f1f374da 5941a3 9812 c7a6fb3 282 f2aa6a2a 9df0f3 8b9e 4f5 e5d7 911d0a231 81 a0d857e 97e4fbb597 d7476 8cfd8faa 0ae64a d5f0fc205ff3 96a1e0 c0e3 8b0 f43 bb79 b6c3f2 3b5 df0 f74 9f7 d5bbad43 7460 09ab8 f6ff04 8349 c7d3e64 c69 bcfe7 a06427 f7d2 b31 b305 2a04e3 e61 c8b4 7c4 35b9 333a6 cd6 d029 26ef4c2 f0e 420b4 9f081 c4 f5f9180 7f8 8258 f3 f9a15a3 2ce 28104 e878e 4c1 0512 3c4e f92 48ada c3 f12e2 4da7 f9c211 d1d8 7bc45a6ae 68c0 0364a 2f3 f53 b0ac982 f755 52732 5c4 13 9783c4c7 cba c8 f5896 b7 c194e 7e77a bdf7cc3 c177a2 dcded0 098 b4e05 9c7 bb5 6 db0b09bb91 cb0a9aa 0b81 87ee cc7 1c1 16ff8a1 b3151a 9c3 e5923 d3fb1e f51a0 d b1b5 c751 2398ff1a 0e929 5f7 2e7b8d74 0c7 f78 c48 d2 f70b5dc7002a 1a0735a 3b 8dd4 d7b8 451b6c3a 83c183 c3763 494 c5d861cbfd0eac441 f3cbba f5502 7627 de dbb3 7b2 c5ae5 d9eb 615 c5b8 3a17dcfd992 50e6 c4a86 f0 f6d1b03 88c128e d6023 df93 b711 51b6 4cfb1 065 c76cb5 f5f469a3 4fc6c5 2d4a9 2f2 35a8ff93 e6f066ad 3ddc7c9 38a02 f4fb c8f724b3c8 7b19 2ac8 3c5 cda8 0c4 6cd6998 c82 5a7f3ce4 00 d54f00d7 3217 4dd77c0 0aa82 db50ae 365a0fb4 239ae f77 f7d7ed f0bc26a6 2ab6 e42d34 d2dded 41d0 51c2223 fa2b6a 8cc924 3255 d39e6 6fb746 b5f0adaf8eb3a 0 758b3 d1d7 1ab9 d318 9d60 75b1 f6e b25 d8a5b72c7e209 5faa1e 4a63 f3941 877e 2 d2050a0 b7a4 686a16 43d7 89f3dcff2068 5a0904 7c7a 1931 286dcf703 c7acfd9 0 6aa7c4a1 d158 0ac8a 41be 1df9c3 c39 923 b32e7 2694e 1b24 37e59 d79 5e39e9 0c4 1b3a23 b183 f2e2 28b00bc224 674c6d9 991 c48 f706 dd08 f36 cc5a798 f49 9e0a6d e12249 c58a5 c17 d960 d5 f077 153fcd6 2d6 b18b4ddc04 cb3c7 0dbf2ae3 d854 5f8 bdc26837 6190 d717 fc2 7c4 0283 9d2a6 8992ae 5b5a4 642 c180 3090 f602 35f2e8b 2fc9e e07fe91d68a0 c222e d1 c2435 1b27 ceaa8 34020 e3c346 f09d2b82 6f6 3e4d dbd2 b90 c0d4478e 91eb 8652 c3b02bb6e4 b7fc7e43 0e30 b5f5f0 95e8 be869 ec1 3 81a8c1 c84 8076 78114 9fc52ab34cf9 f0d2 79fd9df650 863fd1dfc3 c8 f9b837d7 daa7a826fb df20 269a b5f421b71c88fb157e bc2527 c70 b8de 9df485 d8a76 b953 6b4ba f362 396 c600 c6a84 0db7d5 c91 bdfe cce9c3f0 e7f19c1 bb8 900 d30df91a 5 dcad7 bc327 f7f5b2a4 3d99 c8a6 9dd6ab12 89b7 d9 c38 f8bc17 bb98 227 c8da1 215 02f02 d758 95ac8594 f14 6891 da1d6 d609 5f5 d0a2a 9b9 c479e d7a68 f0 f9 c0258 b 1e0b72 e2de 5e6db42 f651 c48 951e4e e736 70d1 b6b93874 6bb0835e 4c0 4eae2 dc 0f3e2 83b7 8e61aa9a 39d9 cf7b1a 0f4 7ab00 7acda74fc4d54f2f6 e897e 7b73 c39 fe3c5 f23 9e708 8d0 fe672 e6df1 cc38a 8502a 2b3 f2a0 be9c12e1 b8a97 b1aa1b2e bbf1 5559 d971 07e97 745bbd4 074 f556 37ab1 7a98 f6d5 68ee2 e71b05d3 de32 c18 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY -------------------- _ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP_ _ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC ĐÀI XUYÊN – PHƯƠNG ÁN 2_ Giáo viên hướng dẫn : TS. Lê Văn Thịnh Sinh viên thực hiện : Phạm Trọng Tú Mã số sinh viên : 1651040255 Lớp : 58CX-D1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 175 Tây Sơn – Đống Đa - Hà Nội Hà Nội Tel: 024. 35633351 2022 E-mail: ; Website: www.
Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy thuộc Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy Lợi thực hiện đề tài "Thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên – Phương án 2" do sinh viên Phạm Trọng Tú thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Văn Thịnh (nhiệm vụ giao ngày 27/09/2021, hoàn thành ngày 03/01/2022). Nghiên cứu giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật cụm công trình đầu mối nhằm giải quyết các vấn đề cấp bách về nguồn nước tại địa bàn xã Đài Xuyên, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh.
Về bối cảnh thực tiễn, xã Đài Xuyên là một xã miền núi, vùng sâu của huyện đảo Vân Đồn với tỷ lệ hộ nghèo chiếm 52% (theo chuẩn nghèo có mức thu nhập bình quân 400.000 đồng/người/tháng). Dân số toàn xã gồm 496 hộ với 1.972 nhân khẩu (đồng bào dân tộc Kinh chiếm 70%, người Dao 25%, người Sán Dìu 5%). Ngành nghề sinh kế chính của người dân là canh tác nông nghiệp, trồng rừng và đánh bắt thủy sản ven bờ.
Thực trạng cơ sở hạ tầng nguồn nước tại địa phương trước khi có dự án tồn tại nhiều bất cập nghiêm trọng:
- Về cấp nước tưới nông nghiệp: Toàn xã có 100 ha diện tích canh tác lúa tại thôn Xuyên Hùng và thôn Xý Vày nhưng chưa có hệ thống tưới chủ động. Trong đó, 65 ha chỉ canh tác được 1 vụ bấp bênh (35 ha tại thôn Xuyên Hùng và 30 ha tại thôn Xý Vày), 35 ha còn lại bị bỏ hoang do địa hình cao hoặc đầm phá nhiễm mặn. Các công trình hồ chứa nhỏ hiện có trong khu vực như Hồ Xuyên Hùng (dung tích $0,19 \times 10^6 \text{ m}^3$, lưu vực $0,8\text{ km}^2$) và Hồ Tống Hôn (dung tích $0,05 \times 10^6 \text{ m}^3$, lưu vực $0,13\text{ km}^2$) không đủ nguồn sinh thủy để cấp nước ổn định cho vùng hạ lưu. Hồ Voòng Tre ($0,5 \times 10^6 \text{ m}^3$) nằm bên bờ tả, bị chia cắt bởi dãy núi cao trên +40 m vươn ra biển nên hoàn toàn biệt lập, không thể liên kết cấp nước.
- Về nước sinh hoạt: Toàn bộ xã chỉ có 01 giếng khoan do UNICEF tài trợ cấp nước trực tiếp chưa qua xử lý cho khu vực hành chính xã (Ủy ban nhân dân, trạm y tế, trường học) và khoảng 40 hộ dân. Đa số người dân phải dựa vào nguồn giếng đào và bể trữ nước mưa.
- Về tiêu thoát lũ và ngập lụt: Khu vực hạ lưu chịu ảnh hưởng trực tiếp từ chế độ bán nhật triều vịnh Bắc Bộ. Hướng thoát nước chính qua suối Đài Xuyên ra biển bằng cống ngăn mặn hai cửa ($B \times h = 2 \times [1,5\text{ m} \times 4\text{ m}]$) cách tuyến đập 770 m. Hiện tượng ngập úng mùa mưa lũ thường xuyên xảy ra; trận lũ điển hình năm 2009 đạt cao trình ngập +3,4 m đến +3,5 m, gây ngập úng kéo dài từ 2 đến 3 ngày.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:
- Đánh giá điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, khí tượng thủy văn và địa chất khu vực công trình đầu mối trên diện tích lưu vực $F = 5,4\text{ km}^2$.
- Tính toán nhu cầu dùng nước, cân bằng nước và xác định các thông số kỹ thuật đặc trưng của hồ chứa (Mực nước chết MNC, Mực nước dâng bình thường MNDBT, điều tiết lũ kiểm tra và thiết kế).
- Thiết kế kỹ thuật các hạng mục công trình đầu mối theo Phương án 2: đập đất ngăn sông, đường tràn xả lũ tự do và cống lấy nước dưới đập.
- Nghiên cứu chuyên đề kỹ thuật: Thiết kế kết cấu nhà quản lý - điều hành cụm công trình đầu mối và lập dự toán bóc tách khối lượng xây dựng công trình.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng: Cụm công trình thủy lợi đầu mối hồ chứa nước Đài Xuyên (tuyến công trình Phương án 2) tại tọa độ $107^\circ 27' 38''$ kinh độ Đông và $21^\circ 09' 50''$ vĩ độ Bắc.
- Phạm vi không gian: Lưu vực suối Đài Xuyên (nhánh lạch Cẩm Phả), khu vực lòng hồ và vùng hưởng lợi tưới 100 ha lúa, cấp nước sinh hoạt cho 2.000 dân xã Đài Xuyên và tạo nguồn cho Khu kinh tế Vân Đồn theo Quyết định số 1296/QĐ-TTg ngày 19/8/2009 của Thủ tướng Chính phủ.
- Phạm vi thời gian: Tài liệu thủy văn chuỗi quan trắc khí tượng trạm Cửa Ông, thời gian tính toán dung tích bồi lắng $T = 75$ năm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia, quy chuẩn xây dựng chuyên ngành thủy lợi và sử dụng các công cụ tính toán mô phỏng hiện đại trong kỹ thuật công trình thủy.
Quy chuẩn và tiêu chuẩn áp dụng
- QCVN 04-05:2012/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế (xác định cấp công trình, hệ số độ tin cậy $K_n = 1,15$, hệ số điều kiện làm việc $m = 1,0$).
- TCVN 8216:2018: Thiết kế đập đất đầm nén (chỉ tiêu an toàn ổn định mái dốc $[K_{cp}]$, độ vượt cao an toàn đỉnh đập $a = 0,7\text{ m}$, gradient thấm cho phép $[J_k] = 1,2$).
- TCVN 8421:2010: Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tác dụng do sóng và gió lên công trình (chiều cao sóng leo ứng với mức bảo đảm $i = 1%$).
- 14TCN 174-2006: Quy trình tính toán tưới tiêu nước cho cây lương thực và thực phẩm.
- Quyết định 1296/QĐ-TTg: Quy hoạch chung xây dựng Khu kinh tế Vân Đồn đến năm 2020, tầm nhìn 2030 (định mức cấp nước sinh hoạt 120 lít/người/ngày đêm).
Nguồn dữ liệu thủy văn và địa chất
- Chuỗi số liệu khí tượng thủy văn trạm Cửa Ông (nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối, tốc độ gió 8 hướng, lượng bốc hơi và lượng mưa trận/vụ điển hình).
- Tài liệu địa hình tỉ lệ lớn, bình đồ lòng hồ và trắc dọc, trắc ngang các tuyến công trình.
- Tài liệu địa chất công trình và chỉ tiêu cơ lý mẫu đất đắp thân đập, lớp đất nền nhóm B (trạng thái cứng đến nửa cứng).
Phương pháp tính toán và phần mềm kỹ thuật
- Phương pháp điều tiết nước và lũ:
- Cân bằng dòng chảy đến và nhu cầu dùng nước theo phương pháp giải tích - bảng tính qua từng tháng phục vụ xác định MNDBT với hệ số lợi dụng nguồn nước toàn hệ thống $\eta = 0,75$.
- Tính toán dòng chảy lũ cực đại theo công thức Alêchxâyep (Cục Thủy văn) và điều tiết lũ qua tràn không cửa van bằng phương pháp thử dần (phương pháp Runge-Kutta/sai phân hữu hạn giải phương trình cân bằng điều tiết lũ).
- Phương pháp tính toán địa kỹ thuật (Thấm và Ổn định):
- Mô phỏng trường thấm 2D qua thân đập đất và nền đồng chất bằng modul SEEP/W (bộ phần mềm Geostudio), xác định đường bão hòa, lưu lượng thấm đơn vị và gradient cột nước thấm tại các mặt cắt điển hình.
- Kiểm tra hệ số ổn định trượt cung tròn tổng quát theo phương pháp Bishop cải tiến và Janbu thông qua modul SLOPE/W (Geostudio) cho các tổ hợp mực nước: MNDBT, Mực nước lũ thiết kế (MNLTK), Mực nước lũ kiểm tra (MNLKT).
- Phương pháp tính thủy lực công trình:
- Tính toán dòng chảy xiết trên dốc nước đường tràn, phương trình năng lượng mặt nước không đều, chiều sâu phân giới $h_k$, chiều sâu bình thường $h_0$, độ dốc phân giới $i_k$.
- Tính toán nối tiếp dòng chảy và kích thước bể tiêu năng đáy bằng lý thuyết dòng tia ngập và nước nhảy đáy.
- Tính toán khẩu diện cống lấy nước chảy không áp và có áp theo quan hệ $b_c \sim \sum Z_i$.
- Phương pháp kết cấu và dự toán chuyên đề:
- Mô hình hóa khung bê tông cốt thép không gian và khung phẳng trục 2 chịu tải trọng tĩnh tải, hoạt tải sàn và tải trọng gió bằng phần mềm ETABS 9.
- Bóc tách khối lượng và tính toán đơn giá dự toán theo định mức hiện hành bằng phần mềm Dự toán F1.
Thiết kế và triển khai cụm công trình đầu mối
Dự án bố trí tổng thể cụm công trình đầu mối theo Phương án 2 bao gồm các hạng mục kỹ thuật:
[ Hồ chứa nước Đài Xuyên ]
1. Đập ngăn nước chính
- Hình thức kết cấu: Đập đất đồng chất đầm nén, vật liệu đất đắp chọn lọc tại địa phương.
- Cấp công trình: Cấp II (chiều cao khống chế từ 10 m đến 25 m xây dựng trên nền đất cát, đất hòn thô, đất sét trạng thái cứng/nửa cứng).
- Thông số mặt cắt đập:
- Cao trình đỉnh đập được xác định từ tổ hợp mực nước hồ cộng độ vượt cao an toàn $a = 0,7\text{ m}$ và chiều cao sóng leo ứng với mức bảo đảm $i = 1%$.
- Mái thượng lưu: Bố trí cơ đập và gia cố bằng tấm lát bê tông/đá lát khan trên tầng đệm để chống sóng vỗ.
- Mái hạ lưu: Trồng cỏ bảo vệ mái, bố trí rãnh thoát nước mặt dạng bậc nước và bố trí thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ hoặc áp mái kết hợp tầng lọc ngược nhiều lớp.
2. Đường tràn xả lũ
- Hình thức tràn: Tràn bên bờ dốc tự do không cửa van, mặt cắt ngưỡng tràn dạng đỉnh rộng có lượn tròn góc vào.
- Thông số thiết kế: Bề rộng dốc nước $B_d = 13,0\text{ m}$, lưu lượng xả thiết kế $Q_{tk} = 140,35\text{ m}^3/\text{s}$.
- Hệ thống tiêu năng: Bể tiêu năng đáy bê tông cốt thép nhằm triệt tiêu động năng dòng xiết sau dốc tràn, chuyển tiếp vào kênh dẫn hạ lưu bằng tường cánh bê tông và gia cố mái kênh.
- Công trình phụ trợ trên tràn: Trụ pin, trụ biên và cầu giao thông tải trọng tiêu chuẩn bắc qua tràn phục vụ công tác vận hành quản lý hồ.
3. Cống lấy nước
- Chức năng: Cấp nước tưới tự chảy cho 100 ha đất nông nghiệp và cung cấp nguồn nước thô sinh hoạt.
- Kết cấu: Thân cống bằng bê tông cốt thép đặt ngầm dưới thân đập hoặc xẻ qua sườn đồi, cửa vào bố trí tháp van điều khiển đóng mở bằng cánh van phẳng/van côn, khớp nối biến dạng bố trí gioăng đồng/cao su cách nước theo phương đứng và phương ngang.
4. Nhà quản lý điều hành công trình
- Kiến trúc: Công trình dân dụng cấp III phục vụ cán bộ vận hành, gồm khu làm việc, phòng trực chỉ huy, gian máy và phòng nghỉ.
- Kết cấu chịu lực: Khung bê tông cốt thép toàn khối, hệ vì kèo mái thép kết hợp xà gồ thép định hình, lợp tôn cách nhiệt chống ăn mòn vùng biển đảo.
Nội dung chính theo từng chương
| Chương / Phần | Nội dung kỹ thuật chính | Kết quả tính toán & Chỉ tiêu nổi bật |
|---|---|---|
| Phần I & Chương I: Tổng quan công trình và tài liệu cơ bản | - Khảo sát địa hình, địa mạo, khí hậu huyện Vân Đồn. - Phân tích số liệu gió, mưa, bốc hơi trạm Cửa Ông. - Đánh giá hiện trạng tưới tiêu và kinh tế dân sinh. - Lập quan hệ địa hình lòng hồ $Z \sim F$ và $Z \sim V$. |
- Diện tích lưu vực: $F_{lv} = 5,4\text{ km}^2$. - Dung tích hồ tại MNDBT: $V_{hb} = 2,471 \times 10^6\text{ m}^3$. - Nhu cầu nước sinh hoạt: $116.800\text{ m}^3/\text{năm}$. - Xác định công trình thuộc Cấp II. |
| Phần II & Chương II: Tính toán MNDBT và điều tiết lũ | - Lựa chọn tuyến công trình đầu mối Phương án 2. - Cân bằng nước xác định MNC và MNDBT. - Điều tiết lũ hồ chứa ứng với các tần suất thiết kế $P = 1%$ và kiểm tra $P = 0,2%$. |
- Chu kỳ bồi lắng bùn cát hồ: $T = 75\text{ năm}$. - Tần suất cấp nước tưới: $P = 85%$. - Tần suất cấp nước sinh hoạt: $P = 95%$. - Tần suất dẫn dòng thi công: $P = 10%$. |
| Phần III & Chương III: Thiết kế đập đất | - Xác định cao trình và kích thước mặt cắt đập. - Thiết kế cấu tạo cơ đập, mái đập, tầng lọc thoát nước. - Mô phỏng thấm qua đập bằng SEEP/W. - Kiểm tra ổn định trượt mái dốc bằng SLOPE/W. |
- Hệ số an toàn mái đập $[K_{cp}]$ cơ bản: 1,30. - Hệ số an toàn mái đập $[K_{cp}]$ đặc biệt: 1,17. - Độ vượt cao đỉnh đập: $a = 0,7\text{ m}$. - Gradient thấm kiểm tra: $[J_k] = 1,20$. |
| Chương IV: Thiết kế đường tràn xả lũ | - Chọn tuyến và hình thức ngưỡng tràn tự do. - Tính thủy lực dốc nước và đường mặt nước. - Tính toán nối tiếp, kích thước bể tiêu năng đáy. - Kiểm tra ổn định lật, trượt tường cánh thượng lưu. |
- Bề rộng dốc tràn: $B_d = 13\text{ m}$. - Lưu lượng lũ thiết kế qua tràn: $Q_{tk} = 140,35\text{ m}^3/\text{s}$. - Cấp lưu lượng kiểm tra $0,8 Q_{tk}; 0,6 Q_{tk}; 0,4 Q_{tk}; 0,2 Q_{tk}$. - Ổn định tường cánh thỏa mãn các TH tác dụng lực. |
| Chương V: Thiết kế cống lấy nước | - Bố trí tuyến cống và tháp van điều tiết. - Tính toán khẩu diện cống quan hệ $b_c \sim \sum Z_i$. - Kiểm tra dòng chảy trong cống và nước nhảy. - Cấu tạo khớp nối đứng và khớp nối ngang cống. |
- Xác định kích thước mặt cắt cống dẫn nước. - Kiểm tra tổn thất cột nước và năng lượng tiêu năng hạ lưu. - Định dạng đường nước dâng CI và đường nước hạ BI. |
| Phần IV & Chương VI: Thiết kế nhà điều hành hồ chứa | - Thiết kế kiến trúc mặt bằng, mặt đứng nhà quản lý. - Tính toán tải trọng (tĩnh tải sàn, hoạt tải, gió ngang/dọc). - Tính toán nội lực vì kèo mái thép và xà gồ. - Tính toán cốt thép khung phẳng trục 2 trên ETABS. |
- Bê tông cột, dầm, sàn đạt khả năng chịu lực nén lệch tâm xiên. - Vì kèo thép mái đảm bảo điều kiện cường độ và độ võng. - Bố trí chi tiết cốt thép dầm, cột, nút khung biên/giữa. |
| Chương VII: Dự toán khối lượng xây dựng | - Bóc tách khối lượng kết cấu khung trục 2 và sàn nhà. - Áp định mức đơn giá vật liệu, nhân công, máy thi công. - Lập bảng tổng hợp giá trị dự toán chi phí hạng mục. |
- Sử dụng phần mềm Dự toán F1. - Xuất bảng tiên lượng khối lượng bê tông, ván khuôn, cốt thép, tường xây gạch và hoàn thiện. |
Kết quả và đóng góp
Đồ án hoàn thành trọn vẹn toàn bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật công trình đầu mối hồ chứa nước Đài Xuyên (Phương án 2), mang lại các kết quả định lượng cụ thể:
THÔNG SỐ THIẾT KẾ CỐT LÕI (PHƯƠNG ÁN 2)
- Xác lập hệ thống thông số kỹ thuật tối ưu: Đã lựa chọn giải pháp tuyến đập Phương án 2 khai thác tối đa dung tích trữ $2,471 \times 10^6\text{ m}^3$, đảm bảo an toàn đập cấp II theo quy chuẩn quốc gia với hệ số ổn định mái dốc thỏa mãn $[K_{cp}] \ge 1,30$ cho trường hợp cơ bản và $\ge 1,17$ cho trường hợp sự cố/lũ kiểm tra.
- Giải quyết triệt để bài toán an toàn xả lũ: Thiết kế tràn xả lũ tự do chiều rộng đáy dốc tràn $B_d = 13\text{ m}$ có khả năng xả an toàn lưu lượng đỉnh lũ thiết kế $Q_{tk} = 140,35\text{ m}^3/\text{s}$, kết hợp bể tiêu năng đáy xử lý hoàn toàn năng lượng dòng chảy xiết, bảo vệ chân công trình và kênh dẫn hạ lưu.
- Cung cấp giải pháp dân sinh bền vững: Đồ án đề xuất phương án khai thác dòng chảy suối Đài Xuyên cung cấp chủ động nguồn nước tưới cho 100 ha đất canh tác nông nghiệp, xóa bỏ tình trạng 35 ha đất bỏ hoang do thiếu nước và nhiễm mặn; tạo nguồn cấp nước sạch sinh hoạt ổn định cho 2.000 người dân xã Đài Xuyên và hỗ trợ cấp nước thô cho Khu đô thị Bình Dân – Đoàn Kết theo định hướng quy hoạch Khu kinh tế Vân Đồn.
- Hồ sơ thiết kế đồng bộ: Thiết lập hệ thống bản vẽ kỹ thuật chi tiết theo quy cách A1 và A1 kéo dài (mặt bằng tổng thể, chi tiết thân đập, đường tràn, cống lấy nước, khung kết cấu nhà điều hành) đi kèm thuyết minh tính toán chi tiết và hồ sơ bóc tách khối lượng dự toán chuẩn xác.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
-
Hạn chế của đồ án:
- Dữ liệu địa chất công trình và chỉ tiêu cơ lý đất đắp thân đập được xử lý dựa trên tài liệu khảo sát quy hoạch ban đầu của dự án, chưa xét đến tính biến động phức tạp của các túi bùn cục bộ tại vùng thung lũng ven biển.
- Chuỗi quan trắc thủy văn và gió phải ngoại suy tương quan từ trạm khí tượng thủy văn Cửa Ông, chưa có trạm đo tự động chuyên dùng đặt trực tiếp tại lưu vực suối Đài Xuyên.
- Phần chuyên đề kết cấu và dự toán mới tập trung chi tiết vào hạng mục nhà quản lý điều hành (khung trục 2 và sàn nhà), chưa lập dự toán chi tiết toàn bộ các khối lượng đất đắp thân đập và xử lý nền móng.
-
Hướng phát triển tiếp theo khi triển khai thực tế:
- Bổ sung khảo sát địa chất công trình chi tiết bằng phương pháp khoan thăm dò mật độ dày tại tim đập và hố móng tràn xả lũ; thí nghiệm hiện trường xác định hệ số thấm thực tế của nền đá gốc nứt nẻ.
- Nghiên cứu giải pháp gia cố chống thấm chân đập chuyên sâu (như màng hào sét, khoan phụt vữa xi măng áp lực cao gia cố nền) nếu phát hiện đới đứt gãy kiến tạo ngầm.
- Xây dựng quy trình vận hành điều tiết liên hồ chứa giữa Hồ Đài Xuyên với các hồ lân cận (Hồ Xuyên Hùng, Hồ Voòng Tre) tích hợp hệ thống đo mưa tự động và cảnh báo lũ sớm cho hạ lưu huyện đảo Vân Đồn.
Giá trị tham khảo
Tài liệu đồ án tốt nghiệp là nguồn tư liệu học thuật và kỹ thuật thực hành có giá trị đối với:
- Sinh viên chuyên ngành Công trình Thủy, Thủy lợi – Thủy điện, Kỹ thuật Tài nguyên Nước: Cung cấp tài liệu mẫu chuẩn mực về cấu trúc và phương pháp thực hiện một đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành công trình thủy, từ khâu xử lý chuỗi số liệu khí tượng thủy văn, cân bằng điều tiết hồ, tính toán thủy lực tràn/cống cho đến phân tích địa kỹ thuật đập đất.
- Kỹ sư tư vấn thiết kế công trình thủy lợi: Có thể tham khảo quy trình ứng dụng các công cụ phần mềm kỹ thuật số chuyên ngành (SEEP/W, SLOPE/W, ETABS 9, Dự toán F1) trong việc kiểm tra ổn định, tính thấm và mô phỏng kết cấu công trình đầu mối thực tế.
- Cơ quan quản lý và quy hoạch địa phương huyện Vân Đồn: Cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học về đặc tính lưu vực, nhu cầu sử dụng nước và thông số kỹ thuật công trình phục vụ công tác chuẩn bị đầu tư và phê duyệt dự án thủy lợi tại địa bàn.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao công trình hồ chứa nước Đài Xuyên lại được phân cấp thành công trình Cấp II theo QCVN 04-05:2012?
Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT, cấp công trình được xác định dựa trên bậc cao nhất trong các tiêu chí phân cấp. Dù diện tích phục vụ tưới ($100\text{ ha} < 2.000\text{ ha}$) tương ứng cấp IV và dung tích hồ ($V = 2,471 \times 10^6\text{ m}^3$) thuộc cấp III, công trình đập đất đồng chất có chiều cao thiết kế giả thiết từ 10 m đến 25 m xây dựng trên nền đất nhóm B (đất sét, đất cát, đất hòn thô ở trạng thái cứng/nửa cứng) được quy định khống chế là công trình Cấp II.
2. Các chỉ tiêu tần suất thủy văn thiết kế chính của dự án gồm những giá trị nào?
Theo quy chuẩn đối với công trình cấp II:
- Tần suất tính toán lũ thiết kế: $P = 1,0%$.
- Tần suất tính toán lũ kiểm tra: $P = 0,2%$.
- Tần suất bảo đảm cấp nước tưới nông nghiệp: $P = 85%$.
- Tần suất bảo đảm cấp nước sinh hoạt: $P = 95%$.
- Tần suất lưu lượng dẫn dòng thi công: $P = 10%$.
3. Nhu cầu cấp nước sinh hoạt của dự án được tính toán với quy mô bao nhiêu và theo tiêu chuẩn nào?
Nhu cầu nước sinh hoạt tính toán cấp cho 2.000 người dân xã Đài Xuyên với định mức 120 lít/người/ngày đêm, tương đương tổng lưu lượng $116.800\text{ m}^3/\text{năm}$. Lượng nước thừa sau khi cân bằng tưới 100 ha lúa sẽ được tạo nguồn cấp cho Khu đô thị Bình Dân – Đoàn Kết theo Quyết định số 1296/QĐ-TTg ngày 19/8/2009 của Thủ tướng Chính phủ về quy hoạch Khu kinh tế Vân Đồn.
4. Đồ án sử dụng phần mềm nào để giải quyết các bài toán kỹ thuật chuyên ngành?
Đồ án ứng dụng đồng bộ 3 bộ phần mềm chuyên dụng:
- Geostudio (SEEP/W & SLOPE/W): Tính toán mô phỏng đường bão hòa thấm, lưu lượng thấm và kiểm tra hệ số ổn định trượt mái đập đất.
- ETABS 9: Mô hình hóa không gian, phân tích nội lực vì kèo thép và khung bê tông cốt thép trục 2 nhà quản lý điều hành.
- Phần mềm Dự toán F1: Bóc tách khối lượng và lập bảng tổng hợp dự toán chi phí xây dựng.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư "Thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên – Phương án 2" của sinh viên Phạm Trọng Tú (Trường Đại học Thủy Lợi, 2022) là công trình nghiên cứu kỹ thuật hoàn chỉnh, giải quyết toàn diện bài toán thiết kế cụm công trình đầu mối thủy lợi cấp II trên lưu vực $5,4\text{ km}^2$ tại huyện đảo Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh. Tác giả đã kết hợp chặt chẽ giữa hệ thống quy chuẩn quốc gia hiện hành và các công cụ mô phỏng địa kỹ thuật, thủy lực và kết cấu hiện đại nhằm đưa ra giải pháp thiết kế đập đất, tràn xả lũ tự do và cống lấy nước tối ưu. Kết quả của đồ án mang tính khả thi cao, đóng góp cơ sở khoa học quan trọng cho việc xóa đói giảm nghèo, bảo đảm an ninh nguồn nước và phát triển kinh tế bền vững cho vùng hải đảo.