Tải bản đầy đủ
những vấn đề chung.

những vấn đề chung.

Tải bản đầy đủ

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Nh vậy khi bố trí công trình thì tuyến 1 và 2 thuận lợi hơn đôi chút so với tuyến
1A về việc bố trí tràn và tuyến năng lợng. Song, khu vực của 2 tuyến này nằm trong
vờn Quốc Gia Cát Tiên, hồ chứa làm ngập khoảng 200 ha diện tích của vờn nên khó
đợc chấp nhận. Do vậy chọn tuyến 1A để nghiên cứu tiếp.
3.2. Bố trí tổng thể công trình.
Căn cứ theo điều kiện địa hình tuyến 1A, tại đây lòng sông hẹp, hai bên bờ sông
là sờn núi cao có độ dốc lớn, không có khả năng bố trí tràn bên, chỉ có tràn lòng sông
là thích hợp. Vì vậy phơng án bố trí công trình nh sau:
- Tuyến đập chính nh trên bản vẽ: Thẳng góc với dòng chảy của sông.
- Đập chính loại bê tông trọng lực. Nền khoan phụt chống thấm.
- Đập tràn bố trí tại lòng sông, có cửa van điều tiết. Hai bên bờ là đập bê tông
trọng lực không tràn.
- Cửa lấy nớc bên bờ phải, kết cấu bê tông cốt thép có cửa van, lấy nớc từ hồ
chứa vào đờng dẫn.
- Tuyến năng lợng và nhà máy bố trí ngay sau đập, bên bờ phải sông Đồng Nai.

Chơng 2
thiết kế đập bê tông trọng lực và đập tràn.
1. Công trình xả lũ.

1.1. Nhiệm vụ của công trình xả lũ.
Công trình xả lũ là một bộ phận quan trọng của công trình đầu mối có nhiệm vụ
điều tiết lũ, nhằm giảm bớt nguy hại của lũ ở hạ lu.
Việc bố trí công trình xả lũ dựa vào điều kiện địa chất địa hình, lu lợng nớc
tháo, lu tốc cho phép không xói ở chân đập và các công trình khác, đồng thời đảm
bảo khối lợng đào đắp ít.
1.2 tính toán điều tiết lũ .
1.2.1 Nhiệm vụ.

2

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Điều tiết lũ có nhiệm vụ hạ thấp lu lợng xả nhằm đáp ứng các nhu cầu phòng lũ
cho công trình ven sông và khu vực hạ lu. Mục đích tính toán điều tiết lũ là tìm ra
biện pháp phòng lũ thích hợp nhất.
1.2.2 Lu lợng xả an toàn.
Lu lợng xả an toàn là lu lợng xả lớn nhất mà đảm bảo sông không bị xói lở, mực
nớc hạ lu không ngập lụt. Nếu qmax nhỏ thì dung tích phòng lũ sẽ lớn, thời gian lũ kéo
dài gây thiệt hại về ngập lụt ở phía thợng lu lớn . Vốn đầu t xây dựng công trình tăng
nhng hạ lu an toàn và ngợc lại . Do vậy việc xác định qmax là một vấn đề quan trọng
phải thông qua tính toán kinh tế để so sánh.
1.2.3 Các phơng pháp phòng lũ.
- Phòng lũ trên ( phòng lũ siêu cao).
- Phòng lũ kết hợp.
Trong đồ án này em chọn phơng pháp phòng lũ siêu cao để tính toán điều tiết lũ.
1.2.4 Tính toán điều tiết lũ.
Các phơng pháp điều tiết lũ:
- Phơng pháp giải tích.
- Phơng pháp Pôtapôp.
- Phơng pháp Kôtrêrin.
Do không có tài liệu đờng quá trình lũ cho nên em chọn phơng pháp của
Kôtrêrin tính toán cho TTĐ Đồng Nai 5.
Dung tích siêu cao có nhiệm vụ tích trữ một phần dung tích lũ khi có lũ về,
đồng thời giảm lu lợng tháo xuống hạ lu và nó sẽ tháo hết sau khi lũ xuống.
a) Tài liệu tính toán lũ.
- MNDBT = 290m
- Nlm = 150MW.
- Công trình cấp II có tần suất lũ thiết kế là: P = 0,5%.
- Lu lợng Max (đỉnh lũ): Q0,1% = 11300 m3/s.
- Thời gian lũ : 10 ngày = 240 giờ (T = 240 h).

Thời gian lũ lên : 1/3T = 80 h.
Thời gian lũ xuống : 160 h .
ứng với tần suất lũ thiết kế bằng 0,5 ; thời gian lũ T = 240 h => WL = 3594.106 (m3).
b) Tính toán điều tiết lũ xác định Hsc và kích thớc tràn.
Sử dụng phơng pháp Côtrêrin để tính, phơng pháp này xem đờng quá trình tháo
lũ là đờng thẳng và đờng quá trình lũ là hình tam giác (hoặc hình thang).
Theo phơng pháp Côtrêrin:
3

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
W
q max = Q Pmax 1 m
WL





Trong đó:
: lu lợng đỉnh lũ thiết kế.
Q max
P
với tần suất lũ thiết kế P = 0,5% lu lợng lũ thiết kế Qp =0,5% = 8320m3/s.
Wm : dung tích phòng lũ của kho nớc.
WL: tổng lợng lũ thiết kế.
ứng với P = 0,5% WL = 3594.106 m3.
Trên cơ sở tuyến đã chọn , mực nớc thiết kế , phơng án bố trí công trình và giải
pháp kết cấu chính , tôi chọn hình thức xả lũ là xả mặt với tràn có cửa van vì nó có u
điểm làm giảm kích thớc công trình xả lũ .
Với hình thức xả mặt , tràn có cửa van , căn cứ vào thiết bị cơ khí , tôi chọn
chiều cao cửa van là 12m. Với MNDBT = 290m ta chọn ngỡng tràn có cao độ là
278m.
ở đây cả HSC, Vm và qmax đều cha biết, vì vậy ta giả thiết một số trị số H SC rồi
tính Vm sau đó tính ra lu lợng xả lớn nhất qua công trình qxả max và lu lợng xả qua tràn.
Từ đó tính sơ bộ đợc bề rộng tràn tơng ứng, lập thành bảng tính. Lựa chọn phơng án
HSC hợp lý nhất là Hsc ứng với Bt = Btđh (Sơ bộ dựa vào địa hình lòng sông). Nội dung
tính toán nh trong bảng sau:
Bảng 4.1: Tính toán điều tiết lũ
Hsc
(m)

Zsc
(m)

Vsc
Vm
qmax
(106m3) (106m3) (m3/s)

(1)

(2)

(3)

(4)

0.5

290.5

117.1

1

291

1.5

Qtr

Bt (m)

(5)

(6)

(7)

2.4

8049

7833.29

83.54

119.4

4.7

8044

7827.8

78.71

291.5

121.8

7.1

8038

7822.31

74.33

2

292

124.2

9.5

8033

7816.80

70.03

2.5

292.5

126.5

11.8

8027

7811.34

66.68

3

293

128.9

14.2

8022

7805.85

63.33

3.5

293.5

131.3

16.6

8016

7800.36

60.25

4

294

133.6

18.9

8011

7794.87

57.40

4.5

294.5

136

21.3

8005

7789.38

54.78

4

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

5

295

138.4

23.7

8000

7783.89

52.34

5.5

295.5

141

26.3

7993

7777.74

50.07

6

296

143.7

29

7987

7771.59

47.96

6.5

296.5

146.4

31.7

7981

7765.45

46.00

7

297

149

34.3

7975

7759.3

44.16

7.5

297.5

151.7

37

7969

7753.15

42.44

8

298

154.3

39.6

7963

7747

40.82

Trong đó:
Cột 1: Cột nớc siêu cao HSC.
Cột 2: Mực nớc siêu cao ZSC = MNDBT + HSC.
Cột 3: Dung tích hồ ứng với mực nớc siêu cao WSC (Tra quan hệ Z~W).
Cột 4: Dung tích siêu cao (phòng lũ) Vm= WSC- WMNDBT.
Cột 5: Lu lợng xả thiết kế qua công trình qxả max.
W
xa
q max
= Q Pmax 1 sc
WL





Cột 6: Lu lợng thiết kế lớn nhất xả qua tràn.
Qtr = qxả max - .QTĐ max
Trong đó:
QTĐ max Lu lợng lớn nhất qua nhà máy thuỷ điện. QTĐ max = 269,67 m3/s.
- Hệ số sử dụng lu lợng; = (0.7ữ0,9). Chọn = 0,8.
Cột 7: Bề rộng tràn:

B=

Qtr
m 2g H 3 / 2

Với:
m - hệ số lu lợng. m = H . hd .m tc
mtc: hệ số lu lợng của đập tràn tiêu chuẩn, với đập Cơrigơ-Ôphixêrốp loại I thì
mtc = 0,49.


H

TK

H: hệ số sửa chữa do cột nớc thay đổi. H = f , H


5

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Dùng bảng tra thuỷ lực với = 450 và

H
= 1 . Ta có H = 1.
H TK

hd: Hệ số sửa chữa do thay đổi hình dạng so với mặt cắt tiêu chuẩn.

l
hd = f , ,
P1

Tra bảng = 450, = 600,

l
= 0,9 hd = 0,978.
P1

Vậy:
m = 1.0,978.0,49 = 0,479.
Việc tính toán kích thớc tràn phải thông qua tính toán kinh tế trong công tác
phòng lũ. Do không có đủ tài liệu và thời gian có hạn nên sơ bộ em chọn kích thớc
tràn dựa vào địa hình lòng sông khu vực tuyến công trình. Khi đó tổng chiều dài tràn
nớc là 70m đợc chia làm 5 khoang, mỗi khoang rộng 14m. Nh vậy kích thớc cửa van
là bìh = 14ì12m.
Từ bảng tính toán điều tiết lũ ở trên ta thấy H sc = 2m cho ta trị số B t =70m. Lu lợng xả lũ thiết kế ( p = 0,5%) là: qxả max = 8033 (m3/s). Lu lợng thiết kế qua tràn là:
Qtr = 7816,8 m3/s.
Với lu lợng xả lũ thiết kế, tra quan hệ mực nớc lu lợng đập tràn ta có mực nớc
hạ lu lớn nhất là: MNLmax = 241,4m.
2. tính toán mặt cắt đập bê tông trọng lực.

2.1 Các chỉ tiêu thiết kế.
Công trình thuộc cấp II có các chỉ tiêu thiết kế nh sau:
-

Tần suất lu lợng và mực nớc tính toán lớn nhất P% = 0,5% (Bảng P1-3, Đồ án
môn học thuỷ công ) .
-

Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất tính toán .
+ Tần suất gió lớn nhất : p = 2%.
+ Tần suất gió bình quân lớn nhất : p = 50 % .
Tại tuyến đập dòng chảy chảy theo hớng Đông Bắc - Tây Nam nên hớng gió bất
lợi nhất đối với tuyến đập là hớng gió Đông Bắc =>Vmax2% = 28,8(m/s), Vtbmax = 16,4
(m/s) .
- Mức đảm bảo tính toán của chiều cao sóng: i = 1%.
-

Hệ số vợt tải : nt = 1,2.
Hệ số điều kiện làm việc : m = 1.

6

đồ án tốt nghiệp
-

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Hệ số tin cậy : kn = 1,2.

2.2. Mặt cắt cơ bản.
2.2.1. Dạng mặt cắt.
Do đặc điểm chịu lực, mặt
cắt cơ bản của đập bê tông
trọng lực có dạng tam giác.

mnltk

H1

đáy

(1-n)B

nB

L1

s1



L2

Đỉnh của mặt cắt có cao

trình ngang với MNDGC = MNDBT + Hsc
Nh đã xác định ở phần tính toán điều tiết lũ ta có Hsc = 2m.
MNDGC = MNDBT + Hsc = 290 + 2= 292m


Chiều cao mặt cắt đập đợc xác định nh sau:
H1 = MNDGC - đáy = 292 224 = 68m

đáy cao trình đáy sông.
Chiều rộng đáy đập bao gồm đoạn hình chiếu của mái thợng lu là nB và đoạn
hình chiếu của mái hạ lu (1-n)B. Trị số n có thể chọn theo kinh nghiệm n = (0ữ0.1).
Chọn n = 0 (mái thợng lu thẳng đứng).
2.2.2 Xác định chiều rộng đáy đập.
a)
Theo điều kiện ổn định.
Chiều rộng đáy đập đợc xác định theo công thức (8-11) trang 216 sách giáo trình
thuỷ công tập 1.
B = Kc

H1


f ì 1 + n 1
n


Trong đó:
- H1: Chiều cao mặt cắt cơ bản đã xác định ở trên H1 = 68m
- f: Hệ số ma sát giữa đập và nền = 0,55ữ0,75 với nền đá tơng đối tốt nh TĐ
Đồng Nai 5 ta lấy f = 0,7.
- n: Dung trọng của nớc = 1(T/m3)
7