Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Huyện Krông Pa, tỉnh Gia Lai là một địa bàn thuần nông với điều kiện kinh tế - xã hội còn nhiều khó khăn, tỷ lệ đói nghèo chiếm 25%, trong đó đồng bào dân tộc Gia Rai chiếm 67,5% dân số. Mặc dù đất đai màu mỡ thích hợp cho các loại cây trồng có giá trị kinh tế như bông, thuốc lá, điều, vừng, nhưng nền sản xuất nông nghiệp tại đây hoàn toàn phụ thuộc vào nước trời. Vào vụ Đông Xuân, hoạt động canh tác chỉ diễn ra nhỏ lẻ ven sông Mla và sông Ba bằng hình thức gánh nước hoặc bơm xách tay, phần lớn diện tích còn lại bị bỏ hoang; nguồn nước sinh hoạt mùa khô cạn kiệt buộc người dân phải đi xa hàng cây số để lấy nước. Để thực hiện phương hướng phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2000–2010 của huyện Krông Pa, việc đầu tư xây dựng công trình thủy lợi Hồ chứa nước IaM’la là yêu cầu cấp thiết.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:
- Xác định quy mô và nhiệm vụ của hệ thống công trình đầu mối: cấp nước tưới cho 5.150 ha đất canh tác, cung cấp nước sinh hoạt cho khoảng 36.000 dân thuộc 5 xã và thị trấn Phú Túc, kết hợp nuôi trồng thủy sản, cải tạo môi trường sinh thái và giao thông thủy.
- Khảo sát, phân tích các điều kiện tự nhiên về địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn, vật liệu xây dựng và khí tượng thủy văn khu vực tuyến công trình.
- Thực hiện tính toán thủy lợi: xác định mực nước chết ($MNC$), mực nước dâng bình thường ($MNDBT$), dung tích chết ($V_c$), dung tích hữu ích ($V_h$) và dung tích toàn bộ hồ chứa.
- Lựa chọn tuyến công trình và so sánh các phương án kết cấu cho các hạng mục đầu mối (đập dâng, tràn xả lũ, cống lấy nước).
- Tính toán điều tiết lũ, xác định mực nước dâng gia cường ($MNDGC$), dung tích siêu cao ($V_{sc}$), lưu lượng xả lũ lớn nhất ($q_{xả}^{max}$) và tính toán sơ bộ kích thước hình học thân đập.
Phạm vi nghiên cứu:
- Không gian: Vùng lưu vực sông IaM’la từ xã Mla đến xã Phú Cần (nơi sông Mla nhập vào sông Ba), huyện Krông Pa, tỉnh Gia Lai; tọa độ địa lý từ $13^\circ 08'$ đến $13^\circ 18'$ vĩ độ Bắc và $108^\circ 35'$ đến $108^\circ 52'$ kinh độ Đông; cách thành phố Pleiku 120 km về phía Đông - Nam và cách thị xã Tuy Hòa 65 km về phía Tây - Nam. Khu tưới nằm dọc hai bên sông Mla, cách tuyến đập khoảng 2 km về phía hạ lưu.
- Thời gian và niên hạn: Tính toán theo chuỗi tài liệu khí tượng thủy văn nhiều năm; niên hạn sử dụng (tuổi thọ) công trình thiết kế là $T = 75$ năm; chỉ tiêu phát triển kinh tế địa phương bám sát các mốc giai đoạn 2000–2005 và 2006–2010.
Cơ sở lý thuyết, tiêu chuẩn và phương pháp tính toán
Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống quy chuẩn kỹ thuật xây dựng và thủy lợi của Việt Nam cùng các phương pháp tính toán chuyên ngành:
- Tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng: Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXDVN 285-2002 (phân cấp công trình thủy lợi và các chỉ tiêu thiết kế); Quy phạm tính toán thủy văn QPTL C1-78; Quy phạm thiết kế đập đất đầm nén QPVN 11-77; Giáo trình Thủy văn công trình (GTTV) và Đồ án mẫu Thủy công (ĐAMHTC).
- Phương pháp cân bằng nước: Áp dụng phương trình cân bằng nước để xác định lượng tổn thất bốc hơi hồ chứa $Z = Z_{MN} - (X_0 - Y_0)$, trong đó $X_0 = 1230\text{ mm}$ là lượng mưa bình quân lưu vực và $Y_0 = 568\text{ mm}$ là lớp dòng chảy bình quân lưu vực. Tính toán điều tiết nước hồ theo phương pháp lập bảng trình tự thời gian cho năm kiệt đại biểu có tần suất thiết kế $P = 75%$, phân phối theo mô hình năm 1988 của trạm Krông Hnăng.
- Phương pháp tính bùn cát lắng đọng: Xác định tổng thể tích bùn cát lắng đọng trong hồ sau $T = 75$ năm theo công thức $V_{bc} = V_{ll} + V_{dđ} + V_{sl}$ (bao gồm bùn cát lơ lửng, bùn cát di đẩy chiếm 20% lượng lơ lửng, và bùn cát do sạt lở bờ chiếm 30% tổng lượng lơ lửng và di đẩy).
- Phương pháp điều tiết lũ: Sử dụng phương pháp Potapov để giải hệ phương trình vi phân cân bằng nước dạng sai phân $0{,}5(Q_1 + Q_2)\Delta t - 0{,}5(q_1 + q_2)\Delta t = V_2 - V_1$ kết hợp với phương trình thủy lực tháo qua công trình xả lũ $q = f(Z_t, Z_h, C)$. Thiết lập các hàm phụ trợ $f_1(q)$ và $f_2(q)$ với bước thời gian tính toán $\Delta t = 1\text{ giờ}$ và hệ số lưu lượng tràn $m = 0{,}4$.
- Phương pháp tính toán sóng và dềnh gió: Sử dụng công thức trong QPTL C1-78 để xác định độ dềnh do gió $\Delta h$ và chiều cao sóng leo $h_{sl}$ ứng với mức bảo đảm $1%$ trên mái dốc thượng lưu, dựa trên các tham số không thứ nguyên của sóng nước sâu và đà gió.
- Nguồn dữ liệu thực đo: Tài liệu đo mưa từ trạm Cheo Reo và trạm Krông Pa; số liệu thủy văn dòng chảy và lũ từ trạm Krông Hnăng; số liệu độ đục phù sa lơ lửng từ trạm Củng Sơn ($\rho_0 = 248\text{ g/m}^3$).
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Tổng quan về công trình
Chương I tổng hợp toàn bộ các điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế và xác định cấp công trình phục vụ công tác thiết kế.
| Hạng mục đặc trưng |
Giá trị / Mô tả kỹ thuật |
| Vị trí tuyến đầu mối |
Lòng sông Mla thu hẹp, lòng sông thẳng rộng 43 m, cao độ đáy sông 183,5 m |
| Diện tích lưu vực ($F_{lv}$) |
$110\text{ km}^2$ |
| Lưu lượng bình quân nhiều năm ($Q_0$) |
$1{,}98\text{ m}^3\text{/s}$ (Mô đun dòng chảy chuẩn $M_0 = 18\text{ l/s.km}^2$) |
| Hệ số dòng chảy |
Hệ số thiên lệch $C_s = 1{,}02$; Hệ số phân tán $C_v = 0{,}51$ |
| Khí hậu |
Nhiệt độ TB: $25{,}6^\circ\text{C}$ (Max $40{,}7^\circ\text{C}$ vào tháng IV; Min $8{,}5^\circ\text{C}$ vào tháng I); Độ ẩm TB: 77%; Số giờ nắng: 2.484 h/năm |
| Tổn thất bốc hơi lòng hồ ($Z$) |
$299\text{ mm/năm}$ |
| Địa chất nền công trình |
- Lớp 1 (lòng sông): Cát cuội sỏi, dày 3–4 m, $K = 5{,}30 \times 10^{-2} \div 7{,}90 \times 10^{-2}\text{ cm/s}$, $\varphi = 34^\circ$, $C = 0$.
- Lớp 4 (hai vai đập): Á cát chứa dăm sạn, dày 0,5–3 m, $K = 1{,}00 \times 10^{-2} \div 4{,}00 \times 10^{-2}\text{ cm/s}$, $\varphi = 19^\circ$, $C = 0{,}12\text{ kG/cm}^2$.
- Lớp phong hóa hoàn toàn: Dày 2 đến >20 m, $K = 4{,}66 \times 10^{-4} \div 1{,}40 \times 10^{-5}\text{ cm/s}$, $\varphi = 14^\circ$, $C = 0{,}16\text{ kG/cm}^2$.
- Đá gốc: Granit và đá mạch Lamprophyr hệ tầng Vân Canh pha 2 (Trias giữa - muộn). |
| Mỏ vật liệu đắp đất |
3 mỏ (VL4, VL5, VL6). Đất có tính trương nở, co ngót và tan rã. Lớp 5 mỏ VL4 có tính trương nở rất mạnh (41,2%), áp lực trương nở $0{,}86\text{ kG/cm}^2$ nên bị loại bỏ. |
| Mỏ cát sỏi |
Mỏ VLC1 và VLC2 trên sông Mla (cách 2–4,5 km); trữ lượng sỏi thiếu hụt, phải thay thế bằng đá dăm. |
| Cấp công trình |
Cấp III theo TCXDVN 285-2002 (chiều cao đập $\approx 30\text{ m}$ trên nền nhóm B, diện tích tưới $5.150\text{ ha}$). |
| Chỉ tiêu thiết kế |
Tần suất lũ thiết kế $P_{TK} = 1%$; Tần suất lũ kiểm tra $P_{KT} = 0{,}2%$; Đảm bảo cấp nước $P = 75%$; Tần suất dẫn dòng $P = 10%$; Tần suất gió $P = 4%$; Hệ số tin cậy $k_n = 1{,}15$; Hệ số điều kiện làm việc $m = 1{,}0$. |
Chương II: Tính toán thuỷ lợi
Chương II tập trung giải quyết bài toán cân bằng nước và xác định các thông số dung tích, cao trình mực nước làm việc của hồ chứa.
- So sánh tuyến công trình: Đề xuất Tuyến 1 (ở đầu thác nước) và Tuyến 2 (lùi về phía thượng lưu). Tuyến 1 có chiều dài đập ngắn, gần khu tưới hơn nhưng lớp đất phủ về phía hạ lưu dày; Tuyến 2 có nền đá nông hơn nhưng đập dài và kênh dốc nước sau tràn dài hơn. Tác giả lựa chọn Tuyến 1 để thiết kế theo nhiệm vụ được giao.
- Tính toán mực nước chết ($MNC$):
- Bùn cát lơ lửng, di đẩy và sạt lở bồi lắng sau 75 năm đạt thể tích bồi lắng $V_{bc}$, tương ứng cao trình bùn cát $Z_{bc} = 193{,}1\text{ m}$.
- Điều kiện đón dòng và chống xoáy khí vào cống ngầm: $MNC \ge Z_{bc} + a + H + 0{,}5H + \Delta Z$ (với khoảng cách an toàn $a = 0{,}2\text{ m}$, chiều cao cống $H = 2\text{ m}$, tổn thất cột nước $\Delta Z = 1\text{ m}$).
- Kết quả xác định $MNC = 196{,}8\text{ m}$; dung tích chết tương ứng $V_c = 5{,}514 \times 10^6\text{ m}^3$.
- Tính toán mực nước dâng bình thường ($MNDBT$):
- Thực hiện điều tiết dòng chảy năm theo chuỗi thời gian tháng ứng với năm kiệt $P = 75%$.
- Dung tích hữu ích chưa tính tổn thất: $V_h = 19{,}1843 \times 10^6\text{ m}^3$.
- Dung tích hữu ích khi tính đến tổn thất thấm ($k = 1%$) và tổn thất bốc hơi mặt nước ($Z = 299\text{ mm}$): $V_h = 20{,}629 \times 10^6\text{ m}^3$.
- Tổng dung tích hồ tại $MNDBT$: $V_{hồ} = V_h + V_c = 26{,}143 \times 10^6\text{ m}^3$, tương ứng $MNDBT = 206{,}9\text{ m}$.
Chương III: Tính toán chọn phương án
Chương III giải quyết việc so sánh phương án bố trí các hạng mục đầu mối, tính toán điều tiết lũ và xác lập kích thước mặt cắt cơ bản của đập dâng.
1. Tính toán điều tiết lũ
Quá trình lũ thiết kế với lưu lượng đỉnh lũ $Q_p = 924{,}0\text{ m}^3\text{/s}$ ($P = 1%$). Cao trình ngưỡng tràn bố trí tại $201{,}9\text{ m}$ ($MNDBT - 5\text{ m}$). Tính toán theo phương pháp Potapov cho 3 phương án bề rộng tràn $B_{tr}$:
| Phương án bề rộng tràn ($B_{tr}$) |
Lưu lượng xả lớn nhất ($q_{xả}^{max}$) |
Cột nước siêu cao ($H_{sc}$) |
Mực nước dâng gia cường ($MNDGC$) |
Dung tích siêu cao ($V_{sc}$) |
| Phương án 1: $B_{tr} = 15\text{ m}$ ($3 \times 5\text{ m}$) |
$640{,}728\text{ m}^3\text{/s}$ |
$3{,}29\text{ m}$ |
$210{,}19\text{ m}$ |
$10{,}4581 \times 10^6\text{ m}^3$ |
| Phương án 2: $B_{tr} = 18\text{ m}$ ($3 \times 6\text{ m}$) |
$681{,}550\text{ m}^3\text{/s}$ |
$2{,}71\text{ m}$ |
$209{,}61\text{ m}$ |
— |
| Phương án 3: $B_{tr} = 21\text{ m}$ ($3 \times 7\text{ m}$) |
$715{,}760\text{ m}^3\text{/s}$ |
$2{,}19\text{ m}$ |
$209{,}09\text{ m}$ |
— |
Ghi chú: Tại phương án $B_{tr} = 15\text{ m}$, dung tích toàn bộ hồ khi xảy ra lũ thiết kế đạt $V_{max} = 36{,}6011 \times 10^6\text{ m}^3$.
2. Thiết kế sơ bộ đập dâng
- Xác định cao trình đỉnh đập: Tính toán theo hai trường hợp:
- Trường hợp làm việc bình thường: $Z_1 = MNDBT + \Delta h + h_{sl} + a$ (với vận tốc gió thiết kế $P = 4%$ là $V = 21{,}3\text{ m/s}$, đà sóng $D = 2{,}8\text{ km}$, độ vượt cao an toàn $a = 0{,}5\text{ m}$).
- Trường hợp lũ gia cường: $Z_2 = MNDGC + \Delta h' + h_{sl}' + a'$ (với vận tốc gió bình quân $P = 50%$ là $V' = 15{,}4\text{ m/s}$, đà sóng $D' = 2{,}9\text{ km}$, độ vượt cao an toàn $a' = 0{,}4\text{ m}$).
- Kết quả kiểm tra với tần suất lũ kiểm tra $P = 0{,}2%$ ($MNLTK + a' = 211{,}29\text{ m}$) bảo đảm an toàn chống sóng tràn đỉnh đập.
- Kích thước hình học đập:
- Bề rộng đỉnh đập: $B = 5\text{ m}$ (không kết hợp giao thông lớn).
- Chiều cao đập lớn nhất: $H = 28{,}66\text{ m}$ (chênh lệch từ đỉnh đập $212{,}66\text{ m}$ đến đáy sông $184{,}0\text{ m}$).
- Hệ số mái đập: Mái thượng lưu $m_1 = 0{,}05H + 2 = 3{,}433$; Mái hạ lưu $m_2 = 0{,}05H + 1{,}5 = 2{,}93$.
- Cơ đập: Bố trí cơ phía hạ lưu với chiều rộng cơ $\ge 2\text{ m}$, khoảng cách tầng cơ từ 10 đến 20 m.
Thiết kế kỹ thuật và giải pháp bố trí công trình đầu mối
Dựa trên điều kiện địa hình hẹp, địa chất phức tạp và đặc tính cơ lý bất lợi của đất địa phương, tác giả phân tích và lựa chọn cấu kết kỹ thuật cho các hạng mục đầu mối:
[Mái thượng lưu: Đắp đá xây lát + Lớp đệm bảo vệ]
|
[Khối đất đắp thượng lưu: Lớp 6 mỏ VL5 (gia tải chống trương nở)]
|
[Tường lõi đất sét chống thấm: Lớp 5 mỏ VL6 & Lớp 2 mỏ VL5] ---> Chân khay cắm vào đá phong hóa
|
[Ống khói tiêu nước thẳng đứng] ---> Nối tiếp [Đống đá tiêu nước hạ lưu]
|
[Khối đất đắp hạ lưu: Lớp 5 mỏ VL5]
1. Đập chính ngăn sông
- Lựa chọn phương án: So sánh giữa Phương án 1 (Đập đất 3 khối có ống khói thoát nước) và Phương án 2 (Đập đất 1 khối có tường lõi bê tông asphalt). Tác giả chọn Phương án 1.
- Giải pháp kỹ thuật xử lý vật liệu: Đất đắp tại Krông Pa có dung trọng lớn nhưng mang tính trương nở mạnh (lớp 5 mỏ VL4 trương nở 41,2%), co ngót và dễ tan rã khi bão hòa nước. Để khắc phục:
- Khối chống thấm (tường lõi giữa): Sử dụng đất á sét nặng lớp 5 mỏ VL6 và lớp 2 mỏ VL5, chân khay ăn sâu vào nền đá phong hóa hoàn toàn.
- Khối đắp thượng lưu: Sử dụng đất lớp 6 mỏ VL5, bố trí lớp đá xây gia tải và lớp đệm bảo vệ bên ngoài (lấy từ đá phong hóa đào móng tràn/cống) nhằm triệt tiêu áp lực trương nở khi ngập nước.
- Khối đắp hạ lưu: Sử dụng đất lớp 5 mỏ VL5.
- Hệ thống tiêu nước: Bố trí ống khói tiêu nước thẳng đứng bên trong thân đập nối liền với tầng lọc cát sỏi và đống đá tiêu nước ở chân hạ lưu, giữ cho khối đắp hạ lưu luôn khô ráo và hạ thấp đường bão hòa.
2. Tràn xả lũ
- Vị trí và hình thức: Đặt bên bờ vai trái đập trên nền đá Granit phong hóa vừa đến nhẹ/tươi (cao trình tự nhiên 200–240 m), dẫn dòng xả theo sườn đồi xuống đoạn sông uốn cong sau ghềnh đá.
- Hình thức kết cấu: So sánh giữa tràn tự do (không cửa van, ngưỡng tràn bằng $MNDBT$) và tràn có cửa van điều tiết (ngưỡng thấp hơn $MNDBT$). Tác giả chọn Tràn có cửa van, ngưỡng thực dụng đặt tại cao trình $201{,}9\text{ m}$ (thấp hơn $MNDBT$ 5 m). Kết cấu này làm tăng lưu lượng xả, thu hẹp bề rộng tràn xả ($B_{tr} = 15\text{ m}$), giảm mực nước dềnh trong hồ và hạ thấp chiều cao đập đất.
3. Cống lấy nước dưới sâu
- Vị trí và tuyến cống: Bố trí bên bờ vai phải đập trên thềm đá phong hóa vừa, cao trình đáy cống đặt tại $193{,}0\text{ m}$ để cấp nước cho hệ thống kênh chính bằng bê tông dẫn về khu tưới.
- Hình thức kết cấu: So sánh giữa Phương án 1 (Cống hộp bê tông cốt thép) và Phương án 2 (Cống bằng ống thép đặt trong hành lang kiểm tra). Tác giả chọn Phương án 2 (Ống thép đặt trong hành lang bê tông) nhằm tận dụng hành lang phục vụ dẫn dòng thi công, đồng thời triệt tiêu nguy cơ xâm thực khí thực (xâm thực bọt khí gây rỗ bề mặt bê tông) khi vận hành ở cột nước sâu.
Kết quả và đóng góp
1. Kết quả kỹ thuật định lượng
- Xác lập toàn bộ các thông số thủy lợi - thủy văn chuẩn xác của hồ IaM’la:
- Cao trình mực nước chết: $MNC = 196{,}8\text{ m}$; Dung tích chết: $V_c = 5{,}514 \times 10^6\text{ m}^3$.
- Cao trình mực nước dâng bình thường: $MNDBT = 206{,}9\text{ m}$; Dung tích hữu ích: $V_h = 20{,}629 \times 10^6\text{ m}^3$; Dung tích toàn bộ: $V_{hồ} = 26{,}143 \times 10^6\text{ m}^3$.
- Mực nước dâng gia cường ứng với lũ $P = 1%$: $MNDGC = 210{,}19\text{ m}$; Dung tích siêu cao: $V_{sc} = 10{,}4581 \times 10^6\text{ m}^3$; Lưu lượng xả tràn lớn nhất: $q_{xả}^{max} = 640{,}728\text{ m}^3\text{/s}$ (với tràn $B_{tr} = 3 \times 5\text{ m}$).
- Kích thước đập đất: Chiều cao đập $H = 28{,}66\text{ m}$; Cao trình đỉnh đập $212{,}66\text{ m}$; Bề rộng đỉnh $B = 5\text{ m}$; Mái thượng lưu $m_1 = 3{,}433$; Mái hạ lưu $m_2 = 2{,}93$.
- Đưa ra giải pháp phân vùng và điều phối khai thác hợp lý giữa 3 mỏ đất (VL4, VL5, VL6) và 2 mỏ cát sỏi (VLC1, VLC2), phân định rõ các tầng đất không được phép sử dụng đắp đập do áp lực trương nở cao ($0{,}86\text{ kG/cm}^2$).
2. Đóng góp thực tiễn
- Cung cấp phương án thiết kế cụ thể cho cụm công trình đầu mối thủy lợi quy mô cấp III tại huyện Krông Pa, trực tiếp phục vụ mục tiêu xóa đói giảm nghèo, bảo đảm an ninh lương thực và chuyển dịch cơ cấu cây trồng (bông, thuốc lá, vừng) cho $5.150\text{ ha}$ đất nông nghiệp.
- Giải quyết bài toán cấp nước sinh hoạt hợp vệ sinh cho $36.000$ người dân địa phương vốn chịu cảnh thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô.
- Làm rõ giải pháp kết cấu đập nhiều khối có ống khói tiêu nước kết hợp khối gia tải thượng lưu nhằm thích ứng với điều kiện địa chất đất phong hóa có tính trương nở, co ngót bất lợi tại khu vực Tây Nguyên.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế về tài liệu khảo sát:
- Lưu vực sông IaM’la chưa có trạm đo độ đục phù sa trực tiếp, đồ án phải sử dụng tài liệu ngoại suy từ trạm Củng Sơn ($\rho_0 = 248\text{ g/m}^3$).
- Trữ lượng sỏi tự nhiên tại mỏ VLC1 và VLC2 không đáp ứng đủ nhu cầu thiết kế cấp phối lọc và bê tông, buộc phải đề xuất phương án thay thế bằng đá dăm nghiền.
- Số liệu thời gian gió thổi liên tục chưa có tài liệu quan trắc chuyên biệt tại lòng hồ, phải giả định $t = 6\text{ giờ}$ theo quy phạm.
- Hướng triển khai tiếp theo:
- Trong giai đoạn Thiết kế bản vẽ thi công (BVTC), cần tiến hành khoan thăm dò bổ sung chi tiết tại vị trí đầu và cuối tuyến cống ngầm để xác định chính xác cao độ tiếp xúc bề mặt đá gốc.
- Cần lập phương án khoanh vùng cắm mốc khai thác cụ thể đối với mỏ vật liệu VL5 nhằm hạn chế tối đa khối lượng đền bù giải phóng mặt bằng do mỏ nằm trong khu dân cư tập trung của xã IaM’la.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên cao học và kỹ sư chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy (Kỹ thuật Thủy lợi, Thủy điện, Công trình Cảng - Đường thủy), Kỹ thuật Địa kỹ thuật và Quản lý Tài nguyên Nước.
- Nội dung có giá trị chuyên môn cao:
- Bảng tính chi tiết và quy trình ứng dụng phương pháp Potapov trong bài toán điều tiết lũ hồ chứa có tràn xả lũ điều tiết bằng cửa van.
- Quy trình phân tích lựa chọn vật liệu và giải pháp bố trí đập đất nhiều khối kết hợp ống khói tiêu nước để triệt tiêu ảnh hưởng tiêu cực của đất đắp có tính trương nở và tan rã mạnh.
- Các bước tính toán thủy lực cống ngầm lấy nước dưới sâu kết hợp hành lang dẫn dòng thi công.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án không sử dụng đất lớp 5 của mỏ VL4 để đắp thân đập?
Theo kết quả thí nghiệm cơ lý đất, lớp 5 của mỏ VL4 có tính co ngót mạnh và tính trương nở đặc biệt lớn với độ trương nở đạt $41{,}2%$, sinh ra áp lực trương nở lên tới $0{,}86\text{ kG/cm}^2$. Khi tiếp xúc với nước, đất sẽ trương nở phá vỡ kết cấu đầm nén và gây mất ổn định nghiêm trọng cho mái đập, do đó tác giả loại bỏ hoàn toàn tầng đất này.
2. Phương pháp nào được sử dụng để tính toán điều tiết lũ qua hồ chứa IaM’la?
Đồ án sử dụng phương pháp Potapov với bước thời gian tính toán $\Delta t = 1\text{ giờ}$. Phương pháp này dựa trên phương trình cân bằng nước dạng sai phân kết hợp xây dựng các đường cong quan hệ phụ trợ $f_1(q)$ và $f_2(q)$ để xác định chính xác lưu lượng xả lũ qua tràn theo từng thời đoạn và mực nước lớn nhất trong hồ.
3. Căn cứ nào để xác định công trình đầu mối hồ chứa IaM’la thuộc công trình Cấp III?
Theo Tiêu chuẩn Xây dựng TCXDVN 285-2002, cấp công trình được xác định dựa trên hai tiêu chí: chiều cao đập dự kiến $H \approx 30\text{ m}$ trên nền đất đá nhóm B (tương ứng Cấp III) và quy mô diện tích tưới $5.150\text{ ha}$ (tương ứng Cấp III). Tổng hợp hai điều kiện, công trình được xác định chính thức là Cấp III.
4. Tại sao cống lấy nước được thiết kế dưới dạng ống thép đặt trong hành lang bê tông thay vì cống hộp bê tông cốt thép?
Phương án ống thép đặt trong hành lang cho phép tận dụng không gian hành lang để dẫn dòng thi công trong giai đoạn xây dựng. Đồng thời, kết cấu ống thép chịu áp lực cao giúp ngăn ngừa triệt để hiện tượng xâm thực khí thực gây rỗ và bào mòn bê tông khi vận hành lấy nước dưới cột nước sâu.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành việc tính toán thủy lợi và thiết kế kỹ thuật cho cụm công trình đầu mối Hồ chứa nước IaM’la, huyện Krông Pa, tỉnh Gia Lai đạt cấp công trình Cấp III theo đúng các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành. Bằng việc áp dụng phương pháp cân bằng nước và phương pháp điều tiết lũ Potapov, đồ án đã xác định chính xác các chỉ tiêu dung tích ($V_c = 5{,}514 \times 10^6\text{ m}^3$, $V_h = 20{,}629 \times 10^6\text{ m}^3$, $V_{hồ} = 26{,}143 \times 10^6\text{ m}^3$) cùng hệ thống thông số kỹ thuật đập đất đắp 3 khối cao $28{,}66\text{ m}$, tràn xả lũ 3 khoang rộng $15\text{ m}$ có cửa van và cống ngầm ống thép. Các giải pháp thiết kế được lựa chọn không chỉ tối ưu hóa khả năng cấp nước tưới cho $5.150\text{ ha}$ và sinh hoạt cho $36.000$ dân mà còn xử lý hiệu quả các thách thức địa chất về đất trương nở tại địa phương, đóng góp cơ sở kỹ thuật giá trị cho việc triển khai dự án trong thực tế.
