Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới đan hoài hà tây 1

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG

Hệ thống thủy nông Đan Hoài là hệ thống tưới và tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp của hai huyện Đan Phượng - Hoài Đức và hai xã thuộc huyện Từ Liêm - Hà Nội.

- Vĩ độ Bắc: Từ 20 0 57' 30" đến 21 0 08' 30"

- Kinh độ Đông: Từ 105 0 37' 30" đến 105 0 45' 00"

I.1.1.2 Giới hạn của hệ thống

- Phía Bắc: Giáp sông Hồng (Địa giới tỉnh Vĩnh phúc)

- Phía Nam: Giáp sông đào La Khê (Địa giới thành phố Hà Đông)

- Phía Đông: Giáp đường 70 (Địa giới huyện Từ Liêm thành phố Hà Nội)

- Phía Tây: Giáp sông Đáy (Địa giới huyện Phúc Thọ tỉnh Hà Tây)

I.1.1.3 Diện tích của hệ thống

Bảng: 1-1: Bảng thống kê phân bố diện tích của hai huyện

Chỉ tiêu Tổng diện Đan phượng

Diện tích tự nhiên 15.967 7.718 8.249 Trừ xã

DT tự nhiên trong hệ thống

DT canh tác trong HT hệ thống

DT canh tác năm kê

Thống kê Theo thiết kế quy hoạch năm 1972 diện tích canh tác là 9.200 và hiện tại là 7.500 ha (số liệu hợp đồng tưới của công ty KTCTTL Đan hoài với các hộ dùng nước).

I.1.1.4 Vị trí công trình đầu mối

- Trạm bơm tưới Đan Hoài, trên sông Hồng, thuộc địa phận xã Liên Hà huyện Đan Phượng, xây dựng năm 1961.

- Cống lấy nước phù sa Bá Giang, trên sông Hồng, thuộc địa phận xã Hồng Hà huyện Đan Phượng, xây dựng năm 1992.

- Công trình đầu mối tiêu: Bao gồm cống Cầu Đìa (huyện Từ Liêm), cống Cầu

Sa (huyện Hoài Đức), cống Hà Đông trên sông Nhuệ, cống Thống nhất, cống Lại

Dụ và cống Yên Nghĩa trên đê Tả Đáy.

Hệ thống thủy nông Đan Hoài nằm trong phạm vi khép kín của 4 con sông là sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ và kênh đào La Khê.

Các đê sông Hồng và sông Đáy phân chia địa hình làm hai phần:

I.1.2.1 Phần đất từ đê ra sông là vùng bãi

- Vùng bãi sông Hồng là bãi cát già ít canh tác, không thuộc phạm vi hệ thống

- Vùng bãi sông Đáy là đất canh tác màu và lúa Địa hình bằng phẳng, thấp dần theo hướng Bắc - Nam có cao độ từ +10,80 (m) đến +7,80 (m).

I.1.2.2 Phần đất từ sông vào trong đồng

Là vùng chủ yếu trồng lúa, độ dốc từ đê sông Hồng, sông Đáy về phía sông Nhuệ, sông La Khê Hướng dốc chính theo hướng Tây Bắc - Đông Nam.

Bảng 1-2: Phân bố cao độ trong khu vực

TT Bậc cao độ Diện tích tự nhiên (ha) Tỷ lệ (%)

Hệ thống thủy nông Đan Hoài được bồi đắp do phù sa sông Hồng, đã khai phá lâu năm, đất đai chủ yếu là đất thịt nhẹ, thịt pha cát, thịt pha sét và cát non.

Vùng quy hoạch có hai miền đất rõ rệt:

+ Phần ngoài đê: là bãi sông, chất đất là bồi tích cát pha thịt nhẹ Đặc điểm: độ thấm mất nước lớn, pH = 5,5 - 6,5 Đất canh tác chủ yếu là trồng rau, ngô, khoai, mía và một số ít trồng lúa.

+ Phần trong đồng: là đất phù sa đã được canh tác lâu đời, đại bộ phận là đất thịt, thịt pha cát, thịt pha cát vừa.

+ Đồng cao, đồng vàn pH = 6 - 7.

Hiện nay vùng đất này chủ yếu trồng lúa hai vụ và trồng cây vụ đông, còn lại một số ít diện tích chuyên màu.

- Trạm khí tượng: Trạm Hà Nội, Trạm Hà Đông, Trạm Sơn Tây và Trạm Thạch Thất…

Theo tài liệu quan trắc nhiều năm thì nhiệt độ trung bình nhiều năm khu vực Đan Hoài là 23,3 0 C Mùa Đông nhiệt độ trung bình 20 0 C, thấp nhất khoảng 4,5 0 C. Mùa Hè nhiệt độ trung bình 28 0 C, cao nhất 41 0 C.

Bảng 1-3: Nhiệt độ trung bình tháng, năm: Đơn vị: ( 0 C)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm 84% Những tháng mùa Xuân là thời kỳ ẩm ướt nhất trong năm, độ ẩm trung bình tháng đạt 85% Các tháng cuối mùaThu và đầu mùa Đông là thời kỳ khô hanh, độ ẩm trung bình xuống dưới 80%, thấp nhất 60%.

Bảng 1-4: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm: Đơn vị: (%)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Lượng bốc hơi bình quân nhiều năm là 816,1 (mm) Các tháng đầu mùa mưa (từ tháng V đến tháng VII) là các tháng có lượng bốc hơi lớn, tháng lớn nhất 87,6 (mm) Các tháng mùa Xuân là các tháng có lượng bốc hơi nhỏ, tháng nhỏ nhất 50,9 (mm).

Bảng 1-5: Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm: Đơn vị: (%)

I II III IV V VI VII VII

Số giờ nắng trung bình nhiều năm 1617 giờ Các tháng mùa Hè từ tháng V đến tháng X là các tháng nắng nhất trong năm (khoảng 160  200 giờ) Tháng II, III là các tháng ít nắng (khoảng 50 giờ).

Bảng 1-6: Số giờ nắng trung bình tháng, năm: Đơn vị: (h)

VIII IX X XI XII Năm

Trong khu vực có hai hướng gió thịnh hành:

+ Mùa Hè (từ tháng V đến tháng X) là gió Đông Nam Trong đó các tháng

VI ,VII, VIII thường có mưa bão Tốc độ gió lớn nhất đạt 34 (m/s).

+ Mùa Đông (từ tháng XI đến tháng IV) thường có gió Đông Bắc Mạnh nhất vào các tháng XI, XII, kéo dài từng đợt 3 đến 7 ngày, trời hanh khô Tốc độ gió trung bình là 1,8 (m).

Bảng 1-7: Tốc độ gió trung bình tháng, năm: Đơn vị: (m/s)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Nă

Hệ thống nằm sâu trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, ảnh hưởng của các cơn bão không có sức gió mạnh, mà chủ yếu chịu ảnh hưởng mưa lớn, gây úng lụt.

Trong vùng lượng mưa trung bình từ 1600 ¿ 1700 (mm) và biến đổi tương đối đều Theo số liệu thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm trong vùng như sau: Tại trạm Sơn Tây mưa trung bình nhiều năm là 1762,6 (mm) Tại trạm Thạch Thất là 1696,6 (mm) Số ngày mưa trong năm khoảng 130 ¿ 140 ngày Từ tháng VI đến tháng IX là những tháng có lượng mưa lớn nhất trong năm. Lượng mưa một ngày lớn nhất tại Sơn Tây là 508 (mm) (14/VII/1971)

Bảng 1-8: Lượng mưa trung bình tháng, năm: Đơn vị: (mm)

Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Vùng quy hoạch có đặc điểm khí tượng thủy văn là khí hậu nhiệt đới gió mùa chung của vùng đồng bằng Bắc Bộ và riêng khu vực Hà nội.

Vị trí hệ thống nằm giữa phạm vi ba trạm quan trắc Hà Nội, Hà Đông và Sơn Tây Qua nhiều năm theo dõi đối chiếu thực đo tại hệ thống, phù hợp nhất là tài liệu của trạm Hà Nội

I.1.5.1 Đặc điểm khí hậu Đặc điểm khí hậu thủy văn vùng quy hoạch chia làm hai mùa khá rõ rệt:

- Mùa khô: Từ 25/11 đến 25/4 Nhiệt độ từ 10 0 C đến 25 0 C Nắng ít, lượng mưa ít, chủ yếu mưa do gió mùa Đông Bắc.

- Mùa mưa: Từ 25/4 đến 25/11 Nhiệt độ từ 20 0 C đến 34 0 C Nắng nhiều, mưa nhiều, chủ yếu là mưa rào, mưa lớn, đồng thời với giai đoạn mưa nhiều ở thượng nguồn các sông và vùng đồng bằng Bắc Bộ.

- Các trạm thuỷ văn: Trạm Hà Nội, Trạm Sơn Tây.

TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ

Vùng quy hoạch bao gồm huyện Đan phượng, Hoài đức và một phần huyện

Từ liêm là nơi sản xuất lúa chủ yếu của tỉnh Hà Tây, có diện tích lớn và năng suất cao Ngoài ra ở đây còn là vùng trồng hoa màu và rau xanh, cung cấp thực phẩm ở ngoại thành Hà Nội Theo số liệu thống kê của hai huyện có được:

Bảng 1-12: Bảng thống kê chỉ tiêu dân số của hai huyện năm 2006

Chỉ tiêu Đơn vị Tổng Tỷ lệ Đan phượn g

Tỷ lệ tăng dân số % 1,2 1,2 1,2

Trong độ tuổi LĐ Ngườ 158.99 50 66.216 92.781

Bảng 1-13: Bảng chỉ tiêu đánh giá dân số, lao động

Chỉ tiêu Đơn vị Đan

Mật độ dân số người/km 2 1.810 2.132 1971

BQ diện tích canh tác ha/người 0,028 0,028 0,028

BQ diện tích canh tác ha/ 1 L.đ 0,058 0,054 0,056

BQ diện tích canh tác ha/1L.đ

I.2.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố các loại cây trồng và thời vụ

I.2.2.1 Cơ cấu đất đai : Theo thống kê của hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức

Bảng 1-14: Bảng thống kê cơ cấu đất đai chủ yếu năm 2005

TT Cơ cấu Đv Đan phượng

1 Diện tích tự nhiên ha 7.718 8.249 15.967

2 Diện tích thổ cư (đất ở) ha 839,5 1.312,1 2151,56

3 Diện tích chuyên dùng ha 900,36 1551,06 2451,42

- Diện tích công nghiệp ha 95,4 106,3 201,7

- Diện tích SX kinh doanh ha 106,52 107,51 214,03

4 Diện tích canh tác ha 3.900,46 5.065,77 8966,23

- Diện tích trồng lúa ha 2.360,96 3456,34 5817,3

- Diện tích chuyên màu ha 992,93 987,76 1980,69

- Diện tích trang trại ha 332,83 416,15 748,98

- Diện tích ao, đầm ha 208,29 127,04 335,33

5 Diện tích đất chưa sử dụng ha 919,74 62,62 982,36

I.2.2.2.Diện tích gieo trồng & diện tích canh tác

Bảng 1-15: Diện tích gieo trồng trong hệ thống thủy nông

Năm Đ.vị Tổng diện tích

Vụ xuân Vụ mùa Vụ đông

Lúa Màu Lúa Màu mạ Màu mạ

Bảng : 1-16: Năng suất cây trồng bình quân theo từng thời kỳ

Huyện Đan Phượng Huyện Hoài Đức

I.2.3 Các ngành sản xuất khác

Theo kế hoạch sản xuất của hai huyện, dự kiến chỉ tiêu diện tích đến năm 2010 là:

Bảng 1-17: Kế hoạch sử dụng đất đai vùng quy hoạch (đến năm 2010)

DT tự nhiên (ha) Đất nông nghiệp (ha) Đất phi nông nghiệp (ha) Đất chưa sử dụng Đất ở Đất chuyên dùng

I.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực:

Hà Tây là tỉnh giáp với thủ đô Hà Nội, trung tâm văn hóa chính trị của nước ta, hiện tại và trong tương lai Hà Tây là vùng kinh tế trọng điểm của miền Bắc Vì vậy phương hướng phát triển của cả tỉnh là tập trung thu hút đầu tư cho công nghiệp, dịch vụ, du lịch và sản xuất nông nghiệp đảm bảo an ninh lương thực Tháng 10/2006 Thị xã Hà Đông đã được chuyển thành Thành Phố Hà Đông, mở ra một hướng phát triển mới cho tỉnh Hà Tây.

Vùng quy hoạch của hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức cũng đã được định hướng khá rõ rệt:

Trong chiến lược phát triển chung của đất nước và của tỉnh Hà Tây, ở hệ thống thuỷ nông Đan Hoài tình hình sản xuất nông, công nghiệp, dịch vụ có sự chuyển dịch:

I.2.4.1 Về sản xuất nông nghiệp

Diện tích đất nông nghiệp giảm dần từ năm 2000 trở lại đây do sự phát triển của các khu công nghiệp, khu sản xuất kinh doanh dịch vụ.

(diện tích đất công nghiệp, đất sản xuất kinh doanh theo thống kê hiện tại là 415,73 (ha)) Trong đó: Đan Phượng 201,92 (ha), Hoài Đức 213,81 (ha)

Lao động nông nghiệp có xu hướng giảm mạnh, hiện tại chỉ có 84.938 lao động, chiếm 27% dân số Các khu công nghiệp đang phát triển mạnh Huyện Đan Phượng có cụm công nghiệp Phùng, cụm công nghiệp Tân Lập, Làng nghề Tân Hội huyện Hoài Đức có Khu công nghiệp An Khánh, Lại Yên thu hút 22.402 lao động, chiếm 7% dân số.

Các ngành nghề thủ công và tiểu thủ công nghiệp và làng nghề đang được chú trọng phát triển, trong đó:

- Huyện Đan Phượng có xu hướng phát triển các ngành chế biến gỗ và vật liệu xây dựng Gồm các xã Liên Hà, Liên Hồng, Liên Trung, Tân Hội, Tân Lập, Đan Phượng Ngoài ra lao động còn tập trung cung cấp thực phẩm thiết yếu cho thành phố Hà Nội nên kinh tế phát triển khá, các xã còn lại lao động thuần nông nên kinh tế phát triển kém hơn.

- Huyện Hoài Đức có xu hướng phát triển các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm và may mặc Gồm các xã Dương Liễu, Minh Khai, Vân Canh, La Phù, An Khánh Đặc biệt là Xã Dương Liễu đầu mối các sản phẩm mì, miến và xã La Phù đầu mối các sản phẩm thực phẩm và may mặc cung cấp cho cả miền Bắc Ngoài ra lao động còn tập trung cung cấp thực phẩm, thiết yếu cho thành phố Hà Đông, kinh tế phát triển rất mạnh, các xã còn lại lao động thuần nông nên kinh tế phát triển kém hơn.

HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH

HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THUỶ LỢI

II.1.1 Lịch sử hệ thống

Trước năm 1960, chưa có hệ thống thủy nông Đan Hoài, ruộng đất chỉ được cấy 1 vụ tưới nhờ mưa

Năm 1961 hệ thống thủy nông Đan Hoài được hoàn thành cơ bản và đưa vào sử dụng năm 1962 Trải qua trên 40 năm hoạt động, cho đến nay hệ thống đã 4 lần được cải tạo nâng cấp:

- 1972: Kiến thiết đồng ruộng Từ năm 1973 - 1975 tiến hành rà soát toàn bộ quy hoạch tưới tiêu, hoàn chỉnh hệ thống kênh mương, quy hoạch lại lưu vực tưới tiêu.

- Từ năm 1990 - 1993, nghiên cứu bổ sung, hoàn chỉnh hệ thống bao gồm: Bổ sung cống lấy nước tự chảy Bá Giang, nghiên cứu phương án nâng cấp xây lát và bê tông hóa kênh tưới.

- Từ năm 1995 - 1998, xây dựng đề án nghiên cứu bổ sung hoàn chỉnh hệ thống tưới tiêu, bao gồm bê tông hóa toàn bộ kênh chính, bổ sung các trạm bơm tiêu cục bộ, nâng cao quản lý vận hành hệ thống theo hướng hiện đại.

- Từ năm 1998 - 2002, tiến hành hoàn chỉnh hệ thống tưới bao gồm kiên cố hóa hệ thống kênh tưới nội đồng cho hai huyện đồng thời nâng cấp một số kênh cấp 2

II.1.2 Hiện trạng hệ thống tưới

II.1.2.1 Các công trình chủ yếu a Trạm bơm Đan Hoài

Trạm bơm Đan Hoài được xây dựng năm 1961, nằm trên đê sông Hồng thuộc địa phận xã Liên Hà huyện Đan Phượng Quy mô công trình gồm 5 tổ máy với tổng lưu lượng 7.700 m 3 /h, diện tích tưới thiết kế 9.200 (ha).

Phạm vi hoạt động phụ thuộc Cống số 1 giới hạn chỉ được mở khi mức nước sông Hồng dưới báo động 1 là +10,70 (m).

Bảng 2-1: Các thông số kỹ thuật của trạm bơm Đan Hoài

Chỉ tiêu Thiết kế Cao nhất Thấp nhất

Cao trình đáy bể hút +1,00 (m)

Cao trình đáy bể xả +6,00 (m)

Cao trình miệng ống xả +6,80 (m)

Mực nước TK bể hút +3,05 (m) +10,5 (m)

Mực nước TK bể xả +9,20 (m)

Loại trạm bơm Giếng đứng Máy đặt tầng khô

Loại máy bơm DU750 trục đứng Sx tại Rumani

Lưu lượng định mức 7.700 (mm 3 /h/máy) ; Qtr = 10,69 (m 3 /s)

Khả năng tưới (1962) q = 0,65 (l/s/ha) F = 9200 (ha)

Ngừng làm việc khi Mực nước tại bể hút  +10,7 (m)

Thực tế MN  +9,0 (m) mở cống Bá Giang b Cống lấy nước tự chảy Bá Giang Được xây dựng năm 1993, nằm trên đê sông Hồng thuộc địa phận xã Hồng Hà huyện Đan Phượng Quy mô gồm 2 cửa (b x h = 2 x 2,5 (m)), cống có nhiệm vụ lấy nước tự chảy cấp cho hệ thống khi MN sông Hồng từ +9,00 (m) ¿ +12,0 (m), nhằm thay thế nhiệm vụ tưới khi trạm bơm Đan Hoài phải ngừng hoạt động, đồng thời lấy nước tự chảy có nhiều phù sa trong mùa lũ, đảm bảo tưới đủ lưu lượng thiết kế và góp phần tiết kiệm điện năng

Bảng 2-2: Thông số kỹ thuật của cống Bá Giang

Kích thước cửa Rộng 2,00 (m) Cao 2,50 (m)

Mực nước TK thượng lưu +12,7 (m) Cao nhất +15,0 (m)

Mực nước TK hạ lưu +8,90 (m) Cao nhất +9,30 (m)

Chế độ làm việc lấy nước tự chảy Khi Hs > +9,00 (m)

Cụm công trình đầu mối bao gồm:

Cống số 1  Kênh dẫn  Nhà máy  Bể xả  Cống số 2 KC Đan Hoài c Cống số 1

Công trình cấp 1, cống ngầm lấy nước qua đê gồm 2 đoạn:

- Đoạn 1: Dài 42 (m) gồm 3 cửa kích thước: 3 x (1,7 x 2,2) (m), cao trình đáy cống +1,40 (m); cao trình đỉnh cống +3,90 (m), đóng mở bằng vít me V5, cao trình chân dàn van +6,00 (m), cao trình đỉnh dàn van +8,00 (m).

- Đoạn 2: Nằm dưới đê sau tháp cống, dài 35 m gồm hai khoang, kích thước mỗi khoang B x H = 2 x (2,8 x 2,2) (m), cao trình đáy cống +1,40 (m). d Kênh dẫn

Tuyến kênh dẫn dài L = 600 (m), cao trình đáy +1,4 (m) ¿ +1,2 (m), hệ số mái m = 2,5 (m), hai cơ ở cao trình +5,40 (m) và +8,00 (m). e Cống số 2

Cống dẫn nước dưới đê bao sông Hồng nối tiếp từ bể xả trạm bơm với kênh chính: gồm 2 cửa, kích thước 2 x (2,2 x 2,8) (m). f Kênh chính Đan Hoài

Kênh chính Đan Hoài được bố trí theo chiều dốc của địa hình khu vực, chiều dài kênh 23,5 (km), hiện tại đã được bê tông hoá toàn bộ Dọc tuyến kênh có 19 kênh nhánh cấp 2, trong đó có một số kênh lớn như N1, N4, N8 có 3 điều tiết (ĐT Minh Khai, ĐT Song Phương, ĐT Gốc Gạo), hình thức cửa van phẳng, được vận hành bằng tay ngoài ra còn có các cống vượt cấp có diện tích tưới dưới 50 (ha) cũng lấy nước trực tiếp từ kênh chính Theo số liệu điều tra thực tế, diện tích tương lai tưới trực tiếp từ kênh chính Đan Hoài thống kê ở bảng sau:

Bảng 2-3: Bảng thống kê chỉ tiêu các kênh cấp 2 lấy nước trực tiếp.

TT Tên kênh Vị trí

Tổng 8.1318 5.122 860 39.105trợ g Kênh N4 Bá giang

- Kênh N4 bắt nguồn từ cống lấy nước tự chảy Bá giang nối với kênh chính ĐanHoài, chiều dài kênh 2,785 (km), hiện tại đã được bê tông hoá toàn bộ Kênh có nhiệm vụ chuyển nước tự chảy về mùa lũ từ cống Bá Giang cho hệ thống và cấp nước tưới về mùa kiệt từ trạm bơm Đan Hoài tưới cho 825,9 (ha) trạm bơm Tiên Tân và một số vùng ven kênh

Bảng 2-4: Chỉ tiêu thiết kế Kênh N4

Nhỏ nhất 4,44 1,37 0,44 h Trạm bơm tưới cục bộ (cấp 2)

- Các trạm bơm cấp 2 nằm trong hệ thống có nhiệm vụ chuyển nước từ kênh chính qua đê sông Đáy và cấp nước cho vùng bãi ngoài đê sông Đáy Tổng diện tích thiết kế là 2.594 (ha), diện tích thực tưới là 1.320 (ha).

- Nguồn tưới bổ sung là các trạm bơm tiêu nội đồng kết hợp tưới:

+ Bổ sung lên kênh tưới các trạm bơm: Đào Nguyên, Đồng La, Thượng Mỗ, Đồng Nghể.

+ Bơm bằng kênh tưới riêng của trạm bơm như: Đồng Quan, Đìa Sáo

Bảng 2-5: Thống kê các trạm bơm cấp 2 (năm 2004)

II.1.2.2 Đánh giá hiện trạng tưới

Khi thiết kế trạm bơm Đan Hoài và những năm đầu khai thác (từ 1962 - 1972),lưu lượng thiết kế Qtk = 10,69 (m 3 /s), hệ số tưới vùng đồng 0,65 9l/s/ha), vùng bãi0,4 (l/s/ha) ứng với diện tích tưới thiết kế 9.200 (ha).

Giai đoạn từ năm 1962 - 1972 hệ thống mới xây dựng các hạng mục công trình chủ yếu, phần kênh mương chưa được hoàn chỉnh, toàn bộ hệ thống là kênh đất, điện cung cấp chưa ổn định vì vậy khó tưới được những vùng xa, vùng cao cục bộ Giai đoạn từ năm 1972 - 1982 hệ thống được bổ sung các trạm bơm tưới cục bộ, do vậy giữ nguyên được diện tích tưới sau khi kiến thiết đồng ruộng Tuy nhiên trong giai đoạn này kênh mương đã bị xuống cấp, lưu lượng giảm và mực nước thấp, khả năng cung cấp nước trong phạm vi hệ thống bị hạn chế Theo thống kê trong dự án hoàn chỉnh hệ thống thủy nông Đan Hoài năm 1993, diện tích thực tưới giảm so với thiết kế, đến năm 1976 còn 8.967 (ha)

Giai đoạn từ năm 1982 - 1992, một số diện tích đất canh tác chuyển sang đất chuyên dùng và một số diện tích lúa khó tưới (chủ yếu là vùng bãi) chuyển sang cây trồng khác, do vậy diện tích tưới giảm xuống còn 8.600 (ha) Khó khăn lớn nhất là về mùa lũ, mực nước sông Hồng lên trên báo động 1 (m) là +10,7 (m) khi đó trạm bơm Đan Hoài ngừng hoạt động, không tưới được nên không đáp ứng yêu cầu tưới. Năm 1993 cống Bá giang được xây dựng và đưa vào sử dụng, lấy nước tự chảy khi mực nước sông Hồng  +9,00 (m) (chủ yếu cấp cho vụ mùa) Do vậy nguồn nước đảm bảo liên tục, chi phí điện năng giảm.

Bảng 2-6: Bảng thống kê điện năng tiêu thụ hàng năm

Năm Điện năng tiêu thụ (KWh) Ghi chú

1993 2.716.693 Sử dụng cống Bá giang

Tuy nhiên chi phí điện năng chỉ giảm sau những năm đầu cống Bá giang đưa vào hoạt động Một vài năm trở lại đây khi hồ Hòa Bình điều tiết, ít xuất hiện lũ có mực nước sông hồng đạt trên +9,0 (m) Do vậy công trình không phát huy nhiều hiệu quả, chi phí điện năng có xu thế tăng.

Cũng từ năm 1992 đến nay, đã được thực hiện dự án nâng cấp hệ thống và kiên cố hóa kênh mương bằng nguồn vốn ODA do Bộ Thủy lợi phê duyệt và chương trình kiên cố hóa kênh mương của tỉnh Hà Tây Trong đó:

- Kênh chính Đan hoài đã kiên cố hoá toàn bộ 23,5 (km)

- Kênh cấp 3 nội đồng đạt 40%

Nhờ vậy mực nước tưới được nâng cao hơn, lưu lượng tưới đảm bảo hơn,quy trình tưới chung cho hệ thống được ổn định hơn (Thường tưới dưỡng 4 ngày, 5 đêm và nghỉ từ 3 đến 5 ngày) và đáp ứng yêu cầu tưới đủ cho 3 vụ sản xuất Tuy nhiên, các kênh mương và vùng tưới không được kiên cố hóa đồng bộ và dứt điểm.Kênh chính đã kiên cố hóa 100 %; Kênh cấp nội đồng vùng Đan Phượng xong gần hết, vùng Hoài Đức thì lỗ mỗ được một số tuyến, xã Kênh cấp 2 thì có kênh xong toàn tuyến, còn nhiều kênh chỉ được từng đoạn, hoặc chưa kiên cố hoá, do vậy về lý thuyết tính toán các hệ số lợi dụng kênh mương, chế độ tưới và quy trình tưới cho từng vùng là bất cập chưa đảm bảo được Đây là một trong những khó khăn tồn tại rất cần được giải quyết.

TÌNH HÌNH ÚNG HẠN CỦA KHU VỰC VÀ NGUYÊN NHÂN

Bảng 2-8: Bảng thống kê diện tích hạn

Diện tích úng xuất hiện không đều trong các năm Thiệt hại do ngập úng gây ra còn tương đối lớn (Thường mất trắng sản lượng hoặc giảm sản lượng từ 30% - 50% năng suất).

Bảng 2-9: Thống kê diện tích úng ngập

(ha) Năm DT úng Năm DT úng Năm DT úng

BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÀ NHIỆM VỤ CỦA TRẠM BƠM ĐẦU MỐI

II.3.1 Biện pháp công trình thuỷ lợi

Trạm bơm đầu mối đặt quá xa so với cửa sông Hồng, kênh dẫn là kênh đất, dài

600 (m), rộng trung bình 40 (m) Hàng năm Công ty KTCTTL Đan Hoài phải tiến hành nạo vét bằng thủ công và tàu cuốc, khối lượng trung bình 15.000 (m 3 ) Ngoài ra, do sự biến đổi của dòng chảy sông Hồng, ở phía cửa sông, có những năm bị bồi lắng tạo thành những bãi bồi cao trên mức đáy kênh thiết kế, Công ty phải sử dụng tàu cuốc và các phương tiện khác nạo vét mở luồng lạch để lấy nước, khối lượng khá lớn. Định hướng phát triển thủy lợi của hệ thống dựa vào kế hoạch sử dụng đất đai của hai huyện Đan phượng - Hoài Đức và hai xã của huyện Từ Liêm – Hà Nội. Trong quy hoạch này xác định rõ nhiệm vụ sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, các nhiệm vụ khác theo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cũng được xem xét để đưa ra giải pháp hợp lý.

II.3.2 Nhiệm vụ trạm bơm đầu mối

Trong thực tế khu vực đã xây dựng một số trạm bơm tưới với quy mô nhỏ và hệ thống kênh mương tưới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp.

Song do công trình đã sử dụng với thời gian dài, công suất nhỏ, đồng thời được thiết kế và thi công cũng như quản lý trong thời điểm mà trình độ khoa học kỹ thuật chưa phát triển như hiện nay, nên công trình không phát huy được khả năng phục vụ cho công việc sản xuất nông nghiệp của người dân trong khu vực. Để khắc phục tình trạng trên cần phải xây dựng trạm bơm Đan Hoài, xây dựng mới kênh tưới chính, cải tạo nâng cấp hệ thống cũ sao cho có đủ công suất để phục vụ tưới cho kịp thời vụ Đáp ứng được nhu cầu dùng nước từng giai đoạn của các loại cây trồng nhằm tăng năng suất, tăng số vòng quay của diện tích trên

Qua điều tra nghiên cứu ta thấy nhân dân hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng chủ yếu sinh sống bằng nghề sản xuất nông nghiệp là chính Tuy về mặt thiên nhiên ở vùng Đan Hoài có nhiều thuận lợi hơn, nhưng sản xuất nông nghiệp còn gặp nhiều khó khăn vất vả, nguyên nhân chủ yếu là chưa có biện pháp thuỷ lợi thích hợp thì các điều kiện đó chưa phát huy được khả năng phục vụ cho sản xuất nông nghiệp phát triển nâng cao đời sống nhân dân Xuất phát từ tình hình đó, nhiệm vụ bức thiết được đặt ra là phải có 1 hệ thống thuỷ lợi để điều phối nguồn nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.

Từ những đặc điểm trong vùng ta thấy khu vực Đan Hoài cần phải xây dựng một hệ thống công trình thuỷ lợi để phục vụ dân sinh kinh tế Qua nhiều phương án đặt ra như xây dựng đập dâng nước, trạm bơm Ta thấy phương án xây dựng trạm bơm điện để tưới là hợp lý và hiệu quả kinh tế hơn cả.

Do vậy việc ra đời trạm bơm Đan Hoài là điều tất yếu khách quan và rất cần thiết cho dân cư trong vùng.

Dưới sự chỉ đạo của Đảng, chính quyền hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng mà nhân dân đã nhận thức được việc xây dựng hệ thống trạm bơm Đan Hoài là quan trọng và bức thiết Nó đáp ứng được yêu cầu tưới trong vùng hoàn toàn phù hợp với điều kiện tự nhiên, địa hình, giao thông vận tải, mang lại lợi ích kinh tế rất to lớn cho sản xuất nông nghiệp trong vùng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế đang trên đà tiến lên công nghiêp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM BƠM

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM BƠM VÀ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

III.1.1 Xác định tuyến công trình Để xác định tuyến công trình ta phải dựa vào các điều kiện:

 Ổn định về mặt xói lở, bồi lắng

 Khống chế diện tích tưới lớn nhất và khối lượng đào đắp ít nhất

 Tận dụng được các công trình đã có

 Điều kiện ổn định công trình, điều kiện thi công và hiệu quả kinh tế của công trình trước mắt cũng như lâu dài

III.1.2 Xác định vị trí trạm bơm

Vị trí đặt trạm bơm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mục đích sử dụng trạm bơm, nguồn nước, tài liệu địa chất, mặt bằng khu vực, đường giao thông ra vào nhà máy, nguồn điện, đảm bảo chống lũ cho động cơ…Ngoài ra vị trí đặt trạm bơm còn phụ thuộc vào nơi cung cấp năng lượng, điều kiện kinh tế, vận chuyển các máy móc thiết bị và yêu cầu an toàn cho các thiết bị điện.

Với đồ án này mục đích của trạm bơm được xây dựng để tưới cho 7500 (ha). Nên vị trí đặt trạm bơm ở nơi tương đối thấp, khối lượng đào đắp kênh tưới nhiều.

Vị trí đặt trạm bơm nơi sông thẳng, nước chảy tương đối thuận và đảm bảo cao trình chống lũ cho động cơ trong mùa mưa lũ.

III.1.2.1 Các phương án bố trí bạm bơm a Phương án 1: trạm bơm đặt ngoài đê: phương pháp này lấy nguồn nước trực tiêp từ sông Hồng để tưới cho khu tưới và có những ưu điểm, nhược điểm sau:

+ Kênh dẫn ngắn, khối lượng đào đắp kênh ít và chi phí nạo vét hàng năm nhỏ.

+ Khối lượng thi công cống qua đê nhỏ, kết cấu đơn giản vì cao trình đáy cống đặt cao, thiết bị đóng mở nhỏ, vận hành đơn giản trong mùa lũ. + Nguồn nước phục vụ dồi dào.

+ Trạm bơm đặt ngoài đê, chịu sự dao động lớn của mực nước sông nên kết cấu và thi công phức tạp.

+ Khó khăn cho việc bố trí mặt bằng thi công, vận chuyển vật liệu, thiết bị + Xử lý nền móng tốn kém, cấu tạo nhà máy cao phức tạp nên công tác vận hành sửa chữa gặp khó khăn và không an toàn trong mùa mưa lũ

+ Do đặt ở ngoài đê nên trạm phải đảm bảo an toàn công tác phòng lũ , khối lượng nhà máy lớn, không thuận lợi cho vận hành sửa chữa b Phương án 2: Trạm bơm đặt trong đê – phía đồng (So sánh với phương án 1)

+ Mặt bằng bố trí trạm bơm và thi công rộng rãi thuận tiện cho việc thi công và lắp đặt các thiết bị.

+ Nhà máy đặt trong đê nên an toàn về mùa lũ

+ Việc bố trí trạm biến áp thuận lợi hơn

+ Việc tính toán thiết kế nhà trạm, bể hút, bể tháo sẽ đơn giản hơn

+ Việc quản lý và vận hành nhà máy thuận lợi hơn

+ Nguồn nước đảm bảo phục vụ cho cây trồng cả về mùa lũ

+ Địa chất công trinh tốt hơn, nhà máy xây dựng được cả trong mùa lũ.

+ Phải xây dựng kênh dẫn dài

+ Khối lượng thi công cống qua đê lớn, kết cấu phức tạp, thiết bị đóng mở lớn.

+ Khối lượng nạo vét kênh dẫn hàng năm nhiều, phức tạp, khó khăn

Sơ đồ bố trí tổng thể trạmbơm

III.1.2.2 So sánh và lựa chọn phương án

Qua việc phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án ta thấy cả 2 vị trí xây dựng đều có khả năng đáp ứng yêu cầu dùng nước như nhau, điều kiện địa chất, khả năng phục vụ của hai phương án là tương tự nhau tuy nhiên phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn vì: Mùa lũ nhà máy vận hành an toàn đảm bảo đủ nhu cầu của các hộ dùng nước, thi công quản lý vận hành thuận lợi, với quy mô, kích thước công trình lớn Vì vậy ta chọn phương án 2 để thiết kế trạm bơm Đan Hoài.

Vì phải xây dựng trạm bơm trên vị trí mới nên yêu cầu chính quyền địa phương có giải pháp đền bù đất cho nhân dân để tạo mặt bằng thi công.

3 Bể hút 7 Cống qua đê

XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH VÀ TẦN SUẤT THIẾT KẾ

III.2.1 Xác định cấp công trình

Theo TCXDVN 285 - 2002 của bộ xây dựng quy định: công trình thuỷ lợi có diện tích được tưới từ 2.000 ÷ 10.000 (ha) thuộc công trình cấp III Trạm bơm cần thiết kế phụ trách diện tích tưới là 7.500 (ha) nên nó thuộc công trình cấp III.

III.2.2 Tần suất thiết kế

Theo TCXDVN 285 - 2002 của bộ xây dựng: đối với công trình thuỷ lợi cấp III thì các tần suất thiết kế là:

TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THUỶ VĂN KHÍ TƯỢNG 41 1 Mục đích và ý nghĩa

- Tính toán thuỷ văn là nhằm mục đích xác định các loại mực nước sông tại vị trí xây dựng trạm bơm Đó là các mực nước thiết kế, mực nước kiểm tra, mực nước phòng lũ Trên cơ sở xác định ra các loại mực nước bể hút, bể xả và căn cứ vào đó tính các loại cột nước để chọn máy bơm và tính cao trình nhà máy, các cao trình ngoài nhà máy.

- Theo quy hoạch tổng thể khu vực trạm bơm xây dựng có nhiệm vụ tưới cho 7500 (ha).

- Xác định các mực nước thiết kế của sông Hồng tại vị trí xây dựng trạm bơm ứng với các tần suất thiết kế để tính toán ra các cao trình của nhà máy.

-Xác định lượng mưa trong thời vụ tính toán ứng với tần suất thiết kế từ đó dựa vào yêu cầu nước của cây trồng để tính toán hệ số tưới cho công trình và chế độ tưới phù hợp cho cây trồng đạt năng suất và chất lượng cao.

III.3.2 Chọn trạm đo thuỷ văn khí tượng và thời vụ tính toán

- Trạm đo thuỷ văn khí tượng phải nằm trong khu vực tính toán hoặc lân cận khu vực tính toán.

- Trạm đo được chọn phải có liệt tài liệu thuỷ văn đủ dài, liên tục, số liệu đã được chỉnh biên và xử lý.

Từ 2 nguyên tắc trên kiểm tra với điều kiện thực tế thấy ở khu lân cận trạm bơm Đan Hoài có rất nhiều trạm đo thuỷ văn khí tượng: trạm Láng - Hà Nội, trạmSơn Tây, trạm Ba Vì, trạm Hà Đông Song trạm Láng - Hà Nội thoả mãn được các nguyên tắc trên Do vậy em chọn trạm Láng - Hà Nội để tính toán thiết kế nhà máyCăn cứ vào tài liệu nông nghiệp hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức thì vụ chiêm

(gồm vụ đông + xuân) bắt đầu từ tháng XII đến tháng V năm sau Còn vụ mùa từ tháng VI đến tháng XI.

III.3.3 Các phương pháp tính toán

III.3.3.1 Phương pháp mô men

Cơ sở của phương pháp này cho rằng các đặc trưng thống kê X , Cv, Cs được tính từ chuỗi số liệu thực đo X1, X2, X3, …, Xn bằng các đặc trưng thống kê tương ứng của tổng thể Sau đó ta giả thiết một mô hình xác suất thường dùng nào đấy kiểm tra sự phù hợp giữa mô hình xác suất giả thiết với chuỗi số liệu thực đo, theo phương pháp thống kê nếu đạt yêu cầu ta có thể sử dụng mô hình đó để tính giá trị thiết kế.

Phương pháp mô men cho kết quả tính toán khách quan xong gặp trường hợp có điểm đột xuất không xử lý được và thường cho kêt quả thiên nhỏ khi tính các đặc trưng thống kê

III.3.3.2 Phương pháp thích hợp

Khác với phương pháp mô men, phương pháp thích hợp cho rằng có thể thay đổi các số đặc trưng thống kê nhưng thống kê trong chừng mực nhất định sao cho mô hình xác suất giả thiết (đường tần suất lý luận) thích hợp nhất với chuỗi số liệu thực đo.

Phương pháp thích hợp cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét và xử lý điểm đột xuất Xong việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ.

Giống như phương pháp thích hợp, phương pháp 3 điểm cũng lấy sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với điểm tần suất kinh nghiệm làm chuẩn mực Song khác ở chỗ các thông số X , Cv, Cs tính được theo 3 điểm cho trước.

Phương pháp này có ưu điểm là tính toán nhanh hơn, đơn giản nhưng cũng phụ thuộc chủ quan người vẽ.

III.3.4 Lựa chọn phương pháp tính toán

Với 3 phương pháp đã trình bày ở trên em thấy phương pháp 3 điểm có nhiều ưu điểm hơn 2 phương pháp còn lại Vì vậy em chọn phương pháp 3 điểm để vẽ đường tần suât lý luận

III.3.5 Các bước vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp 3 điểm

Cơ sở: coi đường tần suất lý luận đã phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm Chọn bộ 3 điểm theo một quy tắc nhất định tính các tham số thống kê Nếu các tham số tính đó cho ta đường tần suất lý luận phù hợp thì bài toán được giải, ngược lại chọn lại bộ 3 điểm.

Bước 1: Vẽ đường tần suất kinh nghiệm Đường tần suất kinh nghiệm được xây dựng từ mẫu tài liệu thực đo Trình tự vẽ như sau:

- Xét chuỗi số liệu thực đo X1 ;X2;…;Xn Sắp xếp chuỗi số liệu thực đo Xi theo

1 trật tự từ lớn đến nhỏ.

- Tinh tần suất kinh nghiệm theo chuỗi số liệu thực đo Trong thuỷ văn thường tính tần suất kinh nghiệm theo công thức:

Công thức kỳ vọng: Pi% m n+1∗100%

Công thức số giữa: Pi% m−0,3 n+0,4∗100%

Trong đó: m: là số thứ tự của các trị số trong liệt số đã sắp xếp

N: là tổng trị số của liệt tài liệu Công thức kỳ vọng thường cho kết quả an toàn hơn được sử dụng tính cho dòng chảy lũ, mưa lũ Công thức số giữa thường tính cho dòng chảy năm, mưa năm.

- Tiến hành xây dựng quan hệ giữa những trị số của chuỗi số liệu với xác suất xuất hiện của chúng rồi chấm các điểm lên giấy tần suất Qua trung tâm nhóm điểm ta vẽ đường cong trơn được đường tần suất kinh nghiệm

Bước 2: Chọn bộ 3 điểm nằm trên đường tần suất vừa vẽ:

Bước 3: Tính hệ số lệch S theo công thức:

- Có S tra ra Cs theo (phụ lục 1) Giáo trình TVCT

- Có Cs tra ra 5%; 50%; 95% theo (phụ lục 1) Giáo trình TVCT

- Khoảng lệch quân phương  được tính theo công thức: σ=X 5% −X 95 % φ 5% −φ 95 %

- Kiểm tra lại X ' theo điều kiện;;

X ' Trong đó: X : Trị bình quân toán học của đại lượng cần tính toán

X ' : Trị bình quân toán học tính lại theo phương pháp xác suất

Xi : Giá trị của đại lượng thống kê năm thứ i n : Số năm của chuỗi số liệu, n = 20 năm

Cv: Hệ số phân tán của đại lượng ngẫu nhiên

Cs: Hệ số lệch của đại lượng ngẫu nhiên

Bước 5: Xây dựng đường tần suất lý luận

Với bộ 3 thông số X ' , Cv, Cs đã tính được, sử dụng công thức phân phối xác suất để tính toạ độ các điểm đường tần suất lý luận bằng cách: từ tần suất P tra

(phụ lục 3 - 1) – Giáo trình TVCT được Kp => Xp = Kp x X ' Sau đó chấm các điểm

(P; Xp) lên giấy tần suất được đường tần suất lý luận

Bước 6: Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm:

So sánh 2 đường: đường tần suất kinh nghiệm vẽ ở bước 1 và đường tần suất lý luận vừa vẽ được ở bước 5 thấy không khác xa nhau nhiều thì coi các thông số

TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG TRẠM BƠM

III.4.1 Tính toán giản đồ hệ số tưới

III.4.2 Tính toán giản đồ lưu lượng tưới

Vụ chiêm được tính từ tháng 11 năm trước đến tháng 5 năm sau, thời gian này là mùa khô do vậy lượng mưa rất ít, không đáng kể, chế độ canh tác là chế độ làm ải với hình thức gieo cấy đồng thời Lượng nước cung cấp cho gieo cấy giai đoạn này gồm.

+ Lượng nước cung cấp để phục vụ công việc làm đất tức là lượng nước dùng vào việc làm bão hoà tầng đất canh tác (làm ải).

+ Lượng nước đáp ứng yêu cầu sinh trưởng của cây lúa (tưới dưỡng)

Do vậy tính toán chế độ tưới để xác định mức tưới cho vụ chiêm ta cần tính toán mức tưới ải và tưới dưỡng.

Có 2 phương pháp để tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm đó là:

Phương pháp này dùng đồ thị để xác định ra được các đại lượng trong phương trình cân bằng nước Ưu điểm chính của phương pháp này đó là tính trực quan trên đồ thị từ đó ta có thể dễ dàng xác định được các giá trị cần thiết, nhược điểm chính của phương pháp đó là khối lượng tính toán lớn và đòi hỏi độ chính xác cao khi vẽ phối hợp.

Nội dung đó là áp dụng phương trình cân bằng nước cho từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây lúa để xác định các đại lượng trong phương trình cân bằng nước.

+ Ưu điểm chính của phương pháp đó là khống chế lớp nước mặt ruộng đồng đều, kết quả đáng tin cậy

+ Nhược điểm của phương pháp đó là kết quả tính toán không trực quan. Qua kết quả phân tích những ưu điểm, nhược điểm của 2 phương pháp trên ta thấy phương pháp giải tích có nhiều ưu điểm hơn Do đó ta chọn phương pháp giải tích làm cơ sở tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm.

* Các tài liệu cơ bản dùng để tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm

- Tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng Để tính toán được chế độ tưới cho các loại cây trồng, trước hết ta cần xác định được lượng bốc hơi mặt ruộng để xác định lượng nước hao trong phương trình cân bằng nước.

Do vậy ở đây em trình bày các phương pháp tính toán cụ thể để xác định lượng bốc hơi ngày (so sánh ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp) để chọn ra phương pháp tính bốc hơi phù hợp nhất cho khu vực cần tính toán.

Lượng bốc hơi mặt ruộng bao gồm:

- Lượng bốc hơi khoảng trống

- Lượng bốc hơi qua lá

Lượng bốc hơi nước mặt ruộng có thể xác định theo các công thức sau:

Nội dung chính của phương pháp này đó là coi nhân tố khí hậu là nhân tố cơ bản dùng để tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng Lượng bốc hơi mặt ruộng có quan hệ chặt chẽ với năng suất cây trồng theo công thức:

K: Hệ số cần nước, là lượng nước để tạo ra 1 đơn vị sản lượng cây trồng (m 3 / T).

Y: Năng suất cây trồng (T/ha)

C, n: Hệ số xác định bằng thí nghiệm

+ Ưu điểm: đơn giản, nêu lên sự tương quan giữa nước và sản lượng cây trồng.

+ Nhược điểm: hệ số biến động giữa các vùng rất lớn, do vậy độ chính xác chưa cao.

Phương pháp Kapốp thể hiện mối quan hệ giữa lượng bốc hơi mặt nước tự do và lượng bốc hơi mặt ruộng quan hệ đó được thể hiện như sau:

E0 : Lượng bốc hơi mặt nước tự do

 : Hệ số tỷ lệ giữa lượng bốc hơi mặt ruộng và lượng bốc hơi mặt nước tự do, còn gọi là hệ số Kapôp:  E

E: Lượng bốc hơi mặt ruộng phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu và phi khí hậu.

+ Ưu điểm: công thức này đơn giản, dễ xác định

+ Nhược điểm: độ chính xác chưa cao vì coi hệ số  không phụ thuộc vào điều kiện khí hậu là không hợp lý.

Nội dung của phương pháp này thể hiện quan hệ giữa bốc hơi và nhiệt độ Công thức có dạng:

ET0 = 16 x ( 10∗t I ) a (mm/tháng) Trong đó:

I: Chỉ số nhiệt năm của khu vực tính toán

12 i với i = ( 5 t ) 1 ,514 t: Nhiệt độ bình quân tháng (0 0 C) a: Hệ số thực nghiệm được xác định theo:

1000∗I + Ưu điểm: tính toán đơn giản, nhanh chóng và ít thông số do vậy không cần nhiều tài liệu.

+ Nhược điểm: do không đề cập được hết các thông số khí tượng Do vậy công thức này đạt độ chính xác không cao, chỉ áp dụng được trong khu vực nhỏ.

* Công thức của Blaney – Critddle

Phương pháp này biểu thị quan hệ giữa lượng bốc hơi mặt ruộng với độ ẩm, tốc độ gió, bức xạ Công thức có dạng:

ET0 = 0,458 x C x P x (t + 17,8) (mm/tháng) Trong đó:

T: Nhiệt độ bình quân ngày của thời đoạn tính toán ( 0 C) C: Hệ số hiệu chỉnh có quan hệ với độ ẩm không khí, độ dài chiếu sáng ban ngày và tốc độ gió.

+ Đối với vùng đất ẩm ướt, hệ số này thay đổi từ 1,02 ¿ 1,8

+ Đối với vùng đất khô, hệ số này vào khoảng 1,0 ¿ 1,4

P: Tỷ số giờ chiếu sáng bình quân ngày của các tháng so với tổng số giờ chiếu sáng của năm.

Công thức này đề cập đến một số yếu tố khí hậu, xong còn nhiều yếu tố khí hậu khác cũng bị ảnh hưởng tới sự bốc hơi nước chưa đề cập đến, nên độ nhạy chưa cao, kết quả còn sai lệch với thực tế.

Biểu thị quan hệ giữa lượng bốc hơi tiềm năng với bức xạ mặt trời, nhiệt độ và độ cao của vùng tưới:

C: Hệ số hiệu chỉnh có quan hệ với độ ẩm tương đối bình quân, tốc độ gió ban ngày.

W: Hệ số quan hệ với độ cao khu tưới và nhiệt độ tra (bảng II-5) BTTN Tác giả GS.TS Tống Đức Khang.

Rs: Bức xạ mặt trời (mm/ngày)

Ra : tra (bảng II – 9) – BTTN – quan hệ vĩ độ và tháng n: Số giờ chiếu sáng thực tế

N: Số giờ chiếu sáng lớn nhất có thể phụ thuộc vĩ độ, tháng tra (bảng II – 6) giáo trình BTTN tác giả GS.TS Tống Đức Khang.

Công thức này có đề cập đến nhiều các nhân tố khí hậu Do vậy kết quả tính toán phù hợp với thực tế hơn.

Công thức Penman được thực hiện ở công thức có dạng như sau:

ET0 = C x { W x Rn + (1 – W) x f(V) x (ea – ed) } (mm/ngày)

W: hệ số có quan hệ với nhiệt độ và độ cao khu tưới

Rn: chênh lệch giữa bức xạ tăng và bức xạ giảm

Rns: Bức xạ sóng ngắn

Rnl : Bức xạ sóng dài

N ) f(t): Hàm hiệu chỉnh về hiệu quả của nhiệt độ với bức xạ sóng dài: f(t) τTT k 4

L = 59,7 – 0,055 x t τT : Hằng số Stefan, τT = 1,19 x 10 -7 (cal/cm 2 /ngày) f(ed): Hiệu chỉnh về áp suất hơi thực tế đối với bức xạ sóng dài f(ed) = 0,34 – 0,044 x √ ed hoặc theo bảng tính sẵn f( n

: Hàm hiệu chỉnh về hiệu quả của giờ chiếu sáng của mặt trời thực tế với giờ chiếu sáng mặt trời max đối với bức xạ sóng dài. f( n

= 0,1 + 0,9 x n N f(v): Hàm quan hệ với tốc độ gió: f(v) = 0,35 x (1 + 0,54 v) v: Tốc độ gió ở độ cao trung bình từ 2 (m/s) ec: Áp suất hơi nước bão hoà (phụ thuộc vào nhiệt độ không khí) ed: Áp suất hơi nước thực tế: ed = ed x

Hr: Độ ẩm tương đối trung bình của không khí (%) c: Hệ số hiệu chỉnh (phụ thuộc vào yếu tố đánh giá tỷ số giữa tốc độ gió ban ngày và ban đêm, độ cao khu tưới, bức xạ mặt trời ).

Các trạm khí tượng thường đo được tốc độ gió ở độ cao > 2 (m) Vì vậy khi tính toán cần phải hiệu chỉnh khi đưa về 2 (m) theo công thức.

V2 = K x VH (m/s) Với K lấy theo bảng sau:

Bảng 3-1: Hiệu chỉnh tốc độ gió

V2 : Tốc độ gió ở độ cao > 2 (m)

VH : Tốc độ gió ở độ cao Hm

Công thức này được đề cập đến nhiều yếu tố khí hậu trong phương trình, do đó khi tính toán sẽ cho kết quả chính xác hơn Tuy nhiên công thức này có nhược điểm là thu thập tài liệu khó khăn và tính toán khá phức tạp Chế độ tưới cho cây màu.

Qua so sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp với nhau và căn cứ vào các số liệu thu thập được em chọn phương pháp dùng công thức của Blaney-

Critddle để tính toán bốc hơi cho khu vực.

*Các tài liệu và số liệu cần thiết dùng cho công thức:

+ Vị trí địa lý của khu vực tưới nằm vào khoảng 20 0 3 đến 20 0 45 vĩ độ Bắc và từ 106 0 25 kinh độ Đông

+ Nhiệt độ trung bình các thánh trong vùng như sau:

Bảng 3-2: Nhiệt độ trung bình (T)

THIẾT KẾ KÊNH DẪN KÊNH THÁO

III.5.1 Thiết kế kênh tháo

Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo tới mặt ruộng Kênh phải đảm bảo dẫn đủ nước, ổn định không bị bồi lắng xói lở Thông qua tính toán thuỷ lực để xác định kích thước mặt cắt kênh Dựa vào lưu lượng thiết kế, tình hình địa chất nơi tuyến kênh đi qua mà chọn các yếu tố thuỷ lực m, n, i cho phù hợp.

- Ở phần tính toán lưu lượng cho trạm bơm ta đã có các lưu lượng:

- Đối với địa hình đồng bằng ven sông Hồng tương đối bằng phẳng ta chọn độ dốc đáy kênh theo kinh nghiệm itk = 1,7 x 10 -4

- Ta có 1 m 3 /s < QTK = 12,43 (m 3 /s) < 25 (m 3 /s) và theo tài liệu khảo sát thì vùng dự án là loại đất sét pha cát, tra trong giáo trình thuỷ nông trang 427 (bảng 8 –

8) được hệ số nhám lòng kênh là n = 0,025.

- Hệ số mái kênh chọn theo (bảng 8 – 9) trang 427 giáo trình thuỷ nông tập 1 với đất sét pha cát ta có: m = 1,5.

III.5.1.1 Xác định kích thước mặt cắt kênh tháo

- Trong thiết kế sơ bộ ta có thể tính độ sâu hk theo công thức kinh nghiệm, công thức (8 – 32) trang 432 giáo trình thuỷ nông tập 1 như sau: h k =A∗√ 3 Q TK

A: là hệ số thường lấy từ 0,7÷1,0 Chọn A = 0,85

Với m = 1,5 tra (phụ lục 8 – 1) bảng tra thuỷ lực có 4 x m0 = 8,424

Mặt khác từ n = 0,025; f(Rln) = 0,00708 tra (phụ lục 8 – 1) bảng tra thuỷ lực ta có Rln = 1,473 (m) Lập tỉ số: h

- Với m = 1,5 tra (phụ lục 8 – 3) bảng tra thuỷ lực được : b

(m) Để việc thi công được dễ dàng hơn ta chọn b = 7 (m) và tính lại h Lập tỉ số: b

- Với m = 1,5 tra (phụ lục 8 – 3) bảng tra thuỷ lực được: h

(m/s) a Kiểm tra điều kiện không xói

- Kênh tháo không bị xói lở khi thoả mãn điều kiện:

Vmax: Lưu tốc dòng chảy trong kênh lớn nhất ứng với Qgc

[Vkx]: Tốc độ không xói cho phép

- Tra (phụ lục 8–1) bảng tra thuỷ lực với n = 0,025; ta có Rln = 1,521

- Tra (phụ lục 8 – 3) bảng tra thuỷ lực với m = 1,5; ta có h

(m/s) Theo công thức Ghiếc kan:

+Q: là lưu lượng gia cường (m 3 /s) +K: là hệ số phụ thuộc vào chất đất nơi tuyến kênh đi qua Đối với đất thịt pha cát tra bảng (4–1) giáo trình đồ án môn học máy bơm và trạm bơm được hệ số K = 0,53.

[VKX] = 0,53 x 13,67 0.1 = 0,688 (m/s) Vậy Vmax < [VKX]  kênh không bị xói lở b Kiểm tra điều kiện không lắng

Vmin: lưu tốc nhỏ nhất của dòng chảy trong kênh ứng với Qmin = 7,71 (m 3 /s)

[ VKL] Tốc độ không lắng cho phép

- Tra (phụ lục 8 – 1) bảng tra thuỷ lực với n = 0,025; ta có Rln = 1,234

- Tra (phụ lục 8 – 3) bảng tra thuỷ lực với m = 1,5; ta có h

- Sử dụng công thức trong giáo trình thuỷ nông tập 1(theo quy phạm của LiênXô) Ta tính [VKL] và kiểm tra điều kiện không lắng.

+ Qmin: Là lưu lượng nhỏ nhất (m 3 /s) + A: Hệ số phụ thuộc tốc độ chìm lắng của bùn cát

Như vậy dựa vào tốc độ chìm lắng của bùn cát ta chọn A = 0,33

- Vậy Vmin > [VKL] nên kênh không bị lắng

- Điều kiện không xói lở và không lắng thoả mãn nên mặt cắt kênh thiết kế như trên là hợp lý Vậy htk = 2 (m); btk = 7 (m)

III.5.1.2 Xác định cao trình đáy kênh và bờ kênh tháo

- Cao trình đáy kênh tháo:

Zyc : Cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới

A0: Cao trình mặt ruộng khống chế tưới đại biểu, chọn A0 = 9,28 (m) h0: Độ sâu tưới tăng sản, chọn h0 = 0,1 (m)

li.ii: Tổng tổn thất dọc đường trên kênh tính từ mặt ruộng cao nhất và xa nhất đến bể xả

Li, ii: Chiều dài và độ dốc kênh thứ i

hc: Tổng tổn thất cục bộ của các công trình trên kênh

hc = 0,2 x 1 + 0,1 x 2 = 0,4 (m) Trong đó: n, m lần lượt là số cống lớn và nhỏ trên đoạn kênh tính toán

 Zyc = 9,28 + 0,1 + 1,275 + 0,4 = + 11,055 (m) htk: Độ sâu dòng chảy trong kênh dẫn khi lưu lượng thiết kế

- Cao trình bờ kênh tháo:

Zbk = Zđk + hgc + a Trong đó:

Zđk: Cao trình mực nước đáy kênh tưới hgc: Độ sâu dòng chảy trong kênh dẫn khi Qgc a: Chiều cao an toàn của đỉnh bờ kênh lấy theo (bảng 4 – 2) bài tập và đồ án môn học Trạm Bơm)

- Cao trình bờ kênh xả:

Zbờ kênh xả = Zđ kênh xả + hxả max + a

- Cao trình mực nước bể xả lớn nhất:

Zbxmax = Zđkênh xả + hxả max = 9,055 + 2,035 = 11,09 (m) h xảmax: Độ sâu dòng chảy trong kênh dẫn khi lưu lượng lớn nhất

- Cao trình mực nước bể xả min:

Zbxmin = Zđ.kênh xả + hxmin = 9,055 + 1,493 = 10,548 (m) hxảmin: Độ sâu dòng chảy trong kênh dẫn khi lưu lượng nhỏ nhất

- Ta chọn mặt cắt kênh tháo như sau:

III.5.2 Thiết kế kênh dẫn

Kênh dẫn làm nhiệm vụ dẫn nước từ nguồn nước vào bể hút của trạm bơm.Nếu lưu lượng chảy trong kênh dẫn bằng lưu lượng chảy trong kênh tháo (đối với trạm bơm chỉ có 1 kênh tháo) thì có thể lấy mặt cắt ướt của kênh dẫn bằng mặt cắt ướt của kênh tháo và chỉ khác nhau về cao trình Tuy vậy nếu phân tích kỹ về đặc điểm, điều kiện làm việc thì kênh dẫn và kênh tháo có những điểm khác nhau sau:

- Kênh dẫn thường phải đào sâu, kênh tháo vừa đào vừa đắp, nên mái kênh dẫn thường lấy dốc hơn Khi chiều sâu đào của kênh lớn hơn 5 (m) thì cứ cách

5 (m) (theo chiều cao) phải làm một cơ có chiều rộng lớn hơn 1(m).

- Khi kênh dẫn không có công trình điều tiết ở đầu kênh thì mực nước trong kênh hoàn toàn phụ thuộc vào mực nước sông, nên mặt cắt ướt của kênh rất lớn, tốc độ dòng chảy trong kênh rất nhỏ nên việc bồi lắng không thể tránh khỏi do đó phải đề ra các biện pháp xử lý nạo vét hàng năm.

Do kênh dẫn chuyển nước với lưu lượng như kênh tháo nên ta chọn mặt cắt kênh dẫn như sau:

+ Chiều sâu mực nước trong kênh: htk = 2 (m)

+ Chiều rộng đáy kênh: Bk = 7 (m)

- Xác định cao trình đáy kênh dẫn.

Zbh min: Cao trình mực nước thấp nhất ở bể hút ứng với P = 95%

Zs min : Cao trình mực nước thấp nhất ngoài sông ứng với P = 95%

Zsmin = Zs (95%) = 1,6 (m) htt: Cột nước tổn thất từ sông tới bể hút: htt = hdđ + hcb

Trong đó: hdđ: là tổn thất dọc đường của kênh dẫn: hdđ = ik x Lk

Kênh dẫn chọn sơ bộ Lk = 350 (m) => hdđ = 1,7 x 10 -4 x 350 = 0,0595 (m) hcb: là tổn thất cục bộ qua cống điều tiết, chọn sơ bộ lấy hcb = 0,2 (m)

- Xác định cao trình bờ kênh dẫn

Trạm bơm được xây dựng trong đê nên cao trình mặt đất so với cao trình mực nước sông về mùa lũ có sự chênh lệch tương đối lớn, Z max s lớn hơn rất nhiều cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới Vì thế vào mùa lũ, mực nước ngoài sông lớn ta phải dùng cửa cống để khống chế mực nước lấy vào trong kênh dẫn

Trong những tháng có Zs > Zyc đầu kênh tưới ứng trong các thời đoạn khi đó ta sẽ đóng hoàn toàn cửa cống, trạm bơm ngưng làm việc (hbh = 0) và thực hiện cung cấp nước bằng tự chảy qua công trình khác

Xác định cao trình bờ kênh dẫn.

Zbk = Zbh max + a. a: Chiều cao an toàn của đỉnh bờ kênh (Phụ thuộc vào lưu lượng nước kênh vận chuyển lấy theo (bảng 4 – 2) giáo trình BT và ĐAMH máy bơm và trạm bơm) ta chọn a = 0,5 (m).

Zbk = 8,0 + 0,5 = 8,5 ( m )Tuy nhiên do đặc điểm địa hình ở đây và kênh dẫn dài nên kênh chủ yếu là đào Vì vậy khi thi công và trong quá trình sử dụng, cần chú ý nhiều đến mặt cắt thiết kế của kênh và ổn định mái kênh.

TÍNH TOÁN CÁC MỰC NƯỚC

Bảng 3-6: Tài liệu mực nước

Tháng Tuần thuỷ văn Số ngày Mực nước

1 Mực nước sông trung bình vụ: Zbqvụ 75% = 3,03

2 Mực nước sông 1 ngày min : Z1ngày min95% = 1,6

3 Mực nước sông 1 ngày max : Z1ngày maxPL% = 13,4

4 Mực nước trong đồng max : Zđồng-max = 8

TÍNH TOÁN CÁC CỘT NƯỚC CỦA TRẠM BƠM

Muốn chọn được máy bơm để thiết kế trạm bơm phải xác định được cột nước và lưu lượng cho từng máy bơm, cột nước của từng máy bơm cũng chính là cột nước của trạm bơm.

III.7.1 Tính cột nước thiết kế

- Cột nước thiết kế của máy bơm xác định bằng tổng của cột nước địa hình bình quân với tổng tổn thất cột nước của dòng chảy từ bể hút lên bể tháo.

- Cột nước thiết kế của trạm bơm cũng như cột nước thiết kế của máy bơm được tính theo công thức:

+) hđhbq: Cột nước địa hình bình quân tính theo công thức hđhbq ∑ Q i ∗h i ∗t i

* Qi: là lưu lượng của trạm bơm trong thời gian ti

* hi: Cột nước địa hình tương ứng với Qi và ti

* ti: Thời gian bơm nước trong thời kỳ có Qi = const

+) ∑ h t : Cột nước tổn thất trong đường ống hút và ống đẩy của máy bơm.

Vì chưa chọn được máy bơm, chưa thiết kế đường ống nên lấy theo kinh nghiệm

∑ h t = 1÷1,5 (m) đối với máy bơm cột nước thấp; Với cột nước cao sơ bộ có thể lấy ∑ h t = 10% hđh Trong đồ án này ta chọn ∑ h t = 1,26 (m)

- Để dễ dàng xác định cột nước địa hình hi và thời gian ti ta vẽ cùng một đồ thị các đường quan hệ Zbt ~ t và đường quan hệ Zbh ~ t sau đó lập bảng thống kê và tính toán cột nước thiết kế

Từ kết quả ở phụ lục (3 - 10) ta có: h dhbq =∑ Q i ∗h i ∗t i

Vậy cột nước thiết kế là: HTK = 9,5 (m)

III.7.2 Cột nước thiết kế lớn nhất ( H TK max ) Áp dụng công thức: HTK max = hđh max + hms

Với hđh max: là giá trị lớn nhất ở (phụ lục 3 - 10)

III.7.3 Cột nước thiết kế nhỏ nhất ( H TK min ) Áp dụng công thức: HTK min = hđh min + hms

Với hđh min: là giá trị nhỏ nhất ở (phụ lục 3 - 10)

III.7.4 Trường hợp kiểm tra

III.7.4.1 Cột nước lớn nhất Áp dụng công thức: H max KT =h dhmax KT +∑ h ms

Trong đó: h dhmax KT = Zbt gc – Zbh min( P = 95% )

Mặt khác Zbt gc = Zđk tháo + hgc

III.7.4.2 Cột nước nhỏ nhất Áp dụng công thức: H min KT =h dhmin KT +∑ h ms

Trong đó: h dhmin KT = Zbt min – Zbh max

Mặt khác Zbt min = Zđk tháo + hmin

Bảng 3-7: Các cột nước của trạm bơm

Cột nước thiết kế (m) Cột nước kiểm tra (m)

HTK HTK max HTK min HKT max HKT min

CHỌN MÁY BƠM, ĐỘNG CƠ

Số lượng máy bơm n của một trạm bơm là một chỉ tiêu có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế và kỹ thuật Nó quyết định đến quy mô và hạng mục của công trình đầu mối Ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành xây dựng công trình và việc quản lý vận hành sau này Số lượng máy bơm nhiều dễ đảm bảo chạy máy sát theo yêu cầu cấp nước nhưng vốn đầu tư sẽ tăng lên và việc quản lý sẽ phức tạp hơn Trong trường hợp số máy bơm nhỏ, khối lượng công trình bao che nhỏ hơn nhưng mức độ an toàn cấp nước sẽ thấp hơn.

Yêu cầu của việc lựa chọn số lượng máy bơm và lưu lượng của một máy là phải thoả mãn đảm bảo cung cấp đủ nước theo yêu cầu của biểu đồ lưu lượng cần một cách chính xác và hiệu quả nhất Muốn vậy ta phải đưa ra nhiều phương án chọn số máy bơm, mỗi phương án chọn sẽ cho ta loại máy bơm khác nhau. Để chọn máy bơm một cách tốt nhất ta căn cứ vào những nguyên tắc sau:

- Đảm bảo cung cấp đúng theo lưu lượng thiết kế và cột nước thiết kế (điểm công tác nằm trên đường đặc tính Q~H).

- Làm việc ở khu vực có hiệu suất cao nhất

- Đảm bảo lưu lượng cần tưới trong các thời kỳ tưới khác nhau

- Các thiết bị máy móc được chế tạo hàng loạt, giá thành hạ, khả năng cung cấp máy bơm của thị trường phải nhiều và thuận lợi.

- Máy bơm có số vòng quay lớn, trọng lượng và kích thước giảm, máy bơm làm việc an toàn, đảm bảo chống được khí thực tốt nhất.

- Vốn đầu tư xây dựng công trình là nhỏ nhất Để chọn được máy bơm ta dựa vào bảng lưu lượng yêu cầu tưới của từng thời kỳ sau đó sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ.

Bảng 3-8: Bảng lưu lượng yêu cầu từng thời kỳ tưới (m 3 /s)

(Lưu lượng sắp xếp từ lớn đến nhỏ)

III.8.1.1 Các phương án chọn số máy bơm Để chọn máy bơm vừa đạt hiệu ích kinh tế vừa đạt tiêu chuẩn kỹ thuật là công việc vô cùng quan trọng, cho nên ta phải đề ra các phương án rồi so sánh và lựa chọn lấy phương án tối ưu nhất

Theo kinh nghiệm thực tế người ta chọn số máy bơm nằm trong phạm vi

3  8 máy, tốt nhất là chọn từ 4  6 máy, số máy nên chọn lẻ (kể cả máy dự trữ).

Số máy n được chọn là hợp lý khi các cấp lưu lượng trong biểu đồ đều được đáp ứng bằng một số máy chạy nào đó, tức là lượng thừa, thiếu (±Q) ở các cấp lưu lượng nhỏ nhất.

III.8.1.2 Chọn loại máy bơm

Sau khi có các phương án chọn số máy bơm của trạm ta sẽ tính được lưu lượng thiết kế của 1 máy và từ cột nước bơm thiết kế ta tiến hành xác định loại máy bơm ứng với mỗi phương án Máy bơm được chọn phải thoả mãn yêu cầu sau:

- Đảm bảo cung cấp đúng lưu lượng thiết kế và cột nước thiết kế (điểm công tác nằm trên đường đặc tính Q~H).

- Làm việc với hiệu suất cao

- Làm việc an toàn, chống khí thực tốt nhất

- Thuận lợi cho việc lắp đặt và quản lý

- Được chế tạo hàng loạt

Có nhiều cách chọn máy bơm, ở đây ta sử dụng sổ tra cứu máy bơm Từ 2 phương án đặt ra tra biểu đồ sản phẩm các loại máy bơm hướng trục ta được: a Phương án 1

Lưu lượng thiết kế của 1 máy bơm xác định theo công thức sau:

Với Qtk 1máy = 3,107 (m 3 /s), Htk = 9,5 (m) từ biểu đồ sản phẩm máy bơm (trang

2) ta chọn được loại máy bơm OB5 – 87 có số vòng quay n = 585 vòng/phút Căn cứ vào đường đặc tính (trang 28) với Htk = 9,5 (m) ta chọn  = 0 o thì  = 85%, Q1 máy

=3,107 (m 3 /s), độ dự trữ khí thực cho phép [h] = 10 (m).

Bảng 3-9: Các thông số công tác của máy bơm

Lưu lượng thiết kế của 1 máy bơm xác định theo công thức sau:

2 =6,215(m 3 /s) Với Qtk 1máy = 6,21 (m 3 /s), Htk = 9,5 (m) từ biểu đồ sản phẩm máy bơm (trang

2) ta chọn được loại máy bơm OB5 – 110 có số vòng quay n = 485 vòng/phút.Căn cứ vào đường đặc tính (trang 30) với Htk = 9,5 (m) ta chọn  = 2 o 30 thì  84%, Q1 máy = 6,21 (m 3 /s), độ dự trữ khí thực cho phép [h] = 11 (m).

Bảng 3-10: Các thông số công tác của máy bơm

III.8.2 Chọn động cơ điện

Thông thường mỗi loại máy bơm đều có động cơ đi kèm, với loại máy bơm OB5 - 87 với số vòng quay n = 585 (v/ph) do Nga chế tạo có động cơ BAH – 110 – 41 - 10Y3 đi kèm với các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 3-11: Số liệu kỹ thuật của động cơ

* Kiểm tra theo công suất

Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi trường hợp phải nhỏ hơn công suất định mức của động cơ.

NH : Công suất định mức của động cơ (NH = 630 KW).

Nmax: Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc, xác định theo công thức:

Trong đó: k: Hệ số dự trữ về độ thiếu chính xác của đường đặc tính máy bơm có tính đến tổn thất bất thường, lấy theo kinh nghiệm sau:

b, Qb: Hiệu suất, lưu lượng của máy bơm tra trên đường đặc tính của máy bơm ứng với Hb

Hb: Cột nước của máy bơm cho công suất lớn nhất Với máy bơm hướng trục công suất lớn nhất xuất hiện khi máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất là:

tr: Hiệu suất truyền động, khi nối trực tiếp trục động cơ với trục máy bơm thì tr = 1.

(KW) Vậy: Nmax < NH = 630 (KW) => công suất của động cơ luôn đảm bảo an toàn trong quá trình chạy máy.

Với loại máy bơm OB5 - 110, với số vòng quay n = 485 (v/ph) do Nga chế tạo có động cơ B16 – 31 - 12YXΠ4 với các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 3-12: Số liệu kỹ thuật của động cơ

* Kiểm tra theo công suất

Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi trường hợp phải nhỏ hơn công suất định mức của động cơ.

NH : Công suất định mức của động cơ (NH = 800 KW)

Nmax: Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc, xác định theo công thức:

(KW) Các thông số k, Qb, Hb, b, tr xác định theo cách như phương án 1

Vậy: Nmax < NH = 800 (KW) => công suất của động cơ luôn đảm bảo an toàn trong quá trình chạy máy.

III.8.3 So sánh lựa chọn phương án

III.8.3.1 Xác định cao trình đặt máy

Trong thiết kế trạm bơm, việc chọn cao trình đặt máy có một ý nghĩa quan trọng về kinh tế và kỹ thuật Nếu cao trình đặt máy thấp, khả năng chống khí thực tốt, tăng tuổi thọ máy bơm nhưng kinh phí xây dựng sẽ tăng lên Trường hợp ngược lại, cao trình đặt máy cao, kinh phí xây dựng thường giảm nhưng dễ phát sinh hiện tượng khí thực làm hư hỏng máy bơm hoặc bơm không được nước Vì vậy cần phải chọn một cao trình đặt máy hợp lý.

Với loại máy bơm hướng trục trục đứng nên cao trình đặt máy phải xác định theo 2 điều kiện: a Điều kiện 1: Đảm bảo cho máy bơm khi làm việc không phát sinh hiện tượng khí thực. Áp dụng công thức: Zđm 1 = Zbh min + [hs]

Zbh min: là cao trình mực nước bể hút thấp nhất (Zbh min = 0,7405 (m))

[hs]: là độ cao hút nước địa hình cho phép tính từ mực nước bể hút nhỏ nhất đến trung tâm bánh xe công tác để máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực.

Hbh: Áp lực bốc hơi Theo tài liệu thuỷ văn nhiệt độ trung bình của nước sông khoảng 25 0 , tra (phụ lục 2) sách bài tập và đồ án môn học trạm bơm ta được:

Hbh = 0,335 (m) hmsoh: cột nước tổn thất trong ống hút, sơ bộ lấy hmsoh = 0,6 (m)

[h]: độ dự trữ khí thực cho phép

Zđm 1 = 0,7405 + (-2,605) = (-1,86) (m) b Điều kiện 2: Đảm bảo yêu cầu về độ ngập bánh xe công tác do nhà máy chế tạo quy định Ta có:

- Phương án 1: Đối với máy bơm OB5 – 87 thì hyc = (-1) (m)

- Phương án 2: Đối với máy bơm OB5–110 thì hyc = (-2) (m)

Zđm 2 = 0,7405 + (-2) = 1,26 (m) Vậy cao trình đặt máy cho cả 2 phương án là:

III.8.3.2 Kiểm tra cao trình đặt máy Để máy bơm làm việc không sinh ra hiện tượng khí thực ta tiến hành kiểm tra đối với các trường hợp làm việc bất thường. a Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra lớn nhất

Z ’ đm = Zbh min + [h’s][h ’ s] = Ha – Hbh – hmsoh - [h’]

Ta coi Ha, Hbh, hmsoh không đổi

[h’]: là độ dự trữ khí thực cho phép ứng với trường hợp HKT max = 10,75 (m) tra trên đường đặc tính của máy bơm.

 Zđm= 0,7405 + (-0,605) = 0,136 (m) > Zđm tk = (-0,26) (m) nên máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực

 Zđm= 0,7405 + (-3,605) = 4,35 (m) > Zđm tk = (-1,86) (m) nên máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực. b Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra nhỏ nhất

Z ’ đm = Zbh min + [h’s] [h ’ s] = Ha – Hbh – hmsoh - [h’]

Ta coi Ha, Hbh, hmsoh không đổi

[h’]: là độ dự trữ khí thực cho phép ứng với trường hợp HKT min = 3,808 (m) tra trên đường đặc tính của máy bơm.

 Zđm = 0,7405 + (-1,605) = (-0,865) (m) < Zđm tk = (-0,26) (m) nên máy bơm sinh ra hiện tượng khí thực

 Zđm = 0,7405 + (- 4,605) = (-3,865) (m) < Zđm tk = (-1,86) (m) nên máy bơm sinh ra hiện tượng khí thực

Vậy cao trình đặt máy của cả 2 phương án là:

III.8.3.3 Phân tích và lựa chọn phương án a Từ biểu đồ quan hệ (Q~t)

TÍNH CAO TRÌNH ĐẶT MÁY

Ta đã tính được ở trên ứng với phương án 1 thì:

THIẾT KẾ NHÀ MÁY

III.10.1 Chọn loại nhà máy

Nhà máy bơm là nơi đặt các thiết bị cơ khí thuỷ động lực chủ yếu như máy bơm, động cơ và các thiết bị phụ như bơm chân không, quạt gió, các loại khoá, các bơm con, thiết bị điện, đồng thời còn bố trí đường ống hút, ống đẩy.

Hình dạng và kết cấu của nhà máy bơm phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: cách nối tiếp nhà máy bơm với công trình lấy nước (riêng biệt hay kết hợp); loại, cấu tạo máy bơm và động cơ chính, tình hình nguồn nước, điều kiện địa chất tại vị trí bố trí nhà máy bơm, tình hình khí hậu và loại vật liệu để xây dựng nhà máy bơm.

Theo kết quả tính toán ở trên ta có:

Dao động mực nước bể hút từ +0,7405 ÷ 8,0(m) Địa chất khu vực xây trạm tương đối tốt Điều kiện về vật liệu xây dựng sẵn có

Loại máy bơm hướng trục đứng OB5 - 87, n = 585 vòng/phút của Liên Xô Qua các thông số ở trên và dựa vào điều kiện xây dựng của các nhà máy bơm (Chương 9 giáo trình máy bơm và trạm bơm) ta quyết định chọn loại nhà máy bơm kiểu khối tảng

III.10.2 Cấu tạo và kích thước các bộ phận tầng dưới nhà máy

Tầng dưới của nhà máy bơm tính từ dưới sàn đặt động cơ chính trở xuống, thường đặt các máy bơm chính và các hệ thống ống hút, ống đẩy, các thiết bị cơ khí thuỷ lực phụ và các thiết bị khác… Đối với nhà máy bơm kiểu khối tảng: sơ bộ được chọn móng làm bằng bê tông cốt thép M200 đổ liền khối, ở dưới đổ một lớp bê tông lót M100 dày 10 (cm), bê tông được đổ trên 1 lớp cát đệm dày 10 (cm) được đầm nện kỹ và san bằng mặt.

Trong tầng móng còn được bố trí hầm tập trung nước, kích thước khối móng phụ thuộc chủ yếu vào kích thước ống hút.

III.10.2.1 Cấu tạo ống hút

Trong nhà máy bơm ống hút rất quan trọng, nó có nhiệm vụ hướng chất lỏng chảy vào máy bơm một cách đều đặn bằng cách thay đổi dần tốc độ chảy trong ống hút Vì lưu lượng chảy qua ống hút > 2 (m 3 /s) nên tổn thất rất lớn, muốn giảm tổn thất cột nước chảy qua ống hút cần thiết kế sao cho nước chảy vào máy bơm được đều đặn, tốc độ dòng chảy biến đổi từ từ, vì vậy ta chọn ống hút cong bình diện hẹp là phù hợp.

Hình 3-1: Ống hút cong có bình diện hẹp.

Kích thước cơ bản của ống hút

- Chiều cao miệng ống hút: hmôh = 2,62 x D

Với D là đường kính bánh xe công tác, máy bơm OB5 - 87 có D = 0,87 (m) hmôh = 2,62 x 0,87 = 2,279 (m)

- Chiều rộng cửa vào miệng ống hút

- Bố trí lỗ xuống ống hút để sửa chữa có dạng hình tròn đường kính 1 (m) phía trên có nắp đậy và hệ thống chống nước rò rỉ lên.

- Chiều cao ống hút tính từ đáy ống hút đến cao trình đặt máy

- Chiều cao ống hút tính từ đáy ống hút đến sàn bơm hôh = Hôh –  = 1,984 - 0,37 = 1,614 (m) Với  tra kích thước định hình của máy bơm,  = 0,37 (m)

- Cao trình đáy ống hút.

- Cao trình miệng ống hút

Zmôh = Zôh + hmôh = (-2,244) + 2,279 = 0,035 (m) Kiểm tra: Zsmin - Zmôh = 0,7405 – 0,035 = 0,706 (m) > 0,5 (m)

Như vậy chọn ống hút cong có bình diện hẹp là thoả mãn.

III.10.2.2 Cấu tạo đường hầm

Trong tầng móng còn bố trí đường hầm tập trung nước để dẫn nước từ ống hút vào khi sửa chữa hoặc tập trung nước thấm từ sàn bơm chảy xuống, bố trí đường hầm chạy dọc nhà máy Cao trình đáy đường hầm thấp hơn cao trình đáy ống hút 0,4 (m) và có đường ống nối với ống hút, trên đường ống dẫn có van khoá nhằm tháo nước từ ống hút ra đường hầm khi sửa chữa.

- Cao trình đáy đường hầm

- Đường hầm có kích thước phải đủ để có thể đi lại sửa chữa các thiết bị dưới đường hầm Chọn chiều rộng b = 1 (m) ; chiều cao h = 1,6 (m).

- Dọc đường hầm có rãnh tập trung nước về hố bơm tiêu nước trong nhà máy, độ dốc rãnh lấy bằng i = 10 -3

- Khoảng cách từ mép tường hạ lưu đến mép ngoài đường hầm chọn bằng 1 m

III.10.2.3 Kích thước khối móng a Chiều dày khối móng

Hm : Chiều dày khối móng h1 : Chiều cao bản đáy nhỏ nhất, chọn h1 = 0,9 (m) h2 tính theo công thức : h2 = Hôh + h6 – h3

 Hm = 0,9 + 1,814 = 2,714 (m) b Chiều rộng đáy móng

Dựa vào điều kiện bố trí máy bơm chính (Hình 9 - 2 GT MBTB) ta có:

L ôh : Chiều dài ống hút, L ôh = 4,3 x D = 3,741 (m)

Nhưng L ôh phải đảm bảo các kích thước sau:

Lh = l1 + 1 + b2 + ẵ x Db l1: Khoảng cách mép ngoài tường trước đến miệng vào ống hút, bảo đảm cho thiết bị nâng hạ cửa van làm việc, chọn l1 = 0,5 (m)

1: Chiều dày tường trước thường lấy từ 0,6~1(m), chọn 1 = 0,8 (m) b2: Khoảng cách từ mép trong tường trước đến bệ máy bơm, để đảm bảo đi lại chọn b2 = 2,55 (m)

Db: Kích thước ngoài bệ đỡ máy bơm tra ở sổ tra cứu máy bơm

Db = P + 2f = 1,350 + 2 x 0,65 = 2,65 (m) Vậy L ụh = 0,5 + 0,8 + 2,55 + ẵ x 2,65 = 5,175 (m) b: là khoảng cách từ trung tâm máy bơm đến mép tường phía sau b = b3 + 2 + ẵ x Db b3: Khoảng cách để đủ đi lại khi cần thiết, chọn b3 = 1,5 (m)

2 : Chiều dày tường hạ lưu thường lấy 0,6 ~ 1,2 (m), chọn 2 = 1,0 (m)

Là nơi đặt máy bơm chính, phải khô ráo, sạch sẽ Vì gian bơm nằm sâu dưới mặt đất, chung quanh chịu áp lực đất, nước tác dụng nên tường phải bằng bê tông cốt thép mác  150, ta chọn M = 200 Tuỳ theo chiều cao của tường htb (không kể chiều dày khối móng) mà tầng bơm có thể xây tường ngăn hay không

Vì htb < 10 (m) nên tầng bơm không xây tường ngăn Tra bảng (trang 93) sách bài tập và đồ án môn trạm bơm được:

- Chiều dày tường thượng lưu 1= 0,8 (m)

- Chiều dày tường hạ lưu 2 = 1,0 (m)

III.10.3 Cấu tạo và kích thước các bộ phận công trình tầng động cơ

Tầng trên nhà máy bơm có cấu tạo kiểu khung nhà công nghiệp, là tầng duy nhất ở mặt đất hoặc mặt nước nên ngoài việc thiết kế đảm bảo kỹ thuật còn phải đảm bảo tính mỹ thuật Tầng này là nơi bố trí các động cơ của máy bơm chính, các thiết bị khởi động, tủ phân phối điện, cầu trục, gian sửa chữa lắp ráp và các gian phụ khác.

Nên bố trí sàn động cơ cao hơn mặt đất tự nhiên để thoáng gió và chống ẩm. Sàn được đúc bằng bê tông cốt thép M200 dày 20 (m), mặt sàn được láng vữa xi măng

Cao trình sàn động cơ được xác định như sau:

III.10.3.2 Dầm đỡ động cơ Được đổ bằng bê tông cốt thép M200 và đúc liền với sàn, chịu các lực tác dụng là:

- Lực động có chu kỳ khi động cơ làm việc

- Trọng lượng bản thân dầm

- Trọng lượng người và thiết bị sửa chữa

Vì tầng bơm không xây tường ngăn nên thiết kế dầm chính gối đầu nên tường thượng lưu và hạ lưu của tầng bơm.

Kích thước của dầm chính:

- Chiều dài dầm Ld bằng chiều rộng nhà máy, Ld = 8,3 (m)

- Chiều cao dầm hd = (1/8~1/15) Ld, chọn hd = 0,1 x Ld = 0,1 x 8,3 = 0,83 (m)

- Chiều rộng dầm bd ≥ 2/3 x hd = 2/3 x 0,83 = 0,553 (m), Chọn bd = 0,6 (m) Dầm phụ nối liền 2 dầm chính, có kích thước bằng dầm chính

Khoảng cách giữa 2 dầm phụ thuộc vào đường kính của động cơ để đặt trực tiếp động cơ lên dầm, tra bảng kích thước định hình ứng với loại máy bơm OB5 – 87 được khoảng cách giữa 2 dầm là: O = 1,650 (m)

Hình 3-2: Cách bố trí dầm đỡ động cơ

Dùng khoảng trống giữa 4 dầm làm lỗ kéo máy cho chính các máy đó, ngoài ra còn phải bố trí 1 lỗ kéo máy phụ ở gian sửa chữa để đưa máy bơm tiêu, bơm nước kỹ thuật xuống tầng bơm Bề rộng lỗ phải đủ lớn để có thể kéo được thiết bị lớn nhất cần đem xuống hoặc đưa lên Sơ bộ chọn kích thước (b x h) = (1,2 x 1,5) (m) Trên mặt lỗ đặt lưới mắt cáo để tầng bơm được sáng sủa và thoáng khí.

Dùng để lên xuống giữa các tầng, vị trí cầu thang được bố trí sao cho không cản trở các thiết bị cẩu và vận chuyển đi lại trong nhà máy, cầu thang bố trí phía gian sửa chữa men theo tường thượng lưu.

- Chiều cao mỗi bậc lên xuống (0,25 x 0,25)

- Phía trên cầu thang có tay vịn cao 0,8 (m) làm bằng thép tròn CT3, bậc lên xuống đổ cốt thép M200, mái dốc cầu thang m = 1.

Bố trí ở đầu hồi phải nhà máy (nhìn từ chính diện thượng lưu), mặt sàn đổ bằng bê tông cốt thép M200 ở giữa bố trí lỗ kéo máy,kích thước (b x h) = (1,4 x 1,8) (m) mặt sàn để tấm cao su để đặt máy cho êm.

Phải bố trí ở phía gần đường dây điện cao áp vì thế bố trí gian điện ở đầu hồi trái nhà máy (nhìn từ chính diện thượng lưu vào), mặt sàn gian điện đổ bê tông M200, chiều rộng sàn bằng chiều rộng nhà máy, chiều dài đủ để bố trí các tủ phân phối và điều khiển đúng kỹ thuật, an toàn và vận hành dễ dàng.

Cột nhà đồng thời là cột đỡ dầm cầu trục, cầu trục, vật di chuyển và nóc nhà. Cột nhà thiết kế kiểu khung cứng để đảm bảo kết cấu chắc chắn khi cẩu những tải trọng lớn.

Cột nhà có 2 hàng, mỗi hàng 8 cột Kích thước cột:

- Phần trên vai đỡ dầm cầu trục chọn (b x h) = (40 x 40) (cm)

- Phần dưới vai chọn (b x h) = (40 x 60) (cm)

THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH NGOÀI NHÀ MÁY

III.11.1 Thiết kế đường ống hút

Do nhà máy bơm khối tảng nên ống hút được bố trí ở tầng móng nhà máy bơm và được làm bằng bê tông cốt thép M200.

Các kích thước và hình dạng của ống hút đã được tính toán ở (phầnIII.10.2.1.) Mỗi máy bơm có một ống hút và miệng ống hút nối liền với bể hút tạo thành dòng chảy thuận trong ống.

III.11.2 Thiết kế đường ống đẩy Ống đẩy là đoạn ống nối tiếp từ máy bơm đến bể tháo, làm nhiệm vụ chuyển nước có áp lực thấp lên áp lực cao Căn cứ vào vị trí bể tháo mà xác định chiều dài ống đẩy Ống đẩy có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau nhưng theo nhà máy chế tạo máy bơm thiết kế ống đẩy đúc bằng gang, bể xả đặt cách nhà máy và miệng ống xả cách mép tường bể tháo 0,5 (m).

III.11.2.1 Xác định đường kính kinh tế của ống đẩy Đường kính kinh tế của ống đẩy được xác định dựa trên cơ sở tính toán kinh tế, kỹ thuật, đảm bảo được lưu lượng nước yêu cầu và được tính theo công thức sau:

Trong đó: n: là số ống đẩy làm việc (không kể máy dự trữ), n = 4 (máy)

Vkt: Tốc độ kinh tế chảy trong ống đẩy, theo kinh nghiệm thường lấy

Qbq: lưu lượng bình quân của trạm tính theo công thức:

Q bq = 3 √ ∑ ∑ Q i 3 t ∗t i i Để tiện tính toán ta lập bảng ở (phụ lục 3-10)

Từ (phụ lục 3-10) ta có:

Từ Qbq = 14,29 (m 3 /s) ta tính được:

III.11.2.2 Xác định đoạn ống chuyển tiếp

Thường đường kính ống đẩy lớn hơn đường kính miệng ra của máy bơm (để giảm tốc độ nước ra khỏi ống đẩy) do đó ta phải tính đoạn ống chuyển tiếp. a Tính đường kính miệng ra của ống đẩy Đường kính miệng ra của ống đẩy lấy theo kinh nghiệm:

D0 = (1,1~1,2) x Dkt = (1,1 ~ 1,2) x 1,35 Chọn D0 = 1,4 (m) b Tính chiều dài đoạn ống chuyển tiếp

Chiều dài đoạn ống chuyển tiếp được tính theo công thức:

Lct = 3,5 ~ 7 (Dkt – D2), chọn Lct = 3,5 ~ 7 (Dkt – D2) Trong đó:

D2: đường kính miệng ra của máy bơm theo kích thước mẫu, tra sổ tra cứu máy bơm được D2 = 1,01 (m).

 Lct = 3,5 x ( 1,35 – 1,01) = 1,19 (m) Vậy chiều dài đoạn chuyển tiếp là: Lct = 1,2 (m) c Thiết kế chỗ chuyển tiếp giữa ống đẩy và tường bể tháo

Gia cố chỗ tiếp giáp này bằng bê tông chống thấm M200 dày 0,9 (m) để tránh không cho nước chảy ngược từ bể tháo xuống gian bơm. d Thiết kế nắp ống đẩy

Với đường kính ống đẩy D = (1~2) (m) thì dùng nắp đậy có bản lề lệch tâm với tâm miệng ra ống đẩy (bản lề đặt cao hơn tâm miệng ra) loại nắp này còn gọi là van cánh bướm và nghiêng từ 10 0 ~ 15 0 so với phương đứng để nắp van đóng chặt.

III.11.3 Thiết kế bể hút

Bể hút có nhiệm vụ nối tiếp giữa kênh dẫn với nhà máy bơm Bể hút gồm có

- Phần mở rộng của kênh dẫn có dạng hình thang cân

- Phần tập trung nước có dạng hình chữ nhật có chiều dài phụ thuộc vào số máy bơm và cách bố trí ống hút, chiều dài trụ pin quyết định Chiều dài này ảnh hưởng rất lớn đến dòng chảy ở phần mở rộng Chiều rộng phần tập trung nước chính là chiều dài của trụ pin, phụ thuộc vào cách bố trí các thiết bị: khe cửa van, tường ngực, khe lưới chắn rác, khe phai và cầu công tác trên đỉnh trụ pin.

III.11.3.1 Trụ pin bể hút

Trụ pin được bố trí trước ống hút nhằm hướng dòng chảy vào ống hút, chiều dày trụ pin d = 0,8 (m), đầu mố lượn tròn, trên trụ pin có bố trí hai hàng khe phai cách nhau 0,6 (m), khe phai thứ nhất cách đầu mố trụ pin 1(m), tiếp đến lưới chắn rác và khe van, khe van cách mép tường ngoài 0,5 (m)

Cao trình đỉnh trụ pin lấy bằng cao trình bờ kênh dẫn là 3,5 (m), lưới chắn rác được đặt thẳng đứng.

Khe phai dày 20 (cm),khe lưới chắn rác dày 25 (cm), khe van dày 30 (cm) và giữa khe phai và lưới chắn rác bố trí cầu công tác đi lại rộng 1,0 (m), dày 20 (cm)

Chiều dài trụ pin phải đủ để bố trí khe van, khe phai, lưới chắn rác, cầu công tác cầu thả phai vì vậy ta chọn chiều dài trụ pin Ltp = 5,0 (m)

III.11.3.2 Cấu tạo phần mở rộng phần mở rộng có nhiệm vụ nối tiếp kênh dẫn với phần tập trung nước, chiều dài đoạn mở rộng phụ thuộc vào góc mở rộng  Góc mở rộng  quyết định rất lớn đến tình trạng dòng chảy trong bể hút, theo kinh nghiệm thì góc mở rộng  phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy trong kênh có thể lấy như sau:

Vì Vtk = 0,64 (m/s) nên ta chọn  = 40 0

Do có sự chênh lệch giữa cao trình đáy kênh dẫn và cao trình đáy công trình lấy nước nên phải làm một đoạn dốc nối tiếp ở đáy phần mở rộng, chọn độ dốc là i

= 0,25, không nên làm dốc toàn bộ đoạn mở rộng vì không có lợi về mặt thuỷ lực.

- Chiều dài đoạn dốc tính theo công thức:

Z đk: cao trình đáy kênh dẫn

Z đct: cao trình đáy công trình lấy nước.

Chọn Ld = 4 (m). Đáy phần mở rộng sẽ đổ bằng bê tông cốt thép M200 dày 30 (cm) có bố trí lỗ thoát nước đường kính d = 6 (cm), dưới là tầng lọc ngược gồm 2 lớp đá dăm lát dày

10 (cm) và cát lót dày 5 (cm) Mái bể hút được lát bằng tấm bê tông cốt thép M200 đúc sẵn kích thước (60 x 60 x 10) cm và có các lỗ thoát nước d = 6 (cm) dưới là lớp cát đệm dày 10 (cm).

- Chiều dài đoạn mở rộng tính theo công thức:

: Góc mở rộng bk : Chiều rộng đáy kênh dẫn

Bct: Chiều dài công trình lấy nước Đối với trạm bơm khối tảng lắp máy bơm trục đứng thì Bct = n x L tk 1gian

Với n: số máy bơm của trạm (kể cả máy dự trữ), n = 5(máy)

B ct b k ≤4 thì dòng chảy không hình thành khu nước quẩn dưới đáy và các xoáy trên mặt nước Kiểm tra

( thoả mãn) nên chiều dài công trình lấy nước Bct = 18 (m) là hợp lý.

III.11.3.3 Cấu tạo phần tập trung nước

Phần tập trung nước có nhệm vụ phân phối nước cho các máy bơm, chều dài phụ thuộc vào số máy bơm, cách bố trí ống hút, chiều dài trụ pin quyết định.

Chiều dài trụ pin được xác định theo công thức: Ltp = 2 x Bv

Bv: Chiều rộng cửa vào miệng ống hút, Bv = 2,175 (m) đã tính được ở trên.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG NHÀ MÁY

IV.1.1 Hệ thống tiêu nước trong nhà máy

Khi máy bơm chính ngừng hoạt động để tiến hành kiểm tra sửa chữa ta phải tiêu toàn bộ nước trong tầng hầm và ống hút, mặt khác ta cũng phải tiêu nước rò gỉ từ máy bơm, nước từ bể hút nước ngầm trong đất thấm qua tường, qua bản đáy làm cho mặt sàn tầng bơm ngập nước, gây khó khăn cho quản lý, vận hành Vì vậy cần phải có hệ thống tiêu nước cho nhà máy.

IV.1.1.1 Xác định lưu lượng và cột nước bơm tiêu a Xác định lưu lượng tiêu

Khi máy bơm làm hai nhiệm vụ: tiêu nước ống hút và tiêu nước ngầm, rò rỉ thì phải căn cứ vào lưu lượng cần bơm lớn nhất Thường lưu lượng lớn nhất là lưu lượng cần tháo cạn ống qua khe hở của van ống hút và cửa van ống đẩy, lưu lượng rò rỉ qua vòng đệm máy bơm theo sàn bơm xuống đường hầm Lưu lượng cần tiêu được xác định theo công thức:

W: thể tích nước ở ống hút hoặc buồng khi mực nước bể hút là lớn nhất, (m 3 ) t: thời gian bơm nước, thường lấy t = 6~8 giờ Chọn t = 6 giờ q: lưu lượng rò rỉ qua các khe hở ở mép vật chắn nước của cửa van, tính theo công thức: q = 3,6 x q1 x L (m 3 /h) q1: lưu lượng rò rỉ trên 1 mét dài khe hở, trung bình có thể lấy: q1 = (0,5 ~ 1); (l/sm), chọn q1 = 0,8 (l/sm) L: chu vi cửa van hoặc chiều dài của khe hở, (m)

Lcv : Chu vi cửa van chắn nước: L cv = 2 x (Bôh + hôh)

Bôh, hôh đã tính ở phần thiết kế nhà máy

Lôđ: Chu vi miệng ra ống đẩy

- W: là thể tích nước ở ống hút hoặc buồng khi mực nước ở bể hút là lớn nhất Để tiện tính toán ta phân thành các hình nhỏ để dễ tính toán

W1: Là thể tích phần ống hút tính gần đúng bằng thể tích chóp cụt có đáy lớn là miệng vào ống hút

Diện tích đáy lớn chóp cụt là:

Fđl = 2,175 x 2,279 = 4,957 (m 2 ) Diện tích đáy nhỏ chóp cụt

F đn = b x h Với b = 1,52 x D, h = 1,2 x D ( Kích thước định hình của ống hút)

Fđn = 1,52 x 0,87 x 1,2 x 0,87 = 1,38 (m 2 ) Chiều cao hình chóp tính bằng chiều dài ống hút

H1 = Lôh = 3,741 (m) Vậy thể tích chóp cụt là:

- Tính W2: Là phần thể tích nước trong ống bơm đoạn thẳng đứng tính gần đúng bằng thể tích hình trụ có đường kính D = 1,01 (m)

4 =0,8 (m 2 ) L: chiều dài ống máy bơm = 6,576 (m)

W2 = 0,8 x 6,576 = 5,26 (m 3 ) + Tính W3 : là phần thể tích nước từ cổ bơm đến mực nước max của bể hút gần đúng bằng thể tích của hình trụ cong có đường kính trung bình

Chiều cao hình trụ là chiều dài của đoạn ống: L = 3,5 (m) ¦W 3 =3,14∗1,18 2

Từ các thông số ở trên ta tính được lưu lượng của máy bơm tiêu:

6 +38,315A,69(m 3 /h) b Xác định cột nước tiêu Để giảm thấp cột nước, máy bơm tiêu sẽ xả nước ra phía bể hút Như vậy cột nước của máy bơm tiêu phải đảm bảo tiêu nước khi mực nước bể hút là lớn nhất.

∑hms : Tổn thất trên đường ống hút, ống đẩy của máy bơm tiêu

∑hms = (1,5 ~ 2 )m , chọn ∑hms = 1,5 (m) hđh : cột nước địa hình hđh = Zsàn động cơ - Z min bể tập trung

Z min btt : cao trình thấp nhất ở bể tập trung nước tiêu lấy bằng cao trình đáy đường hầm :

Z min btt = Zđáy đường hầm = (-2,644) (m)

IV.1.1.2 Chọn máy bơm tiêu a Chọn số máy

Máy bơm tiêu nước trong buồng hút chỉ làm việc từng thời kỳ do đó không cần bố trí máy dự trữ Như vậy để đảm bảo nhiệm vụ tiêu nước trong buồng hút em chọn số máy bơm là 1. b Chọn loại máy bơm

Với số máy bơm đã chọn n = 1, khi đó lưu lượng 1 máy bơm tiêu là :

1 A,69(m 3 /h) Căn cứ vào lưu lượng cần tiêu Qt = 41,69 (m 3 /h), Ht = 12,644 (m) tra trên đường đặc tính trong sổ tra cứu máy bơm và thiết bị ta chọn được loại máy bơm LT46 – 7 có các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 4-1: Bảng số liệu kỹ thuật của máy bơm tiêu

Máy bơm Q(m 3 /h) H(m) [ H CK ] ( m) N(v/p) N(đ/c) (kw) Dh(mm) Dk(mm)

IV.1.1.3 Chọn động cơ kéo máy bơm tiêu

Cách chọn giống máy bơm chính Tra sổ tra cứu máy bơm và trạm bơm ta chọn được động cơ kéo máy bơm ly tâm LT46 – 7 là DK 51 – 2 có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng 4-2 : Bảng số liệu kỹ thuật của động cơ điện DK 51 – 2

Loại động cơ N (KW) U (V) N (v/ph)  (%) Cos

IV.1.1.4 Tính kích thước bể tập trung nước tiêu

Thể tích của bể tập trung nước tiêu lấy bằng 10 ~ 20 lần lưu lượng tiêu trong 1 phút

Do đó thể tích của bể là

Vậy bể tập trung được bố trí ở tầng móng phía gian sửa chữa, đáy hố tập trung được đặt thấp hơn đáy đường hầm 0,3 (m) nên cao trình đáy bể tập trung nước là: Z đáybể = Z đáyđh – 0,3 = (-2,644) – 0,3 = 2,944 (m)

Máy bơm tiêu được đặt trên bể tập trung nước, cao trình sàn đặt máy bơm tiêu chọn cao hơn mặt sàn tầng bơm 0,4 (m) để máy bơm làm việc được an toàn. Nắp bể tiêu nước được làm bằng BTCT dày 0,2 (m) nên cao trình đỉnh bể tập trung nước là : Z đỉnhbể = Zsànbơm +0,2 = (-0,63) + 0,2 = (-0,43) (m) Kích thước của bể như sau:

IV.1.2 Hệ thống bơm nước kỹ thuật

Hệ thống bơm nước kỹ thuật có nhiệm vụ đưa nước sạch có áp đến làm trơn các ổ trục bằng cao su ở cổ thân bơm và ổ trục phía trên cánh quạt, làm mát các ổ bi của động cơ qua một hệ thống đường ống bao quanh, làm mát dầu bôi trơn ổ trục động cơ, ngoài ra hệ thống nước kỹ thuật còn có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt cho trạm bơm Vì vậy yêu cầu nước phải có chất lượng sạch, áp lực nước sạch tại ổ trục phải lớn hơn áp lực của nước trong máy bơm chính tại chỗ đó.

Có nhiều hình thức lấy nước kỹ thuật như:

- Dùng bể lọc Ở đây ta dùng bể lọc để cung cấp nước sạch cho nhà máy phương pháp này là dùng nước từ bể hút đưa vào bể bẩn qua hệ thống bơm nhỏ hoặc đường ống rồi qua tầng lọc ngược vào bể nước sạch và một hệ thống bơm nước sạch vào các ổ trục của máy bơm Bể lọc được xây dựng dưới tầng móng thành hầm chứa phía bên hồi nhà máy phương thức lọc theo nguyên lý tầng lọc ngược.

IV.1.2.2 Xác định lưu lượng và mực nước của máy bơm nước kỹ thuật a Xác định lưu lượng bơm nước kỹ thuật Q kt

Trong đó: n: Số tổ máy bơm trong trạm kể cả máy dự trữ, n = 5 máy

Qtm: Lưu lượng cần làm mát và bôi trơn một tổ máy do nhà máy chế tạo máy bơm cung cấp.

Qsh: Lưu lượng dùng để vệ sinh nhà trạm, thiết bị và công nhân sử dụng với số máy của trạm là 5 máy dự tính số công nhân vận hành là m = 15 người, sơ bộ 1 người dùng 0,2 m 3 nước/1ngày

 Qkt = 5 x 4 + 0,125 = 20,125 (m 3 /h) b Xác định cột nước của máy bơm nước kỹ thuật H kt

Cột nước của máy bơm nước kỹ thuật được tính trong 2 trường hợp:

+ làm trơn ổ trục cao su của máy

+ làm mát ổ bi của động cơ

*/ Trường hợp làm trơn ổ trục cao su của máy bơm

Cột nước bơm được xác định như sau:

Hkt 1 = h đh1+ Hb + ∑hms + h (1) Trong đó: h đh1:chênh lệch cao trình giữa cổ thân bơm và bể nước sạch: h đh1 = Zcb - Zbs

Zcb: Cao trình cổ thân bơm được xác định theo công thức:

Z đm : cao trình đặt máy, Z đm = (-0,26) (m)

H: tra trong kích thước định hình của máy bơm OB - 87 được

Zbs: cao trình mực nước bể sạch Vì nước từ bể sạch được lấy từ bể hút nên

Zbể sạch được xác định

Zbs = Zbh min – (hmsoh + hmstt )

Zbh min mực nước bể hút min Zbh min = 0,7405 (m) hmsoh cột nước tổn thất qua ống dẫn vào bể bẩn, sơ bộ lấy hmsoh = 0,2 (m) hmstt Cột nước tổn thất khi qua tầng lọc ngược theo kinh nghiệm hmstt = (0,8 ~ 1,5 )m, sơ bộ chọn hmstt = 1,0 m Vậy Zbs = 0,7405 – (0,2 +1,0) = (-0,46) (m)

Thay vào công thức ta có h đh1 = 2,405 – (-0,46) = 2,865 (m)

∑hms : Tổng tổn thất đường ống trên đường ống từ máy bơm nước kỹ thuật đến máy bơm chính xa nhất theo kinh nghiệm ∑hms = (3 ~ 4) (m)

h: cột nước dự trữ để cột nước của máy bơm nước kỹ thuật lớn hơn cột nước máy bơm chính ở cổ thân bơm, theo kinh nghiệm h = (3~5) (m)

THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỆN

IV.2.1 Sơ đồ đấu dây hệ thống điện

IV.2.1.1 Yêu cầu của sơ đồ lưới điện

- Tính đảm bảo hoặc tin cậy trong việc cung cấp điện

- Tính linh hoạt và thuận tiện trong vận hành: sơ đồ phải thích ứng với các trạng thái vận hành khác nhau với số thao tác ít nhất

- Tính linh hoạt và thuận tiện cho người vận hành sửa chữa: yêu cầu này được đánh giá bằng khả năng tiến hành kiểm tra sửa chữa mà không ảnh hưởng đến việc cung cấp điện cho các thiết bị

- Tính an toàn cho người vận hành sửa chữa: sơ đồ phải có đủ dao cách ly cần thiết để cô lập được bộ phận thiết bị cần đưa ra sửa chữa mà không làm ảnh hưởng đến các thiết bị khác đang làm việc

IV.2.1.2 Chọn sơ đồ lưới điện

Do điện áp của động cơ là U đc = 6 (KV) do đó sơ đồ đấu dây của hệ thống điện được thể hiện như (hình 4-1)

IV.2.1.3 Phương án vận hành

Trạm bơm Đan Hoài có 4 máy làm việc chính và 1 máy dự phòng Để cung cấp điện cho trạm có 1 máy biến áp động lực có tác dụng đưa điện áp dòng điện từ

35 (KV) xuống 6,3 (KV) để cung cấp cho các động cơ Bên cạnh các sự làm việc của động cơ thì hệ thống điện còn phải đảm bảo sự vận hành liên tục của hệ thống tự dùng Việc cung cấp điện này có 2 máy biến áp tự dùng 1 và 2 Máy biến áp tự dùng 2 có tác dụng điện áp của dòng điện từ 6 (KV) về 380(V) để cung cấp điện cho hệ thống tự dùng khi máy biến áp 1 không làm việc Hết thời gian bơm thì các máy bơm đều như ở trạng thái ngừng hoạt động nhưng hệ thống tự dùng trong nhà máy vẫn phải được duy trì như: Chiếu sáng, bơm nước sinh hoạt, hệ thống chữa cháy,… thì việc cung cấp điện lại do máy biến áp 1 đảm nhiệm.

Như vậy phương án vận hành ở trạm bơm Đan Hoài là đơn giản, an toàn, tiết kiệm.

IV.2.1.4 Ưu nhược điểm của sơ đồ điện chính

 Sơ đồ mạch đơn giản ít thiết bị

 Việc vận hành đơn giản

 Sự cung cấp điện cho phụ tải tự dùng được liên tục do có 2 máy biến áp tự dùng

 An toàn cho việc kiểm tra sửa chữa vì có đầy đủ các dao cách ly để có thể cô lập thiết bị cần đưa ra sửa chữa

 Vì đối với trạm bơm khi máy bơm ngừng hoạt động trong thời gian ngắn (khoảng vài phút) không gây ra hậu quả nghiêm trọng nên việc đóng cắt không cần phải tự động, do đó sơ đồ cũng có thể đáp ứng được yêu cầu về tính đảm bảo và tin cậy trong việc cung cấp điện đồng thời đảm bảo cả về kinh tế.

Mức độ cung cấp điện còn hạn chế do chỉ có một máy biến áp chính

IV.2.2 Tính toán chọn máy biến áp

Chọn máy biến áp cũng ảnh hưởng lớn đến vấn đề kinh tế khi xây dựng trạm bơm đó là vấn đề đầu tư tiết kiệm năng lượng trong quá trình truyền tải điện năng do đó số lượng máy biến áp cũng như công suất của máy cần chọn rất quan trọng sao cho khi trạm làm việc bình thường phải đáp ứng đủ điện năng cho các hoạt động của động cơ, không gây lãng phí điện cũng như giảm được vốn đầu tư.

IV.2.2.1 Chọn máy biến áp chính

Vì điện áp của động cơ U = 6000V nhỏ hơn điện áp nguồn do đó phải bố trí trạm biến áp cho trạm bơm Khi chọn máy biến áp dựa vào 3 thông số chủ yếu:

- Dung lượng yêu cầu của trạm bơm Syc

Syc K∗K 1 ∗K 2 ∗∑ N dc H η dc ∗co sϕ +K 3 ∗N TD

K: Hệ số an toàn kể đến độ thiếu chính xác của đường đặc tính (K = 1,05  1,1), ta chọn K = 1,05

K1: Hệ số phụ tải của động cơ

NH: Công suất định mức của động cơ

Nmax TK: Công suất thực tế lớn nhất tại trục của động cơ khi làm việc với tần suất thiết kế.

K2: Hệ số đồng thời làm việc của máy bơm chính trong trạm bơm:

K2 = Số máy làm việc/ Tổng số máy 4

K 3 : Hệ số đồng thời của mạng điện tự dùng thường lấy K3 = (0,7  1), ta chọn K3 = 0,85.

NTD: Công suất tự dùng cung cấp điện cho việc thắp sáng, chạy các thiết bị phụ và cung cấp điện cho địa phương ở xung quanh trạm bơm.

NTD = 50  150 (KW), ta chọn NTD = 100 (KW) đc: Hiệu suất của động cơ : đc = 93,5%

Cos: Hệ số công suất động cơ: Cos = 0,91

NH đc: Tổng công suất định mức của động cơ trong trạm bơm

NH đc = 5 630 = 3150 (KW) Thay vào (*) ta có:

- Điện áp nguồn Unguồn = 35 (KV)

- Điện áp của động cơ Uđc = 6000 (V)

Từ 3 thông số đó ta chọn được máy biến áp cho trạm bơm là máy biến ápBA1000 - 35/6,3.

Bảng 4-7: Số liệu kỹ thuật của máy biến áp chính

Loại biến áp Số lượng Dung lượng

(KVA) Điện áp định mức (KV) Cao áp Hạ áp

IV.2.2.2 Chọn máy biến áp phụ

Máy biến áp phụ dùng để cung cấp điện tự dùng như: chạy máy bơm tiêu nước,máy cứu hoả, thắp sáng, điện sinh hoạt cho công nhân với Sycphụ = 100 (KVA) tra sổ tra cứu máy bơm và thiết bị ta chọn được 2 máy biến áp phụ: BA100 - 35/0,4 và BA100 - 6,3/0,4 có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 4-8: Số liệu kỹ thuật của máy biến áp phụ

Loại biến áp Số lượng Dung lượng

Hình 4-1: Sơ đồ lưới điện

IV.2.3 Tính toán và chọn thiết bị điện

IV.2.3.1 Chọn thiết bị dẫn điện

Thiết bị điện làm nhiệm vụ dẫn điện từ nơi cấp điện (nguồn điện) đến trạm biến áp, từ trạm biến áp đến tủ điện tổng đặt trong nhà máy bơm Từ tủ điện tổng phân phối điện sang các tủ điều khiển, từ tủ điều khiển dẫn điện tới các động cơ. a Chọn dây dẫn từ nơi cấp điện đến trạm biến áp Điện áp trên đường dây dẫn này rất cao với Ung = 35 (KV), dây thường là dây trần bằng đồng, nhôm, nhôm lõi sắt để dẫn điện. Để chọn được dây dẫn thích hợp phải tính cường độ dòng điện làm việc cao áp trên đường dây đó theo công thức sau:

∑ N dc : Tổng công suất của động cơ, kể cả máy dự trữ

Ntđ: Công suất tự dùng cho trạm bơm bao gồm công suất của các máy bơm nhỏ phục vụ tiêu nước trong tầng bơm, cung cấo nước kỹ thuật, quạt gió, thắp sáng, các thiết bị sinh hoạt của các gia đình cán bộ công nhân viên, quản lý vận hành máy bơm; Ntd = 100 (KW)

Ung: Điện áp của nguồn cung cấp điện; Ung = 35 (KV)

Cos ϕ : Hệ số công suất của máy biến áp, Cos ϕ = 0,95

Từ Ilvc = 58,9 (A); Ung = 35 (KV) tra bảng (trang 72) số tra cứu máy bơm và thiết bị trường ĐHTL được loại dây AC - 16 có các thông số sau:

Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng:

Ihc: Dòng điện hiểu chỉnh của dây dẫn tính theo công thức

K1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ thực tế của môi trường đặt dây dẫn Tra bảng (trang 76) Số tra cứu Máy bơm có K1 = 0,94.

K2: Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, K2 = 0,9

So sánh thấy Ihc = 88,83 (A) > Ilv = 58,9 (A)

Vậy thoả mãn điều kiện phát nóng b Dây dẫn từ trạm biến áp vào tủ điện tổng đặt trong nhà máy bơm

Cường độ làm việc tổng:

∑ N dc : Tổng công suất của động cơ, ∑ N dc = 3150 (KW)

Ntd: Công suất tự dùng cho trạm bơm, Ntd = 100 (KW)

Cos ϕ dc: Hệ số công suất của động cơ, Cos ϕ dc = 0,91

Uđc: Điện áp của động cơ, Udc = 6 (KV) η dc : Hiệu suất của động cơ, η dc = 93,5%

Từ Udc = 6 (KV) và Ilv tổng = 367,55 (A) tra bảng (trang 73) sổ tra cứu máy bơm trường ĐHTL được cáp 3 lõi bằng đồng cách điện bằng giấy tẩm nhựa thông và nhựa thông không cháy có vỏ bằng chì hay nhôm đặt trong không khí (khi nhiệt độ + 25 0 C) có các thông số sau:

+ Tiết diện dây lõi: 3 x 240 (mm 2 )

+ Dòng điện cho phép Icp = 605 (A)

Kiểm tra theo chiều dòng điện phát nóng:

K1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ thực tế của môi trường đặt dây dẫn Nhiệt độ quy định của môi trường tiêu chuẩn đặt dây dẫn là t = 25 0 C Nhiệt độ thực tế của môi trường đặt dây dẫn là t = 35 0 C Tra bảng (trang 76) sổ tra cứu máy bơm ta được

K2: Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, K2 = 0,85

Dây dẫn đã chọn là hợp lý. c Chọn dây dẫn từ tủ điều khiển đến động cơ Điện từ tủ điện tổng sẽ phân phối sang các tủ điều khiển bằng các thanh cái. Để an toàn dùng công suất định mức của động cơ để tính dòng điện làm việc của động cơ để tính dòng điện làm việc của động cơ.

Ndc: Công suất định mức của động cơ, Ndc = 630 (KW)

Udc: Điện áp của động cơ, Udc = 6 (KV) η dc : Hiệu suất của động cơ, η dc = 93,5%

Cos ϕ dc: Hệ số công suất của động cơ, Cos ϕ dc = 0,91

Từ Udc = 6 (KV) và Ilv = 71,248 (A) tra bảng (trang 73) sổ tra cứu máy bơm trường ĐHTL được cấp 3 lõi bằng đồng cách điện bằng giấy tẩm nhựa thông và nhựa không cháy có vỏ bằng chì hay nhôm đặt trong không khí (Khi nhiệt độ = 25 0 C) có các thông số sau:

+ Tiết diện dây lõi: 3 x 50 (mm 2 )

+ Dòng điện cho phép Icp = 110 (A)

Kiểm tra theo chiều phát nóng:

K1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ thực tế của môi trường đặt dây dẫn Nhiệt độ quy dịnh của môi truờng tiêu chuẩn đặt dây dẫn là t = 25 0 C Nhiệt độ thực tế của môi trường đặt dây dẫn là t = 35 0 C Tra bảng (trang 76) sổ tra cứu máy bơm ta được

K2: Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, vì có 5 áp nên K2 = 0,78 Vậy Ihc = 0,87 x 0,78 x 110 = 74,646 (A) > Ilv = 71,248 (A)

Dây dẫn đã chọn là hợp lý. d Chọn dây dẫn từ tủ điện rự dùng đến các thiết bị phụ

Ntd: Công suất tự dùng; Ntd = 100 (KW)

TÍNH TOÁN KINH TẾ

TỔNG DỰ TOÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Tổng dự toán của công trình là tổng chi phí cần thiết cho việc đầu tư xây dựng công trình bao gồm: chi phí lắp đặt, chi phí thiết bị, chi phí khác và chi phí dự phòng.

V.1.1 Tính giá xây dựng công trình G XD

V.1.1.1 Tính khối lượng xây dựng công trình

Dựa vào các bản vẽ kỹ thuật, bản vẽ thi công ta tính được khối lượng xây dựng công trình như:

+ Khối lượng đất đào, đất đắp

+ Khối lượng cát lót, bê tông lót

+ Bê tông móng, tường, trụ pin, cột, xà dầm, trần

+ Gạch xây tường, trát, quét vôi cửa

+ Cốt thép của móng, tường, trụ pin, cột, xà dầm, trần

+ Các thiết bị điện và động lực…

Bảng ghi diễn toán từng kết cấu của mỗi hạng mục: nhà máy, bể hút, bể xả và tổng hợp khối lượng xây dựng của toàn trạm bơm (Phụ lục 5 – 1)

V.1.1.2 Tính giá trị xây dựng của trạm bơm

Sau khi tổng hợp khối lượng xây dựng của trạm bơm, tiến hành tính toán kinh phí xây dựng trạm bơm bao gồm: chi phí mua vật liệu, chi phí nhân công, chi phí máy từ đó tính được giá tị xây dựng của trạm bơm.

Bảng dự toán, phân tích vật tư, tổng hợp vật tư, chênh lệch vật tư, tổng hợp kinh phí của trạm bơm Đan Hoài (phụ lục 5 – 2; 5 - 3; 5 – 4; 5 – 5; 5 - 6).

V.1.2 Tính chi phí thiết bị.

Chi phí thiết bị bao gồm: chi phí mua sắm thiết bị, chi phí lắp đặt và thí nghiệm, hiệu chỉnh thiết bị (nếu có) được xác định theo công thức:

GMSTB : Chi phí mua sắm thiết bị

GLĐ: Chi phí lắp đặt thiết bị, hiệu chỉnh và thí nghiệm (nếu có)

V.1.2.1 Tính chi phí thiết bị điện

Chi phí mua sắm thiết bị tính theo công thức:

GMSTB = ∑ Q i ∗M i ∗(1+T GTGT TB ) Trong đó:

Qi: Trọng lượng (tấn) hoặc số lượng (cái) thiết bị (nhóm thiết bị) thứ i

Mi: Đơn giá tính cho 1 tấn hoặc 1 cái (1 nhóm) thiết bị thứ i, đã kể chi phí vận chuyển, lưu phí kho, bảo quản, thuế và phí bảo hiểm.

TGTGT TB: Thuế Giá trị gia tăng; TGTGT TB = 10% a Tính giá trị thiết bị cao áp

Bảng 5-1: Bảng tính chi phí thiết bị điện cao áp Đơn vị tính: VNĐ

T Loại thiết bị Đơn vị

Khối lượng Đơn giá Thành tiền

1 Máy biến áp chính BA 1000-35/6,3 Bộ 2 150,000,000

2 Máy biến áp phụ BA 100-35/0,4 Bộ 1 40,000,000 40000000

3 Máy biến áp phụ BA 100-6,3/0,4 Bộ 1 30,000,000 30000000

4 Dây nhôm lõi sắt AC-16 Km 0.5 10,000,000 5000000

5 Cầu dao cách ly 35kv Bộ 4 15,000,000 60000000

7 Cầu chì cao áp Bộ 4 10,000,000 40000000

8 Cột điện đỡ 2 máy biến áp Cái 4 1,500,000 6000000

10 Lắp đặt, thử nghiệm 30% giá mua MBA

11 Tổng giá trị trước thuế

13 Tổng giá trị sau thuế

68380400 0 b Tính giá trị thiết bị điện hạ áp

Bảng 5-2: Bảng tính chi phí thiết bị điện hạ áp Đơn vị tính: VNĐ

TT Loại thiết bị Đơn vị

Khối lượn g Đơn giá Thành tiền

Cáp điện từ trạm biến áp đến tủ điện tổng

2 Máy cắt dầu BM-6-50 -6-50 Cái 6

4 Máy biến dòng tổng 200A/5A Cái 1 150,000 150000

5 Dây dẫn từ tủ điện đến động cơ 3x50mm 2 m 100 50,000 5000000

6 Vôn kế cho động cơ 6KV Cái 5 400,000 2000000

7 Công tắc đảo pha cho động cơ 6KV Cái 5 150,000 750000

8 Ampe kế cho động cơ 50A-6000V Cái 5 63,000 315000

9 Máy biến dòng cho động cơ 50A/5A Cái 5 80,000 400000

Dây dẫn từ tủ điện tự dùng đến các thiết bị phụ (3x50+ 1x25) mm 2 m 200 110,000 22000000

14 Ampe kế cho điện tự dùng 200A-380V Cái 1 65,000 65000 15

Máy biến dòng cho dòng điện tự dùng

16 Vôn kế cho điện tự dùng 500V Cái 1 100,000 100000

17 Công tắc chuyển mạch điện tự dùng 500V Cái 1 100,000 100000

18 Aptomat cho điện tự dùng 200A-380V Cái 1 300,000 300000

20 Đèn chiếu sáng trong nhà máy 60w Cái 14 5,000 70000

27 Chống sét hạ áp 500V Bộ 4 50,000 200000

29 Tổng giá trị trước thuế

31 Tổng giá trị sau thuế

0 c Tính chi phí lắp đặt thiết bị điện hạ áp

Dựa vào khối lượng thiết bị điện, đơn giá thuế nhân công, máy thi công ta tính được chi phí lắp đặt thiết bị điện hạ áp.

Bảng 5-3: Tổng hợp kinh phí lắp đặt thiết bị điện hạ áp Đơn vị tính: VNĐ

TT Chi phí Cách tính Giá trị Kí hiệu

I CHI PHÍ THEO ĐƠN GIÁ

1 Chi phí nhân công 1114529 NC 06

II CHI PHÍ TRỰC TIẾP

1 Chi phí nhân công 4,32xNC 06 4814765.3 NC

3 Chi phí trực tiếp khác 1,5%*(NC + M) 73775.044 TT

4 Cộng chi phí trực tiếp NC + M + TT 4992111.3 T

GIÁ TRỊ LẮP ĐẶT ĐIỆN HẠ ÁP

TRƯỚC THUẾ T + C + TL 8637351 G LĐ ĐHA

TỔNG GIÁ TRỊ DỰ TOÁN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP TRƯỚC THUẾ G MSĐHA + G LĐ ĐHA 299098951 G

TỔNG GIÁ TRỊ DỰ TOÁN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP SAU THUẾ G+ VAT 329008846 G TBĐHA

V.1.2.2 Tính chi phí thiết bị cơ khí và thuỷ lực

Bảng 5- 4: Bảng tính chi phí thiết bị cơ khí và thuỷ lực Đơn vị tính: VNĐ

TT Loại thiết bị Đơn vị

Khối lượng Đơn giá (đã tính công lắp đặt) Thành tiền

2 Máy bơm tiêu nước cái 1 18,000,000 18000000

Máy bơm nước kỹ thuật cái 2 20,000,000 40000000

4 Máy bơm chữa cháy cái 2 25,000,000 50000000

10 Tổng giá trị trước thuế 7023975000

12 Tổng giá trị sau thuế 7726372500

V.1.2.3 Tính tổng giá trị thiết bị của trạm bơm

Chi phí thiết bị của trạm bơm bao gồm chi phí thiết bị điện và chi phí thiết bị thuỷ lực và cơ khí.

Bảng 5-5: Bảng tổng hợp giá trị thiết bị của trạm bơm Đơn vị tính: VNĐ

TT Loại thiết bị Trước thuế Thuế VAT Sau thuế

1 Giá trị thiết bị điện cao áp 621640000 62164000 683804000

2 Giá trị thiết bị điện hạ áp 299098951 29909895.1 329008846.1 3

Giá trị thiết bị bơm và cơ khí 7023975000 702397500 7726372500

4 Tổng giá trị thiết bị 7944713951 794471395 8739185346

(Bằng chữ: Tám tỷ bảy trăm ba mươi chín triệu một trăm tám mươi năm nghìn ba trăm bốn mươi sáu đồng)

V.1.3 Tính chí phí khác thuộc dự toán xây dựng công trình.

*/ Để tính chi phí khác thuộc dự toán xây dựng công trình ta dựa vào:

+ Giá trị công trình chưa kể thuế giá trị gia tăng (VAT)

+ Giá trị thiết bị chưa kể thuế giá trị gia tăng: gtb = 7.944.713.951 (đ)

+ Quyết định của bộ trưởng bộ xây dựng số 11/2005/QĐ - BXD ngày 15/4/2005 về việc ban hành định mức chi phí lập dự án và thiết kế xây dựng công trình.

+ Định mức chi phí khảo sát xây dựng

*/ Chi phí thiết kế chưa kể thuế VAT tính theo công thức: cTK = NTK x GXD xk Trong đó:

Chi phí thiết kế cTK là chi phí thiết kế cho hạng mục xây dựng chưa kể thuế giá trị gia tăng VAT.

NTK: là định mức chi phí cho công việc thiết kế (%)

GXD: là giá trị xây dựng chưa kể thuế giá trị gia tăng VAT của trạm bơm, đơn vị tính: Tỷ đồng: gXD = 4.574.336.210 (đ) k: Hệ số điều chỉnh định mức chi phí thiết kế, k = 1,35 (tra trong

11/2005/QĐ - BXD với công trình thuỷ lợi cấp III)

*/ Thuế giá trị gia tăng VAT = cTK x TGTGT XD x (TGTGT XD = 10%)

*/ Chi phí thiết kế đã kể VAT: CTK = cTK + VAT Định mức NTK tính theo công thức:

GXD: Giá trị xây dựng trước thuế của công trình cần tính định mức chi phí, tỷ đồng; gXD = 4.574.336.210 (đ)

Ga: Giá trị xây dựng cận trên của gXD; Ga = 7 tỷ đồng.

Gb: Giá trị xây dựng cận dưới của gXD; Gb = 3 tỷ đồng

Na: Định mức chi phí thiết kế tương ứng với Ga; Na = 3,11

Nb: Định mức chi phí thiết kế tương ứng với Gb; Nb = 3,42

(Các hệ số trên tra trong bảng III.4: định mức chi phí thiết kế của công trình có yêu cầu thiết kế 2 bước – 11/2005/QĐ – BXD)

Bảng 5-6: Bảng tổng hợp chi phí khác dự toán Đơn vị tính: VNĐ

TT Chi phí khác dự toán Chi phí trước thuế

Thuế VAT Chi phí sau thuế

1 Chi phí khảo sát địa hình 35000000 3500000 38500000

2 Chi phí khảo sát địa chất 35000000 3500000 38500000

3 Chi phí thiết kế xây dựng công trình 203363171

V.1.4 Tính giá trị chi phí dự phòng

Các chi phí dự phòng (bao gồm cả dự phòng do khối lượng phát sinh, do yếu tố trượt giá và những công việc chưa lường trước được) được tính là 10% trên tổng giá trị xây lắp, chi phí thiết bị và chi phí khác của công trình.

V.1.5 Tính dự toán xây dựng công trình

Dự toán xây dựng công trình bao gồm: Chi phí xây dựng công trình chính + công trình phụ trợ + công trình tạm phục vụ thi công (GXDCPT); Chi phí xây dựng nhà tạm tại hiện trường để ở và điều hành thi công (GXDLT); Chi phí khác thuộc dự toán (GKDT) và chi phí dự phòng (GDP) được tính theo công thức:

GXDCT = (GXDCPT + GXDLT) + GTB + GKDT + GDP

V.1.6 Tính chi phí quản lý dự án và chi phí khác thuộc tổng dự toán

+ Chi phí thẩm tra thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công:

CTKKT = gXD x NTKKT x (1+ TGTGT XD) + Chi phí thẩm tra dự toán, tổng dự toán công trình:

CTDT = gXD x NTDT x (1+ TGTGT XD) + Chi phí lựa chọn nhà thầu thi công xây dựng công trình:

CNTXD = gXD x NNTXD x (1+ TGTGT XD) + Chi phí giám sát thi công xây dựng công trình:

CGSTC = gXD x NGSTC x (1+ TGTGT XD) + Chi phí lựa chọn nhà thầu cung cấp vật tư, thiết bị công trình

CCCVT = gXD x NCCVT x (1+ TGTGT XD) + Chi phí giám sát thi công lắp đặt thiết bị của công trình:

CGSLĐ = gXD x NGSLĐ x (1+ TGTGT XD) + Chi phí hoàn công:

CHC = gXD x 10% thiết kế phí x (1+ TGTGT XD) + Chi ban quản lý dự án: 1,2% x gXD x (1+TGTGT XD).

Các định mức Ni tra trong quyết định số 10/2005/QĐ - BXD của bộ xây dựng.

Bảng 5-7: Tính chi phí khác tổng dự toán công trình

TT Các khoản mục chi phí Công thức Thành tiền

1 Chi phí thẩm tra thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công

2 Chi phí thẩm tra dự toán , tổng dự toán 0,122*gxd*1,1 5937488 công trình

Chi phí lựa chọn nhà thầu thi công xây dựng công trình 0,26%*gxd*1,1 12653663

Chi phí giám sát thi công xây dựng công trình 1,78%*gxd*1,1 86628923

Chi phí lựa chọn nhà thầu cung cấp vật tư thiết bị công trình 0,182*gtb*1,1 15905317

Chi phí giám sát thi công lắp đặt thiết bị của công trình 0,578*gtb*1,1 50512491

7 Chi phí hoàn công 10%*ctk*1,1 21747266

8 Chi ban quản lý dự án 1,2%*gxd*1,1 58401521

V.1.7 Tổng dự toán công trình

Tổng dự toán công trình xây dựng tính theo công thức:

GXDCT: Dự toán xây dựng công trình

GKTDT: Chi phí quản lý dự án và chi phí khác thuộc tổng dự toán

(Bằng chữ: Mười bốn tỷ ba trăm chín mươi bảy triệu bảy trăm chín mươi tư ngàn đồng chẵn)

TÍNH TOÁN TỔNG CHI PHÍ CỦA DỰ ÁN

Tổng chi phí của dự án trong cả đời sống kinh tế của dự án bao gồm: Vốn đầu tư ban đầu cho toàn hệ thống (công trình đầu mối và công trình sau đầu mối), chi phí quản lý vận hành.

V.2.1 Tổng vốn đầu tư ban đầu cho toàn hệ thống K

Do không thiết kế toàn bộ hệ thống nên coi:

K = Gkênh mương và công trình trên kênh + Gtrạm bơm

V.2.2 Xác định chi phí quản lý vận hành

Chi phí quản lý vận hành bao gồm: Chi phí sửa chữa thường xuyên, chi phí sửa chữa lớn, chi phí điện năng, chi phí tiền lương, chi phí khác.

V.2.2.1 Chi phí sửa chữa thường xuyên

Chi phí sửa chữa thường xuyên là chi phí phải bỏ ra hàng năm để thực hiện các công việc sửa chữa nhỏ công trình, bảo dưỡng máy móc thiết bị, nhằm đảm bảo cho chúng làm việc bình thường.

Theo kinh nghiệm thì chi phí sửa chữa thường xuyên được xác định theo công thức: Csctx = s x Kb (đ)

Kb: Vốn đầu tư ban đầu xây dựng công trình, Kb = 28.759.588.000 (đ) s: Hệ số sửa chữa thường xuyên, s = (1 ÷ 2)%; lấy s = 2%

V.2.2.2 Chi phí sửa chữa lớn C scl

Theo kinh nghiệm thì chi phí sửa chữa lớn được xác định theo công thức:

Chi phí tiền lương Ctl tính theo công thức:

Ctl = CNbq x TLbq ( đ) Trong đó:

CNbp: Số lượng công nhân của trạm bơm, đối với trạm bơm tưới Đan Hoài có diện tích tưới là 7.500 (ha) nằm trong khoảng 5.000 ÷ 10.000 ha nên lấy CNbp = 12 người

TLbq: Chi phí tiền lương cho 1 công nhân, lấy TLbq = 18.000.000 (đ)

Chi trả tiền điện tiêu thụ để chạy máy bơm nước cho đồng ruộng Tính theo công thức:

CĐN = ( EĐX x ω ĐX + EM x ω M ) x 650 (VNĐ)

EĐX: Năng lượng điện tiêu thụ của vụ đông xuân EĐX = 300 (kwh/ha/vụ)

EM: Năng lượng điện tiêu thụ của vụ mùa EM = 240 (kwh/ha/vụ) ω ĐX , ω M : Diện tích tưới của vụ đông xuân, vụ mùa: ω ĐX, ωM = 7.500 (ha)

V.2.2.5 Chi phí khác C k Đây là thành phần chi phí phục vụ cho công tác quản lý hành chính, sơ bộ ta lấy 100.000 (đ) cho 1 (ha) Vậy chi phí khác được xác định theo công thức:

Ck = 100.000 x ω = 100.000 x 7.500 = 750.000.000 (đ) Như vậy tổng chi phí quản lý hàng năm là:

Ct = Csctx + Cscl + Ctl + Cđn + Ck

Thay số vào ta có:

Vậy chi phí quản lý hàng năm là: Ct = 4.605.086.000 (đ)

V.2.2.6 Tổng chi phí của dự án C

Tổng chi phí của dự án C tính theo công thức:

K; CQLVH: Là tổng vốn đầu tư ban đầu, chi phí quản lý vận hành

Chi phí này được phân ra từng năm theo tiến độ thi công và khai thác dự toán

ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH CỦA DỰ ÁN

V.3.1 Đánh giá thu nhập thuần tuý của 1 ha gieo trồng khi chưa có dự án

V.3.2 Đánh giá thu nhập thuần tuý của 1 ha gieo trồng khi có dự án

V.3.3 Đánh giá thu nhập thuần tuý của dự án

Bảng 5-8: Đánh giá thu nhập thuần tuý của dự án

Loại cây trồng Trước khi có dự án Sau khi có dự án

Thu nhập T/ha Tổng thu nhập

Tổng thu nhập trội hàng năm khi có dự án là: