Thạc Sĩ Hồ chứa nước Tân Thành nằm trên suối Tân Thành thuộc vùng đồi núi xã Nguyên Bình huyện Tĩnh Gia - tỉ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM 2014
File: Word

MỤC LỤC
PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN .5
CHƯƠNG 1 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN . 5
1.1. Điều kiện tự nhiên 5
1.2. Tình hình khí tượng thuỷ văn 7
1.3 .Tình Hình địa chất 13
1.4. Tình hình vật liệu xây dựng .14
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ .15
2.1.Tình hình dân sinh kinh tế 15
2.2. Hiện trạng kinh tế 16
CHƯƠNG III : PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 17
3.1 Phương án sử dụng nguồn nước 17
3.2. Tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng 18
3.3. Phương hướng phát triển . 19
3.4. Nhiệm vụ công trình thuỷ lợi hồ Chứa Tân Thành .19
3.5. Sự cần thiết phải xây dựng công trình 19
CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN . 20
4.1 Giải pháp công trình 20
4.2 Hình thức các công trình đầu mối .21
Cống lấy nước là cống hộp bê tông cốt thép 21
4.3. Cấp công trình và chỉ tiêu thiết . 21
4.4. Xác định các thông số hồ chứa . 22
4.5 Các phương án công trình nghiên cứu trong đồ án . 27
PHẦN II:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH . 28
CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ . 28
5.1 Mục đích và phương pháp tính 28
5.2 Tính toán và kết quả theo các phương án Btr khác nhau .30
CHƯƠNG VI : XÁCĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT . 35
6.1. Tính toán lựa chọn hình thức đập đất . 35
6.2 Thiết kế mặt cắt cơ bản của đập đất 36
CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ .45
7.1 Bố trí chung 45
7.2. Tính toán thuỷ lực tràn xả lũ .46
7.3 hình thức, cấu tạo tràn và dốc nước .54
CHƯƠNG VIII
TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG - GIÁ THÀNH - CHỌN PHƯƠNG ÁN . 56
8.1 Mục đích tính khối lượng, giá thành . 56
8.2 Tính toán khối lượng và giá thành công trình 56
PHẦN THỨ BA: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CHỌN 60
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 60
9.1 Tính toán điều tiết lũ phương án chọn .60
9.2. Vị trí đập - Hình thức đập .65
9.3 Các kích thước cơ bản của đập . 66
9.4 Kiểm tra lại cấp công trình .68
9.5. Cấu tạo chi tiết đập . 68
9.6 Tính toán thấm qua đập và nền 74
9.7 Tính toán ổn định đập đất . 91
CHƯƠNG 10 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 99
10.1 Vị trí, hình thức và các bộ phận của đường tràn 99
10.2 Tính toán thuỷ lực trà xả lũ 100
10.3 Hiện tượng thuỷ lực trên dốc nước . 104
10.5 thiết kế tiêu năng sau dốc 107
10.6 Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn 111
10.7 Tính toán ổn định và kết cấu cỏc bộ phận tràn. 113
CHƯƠNG 11 : THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC . 118
11.1 Những vấn đề chung 118
11.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống . 120
11.3 Tính toán thuỷ lực cống . 123
11.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng . 133
11.5 Chọn cấu tạo chi tiết cống. 144
PHẦN 4 CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT. 148
CHƯƠNG 12 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 148
12.1 Mục đích và trường hợp tính toán . 148
12.2 Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế .148
12.3 Xác định các lực tác dụng lên cống 150
12.4 Xác định nội lực cống ngầm 157
12.5 Tính toán cốt thép 162
12.6 Tính toán và kiểm tra nứt . 175
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 179
PHỤ LUC TÍNH TOÁN .180


PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN
CHƯƠNG 1 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Hồ chứa nước Tân Thành nằm trên suối Tân Thành thuộc vùng đồi núi xã Nguyên Bình huyện Tĩnh Gia - tỉnh Thanh Hoá, cách trung tâm huyện lỵ Tĩnh Gia 9km theo đường thẳng về phía tây. Vị trí xây dựng công trình nằm ở toạ độ địa lỹ: 19o25’~19o29’ vĩ độ Bắc, 105o41’~105o~44’ kinh độ Đông.
Giới hạn hành chính:
- Phía đông giáp xã Hải Lĩnh
- Phía nam giáp xã Phúc Lâm
- Phía Tây giáp xã Phú Sơn
- Phía Bắc giáp xã các Sơn và Hùng Sơn
1.1.2. Đặc điểm địa hình địa mạo



1.1.2.1. Lòng hồ
Lòng hồ là một thung lũng có chiều rộng bình quân (250~300)m, chiều dài (3000~3500)m, chạy theo hướng Nam - Bắc. Lòng sông được bao bọc bằng các dãy núi.Dãy núi phía Tây - Bắc cao độ cao nhất 500m. Dãy núi phía Đông – Nam và sườn núi phía Tây – Nam cao độ cao nhất 300m. Eo Văn Liễn thấp nhất cao độ +30.6m. Xu thế địa hình lòng hồ dốc từ phía Tây – Nam về phía Đông - Bắc.
Suối Tân Thành đổ ra sông Thị Long tại ngã ba Anh Sơn, Lưu vực hồ Tân Thành tính đếnvị trí đập: Flv=20Km2.
- Chiều dài suối chính: L = 6,5Km
- Tổng chiều dài các nhánh suối trong lưu vực; L = 12,7Km
- Chiều dài lưu vực: L = 6,5Km
- Chiều rộng lưu vực: L = 3,0Km
Rừng trong lưu vực chủ yếu là rừng tái sinh và trồng rừng theo chương trình 327 giao đất giao rừng cho hộ dân.
Độ dốc bình quân lưu vực 30 ~ 40%
Lòng hồ cao độ (+13,00~+18,00) mức nước đến cao độ (+28,00) diện tích ngập khoảng 120ha.Trong long hồ do địa hình dốc và phức tạp nên dân không trồng lúa mà trồng cây lấy gỗ là chính như bạch đàn Hiện nay cây có đường kính 15~25cm đang độ phát triển. Số lượng cây bị ngập được UBND Huyện Tĩnh Gia thành lập hội đồng xác định đưa vào phần đền bù hoa lợi.
Suối chính có độ dốc i = 26,5% Chiều rộng suối chính bình quân 30m. Tại vị trí đập độ dốc long suối i = 0,005 Chiều rộng long suối 25m. Do địa hình lưu vực dốc do đó trong suối về mùa tháng 2 tháng 3 nước ở suối chỉ có chiều sâu 0,2 ~ 0,3m, nhưng về mùa lũ theo vết lũ max mực nước tại vị trí đập nước sâu 12~13m.
1.1.2.2. Tuyến đầu mối
Đập đất vị trí tuyến phía dưới 2 khe gặp nhau 100m hai đầu đập là 2 dãy núi có sườn thoải chạu dọc theo suối Tân Thành, đầu đập phía tả sườn núi thoải và tương đối phẳng, ở cao độ (+30,00) có eo đổ về hạ lưu bố trí tràn xả lũ đổ về suối Tân Thành.
Lòng suối đi sát sườn núi phía hữu, cao độ long suối ở vị trí đập (+4,00) đầu đập phía hữu có sườn núi dốc địa hình phức tạp.
1.1.2.3 Tuyến tràn xả lũ
Tràn xả lũ được bố trí đầu vai phải đập chạy dọc theo sườn dốc cao độ (+30,00)đổ về thẳng về hạ lưu suối Tân Thành ở cao độ (+4~4,5) chiều dài >70m.
1.1.2.4. Tuyến cống dưới đập
Tưới cho khu tưới phía Bắc 110ha.
Vị trí cống ở đầu vai hữu đập, sườn núi tương đối dốc và sát long suối Tân Thành.
1.1.2.5. Đại hình khu tưới và tuyến kênh chính
Khu tưới có 2 vùng:
Vùng 1: Sau đập diện tích 110ha, khu tưới cách vị trí đập 750m đến giáp đường sắt. Cao độ khu tưới cao nhất (+12,0) và thấp nhất (+10,0) có xu thế dốc theo hướng Đông-Bắc (từ đập xuống).
Tuyến kênh đi men theo sườn núi phía hữu từ đầu đập vào giữa vùng tưới dài 2km, từ cao độ (+13,0) xuống cao độ (+10,0)
Vùng 2: khu tưới sau eo Văn Liễn diên tích 612ha. Từ thượng lưu hồ Ao Quan xuống đến giáp xã Trúc Lâm chiều dài khu tưới L = 7,0Km chiều rộng khu tưới từ sườn núi thuộc địa phận xã Xuân Lâm xuống đến đường sắt, chỗ rộng nhất 2,75Km nơi hẹp nhất 500m. Xu thế địa hình khu tưới dốc theo hướng Bắc-Nam(từ eo Văn Liễn xuống), cao độ nơi cao nhất (+9,5~+12,0) nơi thấp nhất (+5,5~+6,5) hầu hết ở cao độ (+5,0~+7,0) trong khu tưới có nhiều khe, suối tiêu nước chảy về sông Bạng.
Tuyến kênh từ eo Văn Liễn theo sườn núi từ độ cao (+12,5~+7,0) chiều dài 7,0Km. Những đoạn qua các khe suối làm cầu máng dẫn tưới, để tiêu nước dưới máng trong khu tưới thuận tiện đảm bảo ổn đinh cho kênh.
1.2. Tình hình khí tượng thuỷ văn
1.2.1. Mạng lưới trạm thuỷ văn và tài liệu tính toán
Đặc điểm thuỷ văn lưu vực hồ Tân Thành là một vùng đồi núi gần biển, khí hậu có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ thang 6 đến tháng 12, mùa khô từ tháng 1 đến tháng 5 năm sau. Trong lưu vực không có tram thuỷ văn. Do đó khi tính sử dụng các trạm thuỷ văn lân cận như trạm Tĩnh Gia, Yên Mỹ và tham khảo tài liệu của trạm Xuân Thượng-Thanh Hoá.
- Vị trí trạm thuỷ văn Tĩnh Gia cách trung tâm lưu vực 9Km về phía Đông.
- Trạm Yên Mỹ cách trung tâm lưu vực 10Km về phía Tây.
- Trạm Thanh Hoá cách trung tâm lưu vực 35Km về phía Bắc.
- Trạm Xuân Thượng cách trung tâm lưu vực 35Km về phía Tây.
Các trạm trên có liệt số thuỷ văn năm 1952~1980 là 27 năm. Riêng trạm Xuân Thượng có 18 năm từ 1968~1985 (tài liệu đã dùng tính toán dự án hồ chứa Tân Thành năm 1989). Các tài liệu khí tượng thuỷ văn trên đã được đài khí tượng thuỷ văn Thanh Hoá thông qua và tổng cục khí tượng thuỷ văn phê chuẩn. Do tài liệu có ít, em đã bổ sung thềm tài liệu đo mưa của tram thuỷ văn Tĩnh Gia và Yên Mỹ, từ năm 1980 đến năm 2000 là 20 năm đưa vào liệt tính toán thuỷ văn cho hồ Tân Thành.
1.2.2. Các đặc trưng khí tượng thuỷ văn
a. Đặc trưng thuỷ văn lưu vực: