Thiết kế sơ bộ hồ chứa nước Dương Đông - Đảo Phú Quốc

Lời mở đầu Sau 9 kỳ học tập, nhằm củng cố lại các kiến thức để chuẩn bị tốt cho việc làm Đồ án tốt nghiệp, được sự phân công của nhà trường chúng em được chia thành 4 nhóm, nhóm chúng em gồm 5 thành viên gồm: Nguyễn Trường Giang Đào Duy Thắng Nguyễn Huy Dũng Nguyễn Văn Thân Trần Hoàng Hùng do Th.S Ngô Thị Thanh Nhàn hướng dẫn. Thời gian thực tập kéo dài 4 tuần gồm các nội dung sau: Tuần thứ nhất: Thu thập tài liệu, giáo trình, các tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy phạm, đồ án của các khóa trước phục vụ cho quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Ôn tập các kiến thức đã học. Tuần thứ 2: Tìm hiểu về công trình hồ chứa nước Dương Đông. Tuần thứ 3: Bài toán điều tiết hồ chứa, điều tiết lũ. Tuần thứ 4: Bài toán tính ổn định đập đấp. Hoàn thành báo cáo thực tập. Nội dung của báo cáo này bao gồm 5 chương: CHƯƠNG 1: THU THẬP TÀI LIỆU, ÔN TẬP KIẾN THỨC CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC DƯƠNG ĐÔNG CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ CHƯƠNG 5: BÀI TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP ĐẤT MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THU THẬP TÀI LIỆU, ÔN TẬP KIẾN THỨC 4 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC DƯƠNG ĐÔNG 5 2.1. Giới thiệu chung 5 2.1.1. Tên công trình 5 2.1.2. Địa điểm xây dựng 5 2.1.3. Nhiệm vụ công trình 5 2.1.4. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế 5 2.2. Điều kiện tự nhiên 5 2.2.1. Nhiệt độ không khí 5 2.2.2. Độ ẩm không khí 5 2.2.3. Gió gần mặt đất 6 2.2.4. Bốc hơi 6 2.2.5. Mưa 7 2.2.6. Lưu lượng và tổng dòng chảy năm thiết kế 7 2.2.7. Phân phối dòng chảy năm thiết kế 7 2.2.8. Quá trình lũ thiết kế 7 2.2.9. Tổn thất bốc hơi hồ chứa 8 2.3. Điều kiện dân sinh kinh tế 8 2.3.1. Điều kiện dân cư 8 2.3.2. Nông nghiệp 9 2.3.3. Ngư nghiệp 9 2.3.4. Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp 9 2.3.5. Giao thông vận tải 9 2.3.6. Điện tiêu dùng 9 2.4. Quy mô kết cấu các hạng mục công trình 9 2.4.1. Đập dâng nước 9 2.4.2. Tràn xả lũ 9 2.4.3. Cống lấy nước 9 2.4.4. Hệ thống kênh 9 CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ 11 3.1. Xác định dung tích chết và mực nước chết 11 3.1.1. Khái niệm 11 3.1.2. Các điều kiện xác định dung tích chết(Vo )– MNC 11 3.1.2.1. Đảm bảo yêu cầu về tuổi thọ công trình 11 3.1.2.2. Đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy 11 3.1.2.3. Các yêu cầu khác 11 3.1.3. Xác định dung tích chết theo yêu cầu tuổi thọ công trình 11 3.1.3.1. Xác định cao trình bùn cát lắng đọng 12 3.1.3.2. Xác định MNC 12 3.2. Xác định dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường. 12 3.2.1. Khái niệm 12 3.2.2. Tài liệu tính toán 12 3.2.3. Nguyên lý và trình tự tính toán 12 3.2.3.1. Nguyên lý tính toán 12 3.2.3.2. Trình tự tính toán 13 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 15 4.1. Mục đích 15 4.2. Nhiệm vụ 15 4.3. Ý nghĩa 15 4.4. Nguyên lý tính toán 15 4.4.1. Dạng đường quá trình xả lũ 15 4.4.2. Tính toán điều tiết lũ 16 4.5. Tính toán điều tiết lũ cho hồ chứa nước Dương Đông 17 4.5.1. Tài liệu 17 4.5.2. Yêu cầu 17 4.5.3. Các bước tính toán 18 4.5.3.1. Xây dựng biểu đồ phụ trợ. 18 4.5.3.2. Sử dụng biểu đồ phụ trợ để tính điều tiết lũ. 18 4.5.3.3. Lập lại bước 2 cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc. 18 4.5.3.4. Xác định được dung tích cắt lũ và mực nước lớn nhất trong kho. 18 CHƯƠNG 5: BÀI TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP ĐẤT 24 5.1. Trường hợp tính toán 24 5.1.1. Cho mái hạ lưu 24 5.1.2. Cho mái thượng lưu 24 5.2. Tính toán ổn định mái bằng phương pháp cung trượt 24 5.2.1. Tìm vùng có tâm trượt nguy hiểm 24 5.2.2. Xác định hệ số an toàn K cho một cung trượt bất kỳ 25 5.2.3. Đánh giá tính hợp lý của mái 26 THU THẬP TÀI LIỆU, ÔN TẬP KIẾN THỨC Sau một tuần thu thập được các tài liệu sau đây: Giáo trình thủy lực tập I, II, III. Giáo trình thủy công tập I, II. NXB Xây Dựng. Đồ án môn học thủy công. NXB Xây Dựng. Giáo trình thủy văn công trình. NXB Nông Nghiệp. Giáo trình kết cấu bê tông cốt thép. NXB Nông Nghiệp. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN 285 – 2002). Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén QPVN 11 – 77. Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén 14TCN 157 – 2005. Quy phạm tải trọng do sóng và tàu QPTL C – 1 – 78. Quy phạm tính toán thủy lực cống dưới sâu C – 1 – 75. Quy phạm tính toán thủy lực đập tràn C – 8 – 76. Nguyễn Xuân Trường - Thiết kế đập đất Trịnh Bốn – Lê Hòa Xướng - Thiết kế cống Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BT và BTCT thủy công TCVN 4116 – 85 Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi. Bảng tra thủy lực. Các đồ án môn học có liên quan và đồ án tốt nghiệp của khóa trước để tham khảo. TÌM HIỂU CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC DƯƠNG ĐÔNG Giới thiệu chung Tên công trình Hồ chứa nước Dương Đông. Địa điểm xây dựng Công trình đầu mối đặt trên suối Đá Ngọc thuộc huyện đảo Phú Quốc – Kiên Giang. Nhiệm vụ công trình Tưới cho 300ha cây hồ tiêu. Cung cấp nước công nghiệp và sinh hoạt cho thị trấn Dương Đông với lưu lượng 10.000m3/ngày. Cấp nước hoàn kiệt, đẩy mặn, cải tạo môi trường khu vực Giảm nhẹ mức lũ hạ lưu. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế Cấp công trình: Đầu mối cấp III, kênh và công trình trên kênh cấp IV. Mức đảm bảo cấp nước tuần suất P = 90%. Mức đảm bảo tưới tuần suất P = 75%. Lưu lượng tần suất thiết kế P = 1%. Điều kiện tự nhiên Nhiệt độ không khí Nhiệt độ bình quân nhiều năm: T = 27.0oC Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối Tmax = 38.1oC Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối Tmin = 16.0oC Phân phối của nhiệt độ trung bình, cao nhất và thấp nhất bình quân năm được thể hiện ở Bảng 2-1 Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    Tbq (oC)  25.6  26.4  27.3  28.3  28.3  27.8  27.4  27.3  27.0  26.6  26.5  25.9  27.0   Tmax (oC)  35.1  35.3  38.1  37.5  36.3  32.8  33.3  33.4  32.7  34.5  33.2  34.6  38.1   Tmin (oC)  16.0  16.0  19.1  21.0  22.1  21.2  20.7  21.8  22.0  21.3  16.0  17.1  16.0   Độ ẩm không khí Độ ẩm cao nhất ở Phú Quốc trong các tháng trong năm đều đạt trạng thái bão hòa 100%. Bảng 2-2: Độ ẩm không khí trong năm Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    Ubq (%)  77  77  79  81  84  86  87  87  88  87  80  76  82   Umax (%)  100  100  100  100  100  100  100  100  100  100  100  100  100   Umin (%)  35  33  24  30  45  58  56  51  55  41  37  38  24   Gió gần mặt đất Bảng 2-3: Tốc độ gió trong năm Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    V(m/s)  3.7  3.4  3.3  2.9  3.3  5.1  4.9  5.0  4.8  2.9  3.6  4.1  4.0   Hướng T.H  Đ  Đ  Đ  Đ  T,Đ  T  T  T  T  T,ĐB  ĐB  Đ  T,Đ   Vmax (m/s)  20.6  15.0  18.1  11.4  30.0  23.1  20.6  20.6  25.8  20.6  20.6  25.6  30.0   Hướng Vmax  ĐB  ĐB  N  T  T  T  TN,T  T  T  T  TN  ĐB  T   Bảng 2-4: Tốc độ gió hướng Đông Bắc Tần suất (%)  1  2  4  5   Vmax (m/s)  33.5  30.1  27.3  25.6   Bảng 2-5: Tốc độ gió thiết kế (không kể hướng) Tần suất (%)  1  2  4  5   Vmax (m/s)  37.7  33.8  31.9  28.7   Bốc hơi Bảng 2-6: Phân phối lượng bốc hơi trong năm Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    Ebq tháng (mm)  145.5  120.7  131.3  118.2  109.0  109.9  103.5  99.2  87.2  80.8  125.3  164.1  1370   Ebq ngày (mm)  4.7  4.3  4.2  3.9  3.5  3.7  3.3  3.2  2.9  2.6  4.2  5.3  3.8   E ngày max (mm)  16.1  13.0  12.7  10.5  10.4  11.5  9.5  10.8  8.0  9.5  13.0  15.5  16.1   Bảng 2-7: Phân phối bốc hơi mặt nước trong năm Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    En (mm/th)  217.0  179.2  195.3  174.0  161.2  168.0  155.0  148.8  132.0  120.9  189.0  248.0  2088   Ebq ngày  6.0  6.4  6.3  5.8  5.2  5.6  5.0  4.8  4.4  3.9  6.3  8.0  5.7   Mưa Lượng mưa khá dồi dào nhưng phân bố rất không đều trong năm Lượng mưa bình quân nhiều năm là 2944mm. Lượng mưa lớn nhất đo được từ 1961 đến nay là 3498mm. Số ngày mưa bình quân: 174 ngày/năm. Bảng 2-8: Lượng mưa bình quân hàng năm Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    X (mm)  29.3  28.8  56.7  140.8  277.5  415.2  405.6  537.3  470.8  369.9  156.1  56.1  2944.1   Bảng 2-9: Số ngày mưa bình quân hàng năm Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    N (ngày)  5  3  6  11  19  21  23  24  23  21  12  6  174   Lưu lượng và tổng dòng chảy năm thiết kế Lưu vực  Tần suất    50%  75%  85%  90%  95%    Q (m3/s)  W (106m3)  Q (m3/s)  W (106m3)  Q (m3/s)  W (106m3)  Q (m3/s)  W (106m3)  Q (m3/s)  W (106m3)   Tuyến IIB  0.894  28.19  0.779  24.55  0.713  22.48  0.677  21.35  0.632  19.93   Phân phối dòng chảy năm thiết kế Lưu vực  P%  Qbq tháng ((m3/s)     1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12   Tuyến IIB  50  0.054  0.054  0.116  0.447  0.894  1.56  1.61  1.88  1.79  1.48  0.715  0.134    75  0.047  0.047  0.101  0.398  0.779  1.36  1.40  1.64  1.56  1.29  0.623  0.117    85  0  0  0.021  0.036  0.642  1.39  1.25  2.05  1.32  1.25  0.606  0.014    90  0  0  0.020  0.034  0.609  1.32  1.18  1.95  1.25  1.18  0.575  0.014    95  0  0  0.019  0.032  0.569  1.23  1.11  1.82  1.17  1.11  0.537  0.013   Quá trình lũ thiết kế Giờ  Lưu lượng (m3/s)    Q 1%  Q 5%   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12  0 103 206 310 413 361 310 258 206 155 103 51.6 0  0 71.8 144 215 287 251 215 179 144 108 71.8 35.9 0   Tổn thất bốc hơi hồ chứa Đặc trưng  Tháng  Năm    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12    (Z hồ (mm/ngđ)  1.97  1.80  1.77  1.63  1.46  1.58  1.41  1.35  1.20  1.10  1.17  2.25  1.61   (Z hồ (mm/tháng)  61.1  50.5  55.0  49.0  45.4  47.3  43.6  41.9  37.2  34.0  53.2  69.8  588   Điều kiện dân sinh kinh tế Điều kiện dân cư Dân số: 14.731 người. Thành phần lao động, nghề nghiệp.
Thành phần dân tộc TT  Tên  Số người   1  Kinh  12855   2  Hoa  534   3  Khơ me  11   4  Mường  2   Nông nghiệp Chủ yếu là trồng trọt, cây tiêu là cây nông nghiệp chính ở đây, ngoài ra còn có cây ăn quả, không có cây lúa. Ngư nghiệp Đánh bắt là chính, ngoài ra còn có nghề nuôi đồi mồi. Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp Chủ yếu là nghề làm mắm, làm nước đá và sửa chữa tàu thuyền phục vụ đánh bắt hải sản. Giao thông vận tải Đường bộ rất xấu, nền đường chủ yếu làm bằng đất cấp phối, không có đường nhựa. Điện tiêu dùng Đảo Phú Quốc không có mạng điện lưới quốc gia, nên thị trấn Dương Đông chỉ sử dụng nguồn điện của 2 máy phát Diezen loại 750KVA, giá thành 1500đ/kWh. Quy mô kết cấu các hạng mục công trình Đập dâng nước Kết cấu: đập đất đồng chất. Cao trình đỉnh đập: +28.3m Chiều dài đập: L = 570m. Chiều cao nước lớn nhất: Hmax = 21m. Hệ số mái: + Thượng lưu: 3; 3.5; gia cố bằng tấm bê tông lăng trụ. + Hạ lưu: 2.5;3; có đống đá tiêu nước, trồng cỏ bảo vệ. Tràn xả lũ Vị trí: tại vai bên trái đập. Lưu lượng thiết kế: QmaxP1% = 309m3/s. Hình thức: đập tràn mặt cắt thực dụng, nối tiếp bằng dốc nước và tiêu năng bằng mũi phun. Vật liệu: BTCT. Cống lấy nước Vị trí: tại vai bên phải đập. Lưu lượng thiết kế: QTK = 0,4m3/s. Hình thức: cống hộp chảy có áp, có cửa thượng hạ lưu cống. Hệ thống kênh Kênh chính: mặt cắt hình chữ nhật bằng BTCT, dài 3,1km. Kênh cấp 1 và hệ thống cấp nước sinh hoạt. TÓM TẮT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA PHƯƠNG ÁN CHỌN TT  Hạng mục công trình  Đơn vị  Chỉ tiêu KT chính   I  Công suất cấp nước  m3/ngày  10.000   II  Diện tích tưới cây tiêu  ha  300   III  Đập chính, hồ chứa     1  Diện tích lưu vực  km2  19   2  Mực nước dâng BT  m  22.3   3  Mực nước dâng GC  m  27.6   4  Mực nước chết  m  13   5  Dung tích hồ ứng với MNDBT  103m3  3062.4   6  Dung tích hữu ích  103m3  2818.7   7  Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT  ha  50   8  Cao trình đỉnh đập  m  28.3   9  Chiều dài đập  m  580   10  Chiều cao đập  m  21   IV  Đập tràn xả lũ     1  Cao độ ngưỡng tràn  m  22.3   2  Khẩu độ tràn  m  15   3  Lưu lượng lớn nhất qua tràn  m3/s  309   4  Chiều dài đập tràn  m  49   V  Cống lấy nước     1  Chiều dài cống  m  204   2  Tiết diện cống  m  D=800   3  Lưu lượng lớn nhất qua cống  m3/s  0.4   VI  Khu tưới – kênh chính     1  Diện tích tự nhiên  ha  500   2  Chiều dài kênh chính đoạn 1  m  1800   3  Chiều dài kênh chính đoạn 2  m  1500   4  Kích thước kênh chính đoạn 1  m  0,6x1.0   5  Kích thước kênh chính đoạn 2  m  0.6x0.6   BÀI TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ Xác định dung tích chết và mực nước chết Khái niệm - Dung tích chết: là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết, là phần dung tích thấp nhất trong kho. - Mục đích bố trí: dung tích chết là để chứa phần bùn cát lắng đọng trong suốt thời kỳ hoạt động của công trình, tạo đầu nước phục vụ cho tưới tự chảy, phát điện với công suất tối thiểu thiết kế, phục vụ giao thông vận tải…… Các điều kiện xác định dung tích chết(Vo )– MNC Vo được xác định dựa vào các điều kiện sau: Đảm bảo yêu cầu về tuổi thọ công trình Tức là Vo phải đảm bảo chứa hết lượng bùn cát lắng đọng trong hồ trong suốt thời kỳ hoạt động của công trình ( Vo ( K .T.Vbc Trong đó: - Vb: hàm lượng bùn cát lắng đọng trong năm (m3) (tài liệu) - T: tuổi thọ công trình (dựa vào cấp công trình tra TCN 285-2002 ( T ) - K: hệ số kể đến sạt lở bờ, thường chọn K = (1,2(1,5) Đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy Zo ( ZKC + ((Z Trong đó: - ZKC: cao trình mực nước khống chế tại đầu kênh tưới - ((Z: tổng tổn thất qua cống. Các yêu cầu khác Phần dung tích chết thiết kế không chỉ đảm bảo 2 yêu cầu trên mà còn đáp ứnng các yêu cầu khác như: giao thông vận tải, phát điện, du lịch, thủy sản v.v…nên tùy theo từng điều kiện, tình hình cụ thể mà ta xác định chính xác phần dung tích chết. Tóm lại: việc xác định dung tích chết cần phải thông qua tính toán phân tích để lựa chọn được dung tích chết hợp lý thỏa mãn được mọi yêu cầu cũng như nhiệm vụ của công trình. Xác định dung tích chết theo yêu cầu tuổi thọ công trình Với điều kiện tuổi thọ công trình, ta xác định được hàm lượng bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của công trình. Từ đó xác định được mực nước chết theo công thức sau: ZMNC = Zbc + h + a. (3 – 1) Trong đó: - Zbc: cao trình bùn cát lắng đọng được xác định từ Vbc. - a: khoảng cách an toàn tính từ cao trình bùn cát đến đáy cống để tránh không cho bùn cát cuốn vào cống trong quá trình làm việc. - h: khoảng cách theo phương đứng tính từ đáy cống đến mực nước chết nhằm đảm bảo được yêu cầu làm việc của cống. Xác định cao trình bùn cát lắng đọng Lượng bùn cát lắng đọng lại trong hồ sau thời gian làm việc T được xác định theo công thức sau: Vbc = Vll + Vdd (3 – 2) Trong đó : Vll : thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng lại trong hồ (m3) Vdd : thể tích bùn cát di đẩy lắng đọng lại trong hồ (m3) Xác định được Vbc dựa vào biểu đồ quan hệ( Z ( V) của lòng hồ ta tìm được cao trình bùn cát lắng đọng Zbc . Xác định MNC Thay các giá trị Zbc vào công thức (3 – 1), ta xác định được cao trình mực nước chết như sau: ZMNC = Zbc + h +a Cao trình mực nước chết phải thỏa mãn cao trình tưới tự chảy: ZMNC > Z KC Xác định dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường. Khái niệm - Mực nước dâng bình thường (MNDBT): là mực nước cao nhất trong kho mà có thể giữ được trong một thời gian lâu dài. Đây là mực nước trữ cao nhất trong hồ ứng với điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường như đã tính toán. - Dung tích hiệu dụng (Vh): Là phần dung tích được giới hạn bởi mực nước chết và mực nước dâng bình thường. Tài liệu tính toán - Đặc trưng lòng hồ : quan hệ Z ( V ( F - Tài liệu về bốc hơi. - Tài liệu về phân phối dòng chảy năm thiết kế. - Tài liệu về nhu cầu dùng nước tính tại đầu mối. - Tiêu chuẩn thấm qua kho. Nguyên lý và trình tự tính toán Nguyên lý tính toán Để xác định được MNDBT trước tiên phải xác định được Vh trên cơ sở tính toán điều tiết hồ theo hình thức điều tiết năm ứng với năm tính toán ít nước có tần suất bằng phương pháp lập bảng. Cơ sở của phương pháp là dựa vào phương trình cân bằng nước:


Trong đó: - Q: lưu lượng nước đến đã biết, - qyc: lưu lượng nước yêu cầu - qb.hơi: lượng nước bốc hơi khỏi hồ nước - qthấm: lưu lượng thấm(phụ thuộc vào điều kiện địa chất lòng hồ, Vhồ) - qxả: lượng nước xả thừa(phụ thuộc vào quá trình nước đến, phương thức vận hành kho nước) - V1, V2: dung tích hồ đầu và cuối thời đoạn tính toán. Sử dụng phương trình cân bằng nước để cân bằng cho từng thời đoạn, trên cơ sở đó dựa vào nhu cầu dùng nước từng thời đoạn ta xác định được thời kỳ thiếu nước và thời kỳ thừa nước, từ đó xác định được phần dung tích cần thiết (dung tích hiêu dụng) để thiết kế. Trình tự tính toán - Bước 1: Tính Vh khi chưa kể đến tổn thất . Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng tính (3 – 1) Bảng (3– 1): Tính điều tiết hồ khi chưa kể đến tổn thất Tháng  Số ngày  QP% (m3/s)  WP% (106m3/s)  Wyc (106m3/s)  (W+ (106m3/s)  (W- (106m3/s)  Vhi (106m3/s)  Lượng xả thừa   (1)  (2)  (3)  (4)  (5)  (6)  (7)  (8)  (9)   Tổng           Trong đó: - Cột 1: Các tháng xếp theo thứ tự năm thủy văn. - Cột 2: số ngày có trong tháng. - Cột 3: lưu lượng dòng chảy đến bình quân tháng (tài liệu dòng chảy năm thiết kế) - Cột 4: Tổng lượng nước đến bình quân tháng, WQ = Qi . (ti - Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu bình quân tháng (tài liệu về yêu cầu dùng nước) - Côt 6: lượng nước thừa trong tháng, ( Wi = WQi - Wqi > 0 - Cột 7: lượng nước thiếu trong tháng, ( WQi - Wqi < 0 - Cột 8 : dung tích kho tích trữ từng tháng - Cột 9: lượng nước xả trong tháng. Ghi chú: tổng cột 7 sẽ cho ta dung tích nước cần trữ hay đó chính là Vh. - Bước 2: Tính toán lượng nước tổn thất do thấm và bốc hơi.(Bảng tính 3-2) Bảng( 3 – 2): Tính tổn thất do bốc hơi, thấm. Tháng  Vi (106m3/s) 
(106m3/s) 
(km2)  (Z (mm)  Wb (106m3/s)  Wt (106m3/s)  Wtt (106m3/s)   (1)  (2)  (3)  (4)  (5)  (6)  (7)  (8)   Trong đó: - Cột 1: Các tháng xếp theo thứ tự năm thủy lợi. - Cột 2: dung tích kho, Vkho = Vo+ Vhi Với: Vhi : dung tích hồ ứng với từng tháng ghi ở cột 8 bước 1. Vo : dung tích kho ứng với mực nước chết, Vo = 107m3. - Cột 3:dung tích kho bình quân,
- Cột 4: diện tích mặt hồ tương ứng với dung tích kho, xác đinh dựa vào quan hệ (V(Z), (F(Z) khi biết
- Cột 5: lượng bốc hơi mặt hồ ứng với từng tháng (tài liệu về bốc hơi ) - Cột 6: lượng nước tổn thất do bốc hơi, Wbh =
.(Zi, Với : (Zi : lượng bốc hơi từng tháng (tài liệu) - Cột 7: lượng nước tổn thất do thấm, Wt = K.
, Với: K : tiêu chuẩn thấm trong kho nước, phụ thuộc vào điều kiện địa chất lòng hồ, K = 1% - Côt 8: Tổng lượng nước tổn thất, Wtt = Wt + Wbh - Bước 3: Tính lại Vh khi có kể đến tổn thất. Giải thích các cột tính trong bảng (3-3) - Cột 1: các tháng xếp theo thứ tự năm thủy lợi. - Cột 2: các ngày tương ứng trong tháng. - Cột 3: tổng lượng dòng chảy đến bình quân tháng. - Cột 4: tổng lượng nước yêu cầu bình quân tháng. - Cột 5: Tổng lượng nước tổn thất do thấm và bốc hơi. - Cột 6: Tổng lượng nước sử dụng bình quân tháng (có kể đến tổn thất ) Cột 6 = Cột 5 + Cột 4 . - Cột 7: lượng nước thừa trong tháng, ( Wi = WQi - Wqi > 0 - Cột 8: lượng nước thiếu trong tháng, ( WQi - Wqi < 0 - Cột 9: dung tích kho tích trữ từng tháng - Cột 10: lượng nước xả trong tháng. Bảng (3-3). Tính điều tiết hồ khi có kể đến tổn thất. Tháng  Số ngày  WP% (106m3/s)  Wyc (106m3/s)  Wtt (106m3/s)  (Wyc (106m3/s)  (W+ (106m3/s)  (W- (106m3/s)  Vhi (106m3/s)  Lượng xả thừa (106m3/s)   (1)  (2)  (3)  (4)  (5)  (6)  (7)  (8)  (9)  (10)   TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ Mục đích Thông qua tính toán điều tiết lũ tìm ra được biện pháp thích hợp nhất để hạ thấp đỉnh lũ nhằm đáp ứng yêu cầu phòng chống lũ ở hạ du. Nhiệm vụ Xác định dung tích phòng lũ; Xác định hình thức vận hành công trình xả lũ; Xác định quy mô, kích thước công trình xả lũ. Riêng đối với phạm vi đồ án tốt nghiệp chỉ xác định đường quá trình xả lũ q ~ t (cụ thể xác định lưu lượng xả lớn nhất, dung tích siêu cao Vsc, mực nước siêu cao Zsc) Ý nghĩa Việc tính toán điều tiết lũ gắn liền với quy mô kích thước công trình tràn, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cao trình đỉnh đập, chiều dài cống lấy nước và hàng loạt các vấn đề khác … nhưng vấn đề đơn giản nhất là phòng lũ ở hạ lưu. Từ đó ta thấy nó sẽ quyết định đến giá thành công trình, yêu cầu về thi công vì thế ta phải tính toán điều tiết lũ cho nhiều phương án khác nhau để tìm ra một phương án tối ưu nhất cả về mặt kỹ thuật và kinh tế. Nguyên lý tính toán Nguyên lý cơ bản là hợp giải phương trình cân bằng nước và phương trình thủy lực của công trình xả lũ Ta có phương trình cân bằng nước dạng sai phân như sau:
(5 – 1) Có hai ẩn số cần tìm là q2 và V2 nên phương trình chưa giải được. Để giải phương trình này cần thêm một phương trình mới. Phương trình đưa vào là phương trình thuỷ lực đập tràn. q = f(Zt, Zh, C). (5 – 2) Trong đó: Q1, Q2 : lưu lượng lũ chảy vào kho nước ở đầu và cuối thời đoạn (t. q1, q2 : lưu lượng xả ra khỏi kho nước ở đầu và cuối thời đoạn (t. V1, V2 : dung tích kho nước ở đầu và cuối thời đoạn (t. C: tham số công trình; q: là giá trị hoàn toàn xác định khi biết qui mô, hình thức đập tràn. Dạng đường quá trình xả lũ Để thuận lợi cho việc phân tích, ta phải biến đổi phương trình vi phân của dòng chảy lũ Qdt – qdt = Fdh (5– 3) thành phương trình sau: Q – q =F.
(5– 4) Đối với đập tràn, lưu lượng xả qua tràn được tính theo công thức: q = m.B.
(5– 5) (
(5 – 6) Đặt : K =
(
(5 –7) Thay giá trị
vào phương trình (7 – 5) ta được: Q – q = F.K.q-1/3.
(
(5–8) Phương trình (5 – 8) sẽ là cơ sở cho việc phân tích đường xả lũ.
Hình 5 –1 : Dạng đường quá trình xả lũ tràn có cửa van điều tiết Từ t0 ~ t1 : Ta có thể điều khiển cửa van để q = Q. Khi đó, mực nước trong hồ vẫn là MNDBT. Từ t1 ~ t2 : Mở toàn bộ cửa van và có Q > q, theo (5–8) (
: Lưu lượng xả tăng, nước được trữ lại trong kho, mực nước trong kho tăng lên. Tại giá trị t2 : Q = q, theo (5– 8) (
: Lưu lượng xả đạt giá trị lớn nhất qmax, mực nước trong kho đạt tới giá trị Zsc = MNDGC. Từ t2 trở đi : Q < q, (5 – 8) (
: Lưu lượng xả giảm xuống, lượng nước trữ trong kho giảm xuống đến khi trở về trạng thái trước lũ. Tính toán điều tiết lũ Phương pháp tính toán điều tiết lũ Có nhiều phương pháp để tính toán điều tiết lũ : Phương pháp thử dần Phương pháp bán đồ giải của Pôtapôp Phương pháp đơn giản Kôtrêrin Phương pháp Runge – Kutta bậc ba. Tất cả các phương pháp trên đều dựa trên một nguyên lý cơ bản là hợp giải phương trình cân bằng nước và phương trình thủy lực của công trình xả lũ. Tuy có nhiều phương pháp tính toán điều tiết lũ nhưng trong phạm vi tính toán điều tiết lũ bằng hồ chứa, ta chọn phương pháp bán đồ giải của Pôtapôp vì phương pháp này tính toán đơn giản, cho kết quả chính xác,đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, có thể tính toán bằng tay hay lập trình trên máy. Trên cơ sở phương trình cân bằng nước (5- 1) và (5- 2):
Chia 2 vế phương trình cho ((t và chuyển các thừa số về một bên ta được:
(5 – 9) Với bất kỳ thời đoạn tính toán nào thì vế phải đều đã biết Đặt:
(5 –10) Đây là quan hệ phụ trợ để tính điểu tiềt lũ Thay (5 – 10) vào (5 – 9): f2 (q) = + f1(q)