cầm . Ruộng đất
canh tác chủ yếu là vụ Hè _ Thu còn vụ Đông _ Xuân đa số ruộng đất bị bỏ
hoang vì không có nước tưới. Do vậy đời sống nhân dân có nhiều khó khăn
về kinh tế do tổng thu nhập bình quân theo đầu người là dưới 250 kg trên đầu

Sườn núi tương đối dốc, đặc biệt ở những vùng ven sông có chỗ vách núi
thẳng đứng, toàn bộ lưu vực được phủ một lớp đất dày từ 3m đến 8m.
Độ cao trung bình của lưu vực : 110m
Diện tích lưu vực ( kể tuyến công trình) là 38km
2
Chiều dài lưu vực từ đường phân lưu xa nhất đến công trình là 7,5km.
Độ rộng trung bình của lưu vực là 5,1km.
Chiều dài sông chính Ls = 8km
Độ dốc trung bình của sông Js = 1.08%
1-2. đặc đIểm khí tượng thuỷ văn
I. Đặc trưng khí tượng
Khí hậu lưu vực có tính chất miền núi do ảnh hưởng của địa hình địa mạo
mang tính chất miền núi , nó chịu ảnh hưởng của gió mùa, có hai mùa rõ rệt:
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
6
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
+ Mùa nóng mưa nhiều, lượng mưa khá lớn không khí ẩm ướt, gió
chính là gió đông nam, mùa này kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10.
+ Mùa lạnh ít mưa, trời rét đậm, kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4,
hướng gió chính là hướng Đông Bắc.
Lượng mưa tập trung vào tháng 7, tháng 8 , tháng 9 và gây lũ lớn vào cuối
tháng 8, đầu tháng 9.
Tài liệu cơ bản về khí tượng ghi ở bảng sau:
Bảng 1 : Các yếu tố khí hậu

Yếu tố Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất
Lượng mưa bình quân nhiều
năm
1760
Nhiệt độ trung bình

/s) 1,30 1,02 0,63
Bảng 4: Dòng chảy kiệt thiết kế
Tần suất P%
25 50 75
Lưu lượng Qp(m
3
/s) 0,95 0,79 0,47
Bảng 5: Dòng chảy lũ thiết kế
Tần suất P%
1,0 1,5 10
Lưu lượng Qp(m
3
/s) 350 275 225
Tổng lượng Wp(10
6
m
3
) 7,6338 5,5044 4,824
♦Hàm lượng bùn cát trong nước So = 110 g/m
3

λ
=1,55 T/m
3
, n = 40% ,
ϕ
=18°
1-3. Tình hình địa chất và vật liệu xây dựng
I. Địa chất công trình
Địa chất khu vực tuyến công trình có cấu tạo như sau:

Chỉ số
dẻo
Độ dẻo
B
Góc ma sát ϕ°
Lực dính C (kg/cm
2
)
Tự
nhiên
Ướt Tự nhiên Ướt
20,8 0,89
25°30′ 20°10′
0,794 0,656 3.10
-7
II. Địa chất thuỷ văn
Mực nước ngầm ở sâu trong tầng đá, không có ảnh hưởng xấu đến sự
ổn định và làm việc của công trình . Khi hồ có nước mực nước ngầm sẽ xuất
hiện có khả năng nâng cao trong khu vực.
III. Vật liệu xây dựng
Người ta đã tiến hành khảo sát các bãi đất đắp đập ở khu vực xây dựng.
Kết quả khảo sát chọn được 3 bãi và có các chỉ tiêu cơ lý sau:
Bảng 7 : Chỉ tiêu cơ lý của các bãi vật liệu
Tên
bãi
Khối lượng
(10
3
m
3

(ε)
Độ
rỗng
n(%)
Độ bão
hoà G%
Giới hạn
chảy
Wc(%)
Giới hạn
dẻo
Wd(%)
Chỉ số dẻo
Wn(%)
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
9
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
2,88 1,08 36,26 81,6 51,5 35,8 15,7
2,73 0,91 37,77 81,1 41,5 28,3 13,35
2,73 0,91 36,42 81,8 41,5 28,3 13,2
Độ dẻo
B
Góc ma sát trong ϕ
0
Lực dính C (kg/m
2
) Hệ số thấm
K(m/s)
Tự nhiên Ướt Tự nhiên Ướt
-0,94 25

- Đá: Quanh khu vực xây dựng có núi đá có khai thác bằng mìn .
- Cát, sỏi khai thác tại các bãi sông phía hạ lưu trữ lượng khoảng
100.000m
3
1-4. các tài liệu khác
Trong quá trình tính toán, thiết kế hồ chứa còn sử dụng các tài liệu sau:
1. Đường đặc tính dung tích hồ nước
Đường đặc tính dung tích hồ nước cho ở bảng sau:
Bảng 8: Đường đặc tính dung tích hồ nước

Z m 130 135 140 145 150 151 152 153
V(10
6
) m
3
0,02 2,3 3,8 4,6 5,5 6,7 7,8 9,0
154 155 156 157 158 159 160 161 162 163
10,4 11,8 13,5 15,2 17,0 18,6 20,3 22,0 23,8 25,5
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
10
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
2-Đường quá trình lũ thiết kế: Được cho ở bảng sau:
Bảng 9: Đường quá trình lũ
Ti
Qi
0,2
%
Qi
1,0
%

Z (m) 128,5 130 131 132 133
Q (m
3
/s) 0 14 60 210 454
7-Quan hệ mực nước và đà gió.
Bảng 11: Quan hệ giữa mực nước và đà gió được cho ở bảng sau:
Z(m) 159 163 165
D(km) 1,1 1,4 1,9
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
12
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
CHƯƠNG II
TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG
PHÁT TRIỂN THUỶ LỢI
2-1. Tình hình dân sinh kinh tế
1. Dân sinh kinh tế
Trong khu vực công trình đầu mối có số dân là 51.950 người gồm hai
dân tộc chính là Kinh và Mường. Nghề chính là nông nghiệp với diện tích
canh tác là 1.100 ha. Ngoài ra còn có nghề rừng, chăn nuôi gia súc, gia cầm.
Ruộng đất canh tác chủ yếu là một vụ ( chủ yếu là vụ Hè Thu ) còn vụ Đông
Xuân đa số là ruộng đất bỏ hoang vì không có nước tưới.
Để có nước tưới cho vụ mùa và một số vụ chiêm, nhân dân ta đã xây dựng
các phai đập tạm, các phai đập này hàng năm phải mất công tu bổ sửa chữa
sau những mùa mưa bão, đặc biệt là mùa lũ.
Bình quân lương thực theo đầu người dưới 250 kg/ người. Đời sống nhân
đân còn nhiều khó khăn vất vả.
2. Đời sống xã hội
Do đa số nhân dân trong vùng có mức sống thấp, lại ít được đầu tư về cơ
sở vật chất nên làm cho trình độ dân trí của nhân dân trong vùng nhìn chung
là thấp, không được chú trọng, các mối quan hệ xã hội cũng không mật thiết,

lại dòng chảy, trữ lại lượng nước thừa trong mùa mưa để đáp ứng nhu cầu
dùng nước trong các tháng mùa khô.
Đầu mối sẽ bao gồm các hạng mục sau:
- Một đập tạo thành hồ chứa nước với chiều cao khoảng 30
÷
40 (m).
- Một cống lấy nước có cửa van điều tiết để lấy nước tưới ruộng.
- Một đường tròn xả lũ đảm bảo an toàn cho đầu mối và hạ lưu công
trình.
- Hồ Cầu Cuốn được xây dựng sẽ đảm bảo chủ động tưới cho tổng diện
tích nông nghiệp là 1.100 ha trong cả hai vụ.
♦Các thông số cơ bản của công trình đầu mối như sau:
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
14
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
1.Hồ chứa nước
- Cao trình mực nước dâng bình thường : 160(m)
- Dung tích hồ ứng với MNDBT : 20,3 x 10
6
m
3
- Cao trình mực nước chết (MNC) : 140(m)
- Cao trình bùn cát lắng đọng ( tương ứng với tuổi thọ của công trình ) là :
135 (m)
- Dung tích hiệu dụng : 15,65 x 10
6
m
3
2.Cống lấy nước
- Lưu lượng lấy qua cống tương ứng với mức nước công tác thấp nhất của

Khu vực này có địa hình tự nhiên gồm ba quả núi tương đối cao , nằm gần
nhau làm cho địa hình bị thu hẹp lại thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa, còn
phía hạ lưu địa hình thoải và mở rộng dần.
Vì vậy ta chọn tuyến đập chạy từ bờ trái qua điểm TĐ ( có cao trình
182,17) vắt ngang qua lòng suối sang điểm Đ3 (cao trình 177,5) và sang bờ
phải qua điểm PĐ (có cao trình 176,0m) .
Đây là tuyến đập ngắn nhất , hai vai đập gối lên hai bên sườn núi dốc ,
nền đập có cấu tạo bao gồm có một lớp sét nhẹ lẫn sỏi sạn mỏng phía trên
cùng , tiếp đến là một lớp sét nặng lẫn sỏi sạn khoảng 810m nằm trên lớp sa
thạch Alơbrolít và diệp thạch ít nứt nẻ, thuận tiện cho việc xây dựng công
trình .
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
16
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
Theo điều kiện về vật liệu xây dựng tại khu vực xây dựng đập ta thấy vật liệu
đá , sỏi có nhưng không lớn và phải khai thác đá bằng mìn và chuyên chở
trong lúc đó khối lượng đất lại lớn, dễ khai thác, chủ yếu là thịt pha cát và á
sét, chất lượng tốt với một số chỉ tiêu như :
- Dung trọng khô: 1,591.61 T/m
3
- Hệ số thấm: 1,5.10
-5
m/s thích hợp với việc đắp đập.
Vì vậy ta chọn hình thức đập là đập đất đồng chất.
II. Tuyến và hình thức tràn xả lũ
Theo điều kiện địa hình và vị trí tuyến đập, ta chọn vị trí tuyến tràn đặt
ở bên bờ phải của đập vì theo tuyến này tràn sẽ nối tiếp với suối cũ thuận
dòng đổ ra xa chân đập hơn . Địa hình ở đây dốc tương đối đều, thi công dễ
dàng hơn . Mặt khác khu tưới nằm chủ yếu bên bờ trái, địa hình thấp hẳn
xuống không thích hợp cho việc bố trí tràn xả lũ.

− Tần suất lũ thiết kế : P=1,0%
− Tần suất lũ kiểm tra : P=0,2%
− Mức bảo đảm tưới : P=85%
− Tần suất gió lớn nhất tính toán : P=4%
− Tuổi thọ công trình : 50 năm
− Hệ số tin cậy : k=1,15
− Hệ số điều kiện làm việc : m=1
− Hệ số an toàn chung xác định theo công thức : [K] =1,15n
c
+ Đối với tổ hợp tải trọng cơ bản ( n
c
=1) : [K] = 1,15
+ Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt ( n
c
=0,9 ) : [K] = 1,035
− Hệ số lệch tải :
+ Với trọng lượng bản thân công trình : n=1,05(0,95)
+ Áp lực thẳng do trọng lượng đất gây ra : n=1,2(0,9)
+ Áp lực bên của đất : n=1,2(0,8)
+ Trọng lượng lớp đất đá trên đường hầm : n=1,10
+ Áp lực nước trực tiếp lên bề mặt công trình và nền, áp lực nước
đẩy ngược, áp lực nước thấm, áp lực kẽ rỗng : n=1,0
+ Áp lực bùn cát : n=1,2
+ Tác động của động đất : n=1,1
+ Áp lực nước bên trong đường hầm, kể cả nước va : n=1,0
− Nếu dùng vật liệu địa phương thiết kế đập đất thì theo TCVN 8216-
2009
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
18
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long

- Quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ F – Z – V;
- Cao trình MNDBT = 160 m;
- Hình thức tràn xả lũ là tràn dọc chảy tự do, ngưỡng đỉnh rộng không
có cửa van điều tiết, cao trình ngưỡng tràn = MNDBT;
- Đường quá trình lũ ứng với tần suất lũ thiết kế P = 1% và lũ kiểm tra
P = 0,2%
- Bề rộng tràn: B
tr
= 15 m.
- Yêu cầu :
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
20
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
+ Xác định đường quá trình xả lũ q ~ t.
+ Xác định mực nước lớn nhất trong kho ( MNLTK và MNLKT).
+ Xác định dung tích siêu cao V
sc
.
4.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN
4.2.1 Phương pháp tính toán:
Để tính toán điều tiết lũ ta có rất nhiều phương pháp:
+ Phương pháp lập bảng;
+ Phương pháp bán đồ giải;
+ Phương pháp đồ giải.
Trong đó phương pháp điều tiết lũ của Pôtapốp tương đối đơn giản và
cho kết quả khá chính xác nên trong đồ án em chọn phương pháp điều tiết lũ
của Pôtapốp.
4.2.2 Nguyên lý tính toán:
+ Dựa vào phương trình cân bằng nước: Giữa lượng nước đến và lượng nước
xả lũ của kho nước : Lượng nước đến – Lượng nước xả = Lượng nước trữ

2
: lưu lượng xả đầu và cuối thời đoạn ∆t.
V
1
, V
2
: Dung tích kho đầu và cuối thời đoạn ∆t.
q : Lưu lượng xả bình quân thời đoạn.
C
s
: Tham số biểu thị công trình.
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
21
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
+ Phương trình thủy lực qua công trình xả lũ: q = f(V) (4.2)
Hai phương trình (5.1) và (5.2) là những phương trình cơ bản của tính toán
điều tiết lũ.
Từ phương trình cơ bản:
( ) ( )
122121
2
1
2
1
VVtqqtQQ
−=∆+−∆+
(4.3)
Biến đổi thành:



=
Đặt













+
∆
=






−
∆
=
2
2
2

qq +
t∆
= V
2
- V
1
(4-4)
Trong đó:
Q
1
, Q
2
: Lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán
t
∆
.
q
1
, q
2
: Lưu lượng xả tương ứng ở đầu và cuối thời đoạn tính toán
t∆
.
V
1
, V
2
: Dung tích nước có trong hồ ở đầu và cuối thời đoạn
t
∆

2
+ 0,5.q
2
) = 0,5.(Q
1
+ Q
2
) + (
t
V
∆
1
- 0,5.q
1
) (4-6)
Như vậy ở đây với bất kì thời đoạn
t
∆
nào đó thì vế phải đều đã biết và có:
q = f
1
(
t
V
∆
- 0,5.q)
q = f
2
(
t

ở thời
đoạn trước thay cho q
1
ở thời đoạn sau cứ như thế vẽ đường quá trình lưu
lượng xả lũ q ~ t.
Hình 4.1 : Dạng đường phụ trợ f
1
,f
2
SVTH: Đặng Thanh Bỉnh Lớp: NT4-52CD
23
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Long
4.2.3.2. Các bước tính toán:
Bước 1: Xây dựng biểu đồ phụ trợ f1, f2:
Chọn thời đoạn tính toán Δt = 1h, giả thiết các mực nước trong hồ và tính
lưu lượng xả tương ứng dựa theo phương trình thuỷ lực.
Dựa vào quan hệ Z ~ V, ứng với các mực nước giả thiết ở trên tìm ra
dung tích hồ tương ứng là
k
V
, từ đó tìm được:
V = V
k
- V
tl

với V
tl
: dung tích hồ trước lũ, tràn không có cửa van thì V
tl

1
+ Q
tb

Từ f
2
tra trên biểu đồ ngược lại sẽ được q
2
, là lưu lượng xả ở cuối thời
đoạn.
Bước 3: Tính tương tự cho các thời đoạn khác cho đến hết bằng cách lấy
lưu lượng xả ở cuối thời đoạn trước là lưu lượng xả ở đầu thời đoạn sau.
Bước 4 : Từ đường quá trình lũ đến và xả lũ, ta xác định được dung tích
phòng lũ và mực nước lớn nhất trong hồ.
4.2.3.3. Hình thức công trình xả lũ:
Khi tính toán điều tiết lũ theo các bước trên ta không xác định được
phương trình thuỷ lực một cách cụ thể. Phương trình này là phương trình thuỷ
lực qua công trình xả lũ, vì vậy các thành phần của nó phụ thuộc vào hình
thức công trình xả lũ.
Kiểu tràn là đập tràn đỉnh rộng không có cửa van khi tính toán điều tiết lũ
sử dụng phương pháp điều tiết không có cửa van với bề rộng tràn: B
t
= 30,0 (m)
Vậy phương trình lưu lượng qua tràn xả lũ có dạng :
Q =
2/3
.2
on
HgBm
εσ

ε
= 0,97
Cao trình ngưỡng tràn Z
ng
= MNDBT = 160 m
Hệ số ngập, chọn
1=
n
σ
Bề rộng B
tr
= 15 m
Bảng 4-1: Tính toán biểu đồ quan hệ phụ trợ f1, f2
TT Z(m) H
tr
(m) q
xả
(m
3
/s)V
K
(10
3
m
3
)V(10
3
m
3
) f