Đồ án Kỹ thuật: chuyên đề xây dựng hệ thống thuỷ lợi hồ chứa iamla huyện

Đồ án thiết kế hệ thống thủy lợi hồ chứa Iamla huyện Krông Pa tỉnh Gia Lai. Tài liệu chuyên ngành xây dựng công trình thủy lợi chuyên nghiệp.

• Đề tài: Chuyên đề xây dựng hệ thống thuỷ lợi hồ - Công trình đầu mối IaM'la
• Loại tài liệu: Đồ án
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thuỷ lợi
• Địa điểm: Gia Lai

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống thuỷ lợi hồ IaM la

Hệ thống thuỷ lợi hồ IaM'la là một công trình đầu mối quan trọng được xây dựng tại huyện Krông Pa, tỉnh Gia Lai, nhằm giải quyết vấn đề thiếu nước tưới cho nông nghiệp. Công trình này được thiết kế để cung cấp nước tưới cho 5.150 hectare đất nông nghiệp và cấp nước sinh hoạt cho khoảng 36.000 dân. Vị trí địa lý của công trình nằm trong vùng lưu vực sông M'la, từ xã M'la đến xã Phú Cần, cách thành phố Plâyku 120 km về phía Đông - Nam. Việc xây dựng hệ thống thuỷ lợi này là cần thiết để thực hiện mục tiêu hiện đại hóa, công nghiệp hóa và phát triển nông thôn, góp phần xoá đói giảm nghèo cho địa phương.

1.1. Vị trí và địa lý công trình

Công trình hồ chứa nước IaM'la nằm ở toạ độ từ 13°08' đến 13°18' vĩ độ Bắc, 108°35' đến 108°52' kinh độ Đông. Khu vực dự án thuộc vùng lưu vực sông M'la với địa hình phức tạp, núi cao từ 800m đến 1.000m. Lòng hồ có dạng thung lũng hẹp, dài khoảng 2.800m, rộng trung bình 1.000m, nằm giữa các dãy núi cao. Tuyến đập được chọn tại vị trí sông M'la có chiều rộng khoảng 43m, với cao độ đáy sông là 183,5m.

1.2. Thành phần và nhiệm vụ công trình

Hệ thống công trình bao gồm ba hạng mục chính: đập đất ngăn sông tạo thành hồ chứa nước, công trình tràn xả lũ xuống hạ lưu, và cống ngầm lấy nước vào hệ thống tưới. Ngoài cung cấp nước tưới, công trình còn có nhiệm vụ cấp nước sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản, kết hợp giao thông thủy và cải tạo môi trường sinh thái trong vùng, tạo lợi ích tổng hợp cho phát triển kinh tế địa phương.

II. Điều kiện tự nhiên và địa chất

Điều kiện tự nhiên của khu vực công trình hệ thống thuỷ lợi hồ rất phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế và thi công. Khu vực lòng hồ được bao bọc bởi các dải núi cao trên 300m, dày 3-5 km. Về địa hình, vùng khu tưới có độ dốc từ 3-15 độ, cao độ dao động từ 183m đến 118m, có nhiều suối nhỏ chảy vào sông M'la theo hướng vuông góc. Địa chất công trình chủ yếu là đá Granit ít nứt nẻ, phía trên bao phủ bởi trầm tích hiện đại với chiều dày trung bình 2-3m, cho phép hồ chứa nước giữ nước đến cao trình 206,9m.

2.1. Đặc trưng địa hình

Địa hình khu vực công trình đầu mối rất đa dạng, gồm dạng bào mòn và tích tụ. Tuyến đập nằm ở khu vực sông hẹp, được bao quanh bởi núi cao tương đối dốc. Vùng tuyến tràn xả lũ nằm ở bên bờ trái với cao độ từ 200-240m, cách tuyến đập khoảng 500m về phía hạ lưu là các khu đồi thấp và sườn đồi bằng phẳng, thuận lợi cho bố trí mặt bằng thi công hệ thống thuỷ lợi.

2.2. Địa chất và khả năng giữ nước

Địa tầng ở khu vực đầu mối gồm các lớp đất khác nhau: Lớp 1 là cát hạt thô chứa nhiều cuội sỏi, bão hoà nước, có hệ số thấm rất cao (K = 5,30x10⁻² - 7,90x10⁻² cm/s). Đá gốc là Granit ít nứt nẻ, đảm bảo hồ chứa nước có khả năng giữ nước tốt. Phần thượng lưu có tầng phủ mỏng ít xảy ra sạt lở, nhưng khu vực thung lũng hẹp có nguy cơ tái tạo bờ hồ khi mực nước dâng.

III. Ý nghĩa kinh tế xã hội của dự án

Dự án xây dựng hệ thống thuỷ lợi hồ IaM'la có ý nghĩa rất lớn đối với phát triển kinh tế - xã hội của huyện Krông Pa, tỉnh Gia Lai. Huyện này trước đây còn nghèo nàn, lạc hậu, sản xuất nông nghiệp không ổn định với năng suất thấp do thiếu nước tưới. Việc hoàn thành hệ thống thuỷ lợi sẽ tạo điều kiện ổn định cho 5.150 hectare đất canh tác, giúp nông dân có thể trồng trọt theo quy hoạch quanh năm. Công trình cũng cung cấp nước sinh hoạt cho 36.000 dân, cải thiện đáng kể chất lượng cuộc sống. Hơn nữa, hệ thống thuỷ lợi tạo cơ hội phát triển đa ngành: nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, du lịch và cải tạo môi trường sinh thái.

3.1. Tác động đến phát triển nông nghiệp

Hệ thống thuỷ lợi cung cấp nước tưới ổn định cho 5.150 hectare, cho phép nông dân thực hiện các vụ mùa liên tục thay vì mùa một lần. Điều này nâng cao năng suất cây trồng, tăng thu nhập nông dân, giảm rủi ro từ hạn hán. Huyện Krông Pa từ đó trở thành vùng sản xuất nông nghiệp ổn định, góp phần vào kinh tế nông thôn toàn tỉnh.

3.2. Lợi ích xã hội và môi trường

Ngoài nước tưới, công trình cung cấp nước sinh hoạt cho 36.000 dân, cải thiện điều kiện sống. Hệ thống thuỷ lợi tạo cơ hội phát triển nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, và cải tạo môi trường sinh thái. Công trình giúp huyện thực hiện mục tiêu xoá đói giảm nghèo, hiện đại hóa nông thôn, tạo việc làm thêm cho người dân địa phương.

IV. Các công trình thành phần của hệ thống

Hệ thống thuỷ lợi hồ IaM'la được thiết kế gồm ba công trình thành phần chính, mỗi công trình có vai trò riêng trong hoạt động của toàn bộ hệ thống. Đập đất ngăn sông là công trình chính, tạo thành hồ chứa nước với dung tích chứa để cung cấp nước tưới cho mùa khô. Công trình tràn xả lũ được bố trí để xả nước khi mực nước tăng cao vào mùa mưa, bảo vệ độ an toàn của đập đất. Cống ngầm lấy nước lấy nước từ hồ chứa và điều tiết vào hệ thống tưới, với các công trình phụ trợ như trạm bơm, kênh chính, kênh cấp để phân phối nước đến từng khu vực canh tác theo nhu cầu.

4.1. Đập đất và hồ chứa nước

Đập đất tạo thành hồ chứa nước có dung tích thiết kế để lưu trữ nước mưa mùa tây bắc phục vụ tưới nước mùa khô. Tuyến đập được xây dựng tại vị trí sông M'la hẹp, giữa hai bờ núi cao. Hồ chứa có khả năng giữ nước đến cao trình 206,9m nhờ nền đá Granit ít nứt nẻ, tầng phủ dày. Công trình được thiết kế chống chịu lũ lụt, bảo vệ hạ lưu khỏi lũ lụt đột ngột.

4.2. Công trình tràn xả lũ và cống lấy nước

Công trình tràn xả lũ được đặt ở bên bờ trái, cao độ 202,9m, cách tuyến đập khoảng 500m, xả nước khi mực nước vượt mức thiết kế để bảo vệ hệ thống thuỷ lợi. Cống ngầm lấy nước bố trí ở bên bờ phải với địa hình phẳng thuận lợi, lấy nước từ hồ chứa vào hệ thống tưới qua các công trình điều tiết và phân phối nước đến từng vùng canh tác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I Tổng quan về công trình 1. Vị trí và nhiệm vụ công trình 1. Vị trí địa lý. Vùng dự án thuộc vùng lưu vực sông Mla, từ xã Mla đến xã Phú Cần (nơi sông Mla nhập vào sông Ba), cách thành phố Plâyku 120km về phía Đông - Nam, cách thị xã Tuy Hoà 65km về phía Tây - Nam.

Toạ độ địa lý của vùng dự án nằm trong khoảng: 1308’ đến 1318’ vĩ độ Bắc. 10835’ đến 10852’ kinh độ Đông. Thành phần công trình. Hệ thống công trình đầu mối bao gồm các hạng mục công trình sau:  Đập đất ngăn sông tạo thành hồ chứa.

 Công trình tràn xả lũ xuống hạ lưu.  Cống ngầm lấy nước vào hệ thống tưới. Nhiệm vụ công trình. Công trình đầu mối IaM 'la với nhiệm vụ chính là cung cấp nước tưới cho 5150 ha, cấp nước sinh hoạt cho khoảng 36000 dân, ngoài ra còn phục vụ việc lợi dụng tổng hợp công trình: nuôi trồng thuỷ sản, kết hợp giao thông thuỷ, cải tạo môi trường.

Các điều kiện tự nhiên 1. Đặc trưng địa hình của công trình đầu mối. Công trình đầu mối IaM 'la được xây dựng trên lưu vực sông IaM'la ở thượng nguồn núi cao từ 800m đến 1000m có độ dốc trung bình, với chiều dài suối từ 7  8 km. Vùng lòng hồ sông ở cao độ 210m  183m ở vùng tuyến đập, độ dốc trung bình.

Lòng hồ có dạng thung lũng hẹp bằng phẳng xen giữa các dãy núi cao. Tính từ đập đất theo sông M’la lòng hồ dài 2800m, rộng trung bình 1000m. Địa hình khu vực hồ chứa gồm 2 dạng : Dạng địa hình bào mòn và dạng địa hình tích tụ. Vùng tuyến công trình đầu mối nghiên cứu tại đoạn sông hẹp, về phía hạ lưu khoảng 400 m sông uốn cong và có ghềnh đá, hai bờ là núi cao, tương đối dốc, cây cối thưa thớt.

Do địa hình sườn núi tương đối dốc nên đập đất ngắn nhưng khối lượng đất đá đào của tràn lớn, việc bố trí đường quản lí khó khăn.  Tuyến đập: Từ điều kiện địa hình chọn vị trí xây dựng tuyến đập là chỗ có núi thu hẹp, lòng sông M’la tương đối thẳng và ít thay đổi, chiều rộng khoảng 43m, cao độ đáy sông khoảng 183,5m.  Tuyến cống: Bên bờ phải thềm sông có địa hình tương đối phẳng, đặt cống lấy nước và bố trí mặt bằng thi công cống.  Tuyến tràn xả lũ: Bên bờ trái sau phần thềm sông tương đối phẳng là sườn núi tương đối dốc, có cao độ từ 200m  240m, đặt tràn xả lũ tại cao độ 202,9m Cách tuyến đập khoảng 500m về phía hạ lưu là các khu đồi thấp và sườn đồi tương đối bằng phẳng, lại nằm bên đường thi công trục chính nên thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng thi công.

 Địa hình khu tưới: Khu tưới cách tuyến đập khoảng 2 km, dọc hai bên sông M’la, có rất nhiều suối chảy vào sông theo hướng vuông góc, phân cắt khu tưới thành nhiều khu nhỏ, cộng với những dãy đồi trọc bao bọc, nên địa hình khu tưới rất phức tạp. Mặt đất dốc về phía sông, thường 3  15, càng lên cao càng dốc, cao độ từ 183m  118m. Bảng 1-1:Quan hệ F ~ Z, W ~ Z tính đến tuyến công trình Z (m) 184.Đặc điểm địa chất: Hồ chứa nước IaM 'la được bao bọc xung quanh bởi các dải núi cao > 300m, dày 3  5 km. Khu vực lòng hồ phân bố chủ yếu là đá Granit, phần trên bao phủ bởi các trầm tích hiện đại và tầng phủ pha tàn tích với chiều dày trung bình từ 2  3m.

Đá gốc thuộc loại ít nứt nẻ. Do đó hồ có khả năng giữ nước đến cao trình 206,9m. Phần thượng lưu của lòng hồ có các sườn đồi với tầng phủ mỏng có chỗ lộ đá nên ít có khả năng xảy ra hiện tượng sạt lở và tái tạo bờ hồ. Riêng khu vực thung lũng hẹp trong lòng hồ, các sườn đồi có độ dốc vừa, phía bờ phải tầng phủ dày (5  8m) chủ yếu là á cát  á sét nhẹ chứa dăm sạn.

Vì vậy, khi dâng nước trong lòng hồ mái dốc bị bão hoà nước, cùng với các tác động của sóng và gió có thể xảy ra hiện tượng tái tạo lại bờ hồ.  Tại khu vực đầu mối vùng tuyến đập địa tầng và tính chất địa chất công trình các lớp đất từ trên xuống dưới như sau: - Lớp 1: Cát hạt thô chứa nhiều cuội sỏi đến hỗn hợp cát cuội sỏi màu xám, xám vàng, xám trắng, bão hoà nước, kết cấu chặt. Nguồn gốc bồi tích, phân bố chủ yếu ở lòng sông IaM 'la với chiều dày từ 3  4m. Đây là lớp thấm rất mạnh với hệ số thấm K = 5,30x10-2  7,90x10-2 cm/s.

- Lớp 4: Đất á cát chứa nhiều dăm sạn đến hỗn hợp dăm sạn á cát màu xám vàng, nâu đỏ. Dăm sạn thành phần chủ yếu là thạch anh, Granit phong hoá, kích thước từ 4  10mm; hàm lượng từ 30  40%. Đất ẩm, kết cấu chặt. Nguồn gốc pha tàn tích.

Trong tầng đôi chỗ chứa các tảng lăn Granit kích thước 0,5  1m, cứng chắc. Phân bố chủ yếu ở 2 vai đập với chiều dày thay đổi từ 0,5  3m. Đây là lớp thấm vừa đến mạnh, với hệ số thấm K = 1,00x10-2  4,00x10-2 cm/s.  Đá gốc: Gồm 2 loại chính: - Đá Granít màu xám trắng; phớt hồng; khi phong hoá mạnh đá có màu nâu đỏ; phong hoá vừa có màu xám vàng.

Đá có cấu tạo khối; kiến trúc nửa tự hình. Thành phần khoáng vật chủ yếu là Plagioclaz; thạch anh; felspat Kali; biotit; ngoài ra còn có một số thành phần khoáng vật phụ và quặng như Canxit, Apatit, Zircon. Đá có tuổi Trias giữa đến muộn thuộc hệ tầng Vân Canh, pha 2. - Đá mạch Lamprophyr màu xám sẫm, xám đen, khi phong hoá mạnh có màu xám nâu, phong hoá vừa có màu xám xanh.

Đá có cấu tạo khối, kiến trúc nổi ban. Thành phần khoáng vật chủ yếu là Plagiclaz; Clorit thứ sinh, Pyroxen, Sunphur, ngoài ra còn có một số khoáng chất phụ và quặng như khoáng vật màu, thuỷ tinh. Đá có tuổi Trias giữa đến muộn thuộc hệ tầng Vân Canh, pha 2.  Khi đá gốc bị phong hoá biến đổi mạnh mẽ, đá phong hoá không đều từ trên xuống dưới từ đá phong hoá hoàn toàn đến đá phong hoá nhẹ tươi: - Đá phong hoá hoàn toàn gồm đất á sét chứa dăm sạn màu xám vàng, xám xanh trong đất đôi chỗ lẫn các mảnh đá chưa phong hoá hết.

Hàm lượng đất chiếm 70  80%, các mảnh đá chiếm 30  20%; trạng thái thiên nhiên cứng, kết cấu chặt. Trong nõn khoan đôi chỗ còn giữ nguyên hình dạng của đá gốc chưa phong hoá hết. Chiều dày của đới phong hoá thay đổi từ 2  > 20 m. Đây là lớp thấm yếu đến vừa với hệ số thấm K = 4,66x10-4  1,4x10-5 cm/s.

- Đá phong hoá mạnh bị biến đổi màu sắc, nõn khoai bị vỡ thành các thỏi nhỏ và đất á sét chứa dăm sạn. Đá mềm bở búa đập nhẹ dễ vỡ, chiều dày của đới phong hoá này thay đổi từ 2  > 5m. Đây là lớp thấm yếu với hệ số thấm K = 3,3x10-5  4,4x10-5 cm/s. - Đá phong hoá vừa, nứt nẻ mạnh; đá bị biến đổi màu sắc; tương đối cứng; búa đập mạnh mới vỡ.

Chiều dày của đới phong hoá này thay đổi từ 2 đến >10m. Đây là lớp thấm yếu đến vừa với hệ số thấm K = 1,14x10 -3  6,8x10-4 cm/s và lượng mất nước đơn vị q = 0,06  0,227 (l/ph. - Đá phong hoá nhẹ đến tươi; ít nứt nẻ; khe nứt kín, nõn khoan nguyên thỏi; rất cứng; búa đập rất mạnh mới vỡ. Chiều dày của đới phong hoá này chưa xác định.

Đây là lớp thấm yếu, có chỗ thấm vừa với lượng mất nước đơn vị q = 0,09  0,125 (l/ph.  Địa chất tuyến đập: Vùng tuyến đập có phương vuông góc với sông M 'la, hai bên sườn dốc vừa ( = 10  15). Địa tầng gồm các lớp: lớp 1, lớp 4, đá gốc granít, lamprophyr với đầy đủ các đới đá phong hoá hoàn toàn đến nhẹ, tươi. - Lớp 1 phân bố ở lòng suối với chiều dày thay đổi từ 34m rộng 30m, đây là lớp có độ bền kháng cắt khá (1= 34, C = 0) nhưng thấm mạnh(K = 5x10 -2 cm/s).

- Lớp 4 phân bố ở hai bên thềm sông và vai đập chiều dày từ 0,5  3m, đây là lớp có độ bền kháng cắt khá (1 = 19, C = 0,12 KG/cm2) nhưng thấm khá mạnh (K = 5x10-3 cm/s). - Bên dưới lớp 1 và lớp 4 là lớp đá phong hoá hoàn toàn thành đất với chiều dày từ 2  > 20m, đây là các lớp có độ bền kháng cắt trung bình (1=14, C = 0,16KG/cm2), tính lún khá mạnh; tính thấm yếu đến vừa (K = 1x10-4 cm/s). Nền đập ở khối thượng lưu và đáy móng chân khay chống thấm đặt trên đới đá gốc phong hoá hoàn toàn. Khối hạ lưu đặt trực tiếp trên lớp 1 và lớp 4.

 Địa chất tuyến cống: Tuyến cống đặt ở bờ phải tuyến đập, móng cống đặt trên lớp đá phong hoá vừa, đây là các lớp đá có độ ổn định và độ bền cao, đảm bảo an toàn lâu dài. Tuy nhiên, trong giai đoạn BVTC cần khoan thăm dò thêm tại phần đầu và phần cuối cống để xác định chính xác bề mặt đá gốc.  Địa chất công trình tuyến tràn xả lũ: Tuyến tràn đặt ở bờ trái tuyến đập. Địa tầng của các lớp đất đá tại tuyến tràn là lớp 4 và đá gốc Granit với đầy đủ các đới đá phong hoá hoàn toàn đến nhẹ và tươi.

Móng đặt trên nền đá Granit phong hoá vừa và trong đá Granit phong hoá nhẹ đến tươi, đây là các lớp đá có độ ổn định và độ bền cao, đảm bảo an toàn và ổn định lâu dài.Đặc điểm địa chất thuỷ văn: Trong khu vực nghiên cứu có 2 loại nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm.  Nước mặt: Tồn tại ở sông M’la và các khe suối nhỏ. Về mùa mưa nước thường đục do có lượng phù sa lớn, về mùa khô nước vàng nhạt, đục, không mùi vị, ít cặn lắng. Nước mặt có quan hệ thuỷ lực với nước ngầm trong tầng phủ tàn tích ở khu vực nghiên cứu.Về mùa mưa , nước mặt là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nước ngầm; về mùa khô thì ngược lại, nước ngầm cung cấp cho nước mặt.

Mực nước và thành phần hoá học của nước mặt thay đổi theo mùa.