Tải bản đầy đủ
Dự báo chương trình phát triển nguồn điện toàn quốc

Dự báo chương trình phát triển nguồn điện toàn quốc

Tải bản đầy đủ

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Nằm trong chơng trình phát triển nguồn điện toàn quốc, dự án thuỷ điện Đồng Nai
5 đợc xây dựng nhằm khai thác tiềm năng thuỷ điện của thợng nguồn sông Đồng Nai
(một lu vực sông có trữ năng thuỷ điện lớn của nớc ta). Dự án đợc xây dựng và khai
thác nhằm mục đích cung cấp bổ xung công suất và điện năng cho phụ tải Miền Nam
nói riêng và luới điện toàn quốc nói chung, đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng trong
giai đoạn 2010 và các năm sau đó.

chơng II: TàI liệu cơ bản.
1.Tài liệu địa hình, địa chất tuyến công trình.
Việc mô tả điều kiện địa chất công trình chỉ giới hạn trong phạm vi phân bố tuyến
chọn 1A.
1.1. Đặc điểm địa hình khu vực.
Khu vực công trình thuộc trung lu sông Đồng Nai với địa hình phân cắt sâu và
rừng rậm rạp.
Bờ phải khu đầu mối và một phần lòng hồ thuộc xã Đắksin huyện Đắk Rlấp tỉnh
Đắk Nông, giữa lòng hồ thuộc xã Đạo Nghĩa huyện Đắk Rlấp tỉnh Đắk Nông, cuối
lòng hồ giáp nhà máy Đồng Nai 4 thuộc xã Đắk Nia huyện Đẵk Nông tỉnh Đăk Nông.
Trong khu vực công trình, rừng đợc giao cho dân quản lí, thực phủ chủ yếu gỗ và
và tre nứa, thuộc rừng phòng hộ.
Tuyến 1A thuốc xã Lộc Bắc, lòng hồ thuộc xã Lộc Bắc và xã Lộc Bảo huyện Bảo
Lâm tỉnh Lâm Đồng. Thực phủ chủ yếu là rừng già gồm cây gỗ và tre nứa. Trong khu
vực công trình đầu mối và lòng hồ không có dân c
1.2.Địa chất công trình.
Công tác khảo sát địa chất công trình bao gồm công tác đo vẽ bản đồ địa chất - địa
chất công trình tỉ lệ 50000, khoan, đào, thí nghiệm thấm hiện tợng, lấy mẫu thí nghiệm
trong phòng và công tác thăm dò địa vật lý.
Về mặt địa hình, công trình Đồng Nai 5 đặt ở hạ lu của tổ hợp thuỷ điện Đồng Nai
3, 4, tại đây thung lũng cắt qua các vùng đồi núi có cao độ từ 500 đến 700. Thung lũng
tại vị trí công trình có cao độ khoảng 230m. Hai bờ sông tơng đối dốc, độ dốc bờ phải
khoảng 400, bờ trái khoảng 300. Trong phạm vi khu đầu mối và hồ chứa, Sông Đồng
Nai chảy chủ yếu theo hớng Đông Bắc Tây Nam.
8

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Đặc điểm địa hình có thể phân chia thành 2 dạng rõ rệt: Phân cao độ thấp hơn 450
m chủ yếu là các sờn dốc với độ dốc 25-450 và bị phân cắt mạnh phủ bởi đất đá của cát
bột kết hệ tầng La Ngà. Nối tiếp lên phần cao hơn 450m; địa hình tơng đối thoải phân
bố đất đá của trầm tích phun trào BaZan.
Về mặt cấu tạo địa chất, khu vực nằm ở phía Tây đới hoạt hoá Mêzôzô muộn
-kainôzôi Đà Lạt, trải qua các thời kì do chuyển động thăng trầm, tích tụ và hoạt động
macma, đã hình thành nên cột địa tầng tơng đối đa dạng. Đá cổ nhất trong khu vực là
đá cát bột kết xen kẹp phiến sét hệ tầng La Ngà, chúng phân bố hầu hết khu hồ chứa và
các công trình đầu mối. Đá bị uốn nếp mạnh có đờng phơng khá ổn định phơng Đông
Bắc Tây Nam với góc cắm 50-700 tạo thành các nếp lồi, nếp lõm. Các đá của hệ
thống La Ngà bị đá xâm thực granít phân cắt nên chúng bị biến chất nhiệt với mức độ
trung bình, do đó có thể dự báo ở phần dới sâu của đất đá La Ngà có thể phân bố rộng
rãi loại đá xâm nhập này. Ngoài ra chúng còn bị các mạch anđezit xuyên cắt.
Khu vực công trình nằm cách đứt gây sâu Tuy Hoà - Củ Chi khoảng 1 km. Theo
bản đồ phân vùng động đất của viện vật lí địa cầu lập năm 2003, khu vực công trình
nằm trong vùng có cấp động đất là 7.
Điều kiện địa chất thuỷ văn với đặc điểm có tầng chứa nớc trong bồi tích, tàn tích
và đá nứt nẻ. Quan hệ thuỷ lực giữa các tầng chứa nớc rất chặt chẽ (do không có tầng
cách nớc rõ rệt). Mực nớc dới đất thờng thay đổi lớn theo mùa, về mùa ma mực nớc
nằm cách mặt đất 5 10m, về mùa khô 10 25m, bờ phải đập chính tuyến 1A mực
nớc sâu hơn 60m. Nớc dới đất thuộc loại Bicacbonat Canxi, Natri kali với độ khoáng
hoá 154mg/l, nớc có tính ăn mòn yếu đối với bê tông về chỉ tiêu HCO3-.
Nền của toàn bộ tuyến 1A nằm trên đá hệ tầng La Nga, đá cứng chắc có cờng độ
cao. Bề dày tầng phủ bề trái là 22m, biến thiên từ 15-30m, trong đó 5-17 là edQ, 3-5m
1A1, 7-10m 1A2. Bề dày tầng phủ bờ phải là 11m, biến thiên từ 10-12m, trong đó 2-3m
là edQ, 2-3m 1A1, 6-8m 1A2. Trong khi chiều dày đới IB ở vai trái từ 6-10m thì ở vai
phải từ 10-30m. Hệ số thấm của vai phải cũng lớn hơn rất nhiều vai trái do nứt nẻ
mạnh. Đới đá tơi ở vai bờ trái cũng ít nứt nẻ hơn và hệ số thấm cũng nhỏ hơn rất nhiều.
Điều này cho thấy rằng trong khi bờ trái cần phải bóc bỏ tầng phủ nhiều thì bờ phải lại
phải coi trọng sử lý nền (kể cả vấn đề trợt mái dốc đào).
Phần lòng sông nền đập đợc đặt trên nền đá tốt thuộc đới IB với chiều dày khoảng
5m, dới là đới IIA, IIB. Bề mặt đới IB thờng lộ ra tại những nơi đá nhô cao, còn tại các
hẻm, hốc thờng tích tụ các vật liệu thô.
1.3. Vật liệu địa phơng.
9

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Các mỏ vật liệu dùng cho công trình nhìn chung là thuận lợi trừ mỏ cát do khoảng
cách tơng đối xa.
- Để đắp đập và các bộ phận chống thấm sử dụng đất sờn tàn tích trên nền đá cát
bột kết cách công trình 1 đến 2 Km. Chỉ tiêu đất dắp nh sau: dung trọng khô 1,56
g/cm3, độ ẩm đất đắp 19%, cờng độ chống cắt ở trạng thái bão hoà ( = 180, lực
dính C = 0,2 Kg/cm3); hệ số thấm k = 1.10-5 cm/s.
- Vật liệu đá phục vụ công trình dự kiến khai thác đá bazan phân bố ở bờ phải sông
Đồng Nai. Nên sử dụng mỏ đá A để đắp đập hoặc lam dăm bê tông cho các phơng án tuyến vì mỏ A có trữ lợng lớn, đá bazan đặc xít lộ ra trên diện rộng nên
việc bóc bỏ tầng phủ hông đáng kể. Bên cạnh đó, mỏ A nằm bên đờng quốc lộ
vào công trình cách tuyến 1A khoảng 10 12 Km. Đá Bazan đặc xít cứng chắc
có cờng độ kháng nén 900 1000 kg/cm 2, đáp ứng đợc mọi yêu cầu kỹ thuật
cho các công trình thuỷ công. Xem xét các mỏ đá cát bột kết trong khu vực công
trình là không khả thi vì chiều dày tầng phủ quá lớn (khoảng 20-25m).
- Cát làm cốt liệu bê tông trong công trình phân bố rất dải rác không đáng kể, chất
lợng kém. Mỏ cát có chất lợng tốt đề nghị sử dụng mỏ cát tiên cách công trình
khoảng 100 km, phân bố ở hạ lu sông Đồng Nai. Mỏ cát này trớc đây đã đợc
khảo sát và khai thác phục vụ công trình thuỷ điện Thác Mơ.
2. Tài liệu cơ bản dùng trong tính toán.
2.1. Tài liệu địa hình.
Bảng 1.1. Quan hệ F = f(z) và W = f(z) hồ chứa Đồng Nai 5 tuyến 1A
Z
W
Z
W

m
225
6 3
10 m
0
m
275
6 3
10 m 59,13

230
0,12
280
75,44

235 240
245
250 255 260 265 270
1.2 3,45 6,88 11,63 17,48 24,39 33,27 44,94
285 290
295
300
93,81 114,68 138,39 164,95

Bảng 1.2. Quan hệ Q = f(Zhl) nhà máy thuỷ điện tuyến 1A
Q

m3/s

Z

m

Q

m3/s

Z

m

12

37

73

118

173

236

309

390

222,36 223,14 223,90 224,58 225,23 225,85 226,55 227,15
461

552

665

804

956

1119

1295

1481

227,60 228,09 228,59 229,12 229,67 230,21 230,75 231,27
10

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

2.2. Tài liệu thuỷ văn.
Dòng chảy đến tuyến công trình thuỷ điện Đồng Nai 5 bao gồm:
- Dòng chảy trung bình tháng qua nhà máy thuỷ điện Đồng Nai 4 của một liệt năm
từ năm 1978 2003 cho ở bảng 1.9.
- Chuỗi dòng chảy trung bình tháng bổ xung bởi lu vực khu giữa hai dự án thuỷ
điện Đồng Nai 4 và 5 cho ở bảng 1.10.
2.3. Tài liệu về khí tợng.
2.3.1. Nhiệt độ không khí.
Các đặc trng về nhiệt độ trung bình tháng, năm cao nhất, thấp nhất của một số
trạm trên lu vực đợc cho ở bảng sau:
Bảng 1.3. Nhiệt độ trung bình, cao nhất, thấp nhất tuyệt đối (0C)
Tháng Đà Lạt Liên Khơng Bảo Lộc Đak Nông Phớc Long
I
15.7
20
19.3
20.2
23.6
II
16.9
20.8
20.6
21.4
25
III
17.9
21.8
21.7
23.1
26.7
IV
18.9
22.4
22.6
24
27.4
V
19.2
22.4
22.9
23.9
26.8
VI
19
21.9
22.4
23.3
25.8
VII
18.6
21.1
21.9
22.9
25.4
VIII
18.5
21
21.7
22.7
25
IX
18.3
21.3
21.7
22.7
25
X
18.1
21
21.6
22.5
24.8
XI
17.1
20.5
20.8
21.8
24.3
XII
16.3
20
19.8
20.5
23.1
TB
17.9
21.2
21.4
22.4
25.2
Max 29.4
30.8
33.6
36.6
23.5
Min
4.1
9.4
4.5
7.6
13

Trị An
26.3
28.3
28.1
29.3
28.5
26.8
26.5
26.5
26.4
26.3
26.2
25.5
27.1
38
16.8

2.3.2. Tốc độ gió.
Bảng 1.4. tốc độ gió lớn nhất 8 hớng (m/s) trạm Đăk Nông
P%
N
NE
E
SE

1
21.0
31.3
21.1
24.3

2
19.4
28.8
20.0
21.9

4.0
17.8
26.4
17.9
19.5
11

10
15.7
23.0
15.0
16.2

50
11.4
16.4
9.3
9.6

đồ án tốt nghiệp
S
SW
W
NWW

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
23.5
32.6
22.9
22.3

21.2
29.5
21.1
20.3

18.9
26.5
19.3
18.4

15.9
22.4
16.8
15.7

9.8
14.2
11.9
10.5

2.3.3. Ma.
Nằm trong vùng nhiệt đới, lu vực chịu ảnh hởng chính của 2 cơ chế gió mùa: gió
mùa mùa hạ và gió mùa mùa đông, nên ma đợc phân thành 2 mùa rõ rệt, mùa ma trùng
mùa gió mùa mùa hạ (Tây Nam) từ tháng V đến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến
tháng IV năm sau.
Lợng ma trong mùa ma chiếm 80 90% lợng ma toàn năm, số ngày ma trong
các tháng mùa ma từ 20 25 ngày, tổng số ngày ma trong năm khoảng 150 190
ngày.
2.3.4. Bốc hơi.
Phân phối trong năm lợng tổn thất bốc hơi gia tăng đợc xác định theo mô hình
phân phối bốc hơi trung bình của thùng GGI 3000 đặt tại bè nổi hồ Trị An từ năm 1991
1993. Kết quả tính toán đợc chỉ ra trong bảng sau:
Bảng 1.5. phân phối tổn thất bốc hơi gia tăng trong năm.
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII IX

X

% năm

9.89 9.26 10.74 10.01 10.27 7.25 6.41 5.89 5.68 7.21 8.42 8.97 100

Z(mm) 50.7 47.5 55.1 51.4 52.7 37.2 32.9 30.2 29.1 37

XI

XII

43.2 46

Năm
513

2.3.5. Tài liệu bồi lắng.
Bảng 1.6. Đánh giá phù sa lắng đọng cho hoạt động hồ chứa

Hồ
Đồng Nai 5 (i)
Từ Đồng Nai 4 (ii)
Tổng của (i) và (ii)

Tổng lợng
Tổng lợng phù Tổng phù sa lắng
Tỉ lệ giữ
phù sa năm
sa lắng đọng
đọng 100 năm
lại (%)
6
3
6
3
(10 m )
năm (10 m )
(106 m3)
0.329
0.006
0.335

63

12

0.211

21,1

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

2.3.6. Quan hệ mực nớc lu lợng.
Quan hệ mực nớc lu lợng tại các vị trí tính toán đợc xác định bằng mô hình HEC
RAS. Kết quả tính toán đợc chỉ ra trong bảng sau:
Bảng 1.7. Quan hệ mực nớc lu lợng tại các vị trí tính toán đập tràn tuyến1A
H

m 222.3 223 224 225 226 227 228 229 230

Q m/s
H

m

0

231

232

233

234

32.6 79.6 154 252 370 535 774 1057 1385 1792 2252 2764

235 236 237 238 239 240 241 242 243

244

245

246

Q m/s 3326 3948 4619 5332 6083 6873 7694 8553 9445 10374 11343 12346

Chơng 3: tính toán thuỷ văn
1. Tính toán phân mùa dựa trên lu lợng bình quân tháng.
Theo tài liệu thuỷ văn từ dòng chảy bình quân tháng ta tính ra lu lợng bình quân
năm, so sánh xem tháng nào có lu lợng bình quân tháng lớn hơn lu lợng bình quân năm
và trong cả liệt năm có trên 50% năm đều lớn hơn bình quân năm thì là tháng lũ, còn
lại là tháng kiệt. Dựa trên các lũ, kiệt phân chia ra mùa lũ là mùa có các tháng lũ liên
tiếp nhau, còn lại là mùa kiệt.
Kết quả phân mùa cho trạm thuỷ điện Đồng Nai 5 nh sau: Một năm thuỷ văn bắt
đầu từ tháng 7 năm dơng lịch này sang tháng 6 năm sau.
Số tháng mùa lũ: 5 tháng ( Tháng VII, VIII, IX, X, XI ).
13

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Số tháng mùa kiệt: 7 tháng ( Tháng XII, I, II, III, IV, V, VI ).
2. Tài liệu lũ.
Tài liệu lũ là một số liệu quan trọng dùng trong thiết kế công trình thuỷ công, thiết
kế đập tràn cũng nh các công trình khác trên sông Đồng Nai. Lu lợng đỉnh lũ thiết kế
đợc xác định theo một số phơng pháp gián tiếp nh tổng hợp địa lý, các công thức kinh
nghiệm, đờng lu lợng đơn vị... Đối với công trình Đồng Nai 5 là công trình phái dới của
công trình thuỷ điện Đại Ninh, Đồng Nai 3, 4 vì vậy có xét thêm khả năng làm giảm
đỉnh lũ của các công trình này đối với công trình Đồng Nai 5. Kết quả tính toán lu lợng
đỉnh lũ thiết kế tại các tuyến đập 1A trạm thuỷ điện Đồng Nai 5 nh sau:
Bảng 1.8. Lu lợng đỉnh lũ (m3/s)
P%

0.1

0.5

1

3

5

10

Đập 1A

11300

8320

6910

5000

4290

3370

Bảng 1.9. Dòng chảy trung bình tháng qua nhà máy thuỷ điện Đồng Nai 4.
Năm
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988

I
65.3
70.7
73.3
76.3
70.0
66.9
74.3
66.0
66.2
68.2
68.0

II
64.7
70.4
72.9
75.9
69.4
66.4
73.6
65.5
65.7
67.5
67.5

III
64.8
70.3
72.7
75.3
69.3
66.1
73.4
65.5
65.4
67.3
67.3

IV
64.8
70.4
72.7
75.3
69.7
66.1
73.7
65.9
65.4
67.2
67.4

V
65.4
71.2
73.5
76.0
69.7
66.3
74.7
67.3
66.5
67.6
67.7

VI
66.7
82.1
77.2
80.9
71.3
68.3
77.0
70.0
67.5
69.5
69.8

VII VIII IX
X
XI
64.1 93.7 96.8 95.6 86.6
99.5 101.8 94.2 97.1 91.7
86.0 88.6 95.0 92.6 89.1
80.2 88.0 85.2 86.1 81.3
76.4 77.0 84.5 76.9 73.7
78.0 89.6 86.8 93.9 85.6
77.5 105.5 102.2 100.9 72.8
70.5 72.1 74.2 75.4 69.9
77.9 105.1 101.9 101.5 95.2
73.6 77.4 79.2 76.5 72.4
64.5 65.3 67.1 71.3 66.6
14

XII
72.0
74.6
78.0
71.8
68.2
75.5
67.2
67.8
69.9
69.3
62.3

TB
78.9
81.9
80.2
76.2
74.4
78.4
75.1
74.1
75.2
69.2
67.2