Đồ án Tốt nghiệp Thiết kế Hồ Chứa Nước Đài Xuyên - PA3, Phạm Văn Hưng, ĐH Thủy Lợi

Nghiên cứu chi tiết đồ án tốt nghiệp thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên của sinh viên Đại học Thủy Lợi. Phân tích các yếu tố kỹ thuật và quy trình thiết kế.

• Tác giả: Phạm Văn Hưng
• Người hướng dẫn: TS. Lê Văn Thịnh
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy
• Đề tài: Thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên - Phương án 3
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khám phá Đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên Tổng quan về dự án thủy lợi trọng điểm

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên – Phương án 3" là một nghiên cứu chuyên sâu do sinh viên Phạm Văn Hưng, Lớp 58C-TL2, Ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy tại Đại học Thủy Lợi thực hiện. Dự án này không chỉ thể hiện năng lực chuyên môn của sinh viên mà còn cung cấp một cái nhìn toàn diện về quá trình lập và thực hiện một công trình thủy lợi phức tạp tại tỉnh Quảng Ninh. Mục tiêu chính là đảm bảo nguồn nước ổn định phục vụ nhu cầu dân sinh, sản xuất và phát triển kinh tế khu vực. Việc thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức lý thuyết và ứng dụng thực tiễn, từ khảo sát địa chất, thủy văn đến tính toán kỹ thuật chi tiết các hạng mục đầu mối. Đồ án là một ví dụ điển hình về việc giải quyết các bài toán kỹ thuật thực tế trong ngành thủy lợi, góp phần vào sự phát triển bền vững của hạ tầng nước quốc gia.

1.1. Mục tiêu và tầm quan trọng của dự án hồ chứa Đài Xuyên

Dự án hồ chứa nước Đài Xuyên – PA3 có mục tiêu chiến lược là điều tiết nguồn nước, cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt của người dân trong vùng. Nằm tại tỉnh Quảng Ninh, một khu vực có tốc độ phát triển kinh tế nhanh chóng, tầm quan trọng của hồ Đài Xuyên càng được nhấn mạnh trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước và phòng chống thiên tai. Đồ án tốt nghiệp này không chỉ dừng lại ở việc tính toán các thông số kỹ thuật mà còn phân tích sâu rộng về tác động môi trường và xã hội, hướng đến một thiết kế bền vững. Việc hoàn thành công trình hồ chứa nước Đài Xuyên sẽ góp phần đáng kể vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội, đồng thời tối ưu hóa việc quản lý tài nguyên nước cho cả khu vực.

1.2. Nguồn tài liệu cơ bản cho đồ án tốt nghiệp Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy

Để thực hiện đồ án "Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên", sinh viên đã sử dụng một lượng lớn tài liệu khảo sát và dữ liệu thực tế. Các tài liệu này bao gồm bản đồ địa hình, bình đồ lòng hồ và khu vực xây dựng công trình đầu mối, các mặt cắt dọc và ngang của tuyến đập, tràn xả lũ, cống. Đặc biệt, tài liệu địa chất khu vực công trình đầu mối và vật liệu xây dựng, bao gồm cấu tạo địa chất, địa chất thủy văn, và các chỉ tiêu cơ lý, đóng vai trò nền tảng. Ngoài ra, tài liệu khí tượng thủy văn, tính toán thủy nông phục vụ cho thiết kế như dòng chảy lũ, bốc hơi, thấm, cũng như thông tin về điều kiện dân sinh kinh tế hiện trạng và quy hoạch phát triển của khu vực, đã cung cấp dữ liệu đầu vào quan trọng. Nguồn tài liệu đa dạng này đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cho toàn bộ quá trình thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên.

II. Thách thức trong Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên Các yếu tố địa chất thủy văn cần vượt qua

Việc thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên đối mặt với nhiều thách thức phức tạp, đòi hỏi sự phân tích kỹ lưỡng và giải pháp kỹ thuật sáng tạo. Các yếu tố tự nhiên như địa hình, địa chất và đặc biệt là điều kiện khí tượng thủy văn biến đổi, đặt ra những yêu cầu cao về độ chính xác trong tính toán và dự báo. Điều kiện địa chất phức tạp tại tỉnh Quảng Ninh, với các lớp đất đá khác nhau, có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của công trình và tiềm ẩn nguy cơ thấm. Hơn nữa, việc thu thập và xử lý dữ liệu khí tượng thủy văn trong một thời gian dài, từ nhiều trạm khác nhau, là một công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ để có thể đưa ra các thông số thiết kế chính xác. Đây là những trở ngại lớn mà đội ngũ thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên phải vượt qua để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả cho toàn bộ hệ thống.

2.1. Phân tích điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế khu vực Đài Xuyên

Khu vực thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên nằm trong bối cảnh điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế đặc thù của tỉnh Quảng Ninh. Điều kiện tự nhiên bao gồm địa hình đồi núi xen kẽ thung lũng, hệ thống sông suối và các đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa. Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thu gom nước, tiềm năng trữ nước và các thách thức về xói mòn, lũ lụt. Về dân sinh kinh tế, khu vực xung quanh hồ có mật độ dân cư và hoạt động sản xuất đa dạng, từ nông nghiệp đến các ngành dịch vụ. Việc phân tích kỹ lưỡng hiện trạng và định hướng phát triển kinh tế trong tương lai là cực kỳ quan trọng. Điều này giúp định hình nhiệm vụ công trình, xác định nhu cầu sử dụng nước và tối ưu hóa các phương án thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên nhằm phục vụ tốt nhất cho cộng đồng và phát triển bền vững.

2.2. Ảnh hưởng của dữ liệu khí tượng thủy văn đến quy trình thiết kế hồ chứa

Dữ liệu khí tượng thủy văn đóng vai trò then chốt trong quy trình thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên. Các thông tin về lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió và đặc biệt là dòng chảy lũ được thu thập từ các trạm quan trắc như Cửa Ông, Bãi Cháy, Tiên Yên. Trạm Cửa Ông được chọn làm trạm đại biểu để tính toán đặc trưng mưa thiết kế, với chuỗi số liệu từ năm 1961 đến 2010. Việc phân tích dữ liệu này giúp xác định dung tích hồ cần thiết, khả năng điều tiết nước, và thiết kế kích thước tràn xả lũ để đảm bảo an toàn khi có lũ lớn. Sai lệch trong dữ liệu hoặc phương pháp phân tích có thể dẫn đến các quyết định thiết kế không tối ưu, ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành và an toàn của công trình đầu mối thủy lợi. Do đó, việc lựa chọn và xử lý dữ liệu khí tượng thủy văn một cách cẩn trọng là yêu cầu bắt buộc đối với đồ án này.

III. Phương pháp Tính toán và Điều tiết Hồ chứa nước Đài Xuyên Đảm bảo hiệu quả tối ưu

Việc tính toán thủy nông hồ chứa và điều tiết nước là trái tim của bất kỳ dự án thủy lợi nào, và thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên không phải là ngoại lệ. Để đảm bảo hiệu quả tối ưu, đồ án đã áp dụng các phương pháp tính toán tiên tiến, có xét đến các yếu tố tổn thất nước do bốc hơi và thấm. Quá trình này đòi hỏi sự lặp đi lặp lại trong tính toán dung tích hồ để đạt được độ chính xác cần thiết. Mục tiêu là xác định dung tích hữu ích và mực nước dâng bình thường của hồ sao cho có thể cung cấp đủ nước theo yêu cầu, đồng thời quản lý hiệu quả lượng nước thừa trong mùa lũ. Việc điều tiết hồ chứa nước một cách khoa học sẽ tối đa hóa lợi ích từ công trình, giảm thiểu rủi ro và kéo dài tuổi thọ của hệ thống. Đồ án thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên đã minh chứng cho sự tỉ mỉ trong từng bước tính toán, hướng tới một giải pháp toàn diện và bền vững.

3.1. Các thông số hồ chứa và chỉ tiêu thiết kế cấp công trình

Trong phần này của đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên, việc xác định các thông số cơ bản của hồ chứa là bước khởi đầu quan trọng. Điều này bao gồm việc xác định dung tích toàn bộ, dung tích hữu ích và dung tích chết của hồ. Các thông số này được tính toán dựa trên yêu cầu sử dụng nước, đặc điểm dòng chảy đến và khả năng địa hình khu vực. Bên cạnh đó, việc xác định cấp công trình là yếu tố quyết định đến các chỉ tiêu thiết kế chi tiết cho từng hạng mục. Cấp công trình được xác định dựa trên quy mô, tầm quan trọng và mức độ rủi ro tiềm ẩn của hồ chứa. Ví dụ, cấp công trình sẽ ảnh hưởng đến chiều cao đập ngăn nước, kích thước tràn xả lũ và yêu cầu về vật liệu xây dựng. Sự chính xác trong việc xác định các thông số và cấp công trình là nền tảng để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho toàn bộ dự án hồ chứa nước Đài Xuyên.

3.2. Phương pháp tính toán điều tiết hồ chứa có xét đến tổn thất

Để đảm bảo tính chính xác trong tính toán thủy nông hồ chứa, đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên đã áp dụng phương pháp điều tiết có xét đến tổn thất. Các tổn thất chính bao gồm tổn thất do bốc hơi (Wbh) và tổn thất do thấm (Wth). Lượng bốc hơi được tính toán dựa trên dữ liệu khí tượng, trong khi tổn thất thấm được ước tính dựa trên hệ số thấm K của lòng hồ. Quá trình tính toán dung tích hồ (Vh) khi kể đến tổn thất được thực hiện theo phương pháp lặp. Ban đầu, có thể có sai số lớn giữa các lần tính toán dung tích hữu dụng (ví dụ: V = 28,38% > 5%). Sau đó, các bước tính toán được lặp lại (ví dụ, tính tổn thất lần 2) cho đến khi sai số giảm xuống dưới mức cho phép (ví dụ: V = 2,63% < 5%). Kết quả cuối cùng xác định dung tích hữu ích và dung tích toàn bộ chính xác, từ đó suy ra mực nước dâng bình thường (ZMNDBT) của hồ chứa nước Đài Xuyên.

IV. Quy trình Thiết kế Kỹ thuật Công trình đầu mối Đài Xuyên Từ đập đến cống lấy nước

Phần Thiết kế Kỹ thuật Công trình đầu mối là một trong những nội dung trọng tâm của đồ án "Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên". Quy trình này bao gồm việc thiết kế chi tiết các hạng mục quan trọng như đập ngăn nước, tràn xả lũ và cống lấy nước. Mỗi công trình đều có vai trò riêng biệt và phải được thiết kế sao cho phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn của khu vực Đài Xuyên, đồng thời đảm bảo an toàn và khả năng vận hành hiệu quả. Việc lựa chọn giải pháp kết cấu, vật liệu, và tính toán ổn định cho từng hạng mục đều đòi hỏi kiến thức chuyên môn sâu rộng và sự tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Đồ án không chỉ trình bày các bản vẽ thiết kế mà còn đi sâu vào phân tích các yếu tố ảnh hưởng, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho từng bộ phận của công trình đầu mối thủy lợi.

4.1. Nguyên tắc thiết kế đập ngăn nước và tràn xả lũ hiệu quả

Nguyên tắc thiết kế đập ngăn nước và tràn xả lũ trong đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên tập trung vào ba yếu tố chính: an toàn, ổn định và hiệu quả kinh tế. Đập ngăn nước phải được thiết kế để chịu được áp lực nước, tải trọng động đất (nếu có), và các tác động từ môi trường. Việc lựa chọn loại đập (ví dụ: đập đất, đập bê tông) phụ thuộc vào điều kiện địa chất, vật liệu sẵn có và chiều cao đập. Tràn xả lũ là hạng mục cực kỳ quan trọng, có chức năng thoát lũ an toàn khi mực nước hồ vượt quá giới hạn cho phép. Kích thước và hình dạng của tràn phải đảm bảo khả năng xả lũ thiết kế mà không gây xói lở hay mất ổn định công trình. Việc tính toán thủy lực cho tràn xả lũ được thực hiện kỹ lưỡng để đảm bảo dòng chảy ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống của hồ chứa nước Đài Xuyên.

4.2. Kỹ thuật thiết kế cống lấy nước và các bản vẽ chi tiết

Kỹ thuật thiết kế cống lấy nước trong dự án hồ chứa nước Đài Xuyên tập trung vào việc đảm bảo khả năng cấp nước ổn định và kiểm soát dòng chảy. Cống lấy nước có nhiệm vụ dẫn nước từ hồ ra các kênh tưới hoặc các công trình sử dụng nước khác. Thiết kế cống cần xem xét vị trí đặt, cao trình lấy nước, khả năng điều tiết lưu lượng, và vật liệu xây dựng. Hệ thống cửa van và thiết bị đóng mở cũng là các thành phần quan trọng, đòi hỏi phải được lựa chọn và tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo vận hành trơn tru và an toàn. Các bản vẽ chi tiết của cống lấy nước, bao gồm mặt bằng, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, và các chi tiết kết cấu, là minh chứng cho sự tỉ mỉ trong từng bước thiết kế kỹ thuật công trình thủy. Những bản vẽ này không chỉ thể hiện giải pháp kết cấu mà còn là cơ sở để thi công và quản lý vận hành hồ chứa nước Đài Xuyên sau này.

V. Phân tích Kết quả Đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên Đảm bảo độ chính xác và an toàn

Phân tích kết quả là bước cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng trong đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên. Giai đoạn này tập trung vào việc đánh giá tính chính xác của các tính toán, sự phù hợp của các giải pháp thiết kế, và đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình đầu mối thủy lợi. Các kết quả về dung tích hồ, mực nước vận hành, và khả năng xả lũ đều được kiểm tra chéo và đối chiếu với các tiêu chuẩn thiết kế. Đặc biệt, việc đánh giá sai số trong các tính toán lặp cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ chính xác sau mỗi lần điều chỉnh. Sự thành công của thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên nằm ở khả năng cung cấp một giải pháp toàn diện, đáp ứng cả yêu cầu về hiệu quả sử dụng nước và an toàn công trình, góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực. Đây là minh chứng rõ ràng cho chất lượng của đồ án tốt nghiệp Đại học Thủy Lợi.

5.1. Đánh giá sai số trong tính toán dung tích hồ chứa và giải pháp khắc phục

Trong quá trình tính toán dung tích hồ chứa cho thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên, việc phát sinh sai số là điều không thể tránh khỏi ở những lần tính đầu tiên. Đồ án đã ghi nhận sai số giữa hai lần tính dung tích hữu dụng lên đến 28,38% ở giai đoạn ban đầu, cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép là 5%. Để khắc phục, sinh viên đã thực hiện các bước tính toán điều tiết hồ lặp lại, có xét đến tổn thất nước một cách chi tiết hơn (tính tổn thất lần 2). Giải pháp này giúp điều chỉnh các giả định ban đầu và tinh chỉnh các thông số. Kết quả là, sai số đã giảm xuống còn 2,63%, nằm trong giới hạn cho phép. Việc quản lý và giảm thiểu sai số là cực kỳ quan trọng, đảm bảo rằng dung tích hồ được xác định chính xác, từ đó tối ưu hóa khả năng cấp nước và điều tiết lũ của hồ chứa nước Đài Xuyên, đồng thời nâng cao độ tin cậy của toàn bộ đồ án tốt nghiệp Đại học Thủy Lợi.

5.2. Xác định mực nước dâng bình thường và dung tích hữu ích sau tối ưu

Sau khi quá trình tính toán điều tiết hồ lặp lại và giảm thiểu sai số hoàn tất, đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên đã xác định được các thông số vận hành quan trọng nhất. Dung tích hữu dụng sau khi tối ưu được chốt là 1,860 x 10^6 m3 và dung tích chết là 0,396 x 10^6 m3. Tổng dung tích mực nước dâng bình thường (VMNDBT) của hồ đạt 2,256 x 10^6 m3. Từ giá trị VMNDBT này, qua tra bảng quan hệ Z~V (cao trình – dung tích), mực nước dâng bình thường (ZMNDBT) cuối cùng được xác định là +13,66 m. Đây là một thông số then chốt, quyết định đến khả năng cấp nước và điều tiết lũ của hồ chứa nước Đài Xuyên. Việc xác định chính xác các giá trị này không chỉ đảm bảo hiệu quả vận hành mà còn là cơ sở để triển khai các bước thiết kế chi tiết tiếp theo cho công trình đầu mối thủy lợi, thể hiện tính chuyên nghiệp và khoa học của đồ án tốt nghiệp Đại học Thủy Lợi.

VI. Tương lai của Thiết kế Hồ chứa nước tại Đại học Thủy Lợi Bài học từ Đài Xuyên PA3

Đồ án "Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên – PA3" không chỉ là một công trình nghiên cứu hoàn chỉnh mà còn là một bài học quý giá cho sinh viên và ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy tại Đại học Thủy Lợi. Nó minh chứng cho sự phức tạp của việc thiết kế hồ chứa nước và tầm quan trọng của việc kết hợp các kiến thức từ nhiều lĩnh vực khác nhau. Từ việc phân tích dữ liệu khí tượng thủy văn đến tính toán điều tiết hồ có xét đến tổn thất và thiết kế chi tiết các công trình đầu mối, đồ án đã đặt nền móng vững chắc cho các thế hệ kỹ sư tương lai. Những kinh nghiệm thu được từ dự án này sẽ góp phần định hình hướng phát triển của ngành, khuyến khích việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp tiếp cận bền vững trong tối ưu hóa thiết kế hồ chứa. Đây là một ví dụ điển hình về cách một đồ án tốt nghiệp Đại học Thủy Lợi có thể mang lại giá trị thực tiễn và định hướng cho tương lai của ngành.

6.1. Những đóng góp của đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên cho ngành thủy lợi

Đồ án Thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên của Phạm Văn Hưng có những đóng góp đáng kể cho ngành thủy lợi Việt Nam. Thứ nhất, nó cung cấp một mô hình nghiên cứu toàn diện và chi tiết về quá trình thiết kế hồ chứa nước từ khâu khảo sát đến tính toán và thiết kế kỹ thuật. Thứ hai, đồ án đã giải quyết thành công bài toán tối ưu hóa thiết kế hồ chứa thông qua việc tính toán điều tiết có xét đến tổn thất, một yếu tố thường gây thách thức. Các kết quả tính toán chính xác về dung tích và mực nước vận hành là cơ sở quan trọng cho việc triển khai thực tế. Thứ ba, việc tập trung vào một dự án cụ thể tại tỉnh Quảng Ninh đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về các đặc thù kỹ thuật và môi trường của khu vực. Những đóng góp này không chỉ nâng cao chất lượng đào tạo tại Đại học Thủy Lợi mà còn cung cấp tài liệu tham khảo giá trị cho các kỹ sư và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực Kỹ thuật xây dựng công trình thủy.

6.2. Hướng phát triển và ứng dụng công nghệ mới trong thiết kế hồ chứa tương lai

Từ những bài học kinh nghiệm trong thiết kế Hồ chứa nước Đài Xuyên, ngành thủy lợi có thể định hướng phát triển và ứng dụng các công nghệ mới trong tương lai. Việc số hóa dữ liệu khí tượng thủy văn và sử dụng các mô hình dự báo tiên tiến (ví dụ: AI, Machine Learning) sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong tính toán thủy nông hồ chứa. Ứng dụng công nghệ BIM (Building Information Modeling) trong thiết kế kỹ thuật công trình thủy sẽ tối ưu hóa quy trình thiết kế, quản lý dự án và giảm thiểu sai sót. Ngoài ra, việc nghiên cứu các vật liệu mới, thân thiện với môi trường và có khả năng chống thấm, chống xói mòn tốt hơn sẽ cải thiện tuổi thọ và độ bền của đập ngăn nước và các công trình đầu mối thủy lợi. Đồ án này là nền tảng để khuyến khích sinh viên và các nhà khoa học tiếp tục khám phá, đổi mới, hướng tới các giải pháp thiết kế hồ chứa nước thông minh và bền vững hơn cho Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH I. Vị trí và nhiệm vụ của công trình 1. Vị trí địa lý Dự án hồ chứa nước Đài Xuyên nằm trên Đài Xuyên sông nhánh của lạch Cẩm Phả thuộc xã Đài Xuyên huyện đảo Vân Đồn tỉnh Quảng Ninh. Tuyến đập có vị trí địa lý là 107o27’38’’ kinh độ Đông và 21o09’50’’ vĩ độ Bắc với diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình là 5,4km2.

Nhiệm vụ - Cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp cho 100 ha lúa 2 vụ; - Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 2000 người xã Đài Xuyên, huyện Vân Đồn; - Lượng nước còn lại của hồ tạo nguồn hỗ trợ cấp nước cho khu đô thị Đoàn Kết - Bình Dân; - Nuôi trồng thủy sản trong lòng hồ; - Cắt, giảm lũ cho hạ lưu vùng dự án II. Các điều kiện tự nhiên 1. Đặc điểm địa hình Đài Xuyên bắt nguồn từ đỉnh có cao độ 175m, từ thượng nguồn Đài Xuyên sông chảy chủ yếu theo hướng từ Đông sang Tây. Tính đến tuyến hồ chứa tổng chiều dài sông là 4km.

Nằm trên vùng duyên hải Quảng Ninh độ dốc lòng sông và độ dốc lưu vực không lớn lắm. Đặc trưng lưu vực đập Đá Bạc tính đến tuyến công trình được xác định trên bản đồ tỉ lệ 1:25.000 như sau: Bảng 1. 1: Các đặc trưng hình thái lưu vực tính đến công trình Tuyến Toạ độ Diện Chiều Chiều Độ Độ công trình tích dài dài sông dốc dốc F(km2) sông nhánh sông lưu Kinh độ Vĩ độ chính (%o) vực (%o) Hồ Đại 107o27’38’’ 21o09’50’’ 5,4 4,0 0 7,5 152 Xuyên 1. Vùng lòng hồ Khu vực lòng hồ có diện tích khoảng 30ha, được bao bọc bởi hệ thống các đồi bát SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 4 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình thủy úp có độ cao không lớn từ 30-40m.

Dưới thấp tương đối bằng phẳng là khu ruộng lúa của bà con có diện tích khoảng 10ha, tầm nhìn thoáng, tuy nhiên đi lại tương đối bị lầy thụt. Trên cao ven đồi trong lòng hồ là rừng cây keo có chiều cao từ 8-15m, rất rậm rạp; tầm nhìn bị che khuất, đi lại khảo sát gặp nhiều khó khăn. Trên sườn đồi thấp có một số hộ bà con người dân tộc Dao và Sán Dìu sinh sống làm nương rẫy, một số nhà cửa của nhân dân. Vùng tuyến công trình đầu mối Tuyến đập chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, vuông góc với suối chính.

Địa hình hai bên bờ là sườn núi khá dốc. Giữa tuyến đập đi qua địa hình khá bằng phẳng, có lòng suối Đài Xuyên, ven hai bên chân đồi là vùng hoang hóa do ảnh hưởng xâm nhập mặn của thủy triều nên không được bà con khai phá, cây cối rất rậm rạp, lầy thụt. Tuyến tràn nằm bên vai phải đập, hướng hơi chếch so với tuyến đập. Địa hình bố trí tuyến khá thuận lợi.

Kênh xả sau tràn về suối cũ ngắn.Tuyến tràn đi qua đồi keo rất cao và tốt nên việc đo, ngắm khó khăn. Tuyến cống nằm bên vai trái tuyến đập, hướng xiên góc với tuyến đập. Vùng hưởng lợi Vùng hưởng lợi là khu đất canh tác ngay sau hạ lưu hồ chứa, chạy dọc hai bên đường giao thông chính đã được trải nhựa nên khá thuận lợi. Khu dân cư nằm hai bên đường là chính.

Khu dân cư chủ yếu sinh sống bằng nghề nông. Đây là khu vực có điều kiện địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ thay đổi từ +3,0 m đến +6,0m cần được cung cấp nước sinh hoạt và phục vụ sản xuất. Đặc điểm địa chất chung Theo tài liệu khảo sát khu vực tuyến đập, bãi vật liệu và tham khảo tờ bản đồ địa chất - tờ Hạ Long ( Hòn Gai) (F 48- XXX) tỷ lệ 1:200.000 do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt nam, xuất bản năm 1999: cho thấy điều kiện địa chất khu vực công trình được bao gồm các thành tạo sau: A – Hệ tầng Hà Cối phân hệ tầng trên (J1-2 hc2 ) kỷ Jura trung thượng Các thành tạo xếp vào phân vị tầng này hình thành các dải đồi và dãy núi cao phía lưu vực lòng hồ. Thành phần thạch học chủ yếu là đá cát kết, bột kết và đá phiến sét phân lớp.

Đá của hệ tầng ít bị nén ép vò nhàu nằm phân bố thành tập dày mỏng khác SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 5 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình thủy nhau theo dạng đơn tà có góc nghiêng khoảng từ 70 đến 100, có bề dày dày khoảng 600m. B – Hệ Đệ tứ không phân chia (Q) Gồm trầm tích của hệ Đệ tứ phát triển khá rộng rãi trong lòng thung lũng, gặp tập trung trong lòng hồ và khu diện tích tưới với chiều dày từ 1,0m đến 1,5m. Gồm chủ yếu một số thành tạo sau: + Tầng bồi tích tụ nguồn gốc sông, pha sông biển hiện đạị a,mQ gồm các loại sét, sét pha, chiều dày từ 1,0m đến 2,0m; + Tầng bồi lũ tích lòng sông cổ (apQIII) gồm hỗn hợp các loại đá cuội sỏi của đá cát kết, đá phiến sét lẫn cát sạn, chiều dày từ 0,5m đến 0,8m; + Tầng sườn, tàn tích (edQ) trên đá gốc sét bột kết: là đất sét đến sét pha chứa dăm mảnh mềm bở có chiều dày từ 2,0m đến 5,0m. Điều kiện địa chất công trình các tuyến PA Tại khu vực đầu mối, trong các hố khoan ngoài việc mô tả địa tầng, lấy mẫu để thí nghiệm xác định các cơ chỉ tiêu cơ lý đất đá, đã tiến hành đồng thời các thí nghiệm thấm tại hiện trường như: đổ nước và ép nước trong các tầng đất đá.

Kết quả khoan, thí nghiệm cho phép xây dựng được các mặt cắt địa chất dọc và ngang cho các tuyến đập, cống của PA1, PA2 (xem bản vẽ khảo sát địa chất) Nhìn chung, trên các tuyến phương án có các lớp đất, đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống như sau: Lớp 1: lớp đất thổ nhưỡng – đất sét pha cấu kém chặt lẫn rễ cây, chiều dày từ 0,2 m đến 0,3m. Không lấy mẫu xác định chỉ tiêu cơ lý. Lớp 1a: sét dẻo chảy đến bùn sét lẫn rễ cây cấu kém chặt, nguồn gốc bồi tích song (aQ), chiều dày lớp từ 0,8m đến 1,0m, phân bố trên phạm vi bề mặt đáy thung lũng. Tại lớp không lấy mẫu xác định chỉ tiêu cơ lý.

Lớp 1b: cuội sỏi thành phần là đá phiến sét, cát kết có kích thước từ 2cm đến 0,4m lẫn cát và bùn sét mầu xám vàng, kết cấu kém chặt. Lớp có nguồn gốc bồi lũ tích (apQ). Trên các mặt cắt tim đập phương án, lớp có chiều dày từ 0,3m đến 0,5m và phân bố tại phạm vi lòng suối (tuyến PA1 rộng khoảng 15m, dày 0,3m; trên tuyến PA2 trên phạm vi chiều rộng 25m, chiều dày 0,5m). Kết quả thí nghiệm đổ nước trong các hố khoan cho thấy lớp có tính thấm trung bình (K từ 2,63 x10-3 đến 3,54 x10 -3 cm/s).

SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 6 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình thủy Lớp 2: Đất sét mầu nâu, nâu đỏ lẫn dăm sạn đá bột kết, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tích (edQ). Trên các tuyến PA, lớp phân bố chủ yếu trên bề mặt tại 2 phía sườn đồi vai đập. Chiều dày của lớp biến đổi từ 2,0m đến 4,0m (trong đó tại tuyến PA1 chiều dày trung bình của lớp (từ 3,7m đến 4,0m) lớn hơn gặp trên tuyến PA1 (dày từ 2,0m đến 3,7m). Kết quả thí nghiệm đổ nước trong hố khoan (bảng 2.1) cho thấy lớp có tính thấm từ yếu đến trung bình ( K= từ 3,54 x10 -5 đến 6,54 x10 -5 cm/s).

Chỉ tiêu cơ lý và chỉ tiêu tính toán của lớp nêu tại bảng 3.1 Lớp 3: sét pha dăm mảnh đá bột, sét kết trạng thái từ nửa cứng đến cứng đến dăm mảnh dạng mềm bở lẫn bột sét, mầu nâu đến nâu đỏ. Đây là lớp phong hóa mạnh đến mãnh liệt của đá gốc bột sét kết (eQ) với sự phân chia không rõ ràng. Trong quá trình khoan mẫu nõn tiêu hao nhiều, phần còn lại đôi chỗ thành các cục nhỏ từ 3cm đến 5 cm Trên các mặt cắt tuyến lớp này chỉ gặp tại khu vực đầu vai phải đập với độ dày khá khác nhau: tại tuyến PA1 lớp có chiều dày lên đến trên 6,0m; trong đó tại vị trí tuyến PA2 lớp có độ dày 1,0m. Kết quả thí nghiệm đổ nước trong hố khoan cho thấy lớp có tính thấm trung bình (K= 5,92 x 10-5 cm/s).

Các đặc trưng cơ lý và chỉ tiêu tính toán của lớp nêu tại bảng 2.4 Lớp 4: đá bột, sét kết phân lớp phong hóa vừa đến mạnh. Đá bị nứt nẻ trung bình, mặt khe nứt bị lấp nhét bởi ôxyt sắt màu xám đen đến xám vàng hoặc lấp nhét bởi đất bột, sét. Đá thuộc loại mềm vừa, dùng búa gõ từ 1 đến 2 nhát thì vỡ; các nõn khoan gãy thành từng cục dài từ 5 đến 15 cm. Trên các tuyến phương án lớp này phân bố và bắt gặp tại hầu hết trong các hố khoan với chiều dày trung bình từ 2,0m đến 5,0m; trong đó: trên các mặt cắt thuộc phạm vi tuyến đập PA1 lớp này có chiều dày lớn hơn và dao động từ 3,5m đến 4,2m; tại khu vực tuyến đập PA2 lớp này có chiều dày nhỏ hơn và dao động từ 2,0m đến 3,0m (ngoại trừ tại vị trí HK4 –chiều dày lớp lên tới 5,2m) Kết quả thí nghiệm ép nước trong các hố khoan cho thấy lớp này có tính thấm trung bình; với lưu lượng thấm đơn vị dao động trong khoảng q = từ 0,043 đến 0,053 l/ph.

Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp như sau: - Tỷ trọng Δ: 2,75 đến 2,77 - Khối lượng thể tích khô  c : 2,28 đến 2,56 T/m3 - Cường độ kháng nén một trục: + Khô gió  : 79,8 đến 98,9 kG/cm2 SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 7 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình thủy + Bão hoà BH : 29,4 đến 56,4 kG/cm2 - Hệ số biến mềm Kbm: từ 0,28 đến 0,57 - Cường độ chống cắt : + Góc ma sát trong Φ : từ 270 45’ đến 260 41’ + Lực dính kết C: từ 9,7 đến 12,5 kG/cm2 - Môdul tổng biến dạng Eo : từ 650,0 đến 680,0 kG/cm2 Lớp 5: đá bột, sét kết phân tập trung bình phong hoá nhẹ, nứt nẻ nhỏ, khe nứt thường kín và bị lấp nhét bởi oxyt sắt, đôi chỗ bị xuyên cắt bởi các mạch canxít màu xám trắng. Đá thuộc loại khá cứng vừa khi khoan xuống chậm, nõn khoan gãy vỡ thành từng thỏi từ 15- 60cm. Kết quả thí nghiệm ép nước trong hố khoan cho thấy lớp có tính thấm yếu với lưu lượng thấm q = từ 0,002 đến 0,057 l/ph.