CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THỦY LỢI
3.2. Tính toán MNDBT và V MNDBT
3.2.1. Mục đích tính toán và các đại lượng cần tính toán 3.2.1.1. Mục đích tính toán.
Từ MNC ta tính toán điều tiết hồ để xác định được mực nước dâng bình thường (MNDBT).Khi có MNDBT ta sẽ xác định được mực nước dâng gia cường (MNDGC).Với những cao trình mực nước xác định được ta mới có thể tiến hành tính toán, thiết kế công trình đầu mối đƣợc.
3.2.1.2. Các đại lượng và tài liệu cần thiết khi tính toán:
Dung tích hiệu dụng ( Vh ): là phần dung tích nằm phía trên dung tích chết Vc, làm nhiệm vụ điều tiết cấp nước cho các đối tượng dùng nước. Còn gọi là dung tích hữu ích.
Mực nước dâng bình thường (Zbt) là giới hạn trên của dung tích hiệu dụng.
Mực nước dâng bình thường và dung tích bình thường bao gồm dung tích chết và dung tích hiệu dụng ( Vbt= Vc + Vh ) có quan hệ với nhau qua đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z~V.
Các tài liệu cần thiết: tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế, nhu cầu dùng nước trong năm, tài liệu về quan hệ địa hình lòng hồ Z~F~V, dung tích chết, mực nước chết.
3.2.2. Nguyên tắc xác định.
- Căn cứ vào đường quá trình nước đến thiết kế - Căn cứ vào đường quá trình nước dùng thiết kế
- Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất của vùng hồ chứa - Tính toán điều tiết cấp nước xác định các đặc trưng hồ chứa
- Lựa chọn các đặc trƣng thiết kế của hồ chứa theo các điều kiện kinh tế và kỹ thuật.
3.2.3. Xác định hình thức điều tiết hồ chứa.
Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùng nước trong năm ta có:
- Tổng lượng nước đến tính toán với P= 75%: Wđến = 13,056.106 m3 - Tổng lượng nước dùng: Wdùng =9,0033.106 m3
Ta thấy Wđến> Wdùng , do đó trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng đủ lượng nước dùng. Mặt khác trong một năm có những tháng thừa nước liên tiếp nhau và những tháng thiếu nước liên tiếp nhau.
Vậy đối với hồ chứa Suối Trọng ta tiến hành điều tiết năm.
3.2.4. Phương pháp tính toán.
- MNDBT của hồ chứa đƣợc xác định thông qua tính toán điều tiết hồ. Sử dụng phương pháp lập bảng để tính toán.
- Phương pháp lập bảng dựa theo sự kết hợp việc giải phương trình cân bằng nước cùng với các quan hệ phụ trợ của đặc trƣng địa hình hồ chứa Z~V và Z~F. Dung tích hiệu dụng của hồ chứa được xác định trên cơ sở so sánh lượng nước thừa liên tục V+ và lượng nước thiếu liên tục V- trong thời kì 1 năm.
3.2.5. Trình tự tính toán.
3.2.5.1. Tính Vh khi chưa kể đến tổn thất.
Bảng 3.2 : Tính dung tích hiệu dụng khi chƣa kể đến tổn thất theo phương pháp trữ sớm
Tháng ngày
WQ Wq ∆V+ ∆V- Vk Vx
(106m3) (106m3) (106m3) (106m3) (106m3) (106m3)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Trong đó :
+ Cột 1: Tháng thủy văn
+ Cột 2: Số ngày trong tháng (ngày)
+ Cột 3: Tổng lƣợng dòng chảy đến hang tháng WQ = Q x t (106m3) + Cột 4: Tổng lượng nước dùng Wq =q x t (106m3)
+ Cột 5 và 6: Chênh lệch lượng nước đến và nước dùng trong từng thời đoạn ΔV (106m3)
WQ- Wq > 0 thì ghi vào cột 5 WQ- Wq < 0 thì ghi vào cột 6
+ Cột 7: Luỹ tích lượng nước trong hồ Vk (106m3) + Cột 8: Lượng nước xả thừa VX (106m3)
Kết quả tính toán ghi trong phụ lục A – bảng 3.2
Từ bảng: 2.2 ta có dung tích hiệu dụng chƣa kể tổn thất là : Vh= ∑(V-)=4,432.106 (m3)
Vmax = Vc + Vh = (0,467 + 4,432).106 =4,899.106 m3.
3.2.5.2. Tính Vh khi có kể đến tổn thất.
Bảng 3.3. Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất.
Trong đó:
+ Cột1: Tháng
+Cột 2: Tổng lượng nước đến của hàng tháng + Cột3: Tổng lượng nước dùng của hàng tháng
+Cột 4: Là cột (7) của lần tính lặp đầu tiên chƣa kể đến tổn thất (bảng 3.2),cộng với dung tích chết Vc.Nhƣ vậy Vi là dung tích của hồ ở cuối mỗi thời đoạn tính toán.
Khi hồ chứa bắt đầu tích nước, trong tính toán thiết kế thường giả thiết trước đó hồ chứa đã tháo kiệt đến mực nước chết HC( trong bảng 3.3 là đầu tháng VII dung tích hồ chứa chính là VC)
+Cột 5: Vbq là dung tích bình quân trong hồ chứa, xác định theo công thức:
2
c d bq
V V V
Trong đó Vd và Vc tương ứng là dung tích đầu và cuối các tháng ghi ở cột (1) và chú ý rằng dung tích ở cuối thời đoạn trước là dung tích hồ ở đầu thời đoạn sau.
+Cột 6: F là diện tích mặt hồ tra từ quan hệ địa hình cho ở bảng (1.1) tương ứng với giá trị Vbq lấy từ cột (5).
+Cột 7: Z là lượng nước bốc hơi phụ thêm hàng tháng (mm).
+Cột 8: Tổng lƣợng tổn thất do bốc hơi Wbh=∆Zi x Fi. Trong đó: Z lấy từ bảng (1.2); Fi đã xác định ở cột (6).
+Cột 9: Wth là lƣợng tổn thất do thấm Wth=k x Vbq. Trong đó Vbq đã xác định ở cột
WQ Wq Vi Vbq F ∆Z Wbh Wth Wtt ∆V + ∆V - Vk Wx
106m3 106m3 106m3 106m3 Km2 mm 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14
Tháng
(5). K là hệ số tính đến tổn thất trong trường hợp lòng hồ có điều kiện địa chất bình thường. Có thể chọn k=1% lượng nước bình quân trong hồ.
+Cột 10: Wtt là tổng tổn thất Wtt=Wbh + Wth
+Cột 11: Lượng nước thừa hàng tháng ( khi Wđ > Wq): cột (11) = cột (2) – cột (3) – cột (10)
+Cột 12: lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước ( khi Wđ < Wq): cột (12) = cột (3) + cột (10) – cột (2)
+Cột 13: Dung tích của hồ khi kể đến tổn thất.
+Cột 14: Lượng nước xả khi kể đến tổn thất.
Kết quả tính toán ghi trong phụ lục A – bảng 2.3
Từ bảng: 2.3 ta có dung tích hiệu dụng chƣa kể tổn thất là : Từ bảng: 2.3 ta có dung tích hiệu dụng chƣa kể tổn thất là : Vh = 4,574 m3, Vbt = Vc + Vh = 0,467 + 4,574= 5,04 m3. Áp dụng công thức :
1 4,574 4, 432
.100%
4,574
i i
h h
i h
V V
I V
=3,12% < 5%
Đạt giá trị yêu cầu của tính toán.
Vậy với dung tích hiệu dụng Vhd=4,574.106 (m3) Với Vc= 0,467.106 (m3)
Vbt=Vhd+Vc=4,574.106 +0,467.106 =5,04.106 (m3) Tra biểu đồ quan hệ V-F=> Fbt=0,675. (Km2)
Tra biểu đồ F-Z=> Zbt=206,48 m
Vậy cao trình mực nước dâng bình thường trong hồ là: Zbt= 206,48 (m).
Tổng hợp các thông số của hồ chứa
Bảng 3.4: Bảng tóm tắt kết quả điều tiết xác định thông số hồ Suối Trọng
TT Thông số hồ Suối Trọng
1 Mực nước bình thường ZBT: 206,48m
2 Dung tích hồ ứng với mực nước dâng bình thường:
VMNDBT = 5,04 triệu m3
3 Mực nước chết : ZC = 193,6m
4 Dung tích hồ ứng với mực nước chết:
VC = 0,467 triệu m3
5 Dung tích hữu ích: 4,574 triệu m3