Giáo trình kỹ thuật tưới tiêu nước

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM HỒNG ĐỨC LIÊN GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT TƯỚI TIÊU NƯỚC NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP - 2020 ii LỜI NĨI ĐẦU Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng dạy học tập giáo viên sinh viên thuộc ngành Kỹ thuật sở hạ tầng, Cơ khí nơng nghiệp trƣờng đại học kỹ thuật, biên soạn giáo trình “KỸ THUẬT TƢỚI TIÊU” Theo đề cƣơng học phần đƣợc Học viện Nông nghiệp Việt Nam phê duyệt, với khối lƣợng tín (credits) Giáo trình đƣợc trình bày ngắn gọn, dễ hiểu, đề cập nội dung trọng tâm môn học: Khái niệm tƣới - tiêu nƣớc nơng nghiệp; Vai trị nƣớc trồng, mối quan hệ đất, nƣớc trồng; Xác định nhu cầu chế độ tƣới nƣớc cho trồng; Tính tốn, thiết kế hệ thống tƣới, tiêu nƣớc vấn đề quản lý khai thác hệ thống tƣới nƣớc, tiêu nƣớc cho trồng Trong chƣơng giáo trình có đƣa thêm phần ví dụ, câu hỏi ơn tập, tập thực hành để củng cố lý thuyết Ngồi ra, sách dùng làm tài liệu học tập, tham khảo cho sinh viên ngành khác thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam Đại học khác, sinh viên hệ cao đẳng kỹ thuật khí, nơng hóa thổ nhƣỡng Tuy nhiên, trình độ có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong đƣợc độc giả phê bình góp ý Tác giả xin chân thành cảm ơn đóng góp ý kiến độc giả! Hà Nội, tháng 02 năm 2020 Tác giả Hồng Đức Liên iii MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU iii MỤC LỤC .iv Chƣơng KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TƢỚI, TIÊU NƢỚC TRONG NÔNG NGHIỆP 1.1 MỞ ĐẦU, GIỚI THIỆU MÔN HỌC 1.1.1 Mở đầu 1.1.2 Giới thiệu môn học 1.2 LỊCH SỬ MÔN HỌC 1.3 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TƢỚI - TIÊU NƢỚC TRONG NÔNG NGHIỆP 1.3.1 Khái niệm tƣới - tiêu nƣớc cho trồng 1.3.2 Dung trọng khô đất 1.3.3 Độ ẩm đất 1.3.4 Lớp nƣớc tƣơng đƣơng CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG Chƣơng QUAN HỆ GIỮA ĐẤT, NƢỚC VÀ CÂY TRỒNG 2.1 CẤU TRÖC VÀ PHÂN LOẠI ĐẤT 2.2 PHÂN LOẠI NƢỚC TRONG ĐẤT 2.3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY TRỒNG 2.3.1 Thời kỳ gieo trồng 2.3.2 Thời kỳ phát triển 2.3.3 Thời kỳ hoa, kết trái 2.3.4 Thời kỳ thu hoạch 2.4 VAI TRÕ CỦA NƢỚC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG, MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐẤT, NƢỚC VÀ CÂY TRỒNG 10 2.5 CÂN BẰNG NƢỚC TRONG ĐẤT CÓ CÂY TRỒNG 11 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 13 Chƣơng NHU CẦU NƢỚC VÀ CHẾ ĐỘ TƢỚI CHO CÂY TRỒNG 14 3.1 XÁC ĐỊNH NHU CẦU NƢỚC 14 3.1.1 Nhu cầu nƣớc 14 3.1.2 Phƣơng pháp xác định nhu cầu nƣớc 15 3.2 CHẾ ĐỘ TƢỚI NƢỚC CHO CÂY TRỒNG 17 3.2.1 Khái niệm yếu tố ảnh hƣởng đến chế độ tƣới 17 3.2.2 Thời gian tƣới 17 3.2.3 Tiêu chuẩn tƣới (Mức tƣới) 20 iv 3.2.4 Số lần tƣới 21 3.2.5 Hệ số tƣới 22 BÀI TẬP VÀ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 22 Chƣơng HỆ THỐNG TƢỚI CHO CÂY TRỒNG 24 4.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 24 4.1.1 Nhiệm vụ hệ thống tƣới 24 4.1.2 Nguồn nƣớc tƣới 24 4.1.3 Phân loại hệ thống tƣới 25 4.1.4 Lƣu lƣợng, cột nƣớc tƣới thiết kế yếu tố ảnh hƣởng 26 4.2 PHƢƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT TƢỚI 27 4.2.1 Phƣơng pháp kỹ thuật tƣới mặt 28 4.2.2 Phƣơng pháp kỹ thuật tƣới phun mƣa 32 4.2.3 Phƣơng pháp kỹ thuật tƣới nhỏ giọt 41 4.2.4 Phƣơng pháp kỹ thuật tƣới ngầm 45 4.3 HỆ THỐNG TƢỚI 45 THỰC HÀNH 49 BÀI TẬP VÀ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 51 Chƣơng HỆ THỐNG TIÊU NƢỚC 54 5.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 54 5.1.1 Nhiệm vụ hệ thống tiêu nƣớc 54 5.1.2 Phân loại hệ thống tiêu nƣớc 54 5.1.3 Nguyên tắc bố trí hệ thống tiêu nƣớc 55 5.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TIÊU NƢỚC 55 5.2.1 Tính tốn hệ số tiêu thiết kế 55 5.2.2 Tính tốn lƣu lƣợng tiêu thiết kế 56 5.2.3 Thiết kế hệ thống tiêu nƣớc mặt 63 5.2.4 Thiết kế hệ thống tiêu nƣớc ngầm 66 5.2.5 Thiết kế hệ thống tiêu bao lái lũ 73 BÀI TẬP VÀ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 75 Chƣơng QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC HỆ THỐNG TƢỚI TIÊU NƢỚC 80 6.1 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC 80 6.1.1 Mục đích cơng tác quản lý khai thác hệ thống tƣới tiêu nƣớc 80 6.1.2 Nhiệm vụ công tác quản lý khai thác hệ thống tƣới tiêu nƣớc 80 6.2 CÁC VẤN ĐỀ QUẢN LÝ KHAI THÁC HỆ THỐNG TƢỚI NƢỚC 81 6.2.1 Giai đoạn ba năm 81 6.2.2 Giai đoạn sau 83 v 6.3 CÁC VẤN ĐỀ QUẢN LÝ KHAI THÁC HỆ THỐNG TIÊU NƢỚC 86 6.4 VẬN HÀNH VÀ XỬ LÝ MỘT SỐ SỰ CỐ Ở TRẠM BƠM 88 6.4.1 Vận hành bình thƣờng 88 6.4.2 Vận hành hỏng hóc, cố 90 6.4.3 Một số cố thƣờng gặp 90 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 92 PHỤ LỤC 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 vi Chƣơng KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TƢỚI, TIÊU NƢỚC TRONG NÔNG NGHIỆP Mục tiêu: Giúp sinh viên nắm nội dung học phần, lịch sử hình thành học phần khái niệm tưới tiêu nước nông nghiệp 1.1 MỞ ĐẦU, GIỚI THIỆU MÔN HỌC 1.1.1 Mở đầu Từ xa xƣa, nhân dân ta đúc kết bốn yếu tố quan trọng sản xuất nông nghiệp: nƣớc - phân - cần - giống, nƣớc yếu tố quan trọng hàng đầu, đất cần phải có nƣớc trì sống cho vi sinh vật đất, bảo tồn độ phì nhiêu, tơi xốp đất trồng, hòa tan dƣỡng chất giúp trồng hút đƣợc thức ăn để sinh trƣởng phát triển Nƣớc giúp cho cân nhiệt độ ẩm đất vùng khơng khí gần đất Trong trồng, nƣớc chiếm 70% trọng lƣợng Tuy nhiên, nƣớc thiên nhiên lại phân bố không theo không gian thời gian, phân bố thƣờng không phù hợp với nhu cầu nƣớc trồng, đặc biệt điều kiện khai thác đất để thâm canh tăng vụ sản xuất nông nghiệp tiên tiến Vì vậy, việc kiểm sốt điều chỉnh sử dụng nƣớc cách hợp lý hiệu góp phần nâng cao suất trồng, hạ giá thành đơn vị sản phẩm nơng nghiệp, sở khoa học mục đích học phần Kỹ thuật tƣới tiêu 1.1.2 Giới thiệu môn học Kỹ thuật tƣới tiêu (Irrigation Technique) học phần chuyên môn cho chuyên ngành Cơ sở vật chất hạ tầng, Cơ khí nơng nghiệp, Ngồi ra, cịn tài liệu tham khảo cho ngành khoa học Cây trồng, Mơi trƣờng, Khoa học đất, Khí tƣợng Địa chất, Thủy văn Giáo trình đƣợc biên soạn với thời lƣợng học phần tín đƣợc chia thành chƣơng: Chƣơng1: Khái niệm tƣới - tiêu nƣớc nông nghiệp; Chƣơng 2: Quan hệ đất, nƣớc trồng; Chƣơng 3: Nhu cầu nƣớc chế độ tƣới nƣớc cho trồng; Chƣơng 4: Hệ thống tƣới nƣớc; Chƣơng 5: Hệ thống tiêu nƣớc; Chƣơng 6: Quản lý khai thác hệ thống tƣới tiêu nƣớc Đối tƣợng học phần: Nghiên cứu đất, trồng kỹ thuật tƣới tiêu cho trồng nông nghiệp Mục tiêu học phần: Cung cấp kiến thức cần thiết kỹ thuật kiểm soát, điều chỉnh sử dụng nƣớc tƣới, tiêu cách hợp lý, khoa học hiệu quả, góp phần nâng cao suất trồng, hạ giá thành đơn vị sản phẩm nông nghiệp 1.2 LỊCH SỬ MƠN HỌC Sự hình thành ngành thủy lợi lịch sử dân tộc đƣợc mục đích phục vụ nơng nghiệp Thời tiền sử, ngƣời hoàn toàn lệ thuộc vào thiên nhiên, họ coi thiên nhiên đấng tối cao, khống chế hoạt động ngƣời Nhƣng dần dần, trình sinh tồn phát triển, ngƣời buộc phải đấu tranh với thiên nhiên để giành lấy sống, tìm cách bổ sung khiếm khuyết tự nhiên, liên quan đến tƣới tiêu nƣớc cho trồng sinh trƣởng phát triển Cách hàng nghìn năm, ngƣời biết đắp đập, xây hồ, đào giếng, khơi dòng để dẫn nƣớc tƣới ruộng Khoảng 2.000 năm trƣớc Công nguyên, ngƣời Ai Cập hạ lƣu sông Nin xây dựng hồ chứa nƣớc để tƣới cho cánh đồng lúa Vƣờn treo Babilon - bảy kỳ quan nhân loại - với hệ thống tƣới cầu kỳ minh chứng cho sáng tạo kỳ vỹ hệ thống tƣới - tiêu ngƣời cổ xƣa Ở Trung Quốc - đời nhà Đƣờng (thế kỷ thứ VII) đào kênh dài 1.100km để lấy nƣớc tƣới vận tải đƣờng thủy Ngƣời dân lƣu vực sông Lƣỡng Hà sông Hằng biết làm thủy lợi Việc tƣới nƣớc cho trồng nhân rộng từ Ai Cập, Trung Quốc, Ấn Độ sang phƣơng Tây Dẫn nƣớc tƣới đƣợc phát triển sớm Angieri, Tunizi vùng Bắc Phi Tuy nhiên, thời kỳ sơ khai nghiệp thủy nơng nêu mang nặng tính tự phát tính kinh nghiệm mà chƣa có sở khoa học, sở lý luận Cơ sở lý luận ban đầu khoa học thủy nơng đƣợc hình thành khoảng đầu kỷ XVIII Năm 1738, nhà bác học Nga Lômônôxốp đề cập đến phƣơng pháp tƣới tiêu đầm lầy (trong tác phẩm “Nền kinh tế Liflianxcia”); Năm 1914, nhà bác học Nga Macximốp xuất sách lý luận tƣới nƣớc năm 1919, Viện sĩ Côtchicôp xuất sách “Các thành phần tính tốn chủ yếu mạng lƣới tƣới nƣớc vấn đề cần nghiên cứu” Cùng với nhiều nhà khoa học khác, Cơpchicơp có nhiều công sức việc nghiên cứu, xây dựng sở lý thuyết cho lĩnh vực khoa học thủy nông góp phần cho lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhƣ ngày Lĩnh vực khoa học Thủy nơng nói chung, Kỹ thuật tƣới tiêu nói riêng đƣợc giảng dạy hầu hết quốc gia Ở Việt Nam, nghiệp phát triển Thủy nơng đƣợc hình thành từ xa xƣa, Thời Cao Biền cho nổ đá khai sông, đào kênh Sơn, kênh Sắt Nghệ An kết sức lao động nhân dân ta đấu tranh với thiên nhiên để sinh tồn Năm 983, Lê Hồn cho đào sơng Đồng Cỏ, Bà Hịa Thanh Hóa; Năm 1029, Lý Thái Tơng cho đào sơng An Nãi, Thanh Hóa, Thời Trần Thái Tơng đào sơng Hào, sơng Trầm (Thanh Hóa), sơng Thiên Đức (sông Đuống) để phân lũ sông Hồng lấy nƣớc tƣới Từ kỷ XVI đến trƣớc Cách mạng tháng tám 1945, có 10 cơng trình thủy nông quan trọng đƣợc xây dựng Tuy nhiên, từ sau ngày hịa bình lập lại 1954, Nhà nƣớc đầu tƣ khơi phục, xây dựng nhiều cơng trình thủy nông nƣớc Hệ thống thủy nông Bắc Hƣng - Hải thí dụ điển hình kỹ thuật tƣới tiêu miền Bắc năm 19601970 Sau năm 1975, nƣớc thống nhất, nghiệp xây dựng, phát triển thủy nông đƣợc đẩy lên tầm cao số lƣợng chất lƣợng Nhiều công trình thủy lợi lớn nhƣ: Hồ điều tiết Dầu Tiếng (Tây Ninh), Hồ Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh) Cơng trình Thủy lợi - Thủy điện Hịa Bình, Sơn La (trên sông Đà), Trị An (trên sông Đồng Nai) khai thác tổng hợp nguồn nƣớc: vừa phát điện, vừa điều tiết nƣớc, cấp nƣớc, phịng lũ hạ du Chƣơng trình quốc gia “Kiên cố hóa kênh mƣơng” năm 2000 nâng hiệu tƣới tiêu nƣớc mạng lƣới thủy nông nƣớc ta đáng kể so với trƣớc Bƣớc sang kỷ XXI, hàng loạt công trình thủy lợi - thủy điện - phịng lũ đƣợc xây dựng nhiều địa phƣơng nhƣ: Cần Đơn (Sông Bé), Đồng Nai 3-4 (sông Đồng Nai), A Vƣơng (hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn), Chƣ Pông Kroong - Bn Khuốp (sơng Sreepok), cơng trình Cửa Đạt, Đại Thị (Na Hang), Sơn La (sông Đà) Về mặt lý thuyết, tiếp thu phát triển kỹ thuật thủy nông từ nƣớc tiên tiến giới Các luồng lý luận công nghệ từ châu Âu, Trung Quốc tổ chức quốc tế đƣợc nhiều nhà khoa học nƣớc tổng kết kế thừa phát triển Học phần “Kỹ thuật tƣới tiêu” đƣợc hình thành mơn học riêng để giảng dạy trƣờng trung cấp, đại học Nông nghiệp Thủy lợi 1.3 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TƢỚI - TIÊU NƢỚC TRONG NÔNG NGHIỆP 1.3.1 Khái niệm tƣới - tiêu nƣớc cho trồng Cây trồng cần nƣớc để sinh trƣởng phát triển Khi trồng thiếu nƣớc ta cần bổ sung nƣớc cho đất trồng hấp thu Tuy nhiên, lƣợng nƣớc đất nhiều trồng thừa nƣớc ta cần phải tiêu thoát nƣớc Tổng quát, gọi Wn lƣợng nƣớc cần cho trồng giai đoạn đó, Ws lƣợng nƣớc có đất: Wn > Ws trồng thiếu nƣớc, phải tƣới bổ sung; Wn < Ws trồng thừa nƣớc, phải tiêu nƣớc Các cơng trình tƣới - tiêu nhƣ trạm bơm, kênh dẫn, cống, đƣợc tính tốn thiết kế để thực nhiệm vụ kiểm sốt nƣớc cho nơng nghiệp gọi cơng trình thủy nơng * Đơn vị đo Đơn vị đo thể tích nƣớc lít (l), m3 Đơn vị đo lƣợng nƣớc trữ đất m3/ha, l/m2 (10 m3/ha) 1.3.2 Dung trọng khô đất Dung trọng đất (g/cm3; T/m3) trọng lƣợng đất khô trọng lƣợng đất nguyên trạng, đƣợc xác định công thức: k = Ms V Trọng lƣợng đất sấy khô (sấy 105) Trọng lƣợng đất nguyên trạng = (1.1) Thƣờng mẫu đất đƣợc lấy ống trụ tròn kim loại tích V = 100cm3 Sau đó, mẫu đất đƣợc đƣa vào tủ sấy có nhiệt độ 105oC mẫu đất có trọng lƣợng khơng đổi ms Dung trọng đất tùy theo loại độ tơi xốp đất Dung trọng đất giảm đất đƣợc tơi xốp cày bừa kỹ, ngƣợc lại đất bị nén chặt, dung trọng đất tăng lên Dung trọng số loại đất thể khe rỗng đất Hạt đất mịn dung trọng đất nhỏ Dung trọng số loại đất cho bảng 1.1 Bảng 1.1 Dung trọng số loại đất TT Loại đất Dung trọng đất (g/cm ) Đất cát 1,50-1,80 Đất thịt 1,30-1,50 Đất sét 1,10-1,30 Nguồn: Lê Anh Tuấn, 2009 1.3.3 Độ ẩm đất Độ ẩm đất biểu phần trăm lƣợng nƣớc chứa đất Độ ẩm đất tính theo phần trăm trọng lƣợng đất khơ tính theo phần trăm thể tích đất Thƣờng mẫu đất tích Vt = 100cm3 (xem mục 1.3.2) Độ ẩm tính theo trọng lƣợng đất khô: Trọng lƣợng nƣớc đất % = Trọng lƣợng đất sấy khơ 105 × 100 (1.2) Độ ẩm tính theo thể tích đất nguyên trạng: Thể tích nƣớc đất % = Thể tích đất ngun trạng × 100 (1.3) Độ ẩm tính theo độ rỗng đất: β% = Thể tích khối nƣớc đất × 100 Thể tích khe rỗng Quan hệ vàk: ×k (1.4) (1.5) Độ ẩm thích hợp trồng cạn thƣờng trùng với độ ẩm tối đa đất, độ ẩm tối thiểu giữ cho sinh trƣởng đƣợc thƣờng từ 70 đến 80% độ ẩm tối đa lƣợng nƣớc trữ đất theo bảng 1.2 PHỤ LỤC PHỤ LỤC THÔNG SỐ VẬT LÝ CỦA CÁC VẬT LIỆU THƢỜNG GẶP Tên vật liệu Lớp cách nhiệt nhơm mỏng có lớp khơng khí dày 10mm  (kg/m ) o T ( C)  (W/m.độ) C (kJ/kg.độ) -4 - - 340 - 0,0302 + 0,85 × 10 t Amian chế biến: - Loại - Loại Các tông amian Dây amian 650 900 - -3 0,087 + 0,24 × 10 t 0,816 -3 0,816 -3 0,816 -3 0,11 + 0,19 × 10 t 0,16 + 0,17 × 10 t 800 - 0,13 + 0,15 × 10 t 0,816 Nhựa đƣờng 2.120 0-30 0,6-0,74 1,67 Bêtông trộn đá vụn 2.000 1,28 0,84 Bêtông xỉ 1.500 0,7 0,8 Bông dệt vải 80 30 0,042 - Giấy thƣờng - 20 0,14 1,51 1.250 20 0,43 0,8-0,92 1.600-2.000 20 0,9-0,7 0,84 1.845 450 1,04 1,09 546 0-50 0,14-0,16 2,72 - 20-25 0,35-0,72 2,72 600 0,15 2,15 1.420 20-100 3,6-4 - 1.200-1.350 20 0,24-0,27 - 730 30-150 0,12-0,13 - - 20 0,14-0,35 0,51 - Gạch đỏ làm máy 1.800 0,77 0,88 - Gạch đỏ làm tay 1.700 0,7 0,88 1.900 0,81 0,84 - 20 0,14-0,16 - 449 100 0,191 1,21 - Nhiều thạch cao 2.000-2.700 100 0,7-2,3 - - Nhiều đá vôi 1.000-2.500 100 0,15-2,3 - - Nhiều silicat 300-1.200 100 0,08-0,23 - Thạch cao (khô, định hình) Đất sét Đất sét chịu lửa Gỗ: - Gỗ thông ngang thớ - Gỗ thông dọc thớ - Gỗ dán Than đá: - Dùng để tạo khí - Loại thƣờng, cứng Bột than đá Cactông Gạch: Gạch silicat Da Than cốc dạng bột Cáu cặn lò hơi: 93 Thạch anh kết tinh: - Ngang trục - 0,72 - - Dọc trục - 1,94 - Muội đèn 165 40 0,07-0,12 - Băng (nƣớc đá) 917 2,2 2,26 - - 0,088 - Đá phấn 2.000 50 0,9 0,92 Đá hoa 2.800 3,5 920 20 0,27 - Cát sông mịn, khô 1.520 0-160 0,03-0,38 0,8 Cát sông mịn, ẩm 1.650 20 1,13 2,09 Thủy tinh hữu - 20 0,184 - 148-198 80 0,042-0,053 1,76 1.200 0-100 0,157-0,160 1,38 - 20 0,13-0,16 1,38 1.600 0,58 1,26 Lƣu huỳnh kết tinh hình thoi - 21 0,28 0,762 Diệp thạch (đá có dầu) - 94 1,49 - 2.600-3.200 20 0,46-0,58 0,779 - Kính 2.550 0-100 0,78-0,88 0,67 - Thủy tinh thƣờng 2.500 20 0,74 - - Làm nhiệt kế 2.590 20 0,96 - - Thủy tinh thạch anh - 400 1,76 - - Nhƣ - 800 2,4 - - Nhƣ - 1.200 3,05 - 154-206 88 0,051-0,059 1,09 Sứ 2.400 95 1,04 1,09 Sứ 2.400 1.055 1,96 - Xenlulô 1.400 30 0,21 - 100 0-93 0,043-0,06 - Ebơnit 1.200 20 0,157-0,17 0,75 Xỉ lị 1.000 0,29 0,75 500 0,15 Vải gai Prafin (sáp) Các mảnh gỗ bấc khô Cao su: - Loại thƣờng, cứng - Loại mềm Đƣờng cát Mica (ngang qua lớp) Thủy tinh: Bơng thủy tinh Tơ Xỉ lị cao dạng hạt Vữa trát tƣờng: 94 - Vôi 1.600 0,7 0,84 - Cát xi măng 1.800 1,2 0,84 PHỤ LỤC BẢNG TRA HỆ SỐ NHÁM n VÀ ĐỘ NHÁM TUYỆT ĐỐI ∆ CỦA ỐNG VÀ KÊNH Giá trị độ nhám tuyệt đối ∆ (m) Hệ số nhám Thứ tự Đặc điểm lòng dẫn 1a Bề mặt nhẵn (bề mặt kim loại, kính, có tráng men, ván ghép cẩn thận bào nhẵn, mặt trát xi măng nhẵn) 0,0005 0,011 1b Mặt trơn nhẵn kim loại đen, có quét nhựa đƣờng, mặt gỗ ván bào nhẵn (có tráng nhựa không), mặt trát xi măng nhẵn 0,0005-0,001 0,011-0,013 Mặt kim loại đen điều kiện bình thƣờng chất bẩn bám vào, máng gỗ bào đặt ngang, trát xi măng không cốt thép, Tấm đá lát, lát gạch tốt tốt vừa 0,001-0,002 0,013-0,015 Máng làm ván chƣa bào, máng gỗ cũ ống gỗ có ghét bẩn, máng bê tơng có miết không, mặt không nhẵn, hỏng, chữa nhiều Đổ bê tông, xây gạch không kỹ 0,002-0,005 0,015-0,018 Kênh đắp cẩn thận đất sét, đất sét đất khác điều kiện giữ gìn tốt, mặt phủ lớp bùn lèn chặt phẳng Lịng sơng phẳng dƣới đáy khơng có cát Lịng dẫn máng bê tông (phun xi măng mặt trát cũ hủy hoại nghiêm trọng) Xây đá hộc lớn cẩn thận 0,005-0,010 0,018-0,020 Xây gạch cũ Mặt đá đƣợc gia công tốt 0,010-0,020 0,020-0,023 n=  0,2 19,6 Lịng dẫn đất thi cơng cẩn thận, vực sâu có cát bùn nhƣng dƣới đáy khơng gồ ghề rõ rệt Lịng dẫn đá gan trâu sỏi (đƣờng kính hịn sỏi < 50mm) khơng miết Lịng đẫn bê tơng có mặt ngồi nhám, xây đá hộc khơng cẩn thận Mặt xây lát làm cẩn thận, kênh đào đá thi cơng cẩn thận Lịng dẫn đá gan trâu Lòng dẫn sỏi đất dƣới đáy có đá cuội trịn Đất khai khẩn đánh thành luống Kênh đá mặt gia công đơn giản Mặt xây lát cẩn thận 0,020-0,040 0,023-0,027 Lịng dẫn có sỏi đá gan trâu điều kiện xấu Lịng dẫn có đá cuội trịn Lịng dẫn đất đá bị xói khơng đặn Mặt xây lát cũ, bị hỏng Mặt lát đá dăm có góc nhọn (mặt lát thơ) 0,040-0,080 0,027-0,031 95 PHỤ LỤC HỆ SỐ LƢU LƢỢNG CỦA ĐẬP THỰC DỤNG MẶT CẮT CẮT HÌNH THANG Độ dốc mái Hệ số lƣu lƣợng m Độ cao tƣơng đối đập S thƣợng lƣu S’ hạ lƣu H/ 2 1 H/ 2 0,5 H/ 1 3-5 0,5 0,5 0,42-0,43 0,38-0,40 0,35-0,36 2-3 0 0 0,44 0,43 0,42 0,40 0,42 0,41 0,40 0,38 0,40 0,39 0,38 0,36 1-2 10 0 0 0 10 0,42 0,41 0,40 0,38 0,39 0,37 0,35 0,40 0,39 0,38 0,36 0,37 0,35 0,34 0,38 0,37 0,36 0,35 0,35 0,34 0,33 PHỤ LỤC CÔNG THỨC CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ Tên đại lƣợng Đơn vị SI Đơn vị kỹ thuật Lƣu lƣợng khối lƣợng kg/s t/h kg/h Lực N Kg Áp suất Pa kg/cm mmH2O Ứng lực, cƣờng độ MPa kg/mm Công kJ Nhiệt Entanpi Nhiệt dung riêng, tỉ nhiệt SI  kỹ thuật Kỹ thuật  SI kg/s = 3,6 t/h kg/s = 3600 kg/h t/h = 0,2778 kg/s kg/h = 0.0002778 kg/s N = 0,1097 kg 2 1kg = 9,80665Pa 2 MPa = 10,197 kg/cm Pa = 0,10197 mmH2O 1kg/cm = 0,0980665Pa mmH2O = 9,80665MPa 2 MPa = 0,10197 kg/mm kg/mm = 9,80665MPa kgm 1J = 0,10197kgm 1kgm = 9,80665J kJ Kcal kJ = 0,2388 kcal 1kcal = 4,1816kJ kJ/kg kcal/kg kJ/kg = 0,2388 kcal/kg kcal/kg = 4,1816 kJ/kg kJ/kgC kcal/kgC kJ/kg C = 0,2388 kcal/kgC kcal/kgC = 4,1816 kJ/kgC 2 2 2 Cƣờng độ truyền nhiệt kW/m kcal/m h kW/m = 0,86 kcal/m h Suất dẫn nhiệt kW/mC kcal/mC kW/mC = 0,86 kcal/mC kcal/mC = 1,163 kW/mC Hệ số truyền nhiệt kW/m C kcal/m C kW/m2C = 0,86kcal/m C kcal/m C =1,163 kW/m C Độ nhớt động lực Pas kgs/m Sức căng bề mặt N/m kg/m 96 2 kcal/m h = 1,163 kW/m 2 2 Pa.s = 0,10197 kgs/m kg s/m = 9,80665 Pas N/m = 0,10197 kg/m kg /m = 9,80665 N/m PHỤ LỤC XÁC ĐỊNH TỔN THẤT CỤC BỘ TRONG ỐNG CÓ ÁP (1) Trị số hệ số tổn thất cục trƣờng hợp mở rộng đột ngột (Hình PL5.1)   ;     1 2g  1  v hw 2 v1 2 1 10  81 64 49 36 25 16 1 v2 2 Hình PL5.1 (2) Thu hẹp đột ngột (Hình PL5.2) hw    ;   k c 1-  ; k c  0,5 2g  1  v 2 2 1 0,00 0,10 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00  0,5 0,45 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 v1 1 v2 2 Hình PL5.2 (3) Lá chắn ống (H PL5.3)     0,707   2  v  hw  ;   1  1   2g      1  2   2 1 0,05 0,1 0,2  1070 245 51,1 18,4 8,2 4,0 2,0 0,97 0,41 0,26 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 v1 v2   0,9 1,0  Hình PL5.3 - (4) Trị số  d1 = d2 phụ thuộc góc ngoặt đột ngột ống có tiết diện trịn (Hình PL5.4) 30 Hệ số tổn thất () 0,20 40 50 60 70 80 90 0,30 0,40 0,55 0,70 0,90 1,10 D1 1  v1 v2 D2 Góc ngoặt ống (α) Hình PL5.4 97 (5) Trị số  phụ thuộc đƣờng kính ống ngoặt đột ngột với góc  = 90 (Hình PL5.5) Đƣờng kính ống d (mm) 20 Hệ số tổn thất () 1,7 25 34 39 49  1,3 1,1 1,0 0,83 d  R O Hình PL5.5 (6) Trị số  ống ngoặt dần với góc  3,5   d      0,131  0,163    o   ' o 90  R   90  ’ hệ số sức cản α = 90 d khác 2R Bảng cho ’ góc ngoặt 90 với tỷ số d 2R 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 ’ 0,13 0,14 0,16 0,21 0,29 0,44 0,66 0,98 1,41 1,98 (7) Trị số hệ số tổn thất cục  phụ thuộc theo độ mở khoá   dh c2  c d  d 8 8 8 c  1,0 0,948 0,856 0,74 0,609 0,466 0,315 0,159 ’ 0,00 0,07 0,26 0,81 2,06 5,52 17,0 97,8 dh d d (Hình PL5.6) h Hình PL5.6 (8) Trị số  van (Hình PL5.7) a) b ) Hình PL5.7 Ghi chú: a - van nhỏ, trục thẳng đứng, = 3-5,5; b - van nhỏ, có trục nghiêng,  = 1,4-1,85 98 (9) Trị số hệ số tổn thất cục  khố hình đĩa phụ thuộc góc  (Hình PL5.8) 5 10 15 20 25 30 35  0,24 0,52 0,90 1,54 2,51 3,91 6,22 α 40 45 50 55 60 65 70 90  1,08 18,7 32,6 58,8 118 256 751   d α Hình PL5.8 (10) Trị số tổn thất khóa phụ thuộc góc ngoặt  (Hình PL5.9) α 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55  d  0,05 0,29 0,75 1,56 3,10 5,47 9,68 17,3 31,2 52,6 106 Hình PL5.9 11) Trị số tổn thất cục của khố lề phụ thuộc góc ngoặt (Hình PL5.10) α 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15  2,3 3,2 4,6 6,6 9,5 14 20 30 42 62 92 d 1,7 Hình PL5.10 (12) Trị số hệ số  van ống có lƣới (Hình PL5.11) d = 40 70 100 150 200 300 = 12 8,5 5,2 3,7 L-íi Hình PL5.11 99 (13) Chạc ba hợp nhánh (Hình PL5.12): 1= 2 Hệ số tổn thất và' đƣợc tính theo tổn thất cột áp h n 23 dòng chất lỏng chảy từ mặt cắt 2-2 đến mặt cắt 2-3:  23   '23  h n 23 2 V 2g  h n 23 V32 2g  3  Q2 3     Q3 2  Ở đây, đƣợc cho sẵn bảng PL5.1, phụ thuộc tỷ số 2 Q (các 3 Q3 ký hiệu có ghi hình PL5-12) Bảng PL5.1 Giá trị hệ số tổn thất đối với chạc ba hợp nhánh Q2 Q3 2 3 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,09 -0,50 2,97 9,90 19,70 32,40 48,80 66,50 86,90 110,00 136,00 0,19 -0,53 0,53 2,14 4,23 7,30 11,40 15,60 20,30 25,80 31,80 0,27 -0,69 0,00 1,11 2,18 3,76 5,90 8,38 11,30 14,60 18,40 0,35 -0,65 -0,69 0,59 1,31 2,24 3,52 5,20 7,28 9,23 12,20 0,44 -0,80 -0,27 0,26 0,84 1,59 2,66 4,00 5,73 7,40 9,12 0,55 -0,83 -0,48 0,00 0,53 1,15 1,89 2,92 4,00 5,36 6,60 1,00 -0,65 -0,40 -0,24 0,10 0,50 0,83 1,13 1,47 1,86 2,30 Hệ số tổn thất  à’ đƣợc tính theo tổn thất cột áp h n13 dòng chất lỏng chảy từ mặt cắt 1-1 đến mặt cắt 3-3 (Hình PL5.12) 13  1' 3  h n13 V 2g h n13 V32 2g V1; 1; Q1 V3 ;3 ;Q3 900   3  Q2  1    Q3  Ở đây, 1-3 đƣợc cho sẵn Q bảng PL5.2, phụ thuộc tỷ số Q3 100 3 2 V2; 2; Q2 Hình PL5.12 Bảng PL5.2 Giá trị hệ số tổn thất  chạc ba hợp nhánh Q1 Q3 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0  0,7 0,64 0,60 0,65 0,75 0,85 0,92 0,96 0,99 1,00 (14) Chạc ba phân nhánh (Hình PL5.13); Hệ số tổn thất  ’ đƣợc tính theo tổn thất cột áp h n12 dòng chất lỏng chảy từ mặt cắt 1-1 đến mặt cắt 2-2: 1  h n12 V 2g ; 1'   h n12 2 V 2g   3  Q 1     Q1 2  V1; 1; Q1 V3 ;3 ;Q3 900 đây, 1-2 đƣợc cho bảng PL5.3, phụ 2 Q2 thuộc tỷ số (ký hiệu hình 1 Q1 2 V2; 2; Q2 PL5.13) Hệ số tổn thất 1-3 ’1-3 đƣợc tính theo tổn thất cột áp h n13 dịng chất lỏng chảy từ Hình PL5.13 mặt cắt 1-1 đến mặt cắt 3-3 (Hình PL5.13) Bảng PL5.3 Giá trị hệ số tổn thất  chạc ba phân nhánh Q2 Q1 2 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,09 2,80 4,50 6,00 7,88 9,40 11,10 13,00 15,80 20,00 24,70 0,19 1,41 2,00 2,50 3,20 3,97 4,95 6,50 8,45 10,80 13,30 0,27 1,37 1,81 2,30 2,83 3,40 4,07 4,80 6,00 7,18 8,90 0,35 1,10 1,54 1,90 2,35 2,73 3,22 3,80 4,32 5,28 6,53 0,44 1,22 1,45 1,67 1,89 2,11 2,38 2,58 3,04 3,84 4,75 0,55 1,09 1,20 1,40 1,59 1,65 1,77 1,94 2,20 2,68 3,30 1,00 0,90 1,00 1,13 1,20 1,40 1,50 1,60 1,80 2,06 2,30 ; 1' 3  h n13 đây,  lấy theo bảng PL5.4 phụ thuộc tỷ số Q3 Q1 13  h n13 V 2g V 2g  13  Q2  1    Q1  101 Bảng PL5.4 Giá trị hệ số tổn thất  chạc ba phân nhánh Q3 Q1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1-3 0,7 0,64 0,60 0,57 0,55 0,51 0,49 0,55 0,62 0,70 (*) Chú ý: Trị số (khi Q1 = Q3) không phù hợp với trị số  bảng PL5-2 thí nghiệm khơng xác 102 PHỤ LỤC TÍNH KÊNH HÌNH THANG  V Vn R Rn h Rn b Rln btb m0Rln m = 0,50 m = 0,75 m = 1,00 m = 1,25 m = 1,50 0,010 0,4450 0,301 0,304 30,44 52,67 53,02 55,32 59,02 62,65 0,020 0,5266 0,387 0,394 19,72 34,04 34,21 36,65 38,00 40,94 0,030 0,5799 0,446 0,460 15,32 26,38 26,46 27,54 29,33 31,57 0,040 0,6202 0,493 0,512 12,81 21,98 22,05 22,90 24,36 26,21 0,050 0,6526 0,531 0,558 11,15 19,08 19,10 19,83 21,07 22,65 0,060 0,6798 0,565 0,599 9,98 17,03 17,02 17,65 18,74 21,63 0,070 0,7032 0,594 0,636 0,908 15,45 15,41 15,96 16,93 18,17 0,080 0,7237 0,619 0,669 8,36 14,17 14,12 14,61 15,48 16,60 0,090 0,749 0,643 0,701 7,79 13,17 12,63 13,53 14,32 15,35 0,100 0,7589 0,664 0,730 7,30 12,32 12,23 12,62 13,34 14,29 0,102 0,7613 0,668 0,736 7,22 12,17 12,08 12,46 13,17 14,11 0,104 0,7643 0,672 0,741 7,14 12,02 11,93 12,31 13,01 13,93 0,106 0,7673 0,675 0,747 7,05 11,88 11,79 12,15 12,84 13,74 0,108 0,7702 0,679 0,752 6,97 11,73 11,64 12,00 12,68 13,56 0,110 0,7730 0,683 0,758 6,89 11,53 11,49 11,84 12,51 13,38 0,112 0,7758 0,687 0,763 6,82 11,45 11,36 11,71 12,36 13,22 0,114 0,7786 0,690 0,769 6,74 11,32 11,22 11,56 12,20 13,05 0,116 0,7813 0,694 0,774 6,68 11,20 11,10 11,43 12,07 12,90 0,118 0,7839 0,697 0,780 6,60 11,08 10,97 11,29 11,92 12,74 0,120 0,7865 0,701 0,785 6,54 10,96 10,86 11,17 11,79 12,60 0,122 0,7918 0,704 0,790 6,48 10,85 10,74 11,05 11,65 12,15 0,124 0,7916 0,707 0,795 6,41 10,73 10,62 10,92 11,52 12,31 0,126 0,7940 0,711 0,800 6,35 10,63 10,81 11,40 12,18 13,10 0,128 0,7965 0,714 0,805 6,29 10,51 10,41 10,70 11,28 12,04 0,130 0,7988 0,717 0,810 6,23 10,41 10,30 10,58 11,15 11,91 0,132 0,812 0,720 0,815 6,18 10,31 10,19 10,47 11,03 11,78 0,134 0,8035 0,723 0,820 6,12 10,21 10,09 10,37 10,82 11,66 0,136 0,8058 0,726 0,826 6,07 10,12 9,99 10,26 10,81 11,54 0,138 0,8080 0,729 0,830 6,01 10,02 9,90 10,16 10,70 11,42 0,140 0,8102 0,732 0,835 5,96 9,93 9,81 10,06 10,59 11,30 0,142 0,8124 0,735 0,839 5,91 9,84 9,71 9,96 10,49 11,19 0,144 0,8145 0,738 0,814 5,86 9,75 9,63 9,88 10,39 11,08 0,146 0,8166 0,741 0,845 5,81 9,67 9,54 9,78 10,29 10,98 0,148 0,8187 0,743 0,853 5,77 9,59 9,45 9,69 10,19 10,87 0,150 0,8207 0,746 0,858 5,72 9,50 9,37 9,60 10,09 10,76 103 0,152 0,8227 0,749 0,363 5,67 9,12 9,29 9,51 10,00 10,66 0,154 0,8247 0,752 0,867 5,63 9,34 9,21 9,43 9,91 10,56 0,156 0,8266 0,754 0,872 5,59 9,26 9,13 9,35 9,82 10,47 0,158 0,8286 0,757 0,876 0,55 9,19 9,05 9,27 9,73 10,37 0,160 0,8305 0,759 0,881 5,51 9,12 8,97 9,18 9,64 10,27 0,162 0,8323 0,762 0,885 5,47 9,05 8,90 9,11 9,56 10,18 0,164 0,8342 0,764 0,890 5,43 8,98 8,83 9,03 9,48 10,10 0,166 0,8360 0,767 0,894 5,39 8,91 8,76 8,96 9,40 10,01 0,168 0,8378 0,769 0,899 5,35 8,84 8,63 8,88 9,32 9,92 0,170 0,8395 0,772 0,903 5,31 8,77 8,62 8,81 9,24 9,83 0,172 0,8413 0,774 0,907 5,27 8,70 8,55 8,74 9,16 9,75 0,174 0,8430 0,776 0,911 5,24 8,64 8,49 8,67 9,09 9,67 0,176 0,8446 0,779 0,916 5,20 8,58 8,42 8,60 9,02 9,59 0,178 0,8463 0,781 0,920 5,17 8,52 8,36 8,53 8,94 9,51 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Gordon M Fair, John C Geye & Daniel A Okun (1971) Element of Water Supply and Wastwater disposal, John Wiley & Sons, Inc New York Hoàng Đức Liên & Nguyễn Thanh Nam (2001) Thủy lực cấp nƣớc nơng nghiệp Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Hoàng Đức Liên & Tống Ngọc Tuấn (2003) Kỹ thuật thiết bị xử lý chất thải bảo vệ môi trƣờng Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Hồng Đức Liên (2008) Kỹ thuật thủy khí Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Joe Middlebrooks E., Charlotte H & Middlebrooks (1982) Wastewater Stabilization Lagoon Design, Performance and Upgrading, Macmillan Publishing Co., Inc New York Карасев В.Б (1979) Насосы и Насмсосные Стации, Минск “Вышзйшая Школа” Lê Anh Tuấn (2009) Giáo trình hệ thống tƣới tiêu Đại học Cần Thơ Михайлов А.К (1977) Малюшенко В.В., Лопасные Насосы, “Москва Машиностроение” Nguyễn Thƣợng Bằng & Nguyễn Anh Tuấn (2006) Thiết kế hệ thống tƣới tiêu Nhà xuất Xây dựng Hà Nội Nguyễn Văn Bày (2000) Máy bơm Trạm bơm nông nghiệp Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Văn Dung, Ngô Thị Dung, Nguyễn Thị Giang & Vũ Thị Xuân (2016) Giáo trình tƣới tiêu nƣớc Nhà xuất Đại học Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Tài & Tạ Ngọc Cầu (1999) Thủy lực đại cƣơng Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Thanh Tùng (1981) Thủy lực cung cấp nƣớc nông nghiệp Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN (2008) Thoát nƣớc - Mạng lƣới cơng trình bên ngồi - Tiêu chuẩn thiết kế Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN (2012) Công trình Thủy lợi - Hệ thống tƣới tiêu - Cơng trình thiết kế Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN (2012) Hệ thống tƣới tiêu - Yêu cầu kỹ thuật tƣới băng - Phƣơng pháp tƣới phun mƣa Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN (2015) Cơng trình Thủy lợi - Tính tốn hệ số tiêu thiết kế Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Đỗ Hải, Ứng Quốc Dũng & Nguyễn Văn Tín (2016) Cấp thoát nƣớc Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 105 NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội Điện thoại: 0243 876 0325 - 024 6261 7649 Email: nxb@vnua.edu.vn www.nxb.vnua.edu.vn ThS ĐỖ LÊ ANH Chịu trách nhiệm xuất Giám đốc Nhà xuất ThS ĐỖ LÊ ANH Biên tập ĐINH THẾ DUY Thiết kế bìa TRẦN THỊ KIM ANH Chế vi tính ISBN: 978 - 604 - 924 -457 - NXBHVNN - 2020 In 60 cuốn, khổ 19 × 27 cm, tại: Cơng ty TNHH In Ánh Dương Địa chỉ: Bình Minh, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội Số đăng ký xuất bản: 952-2020/CXBIPH/16-01/ĐHNN Số định xuất bản: 25/QĐ - NXB - HVN, ngày 08/09/2020 In xong nộp lưu chiểu: IV - 2020