MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài. Trong thời gian qua, xây dựng thủy lợi và thủy điện đã và đang phát triển mạnh mẽ, đem lại những thành tựu khoa học to lớn trong sự nghiệp đổi mới công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Do nhu cầu dùng nước, phát điện không ngừng tăng lên nên các hồ chứa được xây dựng ngày càng nhiều, phong phú về hình thức và khác biệt về quy mô, hàng ngàn dự án Thủy lợi, thủy điện lớn nhỏ được thực hiện cho các mục đích phát điện, tưới tiêu, cấp nước dân dụng, công nghiệp cải tạo môi trường, phòng chống thiên tai. đã góp phần to lớn trong việc phát triển kinh tế đất nước, cải thiện đời sống nhân dân.
Do mức độ quan trọng và đặc thù của công trình Thủy lợi, những yêu cầu về đảm bảo an toàn và kinh tế trong việc tính toán thiết kế, thi công và quản lý khai thác đặt ra ngày càng cao. Theo thống kê ở Việt Nam hiện nay, gần 50% sự có hồ đập là do nước tràn đỉnh đập bởi các lý do khác nhau như lũ vượt thiết kế, lũ tập trung quá nhanh, hay sự cố kẹt cửa van. Điều này càng trở nên tram trọng hơn trong điều kiện biến đổi khí hậu, rừng phòng hộ bị phá hoại. Vì vậy trong thiết kế mới hồ chứa, hoặc rà xoát năng lực xả lũ của các hồ đã xây dựng, cần xem xét các phương án tràn có năng lực xả lũ cao và làm việc tự động, dé hạn chế thấp nhất sự cố hồ do lũ.
Sử dụng loại tran tự động (tức cao trình ngưỡng tràn bằng MNDBT) và có bề rộng tran lớn có những ưu điểm nổi bật như: - Tràn tự động làm việc khi có lũ về, loại trừ được sự cố do kẹt cửa van, hoặc bất cân của người quản lý. - Do B, lớn nên giảm được cột nước tràn; đặc biệt khi lũ đến vượt quá lưu lượng thiết kế thì độ gia tăng mực nước hồ là nhỏ, tránh được khả năng nước tràn đỉnh đập gây vỡ, đặc biệt là khi đập bằng vật liệu địa phương (đất đá). Về bố trí, tran tự động có B, lớn có thể bố trí dạng tràn ngang bên bờ hồ, hoặc tràn dang mỏ vịt khi phía trước đập có địa hình thích hợp. Tuy nhiên loại tràn dang mỏ vit hiện chưa được nghiên cứu nhiều.
Một số van đề về bố trí mặt bằng mang thu nước sau ngưỡng tràn như độ dốc máng, độ mở rộng theo chiều dòng chảy, chọn chiều rộng mặt cat cuôi máng. chưa được làm ro. Vì vậy luận văn này chọn đê tài nghiên cứu bô trí dạng tràn mỏ vịt cho hô chứa nước loại vừa và nhỏ là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2 Mục đích của dé tài.
- Nghiên cứu các phương pháp tính toán Thủy lực máng thu nước, từ đó kiểm tra khả năng chảy ngập qua ngưỡng của tran mỏ vit. - Nghiên cứu các thông số Thủy lực của máng thu nước, đánh giá tính hợp lý của từng phương án bồ trí, lựa chọn phương án thích hợp dé áp dụng. - Áp dụng tính toán cho công trình thực tế. 3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.
- Thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu nghiên cứu liên quan đến đề tài. - Tham khảo các tài liệu lý thuyết có liên quan đến đề tài để phục vụ mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng: đề xuất các tổ hợp bồ trí, tính toán và phân tích. - Áp dụng cho công trình thực tế. 4 Kết quả đạt được.
- Đề xuất quy trình bố trí và tính toán thủy lực ngưỡng tràn và máng thu nước kiểu tran mỏ vit. - Nghiên cứu tổng quát về xác định các thông số bồ trí tran mỏ vit (độ dốc máng, độ mở rộng, bê rộng cuối máng. ) dé làm tài liệu tham khảo khi thiết kế. - Lựa chọn được sơ đồ bố trí tràn mỏ vịt và máng thu thích hợp với điều kiện của hồ Đak Trít - Kon Tum.
CHUONG1 TONG QUAN VE XÂY DUNG DUONG TRAN O HO CHUA NUOC 1.1 Xây dựng Hồ chứa nước ở Việt Nam.1 Mục dich và nhiệm vu của việc xây dựng hồ chứa. Hồ chứa nước có một vị trí quan trọng trong điều chỉnh dòng chảy phục vụ các yêu cầu dùng nước khác nhau. Mặt khác hồ chứa còn là công trình phòng chống, giảm nhẹ thiên tai. Nhất là hiện nay van đề biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra theo hướng tăng thêm bat lợi cho công tác thủy lợi tưới tiêu và sản xuất nói chung.
Vì vậy hồ chứa nước là công trình quan trọng để khai thác sử dụng nước và phòng chống tác hại do nguồn nước gây ra. Nhiều năm nay hồ chứa nước đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát điện, trữ nước mùa mưa, cấp nước mùa kiệt, giảm bớt khó khăn thiệt hại do hạn han gây ra, cải thiện môi trường sống. Khi một hồ chứa nước được xây dựng, sẽ tạo sự ôn định và phát triển kinh tế xã hội cho cả một khu vực; tạo công ăn việc làm, giải quyết thất nghiệp, phân bé lao động, lập các trung tâm dân cư mới; mặt khác còn góp phần đảm bảo an ninh, quốc phòng. Một hồ chứa nước sau khi đã được xây dựng ngoài thực hiện nhiệm vụ chứa nước và điều tiết lượng nước, phòng chống lũ lụt, làm chậm con lũ dé bảo vệ hạ lưu thì còn được con người khai thác, tận dụng triệt để những tiềm năng của dòng nước phục vụ cho cuộc sống của chính mình.
Chính vì thế khai thác hồ chứa nước là vận hành hồ chứa nước đảm bảo an toàn và thỏa mãn các mục tiêu đặt ra theo nguyên tắc lợi dụng tong hợp nguồn nước.2 Quá trình xây dựng, phát triển hé đập ở Việt Nam. Với sự phát triển của xã hội nói chung và lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói riêng, từ buổi sơ khai khi con người biết dùng vật liệu tại chỗ như đất đá, cành cây, gỗ. để chặn dòng trên các sông suối để nâng cao mực nước, lấy nước vào các kênh phục vụ sản xuất và sinh hoạt thì sự ra đời của các hồ đập nhân tạo là hết sức cần thiết. Việt Nam có điều kiện địa hình, địa chất, sông ngòi tương đối thuận lợi nên việc xây dựng các hồ chứa được phát triển mạnh.
Theo thời gian, từ những năm 30 của thé kỷ trước đã xây dựng một số công trình như: Bái Thượng (Thanh Hóa), Đô Lương (Nghệ An), sau năm 1954 ở miền Bắc đã xây dựng một sé công trình như: Thác Bà, Câm Sơn, Đại Lải, Đồng Mộ, suối Hai, Núi Cốc. Đặc biệt từ khi nước nha thống nhất, trong cao trào làm Thủy lợi hàng loạt hồ chứa, đập dâng được xây dựng, đến nay số hồ chứa xây dựng không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mô công trình cũng lớn lên không ngừng. Hiện nay, trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đã bắt đầu xây dựng hồ lớn, đập cao ở cả những nơi có điều kiện tự nhiên phức tạp. Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, đến nay cả nước có 6.648 hồ chứa thuỷ lợi với tổng dung tích trữ khoảng 11 tỷ m’, trong đó 560 hồ chứa lớn có dung tích trữ trên 3 triệu m”, 1.752 hồ có dung tích trữ từ 0,2 đến 3 triệu m”, còn lại là 4.336 hồ có dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu mỉ.
Các địa phương đã xây dựng nhiều hồ chứa là Nghệ An, Thanh Hoá, Đăk Lăk, Hoà Bình, Tuyên Quang, Bắc Giang, Bình Định, Phú Thọ. Hình 1 - 2: Hồ Cửa Đạt- Thanh Hóa Quan lý và khai thác hồ chứa là sử dụng hồ chứa, củng cố nâng cao chất lượng, duy tu bảo dưỡng, quan trắc nghiên cứu nhằm đảm ảo an toàn cho cả hệ thống cũng như từng hạng mục công trình, nhằm phát huy hiệu quả công trình theo nhiệm vụ hồ chứa đã được ấn định. Hồ chứa được coi là an toàn, khi nó đảm bảo đầy đủ nhiệm vụ được giao trong trạng thái làm việc ôn định bình thường của cả cụm đầu mối cũng như của từng hạng mục công trình. Với tốc độ phát triển xây dựng hồ chứa nước nhanh đã đem lại nhiều lợi ích khác nhau cho nhân loại, nhưng những sự cô hư hỏng, cũng tăng theo, bên cạnh việc xây dựng hồ đập thì vấn đề an toàn đập ngày càng được chú trọng.
Theo đánh giá của Bộ NN-PTNT, sau hơn 10 năm triển khai thực hiện chương trình đảm bảo an toàn hồ chứa đã đạt nhiều kết quả khích lệ. Đến nay, các hồ có dung tích lớn hơn 100 triệu m? đã được sửa chữa, nâng cấp ở mức bao đảm an toàn cao, các hồ chứa có dung tích hơn 10 triệu mỶ và một số hồ có dung tích từ 3 triệu m” nước trở lên bị xuống cấp cơ bản đã được sửa chữa, bảo đảm an toàn. Tuy nhiên, 36 luong hồ chứa có dung tích dưới 3 triệu mì được sửa chữa không nhiều, hồ có dung tích dưới 1 triệu m” cần sửa chữa nâng cấp còn lại rất lớn, ước tính khoảng 1.150 hồ chứa bị hư hỏng xuống cấp và thiếu khả năng xả lũ cần phải sửa chữa, nâng cấp đảm bảo an toàn. Số lượng hồ hư hỏng chủ yếu là hồ chứa nhỏ.
Trong khi đó, việc 6 năm bắt thông tin vê hô trong mùa mưa bão còn hạn chê, việc triên khai ứng cứu khi có sự cô thường chậm. Hình | - 5: Đập hồ chứa Đầm Hà Động - Quang Ninh vỡ ngày 30/10/2014 - 1. Nhiệm vu và hình thức bố trí công trình tháo lũ ở hồ chứa nước.1 Nhiệm vụ của công trình tháo lũ ở hé chứa nước. Khi xây dựng đầu mối công trình hồ chứa nước, đập dâng trên sông, công trình lay nước và một số công trình phục vụ cho mục đích chuyên môn thì công trình tháo lũ là một hạng mục không thể thiếu ở các đầu mối thủy lợi, nó có chức năng tháo nước thừa trong mùa lũ để đảm bảo an toàn cho bản thân công trình đầu mối cũng như vùng hạ du.
Ở một số đầu mối thủy lợi, công trình tháo lũ còn được kết hợp để tháo nước thường xuyên xuống ha lưu, xả bùn cát, tháo cạn hồ chứa khi cần thiết, hay kết hợp dé tháo nước trong thời kỳ thi công công trình. Trong các công trình đầu mối, có thể làm công trình ngăn nước và tháo nước kết hợp, cũng có thể làm riêng công trình tháo bên bờ. Đối với đập bê tông trọng lực và bê tông cốt thép, thường bố trí công trình tháo nước ngay trên thân đập.