1.3 NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG VÀ KHAI THÁC TÀI NGUYÊN
1.3.3 Các phương pháp khai thác tài nguyên nước
1.3.3.10 Bố trí công trình thủy lợi thủy điện
Các phương pháp tập trung và khai thác năng lượng của dòng chảy nói chung đều dẫn tới việc ngăn dòng, lấp sông để xây dựng đập dâng nước tạo hồ chứa hoặc bể chứa và nhà máy thủy điện. Tuân thủ nguyên tắc sử dụng tổng hợp nguồn nước, tại tuyến đập dâng và dọc theo bờ hồ thượng lưu hoặc dòng sông hạ lưu người ta sẽ xây dựng thêm các cống lấy nước (phục vụ tưới, cấp nước thượng và hạ lưu, xây dựng công trình nâng tầu qua đập (đảm bảo giao thông thủy thông suốt như trước khi xây dựng đập), xây dựng đường cá đi qua đập nhằm đảm bảo sinh tồn cho các loài cá và thủy sản có nhu cầu ngược dòng nước trong mùa sinh sản hay di trú. Ngoài các hạng mục công trình vừa nêu, để đảm bảo an toàn cho bản thân công trình cần phải xây dựng công trình tháo lũ (đập tràn trên mặt hay dưới sâu hoặc kết hợp tràn mặt và xả sâu), công trình xả cát,... Tập hợp các công trình nằm xung quanh tuyến đập ngăn sông như đập dâng, tràn xả lũ, nhà máy thủy điện, âu tầu, đường cá đi, cống lấy nước...được gọi là các công trình đầu mối thủy lợi-thủy điện.
Do tuyến ngăn sông thường hẹp, nhiệm vụ của công trình lợi dụng tổng hợp lại muôn hình muôn vẻ, cho nên cần phải nghiên cứu giải pháp bố trí các công trình một cách hợp lý nhất và hiệu quả nhất, khi bố trí các hạng mục công trình cần đặc biệt chú ý đến các giải pháp thi công xây lắp công trình trong đó vấn đề ngăn dòng lấp sông và dẫn dòng thi công là hết sức quan trọng. Trên quan điểm khai thác năng lượng của công trình lợi dụng tổng hợp nguồn nước, phụ thuộc vào cột nước của TTĐ người ta sẽ có những phương án bố trí công trình đầu mối tương ứng trên mặt bằng như trong Hình 1.13.
Hình 1.13: Các sơ đồ bố trí công trình đầu mối và TTĐ kiểu đập và đường dẫn 1- âu tầu, 2-Đập tràn, 3-NMTĐ, 4-Cống lấy nước, 5-Đập bê tông, 6-Đường ống vào tuốc bin,
7- Công trình ngăn rác, 8-Đập đất hay đập đá đổ, 9-Giếng điều áp, 10-Tháp lấy nước, 11-Đường hầm xả nước, 12-Đường dẫn không áp, 13-Bể áp lực, 14-Kênh xả sau NMTĐ
15-Đường dẫn có áp, 16-Đường hầm xả có áp sau NMTĐ
Với Trạm thủy điện kiểu lòng sông (Hình 1.13a), NMTĐ là một phần của đập dâng nước, tường thượng lưu của NMTĐ trực tiếp tham gia ngăn giữ nước cùng với đập do đó phải đảm bảo điều kiện bền và ổn định như đập vậy. TTĐ kiểu lòng sông sử dụng trong trường hợp cột nước tương đối nhỏ. Phạm vi cột nước thích hợp cho kiểu này còn phụ thuộc vào công suất tổ máy nhưng thường không vượt quá 30m đến 40m. Hình 1.14 minh hoạ thành phần của một TTĐ kiểu lòng sông.
Hình 1.14: Thành phần công trình của trạm thủy điện lòng sông công suất trung bình 1-Tuốc bin, 2-Máy phát điện, 3-Cần trục cầu, 4-Cửa van trên mặt tràn, 5- Cầu công tác
6-Đập đât, 7-Đập tràn bê tông, 8-Trụ pin và tường phân dòng,9-NMTĐ, 10-ống hút
Khi cột nước phát điện lớn hơn, người ta chuyển sang sơ đồ bố trí TTĐ kiểu sau đập như trong Hình 1.13b,c,d,đ,e. Trong các sơ đồ này, NMTĐ đặt sau đập, đập có thể là đập đất, đá đổ, bê tông trọng lực hay đập vòm,... Công trình lấy nước cho TTĐ có thể đặt ở mặt trước của đập dâng hay bên bờ của đập. Đường hầm dẫn nước vào NMTĐ có thể đặt nằm trong thân đập bê tông, dưới đập đất, đập đá đổ hay vòng qua vai đập. Phạm vi cột nước phát điện của loại này thường nằm trong khoảng 30m đến vài trăm mét. Hình 1.15 là phối cảnh một kiểu TTĐ sau đập, NMTĐ nằm ngay sau đập thuộc phần lòng sông.
Hình 1.15: Phối cảnh một TTĐ lớn kiểu sau đập, cột nước trung bình 1-Đập tràn bê tông, 2-NMTĐ, 3-Các âu tầu, 4-Cửa âu tầu
Khi cột nước lớn và rất lớn, người ta sử dụng TTĐ kiểu đường dẫn như trong Hình 1.13g,h,i. Với kiểu TTĐ đường dẫn, đường dẫn nước có thể là không áp (Hình 1.13g,i), đường hầm có áp (Hình 2.12h). Cột nước của trạm thủy điện đường dẫn thay đổi trong phạm vi lớn từ vài trăm đến hàng nghìn mét. Dạng chung của một TTĐ kiểu đường dẫn có áp được minh hoạ trong Hình 1.16.
Hình 1.16: Phối cảnh chung của TTĐ đường dẫn có áp
1-Hồ chứa, 2-Nhà đặt thiết bị của hầm điều khiển, 3-Công trình lấy nước, 4-Đập dâng, 5-Công trình xả lũ, 6-Giếng điều áp, 7-Đường hầm dẫn nước có áp, 8-Đường ống áp lực dẫn nước vào tuốc bin, 9-NMTĐ