Giới thiệu dự án

Ninh Thuận là một trong những tỉnh có lượng mưa trung bình năm thấp nhất cả nước (khoảng 696 – 850 mm/năm), thường xuyên đối mặt với hạn hán khốc liệt trong mùa khô kéo dài tới 8 tháng (từ tháng 1 đến tháng 8) và lũ lụt cục bộ trong mùa mưa. Tại xã Phước Vinh, huyện Ninh Phước, sản xuất nông nghiệp phụ thuộc hơn 70% vào nước trời (canh tác bấp bênh 1 vụ) hoặc phải sử dụng trạm bơm động lực tiêu tốn chi phí nhiên liệu cao. Đồng thời, lưu vực suối Tân Sơn (nhánh cấp 1 của sông Cái Phan Rang) với diện tích lưu vực $F_{lv} = 86\text{ km}^2$ thường xuyên gây lũ quét, đe dọa trực tiếp đời sống và tài sản của 8 xã hạ lưu ven sông Quao.

                  +----------------------------------------------+
                  |         LƯU VỰC SUỐI TÂN SƠN (F=86 km2)      |
                  |     Lượng mưa TBNN: X0 = 850 mm; Q0 = 0.80   |
                  +-----------------------+----------------------+
                                          |
                                          v
                  +----------------------------------------------+
                  |    CỤM CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI HỒ TÂN SƠN (CẤP II)|
                  |  - Đập đất chính: Hmax=24.7m, L=620m         |
                  |  - Tràn xả lũ: B=18m, Tiêu năng đáy sâu      |
                  |  - Cống lấy nước: 2 cống hộp/tròn có tháp van |
                  +-----------+----------------------+-----------+
                              |                      |
             +----------------+                      +---------------+
             v                                                       v
+-----------------------------+                        +-----------------------------+
|    HỆ THỐNG KÊNH CHÍNH I    |                        |   HỆ THỐNG KÊNH CHÍNH II    |
| - Chiều dài: L1 = 2.330 m   |                        | - Chiều dài: L2 = 6.806 m   |
| - Diện tích tưới: 680 ha    |                        | - Diện tích tưới: 370 ha    |
+-----------------------------+                        +-----------------------------+

Đồ án tập trung giải quyết bài toán cấp bách về điều tiết nguồn nước thông qua giải pháp Thiết kế sơ bộ công trình hồ chứa nước Tân Sơn – Phương án 3 (PA3) thuộc ngành Kỹ thuật Công trình Thủy (Trường Đại học Thủy Lợi), do sinh viên Nguyễn Văn Tuấn thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Lê Thanh Hùng, PGS. Nguyễn Quang Hùng và TS. Nguyễn Lan Hương.

Mục tiêu cụ thể của dự án

  1. Đảm bảo an ninh nguồn nước tưới tiêu: Cung cấp nước tưới tự chảy chủ động $100%$ cho $1.050\text{ ha}$ đất canh tác nông nghiệp (chuyển đổi từ 1 vụ bấp bênh sang 2-3 vụ lúa, hoa màu, cây công nghiệp giá trị cao như mía, bông, thuốc lá).
  2. Cắt giảm đỉnh lũ an toàn: Điều tiết và cắt giảm lưu lượng lũ đỉnh thiết kế từ $814,64\text{ m}^3/\text{s}$ ($P = 1%$) xuống lưu lượng xả an toàn $563,17\text{ m}^3/\text{s}$, bảo vệ dân sinh kinh tế cho 8 xã hạ du huyện Ninh Phước.
  3. Cung cấp nước dân sinh và phát triển kinh tế: Đảm bảo nguồn cấp nước sinh hoạt cho hơn $10.000$ người dân xã Phước Vinh và cải tạo vi khí hậu vùng lòng hồ.
  4. Tối ưu hóa giải pháp kỹ thuật - kinh tế: Lựa chọn tuyến công trình, kết cấu đập đất đồng chất, tràn xả lũ thực dụng và cống lấy nước ngầm nhằm tiết kiệm khối lượng đắp đập, giảm chi phí xử lý nền móng.

Chỉ tiêu kỹ thuật và phạm vi giới hạn

  • Cấp công trình: Cấp II (theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 04-05:2012/BNNPTNT và TCVN 8216:2018).
  • Tần suất thiết kế: Lũ thiết kế $P = 1%$, lũ kiểm tra $P = 0,2%$, tần suất cấp nước tưới $P = 85%$.
  • Tuổi thọ công trình thiết kế: $T = 80\text{ năm}$.
  • Phạm vi nghiên cứu: Cụm công trình đầu mối tại suối Tân Sơn (tuyến 3), hệ thống kênh dẫn chính dài $9.136\text{ m}$ và vùng hưởng lợi tại huyện Ninh Phước.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và so sánh phương án

Trong giai đoạn lập báo cáo nghiên cứu kỹ thuật, 3 phương án bố trí cụm công trình đầu mối được đưa ra so sánh định lượng:

Tiêu chí so sánh Phương án Ib (Tuyến 1) Phương án II (Tuyến 2) Phương án III (PA chọn - Tuyến 3)
Diện tích lưu vực ($F_{lv}$) $80,0\text{ km}^2$ $86,0\text{ km}^2$ $86,2\text{ km}^2$ (Lớn nhất)
Dòng chảy đến ($P = 75%$) $14,10 \times 10^6\text{ m}^3$ $15,17 \times 10^6\text{ m}^3$ $15,20 \times 10^6\text{ m}^3$
Chiều dài đập chính ($L_d$) $600\text{ m}$ $930\text{ m}$ (Tuyến cong phức tạp) $620\text{ m}$ (Tuyến thẳng gọn)
Số lượng đập phụ 1 đập phụ 2 đập phụ 2 đập phụ
Khối lượng đất đắp đập $520.000\text{ m}^3$ $650.000\text{ m}^3$ $545.000\text{ m}^3$
Địa chất nền đập Tầng cuội sỏi dày $10\text{ m}$, thấm lớn Tầng phong hóa dày, xử lý khó Đá gốc lộ nông, ít nứt nẻ, cách nước tốt
Đánh giá hiệu quả kinh tế Thiếu hụt lưu lượng mùa kiệt Vốn đầu tư lớn, hệ số IRR thấp Tối ưu kinh tế - kỹ thuật - thủy năng

Phương án III được lựa chọn nhờ tận dụng tối đa diện tích lưu vực hứng nước $86,2\text{ km}^2$, chiều dài tuyến đập ngắn ($620\text{ m}$), địa chất hai vai đập là đá xâm nhập Riolit/Fenzit có chỉ số mất nước đơn vị thấp ($q = 0,11\text{ L/ph.m}$), hạn chế tối đa nguy cơ thấm mất nước qua lòng hồ.

Phân loại yêu cầu thiết kế theo mô hình MoSCoW

  • Must-have (Bắt buộc): Đảm bảo dung tích hữu ích $V_h = 10,101 \times 10^6\text{ m}^3$, mực nước dâng bình thường $\text{MNDBT} = +35,53\text{ m}$; đập an toàn khi xả lũ kiểm tra $P = 0,2%$ ($Q_{KT} = 1.196,82\text{ m}^3/\text{s}$).
  • Should-have (Nên có): Tự động hóa điều tiết cửa van tràn; gia cố mái thượng lưu bằng tấm bê tông đúc sẵn $3 \times 3\text{ m}$ dày $8\text{ cm}$ có lỗ thoát nước ngược.
  • Could-have (Có thể có): Kết hợp tuyến giao thông qua đỉnh đập rộng $6\text{ m}$ phục vụ dân sinh và du lịch sinh thái lòng hồ.
  • Won't-have (Không thực hiện kỳ này): Xây dựng trạm thủy điện chân đập do cột nước địa hình thấp không hiệu quả về mặt thương mại.

Thiết kế hệ thống công trình đầu mối

                     MẶT CẮT NGANG ĐẬP ĐẤT CHÍNH (Hmax = 24.7m)
  Cao trình đỉnh đập: +39.70m
           +================================+ (B=6.0m, i=0.02)
          /                                  \
         /  Mái thượng lưu: m=3.0             \  Mái hạ lưu: m=2.75
        /   (Tấm BTCT 3x3m dày 8cm)            \ (Trồng cỏ ô 5x5m)
       /                                        \
 MNDBT+35.53m --------------------               +--------+ Cao trình cơ: +25.0m (b=4.0m)
     / ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~                \        \
    /                                              \        \  m=3.00
MNC+30.50m -------------------------                \        \
  /                                                  \        +------------------+
 /                                                    \       | Lăng trụ thoát   | Zlt=+18.5m
+------------------------------------------------------+------+ đá hộc + lọc ngực+ (Blt=2.0m)
/////////////////////////////////// NỀN ĐÁ GỐC JURA-CRETA ////////////////////////////////

1. Thông số kỹ thuật cụm đầu mối

  • Đập chính: Đập đất đồng chất đắp từ đất á sét đầm nén chặt ($\gamma_{kho} = 1,65\text{ T/m}^3, \varphi = 18^\circ, c = 0,22\text{ kG/cm}^2$). Cao trình đỉnh đập $Z_{\text{đỉnh}} = +39,70\text{ m}$; chiều cao lớn nhất $H = 24,7\text{ m}$; bề rộng đỉnh đập $B_d = 6,0\text{ m}$; mái dốc thượng lưu $m_1 = 3,00$; mái dốc hạ lưu $m_2 = 2,75$ (đoạn trên cơ) và $m_3 = 3,00$ (đoạn dưới cơ); cơ đập bố trí ở cao trình $+25,00\text{ m}$ với bề rộng $b = 4,0\text{ m}$.
  • Tràn xả lũ: Tràn thực dụng bố trí bên vai trái đập chính, ngưỡng tràn đỉnh rộng hình thức 3 khoang tổng bề rộng thông nước $B_{tr} = 18,0\text{ m}$ ($3 \times 6,0\text{ m}$), có cửa van cung đóng mở bằng tời điện. Dốc nước dài $180\text{ m}$ nối tiếp bể tiêu năng đáy sâu dạng giếng giáng đáy bê tông cốt thép M250.
  • Cống lấy nước: 02 cống ngầm bê tông cốt thép đặt dưới chân đập phụ 1 và vai phải đập chính. Tháp van thượng lưu trang bị van đĩa đóng mở sự cố và van phẳng điều tiết lưu lượng.

2. Stack công nghệ và công cụ tính toán mô phỏng

  • Phân tích kết cấu phần tử hữu hạn (FEM): SAP2000 v14.2 (mô hình tấm vỏ Thin Shell mô phỏng ứng suất - biến dạng tường chắn đất dốc nước).
  • Phân tích ổn định và thấm: GeoStudio v2018 (Module SLOPE/W và SEEP/W kiểm tra trượt cung tròn Bishop và mạng thấm).
  • Thủy văn & Thủy lực: HEC-RAS 5.0.7 kết hợp bảng tính tích phân Runge-Kutta 4 bậc trên Microsoft Excel VBA 2021.
  • Tiêu chuẩn thiết kế áp dụng: TCVN 8216:2018 (Thiết kế đập đất đầm nén), TCVN 8421:2010 (Tính toán sóng gió), QCVN 04-05:2012/BNNPTNT.

Methodology và lộ trình thực hiện

Dự án áp dụng phương pháp thiết kế công trình thủy lợi tổng thể tuần tự (Waterfall Engineering Methodology) với 5 giai đoạn kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt:

[Khảo sát Địa hình, Thủy văn, Địa chất]
                   │
                   ▼
[Xác định thông số Thủy văn - Điều tiết hồ chứa (Vh, MNC, MNDBT)]
                   │
                   ▼
[Thiết kế Thủy lực & Tính toán kích thước hình học Đập, Tràn, Cống]
                   │
                   ▼
[Mô phỏng FEM Kết cấu (SAP2000) & Kiểm tra Ổn định Trượt, Thấm]
                   │
                   ▼
[Lập bản vẽ kỹ thuật CAD & Bóc tách Dự toán khối lượng thi công]

Implementation và kết quả

Quy trình tính toán và thuật toán cốt lõi

1. Thuật toán điều tiết dòng chảy hồ chứa có xét đến tổn thất

Quá trình cân bằng nước hồ chứa được giải tích lặp theo từng tháng ($\Delta t = 1\text{ tháng} = 30-31\text{ ngày}$) theo phương trình:

$$\left(\frac{Q_1 + Q_2}{2}\right)\Delta t - \left(\frac{q_1 + q_2}{2}\right)\Delta t - W_{tt} = V_2 - V_1$$

Trong đó tổng tổn thất tháng $W_{tt} = W_{bh} + W_{th}$ với:

  • Tổn thất bốc hơi: $W_{bh} = Z \cdot F_{tb} = (Z_n - Z_{lv}) \cdot F_{tb}$
  • Tổn thất thấm: $W_{th} = 1% V_h$
def calculate_reservoir_regulation(inflow_series, demand_series, z_v_relation, z_f_relation):
    """
    Mo phong dieu tiet nuoc ho chua Tan Son theo tung buoc thoi gian Delta_t = 1 thang
    Xac dinh dung tich huu ich Vh va muc nuoc dang binh thuong MNDBT
    """
    v_mnc = 3.925  # Trieu m3 (MNC = +30.50m)
    v_current = v_mnc
    v_max = v_mnc
    loss_seepage_rate = 0.01  # 1% Vh moi thang
    
    for month in range(12):
        w_in = inflow_series[month]      # Luong nuoc den (Trieu m3)
        w_use = demand_series[month]     # Nhu cau dung nuoc (Trieu m3)
        f_tb = z_f_relation(v_current)   # Dien tich mat thoang binh quan (Trieu m2)
        z_loss = get_evaporation_loss(month) # Chanh lech boc hoi (m)
        
        w_loss = (z_loss * f_tb) + (loss_seepage_rate * (v_current - v_mnc))
        delta_v = w_in - w_use - w_loss
        
        v_current = max(v_mnc, v_current + delta_v)
        if v_current > v_max:
            v_max = v_current
            
    v_h = v_max - v_mnc
    return {"Vh": v_h, "V_total": v_max, "MNDBT": z_v_relation(v_max)}

Kết quả lặp 2 lần cho thấy sai số dung tích hữu ích giảm từ $24,35%$ (lần 1) xuống còn $2,86% < 5%$ (lần 2), xác định chính xác $V_h = 10,101 \times 10^6\text{ m}^3$, tổng dung tích $\text{MNDBT} = 14,026 \times 10^6\text{ m}^3$ ứng với cao trình $\text{MNDBT} = +35,53\text{ m}$.

2. Xác định sóng dềnh và sóng leo theo TCVN 8421:2010

Cao trình đỉnh đập được khống chế bởi trường hợp gió bão kết hợp mực nước lũ lớn nhất:

$$Z_{\text{đỉnh}} = \max\begin{cases} \text{MNDBT} + \Delta h + h_{sl(1%)} + a = 35,53 + 0,013 + 1,547 + 0,7 = 37,79\text{ m} \ \text{MNLTK} + \Delta h' + h'{sl(1%)} + a' = 37,29 + 0,0036 + 1,910 + 0,5 = 39,70\text{ m} \ \text{MNLKT} + \Delta h'' + h''{sl(1%)} + a'' = 38,65 + 0,002 + 0,650 + 0,2 = 39,50\text{ m} \end{cases}$$

Chọn cao trình đỉnh đập thiết kế: $Z_{\text{đỉnh}} = +39,70\text{ m}$.

3. Mô hình hóa kết cấu tường chắn đất dốc nước trên SAP2000 v14

Mô hình kết cấu bê tông cốt thép tường chắn dốc nước chiều cao $H = 7,0\text{ m}$ chịu áp lực đất chủ động Coulomb kết hợp áp lực nước thủy tĩnh:

  • Phần tử tấm phẳng 4 nút (Shell Element), gán tải trọng phân bố tam giác.
  • Nội lực trích xuất từ SAP2000: Momen uốn $M_{11\max} = 14,82\text{ kNm/m}$, $M_{22\max} = 26,45\text{ kNm/m}$ tại vị trí chân sườn chống.
  • Bố trí cốt thép chịu lực: Thép bản mặt $\phi 14a150$, thép sườn chống $4\phi 20$, bê tông mác M250 ($R_n = 11,5\text{ MPa}$).
================================================================================
KẾT QUẢ TỔNG HỢP NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ THÉP TƯỜNG CHẮN (SAP2000 v14.2)
--------------------------------------------------------------------------------
Cấu kiện          Vị trí         Mmax (kNm)     As_tính (cm2)   Thép chọn
--------------------------------------------------------------------------------
Bản mặt tường     Gốc tường      26.45          6.12            Phi 14 @ 150 (As=10.26)
Bản đáy móng      Mép ngàm       38.10          8.84            Phi 16 @ 150 (As=13.40)
Sườn chống đứng   Chân sườn      112.50         14.20           4 Phi 22 (As=15.20)
================================================================================

Kết quả kiểm định và đối chiếu mục tiêu

Hạng mục kiểm toán kỹ thuật Tiêu chuẩn / Yêu cầu quy chuẩn Kết quả tính toán đạt được Đánh giá an toàn
Ổn định trượt mái đập thượng lưu (MNDBT) $[K] \ge 1,30$ (Tổ hợp cơ bản) $K_{min} = 1,42$ Đạt chuẩn (+9,2%)
Ổn định trượt mái đập hạ lưu (Có thấm) $[K] \ge 1,30$ (Tổ hợp cơ bản) $K_{min} = 1,38$ Đạt chuẩn (+6,1%)
Hệ số an toàn trượt khi rút nước nhanh $[K] \ge 1,17$ (Tổ hợp đặc biệt) $K_{min} = 1,24$ Đạt chuẩn (+5,9%)
Khả năng thoát lũ thiết kế ($P=1%$) $Q_{TK} = 814,64\text{ m}^3/\text{s}$ $q_{xả} = 563,17\text{ m}^3/\text{s}$ Cắt giảm 30,8% đỉnh lũ
Vận tốc nước không gây xâm thực dốc $v_{max} \le 15,0\text{ m/s}$ (Bê tông M250) $v_{dốc} = 12,34\text{ m/s}$ Không bị xâm thực
Bồi lắng bùn cát lòng hồ ($T=75\text{ năm}$) $V_{bl} \le V_c$ ($3,925 \times 10^6\text{ m}^3$) $V_{bl} = 0,272 \times 10^6\text{ m}^3$ Tuổi thọ vượt 80 năm

Đổi mới và đóng góp

  1. Phương pháp tích hợp điều tiết - bùn cát tối ưu: Thay vì lấy dung tích chết $V_c$ theo kinh nghiệm thuần túy, đồ án đã giải bài toán liên hợp giữa cao trình lắng đọng bùn cát 75 năm ($Z_{bc} = +25,80\text{ m}$) và điều kiện khống chế cao trình tưới tự chảy đầu kênh chính ($Z_{min} = Z_{đk} + h_{tt} = 30,0 + 0,5 = +30,50\text{ m}$), giúp khai thác thêm $1,85 \times 10^6\text{ m}^3$ dung tích trữ nước hữu ích.
  2. Ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn 3D trong thiết kế tường dẫn dòng: Thay thế phương pháp thanh dầm phẳng truyền thống bằng mô hình Thin Shell trên SAP2000 v14 cho tường chắn dốc nước có sườn tăng cường, giúp giảm $14,6%$ hàm lượng cốt thép so với tính toán cổ điển nhưng vẫn đảm bảo độ võng và khả năng chống nứt theo TCVN 5574:2018.
  3. Cải tiến tiêu năng dốc nước: Thiết kế bể tiêu năng đáy sâu có ngưỡng kết hợp răng tiêu năng giảm $42%$ chiều dài đoạn gia cố sau bể, chống xói lòng kênh hạ lưu suối Tân Sơn hiệu quả.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống vận hành thực tế

  • Mùa khô (Tháng 1 – Tháng 8): Mở van cống lấy nước số 1 ($Q_{yc} = 0,82\text{ m}^3/\text{s}$) và cống số 2 ($Q_{yc} = 0,45\text{ m}^3/\text{s}$) cấp nước tự chảy liên tục cho 680 ha kênh I và 370 ha kênh II, dập tắt hoàn toàn nhu cầu dùng trạm bơm điện.
  • Mùa mưa lũ (Tháng 9 – Tháng 12): Vận hành quy trình đóng mở cửa van cung tràn xả lũ theo 3 cấp lưu lượng, điều tiết cắt giảm đỉnh lũ cực đoan, bảo đảm mực nước hồ không vượt quá cao trình lũ kiểm tra $+38,65\text{ m}$.

Phân tích chi phí và hiệu quả đầu tư (Dự toán chi tiết)

  • Tổng mức đầu tư xây lắp dự toán: $\approx 145,8\text{ tỷ VNĐ}$.
  • Hiệu quả kinh tế nông nghiệp: Tăng sản lượng lương thực quy thóc vùng dự án từ $2.460\text{ tấn/năm}$ lên $6.800\text{ tấn/năm}$, nâng thu nhập bình quân đầu người của xã Phước Vinh từ $224\text{ kg/người/năm}$ lên $> 550\text{ kg/người/năm}$.
  • Hệ số hoàn vốn nội bộ (IRR): $14,2%$ (vượt ngưỡng chiết khấu tài chính $10%$). Thời gian thu hồi vốn đầu tư ($T_{hv}$): $8,5\text{ năm}$.
                 KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH (24 THÁNG)
Tháng:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
[Dẫn dòng & Đắp đê quai mùa kiệt] =====> (Tháng 1-4)
[Xử lý nền móng & Đổ BT cống]     ===========> (Tháng 2-7)
[Đắp đập đất chính đến cao trình +25m]   ==================> (Tháng 3-10)
[Thi công Tràn xả lũ & Bể tiêu năng]           ========================> (Tháng 8-18)
[Đắp đập hoàn thiện đến đỉnh +39.70m]                    ===============> (Tháng 11-19)
[Lát mái đập, lắp đặt van, cơ khí]                              =============> (Tháng 17-23)
[Nghiệm thu tích nước & Bàn giao]                                         ====> (Tháng 24)

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật: Chuỗi số liệu đo đạc thủy văn tại trạm Tân Giang còn ngắn ($3\text{ năm}$ thực đo), phương pháp thu phóng tương quan mưa - dòng chảy vẫn tiềm ẩn sai số cục bộ đối với các trận mưa cực đoan có chu kỳ lặp $500\text{ năm}$.
  • Hướng nâng cấp tiếp theo:
    1. Tích hợp hệ thống cảm biến IoT giám sát áp lực kẽ rỗng ($u$), độ lún thân đập và đo lưu lượng thấm tự động theo thời gian thực truyền dữ liệu SCADA.
    2. Ứng dụng mô hình thủy văn phân bố MIKE SHE kết hợp ảnh viễn thám GIS để dự báo lưu lượng lũ đổ về hồ chứa trước 6-12 giờ.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Xây dựng Công trình Thủy / Thủy lợi: Cung cấp tài liệu mẫu mực về quy trình thiết kế trọn vẹn một công trình hồ chứa cấp II từ thủy văn, thủy lực, ổn định đập đất đến mô hình kết cấu phần tử hữu hạn SAP2000.
  • Kỹ sư tư vấn thiết kế & Ban QLDA: Tham khảo bộ thông số thủy lực, sơ đồ bố trí lăng trụ thoát nước đáy và cấu tạo tấm lát bê tông bảo vệ mái đập chịu sóng.
  • Doanh nghiệp nông nghiệp & Nông dân địa phương: Hưởng lợi trực tiếp từ nguồn nước tự chảy ổn định cho $1.050\text{ ha}$, giảm $100%$ chi phí điện năng bơm tưới.
  • Cơ quan quản lý đê điều & Phòng chống thiên tai: Sở hữu công trình điều tiết lũ đáng tin cậy giúp bảo vệ 8 xã hạ lưu sông Quao khỏi nguy cơ ngập lụt hàng năm.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để thi công đắp đập đất Tân Sơn là gì?

Đất đắp thân đập là đất á sét đồng chất lấy từ mỏ vật liệu trữ lượng đảm bảo, đầm nén phân tầng dày $20-30\text{ cm}$ bằng lu chân cừu đạt dung trọng khô thiết kế $\gamma_{k} \ge 1,65\text{ T/m}^3$ (độ chặt $K \ge 0,97$), độ ẩm đầm nén tối ưu $W_{opt} \pm 2%$.

2. Giới hạn chịu tải và giải pháp thoát nước thân đập được xử lý như thế nào?

Đoạn lòng sông sử dụng lăng trụ thoát nước bằng đá hộc cao trình đỉnh $+18,50\text{ m}$, rộng $2,0\text{ m}$ bọc tầng lọc ngược 2 lớp (cát dày $20\text{ cm}$, dăm dày $20\text{ cm}$). Đoạn sườn đồi sử dụng tầng thoát nước áp mái (đá lát khan $20\text{ cm}$, đệm dăm cát) ngăn ngừa triệt để hiện tượng xói ngầm và vỡ đập do thấm.

3. Phương án điều tiết nước hồ chứa xử lý ra sao trong năm hạn hán nghiêm trọng?

Khi dung tích hồ hạ thấp tiệm cận mực nước chết $\text{MNC} = +30,50\text{ m}$, quy trình vận hành ưu tiên cấp $100%$ nước sinh hoạt và duy trì dòng chảy môi trường hạ du suối Tân Sơn, sau đó phân phối nước luân phiên theo biểu đồ điều tiết tưới tiết kiệm cho các vùng cây trồng chủ lực.

4. Hệ thống cửa van tràn xả lũ sử dụng giải pháp điều khiển nào?

Tràn sử dụng 3 cửa van cung thép đóng mở bằng tời điện cố định kết hợp máy phát điện dự phòng Diezel tự động kích hoạt trong $15\text{ giây}$ khi mất điện lưới, đảm bảo an toàn tuyệt đối khi xảy ra sự cố xả lũ khẩn cấp trong bão lớn.

5. Dự toán vốn đầu tư 145,8 tỷ đồng có thời gian hoàn vốn bao lâu?

Nhờ lợi thế tưới tự chảy không tốn chi phí điện bơm và tăng vụ sản xuất nông nghiệp từ 1 vụ lên 2,5 vụ/năm trên diện tích $1.050\text{ ha}$, thời gian hoàn vốn tài chính (Payback Period) ước tính đạt $8,5\text{ năm}$ với tỷ suất sinh lời nội bộ $\text{IRR} = 14,2%$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế sơ bộ Hồ chứa nước Tân Sơn – Phương án 3" của sinh viên Nguyễn Văn Tuấn (Khoa Công Trình, Đại học Thủy Lợi) là một công trình nghiên cứu ứng dụng toàn diện, kết hợp chặt chẽ giữa cơ sở lý thuyết thủy công kinh điển và các công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn hiện đại (SAP2000, GeoStudio). Đồ án đã giải quyết triệt để bài toán khan hiếm nước sinh hoạt và tưới tiêu cho $1.050\text{ ha}$ đất canh tác tại xã Phước Vinh, đồng thời cắt giảm hiệu quả $30,8%$ đỉnh lũ thiết kế bảo vệ an toàn cho hạ du sông Quao. Với cấu trúc tính toán chặt chẽ, luận cứ kinh tế - kỹ thuật sắc bén và độ tin cậy cơ học cao, đây là tài liệu tham khảo giá trị cho các kỹ sư, nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Thủy.