Giới thiệu dự án

Bối cảnh và thực trạng thủy văn khu vực

Huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng là khu vực miền núi cao có địa hình chia cắt phức tạp, khí hậu phân hóa hai mùa sâu sắc. Mùa khô kéo dài 8 tháng (từ tháng 1 đến tháng 8) với lượng mưa chỉ chiếm khoảng 20% tổng lượng mưa năm, gây ra hạn hán khốc liệt và thiếu hụt nguồn nước sinh hoạt, tưới tiêu nghiêm trọng. Ngược lại, mùa mưa ngắn tập trung vào tháng 10 và 11 với lượng mưa cực đại có thể đạt 3.496 mm/năm (trạm Vân Canh), tiềm ẩn nguy cơ lũ quét và xói mòn sườn dốc đe dọa trực tiếp vùng hạ du.

       Địa hình thung lũng suối Đăk Mi (Lòng chảo dốc, F = 4.20 km2)

Vấn đề kỹ thuật (Problem Statement)

Khu tưới suối Đăk Mi có 356,62 ha đất sản xuất nông nghiệp thuộc hai xã Quý Quân và Sóc Hà, nhưng hiện chỉ có 90 ha được tưới thụ động nhờ hệ thống đập dâng tạm thời đã xuống cấp, hư hỏng nặng (cách tuyến thiết kế mới 150 m về phía thượng lưu). Tỷ lệ hộ nghèo trong vùng chiếm tới 33% (166/503 hộ) do canh tác bấp bênh. Bài toán đặt ra là phải tính toán, thiết kế một cụm công trình đầu mối hoàn chỉnh vừa đảm bảo an toàn tích trữ nguồn nước kiệt, vừa có khả năng điều tiết cắt giảm đỉnh lũ lớn với địa chất nền phức tạp chứa nhiều tầng sỏi cuội bồi tích thấm nước mạnh.

Mục tiêu kỹ thuật cụ thể

  1. Xác định các thông số thủy văn - thủy lực cơ bản: Tính toán điều tiết dung tích hồ chứa với tần suất bảo đảm tưới $P = 85%$, bảo đảm bồi lắng trong $T = 75\text{ năm}$ với tổng lượng bùn cát bồi tích $W_T = 666\text{ m}^3/\text{năm}$.
  2. Thiết kế công trình đập chính: Đập đất đồng chất có chiều cao đập $H_{\text{đập}} = 17,50\text{ m}$ (công trình cấp II theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT), đảm bảo ổn định thấm và trượt mái dốc với hệ số an toàn $K \ge 1,30$.
  3. Thiết kế công trình tháo lũ: So sánh kinh tế - kỹ thuật 3 phương án bề rộng tràn xả lũ ($B_{\text{tr}} = 15\text{ m}, 20\text{ m}, 25\text{ m}$) nhằm xác định phương án xả lũ an toàn với tần suất thiết kế $P = 1,0%$ và kiểm tra $P = 0,2%$.
  4. Thiết kế cống lấy nước và kết cấu phụ trợ: Đảm bảo lưu lượng cấp nước tưới tự chảy liên tục cho 280 ha đất trồng trọt và tiếp nước bổ sung cho 200 ha đập hạ lưu.

Giải pháp và phạm vi thiết kế

  • Giải pháp đề xuất: Xây dựng tuyến đầu mối cách tuyến đập cũ 150 m về hạ lưu, gồm đập đất đồng chất đầm chặt ($K \ge 0,97$), tràn xả lũ bên vai phải dạng thực dụng nối tiếp dốc nước và bể tiêu năng đáy, cống ngầm bê tông cốt thép đặt bên vai trái có tháp van điều tiết hạ lưu.
  • Chỉ số định lượng kỳ vọng: Dung tích toàn bộ $V_{\text{bt}} = 2,302 \times 10^6\text{ m}^3$, mực nước dâng bình thường $\text{MNDBT} = +31,42\text{ m}$, mực nước chết $\text{MNC} = +23,27\text{ m}$, lưu lượng xả lũ kiểm tra cực đại $Q_{\text{xả}\max} = 175,86\text{ m}^3/\text{s}$.
  • Phạm vi áp dụng: Dự án giới hạn trong phạm vi tính toán cụm công trình đầu mối suối Đăk Mi, không bao gồm thiết kế chi tiết mạng lưới kênh cấp 2 và cấp 3 trong nội đồng.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và đánh giá kỹ thuật

Khu vực tuyến công trình có đặc trưng địa chất phân tầng từ bồi tích trẻ ($aQ, pQ$) đến đá gốc Granit biotit hạt trung đến mịn ($eQ$). Lớp 2 và Lớp 3 là hỗn hợp cát cuội sỏi có hệ số thấm rất lớn ($K = 2,22 \times 10^{-3}\text{ cm/s}$), đòi hỏi giải pháp bóc bỏ hoặc xử lý chân khay chống thấm triệt để.

Giải pháp công trình Ưu điểm kỹ thuật Nhược điểm kỹ thuật Đánh giá khả thi tại Đăk Mi
Đập đất đồng chất (Chọn) Tận dụng 100% vật liệu tại chỗ (Mỏ BVL3 trữ lượng $>500.000\text{ m}^3$); thi công cơ giới hóa; thích ứng lún không đều. Khối lượng đào đắp lớn; yêu cầu kiểm soát chặt chẽ độ ẩm và hệ số đầm nén $K \ge 0,97$. Khả thi tối ưu: Tiết kiệm 38% chi phí vật liệu nhập ngoại so với đập bê tông.
Đập bê tông trọng lực Tháo lũ trực tiếp qua thân đập; mặt cắt nhỏ gọn. Yêu cầu nền đá gốc chịu lực cao trên toàn tuyến; chi phí xi măng và cốt thép vận chuyển miền núi rất cao. Không khả thi: Địa tầng thung lũng có lớp phù sa dày 6-8 m, chi phí xử lý nền quá lớn.
Đập đất đá hỗn hợp Ổn định mái dốc tốt hơn đập đất đồng chất. Đòi hỏi phân loại vùng vật liệu nghiêm ngặt; bãi đá khai thác cự ly xa $>15\text{ km}$. Kém khả thi: Tăng đơn giá vận chuyển và kéo dài tiến độ thi công thêm 4 tháng.

Phân tích yêu cầu chức năng (Mô hình MoSCoW)

  • Must have (Bắt buộc): Đảm bảo dung tích phòng lũ $V_{\text{pl}} \ge 3,546 \times 10^6\text{ m}^3$ ở tần suất $P=0,2%$; cao trình đỉnh đập $+35,50\text{ m}$ chống sóng tràn; hệ số an toàn trượt $K \ge 1,30$.
  • Should have (Nên có): Bể tiêu năng đáy giảm lưu tốc dòng chảy cuối dốc nước từ $v = 14,2\text{ m/s}$ xuống dưới $v_{\text{cho phép}} = 2,5\text{ m/s}$ vào kênh dẫn.
  • Could have (Có thể mở rộng): Thiết bị quan trắc áp lực nước lỗ rỗng và thấm tự động kết nối qua Modbus RTU/RS-485.
  • Won't have (Chưa thực hiện): Hệ thống đóng mở cửa van tự động SCADA điều khiển từ xa qua vệ tinh (giai đoạn này dùng tời quay điện kết hợp thủ công).
                      MÔ HÌNH KIẾN TRÚC CỤM ĐẦU MỐI ĐĂK MI

Tiêu chuẩn kỹ thuật và công nghệ ứng dụng

  • Hệ thống quy chuẩn bắt buộc:
    • QCVN 04-05:2012/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế.
    • TCVN 8216:2009: Thiết kế đập đất đầm nén.
    • TCVN 8421:2010: Công trình thủy lợi - Tải trọng và tác động do sóng và gió lên công trình.
    • TCVN 4118:2012: Hệ thống kênh tưới tiêu - Tiêu chuẩn thiết kế.
  • Bộ công cụ và phần mềm chuyên ngành:
    • GeoStudio 2012 (Module SEEP/W & SLOPE/W): Mô phỏng phần tử hữu hạn tính toán lưới thấm, gradient áp lực thẩm thấu và hệ số ổn định trượt mái đập theo phương pháp Bishop cải tiến và Morgenstern-Price.
    • AutoCAD Civil 3D 2022: Mô hình hóa địa hình 3D, thiết kế bình đồ tuyến, tính khối lượng đào đắp theo phương pháp mặt cắt trung bình.
    • Python 3.10 (SciPy / NumPy / Matplotlib): Lập trình thuật toán diễn toán lũ và giải phương trình sai phân cân bằng nước hồ chứa.

Phương pháp luận và quy trình tính toán

Quy trình thiết kế hồ chứa Đăk Mi tuân thủ phương pháp tích hợp mô hình hóa thủy văn - giải tích thủy lực - mô phỏng phần tử hữu hạn kết cấu qua 5 giai đoạn:

  1. Phương pháp cân bằng nước hồ chứa: Xác định dung tích hữu ích $V_h$ qua giải phương trình sai phân từng bước thời gian $\Delta t = 1\text{ tháng}$ có xét đến lượng bốc hơi phụ thêm $W_{\text{bh}} = \Delta Z \cdot F_{\text{tb}}$ và lượng tổn thất thấm $W_{\text{th}} = K \cdot V_{\text{tb}}$ ($K = 1%$).
  2. Phương pháp điều tiết lũ (Diễn toán thủy văn hồ chứa): Hợp giải đồng thời phương trình liên tục dạng sai phân và phương trình xả lũ qua ngưỡng tràn: $$\frac{Q_1 + Q_2}{2}\Delta t - \frac{q_1 + q_2}{2}\Delta t = V_2 - V_1$$ $$q = m \cdot \varepsilon \cdot \sigma \cdot B_{\text{tr}} \sqrt{2g} H_0^{3/2}$$ Trong đó: $m = 0,45$ (hệ số lưu lượng ngưỡng thực dụng); $\varepsilon = 0,95$ (hệ số co hẹp bên); $\sigma = 1,0$ (hệ số ngập); $B_{\text{tr}}$ là bề rộng tràn xả.
  3. Phương pháp tính toán sóng leo và nước dềnh do gió: Áp dụng chuẩn TCVN 8421:2010 cho vùng nước sâu ($H > 0,5\lambda$), đà gió $D = 2.300\text{ m}$, vận tốc gió thiết kế $V_{4%} = 21\text{ m/s}$ (với MNDBT) và $V_{50%} = 9\text{ m/s}$ (với MNLTK): $$h_{\text{sl}1%} = K_r \cdot K_p \cdot K_{\text{sp}} \cdot K_{\text{run}} \cdot h_{s1%}$$
  4. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Phân tích trường thấm phẳng hai chiều không dừng qua thân và nền đập đất bằng phương trình vi phân Laplace tổng quát trong môi trường xốp dị hướng.

Quá trình thực thi và kết quả kỹ thuật

Thuật toán diễn toán điều tiết lũ (Python Implementation)

Dưới đây là module mã nguồn Python mô phỏng chính xác thuật toán diễn toán lũ phương pháp đúng dần (Finite Difference Method) dùng để xác định đường quá trình xả $q(t)$ và mực nước cao nhất trong hồ:

import numpy as np

def flood_routing(time_steps, inflow_Q, Z_MNDBT, V_MNDBT, B_tr, m=0.45, eps=0.95, dt=1764.0):
    """
    Diễn toán lũ hồ chứa Đăk Mi theo phương pháp thử sai sai phân hữu hạn.
    dt: thời đoạn tính toán (0.49 giờ = 1764 giây)
    B_tr: bề rộng ngưỡng tràn (m)
    """
    g = 9.81
    n = len(time_steps)
    outflow_q = np.zeros(n)
    water_level_Z = np.zeros(n)
    storage_V = np.zeros(n)
    
    # Điều kiện biên ban đầu tại thời điểm t = 0
    water_level_Z[0] = Z_MNDBT
    storage_V[0] = V_MNDBT
    outflow_q[0] = 0.0
    
    # Hàm quan hệ địa hình Z -> V (nội suy từ đường đặc trưng lòng hồ)
    # V = f(Z) (triệu m3)
    def storage_from_stage(z):
        # Đa thức xấp xỉ đường đặc tính địa hình Z ~ V hồ Đăk Mi
        return 0.172 + 0.15 * (z - 23.27)**1.65
    
    for i in range(n - 1):
        Q1, Q2 = inflow_Q[i], inflow_Q[i+1]
        q1 = outflow_q[i]
        V1 = storage_V[i]
        
        # Thử dần tìm mực nước Z2 cuối thời đoạn
        Z2_guess = water_level_Z[i] + 0.01
        tolerance = 1e-4
        max_iter = 100
        
        for _ in range(max_iter):
            H2 = max(0.0, Z2_guess - Z_MNDBT)
            q2_calc = eps * m * B_tr * np.sqrt(2 * g) * (H2 ** 1.5)
            V2_right = V1 + ((Q1 + Q2)/2.0 - (q1 + q2_calc)/2.0) * dt / 1e6
            V2_curve = storage_from_stage(Z2_guess)
            
            diff = V2_curve - V2_right
            if abs(diff) < tolerance:
                break
            # Điều chỉnh nghiệm Newton-Raphson
            Z2_guess -= diff / 0.5
            
        water_level_Z[i+1] = Z2_guess
        H2_final = max(0.0, Z2_guess - Z_MNDBT)
        outflow_q[i+1] = eps * m * B_tr * np.sqrt(2 * g) * (H2_final ** 1.5)
        storage_V[i+1] = storage_from_stage(Z2_guess)
        
    return water_level_Z, outflow_q, storage_V

# Khởi chạy kiểm tra với phương án chọn Btr = 20m, lũ kiểm tra P = 0.2% (Q đỉnh = 195.03 m3/s)
time_arr = np.linspace(0, 16, 33) # 16 giờ chia làm 32 bước (dt = 0.49h)

Phân tích so sánh các phương án bề rộng tràn ($B_{\text{tr}}$)

Qua quá trình thử dần trên mô hình tính toán thủy lực, kết quả so sánh 3 phương án được lượng hóa như sau:

Thông số thủy lực & kinh tế Phương án 1 ($B_{\text{tr}} = 15\text{ m}$) Phương án 2 ($B_{\text{tr}} = 20\text{ m}$) - CHỌN Phương án 3 ($B_{\text{tr}} = 25\text{ m}$)
Mực nước lũ thiết kế (MNLTK, $P=1%$) $+34,04\text{ m}$ $+33,64\text{ m}$ $+33,35\text{ m}$
Cột nước trên đỉnh tràn ($H_{\text{tr}}$ ứng $P=1%$) $2,624\text{ m}$ $2,218\text{ m}$ $1,935\text{ m}$
Lưu lượng xả cực đại ($Q_{\text{xả}\max}$ ứng $P=1%$) $120,70\text{ m}^3/\text{s}$ $125,06\text{ m}^3/\text{s}$ $127,38\text{ m}^3/\text{s}$
Mực nước lũ kiểm tra (MNLKT, $P=0,2%$) $+34,75\text{ m}$ $+34,20\text{ m}$ $+33,84\text{ m}$
Cao trình đỉnh đập yêu cầu ($Z_{\text{đỉnh}}$) $+35,31\text{ m}$ $+34,90\text{ m}$ (Chọn $+35,50\text{ m}$) $+34,62\text{ m}$
Khối lượng đắp đập đất ($V_{\text{đất}}$) $318.500\text{ m}^3$ $298.200\text{ m}^3$ $285.000\text{ m}^3$
Khối lượng bê tông tràn xả lũ $4.120\text{ m}^3$ $4.850\text{ m}^3$ $5.920\text{ m}^3$
Tổng kinh phí xây dựng dự toán sơ bộ $48,6\text{ tỷ VNĐ}$ $45,2\text{ tỷ VNĐ}$ $47,8\text{ tỷ VNĐ}$

[!NOTE] Phương án 2 ($B_{\text{tr}} = 20\text{ m}$) đạt điểm cân bằng Pareto tối ưu giữa chi phí khối lượng đào đắp thân đập đất và chi phí kết cấu bê tông cốt thép của công trình tràn xả lũ.

Kết quả kiểm tra ổn định thấm và trượt đập đất (GeoStudio 2012)

Kết quả phân tích phần tử hữu hạn mô đun SEEP/W và SLOPE/W trên mặt cắt ngang đại diện lòng sông ứng với các tổ hợp tải trọng bất lợi nhất:

                            SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH MẶT CẮT ĐẬP CHÍNH
  Cao trình đỉnh: +35.50m
//////////////// Nền đá phong hóa dQ - eQ (K = 4.26 x 10^-5 cm/s) //////////
  • Trường hợp 1 - Mực nước dâng bình thường (MNDBT $= +31,42\text{ m}$):
    • Lưu lượng thấm đơn vị qua thân đập: $q_{\text{thấm}} = 1,42 \times 10^{-5}\text{ m}^3/\text{s}\cdot\text{m}$.
    • Hệ số an toàn trượt mái hạ lưu: $K_{\text{min}} = 1,452 > [K] = 1,30$ (Đạt chuẩn).
  • Trường hợp 2 - Mực nước lũ kiểm tra (MNLKT $= +34,20\text{ m}$):
    • Hệ số an toàn trượt mái hạ lưu: $K_{\text{min}} = 1,385 > [K] = 1,20$ (Tổ hợp đặc biệt - Đạt chuẩn).
  • Trường hợp 3 - Nước rút nhanh từ MNDBT xuống MNC:
    • Áp lực nước lỗ rỗng dư trong mái thượng lưu tiêu tán chậm; hệ số ổn định mái thượng lưu: $K_{\text{min}} = 1,341 > [K] = 1,30$ (Đạt chuẩn an toàn).

Đổi mới và đóng góp kỹ thuật

  1. Ứng dụng mô hình hóa thủy văn kết hợp ma trận tối ưu hóa đa biến: Thay vì chọn bề rộng tràn theo kinh nghiệm truyền thống, đồ án đã lượng hóa trực tiếp mối quan hệ giữa đường cong chi phí đập đất và chi phí công trình xả, giúp tiết kiệm $6,99%$ tổng mức đầu tư xây dựng so với phương án tràn hẹp $B_{\text{tr}} = 15\text{ m}$.
  2. Giải pháp xử lý tiếp giáp địa chất phức tạp vai đập: Thiết kế chân khay đất sét kết hợp màng lọc ngược cát sỏi 3 lớp tại vùng tiếp giáp giữa lớp bồi tích $aQ$ thung lũng và sườn tích phong hóa $dQ$ đồi núi, triệt tiêu nguy cơ xói ngầm và gradient thấm vượt ngưỡng giới hạn ($J_{\text{thấm}} = 0,18 < J_{\text{cho phép}} = 0,40$).
  3. Chuẩn hóa quy trình tính toán thủy lực dốc nước tiêu năng: Tích hợp hiện tượng hàm khí dòng chảy vào tính toán chiều cao tường bên dốc nước ($h_{\text{tường}} = h_{\text{nước}} + h_{\text{hàm khí}} + 0,4\text{ m}$), loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nước va và tràn thành dốc sang sườn núi.

Ứng dụng thực tế và kế hoạch triển khai

Khả năng ứng dụng thực địa

Thiết kế trực tiếp giải quyết bài toán an ninh nguồn nước tại xã Sóc Hà và Quý Quân, tạo tiền đề chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ hoa màu năng suất thấp sang 3 vụ lúa chuyên canh và cây công nghiệp giá trị cao.

Lộ trình thi công xây dựng (18 tháng)

Tháng 1-3          Tháng 4-8          Tháng 9-12         Tháng 13-16        Tháng 17-18
  • Yêu cầu thiết bị thi công: Đầm chân cừu rung trọng lượng $\ge 16\text{ tấn}$, máy đào gầu nghịch $1,2 - 1,6\text{ m}^3$, trạm trộn bê tông tươi công suất $45\text{ m}^3/\text{h}$.
  • Chỉ tiêu hoàn vốn kinh tế (ROI): Thời gian hoàn vốn dự tính $8,5\text{ năm}$ dựa trên giá trị gia tăng sản lượng nông nghiệp đạt $7,2\text{ tỷ VNĐ/năm}$ và cắt giảm thiệt hại do lũ lụt ước tính $1,8\text{ tỷ VNĐ/năm}$.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Mô hình tính toán thấm mới dừng ở bài toán biến dạng phẳng 2D, chưa xét đến hiệu ứng không gian 3D tại hai vị trí vai đập uốn cong hình lòng chảo.
  • Số liệu khí tượng quan trắc thủy văn sử dụng chuỗi trạm Vân Canh có tính chất đại diện lân cận, cần bổ sung trạm đo mưa tự động trực tiếp tại lưu vực hồ.

Định hướng nâng cấp nghiên cứu

  • Ứng dụng mô hình số trị 3D Plaxis 3D hoặc FLAC3D để đánh giá trạng thái ứng suất - biến dạng động của thân đập dưới tác động của tải trọng động đất cấp VII (thang MSK-64).
  • Tích hợp hệ thống SCADA và mạng cảm biến IoT quan trắc mực nước hồ, đo độ mở cửa van và truyền số liệu thời gian thực phục vụ bài toán vận hành liên hồ chứa thông minh.

Đối tượng hưởng lợi

                                  ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI
  • Sinh viên kỹ thuật công trình thủy / Thủy văn: Nắm vững chuỗi quy trình chuẩn từ phân tích số liệu khí tượng, điều tiết hồ, tính toán ổn định Geostudio đến bố trí kết cấu cụm đầu mối.
  • Kỹ sư công trình: Sử dụng trực tiếp bảng tra thủy lực dốc nước, tiêu năng và công thức tính toán sóng leo thực hành trong các dự án hồ chứa vừa và nhỏ vùng miền núi phía Bắc.
  • Chính quyền địa phương: Có cơ sở khoa học chính xác để quản lý quy hoạch nguồn nước và vận hành phòng chống thiên tai tại lưu vực suối Đăk Mi.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để bảo đảm an toàn chống thấm cho nền đập Đăk Mi là gì?

Nền đập thung lũng chứa lớp 2 và lớp 3 có hệ số thấm lớn ($K = 2,22 \times 10^{-3}\text{ cm/s}$). Giải pháp bắt buộc là đào bỏ tầng phù sa rời rạc và thi công chân khay bám sâu vào tầng đá ít nứt nẻ ($eQ$), sử dụng đất sét bồi tích từ mỏ 4C đầm chặt với hệ số đầm nén $K \ge 0,97$ để tạo thành tường hào chắn nước liên tục.

2. Tại sao lựa chọn hình thức tràn tự do ngưỡng thực dụng không có cửa van?

Với diện tích lưu vực nhỏ ($F = 4,20\text{ km}^2$), độ dốc sườn núi cao khiến thời gian tập trung lũ rất ngắn ($t_{\text{đỉnh}} \approx 8\text{ giờ}$). Tràn tự do đảm bảo hồ tự động xả lũ kịp thời khi mực nước vượt quá MNDBT ($+31,42\text{ m}$), loại bỏ rủi ro do thao tác vận hành van thủ công bị chậm trễ hoặc sự cố mất điện trong mùa mưa bão.

3. Phương pháp tính toán nào được sử dụng để xác định cao trình đỉnh đập $+35,50\text{ m}$?

Cao trình đỉnh đập được xác định từ giá trị cực đại giữa các tổ hợp tải trọng theo TCVN 8216:2009: $$Z_{\text{đỉnh}} = \max\left( \text{MNDBT} + \Delta h + h_{\text{sl}1%} + a;; \text{MNLTK} + \Delta h' + h_{\text{sl}50%} + a';; \text{MNLKT} + a'' \right)$$ Trong đó giá trị tính toán với MNLTK cho kết quả $Z_2 = 34,90\text{ m}$, bổ sung chiều cao an toàn dự phòng kiến trúc và lún định hình để chọn cao trình thiết kế $+35,50\text{ m}$.

4. Hệ thống tiêu năng sau tràn được tính toán như thế nào để tránh xói lở hạ lưu?

Dòng chảy cuối dốc nước có số Froude $Fr_1 > 4,5$ (dòng chảy xiết với lưu tốc $v \approx 14,2\text{ m/s}$). Đồ án thiết kế bể tiêu năng đáy dạng bước nhảy ngập sâu với chiều sâu đào bể $d = 1,20\text{ m}$ và chiều dài bể $L_{\text{bể}} = 18,5\text{ m}$, triệt tiêu trên $75%$ động năng dư thừa trước khi xả ra kênh dẫn.

5. Dự án xử lý như thế nào đối với nguy cơ bồi lắng lòng hồ sau 75 năm vận hành?

Dung tích chết của hồ được tính toán là $V_c = 0,172 \times 10^6\text{ m}^3$ ứng với cao trình $\text{MNC} = +23,27\text{ m}$. Tổng lượng bùn cát bồi tích 75 năm là $V_{\text{bc}} = 666 \times 75 = 49.950\text{ m}^3 < V_c$, kết hợp bố trí khoảng cách an toàn từ cao trình bùn cát đến đáy cống lấy nước $a = 0,5\text{ m}$ đảm bảo bùn cát không xâm nhập vào hệ thống tưới.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư "Thiết kế hồ chứa Đăk Mi - Phương án 1" là một công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ thủy lợi toàn diện, giải quyết trọn vẹn bài toán cân bằng nước và trị thủy tại vùng đặc biệt khó khăn của tỉnh Cao Bằng. Bằng việc phối hợp chặt chẽ giữa tính toán giải tích thủy văn cổ điển và mô phỏng số học phần tử hữu hạn hiện đại (GeoStudio 2012), đồ án đã xác lập một giải pháp công trình có độ tin cậy kỹ thuật cao, tiết kiệm chi phí xây lắp và thân thiện với môi trường tự nhiên. Các kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể tham khảo trực tiếp khung tính toán và bộ thông số chuẩn hóa này cho các dự án phát triển cơ sở hạ tầng tài nguyên nước tương tự trên toàn quốc.