Luận văn thạc sĩ Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước: Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Thạc Quả, huyện Đông Anh, Hà Nội

LỜI CẢM ƠNLuận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuấtcác giải pháp cải tạo - nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Thạc Quả, huyệnĐông Anh, Hà Nội” được hoàn th

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN NÔNG THON

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN TRƯỜNG SINH

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ ĐÈ XUẤT

CÁC GIẢI PHAP CẢI TẠO, NANG CAP HỆ THONG TIỂU TRAM BOM THẠC QUA, HUYỆN

DONG ANH, HA NOI

LUẬN VAN THAC SĨ

HA NOI-2011

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN NÔNG THON

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYÊN TRƯỜNG SINH

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ DE XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CAP

HE THONG TIEU TRAM BOM THẠC QUA,

Chuyên ngành: Quy hoạch va quản lý tài nguyên nước.

Mã số: 60 - 62 - 30

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:

TS NGUYÊN TUẦN ANH

HÀ NỌI-2011

Trang 3

LỜI CẢM ƠNLuận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuấtcác giải pháp cải tạo - nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Thạc Quả, huyện

Đông Anh, Hà Nội” được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội với sự

giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, của các đồngnghiệp và bạn bè.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thay TS Nguyễn Tuan Anh, ngườihướng dẫn khoa học đã rất chân tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu , các thầy cô giáo trong Khoa Kỹ thuật tai

nguyên nước, các thầy giáo cô giáo các bộ môn — Trường Dai học Thủy lợi Hà Nội.Xin chân thành cảm ơn đến các cơ quan đoàn thé , đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ

và góp những ý kiến quý báu trong luận văn này

Cuối cùng xin cảm ta tam lòng của những người thân trong gia đình ˆ, da tin

tưởng động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

này Do hạn chế về trình độ cũng như thời gian va tai liệu thu thập ˆ, luận văn chắc

chắn không thê tránh khỏi các thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự thông cảm,

góp ý chân tình của các thầy cô và đồng nghiệp quan tâm tới van dé này

Xin chân thành cảm on!

Hà Nội, thang 05 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Trường Sinh

Nguyễn Trường Sinh Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật

Lớp: CH16Q

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

L Tính cấp thiết của đề tài 7

II Mục tiêu nghiên cứu 7

II Phạm vi nghiên cứu 7

IV Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 7

CHUONG 1 TINH HÌNH CHUNG CUA KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Điều kiện tự nhiên 91.1.1 VỊ trí địa lý 91.1.2 Đặc điểm địa hình 91.1.3 Địa chất công trình 91.1.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn 101.2 Tình hình dân sinh — kinh tế xã hội 11

1.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội trong vùng 12CHƯƠNG 2: HIEN TRẠNG HE THONG TIỂU NƯỚC VA NGUYÊN

NHÂN GÂY ÚNG NGẬP

2.1 Hiện trạng các công trình tiêu nước 13

2.1.1 Khu đầu mối 14

2.1.2 Hệ thống kênh và công trình trên kênh 15

2.2 Tình hình ngạp úng trong vùng và các nguyên nhân gây ngập úng 18

CHUONG 3 MO PHONG HIEN TRANG HE THONG TIEU TRAM

BOM THAC QUA

3.1.Tính toán mưa tiêu thiết kế 19

3.1.1 Chọn trạm, tan suất tính toán và thời đoạn tính toán 193.1.2 Phương pháp tính toán lượng mưa tiêu thiết kế 19

3.1.3 Kết quả tính toán 223.1.4 Chọn mô hình mưa tiêu điển hình 23

3.1.5 Thu phóng xác định mô hình tính toán 25

3.2 Tính toán chế độ tiêu cho hệ thống 25

Lớp: CH16Q

Trang 5

3.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 25

3.2.2 Phương pháp xác định hệ số tiêu 26

3.2.3 Xác định hệ số tiêu sơ bộ 313.2.4 Hiệu chỉnh giản đồ hệ số tiêu 413.3 Mô phỏng dòng chảy cho hệ thống hiện trạng 493.3.1 Chọn mô hình mô phỏng dòng chảy 493.3.2 Nhập số liệu 5

3.3.3 Chạy mô hình mô phỏng hệ thống kênh hiện trạng 57CHƯƠNG 4 ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, NÂNG CÁP HỆ

THÓNG TIÊU TRẠM BƠM THẠC QUÁ

4.1 Đánh giá khả năng làm việc hệ thống theo dự án cải tạo, nâng cấp đã có 614.1.1 Dự án cải tạo, nâng cấp trạm bơm tiêu Thạc Quả 614.1.2 Mô phỏng phương án 624.1.3 Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống 64

4.2 Đề xuất phương án cải tạo, nâng cấp hệ thống kênh tiêu 65

4.2.1 Phương án cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Thạc Quả 65

4.2.2 Mô phỏng phương án 654.2.3 Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống 67KET LUAN VA KIEN NGHI 68TAI LIEU THAM KHAO 70

PHU LUC TÍNH TOÁN 71

Lớp: CH16Q

Trang 6

THONG KE BANG BIEU VÀ HÌNH VE

HONG KE BANG BIEU

Bảng 3-1: Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế của đường suất lý luận

Bảng 32: Lượng mưa lớn nhất rong thời đoạn ngắn trong năm của trạm Đông

Anh (từ năm 1961 đến 2001)

Bang 3-3: Phân phối trận mưa 5 ngày max thiết kế tan suất

Bảng 3-4 Bảng tinh hệ số iêu cho lúa với by =0.2(m/ha)

Bảng 3-7: quả tính hệ số tiêu cho các đổi tượng tiêu nước

Bảng 3-8: Bảng thống ké diện tích của từng loại đất trong các tiểu vùng

Bing 3-9: Kết quả tinh hệ số tiêu sơ bộ cho tigu vùng M13.

Bảng 3-10: Kết quả tính hệ số

Bảng 3-11: Kết qua tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng MOB

Bang 3-12: Kết quả tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M9A

Bảng 3-13: Kết qua tính hệ sé tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M7

sơ bộ cho tiểu vùng MIL

Bảng 3-14: Kết qua tinh hệ số ti sơ bộ cho tiểu ving M6E

Bing 3-15: Kết qui tính hệ iêu sơ bộ cho tiểu vũng MS

Bảng 3-16: Kết quả tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng MOB

Bang 3-17: Kết qua tính hệ số

Bảng 3-18: Kết quả tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M8

Bảng 3-19: Kết qua tí

Bảng 3-20: Kết quả nh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng MI2A,

liêu sơ bộ cho tiểu vùng M6C

ln hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M10

Bảng 3-21: Kết qua tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng MI2B

Bảng 3-22: Hệ sé tiêu sơ bộ sau khi đã chuyển diện tích đất ao h thông

thường sang làm hỗ điều hoà

Bang 3-23: Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M13

Bảng 3-24: Kết quả hiệu chỉnh hg số tiêu sơ bộ cho tiểu ving MII

a4 a4 36 a7 3

38 38 38 39 39

39

40 40

40

4 4

Lip: CHI6Q.

Văn Thạc sĩ kỹ thuật

Trang 7

Bảng 3-25: Kết qua hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiễu vùng M9B 4

Bang 3-26: Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M9A 45 Bảng 3-27: Kết qua hiệu chỉnh hộ số tiêu sơ bộ cho tiễu ving M7 45

Bang 3-28: Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M6E 45

Bảng 3-29: Kết qua hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiễu ving MS 46

Bảng 3-30: Kết quá hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiễu vùng MóB 46

Bảng 3-31: Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M6C 46 Bảng 3.32: Kết quả hiệu chỉnh hg số tiêu sơ bộ cho tiễu vũng MS 4 Bang 3-33: Kết quả hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu vùng M10 47 Bảng 3-34: Kết qua hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiễu ving MI2A 4

Bảng 3-35: Kết qua hiệu chỉnh hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu ving MI2B 4“ Bảng 336: Hệ sé tiêu đã hiệu chính 4g Bảng 3-37 :Lưu lượng tiêu của các iễu vũng chảy vào kênh chính 49

Bang 3-38: Thông số đường đặc tính của máy bơm 24HT-7SKW“ 35

Bang 3-39: Mực nước Sông Ngũ Huyện Khê tại vị tricia a khu tiêu Thạc Quả 55 Bảng 3-40: Thông kế nút bị ngập 37 Bảng 3-41: Thông kể các đoạn kênh bị ngập, 38

Bảng 4-1: Thông số đường đặc tinh của may bom HTD4000.6 61 Bang 4-2: Bang thông kê các thông số tinh toán kích thước kênh chính Thạc 62

Quả

Bang 4-3: Kết quả tính cao trình mực nước yêu cầu tiêu tự chảy và mực nước —_ 63

mô phòng lớn nhất trong kênh chính tại vị trí đầu mỗi kênh nhắnh

Bảng 4-4: Kết quả tinh cao trình mực nước yêu cầu tiêu nr chảy và mục nước 66

trong kênh chính tại vị tri đầu mỗi kénh nhánh.

mô phỏng lớn nt

NG KE HÌNH

Hình 2-1, Hiện trang tram bom Thạc Quả 14

Hình 2-2 Hiện trạng cô

Hình 3-1: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy tự do 29

ig trình trên kênh tiêu chính

Hình 3-2: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập trn, chế độ chảy ngập _ 30

Lip: CHI6Q.

Trang 8

Hình 3-3: Sơ đồ mô phông hệ thống kênh chính Thạc Quả trên phần mém

SWMM

Hình 3-4: Hình ảnh mực nước trong kênh chính ti thời điểm đình là

Hình 3-5, 3-6, 3.1: Hình ảnh tràn bờ của các đoạn kênh

Hình 4-2: Biển đồ so ánh mực nước mô phòng lớn nhất trong kênh chính và

mực nước yêu cầu tiêu tự chay đầu kênh nhánh dọc theo chiều dài đồng chây

Hình 4-4; Biểu đồ so sánh mực nước mô phỏng lớn nhất trong kênh chính và

clu tiêu tự chảy đầu kênh nhánh dọc theo chigu đãi đồng chay

54

58 58

Trang 9

MỞ DAU

1 TÍNH CAP THIET CUA ĐÈ TÀI

1g thông tiêu tram bom Thạc Quả có nhiệm vụ iêu dng cho 1.100 ha trong đó

có 870 ha đất nông nghiệp và 230 ha đất thổ cư của huyện Đông Anh, Hà Nội Trong những năm gần đây, do quả trình phát triển kinh t xã hội, đô thị ha và

sông nghiệp hoa của khu vực, nhủ cầu tiêu đã ting lên cho điện tích trong khu ve

củ hình thành

cứ và nước thải công nghiệp Nhiều khu công nghiệp và d

nhanh chóng kéo theo sự thay đổi về nhu cầu tiêu thoát nước tong khu vực Sự

hình thành các khu công nghiệp và dân cư mới này làm thu hẹp đất sản xuất nông.

nghiệp, san lấp nhiều ao hd, đồng mộng, im giảm khả năng tữ nước, chôn nước

dir lên làm tăng hệ số tiêu nước,

Mặt khác, do sau một thời gian dai hoạt động, đến nay nhiều công trình tiêu

trong hệ thống đã xuống cắp, kênh bị bồi ling, mặt cất ngang bị thu hẹp, công trình.

trên kênh xuống cấp, các công trình tram bơm đầu mối thì máy móc bị hư hỏng,

do 46 không thé dap ứng được yêu cầu tiêu nước hiện ti cũng như tương lai Hàng

năm tình hình ngập úng xảy ra liên tiếp vả ngày càng trim trong gây thiệt hại lớn cho năng suất cây trồng, ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của nhân dân trong khu

vực

Vi tây việc nghiền cứu mô phỏng, din giá hệ thing nhằm tạ các cơ sở khoa học để đề xu: sắc giải phấp ái tạ, nâng cắp hệ thống iều tram bơm Thạc Quả là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn,

1I-MỤC DICH NGHIÊN COU

Nghiên cứu đánh giá thực trang khả năng tiêu nước của hệ thống tiêu trạm

bơm Thạc Quả, từ đó dé xuất các giai php cải tao, ning cấp hệ thống nhằm đáp

ứng yêu cằu tiêu trong tương lai

1 PHAM VI NGHIÊN COU

Hệ thống

IV CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN COU

1 Cách tiếp cận:

u trạm bơm Thạc Quả, huyện Đông Anh, thành phổ Hà Nội

Lip: CHI6Q.

Trang 10

- Tiếp cận thực t& di khảo sắt, nghiên cứu, thu thập các số liệu quy hoạch,

thiết kế của hệ thông tiêu.

- Tiếp cận hệ thống: tgp cận tìm hiễu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chỉ tiết đầy đủ và hệ thống

= Tiếp cận các phương phip nghiễn cứu mới về tiêu nước trên thể giới

2 Phương pháp nghiên cứu:

~ Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp phân tích, thống kế

- Phương pháp mô hình toán (img đụng phần mém SWMM)

Lip: CHI6Q.

Trang 11

CHƯƠNG 1: TINH HINH CHUNG CUA KHU VUC

vũng trọng điểm về ing của huyện Lưu vực được giới hạn như sau:

- Phía Bắc giáp đường liên xã Liên Hà đi Van Ha và kênh Bắc Trịnh Xá từ K4.

én xã Châu Khê huyện Từ Sơn.

- Phía Nam giáp đường liên xã Việt Hùng di Dục Tú.

- Phía Đông giáp xã Châu Khé huyện Từ Sơn

+ Phía Tây giáp đường liên xã Việt Hing di Liên Hà qua công Cầu Bai Lỗ Khê

“Tổng điện tích lưu vục là: 1.100 ha trong 46 điện tích đất canh tác: 870 ha,

diện ích đắt thổ cự và diện ích khác: 230ha,

= Cao tinh ti: +4.0 đến +5.0 là 560 hai

= Cao tinh từ: +5.0 đến +60 là 210 ha;

~ Cao trình từ: +6.0 đến +70 là 90 hại

= Cao tinh từ: >+7.0 là 160 ha

Địa hình xu hướng lòng chảo đốc từ bin phía xuống Lòng tring tập trung chủ

yếu là khu vực Châu Phong, Hà Vĩ xã Liên Hà; Gia Lương xã Việt Hùng; Phúc Hau, Thạc Quả xã Dục Tú.

113 chất công trình

Lip: CHI6Q.

Trang 12

- Lớp 2b: Sét pha mẫu xám vàng, trạng thải déo cứng.

~ Lớp 3: Sét pha mau xám nâu, xám xanh, xám đen, trạng thải đẻo chảy.

- Lớp đa: Cát pha mẫu xám den, xim vàng lin Ít in ích thực vật, xen cất nhỏ lẫn bụi, trạng thai chảy.

~ Lớp 4b: Cát hạt nhỏ đến hạt trung lẫn bụi, trang thái chặt vừa.

+ Lớp 5: Sét pha mẫu xám niu, xám xanh chứa ít kết von (san), trang thái nừa

cứng

1-14 Đặc điểm khí tượng thủy văn

1.14.1 Khí tượng

Ving dự ân hg thống tigu Thạc Quả lä một vũng nhỏ trong hệ thống khí tượng

thủy văn của toàn ving đồng bằng Bắc bộ ni chung và Hà Nội nói riêng Mang

tính chất nhiệt đi giỏ mùa phân thành bai mùa rõ rộ

- Nhiệt độ: Bình quân 23°C Mia hè cao nhất là 39,8°C Mùa đông thấp nhất là

6C Trung bình là 18°C

~ Mưa: Tông lượng mưa bình quân năm 1.680 mm, tập trung vio các thing 6

9 chiếm 80 ~ 90% lượng mưa cả năm.

Lượng mưa năm cao nhất: 2.625 mm

Số ngày mưa trung bình năm là 136 ngày

~ Độ âm không khi trung bình nhiễu năm là 84%, cao nhất vào thắng 8 khoảng

8 — 90%, thip nhất vào thing là 80%.

~ Gió bão

+ VỀ mùa đông: Hướng gi chính là hướng Đông Bắc - Tây Nam.

Tắc độ gió 8- 10 mức

+ VỀ mùa hè: Hướng gió chính là Đông Nam ~ Tây Bắc,

Lip: CHI6Q.

Trang 13

“Tốc độ gió 2,5 - 3 mis

"Mùa hè cũng là mia lũ, bão xuất hiện nhiều, thường tip trung vào các thing 7

và 8 Tring bình mỗi năm từ 3 đến 5 cơn bão ảnh hưởng tới dng bằng và trung du

Bắc Bộ.

+ Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm: 1019 mm

“Thắng cao nhất 109 mm

‘Thang thấp nhất: 5mm

1.1.4.2 Thủy văn sông ngồi

‘Song Ngũ Huyện Khê chảy qua khu vực là nơi nhận nước tiêu của vùng Theo

ỗ liệu quản lý vận hành hệ thống tiêu Ngũ Huyện Khê, mực nước lũ của Ngũ.

Huyện Khê tạ thượng lưu cổng Cổ Loa là cao trình (t8 Ôm), sau cổng Cổ Loa là

(+7.50m) Mực nước này sẽ ảnh hưởng lớn đến quy trình ti

Huyện Đông Anh.

1.2 Tình hình dan sinh - kinh tế ~ xã hội

Ving dự án nâng cắp cãi ạo hệ thống tram bơm tiều Thạc Qui, huyện Đông

ng của

Anh gồm có xã Vân Ha, xã Liên Hà, xã Việt Hùng và xã Dục Tú Các xã này nằm &

phía Đông của huyện, xa trung tâm huyện ly, đầy là vùng làng nghề tập trung của huyện Dông Anh, gồm các nghề: Sản xut sit thép các loại, chế biến đồ gỗ mỹ nghệ

ni kinh tế xã hội, tuy nhiên đời sông của người dân trong lợi th phát tr

khu vực vin dựa vào nông nghiệp là chủ yếu, tỷ trong giá trị công nghiệp, tiểu thu

công nghiệp dang từng bước được năng lên và có xu thé phát triển mạnh.

Cơ cấu cây trồng ở đây được bổ tri chủ yếu là lúa và mâu, hệ số quay vòng thấp Ngoài hai vụ chính, số diện tích cây trồng vụ đông kh ng đáng kể, thường chỉ

là khoai lang và ngô Vụ mùa theo tập quấn canh tác, nông dân ong ving gieo

trông các loại giống lúa dai ngày như Mộc Tuyển, Bao Thai Hồng nên thời gian vụ

mùa thường kéo rất dai so với các khu vực khác, Năng suất sản lượng nông nghiệp,

thấp do thường xuyên bị ứng ngập Đời sống nhân dân còn nhiễu khó khăn

Lip: CHI6Q.

Trang 14

1.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội trong vùng

Phương hướng chung vẻ phát triển nông nghiệp và xây dựng nông thôn cua

huyện Đông Anh là:

~ Phát huy nội lực khai thác triệt để tim năng đất dai, cơ sử vật chất kỹ thuật,

từng bước chuyên dich cơ cầu sin xuất nông nghigp theo hưởng sin xuất hồng hod,

mở mang ngành nghề thủ công trong nông nghiệp Từng bước giải quyết lao động.

và việc làm tăng thu nhập cho người lao động thực hiện chương trình hiện đại hoá

nông nghiệp và nông thôn.

- Từng bước đưa công nghiệp vio phục vụ nông nghiệp nhằm tăng năng suất

lao động và chất lượng hing hoá.

- Tiếp tục cũng cổ quan hệ sản xuất, tăng cường cơ sở vật chất kỹ thuật cho

fing kỳ

ốt các chỉnh sách xahdi, từng bước cải thiện đời sống vật

chất, tỉnh thin cho nhân dân.

= Từng bước ải tạo, nông cắp các công nh trọng điểm chống ứng, trong đó

nông nghiệp và nông thôn như điện, đường, trường, trạm và các cơ sở hạ

thuật khác Thực hiện

có hệ thống tiêu Thạc Quả.

Theo quy hoạch chung của huyện Đông Anh dén năm 2020, vùng miễn đông huyện Đông Anh là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp Các xã nằm tích xa

khỏi phần đô thị bao gồm: Liên Hả, Thụy Lâm, Vân Hà, Dục Tú và Việt Hùng.

'Ngoài việc xây dung các trung tâm xã, dự kiến xây dựng tại khu vực nay một trung tâm cụm xã- Trung tâm dich vụ nông thôn (Trong bản vẽ ký hiệu TTCX): Tại đây,

bố tr các công tình công cộng dich vụ không thường xuyên như trường phổ thông

trung học, bệnh viện các cơ sở dich vụ sin xuất nông nghiệp, khu công nghiệp

nông thôn Trung tâm cụm xã được bổ trí tại xã Liên Hà, nơi tập trung đầu mối giao.

thông liên huyện, xã, tiếp cận thuận lợi khu vực đô thị và ga Việt hùng dự kiến.

Nguyễn Trường Sinh ‘Lua văn Thạc ĩ kỹ thuật

Lip: CHI6Q.

Trang 15

CHƯƠNG 2: HIEN TRANG HE THONG TIÊU NƯỚC VA

CAC NGUYEN NHAN GAY UNG NGAP

2.1, Hiện trạng các công tình tiêu nude

Nguyễn Trường Sinh ‘Lua văn Thạc ĩ kỹ thuật

Lip: CHI6Q.

Trang 16

3.11 Khu đầu mối

Trạm bơm tiêu Thạc Quả được xây dựng năm 1977, với 4 máy bơm trục

ngang 24H1T-75 KW với tổng lưu lượng trạm chỉ đạt khoảng 50% như cầu tiêu hiện

tạ

Hình 2-1 Hiện trạng trạm bơm Thạc Quả

Các tổ máy bơm sau hơn 30 năm hoạt động nay đã xuống cấp nghiêm trọng

nhưng thiết bị thay thé không có Chi phí sửa chữa và bảo dưỡng hàng năm rất lớn

nhưng hiệu quả bơm lại rất thấp Để duy trì được hoạt động của các tổ máy bơm,

đơn vị quan lý khai thúc hàng năm phải mắt nhiều công sức tu sửa nhưng vẫn không

yên tâm trạm bơm có thể tu thoát khi mùa mưa lũ đến.

we gach xây đã Nha tram kiểu một ting có t

nứt vỡ, trần bằng BTCT bị thắm đột khi mưa, cửa số và cửa ra vào đã hư hong,

1g xép đặt th điều khiển, tường

Trang 17

"Nhà quan lý bố tri không hop lý, đã bi xuống cấp, đột nát không đảm bảo điều kiện làm việc, Nhà bếp nền thấp luôn bị ngập nước khi mưa, mái lợp ngói móc đã bị

đỗ nát không sử dung Nhà vệ sinh không có.

Tường rào bảo vệ khu vực đầu moi đã bị đồ gần hết, đường sân khu quan lý bị

lún sat gin hết

‘Tram biến áp đặt 1 máy biến áp S60KVA đặt khá xa nhà máy bơm nên thường

xây ra hiện tượng sụt áp khi vận hành Trong thời gian không vận hành chồng dng

vẫn phải sử dụng máy biển áp nên gây ra lãng phí điện năng.

Hiện nay, trạm bơm cũ này đã được phá bỏ để xây mới theo dự án “Nang cấp,

cải tạo tram bơm tiêu Thạc Quả, huyện Đông Anh, Hà Nội” của Công ty TNHH một thành viên đầu tư phát triển thủy lợi Hà Nội Trạm bơm mới đang thi công gdm

6 máy bơm HTD 4000-6 có các thông số kỹ thuật sau;

q Ne Dh Dx

TênHẾY | (mặm | HỨĐ | nŒph | (KWO | (mm) | (mmì

HTD4000.6 | 3550:4800 | 4:70 | 730 no 580 580

2.1.2 Hệ thống kênh và công trình trên kênh

HỆ thống kênh tiêu được xây dựng từ lâu và đã đưa vào sử dụng trên 25 năm,

đến nay hệ thống kênh chính và nhánh chính chưa được cải tạo đồng bộ và iệt để

eö dại mọc um tim, hệ số mái thay đổi nhiều, có đoạn mái kênh thẳng đứng, thậm

chí tạo nhiễu hầm ếch kho sâu trong ba Ngoài ra một đoạn kênh còn bị I

chiếm đắp đập trong lỏng kênh, đỗ dit kin chiếm lòng kênh để trồng cây và chăn

nuôi Trong lòng kênh có rit nhiều rác thải, béo tây tồi dạt Từ những nguyên nhân.

Lip: CHI6Q.

Trang 18

2.1.2.2 Các tuyến kênh nhánh của hệ thống

Hệ thống có rất nhiều kênh nhánh, trong đó có 13 kênh nhánh cấp II Hiệntrang mặt cắt ngang các tuyến kênh này thay đổi nhiều, chiều rộng lòng kênh mởrộng hoặc thu hẹp đột ngột gây cản trở dòng chảy Hầu hết các tuyến kênh nhánhcấp II ở trong trạng thái bờ kênh sat lở nhiều, lòng kênh bồi lấp tạo ra nhiều map

mô uốn khúc, hệ số mái kênh nhỏ hơn 1,5 thậm chí có nhiều đoạn dốc đứng Nhưvậy toàn bộ các tuyến kênh nhánh chính trong hệ thống đều không đảm bảo dẫn

nước theo thiết kế Trong dự án này đề nghị sử dụng vốn Nhà nước dé nạo vét

những tuyến nhánh có diện tích phụ trách trên 80ha liên quan đến 2 xã trở lên, còn

nhánh phụ trách diện tích nhỏ thì địa phương và đơn vị quản lý tự bỏ vốn sửa chữathường xuyên dé tu bổ

Lớp: CH16Q

Trang 19

2.1.2.3 Các công trình trên kênh tiêu chính

Hệ thống công trình trên kênh tiêu chính chủ yếu là cống đầu kênh nhánh cấp

II Một số cống kết hợp điều tiết nước tiêu hoặc giữ nước tưới Hiện nay nhiều công

này bị đứt gãy, tường cánh bị đồ vỡ, sân trước và sau không còn, không còn lại một

cửa van nào Khi mùa mưa tới nước được chảy tràn trên toàn diện tích canh tác

không thể tiến hành phân vùng tiêu gây ngập lụt trên diện rộng và thiệt hại lớn Hệthống công trình trên kênh đã xuống cấp trầm trọng, hầu hết các công trình khôngcòn khả năng hoạt động.

Trên kênh tiêu chính có một cầu máng tưới kết hợp cầu giao thông hiện đãxuống cấp nghiêm trọng Cầu máng bị rạn nứt, thấm nước mạnh, bề rộng mặt cầuhẹp, không đảm bảo cho nhân dân di lại Lòng kênh tại vi trí này bi thu hẹp mặt cắt

gây tôn thất ùn ứ cục bộ không đủ nước cho trạm bơm

Lớp: CH16Q

Trang 20

2.1.2.4 Hệ thống bờ vùng, bờ thửa

Hệ thống bờ vùng, bờ thửa tương đối hoàn chỉnh, bởi chính quyền địa phương

thôn và xã thường xuyên trích quỹ dé tiến hành tu bổ nhưng phan kinh phí này rấtnhỏ chỉ đủ sửa chữa những hư hỏng nhỏ trong nội đồng

2.2 Tình hình ngập úng trong vùng và các nguyên nhân gây ngập úng

Tram bơm tiêu Thạc Quả có nhiệm vụ tiêu ung cho 1.100 ha trong đó có 870

ha đất nông nghiệp và 230 ha đất thé cư Hiện tại công trình bị xuống cấp nghiêm

trọng không đảm bảo cho việc tiêu nước Hàng năm tình hình ngập úng xảy ra liên

tiếp và ngày càng trầm trọng gây thiệt hại lớn cho năng suất cây trồng, ảnh hưởngrất lớn đến đời sống của nhân dân trong khu vực Nâng cấp, cải tạo trạm bơm TiêuThạc Quả là rất cần thiết, dự án hoàn thành sẽ giảm thiệt hại cho sản xuất nôngnghiệp, nâng cao giá trị sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp của các làngnghề thủ công, giảm thiểu đáng kế mức độ 6 nhiễm môi trường do ung ngập nâng

cao đời sống dân sinh góp phần én định kinh tế, xã hội của nhân dân trong khu vực

Do hệ thống kênh tiêu TB Thạc Quả nối thông với hệ thông kênh tiêu trạm

bơm Mạnh Tân nên việc nâng cấp trạm bơm tiêu Thạc Quả có thuận lợi rất lớn khi

cần hỗ trợ tiêu cho lưu vực của trạm bơm Mạnh Tân và ngược lại

Kết luận về hiện trạng tiêu: Hiện tại chưa giải quyết được về tiêu, nạn úngngập xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng khi mưa lớn, ảnh hưởng thiệt hại đếnsản xuất nông nghiệp và môi trường sống Vì vậy cần phải giải quyết ngay vấn đềtiêu cho khu vực.

Dé tiêu chủ động và triệt dé, giải quyết nạn ngập ung, giải pháp duy nhất cho

khu vực là tiến hành xây dựng cải tạo các trạm bơm tiêu có công suất đủ lớn, đảmnhận tiêu nước của khu vực ra nguồn tiêu Ngoài ra cần cải tạo, sửa chữa, nâng cấp

hệ thống kênh mương nội đồng nhằm đảm bảo dẫn nước, tiêu thoát nước được tốtphù hợp với lưu lượng của công trình đầu mối

Lớp: CH16Q

Trang 21

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG HIỆN TRẠNG HỆ THÓNG

TIỂU TRAM BOM THAC QUÁ

3.1 Tính toán mưa tiêu thiết kế

3.1.1 Chọn trạm, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán

3.1.1.1 Chọn trạm

Việc chọn trạm khí tượng có ảnh hưởng lớn đến kết quả tính toán, tính chínhxác của việc tính toán và chọn ra mô hình khí tượng thiết kế Vì vậy trạm đo khítượng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Trạm phải nằm gần khu vực quy hoạch, tốt nhất là năm trong khu vực

- Trạm có tài liệu đo phải đủ dài (từ 15 đến 20 năm trở lên)

- Tài liệu của trạm đã được chỉnh biên xử lý và đảm bảo tính chính xác Qua quá trình thu thập tải liệu thì ta chọn trạm khí tượng Đông Anh thỏa mãn

các điều kiện trên

3.1.1.2 Chọn tần suat thiết kế

Theo TCXD VN 285-2002 công trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết

kế, bảng 4.1 đối với các dự án về nguồn nước phục vụ tiêu cho nông nghiệp thì tầnsuất dùng dé tính toán tiêu là P = 10%

3.1.1.3 Chọn thời đoạn tính toán

Khu vực có mùa mưa bắt đầu vào tháng VI và kết thúc vào tháng X Căn cứvào đặc điểm mưa vùng, theo thong ké dang mua 5 ngay max thé hién duoc ca dinh

va chân cua trận mưa, lưu lượng mưa lớn gây ngập ung lớn nhất Do vậy trong đồ

án này chọn thời gian tính toán mô hình mưa tiêu là 5 ngày max

3.1.2 Phương pháp tính toán lượng mưa tiêu thiết kế

Hiện nay các phương pháp nghiên cứu và tính toán xác định mô hình mưa tiêu

thiết kế có thể chia ra làm 3 phương pháp

+ Phương pháp vật lý (phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành) + Phương pháp tương tự thuỷ văn

+ Phương pháp thống kê xác suất

Lớp: CH16Q

Trang 22

Trong cả 3 phương pháp trên thì phương pháp thống kê xác suất được ứngdụng và phát triển rộng rãi trong thuỷ văn trên cơ sở coi hiện tượng thuỷ văn là hiện

tượng ngẫu nhiên Do mưa là đại lượng ngẫu nhiên nên khi xác định mô hình mưa

tiêu thiết kế, sử dụng phương pháp thống kê xác suất là phù hợp nhất

Trên cơ sở lượng mưa đã thu thập, dùng phương pháp thống kê xác suất đề:

- Xác định lượng mưa thiết kế

+ Vẽ đường tần suất kinh nghiệm

+ Vẽ đường tần suất lý luận

+ Tra Xp ung với P=10%.

- Chọn mô hình mưa điền hình

- Thu phóng xác định mô hình mưa tiêu thiết kế

3.1.2.1 Đường tần suất kinh nghiệm

Đường tần suất theo số liệu thực đo gọi là đường tần suất kinh nghiệm Hiện

nay tần suất kinh nghiệm thường được tính theo các công thức sau :

được các điểm tần suất kinh nghiệm

3.1.2.2 Đường tần suất lý luận

Lớp: CH16Q

Trang 23

Đường tần suất lý luận được xác định qua một số mô hình phân phối xác suất

có đặc điểm phù hợp với tính chat vật lý của hiện tượng thuỷ văn Dé vẽ đường tan

suất lý luận, ta có thể chọn một trong ba cách sau đây

a Phương pháp mômen

Cơ sở của phương pháp là tiễn hành tính toán các đặc trưng thống kê của mẫu:

X, Cv,Cs bằng cách lập bảng Sau đó coi bộ thống kê của mẫu đo là bộ thông sốcủa tong thé, từ đó có thé mượn I trong 2 đường lý luận Py hoặc K- M dé biểu thịđường tần suất lý luận

Phương pháp này tính toán nhanh đường tần suất lý luận, tuy nhiên kết quảkhông cao vì bộ thông số thống kê từ mẫu thực đo có sự sai khác với bộ thông sốtong thé Gặp trường hợp có điểm đột xuất không xử lý được và thường cho kết quảthiên nhỏ khi tính các số đặc trưng thống kê Do đó phương pháp này không phánánh được đầy đủ sự khác nhau giữa đường tần suất lý luận và luật phân bố kinh

nghiệm của mẫu.

b Phương pháp 3 điểm

Cơ sở của phương pháp: là giả định đường tần suất kinh nghiệm vẽ từ mẫuthực đo đã phù hợp với đường tần suất lý luận Py Trên đường tần suất kinhnghiệm lấy 3 điểm đặc trưng, từ đó giải phương trình tìm ra bộ thông số

X, Cv, Cs của đường tần suất lý luận, sau đó kiểm nghiệm lại sự phù hợp của giảthiết ban đầu

Phương pháp 3 điểm có ưu điểm là tính toán nhanh, đơn giản nhưng phụ thuộcvào chủ quan người vẽ.

c Phương pháp thích hợp

Cơ sở của phương pháp là bộ thông số thống kê của đường tần suất lý luận cầntim sẽ được tiến hành bang cách thử dan Tức là điều chỉnh các thông số của mau

thống kê sao cho được 1 đường tần suất lý luận phù hợp nhất với xu thế của đường

tan suất kinh nghiệm của mẫu thực đo.

Lớp: CH16Q

Trang 24

Phương pháp thích hợp dan cho ta khái niệm trực quan, dé dàng nhận xét và

xử lý điểm đột xuất Xong việc đánh giá tình phù hợp giữa đường tan suất lý luận

và kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ.

Qua phân tích trên, trong đồ án chọn phương pháp thích hợp dần dé vẽ đườngtần suất lý luận

Các bước tính toán để vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp

X, là giá trị của đại lượng ngẫu nhiên ứng với xác suất P đã cho trước

- Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với các điểm tần suất kinhnghiệm, bằng cách chấm quan hệ Xp ~ P tính được lên giấy tần suất, nối các điểm

đó lại thành đường tần suất lý luận Nếu đường tần suất lý luận phù hợp với cácđiểm tần suất kinh nghiệm là được

- Nếu không phù hop thì thay đổi các thông số bằng cách thay đổi tham sốthống kê C, = mC, thích hợp dé dat được kết quả tốt nhất, tức đường tần suất trùng

với đường tân suât kinh nghiệm.

Lớp: CH16Q

Trang 25

3.1.3 Kết quả tính toán

Từ chuỗi tài liệu mưa ngày của trận mưa 5 ngày lớn nhất trạm Đông Anh,

dùng phần mềm TSTV 2002 và theo phương pháp đường thích hợp như đã trình bày

ở trên ta được đường tần suất kinh nghiệm và đường tần suất lý luận trận mưa 5ngày lớn nhất trạm Đông Anh (Phụ lục 1)

Theo kết quả tính toán đường tần suất lý luận, ứng với tần suất P = 10% trađường tần suất ly luận tìm được lượng mưa X;;z = 305,0 (mm)

Bảng 3-1: Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế của đường tần suất lý luận

Tram KT | Số liệt tài liệu (năm) | X (mm) Cs Cy P% | X;(mm)

Đông Anh 39 205.8 1,16 0,37 10% 305,0

3.1.4 Chon mô hình mưa tiêu điển hình

Mô hình mưa tiêu điển hình là mô hình mưa có khả năng xuất hiện nhiều trongthực tế, có lượng mưa xấp xỉ lượng mưa thiết kế và có dạng phân phối tương đối bất

lợi cho yêu cầu sử dụng nước Nếu chọn mô hình mưa dién hình dé thu phóng thì

mô hình mưa tiêu thiết kế sẽ đúng với thực tế và có mức độ đảm bảo cao khi xảy ratrường hợp bat lợi Từ mô hình mưa tiêu điển hình, tiến hành thu phóng được môhình mưa tiêu thiết kế Mô hình mưa tiêu điển hình ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sốtiêu thiết kế và ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô kích thước của công trình

Bảng 3-2: Lượng mưa lớn nhất trong thời đoạn ngắn trong năm của trạm Đông Anh

Trang 26

Do yêu câu tiêu rât khân trương cân quy mô công trình lớn nên trong đô án

này dùng phương pháp chọn mô hình có dang bat lợi Theo nguyên tắc chọn chọn

Lớp: CH16Q

Trang 27

3.1.5 Thu phóng xác định mô hình tính toán

Sau khi xác định được lượng mưa Xp và Xạn, lượng mưa năm điển hình khácvới lượng mưa thiết kế nên ta phải thu phóng trận mưa điền hình về trận mưa thiếtkế

Dùng phương pháp thu phóng cùng ty số về lượng mưa dé bảo toàn hình dangcủa trận mưa điền hình va lượng mưa của cả trận là lượng mưa thiết kế Các tung độcủa trận mưa điển hình được qui dẫn về trận mưa thiết kế, được xác định theo côngthức sau:

Bảng 3-3: Phân phối trận mưa 5 ngày max thiết kế tần suất P = 10%

Mưa năm điển hình | Phân phối mưa thiết kế

3.2 Tính toán chế độ tiêu cho hệ thống

3.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán

Lớp: CH16Q

Trang 28

3.2.1.1 Mục đích

Tính toán yêu cau tiêu cho một khu vực nào đó là một phần không thể thiếu

của công tác quy hoạch thủy lợi bởi nó làm cơ sở cho việc thiết kế các công trìnhtiêu trong hệ thống thủy lợi Kết quả của phần tính toán này phục vụ cho việc tính

toán lưu lượng tiêu của hệ thống, thiết kế kênh, xây dựng trạm bơm, công do đó

mục đích của việc tính toán yêu cầu tiêu la:

- Xác định hệ số tiêu cho từng loại diện tích tiêu

- Xác định hệ số tiêu cho toàn bộ hệ thống

- Vẽ giản đồ hệ số tiêu theo thời gian3.2.1.2 Ý nghĩa

Tính toán yêu cau tiêu cho các loại diện tích đất cũng có ý nghĩa quyết địnhđến năng lực cũng như hiệu quả làm việc của các công trình trong hệ thống tiêu, tùythuộc vào mức độ chính xác của kết quả tính toán các yêu cầu tiêu Vì nếu tính toányêu cầu tiêu càng chính xác thì các thông số thiết kế càng sát với yêu cầu thực tế,

công trình sẽ được làm việc an toàn do đó mà phát huy tối đa năng lực của các công

trình Các thông số tính toán yêu cầu tiêu sẽ quyết định trực tiếp đến giá thành cũngnhư hiệu quả kinh tế của các công trình tiêu do đó nó mang ý nghĩa kinh tế kỹ thuậtlớn.

3.2.1.3 Nội dung tính toán

Trong một hệ thống thủy lợi bao gồm nhiều đối tượng cần tiêu như đất trồnglúa, đất trồng cây trồng cạn, đất ao hỗ, thé cư, đường xá, đô thị thì để xác định

được hệ số tiêu tổng hợp cho khu vực cần phải tính hệ số tiêu thành phần vì mỗi

loại đất tiêu có những đặc điểm khác nhau

- Tính toán chế độ tiêu cho lúa

- Tính toán chế độ tiêu cho cây trồng cạn, thé cư, đường xá, đô thị

- Tính toán chế độ tiêu cho cả hệ thong

3.2.2 Phương pháp xác định hệ số tiêu

Lớp: CH16Q

Trang 29

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 sẵn trong vùng khi bắt đầutính toán hệ số tiêu;

b Lượng nước đi: gồm lượng nước tiêu khỏi vùng, lượng nước tồn thất trongthời đoạn tính toán và lượng nước còn lại cuối thời đoạn tính toán Công thức tổngquát đề tính hệ số tiêu như sau:

3.2.2.1 Tiêu cho các đối tượng không phải là lúa nước

CP

qi = + r] (3.10)

Trong đó:

- q¡ là hệ số tiêu trong thời gian tính toán thứ ¡ ;

- C là hệ số dòng chảy, được xác định bằng thực nghiệm: C < 1,0 ;

- P; là tổng lượng mưa rơi xuống trong thời gian tính toán t;;

- [T] 1a thời gian chịu ngập cho phép của đối tượng tiêu ;

- t¡ là thời gian mưa được lượng mưa P;

Tuy từng trường hợp cụ thé của đối tượng tiêu tiêu nước mà t; và [T] có théđược 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 bằng

mm, t; là thời gian của ngày tiêu thứ i tính băng giây Nếu yêu cầu mưa ngày nàophải tiêu hết ngày đó thì [T] = 0 và hệ số tiêu q; của ngày thứ ¡ xác đỉnh theo côngthức sau:

Lớp: CH16Q

Trang 30

Đối với các khu vực công nghiệp và đô thị hoặc một số đối tượng tiêu nước

khác có yêu cầu tiêu nước rất cao: mưa giờ nào phải tiêu hết giờ đó nên [T] = 0.Trong trường hợp này P; là tổng lượng mưa rơi xuống tính bằng mm của từng giờtiêu thứ i còn t; là giờ tiêu thứ i tính bằng giây và hệ số tiêu q; của giờ tiêu thứ i xácđịnh theo công thức sau:

CP,

0,36

qd; = (1⁄s.ha) (3.12)

3.2.2.2 Tiêu cho lúa nước

Đặc điểm cơ bản của cây lúa là có khả năng chịu ngập Khà năng chịu ngậpnày phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây lúa và được đặc trưng bởi haiyếu tố là độ sâu chịu ngập Ajax và thời gian chịu ngập (thời gian tiêu cho phép) [T]

Thời gian tiêu cho phép được xác định theo: [T] = t +2 Trong đó:

t: thời gian mưa theo mô hình tính toán (ngày)

Phương trình cân bằng nước mặt ruộng:

Pi - (hạ + Goi) = + AHi (3.13) Trong đó:

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

- hạ; là lượng nước tôn thất do ngắm và bốc hơi trong thời đoạn At (mm),

lượng nước này lay theo tiêu chuẩn thiết kế hệ số tiêu cho ruộng lúa 14TCN-60-88đối với đồng bằng Bắc Bộ thường lấy khoảng 5-6 mm/ngày Trong đồ án này tachọn h, = 5 mm

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

- AHi là sự thay đổi tăng hoặc giảm lớp nước mặt ruộng trong thời đoạn

tính toán At (mm):

AHi = Hei - Hải (3.14)

Lớp: CH16Q

Trang 31

- Hei và Hdi là chiều sâu lớp nước mặt ruộng ở cuối thời đoạn và dau thời

đoạn tính toán.

Thời đoạn tính toán trong tính toán tiêu nước cho ruộng lúa thường lay đơn vị

là ngày Hệ số tiêu cho ruộng lúa phụ thuộc vào quá trình lượng nước mưa rơixuống, hình dạng và kích thước công trình tiêu nước mặt ruộng Công trình tiêunước ruộng lúa có thé là đập tràn, cống tiêu, ống dẫn hoặc xi phông Thực tế quản lýnước trong các hệ thống thủy lợi cho thấy đập tràn vẫn là loại công trình tiêu nước

mặt ruộng được áp dụng phô biến trong các vùng chuyên canh lúa ở nước ta

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

cao trình mực nước mặt ruộng theo chế độ tưới thích hợp nhất Trong tính toán tiêu

nước, coi mực nước mặt ruộng trước khi xuất hiện mưa tiêu bằng cao trình ngưỡngtràn Khi nước mưa rơi xuống thì mực nước trong ruộng tăng lên tự động chảy quatràn 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 chế độ dòng chảy qua tràn là tự do, thời đoạn tính toán 1 ngày đêm,

diện tích khu tiêu 1 ha, hệ số tiêu mặt ruộng xác định theo hệ phương trình sau:

Hình 3-1: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bang dap tran, chế độ chảy tự do

Lớp: CH16Q

Trang 32

Trong đó:

- bo : Chiều rộng đường tràn (m/ha);

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

-H, : Cột nước tiêu cuối thời đoạn tính toán (mm);

- H,¡: Cột nước tiêu đầu thời đoạn tính toán (mm);

- qoi : Độ sâu tiêu trong thời đoạn tính toán (mm);

- M=m (2.g, với m là hệ số lưu lượng của đập tràn;

- Wi được xác định theo công thức: Wi=(1+ ).P; - hoi +2.Hi ¡

-P¡ : Lượng mưa rơi xuống trong thời đoạn tính toán (mm/ngày);

- hoi : Độ sâu tôn thất nước trong thời đoạn tính toán (mm/ngay);

-B :Hệ số hiệu chỉnh độ sâu lớp nước cần tiêu trên ruộng, được xácđịnh theo quy phạm.

b) Nếu chế độ dòng chảy qua tràn là chảy ngập thời đoạn tính toán là 1 ngàyđêm, diện tích khu tiêu 1 ha, hệ số tiêu mặt ruộng được xác định theo hệ phương

trình sau:

oi =0,274M.ơ.bọ H, >” (3.19)

H, = ƒ⁄ nh (3.20)

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

đã giới thiệu ở trên.

Hình 3-2: Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bang đập tràn, chế độ chảy ngập

Lớp: CH16Q

Trang 33

3.2.2.3 Tính toán hệ số tiêu sơ bộ cho hệ thống thủy lợi

Các hệ thống thủy lợi đều tồn tại trong nó rất nhiều đối tượng có nhu cầu tiêunước với quy mô tiêu nước khác nhau Quy mô tiêu nước của một đối tượng tiêunước 1 có mặt trong hệ thống là diện tích mặt bằng hứng nước của nó và được kháiquát hoá bằng hệ số ơ;:

a= (3.21)

Trong đó:

- a; : Ty lệ diện tích của đối tượng tiêu nước thứ 1 so với diện tích tiêu của cả

hệ thống thủy lợi;

- œ : Diện tích tiêu của hệ thong thủy lợi

- F, : Diện tích mặt bằng hứng nước của đối tượng tiêu nước i trong hệ thốngthủy 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:

4,= D4 (3.22)

Trong đó:

- g¡ : Hệ số tiêu chung của toàn hệ thống tại ngày tiêu thứ j;

- q¡: Hệ sô tiêu của đôi tượng tiêu nước thứ i.

3.2.3 Xác định hệ số tiêu sơ bộ

3.2.3.1 Xác định hệ số tiêu cho ruộng lúa

a Tài liệu tính toán

1 Tài liệu mưa:

Lay theo mô hình mưa thiết kế (Trạm Đông Anh)

2 Khả năng chịu ngập:

Giả thiết trong suốt thế kỷ XXI giống lúa gieo trồng trong hệ thống thủy nông

là không thay đổi Tính toán với trường hợp bat lợi nhất: Trong khoảng thời gian 30

Lớp: CH16Q

Trang 34

ngày sau khi cấy trên cánh đồng xuất hiện trận mưa lớn đạt tần suất thiết kế Mức

độ chịu ngập đảm bảo năng suất giảm không quá 5%, theo tài liệu của Viện Khoa

học Thủy lợi như sau:

- Ngập 275 mm không quá | ngày.

- Ngập 200 mm không quá 2 ngày.

- Ngập 150 mm không quá 4 ngày.

3 Tén thất nước:

Tổn thất nước do ngắm và bốc hơi trong thời gian tiêu, lấy theo các kết quả

nghiên cứu trước đây đang được áp dụng là 5 mm/ngày đêm.

4 Các điều kiện ràng buộc khác:

Hệ thống tiêu nước hoàn chỉnh từ đầu mối đến mặt ruộng Công trình tiêunước mặt ruộng là đập tran, chế độ chảy tự do Độ sâu lớp nước mặt ruộng trước khi

tiêu là 5 cm.

b Kết quả tính toán hệ số tiêu cho lúa

Dựa vào kết quả tính hệ số tiêu cho lúa với các trường hợp và điều kiện kinh

tế, kỹ thuật cho phép chọn trường hợp bạ = 0,2 (m/ha) là trường hợp tính toán hệ số

tiêu cho ruộng lúa.

Bảng 3-4: Bảng tính hệ số tiêu cho lúa với bạ = 0,2(m/ha)

Ngày | „P ho | qo" AH H Hụ | qo" aj q Ghi

25/8 | 0,00 5 37,34 42,34 | 36,63 | 57,80 | 37,33 | 157,8 | 4,32 =

26/8 | 0,00 5 12,5 17,50 | 19,13 | 27,88 | 12,51 |127,88| 1,45

Lớp: CH16Q

Trang 35

Bảng 3-5: Hệ số tiêu cho lúa

STT Ngày mưa Hệ số tiêu (1⁄s.ha)

3.2.3.2.Tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng không phải là lúa

a Tài liệu tính toán

Bảng 3-6: Hệ số dòng chảy C cho các đối tượng tiêu nước có mặt trong các hệ

thống thủy lợi

TT Đối tượng tiêu C

1 Dat trong hoa, mau 0,60

2 Đất trồng cây xanh, cây ăn quả 0,50

3 | Đất đô thị 0,95

4 Dat khu công nghiệp và làng nghề 0,90

5 Đất khu dân cư ở nông thôn 0,8

Trang 36

b Kết quả tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu không phải là lúa

tính toán đã được trình bày ở mục 3.2.2.1

Bảng 3-7: Kết quả tính hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu nước

Đối với tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng không phải là lúa, phương pháp

Ghi cht:

3.2.3.3 Xác định hệ số tiêu sơ bộ cho từng tiểu vùng

mau: Hệ số tiêu của hoa mau (1/s.ha)

ac: Hệ số tiêu cho đất thé cư (1/s.ha)anths: Hệ số tiêu cho ao hồ chuyên nuôi trồng thuỷ sản (1/s.ha)dan: Hệ số tiêu cho ao hồ thông thường (1/s.ha)

Bang 3-8: Bảng thống kê diện tích của từng loại đất trong các tiêu vùng

I M13 Đất khu dan cư ở nông thôn 8,57 0,241

Ao hồ chuyên nuôi trồng thủy sản 0,00 0,000

Ao hồ thông thường 1,04 0,029 35,50 Đất trồng lúa 44,98 0,705

Dat trong mau 5,00 0,078

2 MII Dat khu dân cư ở nông thôn 12,42 0,195

Ao hỗ chuyên nuôi trồng thủy sản 0,00 0,000

Ao hồ thông thường 1,39 0,022 63,79

Lớp: CH16Q

Trang 37

Đất trồng lúa 40,86 0,693 Dat trồng màu 4.54 0,077

3 M9B Dat khu dân cư ở nông thôn 12,45 0,211

Đất trồng lúa 31,57 0,798 Đất trồng màu 3,51 0,089

4 M9A Dat khu dan cư ở nông thôn 4,46 0,113

Ao hồ thông thường 0,00 0,000 39,54 Đất trồng lúa 18,41 0,472

Dat trồng màu 2,05 0,052

5 M7 Dat khu dan cư ở nông thôn 17,53 0,449

Dat trồng lúa 11,60 0,427 Dat trồng màu 1,29 0,047

6 M6E Dat khu dan cư ở nông thôn 14,25 0,525

Dat trồng lúa 194,58 | 0,664

7 MS Dat khu dân cư ở nông thôn 65,21 0,223

Ao ho chuyên nuôi trồng thủy sản 3,79 0,013

Ao hồ thông thường 7,72 0,026 | 292,92

Dat trong lua 54,89 0,842

Đất trồng mau 6,10 0,094

8 M6B Dat khu dan cư ở nông thôn 0,00 0,000

Ao hồ thông thường 1,55 0,024 65,20 Dat trồng lúa 172,58 | 0,742

9 M6C Dat khu dan cư ở nông thôn 34,86 0,150

Ao hé chuyên nuôi trồng thủy sản 0,74 0,003

Ao hồ thông thường 5,15 0,022 | 232,50

Dat trồng lúa 92,68 0,900

10 M8 Đất trồng màu 10,30 0,100

Dat khu dân cư ở nông thôn 0,00 0,000

Lớp: CH16Q

Trang 38

Ao hồ thông thường 0,00 0,000 | 102,98 Dat trồng lúa 28,58 0,887

Dat trồng màu 3,18 0,099 I1 M10 Dat khu dan cư ở nông thôn 0,00 0,000

Dat trồng lúa 55,40 0,582

Dat trồng màu 6,16 0,065

12 MI2A Dat khu dân cư ở nông thôn 31,40 0,330

Dat trồng lúa 13,57 0,900 Dat trồng màu 1,51 0,100

13 MI2B Dat khu dân cư ở nông thôn 0,00 0,000

Ao hồ thông thường 0,00 0,000 15,08 Tổng diện tích đất canh tác 870,00 Tổng diện tích đất thổ cư và các loại đất khác 230,00

Toàn vùng 1100,0

1)Tiéu ving M13

Bang 3-9: Kết quả tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiéu vùng M13

Ngày Poi oud OmQmau 0acddc _ 0anQan | nh a)

20/8 53,42 | 0,59106| 0,27 1,19 0,00 0,04 | 2,09 21/8 0,62 1,11856 | 0,00 0,01 0,00 0,00 1,14 22/8 79,66 | 1,99583 0,40 1,78 0,00 0,05 | 4,23 23/8 119,85 | 5,57248| 0,61 2,68 0,00 0,08 8,94 24/8 51,45 | 5,99449|) 0,26 1,15 0,00 0,03 | 7,44 25/8 0,00 | 2,83596| 0,00 0,00 0,00 0,00 | 2,84 26/8 0,00 | 0,95005 0,00 0,00 0,00 0,00 | 0,95

Lớp: CH16Q

Trang 39

4)Tiéu ving M9A

Bảng 3-12: Kết quả tinh hệ số tiêu sơ bộ cho tiêu vùng M9A

Ngày Oa q

mua Poi œql ŒmQmau Œacdúc tnsGanns | 42" | (1/.ha)

20/8 53,42 0,72 0,33 0,56 0,00 0,00 1,61 21/8 0,62 1,36 0,00 0,01 0,00 0,00 1,37 22/8 79,66 2,43 0,49 0,83 0,00 0,00 3,75 23/8 119,85 6,78 0,74 1,25 0,00 0,00 8,77 24/8 51,45 7,29 0,32 0,54 0,00 0,00 8,15

25/8 0,00 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 3,45

26/8 0,00 1,16 0,00 0,00 0,00 0,00 1,16

Lớp: CH16Q

Trang 40

5)Tiễu vùng M7

Bảng 3-13: Kết quả tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiêu vùng M7

Ngày : Oa qmua Poi aul OmQmau Œacdúc tnsGanny | 92" | (1/.hạ)

20/8 53,42 0,42 0,19 2,22 0,00 0,03 2,87

21/8 0,62 0,80 0,00 0,03 0,00 0,00 0,83 22/8 79,66 1,43 0,29 3,31 0,00 0,05 5,09

23/8 119,85 4,01 0,44 4,98 0,00 0,07 9,50

24/8 51,45 4,31 0,19 2,14 0,00 0,03 6,67 25/8 0,00 2,04 0,00 0,00 0,00 0,00 2,04 26/8 0,00 0,68 0,00 0,00 0,00 0,00 0,68

6)Tiéu ving M6E

Bảng 3-14: Kết quả tính hệ số tiêu sơ bộ cho tiểu ving M6E

Ngày Oa Q

mua Poi qi Œmdmau Œacddc insGanns | 2242 | (1/s hạ)

20/8 53,42 0,38 0,18 2,60 0,00 0,00 3,16 21/8 0,62 0,73 0,00 0,03 0,00 0,00 0,76 22/8 79,66 1,30 0,26 3,87 0,00 0,00 5,44 23/8 119,85 3,63 0,40 5,83 0,00 0,00 9,85

24/8 51,45 3,90 0,17 2,50 0,00 0,00 6,57

25/8 0,00 1,85 0,00 0,00 0,00 0,00 1,85 26/8 0,00 0,62 0,00 0,00 0,00 0,00 0,62

25/8 0,00 2,87 0,00 0,00 0,00 0,00 2,87

26/8 0,00 0,96 0,00 0,00 0,00 0,00 0,96

Lớp: CH16Q

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	11,9 MB

Tiêu đề	Nghiên Cứu Cơ Sở Khoa Học Và Đề Xuất Các Giải Pháp Cải Tạo, Nâng Cấp Hệ Thống Tiêu Trạm Bơm Thạc Quả, Huyện Đông Anh, Hà Nội
Tác giả	Nguyễn Trường Sinh
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Tuần Anh
Trường học	Trường Đại học Thủy lợi
Chuyên ngành	Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Hà Nội