ĐATN XD thủy lợi thủy điện SÔNG BUNG 2

1

CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 2 1.1 TÓM TẮT QUY HOẠCH BẬC THANG SÔNG VU GIA-THU BỒN

1.1 TÓM TẮT QUY HOẠCH BẬC THANG SÔNG VU GIA-THU BỒN

Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là một trong những lưu vực lớn ở miền Trung Việt Nam, trải dài qua hai tỉnh Quảng Nam và Đà Nẵng Hệ thống này bao gồm hai sông chính là Vu Gia và Thu Bồn, cùng với các phụ lưu như sông Bung, A Vương, sông Côn, sông Tranh, và sông ĐakMi Tổng diện tích lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn tính đến cửa biển Hội An là 10.370 km² Ngoài các trạm thủy điện lớn đang được nghiên cứu và chuẩn bị xây dựng, còn có nhiều trạm thủy điện vừa và nhỏ thuộc cấp tỉnh cũng đang được triển khai.

1.2 SƠ ĐỒ KHAI THAC BẬC THANG SÔNG VU GIA - THU BỒN

Hình 1.1 : Sơ đồ khai thác bậc thang sông Vu Gia-Thu Bồn

Gồm 8 dự án thủy điện :

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 2

- Trên nhánh sông Vu Gia có 7 dự án :

+ Thủy điện A Vương: mực nước dâng bình thường (MNDBT) = 382m, công suất lắp máy (NLM) = 220MW.

+ Thủy điện Sông Bung 2, MNDBT = 570m, NLM = 100MW.

+ Thủy điện Sông Bung 4, MNDBT = 230m, NLM = 220MW.

+ Thủy điện Sông Giằng, MNDBT = 60m, NLM = 60MW.

+ Thủy điện Đăk Mi 1, MNDBT = 820m, NLM = 225MW.

+ Thủy điện Đăk Mi 4, MNDBT = 260m, NLM = 210MW.

+ Thủy điện Sông Côn 2, MNDBT = 312.5m, NLM = 60MW.

- Trên nhánh sông Thu Bồn có 1 dự án :

+ Thủy điện Sông Tranh 2, MNDBT = 168m, NLM = 180MW.

1.3 NHỮNG NHIỆM VỤ CHÍNH ĐỐI VỚI CÁC DỰ ÁN THỦY ĐIỆN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG VU GIA - THU BỒN

- Phát điện lên hệ thống điện quốc gia.

- Bổ sung nguồn nước về mùa kiệt cho hạ du

Các hồ chứa A Vương, Sông Tranh 2, Sông Bung 4, Đăk Mi 4, và Sông Côn 2 cần được đánh giá khả năng tham gia giảm lũ và chậm lũ cho hạ du trong giai đoạn nghiên cứu và thiết kế tiếp theo Việc này sẽ giúp đảm bảo an toàn cho khu vực hạ lưu và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng nước từ các hồ chứa.

Mi 1, Sông Bung 2, Sông Bung 4, cần có biện pháp công trình phù hợp để đảm bảo nguồn nước cho môi trường hạ du sau tuyến đập.

1.4 SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 2 Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng của các ngành kinh tế và sinh hoạt của nhân dân trong cả nước, Tổng Công ty Điện lực Việt Nam đã xây dựng Qui hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2001 - 2010 có xét triển vọng đến năm 2020, gọi tắt là Qui hoạch điện V

Quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2006-2015, hay còn gọi là Quy hoạch điện VI, đã được Thủ tướng chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 110/2007/QĐ-TTg ngày 18/07/2007, với triển vọng đến năm 2025 Quy hoạch này nhằm đảm bảo mức tăng trưởng cao trong từng giai đoạn, đã đưa ra dự kiến các nguồn điện vận hành cho giai đoạn 2006 - 2010 và định hướng cho giai đoạn 2011 - 2020 Đặc biệt, trong Quy hoạch điện VI, công trình thủy điện Sông Bung 2 trên nhánh chính của sông Vu Gia dự kiến sẽ đi vào vận hành vào năm 2013.

Dự án thủy điện Sông Bung 2 trên sông Vu Gia đã được Tập đoàn Điện lực Việt Nam phê duyệt theo quyết định số 417/QĐ-EVN-HĐQT ngày 29 tháng 05 năm 2007 Mục tiêu của dự án là cung cấp nguồn điện cho lưới điện Quốc gia với công suất lắp đặt 100MW và sản lượng điện trung bình hàng năm đạt 419,0 triệu kWh, dự kiến sẽ bắt đầu phát điện vào năm 2013.

• Mực nước dâng bình thường: 605m

• Công suất lắp máy: 100MW

Giai đoạn lập thiết kế kỹ thuật cho dự án thủy điện Sông Bung 2 đã được điều chỉnh với công suất lắp đặt đạt 100MW và sản lượng điện trung bình hàng năm là 425,77 triệu kWh Dự kiến, tổ máy sẽ bắt đầu phát điện vào năm 2014.

Theo quy hoạch bậc thang, công trình Thủy điện Sông Bung 2 chủ yếu có nhiệm vụ phát điện, không bao gồm các mục tiêu như cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, cải thiện mặn hạ du, giao thông thủy và cấp nước thượng lưu Dự án này cũng không tính toán mục tiêu phòng chống lũ trong quy mô công trình Tính toán thủy năng được áp dụng để chọn tuyến công trình, xác định công suất đảm bảo, công suất lắp máy và điện lượng trung bình hàng năm.

KIỆN TỰ NHIÊN 5 2.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ DỰ ÁN

2.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ DỰ ÁN

Sông Bung, một nhánh của sông Vu Gia, nằm tại tỉnh Quảng Nam, miền Trung Việt Nam, với diện tích lưu vực 334 km² và chiều dài khoảng 44,80 km Tuyến công trình Sông Bung 2 tọa lạc tại xã Laêê, huyện Nam Giang, cách thành phố Đà Nẵng khoảng 165 km theo quốc lộ 14D theo hướng Tây Nam Tọa độ địa lý của tuyến đập là 15°41’45’’ vĩ Bắc, 107°24’00’’ kinh Đông, trong khi nhà máy điện được đặt tại xã ZuôiH, huyện Nam Giang, với tọa độ 15°42’57’’ vĩ Bắc và 107°29’31’’ kinh Đông.

Công trình thủy điện Sông Bung 2 là một dự án thủy điện loại đường dẫn, với cột nước chủ yếu được hình thành từ đường dẫn và một phần từ đập dâng Đường dẫn của công trình bao gồm một đường hầm dài 9091m và một ống áp lực kiểu hở dài 834m Nằm trên sông Bung, công trình thuộc hệ thống bậc thang sông Vu Gia – Thu Bồn, tọa lạc tại tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng.

Theo quy hoạch bậc thang, công trình thủy điện Sông Bung 2 chủ yếu có nhiệm vụ phát điện, không bao gồm các mục tiêu như cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, cải thiện mặn hạ du, giao thông thủy và cấp nước thượng lưu Dự án này cũng không tính toán mục tiêu phòng chống lũ trong quy mô công trình Tính toán thủy năng được áp dụng để lựa chọn tuyến công trình, đảm bảo công suất lắp máy và điện lượng trung bình hàng năm.

Theo Quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2001-2010, thủy điện Sông Bung 2 dự kiến sẽ được đưa vào vận hành trong năm 2010-2011.

Theo quyết định số 1977/QĐ – EVN – TĐ – KTDT ngày 01 tháng 07 năm 2002 của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 3 đã tiến hành khảo sát và lập Báo cáo Nghiên cứu tiền khả thi cho dự án thủy điện Sông Bung 2.

Theo công văn số 1444/CP-CN ngày 04 tháng 10 năm 2004, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt báo cáo Nghiên cứu Tiền khả thi cho dự án thủy điện Sông Bung 2 do Công ty thực hiện.

Tư vấn Xây dựng Điện 3 lập.

Theo quyết định số 1095/QĐ-EVN-TĐ-KTDT ngày 22/04/2004 của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 3 đã được phê duyệt để thực hiện khảo sát và lập Báo cáo Nghiên cứu Khả thi (NCKT) cho dự án thủy điện Sông Bung 2 Công tác này được thực hiện theo nghị định 16/2005/NĐ-CP, liên quan đến việc lập Dự án đầu tư xây dựng công trình (ĐTXDCT) cho thủy điện Sông Bung 2.

Tiêu chuẩn thiết kế chính được áp dụng cho công trình thủy điện Sông Bung 2 là Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285: 2002, quy định các yêu cầu thiết kế cho công trình thủy lợi.

Trên cơ sở tiêu chuẩn thiết kế này đã xác định chỉ tiêu thiết kế chủ yếu của công trình bao gồm:

Cấp công trình: Công trình cấp II.

2.2.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH KHU DỰ ÁN

Sông Bung, một nhánh của sông Vu Gia, nằm trong tỉnh Quảng Nam, miền Trung Việt Nam, với diện tích lưu vực 334km² và chiều dài khoảng 44,80km Tuyến đập Sông Bung 2 tọa lạc tại xã Laêê, huyện Nam Giang, cách thành phố Đà Nẵng khoảng 165km theo quốc lộ 14D Tọa độ địa lý của tuyến đập là 15°41’45’’ vĩ Bắc và 107°24’00’’ kinh Đông, trong khi nhà máy điện được đặt tại xã ZuôiH, huyện Nam Giang, có tọa độ 15°42’57” vĩ Bắc và 107°29’31” kinh Đông.

Sông Bung có độ dốc lớn và dòng chảy xiết, với lòng sông nhiều đá và hai bên bờ dốc đứng Địa hình bờ phải là vùng rừng núi gồ ghề, bị chia cắt bởi nhiều sông suối, với cây cối rậm rạp và dân cư thưa thớt, khiến việc đi lại trở nên khó khăn.

Trong giai đoạn lập Thiết kế kỹ thuật, công tác khảo sát địa hình đã được thực hiện dựa trên hệ thống cao độ Quốc gia Hệ tọa độ áp dụng là VN2000, với múi chiếu 3° và kinh tuyến trục 108°.

Các công tác trắc địa địa hình phục vụ cho yêu cầu thiết kế cho giai đoạn này đã thực hiện:

Hệ thống lưới khống chế tọa độ được xây dựng bao gồm các mốc tam giác hạng IV, đường chuyền cấp 1 và cấp 2, nhằm bao trùm toàn bộ khu vực công trình chính.

Lưới khống chế tam giác hạng IV mới được làm mới với 4 điểm có ký hiệu từ SB2-IV-19 đến SB2-IV-22 Các điểm này được thiết kế và thi công theo dạng tam giác dày đặc, kết nối với các điểm tọa độ hạng IV đã được xây dựng trước đó trong khu vực công trình Tổng cộng, lưới khống chế hiện có 15 điểm.

Lưới đường chuyền cấp 2 được thực hiện bằng cách đo vẽ bản đồ địa hình với tỷ lệ 1:500 cho khu vực công trình chính và tỷ lệ 1:2000 cho khu vực đường hầm, sử dụng phương pháp toàn đạc Trong quá trình đo, máy kinh vĩ điện tử TOPCON GTS 223 đã được sử dụng để đảm bảo độ chính xác cao.

Diện tích đo vẽ là: 247,1ha, khoảng cao đều đường bình độ cơ bản 0,5m.

Bản đồ được in 5 màu cơ bản theo quy định của Tổng Cục Địa Chính.

Chia mảnh bản đồ theo khu vực đo vẽ

Số mảnh bản đồ: 33 mảnh.

Kích thước mảnh: 70cm x 70cm. Đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2 000:

Diện tích đo vẽ là: 186,3 ha, khoảng cao đều đường bình độ cơ bản 1m.

Bản đồ được in 5 màu cơ bản theo quy định của Tổng Cục Địa Chính.

Chia mảnh bản đồ theo khu vực đo vẽ

Số mảnh bản đồ: 8 mảnh.

Kích thước mảnh: 70cm x 25cm.

Công tác khảo sát địa hình cho thiết kế kỹ thuật công trình thủy điện Sông Bung 2 đã được thực hiện theo đúng các quy định kỹ thuật hiện hành Khối lượng khảo sát đảm bảo đáp ứng đầy đủ yêu cầu cần thiết cho việc lập thiết kế kỹ thuật.

2.3.ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

2.3.1.Các công tác khảo sát đã thực hiện

Bảng2.1.Khối lượng đã thực hiện trong giai đoạn Thiết kế Kỹ thuật

TT Hạng mục công việc Đơn vị

1 Đo vẽ bản đồ địa chất, địa chất công trình tỷ lệ :

TT Hạng mục công việc Đơn vị

5 Thăm dò bằng phương pháp đo ĐVL

- Đo mặt cắt điện điểm 878

- Đo mặt cắt địa chấn điểm 437

- Đo mặt cắt địa chấn trong hầm điểm 12

6 Thí nghiệm ĐCTV trong hố khoan, hố đào

- Đổ nước hố đào đoạn 75

- Thí nghiệm xác định môđun biến dạng đá

- Thí nghiệm cắt tiếp xúc bê tông và đá trụ 9

8 Thí nghiệm xác định dung trọng độ ẩm của đá mẫu 15

9 Thí nghiệm mẫu trong phòng

- Mẫu cơ lý đá mẫu 176

2.3.2.Đánh giá điều kiện ĐCCT của các tuyến công trình

KIỆN DÂN SINH KINH TẾ-PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT 32 3.1.ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT

3.1.ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

Dự án thủy điện Sông Bung 2, do Tập đoàn Điện lực Việt Nam làm chủ đầu tư, có công suất thiết kế 100MW Nằm trên địa bàn xã Laêê và xã Zuôih huyện Nam Giang cùng xã Tr’hy huyện Tây Giang, tỉnh Quảng Nam, dự án chiếm dụng một diện tích đất lớn Tuy nhiên, do khu vực xây dựng không có dân cư sinh sống, công tác di dời và tái định cư không cần thực hiện.

Người dân địa phương chủ yếu thuộc dân tộc C’Tu, sống theo lối tự cung tự cấp và thực hiện trao đổi hàng hóa bằng hiện vật Giao thương với bên ngoài gặp nhiều khó khăn do điều kiện giao thông hạn chế.

Với đặc điểm địa hình chủ yếu là núi cao, dốc lớn và thung lũng hẹp, khu vực này xa khu dân cư và chủ yếu là đất rừng, đồi núi Một phần nhỏ đất sản xuất mới được khai hoang theo tập quán canh tác của người Cờ Tu.

Theo phương án MNDBT 605m, giai đoạn DAĐT đã được phê duyệt Kết quả điều tra dân sinh kinh tế vùng lòng hồ do PECC3 phối hợp với cán bộ huyện Nam Giang và Tây Giang thực hiện vào tháng 04/2005 cho thấy công tác đánh giá thiệt hại tại lòng hồ và khu vực công trình đã được thống kê chi tiết cho từng thôn, bản, xã và huyện Thông tin này cung cấp cái nhìn tổng quan về tác động của dự án thủy điện Sông Bung 2.

- Không ảnh hưởng đến nhà cửa và công trình kiến trúc.

- Không ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng và các tài sản trên đất.

- Không ảnh hưởng đến di tích lịch sử văn hóa.

Các ảnh hưởng chủ yếu bao gồm:

- Ảnh hưởng đến đất đai (chủ yếu là rừng tự nhiên)

- Cản trở việc săn bắt, lưới cá trên sông Bung và lấy mật ong rừng của người dân.

(Kết quả điều tra này đều có sự nhất trí và thống nhất bằng văn bản của xã LaÊÊ và Tr’Hy)

Thiệt hại khu vưc lòng hồ được thống kê như sau:

3.2.PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT

Thủy điện Sông Bung 2 không chỉ đóng góp vào việc cung cấp điện cho khu vực mà còn hỗ trợ cấp nước sinh hoạt và sản xuất trong mùa khô, đồng thời điều tiết lũ cho hạ lưu.

Dự án thủy điện không chỉ gây ra những tác động như mất rừng tự nhiên và thay đổi chế độ dòng chảy, mà còn không ảnh hưởng đến đất thổ cư, nhà cửa và các công trình kiến trúc của người dân tại xã LAÊÊ và TR’HY.

Dự án thủy điện không chỉ gây ra những tác động tiêu cực như mất diện tích đất rừng và thay đổi chế độ thủy văn, mà còn mang lại nhiều lợi ích tích cực cho địa phương Cụ thể, nó cải thiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật, thu hút đầu tư từ các ngành như giao thông vận tải, thông tin liên lạc, y tế và giáo dục Hơn nữa, dự án còn bổ sung nguồn điện cho mạng lưới quốc gia và cung cấp nước cho sinh hoạt và kinh tế khu vực hạ lưu, góp phần quan trọng vào sự phát triển kinh tế xã hội.

CẦU VỀ PHỤ TẢI 34 4.1.MỤC TIÊU PHÁT TRIỂN

DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN

Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006-2015, có xét đến năm 2025 (Quy hoạch điện VI), chương trình này tập trung vào việc phát triển bền vững nguồn điện, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia Quy hoạch nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng điện lực, phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và cải thiện công nghệ trong ngành điện.

4.1.1.Phụ tải Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của cả nước với mức tăng GDP khoảng 8.5 - 9%/năm giai đoạn 2006 - 2010 và cao hơn, dự báo nhu cầu điện nước ta tăng ở mức 17% năm (phương án cơ sở), 20% năm (phương án cao) trong giai đoạn 2006 –

2015, trong đó xác định phương án cao là phương án điều hành chuẩn bị phương án 22% năm cho trường hợp tăng trưởng đột biến

Để phát triển nguồn điện đáp ứng nhu cầu phụ tải, cần đảm bảo tiến độ xây dựng các nhà máy thủy điện với nhiều lợi ích như chống lũ, cấp nước và sản xuất điện Cần phát triển hiệu quả các nguồn nhiệt điện khí, đẩy mạnh xây dựng nhiệt điện than, và phát triển thủy điện nhỏ cùng năng lượng mới và tái tạo cho các vùng sâu, xa, miền núi, biên giới và hải đảo Đồng thời, việc chủ động trao đổi điện năng với các nước trong khu vực là cần thiết để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và phát triển bền vững Cuối cùng, hoàn thành giai đoạn chuẩn bị đầu tư Dự án nhà máy điện hạt nhân và trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt là bước quan trọng tiếp theo.

Phát triển các trung tâm điện lực phù hợp ở các khu vực trên toàn quốc là cần thiết để đảm bảo cung cấp điện tin cậy, giảm thiểu tổn thất kỹ thuật trong hệ thống điện quốc gia và nâng cao tính kinh tế của các dự án Điều này không chỉ hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội cho từng vùng mà còn góp phần vào sự phát triển chung của đất nước.

Phát triển nguồn điện mới cần chú trọng đến việc đầu tư chiều sâu và đổi mới công nghệ cho các nhà máy hiện tại, đồng thời phải đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường Việc áp dụng công nghệ hiện đại vào các nhà máy điện mới là điều cần thiết để đảm bảo hiệu quả và bền vững trong sản xuất điện năng.

Phát triển các nguồn điện theo quy định của nhà nước, Bộ Công nghiệp xác định tỷ lệ hợp lý cho các dự án đầu tư theo hình thức BOT và BOO.

Phát triển lưới điện truyền tải và phân phối cần đồng bộ với chương trình phát triển nguồn điện, đồng thời hiện đại hóa và ngầm hóa lưới điện tại các thành phố, thị xã để giảm thiểu tác động tiêu cực đến cảnh quan và môi trường Bên cạnh đó, việc áp dụng các biện pháp giảm tổn thất điện năng theo quy định cũng rất quan trọng.

4.2.Dự báo nhu cầu năng lương và phụ tải

Dựa trên sự phát triển kinh tế, nhu cầu điện giai đoạn 2005-2020 đã được dự báo, theo phương án cơ sở của Tổng sơ đồ V đã được hiệu chỉnh và cập nhật Pmax.

Bảng 4.1: Nhu cầu điện giai đoạn 2005-2020

Miền Bắc Miền Trung Miền Nam Điện

Pmax (MW) Điện TP (GWh)

Nhu cầu điện sản xuất năm 2005, 2010, 2015, 2020 lần lượt là 53,5; 95,0; 147,1 và

203 tỷ kWh Tương ứng với tốc độ tăng trưởng các giai đoạn 2006-2010 là 12,2%/năm, giai đoạn 2011-2015 là 9,1%/năm và 2016-2020 là 6,7%/năm

Trên cơ sở các phương án phát triển kinh tế, dự báo nhu cầu phụ tải toàn quốc giai đoạn 2005-2015 như sau:

Bảng 4.2: Nhu cầu phụ tải toàn quốc giai đoạn 2005-2015 Đơn vị: MW

Thủy điện Sông Bung 2, tọa lạc tại thượng nguồn sông Bung, là một nhánh suối đổ về lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn, dự kiến sẽ được xây dựng và đưa vào vận hành vào năm 2013 Công trình này có nhiệm vụ chính là cung cấp nguồn năng lượng tái tạo, góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực.

- Cung cấp điện năng lên lưới điện quốc gia

Vào mùa kiệt, công trình không chỉ cung cấp nguồn nước tưới cho hạ lưu mà còn điều tiết nguồn nước, góp phần tăng sản lượng điện cho các thủy điện Sông Bung 4, Sông Bung 4A và Sông Bung 5 Dự án này còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội của địa phương và thúc đẩy du lịch trong khu vực.

- Trong báo cáo này chúng tôi chỉ xét thêm lợi ích cho thủy điện SôngBung 4, các dự án khác chúng tôi chưa xét đến.

TOÁN THỦY NĂNG 37 5.1.CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN

5.1.CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN

Tài liệu địa hình tỷ lệ 1/5.000 đóng vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí cho tuyến đập, tuyến năng lượng và nhà máy Bên cạnh đó, bản đồ này cũng được sử dụng để thiết lập đường cong đặc tính lòng hồ cho các phương án kiến nghị.

Bảng 5-1 Đường cong quan hệ dung tích hồ tuyến đập 1

Hình 5-1 Quan hệ dung tích hồ tuyến đập 1

5.1.2.Đường cong quan hệ mực nước hạ lưu nhà máy

Hình5.2-Quan hệQ=F(Z)sau nhà máy 3

Dòng chảy trung bình tháng được tính toán từ số liệu quan trắc trong 32 năm, từ 1977 đến 2008, nhằm phục vụ cho việc tính toán thủy năng Dữ liệu này được xác định từ các trạm quan trắc trong khu vực và đã được cập nhật trong giai đoạn TKKT.

Bảng 5-2 Dòng chảy trung bình năm

Year Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Annual

Tổn thất nước do bốc hơi từ mặt hồ, được xác định bằng chênh lệch giữa bốc hơi mặt nước và bốc hơi mặt đất (∆Z), được tính toán dựa trên số liệu thủy văn.

Bảng 5-3 Tổn thất bốc hơi

Tuyến đập I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Tổn thất nước qua đáy lòng hồ và vai đập được xác định theo kinh nghiệm là 0.3% dung tích nước trung bình của hồ trong khoảng thời gian tính toán Lượng nước tổn thất này sẽ thay đổi tùy thuộc vào mức nước ở đầu và cuối mỗi thời đoạn, và sẽ hồi quy xuống hạ lưu.

Bảng 5-4 Tổn thất cột nước dọc tuyến năng lượng

305 đuờ ng đặc t ính vận hành c ủa t ổ má y t uố c bin t âm t r ục N (MW)

Hình 5-3 Đường đặc tính vận hành tua bin

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 41 đuờng đặc t ính LƯ U LƯ ợ NG của t ổ máy t uốc bin t âm t r ục

Hình 5-4 Đường đặc tính lưu lượng tua bin

Theo TCXD VN 285: 2002 cấp công trình được xác định theo hai tiêu chí.

1 Xác định theo năng lực phục vụ: nhà máy thủy điện Sông Bung 2 có công suất dự kiến khoảng 100MW thuộc công trình cấp II.

2 Xác định theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình thuỷ công: quy mô của đập dâng (chiều cao đập cấu tạo địa chất nền đập) được chia ra các hạng mục sau:

- Đập dâng đập đất chiều cao 98m trên nền đá thuộc công trình cấp II.

- Hồ chứa có dung tích 95tr.m3 thuộc hồ chứa cấp III.

Với cấp công trình xác định như trên ta chọn các thông số tính toán như sau:

Cấp tổng thể của công trình: công trình cấp II do đó các thông số tính toán như sau:

Công trình cấp II: thời gian tính toán bồi lắng là 100 năm.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 42 Đập dâng thuộc cấp II: tần suất lũ thiết kế là p = 0,5%; tần suất lũ kiểm tra là p = 0,1%

Cấp động đất trong khu vực xây dựng được lấy theo bản đồ phân vùng cấp động đất quốc gia cấp động đất kiến nghị là cấp 7.

5.3.TÍNH THỦY NĂNG CHỌN MNDBT, MNC

Việc chọn mực nước sẽ dựa trên các tính toán kinh tế liên quan đến phương án kết cấu đập đá đổ bê tông bản mặt Tính toán thủy năng kinh tế sẽ giúp xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT) và mực nước chết (MNC) Trong quá trình tính toán, các thông số dưới đây sẽ được giữ nguyên.

- Đập dâng loại đá đổ bản mặt bê tông.

5.3.1.Nguyên tắc so sánh chọn MNDBT, MNC và Nlm Để có cơ sở cho việc chọn các thông số tối ưu của dự án (tuyến đập, MNDBT, MNC,

Nlm) đã thực hiện thiết kế và tính toán khối lượng cho các hạng mục quan trọng như đập dâng, đập tràn tháo lũ, cùng với các công trình tháo lũ thi công như đường hầm dẫn dòng và đê quây Ngoài ra, các công trình trên toàn tuyến năng lượng cũng được chú trọng, bao gồm cửa lấy nước, đường hầm, giếng điều áp, đường ống áp lực và nhà máy thủy điện.

Xác định MNDBT và MNC sẽ căn cứ vào các chỉ tiêu kinh tế được tính theo quan điểm giá bán điện trung bình.

Tất cả các bước nói trên phương án kiến nghị sẽ dựa trên các chỉ tiêu phân tích kinh tế (NPV, EIRR, B/C).

Tuyến đập có cao trình đáy sông khoảng 510m. Đập dâng: đập đá đổ bản mặt bê tông. Đập tràn: thực dụng bố trí ngoài thân đập (bờ phải).

Công trình nối tiếp: sau đập tràn kết thúc bằng mũi phun xa để tiêu năng.

Tuyến năng lượng: cửa lấy nước đặt bên bờ trái, cách tim tuyến đập dâng 1 khoảng

200m Đường hầm dẫn nước dài 9091m, với phương án đường hầm không áo kích thước chữ U lật ngược BxH=4.2x4.2m Đường ống áp lực dài 834m, đường kính 2.6m

Nhà máy thủy điện: đặt tại vùng đuôi hồ Sông Bung 4, tại vùng có cao trình đáy sông

Dựa trên bố trí công trình kiến nghị, cần thực hiện tính toán thủy năng kinh tế năng lượng để xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT) Kết quả tính toán trong giai đoạn dự án đầu tư, cùng với việc xem xét điều kiện địa chất, cho thấy MNDBT có thể thay đổi từ 570 đến 610m với gia số 2.5m Đặc biệt, khi MNDBT ≤ 605m, công trình sẽ được cấp phép.

II và MNDBT>605m, công trình cấp I).

Dự án Sông Bung 4 nằm ở bậc dưới của dự án Sông Bung 2, do đó, quy mô hồ chứa của Sông Bung 2 sẽ tác động đến khả năng điều tiết dòng chảy vào Sông Bung 4 Tác động này sẽ được đánh giá thông qua việc tính toán năng lượng trong hệ thống bậc thang.

Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 5-5 Bảng tổng hợp khối lượng các phương án so chọn mực nước dâng

TT Hạng mục Đơn vị 595 597.5 600 602.5 605 607.5 610

I Xây dựng Đào đất đá hở

7 Đào đá cấp IV 100m³ 16 220.2 15 932.7 15 798.0 15 798.0 15 671.77 17 377.5 19 422.6 Đào ngầm

8 Đào đá hầm ngang F < 15m2 đá cấp 1 100m³ 39.9 39.9 39.9 39.9 39.91 39.9 39.9

14 Đào hầm đứng bằng Robinss 100m³ 2.5 2.6 2.7 2.7 2.78 2.7 2.6

19 Đắp đất lớp 1A 100m³ 1 012.0 1 107.5 1 158.2 1 158.2 1 211.05 1 306.2 1 369.9SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 45

TT Hạng mục Đơn vị 595 597.5 600 602.5 605 607.5 610

29 Xây đá hộc nút hầm m³ 627.5 627.5 627.5 627.5 627.52 627.5 627.5

40 Cốt thép néo hở tấn 208.0 208.0 208.0 208.0 208.00 214.1 213.9

TT Hạng mục Đơn vị 595 597.5 600 602.5 605 607.5 610

42 Cốt thép néo ngầm tấn 102.3 102.6 102.8 102.8 102.94 102.8 102.6

45 Thép hình mạ kẽm tấn 30.4 30.4 30.4 30.4 30.39 30.4 30.4

47 Ván khuôn BT bản mặt tấn 8.8 9.6 10.0 10.0 10.37 11.2 11.8

50 Khoan và cắm néo an ke 100md 385.0 384.9 384.9 384.9 384.93 398.3 397.4

52 Khoan và cắm néo an ke 100md 56.4 57.3 57.8 57.8 58.22 57.8 57.3 Đặt lưới và phun vẩy

53 Lưới thép d4 gia cố mái hở m² 62 452.2 62 452.2 62 452.2 62 452.2 62 452.25 62 452.2 62 452.2

54 Lưới thép d4 gia cố hầm ngang m² 24 675.7 24 675.7 24 675.7 24 675.7 24 675.67 24 675.7 24 675.7

55 Phun vẩy hầm ngang BT dày 10cm 100m² 943.1 943.1 943.1 943.1 943.12 943.1 943.1

56 Phun vẩy hầm đứng nghiêng BT dày

59 Thiết bị điện (phần nhà máy) MW 94.0 95.5 97.0 98.5 100.0 101.5 103.0

Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 5-6 Chỉ tiêu kinh tế chọn MNDBT

TT Các chỉ tiêu Đơn vị 595 597.5 600 602.5 605 607.5 610

4 Dung tích toàn bộ tr.m 3 68.26 74.21 80.52 87.22 94.32 101.84 109.80

6 Dung tích hữu ích tr.m 3 47.87 53.82 60.13 66.83 73.93 81.45 89.41

7 Hệ số dung tích hồ % 8.21 9.23 10.32 11.48 12.71 14.01 15.40

15 Công suất đảm bảo MW 23.78 24.69 25.56 26.60 27.80 29.05 30.19

16 Công suất lắp máy MW 94.00 95.50 97.00 98.50 100.00 101.50 103.00

17 Điện năng đảm bảo tr.kWh 208.33 216.29 223.91 233.02 243.55 254.51 264.45

18 Điện năng trung bình tr.kWh 401.50 407.61 413.75 419.74 425.77 431.81 437.65

19 Điện năng mùa mưa tr.kWh 75.67 77.02 78.43 79.92 81.51 83.16 84.84

20 Điện năng mùa khô tr.kWh 325.82 330.58 335.32 339.83 344.26 348.65 352.81 21

Số giờ sử dụng CS lắp máy Giờ 4271.00

Hiệu ích gia tăng của S Bung 4

(MNDBT"2.5m N lm 6MW) 5.98 6.94 7.89 8.85 9.80 10.76 11.71 ΔE mưa (từ SB4) tr kWh 2.82 3.30 3.77 4.25 4.72 5.20 5.67 ΔE khô (từ SB4) tr kWh 3.16 3.64 4.12 4.60 5.08 5.56 6.04

Theo giá điện theo mùa: Mùa mưa: 4.7cent/kwh; Mùa khô: 5.0cent/kwh

So sánh nhiệt điện than

Kết luận cho thấy phương án có MNDBT 605m đạt chỉ số kinh tế cao nhất, với EIRR là 10.505%, B/C là 1.051 và NPV đạt 117.72 tỷ VNĐ, dựa trên giá bán điện mùa mưa là 5.0 USCent/kWh và mùa khô là 4.7 USCent/kWh Do đó, kiến nghị lựa chọn phương án này.

Với chiều cao đập tương ứng (98m) tính từ đáy thấp nhất và chiều cao 96m tính từ đáy chân khay, công trình có quy mô cấp 2.

Tổng thể tích bùn cát đến tuyến công trình trong một năm là 0.122 x 10^6 m³, và sau 100 năm, dung tích bồi lắng đạt 12.2 x 10^6 m³ Tại tuyến đập, dung tích này tương ứng với cao trình khoảng 556.6m Với đường kính đường hầm khoảng 3.5m và không có hiện tượng hút khí vào cửa đường hầm, cao trình MNC tối thiểu cần đạt là 565m để đảm bảo điều kiện bồi lắng bùn cát.

Dựa trên phương án kiến nghị tuyến công trình có mức độ ngập lụt thiết kế (MNDBT) là 605m, chúng tôi đã xác định mức ngập lụt có khả năng xảy ra (MNC) hợp lý nhất thông qua việc phân tích các chỉ tiêu kinh tế Giá trị MNC được xem xét thay đổi trong khoảng từ 565-570m với gia số 2.5m Kết quả tính toán chi tiết được tổng hợp trong bảng dưới đây.

Bảng 5-7 Bảng tổng hợp khối lượng các phương án so chọn MNC

TT Hạng mục Đơn vị 565 567.5 570 572.5

I Xây dựng Đào đất đá hở

7 Đào đá cấp IV 100m³ 15 671.77 15 680.8 15 680.8 15 706.8 Đào ngầm

8 Đào đá hầm ngang F < 15m2 đá 100m³ 39.91 39.9 39.9 39.9

TT Hạng mục Đơn vị 565 567.5 570 572.5 cấp 1

9 Đào đá hầm ngang F < 15m2 đá cấp 2 100m³ 169.07 169.1 169.1 169.1

14 Đào hầm đứng bằng Robinss 100m³ 2.78 2.7 2.7 2.5

29 Xây đá hộc nút hầm m³ 627.52 627.5 627.5 627.5

TT Hạng mục Đơn vị 565 567.5 570 572.5

40 Cốt thép néo hở tấn 208.00 207.8 207.8 207.5

42 Cốt thép néo ngầm tấn 102.94 102.7 102.7 102.3

45 Thép hình mạ kẽm tấn 30.39 30.4 30.4 30.4

47 Ván khuôn BT bản mặt tấn 10.37 10.4 10.4 10.4

50 Khoan và cắm néo an ke

52 Khoan và cắm néo an ke

100m d 58.22 57.8 57.8 56.8 Đặt lưới và phun vẩy

53 Lưới thép d4 gia cố mái hở m² 62 452.25 62 452.2 62 452.2 62 452.2

54 Lưới thép d4 gia cố hầm ngang m² 24 675.67 24 671.5 24 671.5 24 663.3

55 Phun vẩy hầm ngang BT dày

56 Phun vẩy hầm đứng nghiêng BT dày 10cm 100m² 6.67 6.5 6.5 6.1

59 Thiết bị điện (phần nhà máy) MW 100 100 100 100

Bảng 5-8 Bảng tổng hợp chỉ tiêu chọn MNC

TT Các chỉ tiêu Đơn vị 565 567.5 570 572.5

1 Mực nước dâng bình thường m 605.00 605.00 605.00 605.00

4 Dung tích toàn bộ tr.m 3 94.32 94.32 94.32 94.32

6 Dung tích hữu ích tr.m 3 73.93 71.33 68.52 65.49

7 Hệ số dung tích hồ % 12.71 12.27 11.79 11.27

15 Công suất đảm bảo MW 27.80 27.48 27.05 26.80

16 Công suất lắp máy MW 100.00 100.00 100.00 100.00

17 Điện năng đảm bảo tr.kWh 243.55 240.72 236.91 234.79

18 Điện năng trung bình tr.kWh 425.77 425.20 424.52 423.70

19 Điện năng mùa mưa tr.kWh 81.51 81.37 81.18 80.95

20 Điện năng mùa khô tr.kWh 344.26 343.84 343.34 342.76

21 Số giờ sử dụng CS lắp máy Giờ 4258 4252 4245 4237 22

Hiệu ích gia tăng của S Bung 4

(MNDBT"2.5m Nlm6MW) 9.80 9.80 9.80 9.80 ΔE mưa (từ SB4) tr kWh 4.72 4.72 4.72 4.72 ΔE khô (từ SB4) tr kWh 5.08 5.08 5.08 5.08

Theo giá điện theo mùa

So sánh nhiệt điện than

Kết luận cho thấy phương án có MNC = 565m đạt chỉ số kinh tế cao nhất, dựa trên cả Phương pháp trực tiếp và phương pháp so sánh Các chỉ tiêu kinh tế theo phương pháp trực tiếp với giá bán điện mùa mưa 5.0 USCent/kWh và mùa khô 4.7 USCent/kWh được xác định như sau: EIRR đạt 10.505%, B/C là 1.051, và NPV được tính toán tương ứng.

= 117.72tỷ VNĐ Do đó kiến nghị chọn phương án có MNC = 565m Với dung tích hữu ích là 73.93 tr.m 3

Mức cao trình MNC tối thiểu để đảm bảo điều kiện bồi lắng bùn cát và ngăn chặn hiện tượng hút khí tại tuyến đập là 565m Kết quả tính toán cho thấy MNC 565m đạt chỉ tiêu kinh tế tốt nhất, do đó, kiến nghị lựa chọn MNC = 565m.

5.4.NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA NHÀ MÁY 5.4.1.Nguyên tắc xác định các thông số của trạm

Công suất đảm bảo N đb được xác định với tần suất p = 90% cho các công trình cấp 2, dựa trên chiều cao đập dâng Giá trị N đb được tính toán từ chuỗi số liệu 32 năm, bao gồm N84 tháng, sắp xếp theo thứ tự tăng dần để xác định giá trị ứng với tần suất 90% Công thức tính là i i 0,3 p 100* (%).

+ Với i chỉ số thứ tự trong chuỗi giá trị sắp theo thứ tự tăng dần.

GIẢI PHÁP KĨ THUẬT CHỦ YẾU 61 6.1.LỰA CHỌN TUYẾN CÔNG TRÌNH

6.1.LỰA CHỌN TUYẾN CÔNG TRÌNH

6.1.1.Chọn tuyến công trình Đã xem xét 2 phương án tuyến công trình như sau:

- Phương án tuyến 1 có tọa độ tim tuyến đập chính tại lòng sông vào khoảng X = 1738265,53; Y = 435051,7 và cao độ đáy sông vào khoảng 510m.

Kết cấu đập được chọn là đập đá đổ bê tông bản mặt.

Phương án tuyến 2 được đặt cách tuyến đập 1 khoảng 4,2 km về phía hạ lưu, với tọa độ tim tuyến đập chính là X = 1735760,02; Y = 435182,45 và cao độ đáy sông khoảng 490m Kết cấu của đập là đá đổ bê tông bản mặt.

Dựa trên việc so sánh chi phí xây dựng và các điều kiện kỹ thuật cũng như thi công của các phương án tuyến công trình, đã đề xuất lựa chọn tuyến 1 để xây dựng công trình.

Phương án tuyến 1 được dời vào trong phía lòng sông khoảng 25m so với tuyến 2, tọa độ tim tuyến đập tràn tại lòng sông là A(X = 1738171,5416; Y = 434707,9106) B(X 1738100,5223; Y= 434863,282) C(X= 1738021,1168; Y= 435037,0003) và D(X 1737950,7924; Y= 435190,8513).

Lòng sông hẹp với hai vai đập nối tiếp sườn núi cao, theo bản đồ địa chất 1/1000, đá gốc lộ ở lòng sông Tuy nhiên, hai vai đập có tầng phủ lớn từ 25~30m, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí đập tràn bêtông.

Phương án tuyến 2 được bố trí như bản vẽ với tọa độ tim tuyến đập tràn tại lòng sông là A(X = 1738192,489; Y = 434712,807) B(X= 1738111,976; Y= 434777,461) C(X 1737998,381; Y= 435026,608) và D(X= 1737918,48; Y= 435202,130).

Lòng sông tại tuyến 2 hẹp, với hai vai đập nối tiếp sườn núi cao Theo bản đồ địa chất 1/1000 và mặt cắt địa chất, lớp đá gốc lộ rõ ở lòng sông, trong khi hai vai tầng phủ rất lớn Điểm cao nhất của mặt đá tại tuyến đập 2 nằm dưới cao trình 575m.

Do đó tại tuyến đập 2 cũng thuận lợi để bố trí đập tràn.

6.1.3.Chọn vị trí nhà máy

Trong quá trình đầu tư, dự án đã xem xét ba vị trí khác nhau cho nhà máy và quyết định chọn vị trí nhà máy 3 Dưới đây là thông tin chi tiết về ba vị trí nhà máy đã được xem xét.

- Vị trí nhà máy 1: nằm tại vị trí có cao trình đáy sông 202,95m.

Đường hầm của dự án sông Bung 4 dài 9165m, trong khi đường ống áp lực có chiều dài 1350m Hồ chứa sông Bung 4 có mực nước dâng bình thường (MNDBT) là 2,5m Tuy nhiên, do điều kiện ngập của nhà máy 1 khoảng 20m và ảnh hưởng từ mực nước hồ, cùng với địa hình không thuận lợi cho việc bố trí đường ống áp lực dài 1350m, chúng tôi không xem xét điều kiện này trong giai đoạn hiện tại.

- Vị trí nhà máy 2: nằm tại vị trí có cao trình đáy sông 221m Chiều dài đường hầm 8861m, chiều dài đường ống áp lực 926m.

- Vị trí nhà máy 3: nằm tại vị trí có cao trình đáy sông 223,5m Chiều dài đường hầm 9065m, chiều dài đường ống áp lực 852m.

Trong giai đoạn đánh giá dự án đầu tư, chúng tôi đã xác định nhà máy 3 là vị trí có hiệu quả kinh tế tốt nhất Tuy nhiên, để có cái nhìn chính xác hơn về hiệu quả dự án, chúng tôi chỉ so sánh lại hai vị trí nhà máy 2 và nhà máy 3.

Trong giai đoạn dự án đầu tư, tuyến đập 1 đã được kiến nghị là tuyến chọn Để so sánh hai vị trí nhà máy 1 và 2, kết quả tính toán khối lượng và các chỉ tiêu kinh tế được thực hiện dựa trên các số liệu ban đầu.

-Tuyến đập 1- Đập đá đổ bê tông bản mặt

-Đập dâng loại đá đổ bê tong bản mặt.

Tham khảo hồ sơ thiết kế, chọn phương án nhà máy 3 Vị trí nhà máy 3 sẽ được xem xét cho các phương án tuyến.

Kết luận: với tuyến đập 1 thì vị trí nhà máy 3 là phương án khai thác năng lượng tốt nhất.

Đường hầm 2-2 (ĐH2-2) có tổng chiều dài 8390m, bao gồm đoạn từ cửa lấy nước 2 đến hầm phụ thi công số 2 dài 5283m và từ hầm phụ thi công 2 đến giếng điều áp 2 dài 3107m Phương pháp thi công sử dụng khoan nổ thông thường với kích thước hầm không áo 4,2x4,2m Ngoài ra, đường ống áp lực dài 852m với đường kính trong D=2,6m Nhà máy được đặt tại vị trí 3 trên sông Bung, thuộc vùng đuôi hồ Sông Bung 4, có cao trình đáy sông là 221,0m.

Đường hầm 2-3 (ĐH2-3) có chiều dài 9090m, đi từ cửa lấy nước 2 đến ngách thi công số 2 và giếng điều áp 3 Phương pháp thi công được sử dụng là khoan nổ thông thường, với kích thước hầm không áo là 4.2x4.2 mét.

Ống áp lực SVTH: NGUYỄN XUÂN THÀNH có chiều dài 852m và đường kính trong là 2.6m Nhà máy được đặt tại vị trí 3 trên sông Bung, thuộc khu vực đuôi hồ Sông Bung 4, với cao trình đáy sông là 223.5m.

6.1.5.Kết luận và kiến nghị

So sánh chỉ tiêu kinh tế giữa tuyến 2 và tuyến 1 ta thấy:

- Công suất lắp máy của tuyến 2 nhỏ hơn tuyến 1 là 8MW.

- Chỉ tiêu kinh tế tuyến 2 nhỏ hơn tuyến 1

Từ kết quả tính toán trên kiến nghị dự án thủy điện Sông Bung 2 khai thác với sơ đồ sau:

• Tuyến năng lượng: cửa lấy nước 1, đường hầm (có bố trí hầm phụ 2), tháp điều áp 3.

6.2.CÁC PHƯƠNG ÁN HÌNH THỨC KẾT CẤU HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

6.2.1.Đập dâng Đập đá đổ lõi giữa và đập đá đổ bê tông bản mặt Kết quả phân tích kết cấu cho thấy kết cấu đập đá đổ bê tông bản mặt có giá thành thấp hơn đập đá đổ lõi giữa do đó chọn kết cấu đập là đập đá đổ bê tông bản mặt

- Cao trình tường chắn sóng +610m

- Cao trình cơ hạ lưu +560m

-cao trình đáy sông khoảng 510m.

Hình 6.1.Mặt cắt ngang đập Đường trên đỉnh đập

- Chiều rông của mặt đường 8,5(m).

- Kết cấu mặt đường gồm có hai lớp, lớp 1 là đá dăm láng nhựa 3 lớp 5,5kg/cm 2 , lớp 2 là cấp phối đá dăm dày 30cm.

Tính toán chi tiết được thể hiện trông các phụ lục

PLA2-01 Tinh cao trinh dinh dap_CFRD

PLA2-03 TT on dinh mai dao dap dang

PLA2-04 TT tuong chắn sóng

Mực nước dâng bình thường : 605 m Mực nước lũ thiết kế : 605,51m

Mực nước lũ kiểm tra : 608,11m

Cao trình đáy kênh dẫn vào tràn : 580m

Cao trình đáy đầu dốc nước : 574m

Bề rộng dốc nước : 42m Độ dốc dọc : 27,5%

Bảng 6.1.Các mực nước và lưu lượng tính toán

STT Tần suất tính toán(P

Cửa lấy nước nằm ở bờ trái sông Bung, cách trung tâm tuyến 1 khoảng 200m Kênh dẫn vào được thiết kế trong lòng hồ với các thông số cơ bản cụ thể.

- Cao trình đáy đầu kênh: 560.0m

- Cao trình đáy cuối kênh: 556m

Cửa lấy nước kiểu tháp tựa bờ bằng bê tông cốt thép và đặt trên nền đá IIA Có 1 khoang dẫn nước vào đường hầm.

- Cao trình ngưỡng cửa lấy nước: 557m

- Cao trình đỉnh cửa lấy nước: 609m

- Kích thước cửa lấy nước BxL: 8.0m x 15.1m

Cửa lấy nước được trang bị cửa van vận hành, cửa van sửa chữa và lưới chắn rác, đảm bảo hiệu quả trong quá trình quản lý nước Ngoài ra, cầu trục được bố trí trên đỉnh giúp lắp ráp và vận hành các thiết bị liên quan đến cửa lấy nước một cách thuận tiện.

Dẫn ra cửa lấy nước có cầu công tác dài 36m, rộng 6m

Bảng 6.2.Các thông số đường hầm

Thông số Đơn vị MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7 MC8

Bán kính trong m 1,500 2,000 1,500 2,000 1,500 1,700 1,400 1,300 Bán kính ngoài m 1,900 2,100 1,900 2,100 1,900 2,000 1,800 1,800 Độ dày vỏ bê tông m

Hàm lượng thép ứng với 1m chiều dài Lớp ngoài

Thộp chịu lực cm 2 6ỉ20 5ỉ20 6ỉ20 5ỉ18 6ỉ20 6ỉ18 6ỉ20 5ỉ18 Thộp cấu tạo cm 2 2ỉ16 2ỉ16 2ỉ16 2ỉ14 2ỉ16 2ỉ14 2ỉ16 2ỉ14

PHÁP THI CÔNG 68 7.1.DẪN DÒNG THI CÔNG

7.1.1.đặc điểm dẫn dòng thi công

Phương án kiến nghị cho dự án Thủy điện Sông Bung 2 là sử dụng đập đá đổ bê tông bản mặt, do đó, công tác dẫn dòng cần phải được thực hiện phù hợp với bố trí của công trình và đảm bảo đạt được các mục tiêu đề ra.

- Chi phí xây dựng các công trình tạm nhỏ

- Đảm bảo về tiến độ và chất lượng thi công

- Lợi dụng tính ưu việt của đập đá đổ bê tông bản mặt để lựa chọn kích thước công trình dẫn dòng tối ưu nhất.

7.1.2.lưu lượng tính toán dẫn dòng thi công

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN-285-2002, công trình Sông Bung 2 được phân loại là cấp 2 Thời gian xây dựng kéo dài hơn 2 năm, do đó tần suất lưu lượng và mực nước để tính toán dẫn dòng thi công là 5% Tuy nhiên, với điều kiện thực tế của việc đắp đập và quy mô của công trình, tần suất lũ 1% được áp dụng cho giai đoạn xả lũ qua đường hầm dẫn dòng nhằm bảo vệ đập chính, vì trong giai đoạn thi công mùa lũ, đập chính đóng vai trò như một vật chắn nước và được xem là công trình cấp 3.

Các công trình tạm thời như đê quây và hầm dẫn dòng được phân loại là cấp IV, với tần suất lưu lượng và mực nước tính toán cho các công trình tạm thi công là 5% Trong mùa lũ, lưu lượng tính toán đạt 3393,4 m³/s tương ứng với xác suất p = 1%.

Lưu lượng tính toán mùa lũ 2340,8m 3 /s ứng với p=5%.

Lưu lượng tính toán mùa lũ 1943,2m 3 /s ứng với p%.

Bảng 7.1.Lưu lượng max các tháng mùa khô

Tháng I II III IV V VI VII VIII I-VIII

7.1.3.Các phương án dẫn dòng thi công

Dựa trên cơ sở tuyến đập với kết cấu đá đổ bản mặt(CFRD) xem xét 3 phương án dẫn dòng sau:

- Phương án 1: đập CFRD, tháo lũ thi công bằng hầm dẫn dòng mùa kiệt và mùa lũ

(phương án không cho tràn qua thân đập xây dở vào mùa lũ), kích thước hầm bxh 12mx14m (phương án kiến nghị).

Phương án 2 đề xuất xây dựng đập CFRD, kết hợp với việc tháo lũ thi công bằng hầm dẫn dòng trong mùa kiệt với kích thước 10m x 11,5m Trong mùa lũ, sẽ sử dụng kênh dẫn dòng trong thân đập để đảm bảo an toàn cho công trình, cho phép tràn qua thân đập đang xây dở.

Phương án 3 đề xuất xây dựng đập CFRD kết hợp với hầm dẫn dòng có kích thước 8m x 8m để tháo lũ trong mùa kiệt Đồng thời, trong mùa lũ, sẽ sử dụng tràn bên đang xây dở để đảm bảo an toàn cho quá trình thi công Phương án này cho phép chủ động hạ đáy đập tràn, kết hợp hiệu quả với hầm dẫn dòng nhằm xử lý lũ trong năm xây dựng 2,3.

PHÂN TÍCH ƯU,NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN

Chất lượng thi công đập bản mặt được đảm bảo nhờ vào việc không xử lý đập tràn và dự phòng thời gian chờ lún ổn định khoảng 3 tháng trước khi thi công lớp bê tông.

+ Cường độ thi công đắp đập tháng cao điểm 127,102 x 10 3 (m 3 /tháng) thấp hơn cường độ đắp đập tháng cao điểm phương án 2 (178,75 x10 3 m 3 /tháng).

+ Khối lượng đê quai nhỏ vì chỉ lấp sông 1 lần

+ Không phải làm thêm đê quai cửa lấy nước để chống lũ chính vụ vào năm xây dựng thứ 2, 3.

+ Kích thước đường hầm dẫn dòng lớn hơn hầm dẫn dòng phương án 2.

+ Kích thước đường hầm nhỏ

+ Khối lượng sử lý đập cho tràn lớn (do kênh dẫn dòng mùa lũ trong thân đập)

+ Chất lượng thi công đập khó đảm bảo đặc biệt là ở những vị trí tiếp giáp giữa kênh dẫn dòng và đập dâng.

+ Khối lượng đê quai lớn vì phải lấp sông 2 lần và làm thêm đê quai cửa lấy nước chống lũ năm thứ 3

+ Cường độ thi công đắp đập rất lớn do phải thi công đắp vượt lũ chính vụ năm thứ 3 (cường độ khoảng 178000m3/tháng cao điểm)

+ Kích thước đường hầm là nhỏ nhất

+ Khối lượng thi công đập đập tràn khá lớn (do phải hạ đáy tràn xuống cao trình 558 để kết hợp với hầm dẫn dòng tháo lũ chính vụ)

Sau khi phân tích các ưu nhược điểm và tính toán khối lượng của ba phương án, phương án 1 được xác định là lựa chọn tối ưu với chi phí thấp nhất, cường độ thi công hợp lý và biện pháp thi công an toàn hơn so với phương án 2 và 3 Do đó, phương án 1 được đề xuất là phương án kiến nghị.

7.1.4.Sơ đồ dẫn dòng thi công

Tổng thời gian thi công cho công trình dự kiến 4,5 năm kể cả 1 năm chuẩn bị.

Công trình dẫn dòng là một hầm hình chữ U ngược với kích thước 12m x 14m x 6,93m, dài 389,9m, nằm phía bờ phải của đập dâng Trình tự dẫn dòng và xây đập được thực hiện theo quy trình tổng quát.

Vào đầu tháng 10, công trình bắt đầu tiến hành thi công đường, xây dựng các khu phụ trợ và lắp đặt hệ thống điện, nước cần thiết Đồng thời, công nhân cũng bắt đầu đào đất đá cho cửa vào và cửa ra của hầm dẫn dòng, chuẩn bị cho việc đào hầm dẫn dòng vào đầu năm sau.

Tháng 1 đào hầm dẫn dòng thi công kích thước (BxHxR = 12mx14mx6,93m) dài 389,9m cao trình ngưỡng vào 514,5m, ngưỡng ra 512,5m Tháng 4 bắt đầu đổ bê tông đầu hầm và bê tông hầm Đồng thời với việc thi công hầm dẫn dòng tiến hành đào hố móng đập chính và đập tràn, cửa lấy nước ở cao trình 525m trở lên

Mùa kiệt và mùa lũ nước tháo qua lòng sông tự nhiên lưu lượng lũ tính toán năm này

Mực nước tại kênh vào hầm dẫn dòng đạt 524,49m, trong khi cao độ đê quai chống lũ cửa vào là 525m Tại kênh ra hầm dẫn dòng, mực nước ghi nhận là 523,56m, với cao độ đê quai chống lũ cửa ra là 524m.

Hầm dẫn dòng phải hoàn thành trước 30/12/2010 để chuẩn bị lấp sông vào đầu năm sau.

Tổng khối lượng đào hở đập dâng, đập tràn, hầm dẫn dòng trong năm : 3658,93 x

Tổng khối lượng đào ngầm hầm dẫn dòng trong năm : 77,8 x 10 3 m 3

Từ tháng 1, công tác chặn dòng và tháo nước qua hầm dẫn dòng Q5 đã được tiến hành, với lưu lượng 793,61 m³/s Mực nước cao nhất ở thượng lưu đạt 529,29 m và ở hạ lưu là 519,18 m Cao trình đê quai thượng lưu là 530,0 m, trong khi cao trình đê quai hạ lưu là 519,8 m Đồng thời, việc đào và xử lý hố móng 2 vai đập từ cao trình 525 m trở xuống đã hoàn thành, với tổng khối lượng đào đạt 149,3 x 10 m³.

Tháng 2 tiến hành đắp đập theo mặt cắt kinh tế để đến cuối tháng 8 phải hoàn thành đắp và gia cố mái đập thượng lưu đến cao trình 565m, phần hạ lưu đập dâng đắp đến cao trình 531m Tổng khối lượng đắp đá đập là 762,613 x 10 3 m 3 với tốc độ đắp 127,102 x

Mùa lũ diễn ra từ tháng 9 đến tháng 12, trong thời gian này, nước được tháo qua hầm dẫn dòng và một phần được điều tiết lại hồ chứa với lưu lượng đỉnh lũ Q1% đạt 3393,4m³/s Lưu lượng xả qua hầm tối đa là 2848,8m³/s, với vận tốc lớn nhất trong hầm là 18,67m/s Mực nước lớn nhất trước đập ghi nhận là 562,39m, trong khi cao trình kênh dẫn vào cửa lấy nước là 560m, do đó cần chừa lại phần gờ đất trên cao trình 562,39m để đảm bảo an toàn chống lũ trong mùa chính vụ.

Trong mùa lũ tiếp tục đắp đá phần hạ lưu đập dâng từ cao trình 531 lên cao trình 550m Tổng khối lượng đắp đá trong mùa lũ là 343,355x10 3 m 3

Mùa kiệt (1-8): nước tháo qua hầm dẫn dòng Q5% = 793,61 m 3 /s, mực nước cao nhất ở thượng lưu 529,29 m, ở hạ lưu 519,18m Tiếp tục đắp đá đập từ cao trình 565 đến cao trình 595

Từ tháng 4 đến tháng 7 đổ bê tông bản mặt đập đến cao trình 565m

Trong mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12, nước được tháo qua hầm dẫn dòng và một phần điều tiết lại hồ chứa với lưu lượng đỉnh lũ đạt 3393,4 m³/s Lưu lượng xả qua hầm tối đa là 2848,8 m³/s, với vận tốc lớn nhất trong hầm là 18,67 m/s, và mực nước lớn nhất trước đập đạt 562,39 m Đến cuối tháng 11, công tác đắp đá đập từ cao trình 595 m đến cao trình thiết kế 608 m được thực hiện để chuẩn bị cho việc thi công lớp bê tông bản mặt từ cao trình 565 m đến cao trình thiết kế vào tháng 1 năm sau.

Tổng khối lượng đắp đá trong năm này là 1194,031x10 3 m 3 với tốc độ đắp trung bình 119,403x10 3 m 3 /tháng.

Khối lượng thi bê tông mặt đập đến cao trình 565m là 4285m 3

Mùa kiệt (1-8): nước tháo qua hầm dẫn dòng Q5% = 793,61 m 3 /s, mực nước cao nhất ở thượng lưu 529,29 m, ở hạ lưu 519,18m.

Từ tháng 1 đến cuối tháng 4 hoàn thành thi công bê tông mặt đập từ cao trình 565 đến cao độ thiết kế 608m với khối lượng bê tông là 11287m 3

Trong tháng 5 tiến hành nút hầm dẫn dòng hồ tích nước chuẩn bị cho chạy tổ máy số 1 và 2 vào đầu và cuối quý 3

Mùa lũ (9-12): tháo nước qua đập tràn xả lũ vận hành.

Bảng 7.2.Thông số dẫn dòng của các năm xây dựng

NĂM XÂY DỰNG N.2010 NĂM 2011 NĂM 2012 NĂM 2013 KIỆT &

LŨ KIỆT LŨ KIỆT LŨ KIỆT LŨ

2 Công trình dẫn dòng Lòng sông tự nhiên Hầm Hầm Hầm Hầm Hầm Tràn vận hành

6 Vận tốc xả lớn nhất(m 3 /s) 5,2 18,67 5,2 18,67 5,2

7 Mức nước hồ tính toán(m) 524,49 529,29 562,39 529,29 562,39 529,29

8 Cao trình đê quai thượng lưu

9 Cao trình đê quai hạ lưu (m) 519,8 519,8 519,8

10 Cao trình đập trước lũ (m) 565 565 595 608 608

7.2.TỔNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 75 8.1.ẢNH HƯỞNG CỦA LÒNG HỒ

8.1.ẢNH HƯỞNG CỦA LÒNG HỒ

Theo phương án MNDBT 605m, giai đoạn DAĐT đã được phê duyệt Dựa trên kết quả điều tra dân sinh kinh tế vùng lòng hồ của PECC3, kết hợp với cán bộ huyện Nam Giang và Tây Giang thực hiện vào tháng 04/2005, công tác đánh giá thiệt hại lòng hồ đã được tiến hành.

Dự án thủy điện Sông Bung 2 đã tiến hành điều tra và thống kê chi tiết đến từng khu vực thôn, bản, xã, huyện, với kết quả cụ thể được ghi nhận.

- Không ảnh hưởng đến nhà cửa và công trình kiến trúc.

- Không ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng và các tài sản trên đất.

- Không ảnh hưởng đến di tích lịch sử văn hóa.

Các ảnh hưởng chủ yếu bao gồm:

- Ảnh hưởng đến đất đai (chủ yếu là rừng tự nhiên)

- Cản trở việc săn bắt, lưới cá trên sông Bung và lấy mật ong rừng của người dân.

(Kết quả điều tra này đều có sự nhất trí và thống nhất bằng văn bản của xã LaÊÊ và Tr’Hy)

Thiệt hại khu vưc lòng hồ được thống kê như sau:

8.2.PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG SINH THÁI SAU TUYẾN ĐẬP SÔNG BUNG 2

Phân tích dòng chảy môi trường của dự án thủy điện Sông Bung 2 được thực hiện từ tuyến đập Sông Bung 2 đến đuôi hồ thủy điện Sông Bung 3, với chiều dài 17km Nghiên cứu này tập trung vào tác động của dòng chảy hạ lưu tuyến đập đối với môi trường xung quanh.

Dòng chảy môi trường sau tuyến đập được hình thành từ các yếu tố tính toán cụ thể sau:

1 Lưu lượng thấm qua tuyến đập và qua nền:

+ Lưu lượng thấm qua nền công trình: 253,6m 3 /tháng tương đương 0,002m 3 /s.

+ Lưu lượng thấm rò rỉ qua công trình: 0,1m 3 /s

Tổng lưu lượng thấm về hạ lưu được tính: 0,102m 3 /s

Tổng lượng thấm trong 1 ngày đêm là 8 812 800 l/ngày đêm

Với lưu lượng này đủ cấp nước sinh hoạt cho 44 000 người sinh hoạt bình thường (tiêu chuẩn 200 l/người/ngày).

2 Lưu lượng bổ sung từ các lưu vực

Khu vực hạ lưu cách tuyến đập 3km có địa hình hai bên sườn dốc, dẫn đến việc không có nhu cầu cho đoạn sông này Vì vậy, việc tính toán dòng chảy môi trường cho khu vực từ tuyến đập đến 3km đầu là không cần thiết.

+ Lưu lượng sau tính từ đập được thể hiện như sau:

Bảng 8.1.Lưu lượng sau tính từ đập

Lưu lượng (m 3 /s) Đơn vị Cộng dồn

Từ kết quả phân tích trên ta thấy:

+ Lưu lượng sau tuyến đập dâng là 0,102m 3 /s với lưu lượng này tương đương với lưu lượng này phục vụ đủ 44 000 người sinh hoạt.

+ Lưu lượng được tăng dần lên đến cách sau tuyến đập 3km thì lưu lượng tăng lên 0,614m 3 /s.

Sau tuyến đập 3km, nhiều suối lớn nhỏ đổ vào lòng sông, tạo ra dòng chảy cho thủy điện Sông Bung 3, vì vậy không cần phân tích thêm về dòng chảy trong đoạn sông này.

CÁC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KINH TẾ XÂY DỰNG 78 PHẦN II

Bảng 9.1.các thông số chính

TT Đặc điểm công trình Đơn vị Thông số Ghi chú

I Đặc trưng lưu vực đến tuyến đập

1 Diện tích lưu vực km 2 334

2 Chiều dài sông chính km 40.0

3 Độ rộng trung bình lưu vực km 8.35

4 Độ dốc trung bình sông o /oo 7.5

5 Mật độ lưới sông km/km 2 0.75

6 Lượng mưa trung bình năm mm 2616

7 Lưu lượng trung bình dòng chảy Qo m 3 /s 18.7

8 Mô đun dòng chảy Mo l/s/km 2 56

9 Tổng lượng dòng chảy năm Wo 10 6 m 3 590

10 Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất

1 Mực nước lũ kiểm tra (p = 0,1%) m 608.11

2 Mực nước dâng bình thường (MNDBT) m 605

4 Dung tích toàn bộ Wtb 10 6 m 3 94.3

5 Dung tích hữu ích Whi 10 6 m 3 73.9

7 Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT km 2 2.9

III Lưu lượng qua nhà máy và cột nước

1 Lưu lượng đảm bảo Qđb m 3 /s 9.2

2 Lưu lượng max qua nhà máy Qmax m 3 /s 34.5

3 Cột nước lớn nhất Hmax m 377.5

4 Cột nước nhỏ nhất Hmin m 309.9

5 Cột nước bình quân Htb m 353.6

6 Cột nước tính toán Htt m 336.0

IV Mực nước hạ lưu max tại nhà máy

2 Ứng với lũ tần suất p = 0.1%.

Khi chạy với lưu lượng max m m 239.87

1 Công suất lắp máy Nlm MW 100

2 Công suất đảm bảo Nđb tần suất 90% MW 28.02

1 Điện lượng trung bình năm Etb 10 6 kWh 425.77

2 Điện lượng mùa khô (trung bình năm) 10 6 kWh 344.12

3 Điện lượng mùa mưa (trung bình năm) 10 6 kWh 81.66

4 Điện lượng đảm bảo 10 6 kWh 245.42

5 Số giờ sử dụng công suất lắp máy h 4258

Bảng 9.2.Quy mô các hạng mục công trình

No Structure and pay item Unit Quantity

1 Đập dâng nước: đá đổ bản mặt bê tông

Cao trình đỉnh tường chắn sóng m 610

Chiều cao đập lớn nhất m 96

2 Đập tràn xả lũ: bê tông cốt thép

Lưu lượng lớn nhất qua tràn (p=0.1%) m 3 /s 4851.6

1 Cửa lấy nước: bê tông cốt thép

Chiều cao cửa lấy nước m 55

Cao trình đáy kênh lấy nước (phía lòng hồ) m 560

Lưu lượng lớn nhất qua cửa m 3 /s 34.5

Kích thước hầm BxH (tiết diện đào) m 4.2x4.2

Cao trình đáy đầu đường hầm m 557

3 Giếng điều áp Đường kính buồng trên m 19 Đường kính buồng dưới m 10

4 Đường ống áp lực hở Đường kính trong m 2.6

Chiều dày trung bình đường ống thép mm 21.0

Công suất đơn vị tổ máy MW 50

Loại tua bin loại Tâm trục

Lưu lượng lớn nhất của nhà máy m 3 /s 34.5

CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ KỸ THUẬT ĐẬP TRÀN-ỨNG

DỤNG SAP2000 PHÂN TÍCH KẾT CẤU

PHƯƠNG ÁN TUYẾN VÀ HÌNH THỨC TRÀN 84 1.1.CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN

1.1.1.lựa chọn tim tuyến đập tràn

Theo điều kiện tự nhiên khu vực dự án thuộc vùng đồi núi cao, địa hình tương đối dốc, cao độ biến thiên từ 490 – 680m.

Khu vực xây dựng công trình nằm ở lòng sông có độ dốc tương đối cao, với vị trí tuyến đập thu hẹp Hai bên bờ sông cũng dốc cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí tuyến Đá gốc lộ ra nhiều nơi, hình thành các vách đá cao.

Dự án thủy điện Sông Bung 2 được bố trí theo sơ đồ đường dẫn gồm 2 cụm: cụm tuyến đầu mối và cụm tuyến năng lượng.

Dựa trên tài liệu địa hình tỷ lệ 1/10.000, bản đồ đo vẽ toàn đạc 1/1000 và khảo sát thực địa, các tuyến tràn đã được xem xét kỹ lưỡng dựa trên tài liệu địa chất.

Phương án tuyến 1 được dời vào trong phía lòng sông khoảng 25m so với tuyến 2, tọa độ tim tuyến đập tràn tại lòng sông là A(X = 1738171,5416; Y = 434707,9106) B(X 1738100,5223; Y= 434863,282) C(X= 1738021,1168; Y= 435037,0003) và D(X 1737950,7924; Y= 435190,8513).

Lòng sông hẹp với hai vai đập nối tiếp sườn núi cao, theo bản đồ địa chất 1/1000 và mặt cắt địa chất tại tuyến 1, đá gốc lộ ở lòng sông Tuy nhiên, hai vai đập có tầng phủ lớn từ 25~30m, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí đập tràn bêtông.

Phương án tuyến 2 được bố trí như bản vẽ với tọa độ tim tuyến đập tràn tại lòng sông là A(X = 1738192,489; Y = 434712,807) B(X= 1738111,976; Y= 434777,461) C(X 1737998,381; Y= 435026,608) và D(X= 1737918,48; Y= 435202,130).

Lòng sông ở vị trí tuyến 2 hẹp, với hai vai đập tiếp giáp sườn núi cao Theo bản đồ địa chất tỷ lệ 1/1000 và mặt cắt địa chất tại tuyến này, lớp đá gốc được lộ ra ở lòng sông.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 84 vai tầng phủ rất lớn, điểm cao nhất của mặt đá tại tuyến đập 2 nằm dưới cao trình 575m.

Do đó tại tuyến đập 2 cũng thuận lợi để bố trí đập tràn.

Mặc dù địa hình và địa chất của hai tuyến đường tương tự nhau, khoảng cách giữa chúng chỉ khoảng 25m yêu cầu tối ưu hóa kết cấu trước khi đưa ra quyết định Việc này nhằm xác định kết cấu tốt nhất cho mỗi tuyến Sau khi hoàn tất quá trình tối ưu hóa, phương án tốt nhất từ hai tuyến sẽ được lựa chọn dựa trên hiệu quả và tính khả thi.

1.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN Ở đây chỉ tối ưu hoá tim tuyến tràn cho nên tuyến đập dâng xem như không đổi ở hai phương án tuyến (tối ưu hoá tuyến đập dâng sẽ được trình bày ở phần khác).

1.2.1.Phương án 1 Đập dâng là đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bêtông M250-B10, chiều dày bản bê tông từ 0,3m – 0,35m Bản bê tông được liên kết với tường chắn sóng ở cao độ 609m. Tường chắn sóng có kết cấu bằng bêtông cốt thép M200, có chiều rộng đỉnh 0,7m cao 3,8m Đỉnh đập dâng nằm thấp hơn đỉnh tường chắn sóng 1m, đỉnh đập có chiều rộng 10m kết cấu mặt đỉnh đập là đá dăm thấm nhập nhựa, nằm ở cao trình 609m.

Chiều cao của đập tại vị trí lòng sông là 98m, với chiều dài đỉnh là 7m và mái dốc thượng lưu 1,4m, hạ lưu 1,5m Chân bản đế của mặt bê tông được đặt trên lớp đá phong hóa nhẹ IB, và nền chân đế đã được xử lý khoan phụt xi măng để chống thấm Đáy đập nằm trên lớp đá IA2 Đập tràn có ba khoang được bố trí bên bờ phải, với kênh dẫn vào tràn có hai tường thượng lưu để tối ưu hóa dòng chảy Tràn cửa van có kích thước mỗi cửa là 12m x 12m, cao trình ngưỡng 591m, và được nối tiếp bằng dốc nước dài 134,8m, tiêu năng bằng mũi phun.

1.2.2.Phương án 2 ( xoay tim tràn quanh điểm C) Đập dâng là đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bêtông M250-B10, chiều dày bản bê tông từ 0,3m – 0,35m Bản bê tông được liên kết với tường chắn sóng ở cao độ 609m.

Tường chắn sóng được xây dựng bằng bêtông cốt thép M200 với chiều rộng đỉnh 0,7m và chiều cao 3,8m Đỉnh đập dâng thấp hơn đỉnh tường chắn sóng 1m, có chiều rộng 10m Mặt đỉnh đập được cấu tạo từ đá dăm thấm nhập nhựa, nằm ở cao trình 609m.

Chiều cao của đập tại vị trí lòng sông là 98m, với chiều dài theo đỉnh là 7m Mái dốc thượng lưu có tỷ lệ 1,4 và hạ lưu là 1,5 Bản đế của mặt bê tông được đặt lên lớp đá phong hóa nhẹ IB, và nền chân đế đã được xử lý khoan phụt xi măng chống thấm đến cao trình dưới đường thí nghiệm ép nước q = 3 Lu Đáy đập được đặt trên lớp đá IB Đập tràn gồm 3 khoang nằm bên bờ phải, với tuyến tràn xoay vào lòng sông khoảng 15 độ quanh điểm C (X= 1738025,202; Y= 435040,089) Tràn cửa van cung có kích thước mỗi cửa 12m x 14m, với cao trình ngưỡng là 591m, được nối tiếp bằng dốc nước dài.

L = 134,8m, tiêu năng bằng mũi phun Mũi phun có cao trình là 539,6m

1.2.3Phương án 3 Đập dâng là đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bêtông M250-B10, chiều dày bản bê tông từ 0,3m – 0,35m Bản bê tông được liên kết với tường chắn sóng ở cao độ 609m. Tường chắn sóng có kết cấu bằng bêtông cốt thép M200, có chiều rộng đỉnh 0,7m cao 3,8m Đỉnh đập dâng nằm thấp hơn đỉnh tường chắn sóng 1m, đỉnh đập có chiều rộng 10m kết cấu mặt đỉnh đập là đá dăm thấm nhập nhựa, nằm ở cao trình 609m.

Chiều cao đập tại vị trí lòng sông là 98m, với chiều dài đỉnh là 7m và mái dốc thượng lưu 1,4, hạ lưu 1,5 Chân bản đế của mặt bê tông đặt trên lớp đá phong hóa nhẹ IB, được xử lý khoan phụt xi măng chống thấm đến cao trình dưới đường thí nghiệm ép nước q = 3 Lu Đáy đập nằm trên lớp đá IB Đập tràn có 3 khoang bố trí bên bờ phải, với kênh dẫn vào tràn thượng lưu có tường cánh ngắn hơn và hình dạng khác so với tuyến 1 Tràn cửa van cung có kích thước mỗi cửa 12m x 14m, cao trình ngưỡng 591m, nối tiếp bằng dốc nước dài 134,8m, tiêu năng bằng mũi phun cao trình 539,6m.

Kết quả phân tích 3 phương án trên đi đến kết luận sau:

Phương án 3 đề xuất tuyến 2 với kết cấu đập dâng bằng đá đổ bê tông bản mặt, và tuyến tràn tại các tọa độ A(X = 1738192,489; Y = 434712,807), B(X= 1738111,976; Y= 434777,461), C(X= 1737998,381; Y= 435026,608) và D(X= 1737918,148; Y= 435202,130) mang lại chỉ tiêu kinh tế tốt nhất Do đó, kiến nghị chọn phương án tuyến tràn 3 để tiếp tục nghiên cứu.

1.3.HÌNH THỨC TRÀN Điều kiện địa hình tại vị trí bố trí tràn không thuận lợi cho việc mở rộng diện tràn vì khối lượng đào sẽ rất lớn,tràn xả lũ có cửa đóng mở có ưu điểm chủ động được lưu lượng và thời gian xả lũ, qua đó điều phối đường quá trình xả lũ.Do đó chọn giải pháp 2,3,4 khoang tràn với kết cấu cửa van cung, nối tiếp là dốc nước và tiêu năng bằng mũi phun

1.4.LỰA CHỌN DỐC NƯỚC ĐẬP TRÀN

TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT VÀ CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRÀN 88 2.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN

THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRÀN

2.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN Điều tiết lũ, xác định bề rộng tràn và mực nước lũ.

2.2.QUY TRÌNH – QUY PHẠM ÁP DỤNG

- Quy phạm Thuỷ lực đập tràn QP-TL-C6-78

- Quy phạm Tải trọng và lực tác dụng lên công trình thuỷ lợi QP-TL-C1-78 Công thức tính toán

Q1: Lưu lượng đến hồ ở thời điểm ban đầu q1: Lưu lượng ở thời điểm đầu tính toán

V1: Dung tích hồ ở thời điểm đầu tính toán.

Q2: Lưu lượng đến hồ ở thời điểm cuối tính toán

Q2: Lưu lượng ở thời điểm cuối tính toán

V2: Dung tích hồ ở thời điểm cuối tính toán.

3.1 Dòng chảy lũ Đập vật liệu địa phương cao khoảng 98 m trên nền đá nên là đập cấp II Do đó theo TCXD VN 285 : 2002 sử dụng hai đường quá trình lũ p = 0,5% và p = 0,1% để làm đường quá trình lũ thiết kế và kiểm tra.

Bảng 2.1.Đường quá trình lũ thiết kế p = 0,5% và kiểm tra p = 0,1%

3.2 Đường quan hệ W = f(Z) tuyến đập:

Bảng 2.2.Đường cong quan hệ dung tích hồ tuyến đập 1

3.3 Mặt cắt ngang đập tràn:

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 90 Đường cong dung tích Đường cong diện tích

Hình 2.2.mặt cắt ngang đập tràn

3.4 Công thức tính lưu lượng:

H0 = Cột nước ứng với mực nước hồ (m) σn = 1 ε hệ số co hẹp ngang xác định theo mục 4,4* QP-TL-C6-78 b

Với n = 3 khoang tràn, b = 12m Hình dạng trụ van và trụ biên đầu tròn nên ξ 0 = 0,25 và ξ k = 0,7

Hệ số lưu lượng m được xác định theo mục 4,7*QP-TL-C6-78

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 91 m r m=σφσH

2.4.CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN

Trường hợp 1 : tính toán với lũ thiết kế p = 0,5%

Trường hợp 2 : tính toán với lũ kiểm tra p = 0,1%

2.5.CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN

Các phương án lựa chọn số khoang tràn:

Bảng 2.3.Các phương án lựa chọn số khoang tràn

PA MNDBT Số khoang chiều rộng khoang

TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

Bảng 2.4.Các phương án lựa chọn số khoang tràn

2.6.PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐIỀU TIẾT LŨ a.Nguyên tắc tính toán điều tiết lũ :

Công thức tính toán điều tiết lũ dựa trên cân bằng lượng đến và lượng nước xả của kho nước :

Q.dt-q.dt=F.dh Trong đó : Q :Lưu lượng đến trong kho nước

Q :Lưu lượng ra khỏi kho nước

F :Diện mặt thoáng của kho nước

Dt :Khoảng thời gian vô cùng nhỏ

Thay F.dh=dv thì ta có :

Trong 1 thời đoạn tính toán ∆ t đủ lớn ∆ t =t2-t1 thì ta có phương trình cân bằng nước dạng sai phân :

0.5(Q1+Q2)∆ t -0.5(q1+q2)=V2-V1 Trong đó : Q1,Q2 :Lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán q1,q2 : Lưu lượng xả tương ứng

V1,V2 :Lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

Để xác định quá trình xả lũ, chúng ta cần tìm hai yếu tố chưa biết là V2 và q2 Việc này có thể thực hiện bằng cách kết hợp phương trình thủy lực của công trình xả lũ với dạng tổng quát.

Trong đó : Zt :Mực nước thượng lưu công trình xả lũ

Zb :Mực nước hạ lưu công trình xả lũ

C :Tham số biểu thị công trình(phụ thuộc vào quy mô,kích thước,loại và dạng công trinh) b.Phương pháp tính

Hiện nay, có nhiều phương pháp tính toán điều tiết lũ bằng kho nước, trong đó phương pháp Potapop được sử dụng để xác định quá trình xả lũ và dung tích cắt lũ Bài toán này liên quan đến việc dự đoán quá trình lũ, địa hình nước và công trình xả lũ, nhằm xác định mực nước cao nhất trong kho nước.

Từ phương trình cân bằng nước ta có :

Trong đó : Q1,Q2 :Lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán q1,q2 : Lưu lượng xả tương ứng

V1,V2 :Lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

Như vậy với bất kỳ thời đoạn ∆ t nào thì vế phải đều đã biết và có :

Hai quan hệ này gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ

Thay vào phương trình trên ta có :

2 1 f = +Q f c.Các bước giải như sau :

• Xây dựng biểu đồ phụ trợ :

-Lựa chọn bước thời gian tính toán ∆ = h 1 h ,giả thiết các giá trị mực nước trong kho để tính lưu lượng xả tương ứng theo công thức :

Với m : hệ số lưu lượng m =0.893,hệ số co hẹp ε = 0,893

-Dựa vào quan hệ Z~V,ứng với các mực nước giả thiết ở trên tìm ra dung tích kho tương ứng Vk và từ đó tìm được: k tl

Trong đó: V tl :dung tích kho ứng với khi lũ đến V tl =V MNDBT

-Tính giá trị f1,f2 ứng với các giá trị q vừa tính ở trên rồi vẽ lên biểu đồ

•Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết:

Với mỗi thời đoạn ∆t tính được Q=0.5(Q 1 +Q 2 )

-Từ q1 đã biết tra trên biểu đồ được giá trị f1 và tính f 2 = +Q f 1

-Từ f2 tra biểu đồ ngược lại sẽ được q2.Đó chính là lưu lượng xả lũ ở cuối thời đoạn

• Lập lại bước 2 cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc

Quá trình lũ và xả nước cho phép xác định dung tích cắt lũ cũng như mực nước lớn nhất trong kho Các bảng tính toán đi kèm sẽ cung cấp kết quả chi tiết về các thông số này.

Lập bảng xây dựng biểu đồ phụ trợ q f ( V 0.5 ) q

Bảng2.5 xây dựng biểu đồ phụ trợ

-Cột 1 : Bước thời gian tính toán

-Cột 2:Giả thiết các mực nước trong hồ chứa Z(m)

-Cột 3: Các mực nước trên tràn

-Cột 4:Cột nước xả được tính theo công thức thủy lực

-Cột 5:Dung tích tràn ra khỏi hồ chứa ứng với từng giá trị mực nước trong kho

-Cột 6,cột 7:Tương ứng là các giá trị bổ trợ hàm f1(q),f2(q) và được xác định theo công thức : 1( )

Hình 2.3.Biểu đồ phụ trợ

PHƯƠNG ÁN B6m,CAO TRÌNH NGƯỠNG TRÀN 591m

Bảng 2.6.Kết quả điều tiết ứng với tần suất lũ kiểm tra 0,1%

TT T(h) Q(m3/s) qx(m3/s) f1(m3/s) f2Qtb V(10^6m3) Vk(10^6m3) Z(m) H tràn

-Cột 1 :Thời đoạn tính toán

-Cột 2 :Lưu lượng lũ đến(lấy theo tài liệu quá trình lũ thiết kế)

-Cột 3 :Lưu lượng xả qua tràn

-Cột 4 :Giá trị f1(q) được xác định dựa trên biểu đồ quan hệ f1(q)~q đã xây dựng ở trên

-Cột 5 :Giá trị f2(q) được tính theo công thức : f q 2( )= f q 1( )+Q

-Cột 6 :Dung tích điều tiết qua tràn

-Cột 7 :Dung tích của hồ

-Cột 8 : Cột nước trong hồ ở thời điểm tính toán

-Cột 9 : Mực nước trên ngưỡng tràn

Hình 2.4.Biểu đồ điều tiết lũ p=0.1%

Bảng 2.7.Kết quả điều tiết ứng với tần suất lũ 0,5%

TT T(h) Q(m3/s) qx(m3/s) f1(m3/s) f2Qtb V(10^6m3) Vk(10^6m3) Z(m) H tràn

PHƯƠNG ÁN B0m,CAO TRÌNH NGƯỠNG TRÀN 589m

PHƯƠNG ÁN BDm,CAO TRÌNH NGƯỠNG TRÀN 593m

TOÁN THỦY LỰC TRÀN 106 3.1.TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN

- Qui phạm tính toán thủy lực đập tràn QPTL.C – 8 – 76.

- Qui phạm tính toán thủy lực công trình xả kiểu hở 14.TCN – 81 – 90.

- Sổ tay tính toán thủy lực của nhà xuất bản MIR.

- Qui phạm tính toán thủy lực cống dưới sâu.

- Qui trình tính toán tổn thất dọc theo chiều dài đường dẫn QPTL.C – 1 – 75.

- Sổ tay kỹ thuật Thuỷ lợi – Tập V- Phần nhà máy Thuỷ điện.

- Hướng dẫn thiết kế đường hầm thuỷ lợi HDTL-C-3-77

3.2.THUỶ LỰC CÔNG TRÌNH THÁO LŨ

3.2.1.Số liệu dùng trong tính toán:

Các thông số chính của công trình tháo lũ:

Mực nước dâng bình thường : 605 m

Mực nước lũ thiết kế : 605,51m

Mực nước lũ kiểm tra : 608,11m

Cao trình đáy kênh dẫn vào tràn : 580m

Cao trình đáy đầu dốc nước : 574m

Cao trình đáy sông khoảng : 510m.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 107 Độ dốc dọc : 27,5%

Bảng 3.1.Các mực nước và lưu lượng tính toán

STT Tần suất tính toán(P

Bảng chỉ tiêu cơ lý của đá nền :

Chỉ tiêu cơ lý của đá nền Sông Bung 2 dùng để tính toán hố xói được lấy theo chỉ tiêu của lớp đá IIA.

- Rn bão hoà = 560 kg/cm 2

- U’kx : vận tốc không xói = 10,26m/s

Hình 3.1.Sơ đồ tính toán thủy lực công trình tháo lũ

3.2.3.Kết quả tính toán: a.Kiểm tra khả năng tháo của đập tràn

• Kiểm tra khả năng tháo của đập tràn(p=0,1%):

Lưu lượng qua tràn tại MNLKT được xác định theo công thức

B : Tổng bề rộng tràn nước B6m Η0=Η+αV 2 /2g : cột nước tính toán có kể đến lưu tốc tiến gần

Vo: vận tốc đến gần ( max ) 36 (17,11 81) 4851,60 1,374( / ) o xa t

-P:Chiều cao đập tính đến ngưỡng tràn

P = ∇ngưỡng-∇đáysông = 591-510 (m) -Ht cột nước trên đỉnh tràn ứng với MNLTK ta có

Ht=MNLTK-∇ngưỡng = 608,11-591,11(m) Vậy ta có: Ho 1 1,3742

Hệ số lưu lượng được tính theo công thức m = σφ.σH.mr, trong đó mr = 0,504 là hệ số lưu lượng ứng với cột nước bằng cột nước thiết kế Hệ số chênh lệch cột nước σH = 1 được lấy theo bảng 17 QP_TL_C8_76, và hệ số hình dạng σφ = 0,953 cũng được xác định từ bảng 17 QP_TL_C8_76 Tham số aT được đặt là 45 độ.

Hệ số co hẹp được tính bằng công thức

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 110 ε =  0 0

− Trong đó n = 3 : số khoan tràn b : chiều rộng 1 khoang tràn. ξ0 =0,45 ξ k =0,70 (theo mục 4.6 QP_TL_C8_76 với hình dạng trụ pin và mố biên dạng đầu tròn)

Vậy đập tràn đủ khả năng tháo

• Kiểm tra khả năng tháo của đập tràn(p=0,5%):

Lưu lượng qua tràn tại MNLKT được xác định theo công thức

B : Tổng bề rộng tràn nước B6m Η0=Η+αV 2 /2g : cột nước tính toán có kể đến lưu tốc tiến gần

Vo: vận tốc đến gần ( max ) 36 (14,51 81) 3789, 47 1,102( / ) o xa t

-P:Chiều cao đập tính đến ngưỡng tràn

-Ht cột nước trên đỉnh tràn ứng với MNLTK ta có

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 111 ε= 0,893

Vậy đập tràn đủ khả năng tháo

Theo kết quả kiểm tra tháo lũ, bề rộng B = 36m là phù hợp để thiết kế tràn, đảm bảo xả hết lũ trong mọi trường hợp Để xác định chiều sâu dòng chảy và lưu tốc đầu dốc nước, trước tiên cần tính toán độ sâu co hẹp đầu dốc nước hc, được xác định theo công thức cụ thể.

• E’ : Độ chênh cao giữa ∇ngưỡng tràn và cao độ đầu dốc nước

• Bỏ qua vận tốc tới gần V o

• hc : độ sâu co hẹp cũng là độ sâu dòng chảy tại đầu dốc nước (hc = h1)

• q=Q/bH51,6/427,81 (m 3 /s/m) : Tỷ lưu lượng qua dốc nước

Trong đó: bBm:bề rộng của dốc nước

Thay vào công thức ta được:

Để xác định dạng đường mặt nước trên thân dốc nước, cần lưu ý đến tốc độ tại mặt cắt co hẹp, được tính bằng công thức Vc = hc q $,27 (m/s) Một thông số quan trọng cần xác định là độ sâu dòng đều h0 trên thân dốc nước.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 112 ho được tính toán bằng phương pháp lặp từ công thức sau: q = hoC R.i

• W = h0 : diện tích mặt cắt ướt tính toán (ứng với chiều rộng đáy mặt cắt tính toán =1m)

• X =1+2h0: chu vi ướt của mặt cắt tính toán

• C : hệ số Cezi tính theo công thức

• n : hệ số nhám của bê tông lấy n = 0,015

• y : số mũ được xác định bởi công thức: y = 2,5 n - 0,13 – 0,75 R ( n - 0.1)

V 0 =Q/h 0 7,81/2,07V,80 m/s. h k : chiều sâu phân giới trên thân dốc nước hk= 3 2 g q = 3 117,81 2

9,81 ,23 m ik: độ dốc phân giới: ik= ( ) 2 k k k c R h q =0,001

=> Đường mặt nước trên thân dốc nước là đường nước đổ bII d Kiểm tra sự xuất hiện hàm khí trên thân dốc nước:

Theo công thức (4) trong 14TCVN-81-90 :

Do giá trị V hk $62 < V 0 V 80, hàm khí sẽ xuất hiện trên thân dốc nước Để xác định đường mặt nước trên dốc nước, cần áp dụng công thức cộng trực tiếp j l i.

• Δ ∋ : hiệu tỷ năng đơn vị giữa 2 mặt cắt

• i=0,275: độ dốc dọc của dốc nước

• ho : độ sâu chảy đều của dốc nước ứng với độ dốc i

• j : độ dốc thuỷ lực trung bình 2 mặt cắt i và i+1 được xác định bằng công thức:

• ω : diện tích mặt cắt ướt

• χ : chu vi ướt của mặt cắt

Kết quả tính toán đường mặt nước trên dốc nước ứng với các cấp lưu lượng được trình bày ở bảng 3.2

Bảng 3.2.Kết quả tính toán đường mặt nước trên dốc nước ứng với các cấp lưu lượng khác nhau

STT Q TT (m 3 /s) h(m) v(m/s) Ε( m )∆Ε(à) htb(m) Rtb Vtb (m/s) Ctb if ΛL(m)ΣΛ L(m) 1

Đối với công trình thủy điện Sông Bung 2, việc tính toán đoạn đường cong dòng chảy tại mũi phun là rất quan trọng Phương án tiêu năng bằng phun xa được xem là hợp lý do công trình này có lưu lượng lớn và cột nước cao, vượt quá 70m.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 115 α0 β α1 αΗ

Hình 3.2.Sơ đồ tính toán

• Các thông số cấu tạo:

Bảng 3.3.Các thông số cấu tạo

Để tính toán đường mặt nước tại mũi phun theo tiêu chuẩn 14 TCVN 81-90, cần lập đường cong mặt thoáng cho dòng chảy không hàm khí trong mũi phun hình trụ Việc này yêu cầu xác định đầy đủ độ sâu và vận tốc tại ba mặt cắt khác nhau.

- Mặt cắt 1-1 là chỗ chuyển tiếp giữa đoạn thẳng và đoạn cong.

- Mặt cắt 2-2 qua điểm thấp nhất của mặt cắt mũi phun.

Mặt cắt 3-3 là mặt cắt cuối cùng tại mũi phun, trong khi hai mặt cắt còn lại xác định vận tốc và chiều sâu dựa trên phương trình lưu lượng không đổi và phương trình Bernoulli Các phương trình này được lập theo trình tự để đảm bảo tính chính xác trong việc phân tích dòng chảy.

- Đoạn 1: Từ mặt cắt 1-1 tới mặt cắt 2-2

- Đoạn 2: Từ mặt cắt 2-2 tới mặt cắt 3-3

R c v g h v g y v h pu tb θ tb γ Trong đó, y1 và y3 đại diện cho độ chênh cao của đáy tại các mặt cắt 1-1 và 3-3 so với mặt chuẩn đi qua điểm thấp nhất của mũi phun Các ký hiệu l1-2 và l2-3 thể hiện chiều dài của các đoạn trên mũi phun.

Vtb, Rtb, Ctb : Các trị số trung bình của vận tốc, bán kính thuỷ lực, hệ số Cedi trên đoạn mũi phun.

Pu/γ : thành phần xét đến áp lực li tâm do dòng chảy cong gây ra Trong trường hơp

RH/h18, số Pu/γ tính theo công thức: g v R h pu

Kết quả tính toán các thông số dòng chảy trên mũi phun ứng với các cấp lưu lượng khác nhau được trình bày ở bảng 3.4:

Bảng 3.4.Kết quả tính toán cột nước đầu đoạn cong mũi phun ứng với các cấp lưu lượng khác nhau

2 0.5 605.51 3789.47 35.51 90.68 3.90 3.54 25.51 5.028 17.94 4.59 19.67 g Tính toán thông số hố xói :

Hình 3.3.Sơ đồ tính toán hố xói

Xác định độ bay xa của luồng chảy

Góc α của luồng chảy ra từ mũi phun so với phương ngang của đáy mũi phun được xác định bằng công thức: α = αH – (β-αo)

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 118 b x t h x

MNTL k : Hệ số xét đến ảnh hưởng hàm khí

FrH: số Frút tại mặt cắt dòng chảy ra khỏi mũi phun

Góc đồ của dòng chảy vào mặt nước hạ lưu tính theo công thức:

Khoảng cách từ chân công trình đến đáy hố xói sâu nhất của luồng dẫn hạ lưu được tính theo công thức L1:

Xác định kích thước hố xói:

Tính toán kích thước hố xói dựa theo 14 TCVN 81-90

Chiều sâu hố xói t so với mặt nước hạ lưu xác định theo công thức sau: h H d

Fr h Fr t =(0,1+0,45 4 )× × 4 × (*) Công thức trên đúng khi thoả mãn cả 3 điều kiện:

Fr = vH 2/(g×hH) < 200 Trong đó : hk - chiều sâu phân giới của dòng chảy hạ lưu ; hk = 11,23(m)

T - độ chênh cao của MNTL so với đáy lòng dẫn hạ lưu

T= 93,11m d - đường kính tương đương của phân khối đá nền :

TOÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP TRÀN VÀ MŨI PHUN 120 4.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN

h - khoảng cách từ đáy sông tự nhiên đến mặt nước h,1(m)

T / hk = 8,29 thỏa >5 thỏa < 30 d / hk = 0,26 thỏa > 0.05 thỏa < 0.75

Fr = 13,04 thỏa mãn điều kiện Fr < 200 Thay tất cả các giá trị vào công thức, ta có t = $89(m) Chiều sâu hố xói so với lòng dẫn tự nhiên được tính bằng hx = t - h + c Để xác định chiều dọc của hố xói tại mức đáy lòng dẫn hạ lưu, sử dụng công thức bx = 2,5×hk + 3,7×hx.

Tính khoảng cách từ mũi phóng đến chỗ xói sâu nhất :

Bảng 3.5.Kết quả tính toán thông số hố xói

CHƯƠNG 4.TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP TRÀN VÀ MŨI PHUN

− Nhằm đảm bảo sự làm việc của công trình ứng với tiết diện mặt cắt thiết kế.

− Kiểm tra sự kinh tế của tiết diện đã chọn

4.2 QUY TRÌNH - QUY PHẠM ÁP DỤNG

1 Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế TCXD VN 285 : 2002

2 Tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép 14TCN 56 – 88.

3 Tiêu chuẩn thiết kế xây dựng trong vùng có động đất CHuΠ II-7-81

Theo TCXD VN 285 : 2002 để đảm bảo kết cấu và nền của công trình cần phải tính theo điều kiện sau: c tt n N n m R

Hệ số an toàn chung của công trình được ký hiệu là K, trong đó hệ số điều kiện làm việc m có giá trị khác nhau tùy thuộc vào từng trường hợp: mái dốc có m = 1, mặt trượt qua bê tông và đá có m = 0,95, và đối với lật có m = 1 Hệ số tổ hợp tải trọng nc được xác định là 1 cho tổ hợp tải trọng cơ bản và 0,9 cho tổ hợp tải trọng đặc biệt Cuối cùng, hệ số độ tin cậy kn phụ thuộc vào cấp công trình, với cấp II có kn = 1,2.

Ntt: Tải trọng tính toán tổng quát, được xác định có xét tới các hệ số vượt tải n.

R : Sức chịu tải tổng quát của công trình.

Từ đó có thể rút ra hệ số ổn định trượt và lật cho phép đối với công trình:

Tổ hợp tải trọng cơ bản: [ ktr ] = 1,263; [ kl ] = 1,2

Tổ hợp tải trọng đặc biệt: [ ktr ] = 1,14; [ kl ] = 1,08

Công thức tính hệ số ổn định lật l k M M

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 121 Σ M - : Tổng mô men chống lật đối với điểm B (trên sơ đồ) Σ M + : Tổng mô men gây lật đối với điểm B (trên sơ đồ)

Công thức tính hệ số ổn định trượt

Tổng các lực thẳng đứng tác động lên công trình được ký hiệu là ΣG, trong khi đó, ΣP là tổng các lực theo phương ngang Hệ số ma sát giữa đáy đập và đá nền được biểu thị bằng f, và c là lực dính giữa bê tông đáy đập và đá nền.

F : Diện tích đáy đập Ứng suất nền.

Trong đó: e : độ lệch tâm của hợp lực thẳng đứng đối với điểm giữa của mặt cắt

B : chiều rộng đáy đập tại mặt cắt tính toán

M0 : Tổng mô men tác dụng lên công trình có chiều như sau

M > 0 : Mô men quay theo chiều kim đồng hồ.

M < 0 : Mô men quay ngược chiều kim đồng hồ.

4.3.1.Các thông số tính toán

Cấp công trình: Cấp II

4.3.2 Các chỉ tiêu cơ lý nền

Chỉ tiêu cơ lý IB gồm:

Dung trọng bão hòa γbh: 2,87g/cm 3

Mô đun biến dạng E0 : 8000 MPa (80x10 3 kG/cm 2 )

Cường độ kháng nén bão hòa: 72,6x10 3 KPa

Cường độ kháng cắt (bề mặt tiếp xúc với bê tông) f = 0,7 c = 100 KPa

Chỉ tiêu cơ lý IA:

Dung trọng bão hòa γbh : 2,65g/cm 3

Mô đun biến dạng E0 : 3000 MPa (30x10 3 kG/cm 2 )

Cường độ kháng nén bão hòa: 2,8x10 3 KPa

Cường độ kháng cắt (bề mặt tiếp xúc với bê tông) f = 0,70 c = 100 KPa

Các chỉ tiêu này được trích từ Tập 2.2 Điều kiện tự nhiên

4.4 CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN

*Xác định lưc tác dụng lên đập

- Trọng lượng bản thân: bt bt

G =nγ V(T)64 (KN) Trong đó: V(m 3 ):Thể tích khối bê tông γ bt : Trọng lượng riêng của bê tông,lấy γ bt =2,4 T/m 3 n=0,95: hệ số lệch tải

- Trọng lượng của trụ biên:

- Trọng lượng của trụ pin:

- Trọng lượng cầu công tác:

-Trọng lượng nước thượng lưu: n n n

G =γ V =1700 (KN) γ n =1(T/m 3 ): Trọng lượng riêng của nước

+ Áp lực nước thượng lưu lên tràn được xác định theo công thức:

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 124 γ n :Trọng lượng riêng của nước γ n =1(T/m 3 )

H:Cột nước trước đập tính đến đáy khối trượt.

H=MNDBT-∇đáy Điểm đặt củaW1 cách chân đập thượng lưu 1 khoảng là:H/3

+ Áp lực nước hạ lưu tác dụng lên công trình:

W = γ h:cột nước hạ lưu tác dụng lên công trình

Trị số áp lực thấm lớn nhất tác dụng lên mặt tràn : s d n 1

+H1 : Chiều cao cột nước trước tràn.

+h : Chiều cao ứng với mức đảm bảo 0,1%

-Mômen lớn nhất đối với chân đập do sóng gây ra :

Km : hệ số Điểm đặt cách đáy một khoảng bằng : W max s

Do sự chênh lệch mực nước giữa thượng và hạ lưu, dòng thấm từ thượng lưu về hạ lưu công trình phát sinh, tạo ra áp lực thấm dưới đáy công trình Áp lực thấm và lực đẩy nổi có thể được tính toán theo một công thức cụ thể.

Trong đó : t:chiều dày chân khay hạ lưu của ngưỡng tràn α :Hệ số cột nước thấm còn lại sau màn chống thấm.

H : Cột nước thấm , chênh cao giữa mực nước thượng lưu và hạ lưu tràn. Điểm đặt của áp lực thấm cách mép hạ lưu tràn một khoảng bằng : 2

3L +Áp lực thủy tĩnh đẩy ngược.

Trong đó : h2 _cột nước hạ lưu. Điểm đặt của Wdn cách mép hạ lưu một đoạn bằng : 1

+Lực sinh ra khi có động đất.

Lực quán tính động đất. d

Trong đó : + K – Hệ số động đất, ứng với trường hợp động đất cấp 7 thì K=0,025

+ α - Hệ số đặc trưng động lực của công trình.

Với h1, h2 : Là khoảng cách tính từ điểm tính toán và từ trọng tâm công trình đến nền, lấy h1=h2

Trọng lượng của công trình trên tràn không nên bố trí các công trình khác, nhằm đảm bảo tính ổn định Điểm đặt lực quán tính động đất cần được xác định tại trọng tâm mặt cắt tính toán, với chiều lực hướng từ thượng lưu về hạ lưu.

1 Áp lực tăng thêm khi động đất.

2 Kγ n H Điểm đặt của Wd1 ở cao độ 1

3H so với mặt đáy cửa vào

Trường hợp 1a : Tổ hợp lực cơ bản

MNTL = MNDBT = 605 m Hạ lưu không có nước Màng chống thấm làm việc bình thường Không có động đất

HỆ SỐ TÍNH TOÁN CHO PHÉP

1 ĐẬP TRÀN - TRƯỜNG HỢP 1 :TỔ HỢP

MNTL = 605m, HẠ LƯU KHÔNG CÓ NƯỚC,

MÀNG CHỐNG THẤM VÀ HỆ THỐNG THU NƯỚC LÀM VIỆC BÌNH

MOMENT VỚI ĐIỂM O MOMENT VỚI ĐIỂM B ST

5 Trọng lượng cầu công tácG c 192.00 kN 0.9

7 Áp lực nước thượng lửu E ntl

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH ΣM(-) =

Trường hợp 1b : Tổ hợp lực cơ bản

MNTL = MNlũTK `5.51 m MNHL = 510 m.Màng chống thấm làm việc bình thường Không có động đất

2 ĐẬP TRÀN - TRƯỜNG HỢP 2 :TỔ HỢP CƠ BẢN

MÀNG CHỐNG THẤM VÀ HỆ THỐNG THU NƯỚC LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG

LỰC TAY ĐÒN MOMENT ẹIEÅM B

5 Trọng lượng cầu công tác Gc 192.00 kN 0.9

6 Áp lực mạch động của nước trên đập

7 Áp lực nước thượng lửu E ntl 2737.8 kN 1.0

8 Áp lực nước hạù lưu

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH ΣM(-) = -320287.2 σ HL = ΣG / B*L + 6 * ΣM 0 /

Trường hợp 2a.Tổ hợp lực đặc biệt

MNTL = MNlũKT = 608.11 m MNHL = 530.1 m Màng chống thấm làm việc bình thường Không có động đất

3 ĐẬP TRÀN - TRƯỜNG HỢP 3 :TỔ HỢP ĐẶC BIỆT

MÀNG CHỐNG THẤM VÀ HỆ THỐNG THU NƯỚC LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG

5 Trọng lượng cầu công tác G c 192.00 kN 0.9

6 Áp lực mạch động của nước trên đập

8 Áp lực nước hạù lưu

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH Σ = 2364.2 12744.7 Σ M 0 = 66784.2 ΣM(+)

Trường hợp 2b : Tổ hợp lực đặc biệt

MNTL = MNDBT = 605 m Hạ lưu không có nước Màng chống thấm không làm việc bình thường Không có động đất.

Kt 2.16 [1.14] σHL (kPa) 297.3 [20000] σTL (kPa) 32.64

4 ĐẬP TRÀN - TRƯỜNG HỢP 4 :TỔ HỢP ĐẶC

MÀNG CHỐNG THẤM VÀ HỆ THỐNG THU NƯỚC HỎNG

LỰC TAY ĐÒN MOMEN ẹIEÅM T O

5 Trọng lượng cầu công tác G c 192.00 kN 0.9

7 Áp lực nước thượng lưu E ntl

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH Σ = 3750.1 5557.6 Σ M 0 = 48500.1 ΣM(+) = 265342.3 ΣM(-) = -333552.4 σ HL = ΣG / B*L + 6 * ΣM 0 / B*L 2 297.2 kN/m 2 K l = Σ M(-) / 1.26

Trường hợp 2c : Tổ hợp lực đặc biệt

MNTL = MNDBT = 605 m Hạ lưu không có nước Màng chống thấm làm việc bình thường Động đất đất cấp 6.

5 ĐẬP TRÀN - TRƯỜNG HỢP 5 :TỔ HỢP ĐẶC BIỆT

MÀNG CHỐNG THẤM VÀ HỆ THỐNG THU NƯỚC LÀM VIỆC BÌNH

LỰC TAY ĐÒN MOMEN ẹIEÅM T O

4 Trọng lượng cửa van G v 160.00 kN 1.2

5 Trọng lượng cầu công tác Gc 192.00 kN 0.9

11 Lực quán tính của đập 1111.6

12 Lực quán tính của trụ bieân 181.13 kN 1.1

13 Lực quán tính của trụ pin 147.60 kN 1.1

14 Lực quán tính của cửa van 19.20 kN 1.1

15 Lực quán tính cầu 23.04 kN 1.1 25.3 -38.00 963.1 25.34 -38.00 963.1

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 141 công tác 0

16 Lực quán tính nước TL 437.40 kN 1.1

17 Lực quán tính của bùn cát 1.00 kN 1.1

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH Σ = 5862.2 7237.6 Σ M 0 = 61656.2 ΣM(+)

4.5 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MŨI PHUN

4.5.1.Các trường hợp tính toán:

Trường hợp vận hành khi xả lũ kiểm tra

− Độ sâu MNHL tương ứng = 530,1m

− Áp lực mạch động của nước trên mũi phun (lấy giá trị từ kết quả Thí nghiệm mô hình thuỷ lực)

− Áp lực đất đá thượng và hạ lưu.

Trường hợp vận hành khi xả lũ thiết kế.

− Độ sâu MNHL tương ứng = 528,0m

− Áp lực mạch động của nước trên mũi phun (lấy giá trị từ kết quả Thí nghiệm mô hình thuỷ lực)

− Áp lực đất đá thượng và hạ lưu.

Việc tính toán áp lực cho mũi phun được thực hiện trên diện tích 1m, với hệ số diện tích hiệu dụng của áp lực đẩy ngược α2 được chọn bằng 1 để đảm bảo tính an toàn tối đa.

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:

Trường hợp tính toán Kl [kl] Ktr [ktr] σ TL

KPa σ HL KPa Mũi phun

Kết luận: Việc tính toán ổn định mũi phun cho thấy tất cả các giá trị ứng suất kéo và nén đều nằm trong giới hạn cho phép, đồng thời đảm bảo các điều kiện về ổn định trượt/lật và khả năng chịu lực của nền đá.

MOMENT VỚI ĐIỂM O MOMENT VỚI ĐIỂM B

PHệễNG CUÛA LỰC TAY ĐÒN MOMENT ẹIEÅM O

Aùp lực mạch động của nước trên muõi phun

3 Aùp lực đất đá thượng lưu E TL

4 Aùp lực đất đá hạ lửu E HL

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH

7 kN/m 2 K lật = S M(-) / S M(+) = 1.50 s TL = SG / B*L - 6 * SM 0 / B*L 2

MOMENT VỚI ĐIỂM O MOMENT VỚI ĐIỂM B STT TẢI TRỌNG GIÁ TRỊ ĐV n

LỰC TAY ĐÒN MOMENT ẹIEÅM O

1 Trọng lượng mũi phun Gbt 4152 kN 0.95 3944.4 -1.2 -4733.3 3944.4 8.41 33172.4 2

Aùp lực mạch động của nước trên mũi phun

3 Aùp lực đất đá thượng lửu E TL

4 Aùp lực đất đá hạ lưu

Moment (+) xoay theo chiều kim ẹH

2 kN/m 2 K lật = S M(-) / S M(+) = 1.24 s TL = SG / B*L - 6 * SM 0 / B*L 2

TOÁN KẾT CẤU (ỨNG DỤNG SAP2000) 149 5.1.THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CƠ BẢN

5.1.THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CƠ BẢN

Trọng lượng riêng của bê tông: 24 kN/m 3

Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép: 25 kN/m 3

Trọng lượng riêng của nước: 10 kN/m 3

Trọng lượng riêng của đất đắp (tự nhiên): 18 kN/m 3

Trọng lượng riêng của đất đắp (bão hòa): 22 kN/m 3

Trọng lượng cửa van: 794 kN

Hệ số ma sát giữa bê tông với đá nền: 0,7

Lực dính đơn vị giữa bê tông với đá nền: 200 kN/m 2

Góc nội ma sát của đất đắp trạng thái tự nhiên: 28°

Góc nội ma sát của đất đắp trạng thái bão hòa: 27°

Môđun đàn hồi của bê tông M350: 31.000.000 kN/m 2

Hệ số Poisson của bê tông (ν): 0,2

Trọng lượng riêng đá nền IB: 27,7 kN/m 3

Mô đun đàn hồi của đá nền IB: 32.000.000 kN/m 2

Hệ số Poisson của đá nền IB (ν): 0,22

Cường độ kháng nén bão hoà của đá IB: 49000 kN/m 2

Trọng lượng riêng đá nền IIA: 28,1 kN/m 3

Mô đun đàn hồi của đá nền IIA: 40.000.000 kN/m 2

Hệ số Poisson của đá nền IIA (ν): 0,21

Cường độ kháng nén bão hoà của đá IIA: 56000 kN/m 2

Mô đun đàn hồi của thép CIII: 200.000.000 kN/m 2

Hệ số Poisson của thép (ν): 0,3

5.2.QUY TRÌNH – QUY PHẠM ÁP DỤNG

- Theo Quy phạm QP.TL.C-1-78

- Tiêu chuẩn xây dựng TCXD VN 285 : 2002

- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4253-86 (Nền các công trình thủy công)

- Tiêu chuẩn thiết kế đập bêtông và bêtông cốt thép 14TCN56-88.

- Tiêu chuẩn thiết kế xây dựng trong vùng có động đất CHuΠ II-7-81.

5.3 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT ĐẬP TRÀN

5.3.1.Phân tích ứng suất và biến dạng trong thân đập tràn

Đập tràn là kết cấu bê tông khối với mép hạ lưu mỏng nhưng chịu tải trọng lớn, do đó cần xác định phân bố ứng suất và biến dạng để có biện pháp gia cường phù hợp Phân tích hoạt động của đập và nền được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) theo dạng bài toán biến dạng phẳng, trong đó đập chỉ biến dạng trong mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với trục đập tràn, với biến dạng theo trục đập tràn bằng không.

Các trường hợp tính toán:

Trường hợp 1: vừa thi công xong, hồ chưa tích nước Lực tác dụng bao gồm:

 Trọng lượng bản thân đập tràn

Trường hợp 2: hồ vận hành ở MNDBT, các cửa van đều đóng Lực tác dụng bao gồm:

 Phần trọng lượng van tác dụng lên ngưỡng tràn = 794/12 = 66,17 kN/m.

 Áp lực nước tác dụng lên phần trước đập tràn phía trước cửa van và tác dụng lên mặt nền đá IIA.

Trường hợp 3: hồ ở MNLTK p=0.5%, các cửa van đều mở Lực tác dụng bao gồm:

 Áp lực nước thiết kế tác dụng lên phần trước đập tràn phía trước cửa van và tác dụng lên mặt nền đá IIA.

Trường hợp 4: hồ ở MNLKT p=0.1%, các cửa van đều mở Lực tác dụng bao gồm:

 Áp lực nước kiểm tra tác dụng lên phần trước đập tràn phía trước cửa van và tác dụng lên mặt nền đá IIA.

Trường hợp 5: hồ đang vận hành bình thường, xuất hiện động đất cấp 7 Lực tác dụng bao gồm:

 Áp lực nước lên công trình.

Bảng 5.1:Kết quả tính toán chuyển vị đập tràn

Chuyển vị Trường hợp tính toán

Vị trí xét Đáy đập phía thượng lưu Đỉnh đập Đáy đập phía hạ lưu

Ghi chú: Quy ước chuyển vị ngang về phía hạ lưu có giá trị dương và chuyển vị đứng theo phương hướng xuống có giá trị âm.

Khi hồ tích nước trên nền đá phía thượng lưu bị lún do áp lực nước, đập có xu hướng chuyển vị về phía thượng lưu, trong khi áp lực ngang của nước lại đẩy đập về phía hạ lưu Do đó, chuyển vị của đáy thượng lưu không lớn và nhìn chung, chuyển vị của các điểm đặc trưng trong thân đập là rất nhỏ.

Hình5.1.Mô hình phần tử của đập tràn trong phần mềm SAP2000

Hình 5.2.Mô hình 3D của đập tràn trong phần mềm SAP2000

Hình 5.3.Phân bố ứng suất theo phương ngang (S11)

Hình 5.4.Phân bố ứng suất theo phương đứng (S22)

Hình 5.5.Phân bố ứng suất kéo chính SMAX

Hình 5.6.Phân bố ứng suất nén chính SMIN

Phân tích ứng suất cho thấy rằng ứng suất trong thân và nền đập rất nhỏ so với khả năng chịu lực của bê tông và nền đá Tuy nhiên, do đập nằm trong nước và cấu trúc nền đá có thể không đồng nhất, có nguy cơ phát sinh ứng suất kéo bổ sung Do đó, kiến nghị bố trí thộp cấu tạo tại đáy đập theo phương dũng chảy, với mặt đập có hàm lượng ỉ18a200.

PHỤ LỤC A1.1.KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

Bảng 4.1 trình bày các đặc trưng về nhiệt độ thực đo trung bình, cao nhất và thấp nhất trong các tháng và năm tại một số trạm thuộc lưu vực sông Vũ Gia - Thu Bồn.

Bảng 4-3 Nhiệt độ trung bình, cao nhất, thấp nhất tuyệt đối ( O C)

Tram Đà Nẵng Nam Đông Trà My

Tháng TB Max Min TB Max Min TB Max Min

Giá trị độ ẩm tương đối không khí của một số trạm trong bảng 4.2:

Bảng 4-4 Độ ẩm tương đối không khí của một số trạm trong khu vực (%)

Tháng Đà Nẵng Nam Đông Trà My

TB MIN TB MIN TB MIN

Cơ chế gió mùa đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ và hướng gió trên lưu vực, với hướng gió thịnh hành chủ yếu là Đông, Đông Nam, Bắc và Tây Bắc Kết quả tính toán về gió thực đo được trình bày trong bảng 4.3.

Bảng 4-5 Tần suất xuất hiện gió theo 8 hướng Trạm Nam Đông (1977-2006)

Hướng N NE E SE S SW W NW Calm

Bảng 4-6 Tần suất vận tốc gió lớn nhất 8 hướng các trạm lân cận khu vực

Trạm Nam Đông (m/s) p% N NE E SE S SW W NW

+Lượng mưa bình quân các tháng tính đến tuyến công trình Sông Bung 2 được tính theo các phương pháp bình quân số học.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 166 n n

Xi: là lượng mưa bình quân năm của trạm thứ i. n: Số năm tính toán

Bảng 4-7 Số ngày mưa trung bình tháng tại trạm đo mưa trạm Thành Mỹ

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

Một số đặc trưng lượng mưa tháng, năm của một số trạm đại biểu lân cận lưu vực nghiên cứu trong bảng :

Bảng 4-8 - Lượng mưa trung bình tháng, năm tại các trạm (mm)

Tháng Khâm Đức Hiên Thành Mỹ Nông Sơn Nam Đông Sơn Tân Thượng

Bảng 4-9 Lượng mưa trung bình năm của các trạm được dùng để tính cho lưu vực Sông

Trạm Khâm Đức Hiên Thành Mỹ Nông Sơn Thượng

Bảng 4-10 Lượng mưa trung bình năm của các trạm được dùng để tính cho lưu vực

Trạm Khâm Đức Hiên Thành Mỹ Nông Sơn Trà My Sơn Tân

Kết quả lượng mưa tính toán cho lưu vực Sông Bung 2 và lưu vực Thành Mỹ là:

XSông Bung 2= 2616 mm và XThành Mỹ= 2887 mm.

Số liệu bốc hơi tại lưu vực Sông Bung 2 được xác định dựa trên dữ liệu từ các trạm tương tự lân cận Việc tính toán lượng tổn thất bốc hơi theo tuyến công trình được thực hiện bằng cách sử dụng số liệu bốc hơi từ các trạm lân cận thông qua một công thức cụ thể.

∆ Z : là lượng tổn thất bốc hơi mặt nước (mm).

Zmn: là lượng bốc hơi mặt nước (mm)

Zo: là lượng bốc hơi bình quân lưu vực (mm)

Xo: là lượng mưa bình quân lưu vực (mm)

Yo: là lớp dòng chảy (mm)

- Lượng bốc hơi mặt nước được tính theo công thức: piche Z c* mn K

KC: là hệ số chênh lệch giữa lượng bốc hơi đo bằng chậu đặt ở trên bè và lượng bốc hơi đo bằng ống piche đặt ở trên vườn Lấy KC = 1,35

Z : là lượng bốc hơi đo bằng ống Piche trung bình nhiều năm.

- Lượng bốc hơi lưu vực được tính theo phương trình cân băng nước

Bảng 4-11 Lượng bốc hơi piche trung bình tháng của các trạm (mm)

Tháng Đà Nẵng Nam Đông Trà My Sông Bung 2

Bảng 4-12 Bảng phân phối tổn thất bốc hơi trong năm tại hồ Sông Bung 2

Tuyến đập I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

2.1.Các đại lượng đặc trưng dòng chảy năm:

- Lưu lượng dòng chảy năm : Q0 = 6

- Độ sâu dòng chảy năm : Y0 = α.X 0(mm)

- Tổng lượng dòng chảy năm : W0 = 10 3 Y0.F (m 3 )

- Hệ số dòng chảy năm : α 0

Trong đó: F: là diện tích lưu vực tính bằng km 2

31,536 x 10 6 là số giây trong một năm

Lưu lượng trung bình hàng năm tại đập thủy điện Sông Bung 2 được xác định bằng phương pháp lưu vực tương tự, với lưu vực tương tự được chọn là Thành Mỹ.

Lưu lượng trung bình năm tại tuyến công trình Sông Bung 2 được tính theo công thức:

FSB2, XSB2: diện tích, lượng mưa của lưu vực dự án thủy điện S Bung 2;

FTM, XTM, QTM: diện tích, lượng mưa, lưu lượng của lưu vực Thành Mỹ;

QSB2: lưu lượng trung bình năm tại vị trí tuyến đập thủy điện Sông Bung 2.

Kết quả tính toán các đặc trưng dòng chảy năm tại vị trí tuyến đập được trình bày trong bảng :

Bảng 4-13 Các đặc trưng dòng chảy năm tại vị trí tuyến đập

Dựa vào nguồn tài liệu lũ thực đo tại các trạm thủy văn, trạm Thượng Nhật trên sông

Tả Trạch (27 năm), trạm Thành Mỹ trên sông Cái (31 năm) và trạm Nông Sơn trên sông Thu Bồn (31 năm) đã được phân tích tần suất bằng hàm phân bố tần suất Kriski Menken, với kết quả được trình bày trong bảng.

Bảng 4-14 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại tuyến đập

Tổng lượng lũ lớn nhất 1, 3, 5 ngày tại công trình Sông Bung 2 được xác định theo tài liệu thực đo chuỗi 31 năm từ 1977 ÷ 2007 tại trạm thủy văn Thành Mỹ.

Kết quả tính toán cụ thể được thống kê trong bảng :

Bảng 4-15 Tổng lượng lũ theo các tần suất tại tuyến đập

4.2.1 Đường quá trình lũ thiết kế

Xây dựng đường quá trình lũ thiết kế theo phương pháp thu phóng đường quá trình lũ điển hình.

Các quá trình thủy văn tại trạm Thành Mỹ trên lưu vực sông Cái được xem là có nguyên nhân tương tự như quá trình thủy văn diễn ra trên sông Bung.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 171 khác do vị trí và diện tích lưu vực dự án thủy điện Sông Bung 2 gần với lưu vực Thành

Mỹ đã chọn con lũ trên lưu vực Thành Mỹ làm ví dụ điển hình cho các tiêu chuẩn lũ lớn, dốc và bất lợi cho dự án Trong số các tiêu chuẩn đã nêu, con lũ ngày 20 tháng 11 năm 1998 với đỉnh lũ đạt 7000m³/s được lựa chọn làm mẫu điển hình cho các nghiên cứu tiếp theo.

Kết quả thu phóng con lũ điển hình thành lũ thiết kế tại tuyến đập xem trong phần phụ lục, Tập 2 - Quyển 1 - Đặc điểm Khí tượng Thủy văn

4.2.2 Lưu lượng lớn nhất thời kỳ lấp sông

Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt tại tuyến đập

Lưu lượng lớn nhất trong thời kỳ lấp sông với tần suất thiết kế 5% và 10% được xác định dựa trên dữ liệu thực đo trong 31 năm tại trạm thủy văn Thành Mỹ, với kết quả tính toán được trình bày trong bảng 4.11.

Bảng 4-16 Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt tại vị trí tuyến đập

Q kp (m 3 /s) Tháng I II III IV V VI VII VIII I -VIII

Bảng 4-17 Lưu lượng bình quân ngày lớn nhất từng thời kỳ 10 ngày ứng với p% p 10% I II III IV V

Q10 % (m 3 /s ) 10 ngày đầu tháng 69 36 27 20 40 Q10 % (m 3 /s ) 10 ngày giữa tháng 47 30 18 27 68

Phân tích chuỗi dòng chảy 31 năm (1977-2007) tại các trạm thủy văn Thành Mỹ, Nông Sơn thuộc hệ thống sông Vũ Gia – Thu Bồn và Thượng Nhật thuộc hệ thống sông Hương cho thấy hai thời kỳ kiệt nước nghiêm trọng nhất là vào tháng 4-5 và tháng 7-8.

SVTH:NGUYỄN XUÂN THÀNH Trang 172 nhiên thời kỳ kiệt nhất là tháng 4-5 Do đó, lưu lượng trung bình tháng kiệt nhất năm thường xuất hiện vào hai tháng này.

Lưu lượng trung bình ngày đêm nhỏ nhất tại đập Sông Bung 2 được xác định dựa trên phân tích tần suất 31 năm (1977 – 2007) từ số liệu tại trạm Thành Mỹ Thông tin về lưu lượng nhỏ nhất trong các tháng mùa kiệt tại đập Sông Bung 2 được tổng hợp trong bảng dưới đây.

Bảng 4-18 Lưu lượng dòng chảy kiệt thiết kế tại tuyến đập Q k (m 3 /s) p(%) I II III IV V VI VII VIII I-VIII

Bảng 4-19 Kết quả tính toán lượng bùn cát lắng đọng trong hồ chứa

Tổng lượng phù sa năm (10 6 m 3 )

Tổng lượng phù sa lắng đọng năm

Tổng lượng phù sa lắng đọng 75 năm

Tại trạm thủy văn Sông Bung 2, nhiệt độ nước đã được đo từ năm 2005, tuy nhiên chuỗi dữ liệu này còn ngắn, cần có tài liệu quan trắc dài hơn và chất lượng tốt để phục vụ cho thiết kế công trình Nhiệt độ nước tại trạm Sông Bung 2 có mối tương quan cao với trạm Thành Mỹ, với hệ số tương quan R=0,93 Đường tương quan giữa nhiệt độ nước sông tại hai trạm này từ năm 2005 đến nay được trình bày chi tiết trong phần phụ lục trang 31, 32 và 33.

Nhiệt độ nước sông trung bình, cao nhất, thấp nhất các tháng thời kì quan trắc 1979-

2007 tại trạm Thành Mỹ được trình bày trong bảng 4.35 sau đây:

Bảng 4-17 Nhiệt độ nước sông thời kì quan trắc 1979-2007 tại trạm Thành Mỹ

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

Bảng 4-18 Nhiệt độ nước sông thời kì quan trắc 2005-2007 tại trạm thuỷ văn Sông Bung 2

Bảng 4.19 - Kết quả nhiệt độ nước sông từ năm 1979 -2007 theo phương trình tương quan giữa nhiệt độ nước sông trạm Sông Bung 2 và trạm Thành Mỹ.

Sử dụng tài liệu về nhiệt độ nước sông theo phương trình tương quan được trình bày trong bảng 4.37 là một phương pháp tin cậy để thực hiện tính toán thiết kế cho công trình.

4.2.6 Các đường cong quan hệ lưu lượng - mực nước

Quan hệ mực nước lưu lượng tại các vị trí tính toán được tính toán bằng mô hình HEC – RAS.

Cơ sở chính cho tính toán là các tài liệu sau:

Tiêu đề	Thiết Kế Thủy Công Cụm Dầu Mối Thủy Diện Sông Bung 2
Tác giả	Nguyễn Xuân Thành
Người hướng dẫn	GVC. Th.s Lê Văn Hợi
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Chuyên ngành	Xây Dựng Công Trình Thủy
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	208
Dung lượng	8,32 MB