Thiết Kế Hồ Chứa Đa Mục Tiêu Phương Thịnh Huyện Tam Nông Tỉnh Phú Thọ

1

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHIỆP PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỒ CHỨA ĐA MỤC TIÊU PHƢƠNG THỊNH

HUYỆN TAM NÔNG - TỈNH PHÚ THỌ

Ngành: Công nghiệp phát triển nông thôn

Mã số: 102

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Tỉnh

Sinh viên thực hiện: Đinh Văn Xuyền

Khoá học: 2004 – 2008

Hà Tây, 5 - 2008

2

LỜI CẢM ƠN

Sau bốn năm học tập tại trường, đến nay tôi đã hoàn thành khoá học.

Được sự hướng dẫn của thầy Ths. Phạm Văn Tỉnh, sự phân công của Bộ môn

Công trình, sự giúp đỡ của cán bộ công nhân viên Công ty Tư vấn & Đầu tư Kĩ

thuật Cơ điện. Tôi thực hiện khoá luận:

“Thiết kế hồ chứa đa mục tiêu Phƣơng Thịnh - Hyện Tam Nông –

Tỉnh Phú Thọ”

Qua đây, cho tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Phạm Văn Tỉnh

và toàn thể các thầy cô giáo trong trường, cán bộ công nhân viên Công ty Tư

vấn & Đầu tư kĩ thuật Cơ điện cùng bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực

hiện khoá luận và trong toàn bộ quá trình học tập tại trường.

Nội dung khóa luận khó tránh khỏi những sai sót. Do vậy, tôi rất mong

được sự góp ý, chỉ bảo của thầy cô và bạn bè.

Hà Tây, ngày 8 tháng 5 năm 2008.

Sinh viên thực hiện

Đinh Văn Xuyền

3

ĐẶT VẤN ĐỀ

* Tính cấp thiết của khoá luận:

Việt Nam là một trong những nước có hệ thống sông ngòi chằng chịt, là

một trạng thái thuận lợi cung cấp nguồn nước mặt. Tổng lượng nước bình quân

hàng năm chảy trên các sông suối Việt Nam kể cả từ ngoài lãnh thổ chảy vào là

khoảng 879 tỷ m3

.

Tuy nhiên, nước ta hầu như nằm ở cuối hạ lưu các con sông lớn: Sông

Hồng, sông Mê Công, sông Mã, sông Cả, sông Đồng Nai. Chẳng hạn: Sông Mê

Công có 90% diện tích lưu vực nằm ở nước ngoài và cũng 90% lượng nước

sông Mê Công chảy vào Việt Nam từ nước ngoài, sông Hồng có gần 50% diện

tích lưu vực nằm ở Trung Quốc và 30% lượng nước hàng năm bắt nguồn từ

Trung Quốc. Do đó, khả năng có nước, đặc biệt là mùa khô, khi các nước ở

vùng thượng nguồn gia tăng sử dụng nguồn nước là điều nằm ngoài tầm kiểm

soát của Việt Nam. Hơn nữa, nguồn nước ở nước ta lại phân bố không đồng

đều theo không gian và thời gian. Trên lãnh thổ có những vùng nước rất phong

phú: lượng mưa trung bình năm trên 3800 mm (Bắc Quang – Hà Giang), có

những vùng mưa rất nhỏ lượng mưa hàng năm chỉ đạt 800 mm (Phan Rang).

Lượng dòng chảy hàng năm chỉ chủ yếu tập trung vào 3 tháng mùa lũ chiếm

80% tổng lượng dòng chảy hàng năm, mùa kiệt kéo dài gây khó khăn cho cấp

nước. Vì vậy, xây dựng hồ chứa kết hợp các công trình đầu mối chính là một

biện pháp hữu hiệu để thay đổi trạng thái tự nhiên dòng chảy phù hợp với nhu

cầu dùng nước. Đây cũng chính là một biện pháp để sử dụng bền vững và hợp

lý tài nguyên nước, điều tiết nguồn nước, tránh hạn hán, lũ lụt xảy ra. Các hồ

chứa được xây dựng sẽ tạo điều kiện phát triển kinh tế xã hội, cải thiện môi

trường sinh thái của khu vực.

Công trình hồ chứa nước Phương Thịnh được xây dựng cũng không nằm

ngoài mục đích trên. Công trình nằm trong Tiểu dự án sửa chữa nâng cấp các

hồ đập huyện Tam Nông - tỉnh Phú Thọ.

4

Qua việc nghiên cứu khảo sát điều kiện tự nhiên, xã hội của khu vực và

được sự nhất trí của Bộ môn Công trình - Trường Đại học Lâm nghiệp, dưới sự

hướng dẫn của thầy giáo Ths. Phạm Văn Tỉnh. Tôi thực hiện khoá luận: “Thiết

kế hồ chứa đa mục tiêu Phương Thịnh - Huyện Tam Nông - Tỉnh Phú Thọ”.

* Mục tiêu khoá luận:

Hồ chứa Phương Thịnh được xây dựng với mục tiêu: Giữ nước về mùa

lũ, điều tiết cấp nước cho 110 ha lúa và màu, 20 ha chè đồi. Giải quyết một vấn

đề bức xúc và chiến lược của vùng là nâng cao năng suất cây trồng, mở rộng

diện tích canh tác, trồng những cây có giá trị kinh tế cao…. Ngoài ra, việc xây

dựng hồ còn góp phần tích cực vào việc cải tạo môi trường, khí hậu, làm chậm

lũ cho vùng hưởng lợi, nuôi trồng thuỷ sản trong lòng hồ và là một điểm du lịch

sinh thái trong tương lai. Phù hợp với nhu cầu mong mỏi của người dân, qui

hoạch phát triển của địa phương.

* Nội dung khoá luận:

Khoá luận gồm có 6 chương.

Chương 1: Điều kiện tự nhiên và xã hội khu vực nghiên cứu.

Chương 2: Tính toán các đặc trưng dòng chảy.

Chương 3: Xác định các thành phần hồ chứa.

Chương 4: Tính toán thiết kế đập.

Chương 5: Tính thấm qua đập và nền.

Chương 6: Tính toán ổn định mái đập.

Chương 7: Sơ bộ dự toán giá thành.

5

Chƣơng I

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1. Vị trí địa lý

Công trình hồ Phương Thịnh được xây dựng trên địa bàn xã Phương

Thịnh, huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ. Công trình thuộc Tiểu dự án sửa chữa,

khắc phục các hồ đập của huyện Tam Nông. Vị trí công trình:

- Phía Bắc giáp xã Tứ Mỹ.

- Phía Đông giáp xã Cổ Tiết.

- Phía Tây giáp xã Quang Húc.

- Phía Nam giáp xã Thọ Vần.

1.2. Địa hình địa mạo

- Huyện Tam Nông là một trong những huyện miền núi của tỉnh Phú

Thọ, có nhiều núi địa hình phức tạp, bị chia cắt bởi nhiều dãy núi từ vừa đến

thấp.

- Khu vực lòng hồ được bao bọc xung quanh là núi, địa hình dạng lòng

chảo, thung lũng kéo dài, chủ yếu theo hướng từ Tây sang Đông.

- Địa hình bờ suối khu vực hồ cao trình thay đổi, chiều rộng lòng hồ

thường thay đổi theo hình đuôi cá, giáp bờ đập lòng suối tương đối rộng và co

hẹp, uốn lượn quanh co gấp khúc ở vị trí xa mặt đập.

1.3. Điều kiện địa chất

Qua việc khoan khảo sát tại hiện trường trên nền đập cũ và kết quả thí

nghiệm mẫu trong phòng có thể phân chia địa tầng khu vực thành các lớp có

tính chất cơ lí như sau:

- Lớp 1: Phân làm 2 phụ lớp.

6

+ Phụ lớp 1A: Đất thuộc loại sét pha, màu nâu vàng, nâu đỏ, xám

trắng, loang lổ, trạng thái dẻo cứng. Là lớp đất tốt có sức chịu tải trung bình,

tính biến dạng nhỏ. Tại vị trí đập đầu mối phụ lớp 1A nằm ở phía trên cùng với

bề dày biến đổi từ 0.3 ÷ 6.7m.

+ Phụ lớp 1B: Đất sét pha màu nâu vàng, nâu đỏ, xám trắng, loang

lổ, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy, lẫn cuội tảng tròn cạn. Đây là lớp đất yếu

do chịu ảnh hưởng trực tiếp của quá trình thấm nước từ hồ chứa qua thân đập

xuống hạ lưu. Lớp này có hệ số thấm ngang K = 24,1 ×10-4

cm/s, vì vậy nên có

biện pháp gia cố lại lớp đất này đồng thời chống lại hiện tượng thấm nước qua

thân đập.

- Lớp 2: Đất thuộc loại sét pha, màu xám đen, xám tối, lẫn tàn tích hữu

cơ, trạng thái dẻo chảy, đôi khi là bùn sét pha. Đây là lớp đất yếu, có sức chịu

tải nhỏ, tính biến dạng lớn. Vì vậy, trong quá trình thiết kế sửa chữa đập cần

tính toán ổn định cho đập khi lớp này có liên quan đến vùng biến dạng dẻo

dưới móng công trình.

- Lớp 3: Đất thuộc loại cuội sỏi sạn lẫn cát và sét pha (nguồn gốc lũ tích),

màu xám trắng, xám tối, bão hoà nước. Kích thước cuội tảng trong lớp có thể

đạt 10cm ÷ 20cm. Đây là lớp đất tốt có sức chịu tải lớn và tính biến dạng nhỏ,

thích hợp làm nền móng cho các công trình xây dựng có tải trọng trung bình

đến lớn.

- Lớp 4: Đất thuộc loại cuội tảng tròn cạnh lẫn sét pha (nguồn gốc tàn

tích), màu xám vàng, xám trắng, trạng thái rất cứng. Lớp này là sản phẩm

phong hoá trực tiếp từ đá gốc nên có bề dày và sức chịu tải lớn, tính biến dạng

nhỏ thích hợp làm nền móng cho các công trình có tải trọng trung bình đến lớn.

1.4. Đặc điểm khí hậu thuỷ văn

1.4.1. Đặc điểm khí hậu

Khí hậu vùng dự án nói chung là chịu ảnh hưởng của vùng nhiệt đới gió

mùa: nắng nóng, mưa nhiều, độ ẩm cao, bốc hơi nhiều. Nhiệt độ trong vùng

7

mang đặc trưng của vùng miền núi, nhiệt độ lên cao vào những tháng mùa hè

và giảm đáng kể vào những tháng mùa đông, có thời điểm xuống tới gần 0oC.

Lượng mưa hàng năm dao động từ 1103,6 mm ÷ 2468,6 mm. Lượng mưa mùa

biến động khá lớn, 80% lượng mưa rơi vào mùa mưa từ tháng VI đến tháng X

hàng năm. Cũng có năm bắt đầu sớm hơn và kết thúc muộn hơn. Mùa khô bắt

đầu từ tháng XI đến hết tháng V năm sau, chiếm khoảng 20% lượng mưa năm,

khí hậu lạnh và khô.

a. Nhiệt độ và độ ẩm không khí

Các đặc trưng yếu tố khí tượng: nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không

khí dùng cho hồ được lấy theo số liêu thực đo dài năm ở trạm khí tượng Phú

Hộ. Các số liệu thống kê trên được trình bày như các bảng dưới đây:

Bảng 1-1: Nhiệt độ không kí trong nhiều năm (0C).

T 0 C I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB

TB 15,8 17,5 19,2 23,1 27,4 28,5 28,2 28,7 27,5 24,2 21,3 18,6 23,3

Cao

nhất 26,5 27,9 30,5 31,6 36,2 37,8 36,5 36,2 34,1 32,5 30,4 27,2 37,1

Thấp

nhất 8,8 10,2 12,1 16,4 20,2 22,5 23,1 23,2 21,8 15,4 11,2 8,7 8,8

Bảng 1-2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm (%).

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB

U(%) 83,6 87,0 86,0 85,8 83,0 82,6 84,6 86,6 84,4 82 82,4 82,4 84,2

b. Bốc hơi

Lượng bốc hơi không khí đo bằng ống Piche tại trạm khí tượng Phú Hộ

được thống kê như sau:

- Lượng bốc hơi năm lớn nhất: 995,7 mm