1
Trang

Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Ngành: Công trình thuỷ lợi

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.Vị trí và nhiệm vụ công trình
1.1. Vị trí công trình :
Tên công trình :Hồ chứa nước Cửa Đạt–Cụm công trình đầu mối đập chính Cửa Đạt
Côngtrình đầu mối dự kiến xây dựng trên Sông Chu tại xã Xuân Mỹ, huyện Thường
Xuân, tỉnh Thanh Hoá, có toạ độ địa lí vào khoảng 105 017’ kinh độ đông,19013’ vĩ độ
bắc cách Thành Phố Thanh Hoá khoảng 70 km về phía Đông Nam .
1.2. Điều kiện tự nhiên khu vực xây công trình :
1.2.1 Điều kiện địa hình :
Địa hình vùng tuyến III gồm 2 dạng địa hình bào mòn núi cao và đia hình tích tụ chủ
yếu là bãi bồi .Vai trái ngoài phố Đạt tương đối bằng phẳng còn lại là các đỉnh núi
cao độ trên 200m , sườn núi có độ dốc 35 ÷ 45o . Ở vai phải cách tuyến đập chính
khoảng 1km về hạ lưu có bãi khá bằng phẳng thuận lợi cho bố trí mặt bằng thi công
(cao độ khoảng 40 ÷ 45m). Còn lại là các đỉnh núi có cao độ từ 100 ÷ 170 m, sườn
núi có độ dốc trung bình 30 o .Tại khu vực tuyến đập lòng sông có dạng chữ U,chiều
rộng gần 80m, cao độ đáy sông dao động khoảng 25 ÷ 47m, chiều rộng khoảng 250m
và sót lại ở phía thượng lưu. Nhìn chung cả sườn núi , địa hình đều bị phân cách bởi
các khe nhỏ.
1.2.2 Điều kiện địa chất công trình :
Kết quả nghiên cứu tổng hợp các biện pháp khảo sát cho thấy địa tầng khu vực tuyến
đập bao gồm tầng phủ, đá phong hoá và đá gốc với các lớp theo thứ tự từ trên xuống
dưới như sau :
1.2.2.1 Tầng Phủ
-Lớp 1:

1300 m/s, nguồn gốc bồi tích thềm bậc I
-Thềm 4a :
Đất á sét nặng – sét lẫn ít dăm sạn đôi chỗ chứa tảng lăn kích thước trung bình 20 –
30 cm, có chỗ tới vài mét. Đất ở trạng thái cứng nửa cứng là chủ yếu ,chặt vừa . Phân
bố ở 2 bên sườn núi , chiều dày lớp trung bình từ 2 – 5 m. Nguồn gốc pha tàn tích
không phân chia .
-Lớp 4a :
Đất á sét nhẹ – trung chứa nhiều sạn dăm, đôi chỗ chứa tảng lăn kích thước trung
bình 20 – 30 cm , có chỗ tới một vài met, Phân bố hai bên sườn núi chiều dày trung
bình từ 2 –5 m .
1.2.2.2 Đá phong hoá vầ đá gốc :
Trong khu đập chính Cửa Đạt đá gốc bao gồm đá trầm tích của phân hệ tầng Đông
Trầu dưới, đá biến chất của phân hệ tầng Sông Cả trên và granit và của hệ phức bản
muồng pha 1 Lớp đá phong hoá bao gồm 3 loại thứ tự từ trên xuống
-Đá phong hoá hoàn toàn : ở trạng thái hỗn hợp dăm sạn mềm bở và đất . Đặc điểm
nổi bật của đới này là chiều dày lớn , trung bình 5 ÷ 20cm có chỗ tới hơn 40m.
-Đá phong hoá mạnh : Đá thường ở trang thái vỡ vụn , búa dập dễ vỡ . Các mảnh vở
không sác cạnh , kém vững chắc . Đới phong hoá mạnh quan sát thấy ở cả hai bên vai
đập . Đặc điểm nổi bật của đớt này là chiều dày lớn , trung bình 20 ÷ 40m.
-Đá phong hoá vừa : Đá bị biến màu nhưng còn cứng chắc , nứt nẻ mạnh . Chiều dày
của đới phong hoá này không ổ định nhưng phần phong vừa nằm trực tiếp trên phong
hoá nhẹ, lớp này có chiều dày thay đổi từ 1 ÷ 30m.
-Đá phong hoá nhẹ : Đá bị biến màu nhẹ ,cứng chắc đến rất cứng chắc,nứt nẻ yếu .
-Đá tươi : Đá rất cứng chắc .
1.2.2.3 Địa chất thuỷ văn
-Mực nước ngầm :
Kết quả khảo sát cho thấy mực nước ngầm ở thềm sông thường xấp xỉ mực nước
sông , còn ở 2 vai vào mùa khô nước ngầm thường nằm sâu 20 – 30 m , càng lên cao
càng thấp hơn nhiều .
1.3. Đặc điểm khí hậu

chân, đỉnh lớn nhất xuất hiện vào tháng III – IV, đỉnh thứ 2 xuất hiện vào tháng VIII,
chân thấp nhất xuất hiện tháng VI – VII và tháng I – XII
1.3.4.Bốc hơi :
Lượng bốc hơi tháng trên lưu vực biến đổi có xu thế ngược lại với sự biến đổi của
mưa, nhiệt độ và độ ẩm. Phân bố lượng bốc hơi năm tại các trạm đại biểu có 2 đỉnh.
Đỉnh lớn thứ nhất xuất hiện vào tháng VII là tháng có nhiệt độ cao nhất, số giờ nắng
nhiều nhất và lượng bức xạ tổng cộng lớn nhất, đỉnh thứ 2 xuất hiện vào tháng X là
tháng có số giờ nắng thuộc thuộc đỉnh thứ 3 trong năm. Tháng có lượng bốc hơi ít
nhất xảy ra vào tháng II trùng với tháng có số giờ nắng ít nhất trong năm và là tháng
thường có mưa phùn .
1.3.5.Chế độ gió :
Do ảnh hưởng của địa hình, lưu vực nằm lọt giữa 2 dãy núi cao chạy song song theo
hướng Tây Bắc - Đông Nam, chế độ gió ở đây cũng bị phân hoá rõ rệt .
+ Mùa hè gió mùa Tây Nam thổi tới đem theo hơi nước nên thời tiết nóng ẩm sau
khi đã trút mưa xuống sườn Tây lưu vực, luồng không khí trở nên khô và nóng
gây nên hiện tượng gió phơn vào thời kỳ tháng IV – VII .
+ Mùa đông gió mùa đông bắc tiến vào lưu vực đã bị các dãy núi ngăn cách Sông
Chu với Sông Mã và Sông Chu với Sông Cả chặn lại, nên khả năng ảnh hưởng của
gió màu Đông Bắc ở vùng thượng lưu Sông Chu ít hơn, Đây là nguyên nhân chính
gây ra mùa đông khô lạnh và ít mưa .
1.4. Đặc điểm thuỷ văn công trình
Chế độ dòng chảy trên sông suối chia làm hai màu rõ rệt : Mùa lũ và mùa kiệt. Trên
sông Chu, mùa lũ kéo dài từ tháng VII – X chiếm từ 63 – 73 % mùa cạn từ tháng XI
– VI ba tháng có lượng dòng chảy lớn nhất là các tháng VII – IX chiếm từ 52 – 60%
Tháng có lượng dòng chảy lớn nhất muộn hơn so với sông mã 1 tháng vào tháng IX
chiếm từ 20 – 40% tổng lượng dòng chảy năm .
Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


XII-V

Tháng
XII-VI

Qmax5%
(m3/s)

1670

1730

1910

1920

292

438

1230

1420

Bảng 1-2 : Lưu lượng nước bình quân ngày lớn nhất trong 10 ngày của 3 tháng mùa kiệt
Thời
Tháng XII
Tháng I
Tháng II
1-10


Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

25
0.93
60
132.70
95
659.05

30
5.21
65
177.34
100
781.83

35
13.58
70
230.75
105
917.55

40
27.10
75
293.98
110
1065.4

28.8

29.3

29.8

30.3

30.8

31.3

Q(m3/s) 25.9

57.2

103.1

163.2

240.2

334.4

447.4

577.3

730.3


36.8

37.3

37.8

38.3

38.9

39.3

39.8

Q(m3/s) 3500 3891

4306

4733

5174

5637

6122

6615

Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu



Hình 1-4 : Đường quá lũ P=5% mùa lũ.
Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 8

Ngành: Công trình thuỷ lợi

7520

Hình 1-5 : Đường quá lũ P=1% mùa lũ.
1.5. Điều kiện dân sinh kinh tế:
1.5.1.Tình hình dân sinh kinh tế:
Khu vực xây dựng công trình nằm trên địa phận xã Xuân Mỹ, Thường Xuân ,Thanh
Hoá .Là xã miền núi ,dân cư thưa thớt, cơ sở công nghiệp ,dịch vụ ,trường học ,bệnh viện
,điện nước, thông tin liên lạc còn thiếu thốn, hầu như không có .Để xây dựng công trình
cơ sỏ hạ tầng như hiện nay phải làm mới hoàn toàn .Về giao thông vận tải duy nhất chỉ có
đường đá dăm thâm nhập nhựa từ thành phố Thanh Hoá đến công trường .Giao thông
giữa hai bờ chủ yếu bằng thuyền và bè mảng.
1.6.Nhiệm vụ ,quy mô công trình :
1.6.1. Nhiệm vụ công trình
-

Giảm lũ với tần suất 0,6%, bảo đảm mực nước tại Xuân Khánh không vượt quá
13,71 m ( Lũ lịch sử 1962) .


122,8 m

- Mực nước phát điện sau lũ

110,00m

- Mực nước dâng bình thường

113,3 m

- Diện tích hồ ( với MNDBT )

32,9 km 2

- Mực nước chết

75,0 m

- Dung tích chết (WC)

294,00 x 106 m3

- Dung tích hữu ích (Whi)

1.070,8 x 106 m 3

- Dung tích phòng lũ

300,000 x 10 6 m3

Chiều rộng mặt đập

10m

-

Độ dốc mái thượng lưu

1 :1,4

-

Độ dốc mái hạ lưu

1 :1,5

+ Đập phụ
+ Đập tràn
+ Tuynen lấy nước Dốc Cáy
+ Các đường thi công
-

Công trình cấp II : Các nhà, ban quản lý

-

Công trình cấp III.
+ Tuynen xả lũ thi công 2
+ Tường chắn đất hạ lưu đập tràn
+ Kênh xả của đập tràn

Các công trình thứ yếu :
+ Cầu qua sông chu
+ Khu quản lý
+ Đường quản lý
-

Công trình phụ trợ chủ yếu :
+ Tuy nen dẫn dòng thi công
+ Đê quai
+ Đường thi công

1.7 .Điều kiện xây dựng công trình :
1.7.1.Nguồn vật liệu xây dựng thiên nhiên:
-

Vật liệu đất :

Đối với đập chính Cửa Đạt đã tập trung khảo sát chủ yếu ở các mỏ VL3 , VL4A ,
VL4B , VL11 , và VL12 . Nhìn chung các mỏ này đều gần khu vực tuyến đập và có
thể khai thác làm vật liệu lõi chống thấm , trữ lượng và chất lượng đảm bảo .
-

Vật liệu cát sỏi :

Đã khảo sát 59 mỏ nằm dọc theo các sông Khao, Sông Âm, sông Đạt và chủ yếu trên
sông Chu Mức độ khảo sát chủ yếu mới ở giai đoạn BCNCKT, phạm vi và độ sâu
khảo sát còn hạn chế.Tổng trữ lượng khai thác của các mỏ trong giai đoạn đầu dự
kiến khoảng 5 000 000 m3 (chủ yếu là cát ) đủ đáp ứng yêu cầu về khối lượng.
- Vật liệu đá :
Đã tập trung khảo sát các mỏ đá VLĐ 9A, VLĐ 9B. Trữ lượng đã khảo sát ở mỏ

công 14TCN 43-85 và quyết định phê duyệt tổng mặt bằng thi công đợt I của bộ , toàn bộ
đường thi công khu đập chính công trình đầu mối thủy lợi Hồ chứa nước Cửa Đạt đều được
thiết kế theo tiêu chuẩn đường thi công công trình thủy lợi cấp một ,chiều rộng mặt đường
Bm =9.5m, bề rộng lề đường Ld=(2x1.0)=2.0m,không gia cố ,mái nền đào m = (0.5 ÷ 1.0);mặt
nền đắp m= 1.5;độ dốc ngang lề đường ilề =5%;độ dốc ngang mặt đường imặt =3%;bán kính
cong nằm min Rmin =60m ;bán kính cong đứng Rlồimin =700m, Rlõmmin =250m.
1.7.2.2.2 Đường nội bộ :
Đường nội được ký hiệu RC1,RC2 vv…Loại đường này phục vụ giao thông trong khu
lán trại ,công xưởng phụ trợ .Là đường cấp III,bề rộng nền đường B =7.0m,bề rộng mặt
đường Bm =5.5m;bề rộng lề đường Ld =(2x0.75) =1.5m ;không gia cố .Mặt đường cấu tạo
bằng đá răm thâm nhập nhựa .Các tiêu chuẩn kỹ thuật khác giống đường thi công .
1.7.2.2.3. Phà tạm vượt sông Chu :
Cách tuyến đập 1km về phía hạ lưu có xây dựng bến phà tạm vượt sông Chu
-Tải trong : H13 –X60
- Loại phà sử dụng : Phà 18T , hao dải phao cấu tạo cho phà tự chạy nhờ sức nước.
- Vận hành : Bằng pulicáp và Ca Nô đẩy .
- Có tổng chiều dài là 112,51 m ( Trong đó phía tả 57,5m , phía hữu 55,01m )
- Độ dốc dọc : I = 12%, không có dốc ngang.
- Bề rộng mặt bến từ (7-9)m

Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 12

Ngành: Công trình thuỷ lợi

trong chương1.
Lưu vực sông Chu có mùa mưa bắt đâù từ tháng V đến tháng X chiếm 81 ÷ 89%
lượng mưa năm.Ba tháng có lượng mưa lớn nhất (VIII ÷ X) chiếm từ 46 ÷ 60%
lượng mưa năm.Tháng có lượng mưa lớn nhất thuộc lưu vực sông Chu và đồng
bằng vào tháng IX chiếm từ 18 ÷ 26% lượng mưa năm.Mùa khô bắt đầu từ tháng
XI đến tháng IV năm sau có lượng mưa chiếm từ 20 ÷ 25% lượng mưa năm.Tháng
có lưu lượng nhỏ nhất thường vào tháng I hoặc II chiếm 1 ÷ 2% lượng mưa năm.
2.1.2.3Điều kiện địa chất thuỷ văn:
Kết quả khảo sát cho thấy mực nước ngầm ở thềm sông xấp xỉ mực nước sông,
còn ở 2 vai vào mùa khô nước ngầm thường nằm sâu 20 ÷ 30m, càng lên cao càng
thấp hơn nhiều. Mực nước ngầm tại vị trí giáp với vai đập ở cao trình +70 ÷ +100.
Trong tầng phủ hệ số thấm thay đổi từ 2.10-5 ÷ 1.10-3cm/s tuỳ theo tính chất đất,
còn trong đá gốc lượng mất nước phụ thuộc vào độ nứt nẻ của đá dao động từ 0.01
÷ 0.02(l/ph/m).

Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 13

Ngành: Công trình thuỷ lợi

Theo kết quả phân tích ,thành phần hoá học nước sông và nước ngầm là
Bicacbonat Clorua Natri Canxi.
2.1.2.4 Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công:
Hệ thống công trình đầu mối được xây dựng trên sông Chu tại tuyến chọn III B 11.Tại đây bố trí phương án đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bê tông.Công trình

Năm thứ 4: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua tuynen 2;
- Mùa lũ : Dẫn dòng qua tuynen 2, đáy tràn xả lũ chính;
Năm thứ 5: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua tuynen 2;
- Mùa lũ : Dẫn dòng qua tràn xả lũ chính;
2.2.2 Phương án 2 : ( Năm thứ nhất làm công tác chuẩn bi).
Năm thứ 1: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
- Mùa lũ : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
Năm thứ 2: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 14

Ngành: Công trình thuỷ lợi

- Mùa lũ
Năm thứ 3: - Mùa kiệt
- Mùa lũ
Năm thứ 4: - Mùa kiệt
- Mùa lũ
Năm thứ 5: - Mùa kiệt
- Mùa lũ
2.3 Lựa chọn phương án dẫn dòng :

: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
: Dẫn dòng qua cống

2.4.Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công :
2.4.1 Xác định cấp công trình : Theo điều 4.2.6 trong tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD
285 : 2002 công trình đầu mối thuỷ lợi dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt thuộc cấp I.

2.4.2 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn
thiết kế dẫn dòng ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công đã chọn .

- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô ứng với tần suất lưu lượng tháng lớn
nhất (theo tài liệu thủy văn):
Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Q max ,P=5 % = 1230 m3/s
Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 15

Ngành: Công trình thuỷ lợi

- Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ :
Q max,P=5% = 5080 m3/s
Q max,P=1% = 7520 m3/s

2.4.3 Thời đoạn dẫn dòng
Căn cứ vào bố trí công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thuỷ văn chọn :
Mùa kiệt từ tháng 12 dến tháng 5 năm sau (T=6 tháng)
Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 11 (T=6 tháng)

(2)

(3)

Mùa khô từ
tháng 12 dến
tháng 5

Lòng sông thu
hẹp(bên bờ
trái)

1230

Mùa lũ từ tháng
6 đến tháng 11

Lòng sông thu
hẹp(bên bờ
trái)

5080

Mùa khô từ
tháng 12 dến
tháng 5

Lòng sông thu
hẹp


- Đào móng đập 2 bờ trai phải
-Tiếp tục đào móng tràn.
-Tiếp tục đào móng và đắp đập
phần bờ phải đến cao trình +62
-Tiếp tục đào móng khoan phụt
và đổ bê tông bờ trái
-Tiếp tục thi công tuy nen 2 và
đào móng tràn.
-Tiếp tục đắp đập bờ phải đến
cao trình +75
-Tiếp tục khoan phụt và đổ bê
tông bản chân bờ trái cao trinh
thiết kế.
-Thi công xong tuy nen 2
-Tiếp tục đào móng tràn xả lũ.
-Đắp đê quai thượng lưu đến +43
-Đắp đê quai hạ lưu đến +31(m)
-Đào móng khoan phụt ,xử lý
Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Mùa lũ từ tháng
6 đến tháng 11

Năm
thứ
4


-Đắp đập phần lòng sông và
phần bờ trái theo mặt cắt
chống lũ +93 , hạ lưu đến cao
trình +60

Mùa lũ từ tháng
6 đến tháng 11

Tuy nendẫn
dòng và đáy
tràn chính

5080

-Đắp đập phần hạ lưu lòng
sông đến cao trình +85

Mùa khô từ
tháng 12 dến
tháng 5

Tuy nen dẫn
dòng

-Đổ bê tông bản mặt đến cao
Năm
1230
trinh +93 (m)
thứ
-Đắp đập đến cao trình thiết kế.

Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 17

Ngành: Công trình thuỷ lợi

Cao tr×nh ®¾p ®Ëp v­ît lò

ω

Mùc n­íc lò tÝnh to¸n

1

ω

2

Mùc n­íc kiÖt

Hình 2-1: Mặt cắt ngang sông

Cao tr×nh ®¾p ®Ëp v­ît lò
Ztl
Zhl



Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 18

Ngành: Công trình thuỷ lợi

Q tk d .d
Với ε :Hệ số thu hẹp bên ε =0,95
ε(ω2 − ω1 )
(Theo giáo trình thi công với trường hợp thu hẹp 1 bên)
Vc =

Q tk d .d
ε (ω 2 − ω1 )
Xác định độ cao nước dâng ∆Z tt theo công thức :
⇒ Vc =

2

2

V
1 V
∆Z = 2 × C − O
2g 2g
ϕ
tt


30%
gt ≈
tt
∆Z = 0.6(m).
Giá tri ∆ Z :Qua tính toán ∆Z
Xác định được mực nước sông phía thượng lưu khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
là : ZTL = 32,5 +0,6 = 33,1 (m);
Tương tự dẫn dòng thi công trong mùa lũ thì qua tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu
hẹp mực nước dâng lên ∆ Z = 3,695 (m)
Như vậy khi dẫn dòng mùa lũ thi mực nước thượng lưu :
ZTL=36,8+3,6954 ≈ 40,5(m)
2.5.1.3.Ứng dụng kết quả tính toán:
• Xác định cao trình đắp đập vượt lũ:
Trong mùa lũ năm thứ nhất ta vẫn dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Trong thời
gian này ta thi công đắp đập phần bờ trái. Cao trình đắp đập ở phần tiếp giáp với
lòng sông phải đảm bảo lớn hơn mực nước lũ.tức là cao trình đắp đập bờ trái lớn
hơn 40,5 m.
• Đề ra biện pháp gia cố, bảo vệ
Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 19

Ngành: Công trình thuỷ lợi

Để bảo vệ đập trong thời gian này ta làm các rọ đá vây quanh bảo vệ đập chống

Với mặt cắt hình tròn thì hk tính theo công thức: hk = Sk*d
Trong đó : d:Đường kính tuy nen
Q: lưư lượng qua tuy nen
α .Q 2
Sk :Tra phụ lục 9-2 từ ξ k với ξ k =
g .d 5

g: Gia tốc trọng trường g = 9,81(m/s2)
α : Hệ số lưu tốc , lấy α =1.
+ Ứng với Q=100m3/s .Giả thiết chế độ chảy của tuynen là không áp :
Với tuynen dài L>(8 ÷ 10)D do ảnh hưởng của sức cản dọc trên thân tuynen nên
dòng chảy trong thân tuynen thực chất là dòng chảy không đều trên đoạn kênh
.Lúc đó không phải đơn thuần độ sâu thượng hạ lưu quyết định hình thức chảy mà
còn do chiều dài, độ dốc, độ nhám của tuynen quyết định .Trong trường hợp đó về
phương diện thuỷ lực phải coi cống như một đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với đoạn
kênh để xét . Nên trong trường hợp này ta coi dòng chảy trong tuynen như dòng
chảy qua đập tràn nối tiếp với kênh.Chiều dài đoạn đập tràn lấy sơ bộ l=1,4D
Độ sâu phân giới hk,với mặt cắt tròn được tính theo công thức:
hk = Sk × D
Trong đó : D : Đường kính tuynen D=9m
Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 20

Ngành: Công trình thuỷ lợi


hk

hn

l = 1,4d

Hình 2-3: Định tính đường mặt nước trong tuynen không áp
Đoạn từ cửa ra đến L=(8 ÷ 10)H tính như kênh , đoạn cửa vào được tính như đập tràn
đỉnh rộng.Giả sử đường mặt nước trong thân tuynen là đường nước đổ b 1 ta phải xác định
chính xác cột nước hx đầu kênh để biết được chế độ chảy của tuynen.
Trình tự tính toán được thực hiện như sau:
Lập bảng tính toán với
Cột1: Giả thiết các giá trị cột nước của hx từ hra với thứ tự tăng dần.
Cột2: Xác định diện tích mặt cắt ướt qua tuynen ω i (phụ lục 14-2 bảng tra TL).
Cột3: Vận tốc dòng chảy trong tuynen Vi=

Qi
.
ωi

Cột4: Bán kính thuỷ lực trong tuynen Ri (phụ lục 14-2 bảng tra thuỷ lực).
Cột5: Tính giá trị

V2
2.g

Cột6: Xác định hệ số Sedi

1 16

2g
Cột10: Hiệu năng lượng giữa 2 mặt cắt ∆ ∋ = ∋i-∋i-1
Cột11: Khoảng cách giữa 2 mặt cắt ∆l =

∆
i − j tb

Cột12: Khoảng cách cộng dồn L
Từ đoạn từ cửa vào tuynen đến đoạn có độ sâu h x = 3,91(m) là đập tràn đỉnh rộng.So sánh
chỉ tiêu chảy ngập phân giới ta có:

hx
hN
3, 6
=
=1,11
hx

ω

hx/hk

Chế độ
chảy

H0

ZTL

100

3,24

3,913

26,54

1,207

Không
ngập

4,67

34,67



435

6,93

8,93

87,7

1,28

Không
ngập
Không
ngập
Chảy
ngập

4.78

34,78

8,25

38,25

8,93

38,93



.Do đó:

5002
+ 9 = 12,3 (m)
0,9762.63,862.2.9,81

Kiểm tra lại theo điều kiện .H = 12,3 < 1,4.9 = 12,6 Thoả mãn.Như vậy chế độ chảy
bán áp
Như vậy : Q = 0 ÷ 410 m3/s thì chế độ chảy là không áp
Q = 410 ÷ 500 m3/s thì chế độ chảy là bán áp
Q = 500 m3/s trở lên thì chế độ chảy là có áp
+ Với chế độ chảy có áp,khi đó tính toán thuỷ lực cống như tính toán qua vòi hoặc ống ngắn.
Ta giả thiết các cấp lưu lượng khác nhau,với mỗi cấp lưu lượng ta tính toán như sau:
Tra quan hệ Q ~ ZHL ta có ZHL
Với Zdáy song = 26,5(m) ta có cột nước hạ lưu là :
hHL=ZHL-26,5.
Ta có

hn = hHL Ta so sánh giá trị hn với

Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

D
= 4,5 (m) .
2
Lớp: 45C4


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Q = ϕ c .ω 2.g.( H 0 + i.L − )
0
2
2
ϕ c .ω .2.g
2
2
Trong đó : i : Độ dốc của tuynen
L : Chiều dài của tuynen L=802,3(m)
D : Đường kính của tuynen D=9(m)
ω : Tiết diện của tuynen

ω=

πD 2
= 63,62 (m2).
4

ϕ c : Hệ số lưu tốc, được tính bằng công thức:

1

ϕc =
Với:

α + ∑ξ c +

2.g .L
C 2 .R



c

= ξ th =0,5

⇒

ϕc =

1
2.9,81.821,9 = 0,72
1 + 0,5 +
91,78 2.4,5

Từ đó ta tính được giá trị của H0.Sau đó ta kiểm tra lại giá trị đã tìm được bằng cách :
So sánh H0 với 1,4D=12,6(m).
Cống chảy có áp nếu H0 > 1,4D
Kết quả tính toán được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 2.3: tính toán quan hệ Q ~ HTL trong trường hợp chảy có áp
H0
H0
Q(m3/s)
ZHL(m)
hn(m)
(hn>D/2)
Z0
(hn

30,90

4,41

12,74

42,74

630

30,972

4,47

13,34

43,34

640

31,005

4,51

13,55

43,55

650


31,489

4,99

19,57

49,57

850

31,624

5,12

21,89

51,89

900

31,759

5,26

23,93

53,93

1189


Đồ án tốt nghiệp kĩ sư

Trang 25

Ngành: Công trình thuỷ lợi

Hình 2-4 :Quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuynen mùa kiệt
2.7. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tuynen và đoạn đập đá đổ bê tông bản mặt đang
xây dựng dở ∇ +50.0 ( tràn tạm ) vào mùa lũ năm thứ 3:
Theo tài liệu thiết kế dẫn dòng thi công thì lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ
năm thứ 3 dẫn qua đoạn đập đang xây dở ở lòng sông có tần suất p = 5% với lưu
lượng tính toán là Qp=5% = 5050 từ đó tra đường quan hệ Q-Z HL ta có mực nước hạ
lưu tương ứng là

∇

MNHL

= 38,16 (m )

Chiều rộng đập xây dựng dở để dẫn dòng thi công có B = 200 (m)
Do lưu lương xả lớn nhất thiết kế là Q = 5050 m3/s khi đó mực nước hạ lưu ứng
với lưu lương này là mực nước cao nhất
Chiều sâu mực nước hạ lưu là hh = ∇ MNHL - ∇ đaysông = 38,16- 26,5 =11,6(m)

Sinh viên: Nguyễn Văn Diệu

Lớp: 45C4