LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc Huyện Tam Nông và Huyện Thanh Thủy Tỉnh Phú Thọ” được hoàn th[.]
LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc Huyện Tam Nông Huyện Thanh Thủy Tỉnh Phú Thọ” hoàn thành Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội với giúp đỡ, bảo, hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo, giáo, đồng nghiệp bạn bè Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS TS Nguyễn Tuấn Anh, người hướng dẫn khoa học chân tình hướng dẫn tác giả hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, thầy cô giáo Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, thầy giáo cô giáo môn – Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội Xin chân thành cảm ơn đến quan đoàn thể, đồng nghiệp, bạn bè giúp đỡ góp ý kiến quý báu luận văn Cuối xin cảm tạ lịng người thân gia đình, tin tưởng động viên giúp đỡ suốt q trình học tập hồn thành luận văn Do hạn chế trình độ thời gian tài liệu thu thập, luận văn chắn tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận thơng cảm, góp ý chân tình thầy cô đồng nghiệp quan tâm tới vấn đề Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2014 Tác giả Nguyễn Công Viễn Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Nguyễn Công Viễn Học viên cao học: 19CTN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc Huyện Tam Nông Huyện Thanh Thủy Tỉnh Phú Thọ” Tác giả xin cam đoan đề tài luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế…để tính tốn kết quả, từ mô đánh giá đưa nhận xét Tác giả không chép luận văn đề tài nghiên cứu trước Hà nội, ngày 20 tháng 05 năm 2014 Tác giả Nguyễn Công Viễn Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trục ngịi tiêu Dậu Dương trục tiêu cho 8.612,96 đất tự nhiên xã thị trấn thuộc hai huyện Tam Nông Thanh Thủy (xã Cổ Tiết, Hương Nộn, Thọ Văn, Dị Nậu, Hưng Hóa, Thượng Nơng, Dậu Dương thuộc huyện Tam Nông phần diện tích xã Đào Xá thuộc huyện Thanh Thủy), huyện Tam Nông quản lý vận hành trục tiêu Tổng chiều dài tự nhiên tuyến ngòi tiêu 5,93km đầm Dị Nậu thuộc xã Dị Nậu chảy qua xã thuộc hai huyện Tam Nông Thanh Thủy đến cống tiêu tự chảy Dậu Dương sông Hồng thuộc địa phận xã Dậu Dương huyện Tam Nơng Tình trạng kênh Dậu Dương: - Về chiều rộng mặt thống ngịi tiêu Dậu Dương kể từ hình thành đến chưa tơn tạo, nạo vét, lịng sơng bị thu hẹp nghiêm trọng trung bình cịn từ đến 8m - Chất lượng nước: Tồn mặt thống sơng bị bèo tây che phủ dày đặc, bèo tây tích tụ sơng năm qua năm khác khơng vớt làm cho nguồn nước bị ô nhiễm, hôi thối ảnh hưởng dân sinh kinh tế vùng - Tác động người vào ngòi tiêu Dậu Dương: Con người làm biến tính tự nhiên ngòi tiêu, hai bên bờ ngòi bị thu hẹp để làm đất trồng rau màu Dọc theo tuyến ngịi người dân cịn đóng cọc làm đăng bắt cá, cọc đăng bắt cá, cọc đăng gây tác hại khôn lường mặt tiêu nước Từ nguyên nhân dẫn đến trạng lòng ngòi tiêu Dậu Dương bị báo động co hẹp mặt cắt ngang mức độ bồi lắng lớn, tuyến kênh quanh co uốn khúc vài chục năm qua chưa đề cập đến vấn đề nạo vét, nắn chỉnh khơi thơng dịng chảy, mặt cắt ngang bồi lắng ngòi Dậu Dương làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến hình hình tưới, tiêu nước vùng Nguyễn Cơng Viễn Luận văn Thạc sĩ Về mùa lũ, kênh khơng cịn đáp ứng yêu cầu tiêu tự chảy, không chôn, trữ nước tiêu thời đoạn khó khăn tiêu Về mùa kiệt, kênh khơng cịn đủ khả dẫn nước tự chảy, từ đầm Dị Nậu cấp cho kênh nhánh, cống nước, trạm bơm cục hệ thống để tưới Vì việc nghiên cứu mô phỏng, đánh giá hệ thống nhằm tạo sở khoa học để đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương cần thiết có ý nghĩa thực tiễn II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mơ phỏng, đánh giá thực trạng khả tiêu nước hệ thống tiêu Dậu Dương – Phú Thọ, từ đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu tương lai III PHẠM VI NGHIÊN CỨU Hệ thống tiêu Dậu Dương – Huyện Tam Nông Huyện Thanh Thủy – Tỉnh Phú Thọ IV CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận - Tiếp cận thực tế: khảo sát, nghiên cứu, thu thập số liệu quy hoạch, thiết kế hệ thống tiêu - Tiếp cận hệ thống: tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết, đầy đủ hệ thống - Tiếp cận phương pháp nghiên cứu tiêu nước giới Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Thu thập kết thực đo yếu tố đặc trưng khí tượng thủy văn hệ thống cơng trình để đánh giá xu thế, diễn biến thay đổi yếu tố theo thời gian không gian Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ - Phương pháp kế thừa: Chọn lọc đề tài nghiên cứu khác có mặt liên quan tới mục tiêu đề tài để nghiên cứu thêm xác tránh trùng lặp - Phương pháp phân tích, thống kê: Để tính tốn xác định mơ hình mưa thiết kế - Phương pháp mơ hình mơ phỏng: Ứng dụng mơ hình SWMM Hoa Kỳ để mô hệ thống tiêu nước kiểm tra phương án cải tạo thiết kế IV KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Đánh giá trạng hệ thống tiêu Dậu Dương – Tỉnh Phú Thọ phần mền SWMM - Đề xuất giải pháp cải tạo nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương – Phú Thọ V CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN - MỞ ĐẦU - CHƯƠNG I: Tình hình chung khu vực nghiên cứu trạng hệ thống tiêu nước - CHƯƠNG II: Cơ sở khoa học giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương - CHƯƠNG III: Đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - TÀI LIỆU THAM KHẢO - PHỤ LỤC Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ HIỆN TRẠNG CỦA HỆ THỐNG TIÊU NƯỚC 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Hệ thống tiêu Dậu Dương nằm bên bờ hữu sông Hồng, địa phận giáp ranh hai huyện Tam Nông Thanh Thủy Hình 1.1: Bản đồ vị trí hệ thống tiêu Dậu Dương Tổng diện tích tự nhiên lưu vực tiêu 8.612,96 ha, gồm diện tích xã thị trấn là: Cổ Tiết, Thị trấn Hưng Hóa, Hương Nộn, Thọ Văn, Dị Nậu, Dậu Dương, Thượng Nông (Huyện Tam Nông), Đào Xá (Huyện Thanh Thủy) Vùng dự Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ án nằm dọc tuyến đê hữu sông Hồng dài 11km, vùng trũng khu vực, phía Tây đồi núi dày độ cao tăng dần, có đỉnh độ cao 200m; phía Bắc giới hạn đường 32C xã Văn Lương; phía Nam giới hạn tỉnh lộ 316 xã Thanh Đông, Xuân Lộc, Tân Phương 1.1.2 Đặc điểm địa chất thủy văn a Nước mặt Nguồn cấp hệ thống tiêu nguồn nước tự nhiên sinh hoạt chảy từ huyện Thanh Thủy, Thanh Sơn, Tam Nông Nước tập trung đầm Dị Nậu huyện Tam Nông, sau theo hệ thống tiêu Dậu Dương tự chảy sơng Hồng Quan sát mặt thường thấy nước ngịi tiêu Dậu Dương có màu vàng nhạt, trắng đục b Nước đất Nước đất khu vực hệ thống tiêu Dậu Dương tồn chủ yếu trầm tích Đệ tứ bở rời Nước có vị ngọt, khơng mầu, khơng mùi, khơng vị, dung cho sinh hoạt xây dựng 1.1.3 Tính chất lý đất Để xác định tính chất lý, tính thấm đất khu vực dự kiến xây dựng trạm bơm, tiến hành lấy mẫu đất nguyên dạng lỗ khoan khu vực trạm bơm để thí nghiệm phịng Kết tổng hợp chỉnh lý cho giá trị trung bình sau: Lớp 1: Nằm phần mặt cắt Lớp đất đắp: Chủ yếu đất sét pha lẫn xạn màu nâu vàng, đốm nâu đỏ Kết cấu chặt, trạng thái không đồng Chiều dày lớp trung bình khoảng 2.0m (xem vẽ địa chất) Lớp chúng tơi khơng lấy mẫu thí nghiệm Lớp 2: Lớp phân bố chuyển trực tiếp lớp 1, thành phần đất sét pha nặng màu xám nâu, xám hồng, trạng thái dẻo mềm Bề dày khoan lớp khoảng 6.0m (xem vẽ địa chất) Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ Lớp 3: Lớp phân bố chuyển trực tiếp lớp 2, thành phần đất sét màu xám nâu, xám vàng, đốm đen Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng sen kẹp lẫn Bề dày khoan lớp khoảng 7.0m ( xem vẽ địa chất) Lớp 4: Lớp phân bố chuyển trực tiếp lớp 3, thành phần đất sét màu xám hồng, đốm xám vàng Trạng thái dẻo mềm Bề dày khoan lớp khoảng 2.0m (xem vẽ địa chất) Lớp 5: Lớp phân bố chuyển trực tiếp lớp 4, sét màu xám nâu, xám xanh, nâu tím Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Bề dày khoan lớp trung bình khoảng 9.0m (xem vẽ địa chất) Lớp 6: Lớp phân bố chuyển trực tiếp lớp 4, sét màu xám nâu, xám đen lẫn hữu Trạng thái dẻo chảy Bề dày khoan lớp trung bình khoảng 3.0m (xem vẽ địa chất) Lớp TK: Lớp TK thấu kính bùn sét màu xám nâu, bắt gặp hố khoan LK3 Bề dày khoan thấu kính bùn sét trung bình khoảng 2.0m (xem vẽ địa chất) Lớp 7: Lớp phân bố chuyển trực tiếp thấu kính bùn sét, lớp sét pha lẫn dăm sạn màu nâu vàng, xám xanh, xám đen đốm trắng Trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng Bề dày khoan lớp trung bình khoảng 5.0m (xem vẽ địa chất) 1.1.4 Vật liệu xây dựng Khu vực dự án nằm tiếp giáp với sông Hồng cách sông Đà 4,5km, qua khảo sát sơ bộ, chúng tơi thấy có nhiều bãi bồi cát sỏi Tại số nơi nhân dân, doanh nghiệp địa phương khai thác, quan sát thấy cát sạch, đa phần cát hạt nhỏ đến trung Với vị trí địa lý trữ lượng khơng đáng ngại để đáp ứng nhu cầu vật liệu cát sỏi cho cơng trình 1.1.5 Khí tượng, thủy văn a Lưới trạm thủy văn Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ Lưu vực vùng dự án nằm vùng trung du ven sơng Hồng nên số lượng trạm khí tượng phân bố tương đối dày, thời gian hoạt động dài, số liệu đáng tin cậy Do đặc điểm trung du bắt đầu chuyển tiếp khí hậu đồng vùng núi cao nên tính đại biểu trạm khí tượng với bán kính tương đối lớn Bên cạnh sơng Hồng có trạm thủy văn thượng hạ lưu sông Số liệu sử dụng cho dự án với trạm, yếu tố thời gian trình bày Bảng 1.1 Bảng 1.1 Danh sách trạm khí tượng thủy văn, thời gian quan trắc yếu tố quan trắc khu vực dự án Trạm Phú Hộ Thời kỳ quan trắc 1994 - 2008 Phú Thọ Yếu tố khí tượng T U V Zp C % (m/s) (mm) x x x x Thủy Văn X (mm) H (cm) x x b Yếu tố khí tượng - Đặc điểm khí hậu: Lưu vực vùng dự án nằm vùng trung du đồi núi thấp, vùng chuyển tiếp từ đồng Bắc với vùng núi cao, đặc điểm địa hình tính chất vùng nhiệt đới gió mùa Do tác động hai hệ thống gió mùa nên mùa đơng thường chịu ảnh hưởng hoạt động gió mùa Đông Bắc xuất phát từ áp cao Xiberi gây thời tiết lạnh khô Nhưng mùa hè chịu ảnh hưởng gió mùa Tây nam từ xích đạo Nam bán cầu vùng Tây Á thường vượt qua biển nên nóng ẩm gây mưa nhiều Vùng dự án giống vùng đồng hay vùng núi cao biến trình nhiệt phân biệt rõ rệt theo hai mùa, có biến trình nhiệt ngày chênh lệch lớn Tình hình mùa đơng thường lạnh khơ, cịn mùa hè nóng ẩm mưa nhiều Đồng thời vùng lưu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng bão áp thấp nên thường gây mưa lũ lớn Vì lưu vực không thuộc trung tâm mưa lớn đột ngột có năm 1980 xuất ngày mưa lớn 701,2mm Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm 1680,6mm, tổng lượng mưa mùa mưa chiếm tới Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ 81% tổng lượng mưa năm Đặc trưng khí tượng khu vực dự án biểu qua số liệu thực đo trạm Phú Hộ trình bày mục sau - Nhiệt độ khơng khí: Khu vực dự án thuộc vùng Việt Bắc có dạng biến trình đồng bằng, Đông Bắc Tây Bắc phân thành hai mùa Mùa hè tháng nóng thường kéo dài từ tháng đến tháng 8, mùa đơng nhiệt độ hạ thấp thấp thường xảy từ tháng 12 đến tháng năm sau Các tháng chuyển tiếp thường vào mùa thu mùa xuân nên mát mẻ Đặc trưng nhiệt độ khơng khí tính thống kê từ chuỗi số liệu trạm Phú Hộ trình bày Bảng 1.2 Bảng 1.2: Các đặc trưng nhiệt độ khơng khí trạm Phú Hộ Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm T tb 16,6 17.6 20,2 24,2 26,9 28,6 28,6 28,0 27,0 24,9 21,4 18,0 23,5 T max 29,5 30,0 35.3 37,4 41,2 39,7 38,8 37,2 36,4 34,5 33,0 31,6 41,2 T 5,2 16,9 20,4 22,2 22,4 17,1 13,9 4,4 6,3 9,6 13,0 7,9 4,4 - Độ ẩm: Độ ẩm khơng khí tương đối trung bình tháng năm dao động từ 82% đến 88% không lớn Thường đầu mùa khô độ ẩm thường thấp cuối mùa bắt đầu tăng lớn mưa phùn ảnh hưởng gió mùa Đơng Bắc di chuyển qua biển Khu vực dự án miền Bắc nói chung chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa thường xun nóng ẩm mưa nhiều Theo kết tính thống kê từ chuỗi thực đo trạm Phú Hộ xem Bảng 1.3 Bảng 1.3: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm, trạm Phú Hộ Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm τ tb % 84,7 86,6 88,0 87,0 84,0 84,4 85,5 86,8 84,5 84,0 81,8 83,2 85,0 Τ % 29,0 30,0 32,0 43,0 34,0 39,0 47,0 49,0 28,0 29,0 29,0 29,0 28,0 - Bốc hơi: Nguyễn Công Viễn Luận văn Thạc sĩ