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

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 1- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước MỞ ĐẦU Nước sở, yếu tố định sinh tồn sinh vật trái đất Trong lĩnh vực nông nghiệp nước giữ vai trò quan trọng sinh trưởng phát triển trồng Nhân dân ta có câu: “ Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống ” thực không sai Nhiều nước sinh lũ lụt, nước q gây hạn hán làm giảm suất trồng, chí cịn gây mùa ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế - xã hội Nhiệm vụ ngành thuỷ lợi điều hoà nước cách hợp lý để tăng suất trồng, góp phần tích cực vào việc cải tạo đất, bảo vệ môi trường sinh thái Nước ta nằm vùng nhiệt đới gió mùa Thiên nhiên ưu đãi với sinh vật thực thể Tuy nhiên đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, lượng mưa phân bố không theo vùng, mùa riêng biệt Miền Bắc nước ta mùa khô thường tháng 11 năm trước đến tháng năm sau Trong khoảng thời gian lượng mưa khơng đáng kể ảnh hưởng nhiều đến ngành sản xuất kinh tế nông nghiệp, tượng gây hậu xấu đến sinh trưởng, phát triển suất trồng Huyện Hoài Đức – Đan Phượng nằm đồng Bắc Bộ, chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa Lượng mưa năm phân phối không mùa khô, nạn hạn hán kéo dài xảy thường xuyên không đủ nước cung cấp cho trồng Do nhiệm vụ đặt cho vùng phải nâng cấp hồn chỉnh hệ thống cơng trình Thuỷ Lợi để đảm bảo nạn hạn hán không xảy ra, ảnh hưởng xấu tới đời sống dân sinh kinh tế Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 2- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước Được trí Trường Đại Học Thuỷ Lợi, Khoa Tại Chức, Khoa Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước, Bộ môn Trạm Bơm thầy giáo - thạc sỹ Lưu Văn Quân, em nhận đề tài: “ Thiết kế sơ trạm bơm tưới Đan Hoài – Hà Tây ” Trạm bơm đảm nhận tưới cho xã thuộc hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng phần huyện Từ Liêm – Hà Nội Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 3- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước MỤC LỤC PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 10 I.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG 10 I.1.1 Vị trí địa lý 10 I.1.1.1 Hệ thống tọa độ 10 I.1.1.2 Giới hạn hệ thống 10 I.1.1.3 Diện tích hệ thống 10 I.1.1.4 Vị trí cơng trình đầu mối .11 I.1.2 Đặc điểm địa hình 11 I.1.2.1 Phần đất từ đê sông vùng bãi .11 I.1.2.2 Phần đất từ sông vào đồng 11 I.1.3 Đất đai thổ nhưỡng 12 I.1.4 Điều kiện khí tượng 12 I.1.5 Điều kiện thủy văn .14 I.1.5.1 Đặc điểm khí hậu 15 I.1.5.2 Mạng lưới sơng ngịi 15 I.1.6 Địa chất, địa chất thủy văn .18 I.1.7 Nguồn vật liệu xây dựng 21 I.1.8 Tình hình giao thơng 21 I.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ 22 I.2.1 Đặc điểm dân số 22 I.2.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố loại trồng thời vụ 23 I.2.2.1 Cơ cấu đất đai 23 I.2.2.2.Diện tích gieo trồng & diện tích canh tác .23 I.2.2.3 Năng suất trồng .24 I.2.3 Các ngành sản xuất khác 24 I.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế khu vực: 24 I.2.4.1 Về sản xuất nông nghiệp 25 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 4- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước I.2.4.2 Về lao động 25 PHẦN II: HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CƠNG TRÌNH .26 II.1 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THUỶ LỢI 26 II.1.1 Lịch sử hệ thống .26 II.1.2 Hiện trạng hệ thống tưới 26 II.1.2.1 Các cơng trình chủ yếu .26 II.1.2.2 Đánh giá trạng tưới .31 II.2 TÌNH HÌNH ÚNG HẠN CỦA KHU VỰC VÀ NGUYÊN NHÂN 35 II.3 BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÀ NHIỆM VỤ CỦA TRẠM BƠM ĐẦU MỐI 36 II.3.1 Biện pháp cơng trình thuỷ lợi 36 II.3.2 Nhiệm vụ trạm bơm đầu mối 36 PHẦN III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM BƠM .38 III.1 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM BƠM VÀ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 38 III.1.1 Xác định tuyến cơng trình 38 III.1.2 Xác định vị trí trạm bơm .38 III.1.2.1 Các phương án bố trí bạm bơm 38 III.1.2.2 So sánh lựa chọn phương án 40 III.2 XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH VÀ TẦN SUẤT THIẾT KẾ 40 III.2.1 Xác định cấp cơng trình 40 III.2.2 Tần suất thiết kế .41 III.3 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THUỶ VĂN KHÍ TƯỢNG 41 III.3.1 Mục đích ý nghĩa .41 III.3.2 Chọn trạm đo thuỷ văn khí tượng thời vụ tính tốn .41 III.3.3 Các phương pháp tính tốn 42 III.3.3.1 Phương pháp mô men 42 III.3.3.2 Phương pháp thích hợp .42 III.3.3.3 Phương pháp điểm 42 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 5- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước III.3.4 Lựa chọn phương pháp tính tốn 43 III.3.5 Các bước vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp điểm 43 III.3.6 Vẽ đường tần suất lý luận lượng mưa vụ kiệt (vụ chiêm) phân phối mưa vụ kiệt thiết kế 45 III.4 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG TRẠM BƠM 45 III.4.1 Tính tốn giản đồ hệ số tưới 45 III.4.2 Tính tốn giản đồ lưu lượng tưới 45 III.4.2.1 Tính tốn hệ số tưới cho lúa chiêm 57 III.4.2.2 Giản đồ hệ số tưới 59 III.4.3 Xác định QTK, Qmax, Qmin cho trạm bơm 59 III.5 THIẾT KẾ KÊNH DẪN KÊNH THÁO .61 III.5.1 Thiết kế kênh tháo 61 III.5.1.1 Xác định kích thước mặt cắt kênh tháo .61 III.5.1.2 Xác định cao trình đáy kênh bờ kênh tháo 64 III.5.2 Thiết kế kênh dẫn 65 III.6 TÍNH TỐN CÁC MỰC NƯỚC 67 III.7 TÍNH TỐN CÁC CỘT NƯỚC CỦA TRẠM BƠM 68 III.7.1 Tính cột nước thiết kế 68 max III.7.2 Cột nước thiết kế lớn ( H TK ) 69 III.7.3 Cột nước thiết kế nhỏ ( H TK ) 69 III.7.4 Trường hợp kiểm tra 70 III.7.4.1 Cột nước lớn 70 III.7.4.2 Cột nước nhỏ .70 III.8 CHỌN MÁY BƠM, ĐỘNG CƠ 71 III.8.1 Chọn máy bơm .71 III.8.1.1 Các phương án chọn số máy bơm 72 III.8.1.2 Chọn loại máy bơm 72 III.8.2 Chọn động điện 74 III.8.2.1 Phương án 74 III.8.2.2 Phương án 75 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 6- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước III.8.3 So sánh lựa chọn phương án 76 III.8.3.1 Xác định cao trình đặt máy 76 III.8.3.2 Kiểm tra cao trình đặt máy 78 III.8.3.3 Phân tích lựa chọn phương án 79 III.9 TÍNH CAO TRÌNH ĐẶT MÁY 81 III.10 THIẾT KẾ NHÀ MÁY 81 III.10.1 Chọn loại nhà máy 81 III.10.2 Cấu tạo kích thước phận tầng nhà máy .82 III.10.2.1 Cấu tạo ống hút .82 III.10.2.2 Cấu tạo đường hầm 84 III.10.2.3 Kích thước khối móng 84 III.10.2.4 Gian bơm 85 III.10.3 Cấu tạo kích thước phận cơng trình tầng động 85 III.10.3.1 Sàn động .86 III.10.3.2 Dầm đỡ động 86 III.10.3.3 Lỗ kéo máy .87 III.10.3.4 Cầu thang 87 III.10.3.5 Gian sửa chữa 88 III.10.3.6 Gian điện 88 III.10.3.7 Cột nhà 88 III.10.3.8 Dầm cầu trục 88 III.10.3.9 Chọn cầu trục 89 III.10.3.10 Tường cửa 89 III.10.3.11 Ô văng 90 III.10.3.12 Nóc nhà 90 III.10.3.13 Thiết bị thoát nước mái 90 III.10.3.14 Thiết bị chống sét 90 III.10.4 Tính tốn kích thước chủ yếu nhà máy 91 III.10.4.1 Chiều cao nhà máy 91 III.10.4.2 Chiều rộng nhà máy 92 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 7- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước III.10.4.3 Chiều dài nhà máy 93 III.11 THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH NGỒI NHÀ MÁY .95 III.11.1 Thiết kế đường ống hút 95 III.11.2 Thiết kế đường ống đẩy 95 III.11.2.1 Xác định đường kính kinh tế ống đẩy .96 III.11.2.2 Xác định đoạn ống chuyển tiếp .96 III.11.3 Thiết kế bể hút 97 III.11.3.1 Trụ pin bể hút 97 III.11.3.2 Cấu tạo phần mở rộng .98 III.11.3.3 Cấu tạo phần tập trung nước 99 III.11.4 Thiết kế bể tháo 100 III.11.4.1 Trụ pin bể tháo 100 III.11.4.2 Chọn vị trí xây dựng 100 III.11.4.3 Cấu tạo bể tháo .100 III.11.4.4 Tính tốn thuỷ lực bể tháo .101 PHẦN IV: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ .106 IV.1 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG NHÀ MÁY 106 IV.1.1 Hệ thống tiêu nước nhà máy 106 IV.1.1.1 Xác định lưu lượng cột nước bơm tiêu 106 IV.1.1.2 Chọn máy bơm tiêu 109 IV.1.1.3 Chọn động kéo máy bơm tiêu 109 IV.1.1.4 Tính kích thước bể tập trung nước tiêu 109 IV.1.2 Hệ thống bơm nước kỹ thuật .110 IV.1.2.1 Nhiệm vụ 110 IV.1.2.2 Xác định lưu lượng mực nước máy bơm nước kỹ thuật .111 IV.1.2.3 Chọn máy bơm nước kỹ thuật 115 IV.1.2.4 Bố trí cơng trình hệ thống nước kỹ thuật 116 IV.1.3 Hệ thống thơng gió cho nhà máy 118 IV.1.3.1 Tính tốn thơng gió 118 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 8- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước IV.1.3.2 Kiểm tra điều kiện có phải dùng hệ thống thơng gió khơng .122 IV.1.4 Hệ thống cứu hoả 123 IV.2 THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỆN .124 IV.2.1 Sơ đồ đấu dây hệ thống điện 124 IV.2.1.1 Yêu cầu sơ đồ lưới điện .124 IV.2.1.2 Chọn sơ đồ lưới điện 124 IV.2.1.3 Phương án vận hành 124 IV.2.1.4 Ưu nhược điểm sơ đồ điện .125 IV.2.2 Tính tốn chọn máy biến áp 125 IV.2.2.1 Chọn máy biến áp 125 IV.2.2.2 Chọn máy biến áp phụ .127 IV.2.3 Tính tốn chọn thiết bị điện 129 IV.2.3.1 Chọn thiết bị dẫn điện 129 IV.2.3.2 Chọn thiết bị điều khiển bảo vệ động .133 IV.2.3.3 Chọn thiết bị đo lường .135 IV.2.3.4 Bố trí điện nhà máy 137 PHẦN V: TÍNH TỐN KINH TẾ 140 V.1 TỔNG DỰ TỐN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 140 V.1.1 Tính giá xây dựng cơng trình GXD 140 V.1.1.1 Tính khối lượng xây dựng cơng trình 140 V.1.1.2 Tính giá trị xây dựng trạm bơm 140 V.1.2 Tính chi phí thiết bị 140 V.1.2.1 Tính chi phí thiết bị điện 141 V.1.2.2 Tính chi phí thiết bị khí thuỷ lực 146 V.1.2.3 Tính tổng giá trị thiết bị trạm bơm .147 V.1.3 Tính chí phí khác thuộc dự tốn xây dựng cơng trình 147 V.1.7 Tổng dự tốn cơng trình 151 V.2 TÍNH TỐN TỔNG CHI PHÍ CỦA DỰ ÁN .151 V.2.1 Tổng vốn đầu tư ban đầu cho toàn hệ thống K 151 V.2.2 Xác định chi phí quản lý vận hành .151 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 9- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước V.2.2.1 Chi phí sửa chữa thường xuyên 151 V.2.2.2 Chi phí sửa chữa lớn Cscl 152 V.2.2.3 Chi phí lương CL .152 V.2.2.4 Chi phí điện 152 V.2.2.5 Chi phí khác Ck 153 V.2.2.6 Tổng chi phí dự án C 153 V.3 ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH CỦA DỰ ÁN 153 V.3.1 Đánh giá thu nhập tuý gieo trồng chưa có dự án 153 V.3.2 Đánh giá thu nhập tuý gieo trồng có dự án 153 V.3.3 Đánh giá thu nhập tuý dự án .153 V.4 TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CƠNG TRÌNH 154 V.4.1 Giá trị thu nhập ròng NPV 155 V.4.2 Hệ số nội hoàn kinh tế IRR 155 V.4.3 Tỷ số thu nhập với chi phí .155 V.4.4 Xác định tỉ số NPV/K .155 V.4.5 Phân tích độ nhạy dự án 155 KẾT LUẬN 157 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 10- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG -  -I.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG I.1.1 Vị trí địa lý Hệ thống thủy nơng Đan Hoài hệ thống tưới tiêu phục vụ sản xuất nơng nghiệp hai huyện Đan Phượng - Hồi Đức hai xã thuộc huyện Từ Liêm - Hà Nội I.1.1.1 Hệ thống tọa độ - Vĩ độ Bắc: Từ 200 57' 30" đến 210 08' 30" - Kinh độ Đông: Từ 1050 37' 30" đến 1050 45' 00" I.1.1.2 Giới hạn hệ thống - Phía Bắc: Giáp sơng Hồng (Địa giới tỉnh Vĩnh phúc) - Phía Nam: Giáp sông đào La Khê (Địa giới thành phố Hà Đơng) - Phía Đơng: 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 hệ thống Bảng: 1-1: Bảng thống kê phân bố diện tích hai huyện Tổng Đan Hồi Diện tích tự nhiên DT tự nhiên DT canh tác hệ thống DT canh tác năm hệ thống DT 2005canh tác năm diện 15.967 14.012 5.982 9.335,5 8.914,3 phượng 7.718 6.712 2.410 3.900,4 3814,31 đức 8.249 7.300 3.482 5.435,1 5.100,0 Trừ xã QH Dương Từ HT Liêm Thống 90 Thống kê 2006 kê Chỉ tiêu Ghi Theo thiết kế quy hoạch năm 1972 diện tích canh tác 9.200 7.500 (số liệu hợp đồng tưới cơng ty KTCTTL Đan hồi với hộ dùng nước) Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N