Luận văn thạc sĩ Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn của giải pháp sử dụng ao hồ điều hòa để giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước cho các hệ thống thủy lợi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BQ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNTTRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BÙI TUẦN HAI

Chuyên ngành: QUY HOẠCH VA QUAN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC:

Mã số: 60 - 62 - 30

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC:

Lê Quang Vinh

HÀ NỘI - 2011

LỜI TÁC GIAies

Trong thời gian tir tháng 01/2011 đến tháng 6/2011, luận văn thạc sĩ với đềtài "Nghiên cứu co’ sở khoa học và thực tiễn của giải pháp sử dụng ao hồ

điều hoà để giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước cho các hệ thống thủy lợi" được tácgiả hoàn thành với sự nỗ lực của bản (hân và sự giúp đỡ của các thay cô giáo,‘ban bé và đồng nghiệp.

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Thuy lợi,Ban Giám đốc Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹthuật thủy lợi, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên

nước, các nha khoa học, đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ vẻ mọi mặt trongsuốt thời gian học tập và nghiên cứu để tải luận văn của tác giả.

Tac giả bay tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn: PGS.TS Lê Quang

Vinh và các thầy giáo trong khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước đã hướng dẫn tận

tình để tác giả hoàn thành tốt bản luận văn này.

Trong sự thành công của tác giả luôn có sự ủng hộ, giúp đờ động viên của

gia đình và bạn bè thân thiết, tác giả xin chân thành cảm ơn.

Tae giả

Bai Tuấn Hải

MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẰNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VE, DO THỊMỠ ĐẦU

A Tính cấp thiết cũa để tài nghiên cứu

B Mục tiêu nghiên cứu

.C, Đối trựng và phạm vi nghiên cứu ứng dungD Nội dung và kết quả nghiên cứu

; Phương pháp nghiên cứu.

E Dị diém nghiên cứu

Chương 1

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HỆ SỐ TIÊU

VÀ HIỆU CHINH GIẢN ĐỎ HỆ SỐ TIÊU

1.1 Khái quát chung về hệ số ti1.1.1 Khái niệm hệ số tiêu1.1.2, Các yêu ổ ảnh hưởng đ1.1.3 Phin loại đối tượng tiêu

1.2 Phương pháp tinh toần hệ số tiêu2.1 Phương pháp tính toán hệ

12.2 Phương pháp tinh toán hệ số tiêu cho các đối trợng t

phải là lúa

1.2.3, Phương pháp tính toán hệ số tu cho hệ thống thủy lợi

tiêu cho lúa

1.3 Phương pháp hiệu chỉnh giản đồ hệ số tiêu và xác định hệ số tiêuthiết kế của lưu vực

1.3.1 Khái quất chung

1.3.2 Hệ số tiêu thiết kế của lưu vực

1.4, Nhận xét và đánh giá chung

Chương 2

NGHIÊN CỨU MỘT SO CHÍ TIÊU CHÍNH.CUA HO DIEU HOA

2.1 Khái quát chung

2.2 Sơ đồ bố trí hồ điều hia trên vùng tiêu

2.2.2 Hỗ đi

2.3 Các thông số kỹ thuật của hồ điều hòa2.3.1 Hệ số đồng chảy C của ao hỗ

whoa lưu vực

2.3.2, Diện tích mặt nước, tỷ lệ điện tích mặt nước trong bệ thống thủy lợi

2.3.4, Yêu cầu kỹ thuật của các hỗ điều hòa

2.4, Thiết lập công thức tính toán và kết quả tính toán xác

tiêu chính của hỗ điều hoà24.1, Các điều kiện biên

2.4.2 Thiết lập một số đường quan hệ liên quan đến các thông số kỹ thuật

của hồ điễu hoà

2.5 Lựa chọn một số chi tiêu thiết kế chính cin hồ điều hoà trong vùng

su Hà Nội

2.5.1 Diện tích và tý lệ điện tích của hồ điều hòa.

2.5.2, Độ sâu trữ nước và dung ích điều tiết nước của hồ điều hồn

3.1.2 Định hướng phát triển KT - XH đến năm 2020

.3 Nghiên cứu lựa chọn hệ sb dòng chảy C cho các đối tượng teu nước

không phải là lúa

3.2.1, Tổng quan các kết quả nghiên cứu lựa chọn hệ

3.2.2, Lựa chọn hệ số dong chảy C

.3 Nghiên cứu lựa chọn mô hình mưa tiêu thiết kết

\ thiết kế

3.3.1 Khái niệm mô hình mưa tiê

3.3.2 Phân tích tà liệu mưa lớn nỉ

3.3.3 Mô hình mưa tiêu thiết kế áp dụng cho nông nghiệp.

3.3.4, Mô hình mưa tiêu thi kế áp dụng cho khu vực đô thị và công nghiệp

3.3.5 M6 hình mưa tiêu thiết kếáp dụng cho ác đổi tượng tiêu nước Khác3.3.6 Kết quả tinh toán mô hình mưa tiu thiết kế

34, inh toán hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu nước có mặt trong vùng

656S65

nghiên cứu.

3.4.1 Tinh toán HST cho lúa

3.4.2, Tỉnh toan HST cho các đối tượng tiêu nước khác

3.8 Tính toán HST cho hệ thống

3.5.1, Tỉnh toán HST theo hiện trang SDD

3.5.2 Tinh toán HST theo cơ cấu SDD dự báo đến năm 2020 với các phương

ấn khác nhau về tỷ lệ điện tích hồ điều hoà

3.5.3, Tinh toán HST theo phương án sử dung đất đến năm 2020 khu vực

phía tây Hà Nội thuộc hệ thống thủy loi sông Nhuệ với trận mưa thing11/2008

3.6 Nhận xét và đánh giá

KẾT LUẬN VÀ KIEN NGHỊchung vé kết qua tính toánA Kết luận

B Kiến nghị

“TÀI LIỆU THAM KHẢO

s

DANH MUC CAC BANG

TT “Tên bảng, Trang

1 | Bảng 2.1: Bảng quan hệ giữa hệ số tiêu của hệ thống được giảm nhỏ 3

(qua) với chiều sâu trữ nước Hyg và Oy trong các ao hd

2 _ | Bang 2.2: Một số chỉ tiêu thiết kế chính của các ao hỗ 4

ưu vực tiêu tram bơm Yên Sở được đầu tư xây dựng trong giai đoạn 1

3 | Bảng 2.3: Các hồ điều hoà dự kiến bố trí trên tiểu vùng tiêu phía tay 4

7 | Bang 3.1: Cơ edu sử dung đất năm 2010 các quận huyện nim phía tây | s¡

‘Ha Nội thuộc địa phận tinh Ha Tây cũ (theo quyết định đã duyệt)

$ _| Bảng 32 : Diện tích các khu công nghiệp, cụm công nghiệp và làng | 5

nghề đang hoạt động, đã cô quy hoạch chỉ tết và dự kiến quy hoạch đến

năm 2020 trên vùng phía Tây Hà Nội

‘9, | Băng 3.3: Quy hoạch sử đụng đất năm 2020 của vũng phía tây Hà Nội 34

10 | Bảng 3.4: Hệ số dong chảy C của một số loại đất nông nghiệp 35

11_| Bang 3.5: Hệ số dòng chảy C của một số loại dat cẳn tiêu có mat trong 35

hệ thông thủy lợi

12 | Bảng 3.6: Hệ số đồng chảy tham khảo và lựa chọn để tính toán hệ 37tiêu cho hệ thống thủy lợi Bắc Nam Hà

13 | Bảng 3.7: Hệ số đồng chảy C cho các đổi tượng tiêu nước được lựa 37chon trong nghiên cứu của đề

14 | Bảng 3.8: Phân tch tà liệu mưa lớn nhất thời đoạn ngắn 5915 | Bảng 3.9: Lượng mưa 3 ngày (từ 19h ngày 30/10/2008 đến 19h ngày 6

2/11/2008) tại một số vị trí trong khu vực Hà Nội (ti liệu của Công tythoát nước Hà Nội cung cắp cho báo chi)

16 | Bảng 3.10: Mô hình mưa tiêu 5 ngày lớn nhất, tin suất 10% áp dụng 65cho vũng phía Tay Hii Nội thuộc hệ thông thủy lợi Sông Nhuệ

17 | Bảng 3.11: KẾt quả tinh toán quá trình hệ số tiêu theo hiện trạng cơ cấu | - 68

TT"Tên băngTrangsử dung đất năm 2010 khu vực phía tây Hà Nội thuộc hệ thong thủy lợi

sông Nhuệ, mô hình mưa tiêu thiết kế p = 10%

Bảng 3.12: Các phương án sử dụng dat đến năm 2020 khu vực phía

“Tây Ha Nội với tỷ lệ diện tích ho điều hòa tăng từ 1% đến 5% diện tíchlưu vực tiêu

Bảng 3.13: Kết qui tinh toán hệ số tiêu theo phương án sử dụng đắt

năm 2020 không cỗ hồ điều hoà khu vực phía tây Ha Nội thuộc hệthông thủy lợi sông Nhuệ, mô hình mưa tiêu thiết kế p=10%.

20 Bảng 3.14: Kết quả tinh roan hệ số iên theo phương dn sử đụng

năm 2020 khu vực phía tây Hà Nội thuộc hệ thống thay lợi sông Nhuệ

theo mô hình mưa tiêu thiết kế p=10%%, Phương ấn ý lệ hồ điều hoà

chiếm 0 % diện tích lưu vực tiêu

21 Bảng 3.15: Kết qua tinh toán hệ số tiêu theo phương án sử dung ditnăm 2020 khu vực phía tây Hà Nội thuộc hệ thông thủy lợi song Nhuệtheo mô hình mưa tiêu thiết kế p=10%, Phương án tỷ lệ hỗ điều hoà

chiếm 1,5 % diện tích lưu vực tiêu,

Bảng 3.16: Kết qui tính toán hệ số tiêu theo phương án sử dung đắtnăm 2020 khu vực phía tây Hà Nội thuộc hệ thống thủy lợi sông Nhuệtheo mô hình mưa tiêu thiết kế p=10%, Phương án tỷ lệ hoàchiếm 2,0 % diện tích lưu vực tiê

chiếm 2.5 % diện tích lưu vực teu

24 Bảng 3.18; Kết qua tinh toán hệ số tiêu theo phương án sử dụng đất

năm 2020 khu vực phía tây Hà Nội thuộc hệ thong thủy lợi sông Nhuệtheo mô hình mưa tiêu thiết kế p=10%, Phương án tỷ lệ hồ điều hoà

chiếm 3,0 % diện tích lưu vực tiêu

25Bảng 3.19: Kết quả tinh toán.năm 2020 khu vực phía tatheo mô hình mưa tiêu thi

chiếm 3,5 % diện tích lưu vực tiêu,

Bảng 3.20: Kết quả tinh oán hệ số

năm 2020 khu vục phí tây Hà Nội thuộc hệ thống thủy lợi sông NhuỆtheo mô hình mara Gate kế p=1004 Phương ân ý hồ dieu hoàchiêm 4.0 % điện tích lưu vực teu

Bảng 3.21; Kết quả tính toán hệ số tiêu theo phương án sử dụng đắtnăm 2020 khu vực phía tây Hà Nội thuộc hệ thống thủy lợi sông Nhuệtheo mô hình mưa tiêu thiết kế p=10% Phương án tỷ lẻ hồ điều hoà

74

Bảng 3.23: Kết quả tính toán hệ số tiêu theo phương án sử dụng đắtkhu vực phía ấy Hà Nội huộc thong thủy lợi song Nhu theo môhình mưa 11/2008 Phương ân tỷ lệ hồ điều hoà chiếm 5,0 % diện tích

10% (Xp = 354,70 mm) với các phương án tỷ lệ hỗ điều hoà chiếm tử.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐÒ THỊ

Tr Tên hình vẽ, đồ thi Trang

1 | Hình 1.1: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế đội 16

với chiều sâu trữ nước Hạ» và Gye rong các ao hỗ điều hoài

5 | Hình 2.3: Quan hệ giữa tỷ lệ điện tích hồ điều hoa (ơtru ) với mức độ 39

giảm nhỏ hệ số tiêu (K) so với lưu lượng lớn nhất trong giản đồ hệ số

tiêu sơ bộ - Trường hợp Huữ = 1,5 m

6 | Hình 2.4: Quan hệ giữa ty 18 điện tích hồ 39giảm nhỏ hệ số tiêu (K) so với lưu lượng lớn nhất trong giản đồ hệ

tiêu sơ bộ - Trường hợp Huữ = 1,2 m

7 | Hình 2.5: Quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ điều hoa (teu ) với mức độ 40

fm nhỏ hệ số tiêu (K) so với lưu lượng lớn nhất trong giản đồ hệ sốtiêu sơ bộ - Trường hợp Hưỡ = 1,0 m

8 | Hình 2.6: Quan hệ giữa tỷ lệ diện tích hồ điều hoà (otra ) với mức độ 40

giảm nhỏ hệ số tiêu (K) so với lưu lượng lớn nhất trong giản đồ hệ sốtiêu sơ bộ - Trường hợp Huữ = 0,8 m

9 | Hình 2.7: Quan hệ giữa ty lệ điện tích hồ điều hoà (øtru ) với mức 4

giảm nhỏ hệ số tiêu (K) so với lưu lượng lớn nhất trong giản đồ hệtiêu sơ bộ - Trường hợp Huữ = 0,6 m

10 | Hình 2.8: Quan hệ giữa tỷ lệ điện tích hồ điều hoa (aru ) với mức độ 4Ị

fm nhỏ hệ số tiêu (K) so với lưu lượng lớn nhất trong giản đồ hộ sốtiêu sơ bộ - Trường hợp Hưỡ = 0,5 m

11 | Hình 3.1: Đường quan hệ giữa lượng mưa và hệ số dòng chảy 5612 | Hình 3.2: Đường tin suất ly luận tổng lượng mưa Š ngày max “

13 | Hình 3.3 :Dường quá trình hệ số tiêu sơ bộ sau khi đã hiệu chỉnh 75

MỞ DAU

A TÍNH CAP THIET CUA ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU.

Ao hồ có vai trò vô cùng quan trọng trong các hệ thống thủy lợi(HTTL) Đối với các hệ thống tiêu thoát nước thì ao hồ có tác dụng trữ mộtphan nước mưa để giảm bớt yêu cầu tiêu cho toàn hệ thống Đối với hệ thống

nước, ao hỗ có tác dụng trữ nước cấp nước cho nhu cầu sản xuất và đời

sống nhân dân Đặc biệt ao hồ có vai trò vô cùng quan trọng trong.

tạo môi trường, một vẫn Š vô cùng bức xúc trong thời gian gần đây,

Riêng đối với thủ đô Hàao hồ có một ý nghĩa đặc biệt

không chi là thắng cảnh, là di ích lịch sử mà còn là lá phổi của thành phổ, là

máy điều hỏa khi hậu khổng lỗ của nhân dân đô t cũng còn là nguồn cung.cấp thực phẩm cho thành phố va nắm vai trò quan trọng trong tiêu thoát nước.

đồ thị

Phat triển kinh tế - xã hội (KT-XH) làm biển đổi rất

dụng đất (SDB) trong các HTTL: điện tích ao hồ giảm din, diện tích đất đôit nhanh vé cơ cầu sửthị và đắt công nghiệp tăng lên Hệ quả là làm tăng cao yêu cầu tiêu nước.

li u (HST) cho cácthống thủy lợi đều có đề cập đến việc hiệu chỉnh và điều hoà HST ma ao hỗ là

Trong chướng din tính toán hệ số

một trong các giải pháp được lựa chọn đầu tiên Tuy nhiên điều kiện để một

ao hồ thông thường trở thành hỗ điều hod, các thông số kỹ thuật chính của ao

hồ được lựa chọn làm hồ điều hoà cho các hệ thống tiêu lại rất ít được dé cập.

cđến trong các thi liệu nói trên cũng như trong các sách chuyên môn khác.Do vậy, nghiên cứu cơ sở khoa học va thực tiễn của giải pháp sử dụngao hỗ điều hoà để giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước cho các hệ thống thủy lợi là rắt

cân thiết.

B MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Xác định được một số chỉ tiêu thiết kế cơ bản của ao hỗ su hoa để giảm nhẹyêu cầu tiêu nước trong các HTL.

C DOI TƯỢNG VÀ PHAM VI NGHIÊN CỨU UNG DỤNG:

- Đối tượng nghiên cứu là ao hồ được sử dụng đẻ điều hoà và giảm nhẹ HST

cho các HTTL.

~ Phạm vi nghiên cứu ứng dụng là các cơ sở Khoa học va thực tiễn khi đề xuấtcác chi tiêu thiết kế cơ bản của các ao hỗ điều hoa

D NỘI DUNG VÀ KET QUÁ NGHIÊN CỨU

~ Phương pháp tính toán HST thiết kế cho các hệ thống tiêu và hiệu chỉnhgiản đồ HST;

- Phân loại ao hồ va xác định các chỉ tiêu thiết kế chính của ao hồ điều hoa

thoả mãn yêu cầu hiệu chỉnh giản đồ HST trong các HTTL.

~ Cơ sở khoa học và khả năng áp dụng trong thực tiễn lựa chọn các chỉ tiêuthiết kế chính của hé điều hoà.

E PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.1 Phương pháp kế thừa.

Nghiên cứu tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu và thành tựu.

khoa học công nghệ của các tác giá đã nghiên cứu liên quan đến dé tài

2 Phương pháp điều tra thu thập và đánh giá

Điều tra thu thập ta

và tổng hợp tai liệu dé rút ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng vào

A nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá

liệu, khảo sát

thực tiễn.

3 Phuong pháp tự nghiên cứu

“Tự nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thay để đạt được các mục tiêu nghiên

cứu nêu trên

F DIA DIEM NGHIÊN CỨU

Khu vực phía tay Hà Nội thuộc hệ thống thủy lợi

Chương 1

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HỆ SO TIÊU

VA HIỆU CHINH GIẢN BO HE SO TIEU1.1 KHÁI QUAT CHUNG VE HE SO TIÊU

1.1.1 Khái niệm hệ số tiêu

Hệ số tiêu là lượng nước cần phải đưa ra khỏi một đơn vị diện tíchtrong một đơn vị thời gian để đảm bảo yêu cầu về nước trên diện tích đó của.các đối tượng phục vụ Trong quy hoạch thủy lợi, hệ số tiêu là một chỉ số

quan trọng quyết định quy mô và hiệu quả công trình tiêu, mức độ bảo damổn định cho sản xuất nông nghiệp và nhiều ngành kinh tế khác.

Trong các hệ thống thủy lợi đều tôn tại nhiều loại đối tượng có yêu cầu.

tiêu nước khác nhau Yêu cầu tiêu nước của từng đối tượng tiêu nước và của.cả vùng tiêu thể hiện bằng hệ số tiêu và giản đồ hệ số tiêu.

Hệ số tiêu là một thông số rắt quan trọng để tính toán thiết kế xây dựng,

công trình trong hệ thống thủy lợi nói chung và công trình tiêu nước nói riêng.“Tại một lưu vực tiêu đã xác định, hệ số tiêu có ảnh hưởng quyết định đến quy.

mô và hiệu quả của các công trình tiêu ting, mức độ đám bảo yêu cầu cho sản

xuất nông nghiệp và khả năng phát triển của các ngành kinh tế khác.

Tinh toán xác định hệ số tiêu thiết kế và hiệu chỉnh giản đồ hệ số tiêuđược thực hiện theo tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành Trong những năm gin đâydo biến động mạnh của các yếu tổ tự nhiên va tốc độ phát triển nhanh của nền.

kinh tế nên một số quy định trongc tiêu chuẩn nói trên không còn phủ hợp

lâm ảnh hưởng đến kết quả tính toán xác định hệ sé tiêu thiết kế

1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số tiêu

thành hai nhóm sau: Nhóm thứ nhất là nhóm yế

Có rất nhiề inh hưởng đến hệ số tiêu nhưng có thé khái quát lại

khách quan: Đây là những,

yéu tố tự nhiên như đặc điểm địa hình, khí hậu, thủy văn, sông ngòi, thổnhưỡng trong một chừng mực nảo đó nó tồn tại ngoài ý muốn chủ quan.

của con người.

Nhóm thứ hai là nhóm yếu tổ chủ quan: Đây là những yếu tổ phụ thuộcvio mục tiêu, ý muốn của con người, bằng hoạt động của mình con người có.thể điều chỉnh, thay đổi được như loại cây trồng, thời vy, biện pháp, kỹ thuậtcanh tác, cách thức tiến hành tiêu nước,

1.1.2.1, Nhóm yếu tô khách quan

suối và nơi nhận nước tiêu của các khu vực nghiên cứu khác nhau về vị trí địalý cũng rất khác nhau Sự khác nhau này có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả

tính toán chế độ tiêu và hệ số tiêu nước mat,

Do vậy vị trí địa lý của vùng nghiên cứu là một trong những yếu tố6 tiêu và chế độ tiều nước.

quan trọng ảnh hưởng đến hệ

2) Đặc diém mua gay ting

Moi trận mưa nếu không phù hợp với yêu cầu của sản xuất, đời sống va

phát triển kinh tế - xã hội cin phải tiêu thoát, đều gọi chung là mưa gây ng.

Đặc điểm của mưa gây ding được thé hiện ở độ lớn vẻ tổng lượng mưa, số

ngày mưa, dạng phân bố lượng mưa theo thời gian của một trận mưa và thờiđiểm xảy ra mưa Các đặc điểm nói trên của mưa gây ding là yếu tổ rất quantrọng ảnh hưởng có tính chất quyết định đến chế độ tiêu và hệ số tiêu nước

địa lý, điều kiện tự nhiên khácnhau thì đặc điểm mưa gây ting cũng rit khác nhau Do tính chat rộng lớn của

mặt ruộng Mỗi khu vực nghiên cứu có vị t

vùng đồng bằng cũng như vị tri địa lý của các khu vực nghiên cứu khác nhau

như đã mô tả ở các phân trên nên đặc điểm của các yếu tố khi tượng nóichung và mưa gây dng nói riêng trên các hệ thống thủy lợi nhìn chung rất

khác nhau.

3) Đặc điềm thuỷ triều

Biện pháp tiêu nước cho các hệ thống thủy lợi vùng ven biển chủ yếu là

tiêu tự chảy bằng cách lợi dụng thời điểm mực nước (huỷ triều tai nơi nhận

nước tiêu xuống thấp hơn mực nước ở trong đồng dé tiêu Vi vậy đặc điểm.của thủy triều có ảnh hưởng rat quan trọng đến biện pháp tiêu, chế độ tiêu vàhệ số tiêu của khu vực Thời gian mực nước triéu tại nơi nhận nước tiêu thấphơn mực nước trong đồng càng dai và chân triều càng thấp thi việc tiêu nước.

tự chảy cảng thuận lợi và do vậy hệ số tiêu nước cảng nhỏ4) Chế độ mực nước tại nơi nhận nước tiêu

Mực nước tại nơi nhận nước tiêu (sông, hỗ, bién ) có ảnh hưởng quyết

định đến: a) biện pháp tiêu của vùng (tiêu tự chảy hoặc tiêu bằng động lực);Ð) phạm vi và giới hạn của ving tiêu tự chảy; c) hệ số tiêu và quy mô củacông trình tiêu tự chảy Khi mực nước tại nơi nhận nước tiêu luôn thấp hơnmực nước cần giữ lại trong đồng thì biện pháp tiêu tự chảy được áp dụng còn.ngược lại phải áp dụng biện pháp tiêu bằng động lực.

Đối với vùng tiêu bằng động lực, mực nước của nơi nhận nước tiêu ảnh.

hưởng nhiều đến lưu lượng và hiệu suất bơm của các trạm bơm tiêu Điều đócó nghĩa là ảnh hưởng đến hệ số tiêu nước thực t mà công trình tiêu có thể

đáp ứng được Đã xây ra nhiều trường hợp khi nhu cầu tiêu nước đang đòi hỏirất cấp bách thì có rit nhiều trạm bơm phải ngừng hoạt động khi mực nướcsông tại nơi nhận nước tiêu dat mức báo động cấp I

5) Đặc điểm yếu tổ địa hình

Dao động về cao độ mặt đất nói chung và mặt ruộng nói riêng ở vùng.đồng bằng tuy nhỏ nhưng lại có ảnh hưởng rit lớn đến chế độ canh tác và biện

pháp tiêu nước Trong phạm vi một địa phương hay một khu vực nhỏ, chênh

lệch cao độ mặt dat chỉ một vài mét, thậm chí vài chục cm cũng lam thay đổichế độ sản xi cũng như giải pháp công trình tiêu thoát nước.

Do đặc điểm hình thành và khai thác của vùng đồng bằng Bắc Bộ màcác khu vực gần để, ven biển và ven các sông lớn thưởng có địa hình cao hơn

khu vực khác nằm ở sâu trong nội đồng đã tạo nên các kiểu địa hình dạnglòng chảo và lòng máng trong các hệ thống thủy lợi Đây chính là yếu tố bat

lợi của vùng đông bằng, làm ảnh hưởng lớn đến quá trình tiêu nước và biệnpháp tiêu thoát nước Địa hình không bằng phẳng sẽ ảnh hưởng đến thời giantập trung dong chảy, làm tăng khả năng ngắm của nước mưa xuống long đất,lâm giảm hệ số dòng chảy và làm tăng khả năng điều tiết nước của khu vựctiêu Những khu vực có nhiễu ao hỗ hoặc dit tring có khả năng trừ nước đều

có tác dụng điều tiết nước mưa và giảm nhẹ hệ số tiêu nên hệ số tiêu khi tínhtoán thường nhỏ Kết quả nghiên cứu và tính toán về tiêu đã cho thấy địa hình

là yếu tổ rất quan trọng ảnh hưởng đến biện pháp tiêu nước, hệ số tiêu và quá.trình tiêu nước của các hệ thống thủy lợi.

6) Đặc điểm yếu tổ thé nhưỡng và chế độ nước ngầm ting nông.

Nước mưa rơi xuống một phần ngắm xuống đất để bổ sung nước ngầm,phần còn lại tạo thành dòng chảy mặt Khi lượng dòng chảy mặt hình thành

do mưa quá lớn không phủ hợp với yêu cầu của sản xuất và đời sống bắt budephải có biện pháp tiêu bớt lượng nước thửa Mat đất có tính thắm cảng lớn thi

nước mưa ngắm xuống đất cảng nhiễu, hệ số đông chảy mặt cảng nhỏ vàlượng nước thừa cần phải tiêu cảng ít Hệ số tiêu cho vùng tiêu có nhiều loạiđất này thường nhỏ hơn so với vùng tiêu có nhiều loại đất ít thắm nước Độ

sâu của nước ngầm ting nông (ting nước ngầm cung cấp nước cho cây trồng).cũng có ảnh hưởng khá lớn đến tốc độ ngắm và lượng nước ngắm xuống đấtvà do vậy cũng ảnh hưởng đền chế độ tiêu nước mặt.

1.1.2.2 NI ám yếu tổ chủ quan1) Phát tiễn nhanh ching về kink tế

Sự phát triển mạnh của nền sản xuất nông nghiệp nước ta trong nhữngnăm qua đã làm thay đổi quan trọng về chế độ tiêu và hệ số tiêu Trước đâyphần lớn diện tích đất nông nghiệp của nước ta được trồng các loại lúa cao

có thời gian sinh trưởng đài, khả năng chịu ngập lớn Vì

trình thủy lợi thiết kế trong thời kỳ trước những năm 1960 chỉ với hệ số tiêu

từ 1,62 V/s.ha đến 2,90 l/s.ha là đã thỏa man nhu cầu tiêu Hiện nay nén sanxuất ông nghiệp của nước ta đã có những bước tiễn vượt bậc cả về lượng vàchất với trình độ sản xuất và thâm canh rất cao đặc biệt là thay đổi cơ bản về

cơ cấu mùa vụ và cây trồng Các giống lúa thấp cây, thời gian sinh trưởng

ngắn, cho năng suất cao nhưng khả năng chịu ngập kém được gieo cấy trên

phần lớn diện tích trồng lúa nước Các loại cây có giá trị cao về kinh tế được.

đưa vào sản xuất ngày một nhiều đang thay thé dẫn những loại cây nôngnghiệp truyền thống ít có giá trị kinh tế Những cây trồng cạn thuộc loại nàyđều có yêu cầu về chế độ cấp nước và tiêu thoát nước rt cao Vì vậy các côngtrình tiêu nước cho nông nghiệp hiện nay hầu hết được thiết kế với hệ số tiêutrên 6,0 Lís.ha, nhiều trường hợp trên 7,0 l/s.ha hoặc cao hon

Qué trình đô thị hoá, nhu cầu về sử dụng đất nông nghiệp cho đô thi,

dan cư tăng nhanh tại các vùng nông thôn đã làm cho diện tích ao hồ và vùng,

én tích

tring có khả năng điều tiết nước mưa ngày một thu hẹp, trong khi đó.

đất thd cư, đường sa và diện tích phi canh tác khác ngày một nhiễu Hầu hếtcác đường ling, ngõ xóm đều được bê tông hoá hoặc lát gạch Hệ quả của quá

trình nảy Lim tăng lượng dòng chảy mặt, làm tăng lượng nước cẩn tiêu, tăngvà nhu cầu tiêu nước.

Củng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình công nghiệp hoá, hiện

đại hoá, nông nghiệp nông thôn (chăn nuôi, trồng trot) và tốc độ đô thị hoámột cách nhanh chóng thì vấn đề ô nhiễm môi trường (đắt, nước ) ở các khu.vực sản xuất công nghiệp, các khu đô thi, làng nghé, thị xã, thị trắn, thậm chí.ngay trong các làng xã truyền thống đã và đang trở thành một thực tiễn rấtđáng quan tâm Các loại chất thai rắn khó phân hủy trong quá trình sản xuất

và tiêu dùng thường không được xử lý kỳ hoặc thậm chí không qua xử lý

đang thải ra ngày một nhiều là tác nhân chính tạo thành các rio cản gây ách

tắc dong chảy và huỷ hoại môi trường Mặt khác trong quá trình sản xuất

nông nghiệp người nông dan sử dung ngày cảng nhiều các loại phân hoá học

và thuốc trừ sâu Trên thực tế các loại hoá chất này thường không được phanhủy hết trong một chu trình sản xuất và chúng tích luỹ dẫn trong đất gây ô.nhiễm đất và ô nhiễm nguồn nước, làm thoái hoá và thay đổi đáng ké tinh

chất cơ lý của đất như làm giảm tính thấm va tăng lượng dòng chảy mặt, Điều

này làm cho việc quy hoạch tiêu nước trở nên phức tạp hơn nếu không muốnđể cho phạm vi ô nhiễm lan rộng, gây ra những ảnh hưởng khó lường Các kếtquả nghiên cứu đều khang định ngoài giải pháp cơ bản là phải thu gom và xử:lý triệt để mọi nguồn nước thải trước khi dé ra các trục tiêu thì việc bỗ sung.

thêm lượng nước không ô nhiễm vào trong các hệ thống thủy lợi dé pha loãng

và duy trì đòng chảy môi trường là rất cần thiết Nhu cầu tiêu nước mùa kiệt

cho các khu vực chịu tác động của quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá li

tắt yếu, chính nó góp phan làm tăng hệ số tiêu nước và nhu cầu tiêu nước,

Cho đến những năm gin đây phần lớn các hệ thống thủy lợi đã xâydựng trong nhiều năm qua mới chỉ hướng vio mục tiêu chính là phục vụ pháttriển nông nghiệp, chưa chú trọng đến yêu cầu cắp thoát nước cho các nhu cầu

khác đặc biệt là tiêu nước cho các khu vực công nghiệp và đô thị Tỷ lệ diện

đổi thành đất đô thị, khu công nghị

một tăng Diện ích đt trồng lúa nước, hỗ ao và khu rng có khả năng trữ và

tích chuy p và nuôi trồng thủy sản ngày.điều tiết nước mưa ngây một thu hẹp Do mặt đất các khu đô thị và côngnghiệp phần lớn đều được bê tông hóa làm hạn chế khả năng tổn that nước do.ngắm và làm tăng lượng dòng chảy mặt Nhu cầu tiêu thoát nước cho các đốitượng sử dung đất này lớn hon nhiễu so với nhu cầu tiêu nước cho nông

nghiệp, do vậy mà hệ số tiêu, tổng lượng nước cần tiêu va thời gian tiêu chocác hệ thống thủy lợi có các khu đô thị và khu công nghiệp trong đó đều tăng

lên rit cao

2) Quản lý khai thác

Con người là tác nhân chính làm chất lượng lớp thảm phủ trên lưu vực.

sông suối bị suy giảm (do khai thác lâm sản quá mức, do cháy rừng, đốt rừng,phá rừng lấy đắt làm nương rẫy hoặc khai thác khoáng sản) làm hạn chế khảnăng điều tiết nước mưa của lưu vực, làm tăng lượng đòng chảy mặt Cùng.

với biện pháp khai thác và sử dụng đất không hợp lý, con người đã làm cho

đất đai trên lưu vực bị xói môn, rửa trôi, lòng sông bị bồi lắp nên cao độ đáy

mỗi năm một nang cao Hệ quả của quá trình nay đã làm cho mực nước trên

các triển sông về mùa lũ có xu hướng ngày một nâng lên, làm hạn chế khả.năng tiêu thoát nước - làm giảm khả năng tiêu thực tế của các công trình thủylợi Diện tích úng ngập vì thế ngày một tăng.

“Trong quá trình quản lý cũng đã từng xảy ra không it trường hợp lượng

nước đưa vào hệ thống thủy lợi vượt quá nhiều so với yêu cầu gây ứng cục bộ

hoặc mua úng xảy ra ngay sau đợt tưới nước - khi tắtcác diện tích có khả

năng trữ nước như kênh mương và ao hồ déu đã day nước Trong các trườnghợp như vậy đều làm tăng nhu cầu tiêu và hệ số tiêu nước của hệ thống.

-10-Việc tiêu nước tuỳ tiện không theo quy hoạch hoặc quy hoạch tiêu

manh mún cùng với sự xuất hiện thêm nhiều trạm bơm tiêu cho các vùng.

trùng thấp cũng làm tăng mực nước trên các trục tiêu Sự phân chia quyền so

hữu ruộng dat, sự chia cắt ranh giới hành chính trong các khu tiêu cũng gây ranhững trở ngại đáng kể trong qué trình tiêu, tạo ra những vùng ứng ngậpkhông đáng có.

Ngoài các lợi ích về kinh tế và xã hội do hồ chứa nước mang lại, việcxây dựng các hồ chứa ở khu vực thượng nguồn tuy có tác dụng làm giảm bớt

lưu lượng và mực nước dinh là nhưng lại kéo dài thời gian lũ, kéo dải thờigian mực nước cao trên các triển sông ở phía hạ du Hệ quả là làm giảm khả

năng tiêu nước của các công tiêu tự chảy, làm giảm hệ số tiêu thực tế có thẻ

đáp ứng được của các công trình thủy lợi đã có.1.1.2.3 Nhận xát và đánh giá chung

Trong số các yếu tố ké trên có ảnh hưởng nhiều đến hệ số tiêu và nhưcầu tiêu nước thì yếu tố mang tính chất khách quan về cơ bản rất khó khắc.

phục, trong một số trường hợp cỏn gây ra những ảnh hưởng mắt cân bằngsinh thái theo chiều hướng tiêu cực Vì thế về mặt vĩ mô con người có thé va

nên tập trung hạn chế ảnh hưởng của các yếu tố bat lợi có tinh chat chủ quanbằng biện pháp thủy lợi, nông nghiệp, lâm nghiệp va các biện pháp quản lýmột cách hiệu quả Các yếu tố bắt lợi mang tính khách quan nên hướng vào.tìm các giải pháp thích nghỉ và ứng phó Diéu này phù hợp với xu hướngchung trên thé giới trong giai đoạn hiện nay.

Như đã nêu, trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của đất nước, các

điều kiện

ống thủy lợi đã phát sinh mâu thuẫn giữa những yếu tố m

đổi khí hậu toàn cầu, kinh tế nông nghiệp phát trién theo hướng sản.xuất hàng hoá ) với phương thức sản xuất cũ, nếp quản lý cũ và cách nghĩ

-H-cũ Giải quyết được mâu thuẫn này có thé góp phan quan trọng trong việc giải1 nước trên các hệ thống thủy lợi.

quyết vấn dé

1.1.3 Phân loại đối tượng tiêu

1.13.1 Khái quát chunga

vào đặc điểm từng vùng, vào cơ cấu sử dung dat cũng như các loại đổi tượng.lộ tiêu nước mặt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau, tuỳ:tiêu nước có mặt trong hệ thống tiêu Mỗi loại đối tượng tiêu nước (hay hộtiêu nước) có mức độ quan trọng và nhu cầu tiêu nước khác nhau nên chế độ

tiêu cũng khác nhau Loại hộ tiêu nước có thé là điện tích canh tác hoặc

không canh tác Diện tich canh tác có thể trồng các loại cây trằng can hoặc

cây trồng chịu nước Diện tích không trồng trot có thé là dat thé cư, đường xá,đất đô thị, khu công nghiệp v.v.

Có nhiều cách phân loại đối tượng tiêu nước (hay hộ tiêu nước) Trongphạm vi luận văn này sẽ căn cứ vào yêu cầu tiêu nước của từng loại diện tích

có mặt trong một hệ thống thủy lợi dé phân loại đối tượng tiêu Điều đó xét về

bản chất hoàn toàn phủ hợp cả vé tính khoa học cũng như tính thực tiễn, bởi

yêu cầu tiêu cho ving tring trọt khác với yêu cầu tiêu cho vùng nuôi tring

thủy sản hoặc vùng dan cư, tiêu cho khu vực thành thị và khu công nghiệpkhác với tiêu cho vùng nông thôn.

1 12 Các đối tượng cần tiêu

1) Tiêu cho thành thị

“Thông thường thành thị là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá của một

khu vực hoặmột địa phương nảo đó, có mật độ dân cư đông cùng với hệ

thống cơ sở hạ ting kỹ thuật rất lớn Yêu cầu tiêu nước cho khu vực này đôi

hỏi phái rét khan trương, triệt để và kịp thời, tiêu vào bất cứ thời gian nàotrong năm Phương pháp tính toán chế độ tiêu nước và hệ số tiêu nước cho

-Ia-khu vực thành thị khác với tính toán tiêu cho nông nghiệp Mặt khác, do phầnlớn bề mặt của các đô thị nói chung đều được bê tông hoá và kiên cố hoá nên.hệ số dòng chảy do mưa là rất lớn, trong rất nhiều trường hợp lượng nước tônthat do ngắm xuống dat không đáng kể Không chỉ có thé, do yếu kém trong.{quan lý và trong quy hoạch đô thị nên diện tích ao hd ngày một bị thu hẹptrong quá trình xây dựng và phát trién đô thị nên khả năng trữ nước và diéutiết nước mưa trong quá trình tiêu ở các khu đô thị rit thấp.

“Thành thị là nơi tiêu thy nước rất lớn và cũng là nơi có lượng nước thải

sinh hoạt dé vào các trục tiêu là rất lớn Xử lý nước thải trước khi chuyển đếnnơi nhận nước tiêu là một vin đề cần đặc biệt chú ý khi nghiên cứu đề xuất

biện pháp tiêu nước cho khu vực nay, Như da phân tích ở phần trước, khác

với tiêu cho diện tích nông nghiệp, việc tiêu nước cho khu vực thành thị phải

tiến hành quanh năm Tổng lượng nước cần tiêu trong mủa kiệt cho đối tượng.

tiêu nước là thành thị sẽ phải bao gồm cả lượng nước thải ra trong quá trình

sinh hoạt va lượng nước cin thiết dé pha loãng nhằm duy trì và cải thiện điều

kiện môi trường

'Như vậy với cùng một trận mưa tiêu thi tổng lượng nước cần tiêu và hệ

số tiêu của khu vực đô thị thường lớn gap nhiều lần tiêu cho nông nghiệp cònthời gian tiêu thi khan trương hơn nhiều.

2) Tiêu cho nông nghiệp

Tiêu cho nông nghiệp có đặc thủ riêng là tiêu theo thời vụ Chỉ khi nào

trên đồng ruộng có cây trồng mà gặp mưa lớn vượt quá yêu cầu sử dụng nước.

(đối với lúamới cần tiêu Do nhu cầu về nước cũng như khả năng chịu nga

nước và cây trồng chịu ngập), khả năng chịu dm (đối với cây trổ

các loại cây trồng rất khác nhau nên chế độ tiêu nước và hệ số

loại diện tích canh tác khác nhau cũng không giống nhau Lúa là loại cây

16 hình mưa tiêu thi

trồng có khả năng chịu ngập nên khi củng tiêu với một

Cũng với tốc độ phát 0xã hội của cả nước, các vùng nông

thôn ở đồng bằng Bắc Bộ đều có tốc độ đô thị hoá rit cao: hầu hết các giađình đều có nhà, sân và các công trình sinh hoạt khác được làm khá kiên cố,các tuyến đường làng, ngõ xóm đều được gach hoá và bê tông hoá nên hệ sốdòng chảy đã tăng lên rất nhiều so với trước đây Mặc dù yêu cẩu vẻ tiêu của.

cho nông nghiệp nhưng docó mật độ dan cư không đông như ở thành thị, nhiễu cây cối, vườn tược cùng,

với nhiều diện tích ao hỏ và khu trũng có khả năng trữ nước vả điều tiết nước.mưa nên hệ số tiêu cho khu vực nông thôn vẫn thấp hơn nhiều so với hệ số

tiêu cho thành thị,

4) Tiêu cho khu công nghiệp và làng nghề

Yéu cầu tiêu cho các khu công nghiệp và làng nghề cũng tương tự như.

yêu cầu tiêu cho thành thị Tuy nhiên, với củng một đơn vị diện tích mat bằng,

thì lượng nước thải và chất thải được thải ra từ các khu công nghiệp lớn hơn

nhiều so với nước thải va chất thải có nguồn gốc từ các khu đô thị Đặc biệthàm lượng các chất độc hại có trong nước thải công nghiệp thường cao honrit nhiều so với nước thải sinh hoạt Do vậy, không chỉ có tổng lượng nướccẩn tiêu và hệ số tiêu nước cho các khu công nghiệp cao hơn mà yêu cầu vềkỹ thuật xử lý nước thải cho các khu công nghiệp cũng cao hơn yêu cầu tiêu.

cho thành thị

5) Tiêu cho các loại đắt khác

Các khu vực khác như chăn nuôi, thuỷ sản, điểm du lịch, khu nghỉ ngơi

giải trí, thể thao đều có yêu cầu riêng tuỳ thuộc vào từng trường hợp cụ thé,

‘Vi thé hệ số tiêu của từng đối tượng tiêu nước thuộc loại nay cũng rit khác.

1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HỆ SO TIÊU

Về nguyên tắc, hệ số tiêu được xác định dựa trên cơ sở tính toán cân.

bằng nước giữa hai đại lượng đầu vio và đầu ra để tim ra độ sâu lớp nước cầntiêu thoả mãn được yêu cầu về tiêu nước của các đối tượng trên khu vực.nghiên cứu Đại lượng đầu vào bao gồm: a) Lượng nước đến (lượng nước.

mưa, nước thải, nước từ nơi khác chuyển vào vùng tiêu) trong thời đoạn tính

toán và lượng nước có sin trong vùng khi bit đầu tính toán hệ số tiêu; b)

Luong nước đầu ra bao gồm lượng nước tiêu khỏi vùng, lượng nước tồn thất

trong thời đoạn tinh toán và lượng nước còn lại cuỗi thời đoạn tính toán.1.2.1 Phương pháp tính toán HST cho lúa

AHi d0P,- (hạ #qu)

Trong đó:

- P, là lượng mưa rơi xuống ruộng lúa trong thời gian At (mm);

= hg là lượng nước tồn thất do ngắm và bốc hoi trong thời đoạn At

- qu là độ sâu lớp nước tiêu được trong thời đoạn tính toán (mm);

~ AH, là sự thay đổi tăng hoặc giảm lớp nước mặt ruộng trong thời đoạn

tính toán (mm):

AH, = Ha = Hạ, d2)

~ Hạ và Hạ là chiều sâu lớp nước mặt ruộng ở cuối thời đoạn và đầu.

thời đoạn tính toán

“Thời đoạn tính toán trong tính toán tiêu nước cho ruộng lúa thường lấy

đơn vị là ngày Hệ số tiêu cho ruộng lúa phụ thuộc vào quá trình lượng nước

mưa rơi xuống, hình dạng và kích thước công tình tiêu nước mặt mộng.

-I5-Công trình tiêu nước ruộng lúa có thé là đập trản, cống tiêu, ống dẫn hoặc xiphông Thực tế quản lý nước trong các hệ thống thủy lợi cho thấy đập tràn.

vẫn là loại công trình tiêu nước mặt ruộng được áp dụng phỏ biến trong các

vũng chuyên canh lúa ở nước ta,

Khi công trình tiêu nước mặt ruộng là đập tran thì đỉnh tran có cao trình

bằng cao trình mực nước mặt ruộng theo chế độ tưới thích hợp nhất Trongtính toán tiêu nước, coi mực nước mặt ruộng trước khi xuất hiện mưa tiêubằng cao trình ngưỡng tràn Khi nước mưa rơi xuống thì mực nước trong.

ruộng tăng lên tự động chảy qua tràn và đồ trực tiếp xuống kênh tiêu Trong

trường hợp này, tính toán xác định hệ số tiêu nước cho ruộng lúa như sau:

a) Nếu ché độ dong chảy qua tràn là tự do, thời đoạn tính toán | ngày

đêm, điện tích khu tiêu 1 ha, hệ số tiêu mặt ruộng xác định theo hệ phương,tình sau:

~ bạ : Chiêu rộng đường tràn (m/ha),

- H,: Cột nước tràn bình quân trong thời đoạn tinh toán (mm) ;

~H, : Cột nước u cuối thời đoạn tinh toán (mm);

- Hx: Cột nước tiêu đầu thời đoạn tính toán (mm);qụ : Độ sâu tiêu trong thời đoạn tính toán (mm);~M=m j2, với m là hệ số lưu lượng của đập tràn;

= W, được xác định theo công thức: W, = (1+ ).P, = hg +2.Hi,

~P, : Lượng mưa rơi xuống trong thời đoạn tính toán (mm/ngay);~ hạ : Độ sâu tổn that nước trong thời đoạn tính toán (mnvngiy);

-/8._ : Hệ số hiệu chỉnh độ sâu lớp nước cin tiêu trên ruộng, được xácđịnh theo quy phạm.

Hình 1 šơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tran,

chế độ chảy tự đo

b) Nếu chế độ dàng chảy qua tran là chảy ngập, thời đoạn tinh toán là1 ngày đêm, điện tích khu tiêu I ha, hệ số tiều mặt ruộng được xác định theohệ phương trình sau

W,-27i (6qo; =0274 M.o.by H, 2 q27)a, = (HEH~) «sy: ?

Trong đó: ơ là hệ số chảy ngập, tra theo quy phạm còn các ký hiệu khác

như đã giới thiệu ở trên.

Hình 1

~ q, là hệ số tiêu trong thời gian tính toán thứ i ;

~ C là hệ số dòng chảy, được xác định bằng thực nghiệm: C < 1,0;~ P, là tông lượng mưa rơi xuống trong thời gian tính toán t,:

~ [T] là thời gian chịu ngập cho phép của đổi tượng tiêu sau khi mưa;

= 0 lã thời gian mưa được lượng mưa P,

Tuy từng trường hợp cụ thể của đối tượng tiêu tiêu nước mà t, và [T] có.thể được tính bằng đơn vị ngày hoặc đơn vị giờ nhưng khi tính toán hệ số tiêu.đều phải quy đổi ra số giây.

Đối với cây trồng cạn, P, là tổng lượng mưa rơi xuống trong 1 ngày đo.bing mm, t, là thời gian của ngày tiêu thứ i tính bằng giây Nếu yêu cầu mưa.

ngảy nào phải tiêu hết ngày 46 thi [TỊ = 0 và hệ số tiêu q, của ngày thứ i xác

định theo công thức sau:

= Ser sha) (1.10)

Đối với các khu vực công nghiệp và đô thị hoặc một số đối tượng tiêunước khác có yêu cầu tiêu nước rất cao: mưa giờ nảo phải iêugiờ đó nên

[T] = 0 Trong trường hợp này P, là tổng lượng mưa rơi xuống tính bằng mm.

của từng giờ tiêu thứ i còn t, là giờ tiêu thứ i tinh bằng giây và hệcủa giờ tiêu thứ i xác định theo công thức sau:

(Ws.ha) aay

-I8-Phương pháp tính toán HST cho hệ thống thủy

Các hệ thống thủy lợi tổn tại trong nó rất nhiều đối tượng có nhưcầu tiêu nước với quy mô su nước khác nhau Quy mô tiêu nước của một đối

tượng tiêu nước ¡ có mặt trong hệ thống là diện tích mặt bằng hứng nước của.nó và được khái quát hoá bằng hệ số ơ;

~@ : Diện tích tiêu của hệ thống thủy lợi.

~F, : Diện tích mặt bằng hứng nước của đối tượng tiêu nước i trong héthống thủy lợi;

Hệ số tiêu chung của cả hệ thống thủy lợi có n đối tượng cần tiêu được

xác định theo công thức tổng quát sau:

Trong đó:

~ q, : Hệ số tiêu chung của toàn hệ thống tại ngày tiêu thứ j;

= q,: Hệ số tiêu của đối tượng tiêu nước thứ i

1.8 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHÍNH GIẢN DO HỆ SỐ TH

ĐỊNH HỆ SO TIÊU THIET KE CUA LƯU VỰC

-l9-vào những ngày tiếp theo trong đợt tiêu có yêu cầu tiêu không căng thẳng.

u nước(những ngày mưa nhỏ hoặc không mưa), giúp cho đường quá trình

(đường quá trình q ~ t) của công trình đầu mối tiêu được điều hoà hơn và hệsố tiêu thi C6 rất nh liêu vàkế là hợp lý,phương pháp giảm nhẹ hệ

nhu cầu tiêu nước cho hệ thống thủy lợi như:

1) Lợi dụng khả năng chịu ngập của lúa để tăng thêm lượng nước trữ vàđiều tiết nước trên ruộng lúa;

2) Sử dụng các ao hồ, ruộng trũng đang nuôi thủy sản vụ mùa hoặc

dang bỏ hoá có sẵn trong lưu vực tiêu dé trữ và điều tiết một phần lượng nước

cần tiêu;

3) Chuyên đôi cơ cầu sử dụng đất (cải tạo các khu đất tring hoặc đấttrồng lúa thường xuyên bị úng ngập hoặc các ao, hồ tự nhiên trong lưu vực.tiêu thành ao, hồ điều hoà kết hợp nuôi trồng thủy sản và cải tạo môi trường);

4) Chuyển đổi cơ cấu cây trồng (trồng loại cây vừa có khả năng chịudang ngập vừa có giá trị cao về mặt kinh tế ), chuyển dịch thời vụ gieo trồng.

sao cho cây trồng vẫn sinh trưởng và phát triển bình thường ít có biến động vềnăng suất và sản lượng nhưng đến thời kỳ xảy ra mưa úng căng thẳng nhất

trùng với giai đoạn cây trồng có khả năng chịu úng ngập cao nhất;

5) Phân vũng tiêu hợp lý để thuận lợi cho công tác quản lý lưu vực tiêu,

rút ngắn thời gian tiêu và tăng hiệu quả tiêu (biện pháp rải nước):

6) Quản lý điều hành (tiêu nước đệm, quy trình quản lý vận hành các

công trình tiêu nước trong hệ thống tiều) v.v.

Tuy nhiên, giải pháp thường dé xuất trong các dự án quy hoạch là c¿

tạo một số ao hồ đã có hoặc chuyển đổi một số diện tích đất nông nghiệp sảnxuất kẽm hiệu qua hoặc một số loại dat khác thành các ao hỗ điều hoa để hiệuchỉnh giản đồ hệ số tiêu.

Ha¿= Hey + Zho (mm) (15)

ey: Tỷ lệ diện tích hỗ trữ nước thứ i sơ với tổng điện tích lưu vực (%)

- Hệ số tiêu của đối tượng tiêu nước là ao hỗ diéu hoà trong giản đỗ hệsố tiêu sơ bộ xác định như sau:

+ Trong thời gian mưa: 4, = 0

1.3.2 Hệ số tiêu thiết kế của lưu vực.

su: HỆ thiết kế của lưu vực (Is.ha),

4g): Hệ số tiêu của lưu vực tại ngày mưa lớn thứ j (ngây phải trữ nước

vào hỗ điều hoà),

n_: Số ngày có mưa lớn phải trữ nước vào hồ điều hoa,

Ð Ag,„„: Tông hệ số tiêu của lưu vực có thể giảm nhỏ (l/s.ha).

dink theo công thức (1.17).

1.3.2.2 Công thức tính toán áp dung riêng cho từng trường hợp

4) Trường hợpĐường qué trình hệ xố tiêu sơ bộ của lưu vực chỉ

xuất hiện 1 ngày có hệ số tiêu lớn nhất chiếm khoảng gần 50% tổng hệ sổ tiêu

của lưu vực.

Công thức (1.17) được viết lại như sau:

đục = đạc — dow (1.18)

b) Trường hợp 2: Đường quá trình hệ số tiêu sơ bộ của lưu ve xuất

hiện 02 ngày liên tiếp có hệ số tiêu lớn hon han so với các ngày còn lại vàtổng lượng nước cẩn tiêu của 2 ngày này chiếm phẫu lớn lượng nước cân tiêu

-32-Tổng lượng nước cần tiêu của 2 ngày này chiếm phần lớn lượng nước cần

liêu của cả dot.

Goi qo, qs và qs lẫn lượt là hệ số tiêu trung bình ngày tiêu thứ 2, thứ 3

u sơ bộ Xét tý số:và thứ 4 trong giản đỗ hệ số

qua: Hệ số tiêu được "trữ lại” trong các hỗ điều hỏa, quy phụ thuộc vào,

tỷ lệ điện tích mặt nước của các hdhỏa trên lưu vực với điện tích tiêu

của lưu vực (œ„) và độ sâu nước dùng để điều tiết của các hồ (H„„):

(Hs dua).

nas? Hệ số tiêu lớn nhất trong giản đồ hệ số tiêu sơ bộ của lưu vực.

i: Hệ số tiêu sơ bộ tại ngày tiêu thứ j có giá trị lớn thứ hai chỉ sau dou.

1.4 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG

1) Chế độ tiêu nước mặt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tổ bao gồm ca yếu.

tổ tự nhiên và yếu tổ kinh tếä hội như vị tri địa lý, đặc điểm mưa gay úng,

đặc điểm thủy triều, chế độ mực nước tại nơi nhận nước tiêu, đặc điểm địa

hình, địa chất, thé nhường, đặc điểm cơ cấu sử dụng đắt cũng như các loại đối

tượng tiêu nước có mặt trong hệ thống tiêu v.v Trong các hệ thống thủy lợi.đều tồn tại nhiều loại đối tượng có yêu cầu tiêu nước khác nhau Mỗi loại đốitượng tiêu nước (hay hộ tiêu nước) có yêu cầu tiêu nước khác nhau nên chế

độ tiêu cũng khác nhau Loại hộ tiêu nước có thể là diện tích canh tác hoặc

không canh tác Diện tích canh tác có thể trồng các loại cây trồng cạn hoặccây trồng chịu nước Diện tích không trồng trọt có thé là đất thé cư, đường xá,đất đô thị, khu công nghiệp v.v Yêu cầu tiêu nước của từng đối tượng tiêu

nước và của cả vùng tiêu thể hiện bằng hệ số tiêu và giản đồ hệ số tiêu.

2) Phát triển nhanh về kinh tế - xã hội và biến đổi khí hậu toàn cầu là

các nguyên nhân cơ bản làm biến đổi hệ số tiêu theo hướng ngày một caohơn, yêu cầu tiêu nước ngày một cấp bách hơn Trong số các yếu tố ảnh.hưởng đến hệ số tiêu và yêu cầu tiêu nước thì yếu tổ tự nhiên mang tính chấtkhách quan, về cơ ban rit khó khắc phục, thậm chí trong nhiều trường hop

còn gây ra những ảnh hưởng mắt cân bằng theo chiều hướng tiều cực Vì théŠ mặt vĩ mô con người có thé và nên tập trung hạn chế ảnh hưởng của các

yếu tổ bất lợi có tỉnh chất chủ quan bằng biện pháp thủy lợi, nông nghiệp, lâm

nghiệp và các biện pháp quản lý một cách hiệu quả.

3) Yêu cầu tiêu và tỷ lệ điện tích của từng loại đối tượng tiêu nước cómặt trong hệ thống thủy lợi so với tổng diện tích cẩn tiêu của hệ thống đó lànhững yếu tổ có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả tính toán hệ số tiêu thiết kế.Phương pháp tính toán hệ số tiêu cho từng loại đối tượng tiêu nước là khác.

nhau Ao hồ có ý nghĩa rất quan trong trong việc thu trữ điều hod lượng nướccần tiêu và giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước của các hệ thống thủy lợi nói chung và

của các ving tiêu là thành phố và khu công nghiệp tập trung nói riêng Mức

độ giảm nhỏ hệ số tiêu phụ thuộc vào mục đích sử dụng, tỷ lệ diện tích mặt

nước, độ sâu trữ nước và dung tích trữ nước của các ao hồ nay trong hệ thống.

-34-thủy lợi Có thể áp dụng phương pháp tính toán hệ số tiêu và hiệu chính giản

đề số tiêu đã giới thiệu trong luận văn nay cho các dự án quy hoạch và

thiết kế xây dựng công trình thủy lợi.

4) Trong các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số tiêu thì mưa là một trongnhững yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng có tính chất quyết định đến kết quả.

tính toán hệ liêu Mô hình mưa tiêu thiết é bao gồm số ngày mưa của trận.

mưa, tổng lượng mưa của cả trận mưa tương ứng v

phối lượng mưa theo thời gian của trận mưa.

-35-Chương 2

NGHIÊN CỨU MỘT SO CHÍ TIÊU CHÍNH.CUA HO DIEU HOA

2.1 KHÁI QUAT CHUNG

Hé điều hỏa là loại công trình khống chế dòng chảy Mục tiêu của nó là

lầm giảm lưu lượng đỉnh lũ tức là làm giảm mức nước lũ ở phía hạ lưu, giảm

kích thước công trình và cốt nền xây dựng.

G nước ta, các vùng đồng bằng nền đất tự nhiên thường rất thấp nên ở

nông thôn cũng như ở đô thị trong quá trình xây dựng người ta thường phải

đào hỗ dé lay đất tôn nên, vi thé đã hình thành nên rất nhiều ao hỗ, một hình.

ảnh gắn bó quen thuộc với người Việt Nam.

Ha Nội là một thành phổ có nhiều ao hd, trong quá trình đô thị hóa mộtsố ao hỗ nhỏ đã san lắp dé xây dựng nhưng đồng thời đã và sẽ đảo thêm nhiễu

hồ có diện tích lớn Trong hệ thống thoát nước mưa của Ha Nội hd Yên Sở,

Linh Đảm và Định Công có vai trỏ làm giảm công suất trạm bơm Yên Sở, còncác ao hỗ trong nội thành có tác dụng làm giảm kích thước các tuyển mương,

cống dẫn ở hạ lưu hồ Chẳng hạn hồ Bảy Mẫu có tác dụng lim giảm lưu.lượng chảy vào đầu sông Sét

Trong quá trình đô thị hòa lưu lượng đỉnh tăng lên gây ra tỉnh trạngngập úng ngay cả trong các thành phố hiện dai vì thé vài ba thập ki cuối của

thế kỷ 20 ở nhiều nước công nghiệp đã quan tâm đến việc sử dụng hồ điều.

hòa để khống chế dòng et yy Thêm vào đó hỗ còn có tác dụng làm sạch nước

Nhu đã giới thiệu, sử dụng ao hồ trên lưu vực dé trữ va điều tiết lượng.nước cin tiêu cho cả vùng tiêu là giải pháp được áp dụng nhiều nhất vừa đáp.

hoặc trạm bơm tiêu Nước mưa trên lưu vực có thé chảy trực tiếp vào hỗ hoặc.

vào hé thông qua hệ thống cổng rãnh và công trình thu nước trên tiểu lưu vực.

Hồ điều hoà cục bộ chỉ có tác điều hoà lượng nước tiêu từ tiểu lưu vực rangoài và tạo cảnh quan môi trường cho khu đô thị hoặc khu công nghiệp,không có tác dụng giảm nhỏ hệ số tiêu của lưu vực, Hệ số tiêu thiết kế củacông trình tiêu nước từ hỗ điều hod cục bộ ra ngoài khu tiêu phụ thuộc vàodung tích trữ, dung tích điều tiết nước của hồ và yêu cầu duy trì mực nướctrong hồ.

2.2.2 Hồ điều hoà lưu vực

Loại hồ có quy mô lớn (lớn cả về diện tích mặt nước, dung tích trữ vàdung tích điều tiết), có công trình chuyển một phần lượng nước cân tiêu từ lưuvực về hồ, chuyển nước từ hỗ ra trục tiêu chính của hệ thống hoặc ra công.trình đầu mồi tiêu Hồ điều hoa lưu vực có tác dụng điều tiết lượng nước cầntiêu và giảm nhẹ hệ số tiêu cho phần lưu vực có nước đưa về hỗ,

Trong lưu vực của một công trình đầu mối tiêu có thể bé trí nhiều hd

điều hoà, mỗi hồ phụ trách một lưu vực tiêu độc lập (một tiéu vùng), bé trí ởkhu vực cuối kênh chuyển nước từ tiểu vùng ra nơi nhận nước tiêu Nếu tat cả.

các kênh tiêu nhánh trong vùng tiêu trước khi tiêu vào kênh chính đều bố trí

giảm nhẹ hệ số tiêu cho lưu vực nghiên cứu càng lớn.

2.3 CAC THONG SO KỸ THUAT CUA HO DIEU HOA,

Dé tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn của giải pháp sử dung ao héđiều hoà để giảm nhẹ yêu cầu tiêu nước cho các hệ thing thủy loi” nên trong

phạm vi luận văn tác giả chỉ nghiên cứu các thông số kỹ thuat cơ bản sau đây

liên quan đến khả năng điều tiết nước của hỗ điều hoa:- _ Hệ số đồng chảy C của ao hd;

~ _ Diện tích mặt nước, tỷ lệ diện tích mặt nước trong hệ thống thủy lợi- Độ sâu trữ nước và dung tích điều tiết nước của hỗ điều hoà

1, Hệ số dong chảy C của ao hd

“Trong công thức (1.10) tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu nước.

khác không phải là lúa:

4 yey (Sa)

Với loại đối tượng tiêu nước trong hệ thông tiêu là ao hd, hệ số C áp

dung như sau

a) Với ao hồ thông thường (ao hồ không có công trình điều tiết nước chủ.

Do có khả năng tự điều tiết rất lớn nên hệ số dong chảy của ao hồ rất

nhỏ Theo Giáo trình Thủy nông của Trường Đại học Thủy lợi xuất bản năm

1970 thì hệ số dòng chảy của ao hỗ chi từ 0,20 — 0,25 Lưu vực càng có nhiềudiện tích ao hỗ loại này thì hệ số tiêu của lưu vực cảng nhỏ Khi đã áp dụng

hệ số dòng chảy bằng 0,20 hoặc 0,25 để tính toán hệ số tiêu cho ao hồ và cho

-28-cả lưu vực thì đối tượng tiêu nước này không thể trừ thêm nước để hiệu chỉnh

giản dé hệ số tiêu, trừ trường hợp nó được cải tạo thành ao hồ điều hoàb) Với các ao hồ chuyên canh nuôi trồng thủy sản:

“Trước khi xuất hiện trận mưa tiêu thiết thì các ao hỗ này đều đã daynước nên việc trữ thêm nước tir bên ngoài vào ao hồ là rất hạn chế, thông.thường toàn bộ lượng nước mưa rơi xuống ao hồ bắt buộc phải tiêu ngay ra.ngoài dé tránh tràn bờ và bảo vệ thủy sản Trường hợp nay có thé chọn hệ số.

dòng chảy C = 1,0.

Nếu vùng chuyên canh nuôi thủy sản có hệ thống bờ bao đủ kiên cố vả

da chiều cao dé trữ thêm một lớp nước có độ sâu bằng toàn bộ lượng nước.mưa rơi xuống (độ sâu trữ bằng Xp) ma vẫn bảo vệ được nguồn lợi thủy sản

trong ao không bị thoát ra ngoài, có thể chọn C = 0,0 Với trường hợp nay,trong những ngảy mưa toàn bộ lượng nước mưa của trận mưa sẽ được trữ

trong ao hồ và sẽ được tiêu ra ngoài vào những ngày cuối cùng của đợt tiêu lànhững ngày không mưa Tuy nhiên, trong thực tế điều này rất khó xảy ra.

©) Với các ao hồ điều hoà (ao hồ có công trình chủ động điều tiết

nước vào và ra):

“Trong những ngày mưa toàn bộ lượng nước mưa (Xp) của trận mưa.

được trữ lại trong ao hỗ điều hòa và sẽ được tiêu ra ngoài vào hai ngày cuốicùng của dot tiêu là những ngày không mưa Do vậy hệ số dong chảy của ao.

hồ loại này trong những ngày mưa bằng không (C = 0.0).

2.3.2 Diện tích mặt nước, tỷ lệ điện tích mặt nước trong HTL.

Diện tích mặt nước ao hd góp phần quan trọng giảm nhẹ yêu cầu tiêutrong hệ thống thủy lợi Nhưng bắt cập là trong những năm gần đây do đô thị

hóa, công nghiệp hóa diện tích ao hồ đã bị lắp đi đáng kẻ phục vụ cho như cảxây dựng nhà ở, khu công nghiệp, v Đặc biệt có thé ké đến Hà Nội, từnglà kinh đô của một nước nông nghiệp cả ngàn năm chuyển sang một thành

-29-phố quy hoạch theo lối phương Tây hơn trăm năm, diện tích mặt nước biếnmắt dé dành cho nhà cửa và đường sả Nhưng khoảng vải chục năm cuối TK

20 đầu TK 21 thi sự thay đổi diễn ra với tốc độ cao Thành phó von trên 900.

km2 - cỏ 3,5 triệu dân Tử 1/8/2008, thành phố mở rộng gấp 3 lin(3.240km2) với dan số trên 6 triệu người Giai đoạn 1994 -2005 diện tích hồ.bị lắp 8-25%, Tinh tổng từ 1955 - 2005 thì diện tích hỗ bị lắp khoảng 80%.

Do vậy cần phải nghiên cứu về điện tích mặt nước, tỷ lệ điện tích mặtnước trong hệ thống thủy lợi dé thấy được tim quan trọng của nó trong vấn đề.

tiêu thoát nước, đặc biệt là tiêu thoát nước đô thị.

Công thức xác định tỷ lệ diện tích mặt nước, ao hé trong HTTL:

su & enTrong đó:

‘Hyg: Chiều sâu trữ nước của hỗ trữ thứ i trong lưu vực (mm).“Tho : Tổng tôn thất do ngắm và bốc hơi trong thời gian trữ nước.

và tiêu nước (mm),

‘ai Diện tích hồ trữ thứ i

ox: Tổng diện tích vùng tiêu.

2.3.3 Độ sâu trữ nước và dung tích điều tiết nước của hồ điều hoà

Khi các ao hỗ tự nhiên hoặc khu dat tring thấp hoặc dat trồng lúa nước

thường xuyên bj ting ngập được cải tạo thành ao hỗ điều hoà kết hợp nuôitrồng thủy sản và cải tạo môi trường thì khả năng trữ nước và điều tiết nước.trên lưu vực tiêu phụ thuộc vào tổng dung tích điều tiết (độ sâu trữ và diện.tích mặt nước) của các ao hồ này Hình 2.1 giới thiệu khái quát sơ đổ mựcnước trữ trong các ao hồ điều hoà:

ngày có yêu cầu tiêu không căng thing và những ngày cuối cùng của dot tiêu

Lễ Yeu cầu kỹ thuật của các hồ điều hoà

Các hồ được chọn u tiết lượng nước cần tiêu và giảm nhẹ hệ sốtiêu của vùng nghiên cứu phải thoả mãn điều kiện sau:

a) Mực nước lớn nhất được phép trữ trong hồ phải thấp hơn mực nước.trong kênh chuyển nước vào hồ trữ.

b) Mực nước thấp nhất trong hồ phải cao hơn mực nước trong kênhchuyển nước từ hỗ ra khỏi khu tiêu trong thời gian tiêu.

©) Có hệ thống công trình chuyển nước vào hồ và đưa nước từ hồ ra hệ

thống tiêu nước vận hành chủ động.