Trang 1

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

PHẦN I
TÀI LIỆU CƠ BẢN

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Trang 2

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1 Vị trí địa lý
Hồ chứa nước Xuân Hoa được xây dựng tại sườn phía Đông Bắc của dãy núi
Hồng Lĩnh, thuộc địa phận xã Cổ Đạm và xã Xuân Liên. Cách thị trấn Xuân An
khoảng 12 km và thị trấn Nghi Xuân 8 km. Vị trí địa lý như sau:
- Kinh độ Đông: 105045' ÷ 105048'30''
- Vĩ độ Bắc: 18032'40'' ÷ 18034'50''
- Phía Bắc giáp xã Xuân Mỹ và Xuân Thành
- Phía Nam giáp Xuân Liên

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

- Nhiệt độ:
Vùng nghiên cứu dự án có nhiệt độ năm trung bình đạt 24 oC. Mùa nóng nhiệt
độ trung bình đạt cao nhất 29,8 oC. Mùa khô có nhiệt độ trung bình thấp đạt 17,5 oC.
Trong một năm nhiệt độ cao nhất đạt 42 oC, thấp nhất đạt 6,6 oC (ngày
14/8/1974).
- Bốc hơi:
Theo tài liệu tại trạm đo khí tượng thị trấn Kỳ Anh thì tháng 7 có lượng bốc
hơi lớn nhất là 237,4 mm và tháng 2 có lượng bốc hơi nhỏ nhất là 33.3 mm
Độ ẩm:
Độ ẩm tương đối năm trung bình đạt 44%, các tháng mùa mưa độ ẩm đạt 8891%, mùa nắng nóng độ ẩm thấp nhất vào tháng 7 là 70%.
- Mưa:
Chế độ mưa vùng nghiên cứu nằm trong khu vực có lượng mưa năm lớn nhất
của cả tỉnh Hà Tĩnh. Lượng mưa trung bình xấp xỉ 3100 mm/năm
Lượng mưa năm lớn nhất đã quan trắc được các vị trí như sau:
- Tại Bàu Nước

4586 mm

- Tại thị trấn Kỳ Anh

4386 mm

- Tại Rào Nậy

3960 mm

- Tại Kỳ Lạc


3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tổng

Kpp(%)
4,65
3,76
3,20
3,56
6,14
4,73
4,39
8,94
21,8
23,2
10,64
4,99
100%

W75%x106 (m3)
0,608
0,491

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Bảng 2: Phân phối tổn thất bốc hơi trong năm
Thg

I

II

III

IV

V

VI

VII

IIX

IX

X

XI


653

1.3.3 Đặc trưng kho nước
Bảng 3: Quan hệ lòng hồ
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Cao trình
5
6
7
8
9
10
11

W(m3)
8.533
65.121
248.029
675.639
1.401.323
2.409.323
3.653.011
5.077.230
6.674.630
8.436.504
10.323.142
12.306.512
14.360.925
16.471.585
18.632.186
20.839.740

Líp 47LT


Trang 6

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Bảng 4: Đường quá trình lũ thiết kế
Thết kế P = 1.5%

383
3
458
3.5
341
3.5
402
4
299
4
346
4.5
256
4.5
291
5
213
5
235
5.5
171
5.5
179
6
128
6
123
6.5
86
6.5

Trang 7

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Đá tảng lăn, tảng lăn là đá Granít hạt thô, màu xám sáng đốm đen. Đá bị
phong hoá nhẹ, cứng vừa. Tảng lăn kích thước 1-2 đến 4-5m. Diện phân bố từ K0
đến K0+40m. Chiều dày khoảng 4m.
Lớp 4- Hỗn hợp đất á sét và tảng lăn - kí hiệu (1c)
Hỗn hợp đất á sét, rễ cây và đá tảng lăn, màu xám nâu xám đen. Tảng lăn
kích thước 0.4-1.0m, Trạng thái xốp. Chiều dày trung bình 0.8m
Lớp 5- Đất á sét, màu xám vàng - kí hiệu (2)
Đất á sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất thường có
màu xám vàng, nâu vàng. Diện phân bố gần rộng khắp khu vực. Chiều dày trung
bình 2.0m. Hệ số thấm K = 7.3*10-5 cm/s
Lớp 6- Đất á sét lẫn cát sạn, màu xám vàng - kí hiệu (3)
Đất á sét lẫn cát sạn, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt cát. Đất
thường có màu xám vàng, nâu vàng, xám xi măng. Lớp này phân bố ở đoạn K0+80
đến K0+900. Chiều dày trung bình 1.0m. Hệ số thấm K = 3.1*10-4 cm/s
Lớp 7- Đất á cát, màu xám vàng - kí hiệu (4)
Đất á cát màu xám vàng, kết cấu chặt vừa. Thành phần chủ yếu là cát hạt thô.
Đất thường có màu xám, xám vàng. Lớp này phân bố ở đoạn K0+90m. Chiều dày
chưa xác định. Hệ số thấm K = 6.8*10-3 cm/s
Lớp 8- Đất sét, màu xám vàng - kí hiệu (5)
Đất sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt sét. Đất thường có
màu xám vàng, nâu vàng, ghi, xám xi măng. Lớp này phân bố ở hố khoan ĐC8
(K0+211) đến hố khoan ĐC6 (K0+666). Dày trung bình 1.5m. Hệ số thấm K =
4.4*10-5 cm/s
Lớp 9- Đất á cát, màu xám sáng - kí hiệu (6)
Đất á cát có lẫn thân cây lá cây, trạng thái kém chặt. Thành phần chủ yếu là
cát hạt mịn. Đất thường có màu xám sáng, xám đen. Lớp này chỉ gặp ở hố khoan

Các chỉ tiêu cơ lý tham khảo Lớp 12 kí hiệu (9).
Lớp 15- Đất á cát, màu xám vàng - kí hi
ệu (12) Đất á cát, trạng thái kém chặt. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn đến
thô. Đất thường có màu xám vàng, xám xi măng. Đất không đồng nhất đôi chỗ xen
kẹp đất á sét dẻo mềm. Diện phân bố từ hố khoan ĐC8 đến ĐC4. Chiều dày trung
bình 1.2m. Hệ số thấm K = 7.2*10-5 cm/s
Lớp 16- Đất sét, màu xám xanh - kí hiệu (13)
Đất sét, lẫn vón kết ô xít sắt, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt
cát. Đất thường có màu xám xanh, nâu vàng, nâu. Diện phân bố trong khoảng từ
K0+100 đến K0+400. Chiều dày, dày nhất 4.0m, bé nhất 2.3m, trung bình 3.0m.
Hệ số thấm K = 3.6*10-5 cm/s
Lớp 17- Đất cát vón kết- kí hiệu (14)

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Trang 9

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Đất cát bị vón kết hoá, màu xám đen. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn.
Trạng thái chặt, cứng. Chiều dày trung bình 0.5m. Diện phân bố trong khoảng
K0+400 đến K1+400. Hệ số thấm K = 3.2*10-5 cm/s
Trong các hố khoan có mặt của lớp đất này khi khoan qua nó chúng tôi thấy
có nước áp lực xuất hiện. Có lẽ trong khoảng dao động mực nước dưới đất ô xít sắt

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Trang 10

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Lớp 5- Đất sét, màu xám vàng - kí hiệu (5)
Đất sét, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt sét. Đất thường có
màu xám vàng, nâu vàng, ghi, xám xi măng, đốm trắng. Diện phân bố rộng khắp
toàn tuyến. Chiều dày trung bình 2.0m. Hệ số thấm K = 4.4*10-5 cm/s
Lớp 6- Đất á cát - kí hiệu (12)
Đất á cát, trạng thái kém chặt. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn đến thô.
Đất thường có màu xám vàng, xám xi măng. Đất không đồng nhất đôi chỗ xen kẹp
đất á sét dẻo mềm. Diện phân bố rộng khắp toàn tuyến. chiều dày trung bình 1.0m.
Hệ số thấm K = 7.8*10-5 cm/s
Lớp 7- Đất á sét - kí hiệu (12a)
Đất á sét, màu xám đen (Dạng bùn) trạng thái dẻo mềm. Lớp này gặp ở hố
khoan ĐC9 dày 0.7m
Lớp 8- Đất sét - kí hiệu (13)
Đất sét, lẫn vón kết ô xít sắt, trạng thái dẻo mềm. Thành phần chủ yếu là hạt
cát. Đất thường có màu xám xanh, xám xi măng, xám sẫm, vân xanh. Diện phân bố
rộng khắp toàn tuyến. Chiều dày trung bình 4.5m. Hệ số thấm K = 3.6*10-5 cm/s
Lớp 9- Cát hạt mịn - kí hiệu (15)
Cát hạt mịn, trạng thái bảo hoà nước. Chiều dày chưa xác định. Trong lớp
này có xen kẹp thấu kính sét màu đen (dạng bùn) dày 1.0m
1.4.3 Địa chất tuyến tràn
Lớp 1- Hỗn hợp tảng lăn và đất á sét - kí hiệu (1)
Hỗn hợp tảng lăn và đất á sét, màu xám nâu, xám đen. Trạng thái không
chặt. Tảng lăn là đá Granít màu xám sáng đốm đen, kích thước 0.2-1.0m. Diện phân

dẻo cứng. Chiều dày phần đất bề mặt lẫn thực vật dày trung bình 0.3m.
- Diện tích bãi =385 000+64 000 = 449 000 m 2 - độ dày bóc bỏ 0,3 m. Độ
dày hữu ích bình quân 2,0 m. Khối lượng khai thác 898 000m 3. Cự ly vận chuyển xa
nhất: 1.5 km; gần nhất 500m, trung bình 1km. Dễ khai thác và vận chuyển bằng thủ
công và cơ giới
Bãi vật liệu B:
Bãi vật liệu B nằm thượng lưu vai tả tuyến đập.
- Là đất trong lòng hồ, hiện tại người dân đang trồng hoa màu, cây bạch đàn
và làm một số vườn trại.
- Đất thuộc loại á sét hạt cát, màu nâu vàng, kết cấu không chặt, trạng thái
dẻo cứng. Chiều dày phần đất bề mặt lẫn thực vật dày trung bình 0.3m.
- Diện tích bãi khoảng 611 000 m 2 - độ dày bóc bỏ 0,3 m. Độ dày hữu ích
bình quân 2,0 m. Khối lượng khai thác 1 222 000m 3. Cự ly vận chuyển xa nhất: 1.5
km; gần nhất 500m, trung bình 1km. Dễ khai thác và vận chuyển bằng thủ công và
cơ giới:

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Trang 12

Ngµnh c«ng tr×nh thñy



Bãi B

GHI CHÚ

Hạt sỏi
6
8.5
Hạt cát
71
72
Hạt bụi
10
7
Hạt sét
13
12.5
Lượng ngậm nước
12.5
12.55
Dung trọng ướt
1.7
1.8
Dung trọng khô
1.51
1.6
Tỷ trọng
2.69
2.69
Tỷ số độ hở

C
Kg/cm2
0.1165
0.14
2
Hệ số nén lún
a
cm /Kg
0.029
0.05
Hệ số thấm
K
cm/s
Kết quả đầm nện tiêu chuẩn (Theo TCVN 4201-1995), cho độ ẩm tốt nhất, và dung
trọng khô lớn nhất như sau:
- Bãi vật liệu A: γcmax = 1.85 (g/cm3) ,

Wtn = 13.7(%)

- Bãi vật liệu B: γcmax = 1.86 (g/cm3) ,

Wtn = 13.5(%)

Chúng tôi chọn hệ số đầm nện k = 0.92 γcmax , chọn độ ẩm thiên về nhánh
ướt. Các chỉ tiêu cơ lý ở trạng thái chế bị của các bãi như sau:
Bảng 6: Các chỉ tiêu cơ lý ở trạng thái chế bị của các bãi như sau:

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT

Wcb
%
13.8
14.5
Dung trọng khô chế bị
g/cm3
1.7
1.7
γccb
Góc nội ma sát
độ
20o26’
21o36’
Φcb
Lực dính kết
Ccb
Kg/cm2 0.2796
0.3029
-5
Hệ số thấm
Kcb
cm/s
2.0*10
5.5*10-5
Các chỉ ở trạng thái chế bị rồi cho ngâm bão hoà
Dung trọng khô chế bị bảo hoà
g/cm3
2.00
1.99
γccbbh

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
2.1 Dân số và xã hội.
Dân số toàn vùng dự án: 34.498 người và 8164 hộ; ngành nghề chủ yếu là
sản xuất nông nghiệp và khai thác hải sản.
Bảng 2.1: Tình hình dân số
TT
1
2
3
4
5
6

TÊN XÃ
Thị trấn Xuân An
Thị trấn Nghi Xuân
xã Cổ Đạm
xã Xuân Liên
xã Xuân Mỹ
xã Xuân Thành

DÂN SỐ
8793
2488
8299
6645
3770
4500


Trang 16

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

+ Về y tế: Vùng dự án có 5 trạm y tế nằm ở trung tâm của xã và thị trấn, chất
lượng điều trị và phòng chống dịch bệnh tương đối tốt.
+ Về giáo dục: Vùng giáo dục có 6 trường tiểu học, 5 trường phổ thông cơ
sở và 2 trường phổ thông trung học.
+ Điện thắp sáng: Hiện nay vùng dự án điện thắp sáng đã về tận các hộ dân.
+ Về giao thông: Vùng dự án có một trục đường tỉnh lộ 22-12 đi qua đã
được rải nhựa nối liền các xã với huyện thị và 100% có đường rải nhựa về đến trung
tâm xã. Còn lại là các đường liên thôn, liên xã có 1 số đường đã được rải nhựa.
2.2 Tổng nhu cầu cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và nước sinh hoạt.
Từ nay đến 2010 cấp nước sinh hoạt với công suất 7000 m 3/ngày đêm và
đảm bảo tưới tự chảy cho 595 ha lúa Đông Xuân, 420 ha lúa Hè Thu và 338 ha
màu. Lượng nước phục vụ sinh hoạt và tưới phân bố trong các tháng theo bảng sau:
Bảng2.2: Nhu cầu dùng nước
Tháng

I

II

III

IV

1,70
8

2,12
7

0,89
1

1,12
3

0,49
0

0,18
9

0,19
5

0,18
9

0,32
4

2.3 Kế hoạch phát triển
Kinh tế: Phát triển sản xuất công nghiệp để tăng thu nhập, cải thiện đời sống
nhân dân trong vùng. Phát triển khu đô thị Xuân An tương xứng với tầm vóc bên

Chiều cao đập sẽ được chính xác hóa khi có số liệu tính toán các mực nước
trong hồ. Qua tính toán sơ bộ ta thấy đập cao khoảng 13,2 m, đập trên nền đất nhóm
B xác định công trình cấp IV theo TCXDVN 285 - 2002
Từ hai điều kiện trên ta có: công trình là cấp IV.
3.1.3 Các chỉ tiêu thiết kế
Theo TCXDVN 285-2002, các tần suất và hệ số đối với công trình cấp IV
lấy như sau :
- Cấp thiết kế công trình: Cấp IV
- Mức đảm bảo cấp nước : P=75%
- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế: P=1,5%.
- Tần suất lưu lượng lũ, mực nước kiểm tra: P=0,5%
- Tần suất lưu lượng lũ, mực nước lớn nhất thiết kế dẫn dòng: P=10%
- Hệ số tin cậy : Kn = 1,15.
- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1.
Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Trang 18

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

- Tuổi thọ công trình : T = 50 năm.
- Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (14TCN 157-2005)
+ Tổ hợp tải trọng cơ bản : K = 1,25
+ Tổ hợp tải trọng dặc biệt : K = 1,05

thường của hồ chứa.
Dung tích chết (Vc) là dung tích tính từ đáy hồ đến MNC, Vc không tham
gia vào quá trình điều tiết dòng chảy.
MNC và Vc phải đảm bảo yêu cầu chứa đủ lượng bùn cát lắng đọng trong
suốt thời gian làm việc của hồ chứa và đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy.
4.2 Nội dung tính toán:
4.2.1 Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy
MNC = ZMNK + ∆Z
Trong đó :
+ ZMNK : Mực nước khống chế đầu kênh tưới,
Theo tính toán thủy nông : ZMNK = 8,5 m.
+ ∆Z : Tổng tổn thất trong cống khi lấy lưu lượng lớn nhất,
Sơ bộ chọn : ∆Z = 0,3 m.
=> MNC = 8,5 + 0,3 = 8,8 m.
4.2.2 Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng về bùn cát
MNC = bc + hd + h
Trong đó :
+ bc: Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc
của hồ : bc = f(Vbc)
Vbc = Vbc.T
+ Vbc : Tổng thể tích bùn cát lắng đọng trong 1 năm.
Vbc = 3240 m3/năm
+ T : Tuổi thọ công trình : T = 50 năm.
=> Vbc = 3240. 50 = 162000 m3
Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


Trang 20

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượng nước
dùng trong năm của hồ Xuân Hoa, ta có :
Wđến ( P = 75% ) = 13.077x106 m3
Wdùng = 11.404x106 m3.
=> Wđến > Wdùng : lượng nước đến luôn đáp ứng đủ lượng nước dung trong 1 năm.
Vì vậy, đối với hồ Xuân Hoa ta chỉ cần điều tiết năm.
Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


Trang 21

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Dùng phương pháp lập bảng : dùng bảng để tính và so sánh lượng nước đến
và lượng nước dùng .
Nguyên lí cơ bản của phương pháp này là tiến hành cân bằng nước trong
kho, chia thời kì tính toán ra làm 12 đoạn ứng với 12 tháng của 1 năm đại biểu. Tính
toán cân bằng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biết được quá trình thay đổi
mực nước, lượng nước trữ, xả trong kho.
Trong từng thời đoạn có thể sử dụng công thức đơn giản để biểu thị phương
trình cân bằng giữa lượng nước đến và lượng nước xả trong kho :
∆V = ( Q − q ).∆T

Trong đó :
+ ∆V: Lượng nước trữ lại trong kho trong thời đoạn tính toán ∆T.

-

Cột 7: lượng xả thừa

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT


Trang 23

§å ¸n tèt nghiÖp kü s
lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Bảng 4.1: Tính Vh khi chưa kể đến tổn thất
WQ

Wq

∆V+

∆V-

VTrữ

Vxả

(106m3)


0.680

0.680

IX

2.851

0.189

2.662

3.342

X

3.034

0.195

2.839

6.038

0.142

XI

1.391


II

0.491

0.99

0.499

4.333

III

0.419

1.3635

0.945

3.388

IV

0.465

1.7082

1.243

2.146


Tháng

Σ
* Tính tổn thất trong kho nước

7.711

6.038

1.673

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi(cũng trùng với năm thuỷ văn)
- Cột 2: Dung tích của kho nước ở cuối thời đoạn tính toán ∆ti
(2) = [(6). Bảng 2.1] + Vc
- Cột 3: Vi là dung tích bình quân trong hồ chứa nước
- Cột 4: Fhi là diện tích mặt hồ tương ứng với V

i

- Cột 5: Lượng nước bốc hơi ∆Zi
- Cột 6: Wbi là lượng tổn thất do bốc hơi
Wbi = ∆Zi. Fhi
Trong đó: ∆Zi lượng bốc hơi của tháng thứ i
- Cột 7: Wti là lượng tổn thất do thấm
Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT



(106m3)

(106m3)

(106m3)

m

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

1.256
VIII


X

7.294

5.946

1.607

0.045

0.072

0.059

0.132

XI

7.294

7.294

1.742

0.034

0.059

0.073


0.067

0.114

II

5.589

5.839

1.594

0.025

0.040

0.058

0.098

III

4.644

5.117

1.509

0.026


0.063

0.075

0.027

0.103

VI

1.805

1.941

1.020

0.10

0.101

0.019

0.120

VII

1.256

1.530

lîi

Ngµnh c«ng tr×nh thñy

Bảng 4.3: Tính Vh có kể đến tổn thất lần 1
Tháng
(1)
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V
VI
VII
Σ

WQ
(106m3)
(2)
1.169
2.851
3.034
1.391
0.653
0.608

0.576
2.565
2.707
1.070
0.188

6

3

(10 m )
(5)

1.321
0.597
1.035
1.336
1.427
0.393
0.667
6.776

7.106

VTrữ
(106m3)
(6)
0.576
3.141
5.848

IV
V
VI
VII
Σ

Vi
(106m3)
(2)
1.256
1.832
4.397
7.104
8.032
8.032
6.711
6.114
5.079
3.743
2.316
1.923
1.256

Vtb
(106m3)
(3)

Fhi
(106m3)
(4)

0.915
1.258
1.584
1.763
1.800
1.748
1.661
1.565
1.430
1.245
1.068
0.927

0.094
0.05
0.045
0.034
0.039
0.028
0.025
0.026
0.038
0.063
0.10
0.112

0.086
0.063
0.071
0.060

0.106
0.097
0.098
0.109
0.127
0.120
1.389

Sinh viªn: NguyÔn Thµnh TuyÕn

Líp 47LT