Giáo trình quản lý nguồn nước - Chương 9 docx

Chơng IX ứng dụng tin học quản lý nớc 9.1 Sự cần thiết xây dựng kế hoạch sử dụng nớc Nhìn chung, hệ thống thuỷ nông phục vụ tới tiêu sử dụng đất nông nghiệp nớc ta kênh hở đất, việc quản lý khai thác nớc thờng hiệu Hệ thống kênh mơng công trình kênh đà xuống cấp, lực phục vụ tới công trình giảm so với thiết kế Để nâng cao lực lµm viƯc cđa hƯ thèng vµ øng dơng tiÕn bé kỹ thuật vào sản xuất, việc xây dựng kế ho¹ch sư dơng t−íi n−íc cho hƯ thèng b»ng tin học cần thiết nhằm: - Giúp hệ thống tới tới hết đợc diện tích đất thiết kế ban đầu - Phân phối nớc thời gian, đủ lợng nớc theo yêu cầu chế độ tới đặt - Có sở để thu thuỷ lợi phí, tránh tình trạng tranh chấp tài toán bên cung cấp nớc bên sử dụng nớc - Giúp công ty thuỷ nông biết trớc đợc lợng điện tiêu thụ chu kỳ sản xuất, biết trớc đợc tài cần chi trả, từ có sở thu chi hợp lý để hoạt động công ty ngày hiệu - Thông báo trớc cho hộ sử dụng nớc biết đợc lực phục vụ tới công ty, nh tài mà họ phải đóng góp, từ tạo sở thuận lợi cho hộ dùng nớc sử dụng nớc tới tiết kiệm, hạ giá thành sản phẩm giúp ngời sử dụng nớc làm quen dần với kỹ thuật tới tiên tiến, để bớc áp dụng kỹ thuật vào quản lý điều hành hệ thống tới ngày hiệu 9.2 Cấu tạo mô hình quản lý điều hành hệ thống tới 9.2.1 Các thông số để tính lợng nớc cần (ETc) Việc xác định lợng nớc cần cho trồng dựa vào thông số ETo, ETc ETc adj, thông số đợc thể hình hình 1a + Lợng nớc bay tiêu chuẩn: ETo, giá trị đợc xác định từ thông số khí tợng + Lợng nớc bay nhân với hệ số trồng Kc: ETc=EToìKc + Lợng nớc bay nhân thêm với hệ số hiệu chỉnh Ks: ETc adj = EToìKcìKs = ETcìKc Hình Các thông số tính ET Trạm khí tợng tự động Thông số khí tợng: nhiệt độ tối cao (oC), nhiệt độ tối thấp (oC), độ ẩm không khí (%), xạ mặt trời (KPa/m2/ngày), đợc cập nhật từ trạm khí tợng tù ®éng, tèc ®é giã ë ®é cao m (m/giây) Hình 1a Cách tính ETo, ETc ETc adj 9.2.2 Các công thức để chạy mô hình ã Công thức Penman Monteith Ký hiệu: ETo- Lợng nớc cần tính toán Rn- Bức xạ từ bề mặt trồng G- Bức xạ mặt đất T- Nhiệt độ không khí trung bình ngày độ cao m U2- Tốc độ gió độ cao m es - áp suất nớc bÃo hoà độ cao m ea - áp suất nớc thực - Đờng cong áp suất nớc bÃo hoà 900- Hệ số chuyển đổi (mm/ngày) (MJ/m2/ngày) (MJ/m2/ngày) (oC) (m/giây) (KPa) (KPa) (KPa/ o C) ã Công thức tính lợng ma hữu hiệu Công thức 1: Tổng lợng ma ngày nhỏ 250 mm Công thức 2: Tổng lợng ma ngày lớn 250 mm Chú thích: Peff: Lợng ma hữu hiệu (mm) Ptot: Tổng lợng ma ngày (mm/ngày) - Đờng cong liền áp dụng cho công thức - Đờng cong gạch áp dụng cho công thức 9.2.3 Cấu tạo mô hình ã Nạp số liệu vào mô hình: bao gồm số liệu khí tợng, lợng nớc cần ETo, thời vụ gieo trồng, hệ thống trồng, tính chất đất đai ã ã ã ã Danh mục chơng trình tiêu chuẩn Các bảng biểu số liệu Các đồ thị liên quan Các lựa chọn để biểu diễn kết 9.3 Các bớc chạy mô hình Cropwat 9.3.1 Giới thiệu chung ã Cài đặt: Đối với Windows 95 với máy có cấu hình cao hơn, sau đa đĩa vào ổ A kích đúp vào File SETUP.EXE hình xuất cửa sổ (hình 2), đa chuột vào OK, chơng trình bắt đầu chạy, sau trình hoàn tất, hình tiếp tục xuất cửa sổ (hình 3): Hình Cài đặt chơng trình Hình Biểu tợng mô hình Tiếp tục kích đúp chuột vào biểu tợng CropWat Windows, cửa sổ số xuất (hình 4), hình xuất th mục cần thiết để nạp số liệu vào mô hình, th mục nằm phía hình Hình Th mục phía hình ã Thanh công cụ Để nạp số liệu vào máy tính cần sử dụng biểu tợng công cụ nằm phía cửa sổ hình Hình Thanh công cụ Hình diễn giải biểu tợng phía hình: Input data (nhập số liệu), Scheduling (lập biểu), Tables (các bảng sau tính toán), Graphs (các đồ thị), Option (các lựa chọn) Hình Diễn giải biểu tợng hình 9.3.2 Các tài liệu cần thiết để tính 9.3.2.1 Tính yêu cầu nớc (Crop Water Requirement_CWR) ã Các tài liệu cần thiết nhập vào máy tính qua bàn phím lấy số liệu từ file cũ lu máy tính, phần sử dụng phần Inputdata ã Sử dụng công thức Penman-Monteith ®Ĩ tÝnh ETo sau n¹p xong sè liƯu khÝ tợng trung bình tháng (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng mặt trời, tốc độ gió ) ã Số liệu sử dụng vào từ bàn phím dùng Inputdata, Climate, Enter/Modify file sử dụng Inputdata, Climate, Retrieve ã Cơ cấu trồng Cropping Pattern, nhiều tên file trồng ngày bắt đầu gieo trồng có sẵn máy tính ã Số liệu ma tháng Monthly rainfall 9.3.2.2 Lập biểu kế hoạch tới 9.3.2.3 Các kết tính toán 9.3.3 C¸c lùa chän chÝnh The CropWat for Windows main menu options Hình Các file File, Retrieve File, Save cho phÐp lÊy sè liƯu hc l−u sè liệu sau tính toán 9.3.4 Các thực đơn vào số liệu_The Input data menu Hình Các thực đơn 9.3.5 Thực đơn biểu bảng chính_The Schedule menu Hình Thực đơn biểu bảng 9.3.6 Các bảng đồ thị_The tables and Graphs menu Bảng_Tables menu_Ví dụ vào số liệu kết Hình 10 Các bảng Đồ thị_Graphs menu_Biểu thị ví dụ vào kết đồ thị Hình 11 Các đồ thị Bảng đồ thị nhìn thấy biểu tợng công cụ phía hình Biểu tợng cho bảng khí hậu, CWR Biểu tợng cho đồ thị tiêu khí hậu, ma, thời vụ 9.3.7 Nạp số liệu vào mô hình ã Số liệu khí tợng Đa chuột vào Climate data hình xuất cửa sổ (hình 12) Hình 12 Tài liệu khí tợng trung bình tháng Trên hình 12 có đầy đủ thông số cần thiết: Tên nớc (Country), độ cao trạm khí tợng, tên trạm, kinh độ, vĩ độ Số liệu khí tợng vào trực tiếp từ bàn phím (Nhiệt độ tối cao, tối thấp trung bình tháng, ẩm độ không khí, tốc độ gió độ cao m, số chiếu sáng, sau vào số liệu tháng đà kết thúc, đa chuột vào (Next) sau tiếp tục vào số liệu tháng 2, lần lợt làm đến hết tháng 12 Hoặc rút số liệu từ bảng số liệu khí tợng có sẵn máy tính: đa chuột vào Retrieve số liệu lấp đầy bảng Sau hoàn tất trình trên, đa chuột vào OK, hình xuất hiƯn cưa sỉ tiÕp theo (h×nh 13) H×nh 13 Cưa sổ hình sau tính toán Trên hình 13 cho thấy ETo đà đợc tính cho tháng theo công thức PenmanMonteith, ví dụ tháng 1, ETo 1,64 mm/ngày ã Tính ETo cho năm Đa chuột lên công cụ có biểu tợng mặt trời mây, hình xuất ETo Data kích chuột, hình xuất sổ tính ETo trung bình ngày cho măn từ tháng đến tháng 12 Kết thể hình 14 Nếu muốn huỷ bỏ kết tính toán sử dụng lệnh Clear All, muốn lu kết sử dụng lệnh Save Hình 14 Kết tính lợng bốc trung bình ngày theo tháng ã Vào số liệu ma Đa chuột nên công cụ chỗ có biểu tợng ma, đồng thời hình xuất chữ Rainffall Data kích chuột Màn hình máy tính xuất cửa sổ với tên lợng ma tháng Monthly Rainffall Data Số liệu nạp theo cách: Một sử dụng bàn phím lấy số liệu từ ổ cứng máy tính sử dụng lệnh Retrieve sau sử dụng lệnh OK hình cửa số có hai cột: Tổng lợng ma tháng lợng ma hữu hiệu tháng xuất (hình 15) đồ thị_Total and effective rainfall graph (hình 16) Hình 15 Tổng lợng ma tháng lợng ma hữu hiệu Hình 16 Đồ thị ma ma hữu hiệu Kết sau nhập số liệu có đợc bảng gồm tiêu khí hậu lợng nớc cần_hình 17_ Climate dats Table Hình 17 Bảng số liệu khí tợng Một số ví dụ đồ thị khí hậu (nhiệt độ tối cao, tối thấp, lợng nớc cần) cho hình 18, 19 Hình 18 Đồ thị tiêu khí hậu (nhiệt độ tối cao, tối thấp) Hình 19 Đồ thị lợng nớc cần (ETo) Bảng tính ETo, diƯn tÝch gieo trång, hƯ sè cÇn n−íc Kc yêu cầu tới (hình 20) đồ thị yêu cầu tới (hình 21) Hình 20 Bảng yêu cầu tới Hình 21 Đồ thị yêu cầu tới Chú dẫn hình 21: 1- Lợng nớc cần ETo 2- Yêu cầu nớc trồng 3- Yêu cầu tới Hình 22 Thời gian tới Hình 23 Đồ thị thời gian tới Bảng thời gian tới, lợng nớc tới (hình 22), bảng cho biết lợng nớc cần tới cho ngày Ví dụ từ ngày 8/8 đến ngày 13/8 khoảng thời gian tới ngày, lợng nớc tới 13,1 mm đồ thị thời gian cần tới với cải bắp thể hình 23 Mục lục Trang Lời nói đầu Chơng I Đại cơng môn học 1.1 Khái quát quản lý nguồn nớc 1.2 Các mức độ quy hoạch tài nguyên nớc 1.3 Tình hình phát triển tài nguyên nớc 1.4 Luật pháp tài nguyên nớc Chơng II 8 10 14 20 Tổng quan tài nguyên nớc có liên quan đến sử dụng đất 2.1 Khái niệm tài nguyên nớc ý nghĩa kinh tế quốc dân 2.2 Đặc điểm chung tài nguyên nớc Việt Nam 2.3 Tính chất hai mặt tài nguyên nớc 2.4 Môi trờng tài nguyên nớc 2.5 Tài nguyên nớc vùng kinh tế cđa ViƯt Nam 22 22 24 31 35 44 Ch−¬ng III Một số vấn đề chất lợng nguồn nớc 3.1 Chu trình nớc đặc điểm nguồn nớc 3.2 Các nguồn gây nhiễm bẩn chất lợng nớc 3.3 Các tiêu đánh giá chất lợng nớc 3.4 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lợng nớc 3.5 Bảo vệ chống ô nhiễm chất lợng nguồn nớc 54 54 57 60 61 66 Chơng IV Đánh giá định hớng sử dụng nguồn nớc mặt 4.1 Khái quát nguồn nớc mặt 4.2 Các nhân tố ảnh hởng đến dòng chảy bề mặt 4.3 Những đại lợng đặc trng đánh giá dòng chảy bề mặt 4.4 Kho nớc điều tiết dòng chảy bề mặt 4.5 Định hớng khai thác sử dụng nguồn nớc mặt 75 75 75 78 80 84 Chơng V Nớc ngầm khả khai thác nớc ngầm 5.1 Định nghĩa phân loại nớc ngầm 5.2 Những định luật chuyển động dòng nớc ngầm 99 99 103 5.3 Chuyển động dòng nớc ngầm tầng không thấm nớc 5.4 Giếng hầm tập trung nớc ngầm 5.5 Một số phơng pháp thực tế xác định lu lợng tầng chứa nớc ngầm 5.6 Khả cung cấp nớc từ nguồn nớc ngầm vào tầng đất canh tác 105 116 129 131 Chơng VI Nhu cầu nớc ngành kinh tế 6.1 Tần suất cấp nớc 6.2 Nhu cầu cấp nớc cho ăn uống sinh hoạt 6.3 Nhu cầu cấp nớc cho công nghiệp 6.4 Nhu cầu cấp nớc nông nghiệp 135 135 136 137 138 Chơng VII Hệ thống tới tiêu nớc 7.1 Kh¸i qu¸t chung vỊ hƯ thèng t−íi 7.2 HƯ thống kênh tới 7.3 Xác định lu lợng cần cung cấp việc phân phối nớc hệ thống tới 7.4 Công trình kênh 7.5 Các phơng pháp tới 7.6 Khái quát hệ thống tiêu nớc 7.7 Cấu tạo hệ thống tiêu 7.8 Sơ đồ bố trí kênh tiêu mặt ruộng 7.9 Mơng tiêu cải tạo đất mặn Chơng VIII hiệu kinh tế việc khai thác tài nguyên nớc nông nghiệp 8.1 Hai mục tiêu đợc đặt lập thực dự án tới 8.2 Khai thác hiệu tài nguyên nớc 8.3 Hiệu kinh tế việc khai thác tài nguyên nớc nông nghiệp Chơng IX ứng dụng tin häc qu¶n lý n−íc 147 147 148 160 167 168 175 176 178 179 181 181 182 184 187 9.1 Sự cần thiết xây dựng kế hoạch sử dụng nớc 9.2 Cấu tạo mô hình quản lý điều hành hệ thống tới 9.3 Các bớc chạy mô hình Cropwat 187 187 190 tài liệu tham khảo 199 Phụ lục 201 Tài liệu tham khảo Lê Huy Bá, Vũ Chí Hiếu Võ Đình Long Tài nguyên môi trờng phát triển bền vững NXB Khoa häc kü thuËt, Thµnh Hå ChÝ Minh 2002 Bộ môn Thuỷ văn công trình Giáo trình thủy văn - Trờng đại học Thuỷ lợi - NXB Nông thôn, Hà Nội 1975 Nguyễn Sinh Cúc Nông nghiệp Việt Nam (1945-1990) NXB Thống kê, Hà Nội 1995 Vũ Minh Cát Bùi Công Quang Thuỷ văn nớc dới đất NXB Xây dựng, Hà Nội 2002 Trịnh Trọng Hàn Nguồn nớc tính toán thuỷ lợi NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1993 Hoàng Huệ Giáo trình cấp thoát nớc Trờng đại học Kiến trúc NXB Xây dựng, Hà Nội 1993 Kinh tế phát triển nguồn nớc (Tài liệu lớp đào tạo kinh tế phát triển nguồn nớc Hà Nội UB sông Mê Kông tổ chức với cộng tác Australia) Hà Nội 1989 Kinh tế tài nguyên nớc môi trờng Trờng đại học Thuỷ lợi, Hà Nội 1998 Tống Đức Khang Bùi Hiếu Quản lý công trình thuỷ lợi NXB Nông nghiệp, Hà Nội 2002 10 Cao Liêm Trần Đức Viên Sinh thái học Nông nghiệp bảo vệ môi trờng NXB Đại học giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội 1990 11 Phạm Văn Phê Nguyễn Thị Lan Sinh thái học nông nghiệp bảo vệ môi trờng NXB Nông nghiệp, Hà Nội 2001 12 Nguyễn Đức Quý Bài giảng nớc ngầm Trờng đại học Nông nghiệp I 1994 13 Tiêu chuẩn thiết kế - Hệ thống kênh tới NXB Xây dựng, Hà Nội 1987 14 Lê Bá Thảo Thiên nhiên Việt Nam NXBKHKT, Hà Nội 1977 15 Tạp chí Địa Tổng cục Địa - ISSN.0866.7705 Tháng năm 2001 16 Ngô Đức Thiệu Hà Học Ngô Giáo trình Thuỷ nông NXB Nông thôn, Hà Nội 1978 17 Tạp chí Thuỷ lợi - ISSN.0866.8736- Tháng 11 năm 1999 18 Vũ Văn Tảo Nguyễn Cảnh Cầm Giáo trình thuỷ lực NXB ĐH THCN, Hà Nội 1978 19 Lê Thông Địa lý tỉnh thành phố Việt Nam (các tỉnh vùng Đông Bắc) NXB GD - 2002 20 Lê Thông Địa lý tỉnh thành phố Việt Nam (các tỉnh vùng Tây Bắc vùng Bắc Trung bộ) NXB GD - 2002 21 Ngun Thanh Tïng Thủ lùc cấp nớc nông nghiệp NXB ĐH THCN 1981 22 ViƯn Khoa häc Thủ lỵi Mét sè kÕt nghiên cứu thuỷ nông NXB Nông nghiệp, Hà Néi 1985 23 ViƯn Khoa häc Thủ lỵi Tun tËp kết khoa học công nghệ 1994 -1999 NXB Nông nghiệp, Hà Nội 1999 24 Benetinn J-Fidler Jiri-Zavlatny.Bratislava 1979 (Giáo trình tới nớc củaTiệp Khắc) 25 Charler Ollier et Maukice Poiree’ Irrigation - Les Reseaux d’irrigation Theorie, Technique et economic des arrosages Edition: Eyrolles - Paris 1983 26 David Stephen - Margaret Speterson - Water Resources development in developing countries Elsevier - 1991 ( Amsterdam – Oxford – NewYork– Tokyo – 1991 ) 27 T.C.Cheng - soil conservation for small farmers in the humid tropics - Rome 1989 28 Jacob Bear and Arnold Verruijt - Modeling Ground water flow and Pollution D.Reidel Publishing - 1990 29 FAO - Environment impact assessment of irrigation and drainage Projects Irrigation and drainage paper Bulletin No 53 - Rome 1995 30 FAO - Land and water integration and river basin management Bulletin No Rome 1995 31 H.C Pereira - Land use and water resources in temperate and tropical limate Cambridge University Press - 1975 32 K.M.Pillaik - Water management and planning - Bombay - 1987 33 Water Development Economics - Course Notes - Training Course on Economics Hanoi 1989 34 Rachel M Ay res - B.Duncan Mara: Analysis of waste water for use in Agricultural - World Health Organization - Geneva 1996 35 FAO - Water harvesting for improved agricultural Production Water - Reports Rome 1994 36 Nguyen Duc Quy - Kapkova Zavlatra - Praha - 1986 37 Marchel Poche - Hydrologie et amenagement des eaux Paris - 1973 38 Imper - A.Agulto - Computer model for scheduling irrigation of Sewed Corn Philippines - 1989 39 Malano.H.m - Course on Use of computer modelling for operation of irrigation scheme - University Melbourne - Australia 1995  ... Bộ môn Thuỷ văn công trình Giáo trình thủy văn - Trờng đại học Thuỷ lợi - NXB Nông thôn, Hà Nội 197 5 Nguyễn Sinh Cúc Nông nghiệp Việt Nam ( 194 5-1 99 0) NXB Thống kê, Hà Nội 199 5 Vũ Minh Cát Bùi Công... Học Ngô Giáo trình Thuỷ nông NXB Nông thôn, Hà Nội 197 8 17 Tạp chí Thuỷ lợi - ISSN.0866.873 6- Tháng 11 năm 199 9 18 Vũ Văn Tảo Nguyễn Cảnh Cầm Giáo trình thuỷ lực NXB ĐH THCN, Hà Nội 197 8 19 Lê Thông... Agricultural - World Health Organization - Geneva 199 6 35 FAO - Water harvesting for improved agricultural Production Water - Reports Rome 199 4 36 Nguyen Duc Quy - Kapkova Zavlatra - Praha - 198 6 37