 Hồ chứa nước là công trình tích nước và điều tiết dòng chảy nhằm cung cấp nước cho các ngành kinh tế quốc dân, sản xuất điện năng, cắt giảm lũ cho vùng hạ lưu v.v…. Hồ chứa nước bao gồm lòng hồ để chứa nước và các công trình (hay hạng mục công trình) sau:
1. Mực nước chết (MNC): Mực nước khai thác thấp nhất của hồ chứa nước mà ở mực nước này công trình vẫn đảm bảo khai thác vận hành bình thường. 2. Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Mực nước hồ cần phải đạt được ở cuối thời kỳ tích nước để đảm bảo cung cấp đủ nước theo mức đảm bảo thiết kế. 3. Mực nước lớn nhất thiết kế (MNLNTK): Mực nước cao nhất xuất hiện trong hồ chứa nước khi trên lưu vực xảy ra lũ thiết kế. 4. Mực nước lớn nhất kiểm tra (MNLNKT): Mực nước cao nhất xuất hiện trong hồ chứa nước khi trên lưu vực xảy ra lũ kiểm tra. 5. Mực nước đón lũ (MNĐL): Còn gọi là mực nước phòng lũ, là mực nước cao nhất được phép duy trì trước khi có lũ để hồ chứa nước thực hiện nhiệm vụ chống lũ cho hạ lưu. 1. Dung tích chết: Phần dung tích của hồ chứa nước nằm dưới cao trình mực nước chết. 2. Dung tích hữu ích (dung tích làm việc): Phần dung tích của hồ chứa nước nằm trong phạm vi từ mực nước dâng bình thường đến mực nước chết. 3. Dung tích phòng lũ: Phần dung tích của hồ chứa nước nằm trong phạm vi từ mực nước đón lũ đến mực nước lớn nhất kiểm tra làm nhiệm vụ điều tiết lũ. Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng công trình hồ chứa nước, dung tích phòng lũ có thể bố trí một phần nằm dưới mực nước dâng bình thường hoặc nằm toàn bộ trên mực nước dâng bình thường.
Từ khóa liên quan số lượng Câu hỏi ngày hỏi Ngày hỏi:11/09/2019
Cho tôi hỏi theo quy định hiện nay thì hồ Thác Bà trên lưu vực sông Hồng có mực nước dâng bình thường là bao nhiêu? và dung tích toàn bộ hồ là bao nhiêu? Nhờ hỗ trợ. Nội dung này được Ban biên tập Thư Ký Luật tư vấn như sau:
Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trìnhTrong suốt thời gian hoạt động của công trình (75 năm), dung tích bùn cát lắngđọng là:Vbc = 153,4. 75 = 0,012.106(m3).Với Vbc = 0,012. 106 (m3) tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình bùn cát lắng đọngtrong hồ chứa là : Zbc = 80,01(m).5.1.3.2Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng bùn cát:Dung tích chết (Vc) có nhiệm vụ tích hết bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trongthời gian hoạt động của công trình, tức là:MNC = Zbc + a + h (m)Trong đó:- Zbc:Cao trình bùn cát.- a: Độ cao an toàn để bùn cát không cuốn trôi vào cống khi lấy nước.- h: Độ sâu cần thiết trước cống để lấy đủ lưu lượng thiết kế.Hình 5-1: Cao trình đặc trưng của hồ chứaSơ bộ chọn: a = 0,5(m) và h = 1,0(m).Ta có: MNC = 80,01 + 0,5 + 1,0 = 81,51(m)5.1.3.3.Xác định MNC theo yêu cầu khống chế tưới tự chảy:MNC theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thỏa mãn điều kiện sau:MNC = Z dk + ∆ZTrong đó:Zđk: Mực nước khống chế đầu kênh tưới phải thỏa mãn yêu cầu khống chế tưới tựchảy. Zđk = 81,75(m).∆Z: Tổng tổn thất tính từ đầu kênh tưới đến cửa vào của cống lấy nước. Để xácđịnh cao trình mực nước chết trong hồ, sơ bộ chọn tổn thất cột nước qua cống lấy nướcdưới đập là: ∆Z = 0,25(m)Vậy cao trình MNCtheo khả năng tưới tự chảy là:Z MNC = Z dk + ∆Z = 81, 75 + 0, 25 = 82(m) Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trìnhĐể thỏa mãn cả hai điều kiện đã nêu trên ta có cao trình MNC là: Z MNC =82m.Tra trên đường quan hệ đặc trưng lòng hồ (Z ~ V), xác định được dung tích chết là:Vc = 1,79. 106(m3).5.1.3.4.Kết luận:Kết hợp cả hai điều kiện trên ta có: - Mực nước chết: + 82(m)- Dung tích chết là: Vc = 1,79. 106(m3).5.2.Xác định mực nước dâng bình thường.5.2.1.Khái niệm MNDBT.Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Mực nước hồ cần phải đạt được ở cuốithời kỳ tích nước để đảm bảo cung cấp đủ nước theo mức đảm bảo thiết kế.Ứng với MNDBT là dung tích hiệu dụng (V h) phần dung tích được giới hạn bởiMNDBT và MNC. Đây là thành phần dung tích cơ bản làm nhiệm vụ điều tiết dòngchảy.5.2.2.Các yếu tố ảnh hưởng tới mực nước dâng bình thường:MNDBT phụ thuộc vào điều kiện về kỹ thuật và hiệu quả về kinh tế khi xây dựngcông trình:Về kỹ thuật bao gồm các điều kiện ràng buộc về địa hình, địa chất và giới hạncho phép ngập lụt vùng thượng lưu hồ. Dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bìnhthường không thể vượt quá giới hạn cho phép do có yêu cầu về ngập lụt thượng lưuhoặc điều kiện địa chất công trình.Về kinh tế cần phân tích các chỉ tiêu kinh tế và các ràng buộc về môi trường, các vấnđề liên quan đến xã hội, chính trị .v..v.. Cần phân tích nhu cầu về nước và chi phí cho xâydựng công trình để chọn thông số mực nước dâng bình thường. Các chi phí bao gồm kinhphí cho xây dựng công trình, chi phí vận hành, thiệt hại do thượng lưu bị ngập lụt vànhững thiệt hại do không đảm bảo các yêu cầu về nước v..v...5.2.3.Nguyên lý tính toán:Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế (P = 85%) và yêucầu sử dụng nước ở hạ du trong năm ta có:Lượng nước đến trong năm: WQ= 354,769. 106 m3Lượng nước dùng trong năm: Wq = 219,637.106 m3.So sánh ta thấy WQ > Wq, ta thấy trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứngđược nhu cầu dùng nước. Vậy ta tiến hành điều tiết năm đối với hồ chứa nước Sông Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trìnhMóng, theo phương pháp lập bảng dựa trên phương trình cân bằng nước và các quanhệ Z~F~V lòng hồ. Phương trình cân bằng nước như sau: Q1 + Q2 q + q2 ∆t − 1∆t = V2 − V1 2 2 Trong đó:Q1, Q2 : là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn ∆ t.q1, q2 : là lưu lượng nước dùng đầu và cuối thời đoạn.V1, V2 : là dung tích hồ tại thời điểm đầu và cuối thời đoạn.∆t: thường lấy bằng 1 tháng.5.2.4.Nội dung tính toán5.2.4.1. Tính toán dung tích hồ khi chưa kể tổn thất theo phương án trữ sớmCó nhiều phương pháp để tính toán điều tiết hồ, tuy nhiên mục đích của việc tínhtoán đều nhằm mục đích xác định được dung tích hiệu dụng của hồ, từ đó xác địnhđược MNDBT của hồ chứa.Ở đây ta tiến hành tính toán điều tiết hồ theo phương pháplập bảng.Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể tổn thất hồ chứa.Trong đó:- Cột 1: Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn.- Cột 2: Số ngày trong từng tháng.- Cột 3: Lượng nước đến trong từng than- Cột 4: Tổng lượng nước đến trong từng tháng.- Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu trong từng tháng.- Cột 6: Lượng nước thừa (WQ > Wq), cột(6) = cột(4) – cột(5) - Cột 7: Lượng nước thiếu (WQ- Cột 8 : Là quá trình làm việc (tích nước) của hồ khi chưa kể đến tổn thất.- Cột 9: Lượng nước xả thừaCách tính toán thể hiện trong bảng sau Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trìnhBảng5.1. Cách tính dung tích hiệu dụng của kho nước khi chưa kể tổn thấthồ chứa.ThángSốTổng lượng nướcngàyNước đếnNước đếnNước dùngQ (m3/s)WQ (106 m3)Wq (106 m3)12345VVIVIIVIIIIXXXIXIIIIIIIIIVTổng3130313130313031312831305.4311.720.228.124.418.19.63.663.73.783.092.6214.5430.3354.1075.2663.2448.4824.889.809.919.148.286.79354.76912.89109.76321.51521.51549.75421.51509.57231.66322.55618.893219.637∆V=(Q-q)∆tNướcNước thừathiếuV+ (106V- (106m 3)m 3)671.6530.3344.3453.7541.731.2753.379.800.3422.51814.28012.10248.900Phương án trữDung tíchXả thừakhoWx (106V2 (106 m3)m3)891.6531.9848.9048.9048.9047.6348.9048.9048.9026.3812.100.0027.4253.7541.732.099.800.34Ta thấy+----V1 >V1 , V2 > V2Vh= V1 +V2 -V2++-Nhưng V max > Vh lên Vh=max V-⇒ Dung tích hiệu dụng : Vh = maxVh- = 48,9x10^6 (m3)5.2.5.Tính Vh có kể tổn thất:Giải thích các giá trị trng bảng tính:-Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ vănCột 2: Dung tích kho (Vk) lấy theo cột (8) của lần tính lặp đầu tiên chưa kể tổnthất ( bảng 5-1),cộng với Vc-Côt 3: Dung tích bình quân trong kho chứa nước: Vtb =-Cột 4: Diện tích mặt hồ chứa F h(106m3) tương ứng với Vtb (Tra quan hệ lònghồ).Cột 5: ∆ Z i là lượng bốc hơi phụ thêm hàng tháng (mm)Cột 6: Lượng tổn thất do bốc hơi: Wbh = ∆ Z .Fh (106m3)Cột 7: Lượng tổn thất do thấm: Wth = k.Vtb(106m3)-V Ki + V Ki +1(106m3).2 Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trìnhTrong đó : k là tiêu chuẩn thấm trong kho nước, theo chỉ tiêu thiết kế lấy k = 1%- Cột 8: Lượng tổn thất tổng cộng: Wtt = Wbh + Wth (106m3)- Cột 9: Lượng nước đến từng tháng lấy từ cột (4) của lần tính lặp đầu tiên chưakể tổn thất (bảng 5-1).- Cột 10: Lượng nước dùng hàng tháng chưa kể đến tổn thất cột (5) của bảng (51) cộng với lượng nước tổn thất ở cột (8) của bảng (5-2).- Cột 11: Lượng nước thừa hàng tháng (khi Wd >Wq): cột (11) = cột (9) – cột (10)- Cột 12: Lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước (khi Wd ≤ Wq):cột (12) = cột (5) – cột (4)- Cột 13: Là quá trình làm việc (tích nước) hàng tháng của hồ khi có kể đến tổnthất- Cột 14: Lượng nước xả thừaKết quả tính toán được ghi ở bảng sau:dung tích hiệu dụng của kho nước khi kể tới tổn thất hồ chứa lần 1.WVi () VtbFhDzi Wbh WthWttđenWq106m3 106m3 106m3 mm 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3123456789101.7948.3.44V2.615 0.2554 0.012 0.039 0.052 14.54 12.89133.77 18.603 2.107 42.9 0.090 0.279 0.369 30.33VI050.69 42.228 4.468 45.7 0.204 0.633 0.838 54.10 9.763VII50.69 50.690 5.237 34.0 0.178 0.760 0.938 75.26 21.515VIII50.69 50.690 5.237 27.1 0.142 0.760 0.902 63.24 21.515IX49.7549.42X50.053 5.209 25.2 0.131 0.751 0.882 48.48450.69 50.053 5.209 23.1 0.120 0.751 0.871 24.88 21.515XI50.69 50.690 5.237 25.6 0.134 0.760 0.894XII9.80050.69 50.690 5.237 28.1 0.147 0.760 0.908I9.91 9.57228.17II39.431 4.189 30.0 0.126 0.591 0.7179.14 31.66313.89 21.032 2.359 40.0 0.094 0.315 0.410III8.28 22.5561.79IV7.841 0.765 45.5 0.035 0.118 0.1526.79 18.893TổngthángDVDV+ DV1112VhoVxa106m3 106m313141.6029.9643.5052.8140.831.6031.5641.5050.7550.752.162.508.910.5723.2414.6912.25Ta thấy+----V1 >V1 , V2 > V2Vh= V1 +V2 -V2-++Nhưng V max > Vh lên Vh=max V-⇒ Dung tích hiệu dụng : Vh = maxVh- =50,75.10^6 (m3)Tính sai số giữa 2 lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất)48.5950.7550.7550.1826.9512.260.0033.5652.8150.080.348.91 Đồ án tốt nghiệpΔV % =Ngành kỹ thuật công trình50,75-48,9.100% = 5, 6%50, 75Không đạt giá trị tính toán.dung tích hiệu dụng của kho nước khi kể tới tổn thất hồ chứa lần 2.thángVi ()610 m1Vtb321.793.39V33.35VIVIIVIII43.2952.5452.54IX50.38X52.54XI6Fh10 m36Dzi10 m3mmWbhWth610 m36WđenWtt10 m3610 m36Wq10 m36DV10 m378910112.59118.37038.31947.9150.25348.40.0120.0390.05114.5412.8911.601.600.0890.2760.36530.33031.560.1860.5750.76154.109.76329.9643.5850.8024.345.03342.945.734.00.1710.7190.89075.2621.51550.8052.8652.54051.46151.4615.31627.10.1440.7880.93263.2450.8040.805.27025.20.1330.7720.90548.4821.51549.75452.8640.805.27023.10.1220.7720.89424.8821.5152.4750.800.298.8850.808.882.0774.07925.60.1360.7880.9249.800I51.9752.25540.3535.3040.1490.7840.9339.910.1280.6050.7349.149.57231.66321.3902.3940.0960.3210.4178.287.9180.77228.130.040.045.50.0350.1190.1546.791.79IV4.28122.55618.8932.1813106m365.31614.051210 m552.540IIIDV-Vxa3452.5428.74DV+63XIIIIVho48.620.5950.2023.2514.7026.9512.260.0012.26TổngTính sai số giữa 2 lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất)ΔV % =50,8-50,75.100% = 0, 09%50,8 đạt giá trị yêu cầu của tính toán,Dựa vào bảng ta có: Vh=∑V = 50,8 (106m3)+ Dung tích hiệu dụng : Vhd= 50,8 (106m3)+ Dung tích kho chứa : Vkho chứa = Vc + Vhd= 1,79+50,8= 52,59 (106m3)Tra quan hệ V~Z ta có với V kho= 52,59 (106m3) ta có cao trình mực nước dângbình thường là : ZMNDBT = 110,58 (m)Bảng 4-3 : Bảng kết quả tính toán điều tiết hồHạng mụcĐơn vị14Giá trị Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trìnhMực nước chết (MNC)Dung tích chết (Vc)m82106m3Mực nước dâng bình thường (MNDBT)1,79m110,58Dung tích hiệu dụng (Vhd)106m350,8Dung tích hồ ứng với MNDBT (Vh)106m352,59CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ6.1.Tính toán điều tiết lũ6.1.1.Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnhhưởng.6.1.1.1.Mục đích nhiệm vụ và ý nghĩa.a). Mục đích.Thông qua tính toán điều tiết lũ để tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của khonước, đường quá trình xả lũ xuống hạ lưu công trình, tìm ra lưu lượng xả lớn nhất, cộtnước tràn lớn nhất, từ đó định ra quy mô, kích thước tràn xả lũ và các phương thức vậnhành kho nước để xác định kích thước các công trình tiêu năng và kênh tháo.b). Nhiệm vụ.Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng lũ nhằmđáp ứng các yêu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưucông trình.c). Ý nghĩa.Trong hệ thống đầu mối công trình thủy lợi, công trình tràn giữ một vị trí quantrọng. Kích thước của công trình tràn có ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô và kích thướccủa công trình khác trong hệ thống công trình đầu mối và mức độ ngập lụt ở hạ lưucông trình. Để đảm bảo điều kiện và kỹ thuật của toàn bộ hệ thống, ta phải tính toán vàđiều tiết lũ với nhiều phương án Btr khác nhau nhằm tìm ra được phương án B tr sao chocông trình được xây dựng an toàn và kinh tế. (Nhưng ở đồ án này ta tính toán cho 1PA Btr)6.1.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán điều tiết :- Ảnh hưởng của đường quá trình lũ đến.- Ảnh hưởng của công trình xả lũ : loại công trình, kích thước công trình… .- Ảnh hưởng của địa hình kho nước. Đồ án tốt nghiệpNgành kỹ thuật công trình6.1.2.Nguyên lý và các phương pháp tính toán điều tiết lũ.6.1.2.1.Nguyên lý tính toán :Dựa trên nguyên lý cân bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước xả quacông trình xả:Q.dt – q.dt = F.dhTrong đó:Q là lưu lượng nước đến kho nướcq là lưu lượng nước ra khỏi kho nước+ F: Diện tích mặt thoáng của kho nước+ dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ+ dh: Vi phân của cột nước trên công trình xảNếu ta thay F.dh = dv thì ta được phương trìnhQ.dt – q.dt = dv(5,1)Và nếu ta thay tiếp dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t2- t1, ở đây t1 vàt2 là thời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán, thì ta có thể đưaphương trình (5.1) về dạng sai phân sau đây: Q1 + Q 22Ở đây: q1 + q 2÷∆t − 2÷∆t = V2 − V1(5,2)+ Q1, Q2: là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán+ q1, q2: là lưu lượng xả tương ứng+ V1, V2: là lượng nước đầu và cuối thời đoạn ∆tVới mục đích là tìm đường quá trình xả lũ q ∼ t thì phương trình (5,2)chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q 2 và V2. Vì vậy chúng tacần có một phương trình nữa đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũvới dạng tổng quát:q = m.Bt . 2 g .H 3/2Trong đó:m: hệ số lưu lượngb: Chiều rộng mỗi khoang trànH: Cột nước trên trànCác bước tính toán(5,3) |
