Giáo trình quản lý nguồn nước phần 5 ppsx

Hệ số không có thứ nguyên, phản ánh tình hình sản sinh dòng chảy cũng nh tình hình tổn thất do dòng chảy trên lu vực. Hệ số càng lớn chứng tỏ tổn thất ít, phần lớn lợng ma đã sinh ra dòng chảy và ngợc lại bé thì tổn thất nhiều. Vì 0 Y< X nên O < 1 4.4. Kho nớc và điều tiết dòng chảy trên bề mặt ở nớc ta, lợng ma cả năm tập trung vào một số tháng mùa lũ. Khả năng tiêu nớc của sông suối có hạn nên sinh ra ngập lụt. Ngợc lại, trong mùa cạn nớc sông xuống thấp, lu lợng nhỏ, khiến cho việc lợi dụng nguồn nớc từ dòng chảy sông suối bị hạn chế sự thay đổi dòng chảy nh thế không phù hợp với yêu cầu dùng nớc của các ngành kinh tế quốc dân (nhất là ngành nông nghiệp). Vì thế muốn lợi dụng nguồn nớc một cách triệt để cho các ngành cần phải có biện pháp điều tiết dòng chảy trên bề mặt. 4.4.1. Điều tiết dòng chảy trên bề mặt Điều tiết dòng chảy là dùng các biện pháp công trình nh tạo ra một kho chứa nớc khống chế sự thay đổi tự nhiên của dòng chảy, phân phối lại dòng chảy theo thời gian cho phù hợp với yêu cầu dùng nớc của các ngành kinh tế quốc dân. Hai nhiệm vụ cơ bản của công tác điều tiết dòng chảy là làm tăng lu lợng mùa kiệt và làm giảm nhỏ lu lợng mùa lũ để phục vụ cho các ngành dùng nớc. Tuỳ theo nhu cầu dùng nớc trong khoảng thời gian xác định mà phân loại điều tiết: - Điều tiết ngày là điều hoà lợng nớc đến trong ngày phù hợp với yêu cầu dùng n ớc trong ngày. Trong những giờ nớc đến lớn hơn nớc dùng, lợng nớc thừa đợc tích lại trong kho nớc để dùng cho những giờ cao điểm của các ngành dùng nớc. Điều tiết ngày cho phép tăng số lợng các hộ dùng nớc, tăng các ngành dùng nớc để giảm vốn đầu t vào các công trình bơm nớc và hệ thống đờng ống dẫn nớc. - Điều tiết mùa, năm là trữ lại lợng nớc thừa trong mùa lũ để sử dụng cho thời gian ít nớc trong mùa kiệt. - Điều tiết nhiều năm, là phân phối lại lợng nớc đến trong nhiều năm. Việc tích nớc và cung cấp nớc đợc tiến hành trong nhiều năm. Điều tiết dòng chảy có ý nghĩa lớn trong việc khai thác tài nguyên nớc phục vụ phát triển kinh tế quốc dân, nhất là khai thác đợc nguồn nớc trong các công trình thuỷ lợi mà nhà nớc đã đầu t xây dựng, làm thay đổi bộ mặt thiên nhiên của khu vực. 4.4.2. Kho nớc điều tiết dòng chảy Kho nớc là nơi trữ nớc để thực hiện điều tiết dòng chảy phục vụ cho nhu cầu sử dụng nớc ở nhiều ngành khác nhau. Kích thớc của kho nớc có thể nhỏ (vài trăm m 3 ) nh bể chứa nớc cung cấp cho sinh hoạt, để tới cho diện tích nhỏ (điều tiết ngày đêm) hoặc rất lớn (hàng tỷ m 3 ) điều tiết năm hoặc nhiều năm. Hồ chứa nớc là một dạng của kho chứa nớc thờng đợc làm trên các sông suối bằng cách đắp đập ngăn dòng chảy, tạo thành kho nớc phía thợng lu. 80 Các đại lợng đặc trng về thành phần của kho nớc cho ở hình 4.1. L (m) 30 20 10 0 Vs Vh Vo Ho Hbt HsZ(m) Hình 4.1. Các đại lợng đặc trng của kho nớc Các thành phần dung tích và mức nớc đặc trng của kho chứa nớc gồm: - Dung tích chết (V 0 ) hay còn gọi là dung tích lót đáy, là phần dới cùng của kho nớc nhiệm vụ chính của dung tích chết là trữ hết lợng bùn cát đến trong kho nớc trong một thời gian phục vụ lấy nớc, nâng cao đầu nớc trong kho nớc và nâng cao chiều sâu mức nớc phía thợng lu kho nớc. ở các vùng đồi núi, bùn cát trong sông suối nhiều nên hiện tợng bồi đắp kho nớc luôn xảy ra. - Mức nớc chết (H 0 ) là giới hạn trên của dung tích chết. Đối với nhà máy thuỷ điện, dung tích chết và mức nớc chết phải đợc chọn để đảm bảo đầu nớc tối thiểu cho việc phát điện. Mức nớc chết chọn càng thấp thì cột nớc phát điện càng nhỏ, do đó công suất và điện năng càng nhỏ. Về mặt giao thông, mức nớc chết trong kho phải đảm bảo cho thuyền bè qua lại đợc an toàn và thuận tiện. Đối với kho nớc phục vụ tới (nhất là vùng đồng bằng bùn cát ít, độ dốc nhỏ) thì mức nớc chết phải đảm bảo tới tự chảy hoặc đảm bảo cho cột nớc thiết kế của trạm bơm lấy nớc từ kho là nhỏ nhất. Đối với ngành nuôi trồng thuỷ sản, khi chọn mức nớc chết phải xét đến dung tích và mặt thoáng cần thiết để đảm bảo cho sự phát triển bình thờng của cá trong kho. Về mùa cạn, khi nớc trong kho tiêu hết thì diện tích đáy kho sẽ biến thành bãi lầy. Theo định nghĩa dung tích chết thì lợng nớc chứa trong phần dung tích này không thể lấy ra để sử dụng trong điều kiện khai thác bình thờng. - Dung tích hữu hiệu (V h ) còn gọi là dung tích công tác, nằm trên dung tích chết. Dung tích hữu hiệu là phần dung tích đợc giới hạn bởi mức nớc chết (H 0 ) và mức nớc cao bình thờng (H bt ). Đây là phần dung tích quan trọng nhất đảm bảo tác dụng điều tiết của nguồn nớc trong kho. Dung tích này xác định dựa theo yêu cầu cung cấp nớc cho các ngành dùng nớc trong thời gian kiệt. 81 - Mức nớc cao bình thờng (H bt ) là giới hạn trên của dung tích hữu hiệu (V h ). Mức cao bình thờng là mức nớc cao nhất mà kho có thể giữ đợc trong một thời gian lâu dài. Đây là mức nớc quan trọng nhất vì nó quyết định dung tích hữu hiệu, tức là quyết định khả năng khai thác, sử dụng nguồn nớc, quy mô kích thớc, vốn đầu t và công trình khai thác nớc, vấn đề ngập lụt ở phía thợng lu. Mức nớc cao bình thờng (H bt ) ngang với đỉnh đập tràn tự do. - Dung tích siêu sao (Vs) nằm trên dung tích hữu hiệu (V h ), nằm giữa hai mức nớc siêu sao (Hs) và mức nớc cao bình thờng (H bt ). Phần dung tích này chỉ tích nớc tạm thời khi có lũ lớn với mục đích làm giảm tải cho công trình xả lũ và lợng nớc này phải đợc tiêu đi nhanh chóng khi lũ chấm dứt. Nếu giữ nớc trong kho nớc cao hơn mức nớc dâng cao bình thờng (H bt ) trong một thời gian lâu sẽ gây thêm tổn hại về ngập lụt cho vùng thợng lu và làm cho hoạt động của công trình đầu mối không bình thờng. - Mức nớc siêu sao (Hs) là giới hạn trên của dung tích siêu sao (Vs). Để tính toán nguồn nớc trong kho nớc phục vụ cho nhiều ngành sử dụng nớc, phải nghiên cứu nhiều tài liệu liên quan, trong đó hai loại tài liệu cơ bản là tài liệu thuỷ văn và tài liệu địa hình nhng không trình bày trong giáo trình này. Tuy nhiên khi sử dụng nguồn nớc trong kho nớc cần điều tra thêm ba nội dung dới đây. 4.4.2.1. Lợng tổn thất do bốc hơi trong kho nớc Sau khi xây dựng kho nớc, mặt thoáng của kho nớc tăng lên. Nói chung đa số trờng hợp lợng bốc hơi mặt nớc lớn hơn bốc hơi mặt đất nên sau khi xây dựng kho nớc lợng bốc hơi sẽ tăng thêm một lợng bằng hiệu số giữa bốc hơi mặt nớc và bốc hơi mặt đất. Gọi Zn, Zđ là lớp bốc hơi mặt nớc và bốc hơi mặt đất, X là lớp nớc ma trên lu vực, Y là lớp dòng chảy sinh ra trên lu vực, ta có chênh lệch bốc hơi trớc và sau khi xây dựng hồ là: Z = Zn - Zđ (4.11) Từ phơng trình cân bằng nớc ta có: Zđ = X - Y (4.12) Thay (4.12) vào công thức (4.11) có: Z = Zn - (X - Y) (4.13) Lớp nớc bốc hơi mặt nớc Zn có thể tính theo tài liệu quan trắc thực tế, phơng pháp cân bằng nớc, ph ơng pháp cân bằng nhiệt hoặc công thức kinh nghiệm. Lợng ma X và lớp dòng chảy Y tính theo các phơng pháp đã có. 4.4.2.2. Lợng tổn thất do thấm trong kho nớc Kho nớc làm tăng mặt tiếp xúc giữa đất và nớc, do đó lợng nớc thấm trong kho nớc tăng lên. Lợng thấm này phụ thuộc vào đất đai ở lòng kho (điều kiện địa 82 chất), bờ kho và lợng nớc chứa trong kho theo con đờng: thấm vào lòng kho, bờ kho, thấm qua công trình, thấm quanh công trình và rò rỉ lợng nớc thấm trong năm khai thác sử dụng về sau thờng tính bình quân quy theo điều kiện địa chất và lợng nớc chứa bình quân trong kho. Điều kiện địa chất của hồ xem là rất tốt nếu đất lòng hồ thuộc loại không thấm (đất sét) và mức nớc ngầm xung quanh luôn cao hơn mức nớc dâng trong hồ. Điều kiện địa chất là xấu nếu lòng hồ thấm nhiều và nớc hồ thờng xuyên phải cung cấp cho nớc ngầm. Còn điều kiện địa chất thuộc loại trung bình thì đất lòng hồ ít thấm (đất thịt) và mức nớc ngầm luôn cao hơn mức nớc chết. Theo M.V.Patapốp, mức thấm lấy theo phần trăm lợng nớc chứa bình quân trong hồ hoặc lớp nớc thấm (mm) tính theo mặt hồ bình quân. Bảng 4.1. Tiêu chuẩn thấm trong kho nớc Lợng thấm tính theo lợng nớc bình quân (%) Lớp thấm tính theo diện tích bình quân Điều kiện đất đai lòng hồ Năm Tháng Năm Ngày đêm Đất sét Đất thịt Bình quân 5 - 10 20 - 30 10 - 20 0,5 - 1 1,5 - 3 1 - 1,5 <0,5m 1 - 2m 0,5 - 1m 1 - 2mm 3 - 4 mm 2 - 3mm Tổn thất về thấm giảm dần theo thời gian, vì mức nớc ngầm vùng hồ dâng lên và hiện tợng lầy hoá lòng hồ. 4.4.2.3. Lợng bồi đắp trong kho nớc Sau khi xây dựng kho nớc, nớc trong kho dâng lên do chế độ chuyển động ổn định của bùn cát thay đổi. Quá trình lắng đọng của bùn cát phụ thuộc vào chiều cao dâng nớc của đập chắn, chiều dài của hồ, hàm lợng bùn cát, sự ổn định của bờ hồ đối với sóng gió hoặc sạt lở bờ do tác dụng sóng gió. Theo kinh nghiệm khai thác kho nớc, ngời ta thấy phần bùn cát có khả năng lắng đọng xuống đáy kho phụ thuộc vào tỷ số giữa dung tích kho và tổng lợng dòng chảy năm bình quân đến kho, tỷ số này là 0 W Vhbt = (trong đó V hbt là dung tích kho tính đến mức nớc cao bình thờng còn W 0 là lợng dòng chảy năm bình quân). Ngời ta rút ra một số nhận xét sau: Khi > 0,6: kho có khả năng làm lắng đọng 100% bùn cát đến Khi 0,15 < < 0,6: lợng bùn cát có khả năng lắng đọng vào khoảng 70 - 100%. Khi <0,15: cờng độ lắng đọng giảm đi đáng kể. Các nhân tố bồi lắng kho nớc quá phức tạp nên khi xây dựng không xét hết đợc mọi mặt của quá trình này. 83 4.5. Định hớng khai thác sử dụng nguồn nớc mặt Nguồn nớc mặt phục vụ cho nhiều ngành sử dụng nớc khác nhau và muốn sử dụng đợc nguồn nớc này phải có công trình lấy nớc từ nguồn nớc đó. Trong sử dụng đất nông nghiệp, khi tới thì nớc đợc lấy từ nguồn vào kênh chính và đợc hệ thống kênh mơng tới chuyển đi tới cho đồng ruộng hoặc cung cấp nớc cho các nhu cầu dùng nớc khác. Khi tiêu, nớc từ mặt ruộng đổ xuống hệ thống kênh mơng tiêu để chuyển ra khu nhận nớc tiêu nh hồ, sông, biển. Các công trình lấy nớc từ nguồn nớc (sông, suối ) hoặc nhận nớc để tiêu ra hồ, sông, biển gọi là công trình đầu mối. 4.5.1. Yêu cầu của công trình đầu mối lấy nớc Công trình đầu mối của hệ thống tới là cụm công trình lấy nớc đầu kênh, trực tiếp lấy nớc từ nguồn nớc (sông, suối, hồ, ) để đa vào khu tới. Công trình đầu mối phải đảm bảo bất cứ lúc nào cũng có thể lấy đợc nớc theo kế hoạch tới đã định hoặc theo yêu cầu của chế độ tới đã quy định. Nớc lấy vào phải có chất lợng tốt, không có bùn cát thô bồi lấp lòng kênh và gây bất lợi cho sinh trởng, phát triển của cây trồng. Mặt khác khi xây dựng công trình lấy nớc ở sông sẽ làm cho trạng thái sông thiên nhiên thay đổi, nh ng phải bảo đảm để sự thay đổi đó không ảnh hởng đến điều kiện lấy nớc, đến sự lợi dụng tổng hợp nguồn nớc. Công trình đầu mối phải đợc xây dựng với giá thành rẻ, chi phí quản lý thấp nhng thi công phải dễ dàng thuận tiện, tiết kiệm đất. Tuỳ theo sự tơng quan giữa cao trình (Hs) và lu lợng (Qs) của nguồn nớc với cao trình (Hk) và lu lợng (Qk) yêu cầu đầu kênh tới mà có những hình thức lấy nớc khác nhau. 4.5.2. Các hình thức khai thác nguồn nớc mặt 4.5.2.1. Hình thức lấy nớc thứ nhất Khi lu lợng và mực nớc sông thoả mãn các yêu cầu về lu lợng và cao trình ở đầu kênh tới (tức Qs > Qk, Hs > Hk) thì ngời ta xây dựng cống lấy nớc đầu kênh tới (hình 4.2). Khu tới Sôn g Cốn g lấ y nớc Hình 4.2. Cống lấy nớc đầu kênh tới Cống lấy nớc có nhiệm vụ khống chế lu lợng lấy vào cho phù hợp với yêu cầu dùng nớc trong từng thời gian của khu tới. Mặt khác cống lấy nớc có nhiệm vụ ngăn 84 chặn nớc sông tràn vào đồng gây ngập úng, nhất là đến mùa lũ nớc sông cao hơn trong đồng phải đóng toàn bộ cống lại. 4.5.2.2. Hình thức lấy nớc thứ hai Khi lu lợng sông đủ thoả mãn yêu cầu của lu lợng cần thiết ở đầu kênh nhng mực nớc sông thấp hơn cao trình yêu cầu ở mực nớc đầu kênh (Qs > Qk, Hs < Hk). Đối với trờng hợp này có thể có 4 hình thức lấy nớc khác nhau. a) Nếu mực nớc sông thấp hơn mực nớc yêu cầu đầu kênh, để đảm bảo lấy nớc tự chảy có thể kéo dài đoạn kênh dẫn về phía thợng lu một đoạn L đến chỗ có Hs cao hơn Hk thì bố trí cống lấy nớc ở tại đó (hình 4.3). Khu tới Sông Hs > H k Hs < Hk L H Hk Hs Hình 4.3. Kéo dài đoạn kênh dẫn về phía thợng lu ks ii HsHhHk L + + = Trong đó: Hs, Hk: cao trình mực nớc sông và kênh tại mặt cắt A A i s , i k : độ dốc mặt nớc sông và kênh H: tổn thất cột nớc qua cống lấy nớc h: tổn thất cột nớc qua các công trình trên chiều dài kênh L. Trờng hợp này chỉ áp dụng đợc khi độ dốc mặt nớc sông lớn hơn độ dốc mặt nớc kênh (i s > i k ). Cống lấy nớc này có thể đa nớc tự chảy vào khu tới. Nhng để cho nớc chảy vào kênh thuận lợi và ít mang theo các loại bùn cát có hại, cống lấy nớc cần đặt ở bên bờ lõm phía cuối khúc sông cong nh (hình 4.4). ở khúc sông cong nớc chảy theo đờng cong nên sinh ra sức ly tâm làm cho mặt nớc bị nghiêng, nớc bên bờ lõm cao hơn bên bờ lồi và cũng do ảnh hởng của sức ly tâm nớc mặt chảy từ bờ lồi sang bờ lõm, nớc ở đáy chảy từ bờ lõm sang bờ lồi tạo thành hiện tợng nớc chảy vòng. Lợi dụng hiện tợng nớc chảy vòng để hạn chế các loại phù sa lớn (không phù hợp với đất đai, cây trồng) và lấy đợc nớc có phù sa loại nhỏ (thích hợp với đất đai, cây trồng). 85 Hình 4.4. Cống lấy nớc đặt ở bờ lõm cuối khúc sông cong b) Đắp đập ngăn sông để dâng cao mực nớc sông (Hs > Hk) và xây dựng cống lấy nớc vào khu tới ở phía trên đập dâng. ở nớc ta hình thức lấy nớc này (hình 4.5) phục vụ tới cho diện tích đất rất lớn nh đập Thác Luống (Thái Nguyên), đập Bái Thợng (Thanh Hoá), đập Đô Lơng (Nghệ An), đập Thạch Nham trên sông Trà Khúc (Quảng Ngãi). Đập dâng nớc Sôn g Khu tới Hình 4.5. Đắp đập ngăn sông c) Dùng trạm bơm để bơm nớc đa vào kênh dẫn nh trạm bơm Phù Sa (hệ thống Sơn Tây - Chơng Mỹ), trạm bơm Hà Mão (Phú Thọ) (hình 4.6). Hình 4.6. Xây dựng trạm bơm đa nớc vào kênh d) Xây dựng cống lấy nớc vào kênh chìm nội địa rồi đặt trạm bơm, bơm nớc từ kênh chính (kênh chìm) lên kênh nhánh (kênh nổi) để tới tự chảy vào ruộng nh hệ thống Bắc - Hng - Hải, hệ thống Trịnh Xá (Bắc Ninh) (hình 4.7). Khu tới Trạm bơm Sôn g Trạm bơm Cốn g lấ y nớc Kênh nhánh Kênh chính Sôn g Hình 4.7. Xây cống lấy nớc vào kênh chìm nội địa 86 Trong trờng hợp Qs > Qk, Hs< Hk, nói chung muốn chọn hình thức lấy nớc thích hợp nhất phải xem xét nhiều phơng án, sau đó so sánh và chọn phơng án tốt nhất có lợi về mặt thi công và kinh tế kỹ thuật để tiết kiệm đất xây dựng và tới đợc nhiều diện tích đất. Qua các trờng hợp đã trình bày trên đây, trong thực tế thấy rằng hình thức lấy nớc bằng trạm bơm hoặc cống và trạm bơm thờng áp dụng ở miền đồng bằng còn hai hình thức lấy nớc xây đập dâng cao mực nớc và kéo dài đờng kênh dẫn thờng áp dụng ở miền trung du. 4.5.2.3. Hình thức lấy nớc thứ ba Khi lu lợng của nguồn nớc không đủ đảm bảo thoả mãn yêu cầu dùng nớc, cao trình mực nớc của nguồn nớc thấp hơn cao trình yêu cầu ở mực nớc đầu kênh tới (tức Qs < Qk và Hs < Hk) thì phải đắp đập ngăn sông xây dựng kho nớc nhằm nâng cao cao trình của nguồn nớc và trữ lợng nớc ma trong lu vực vào kho nớc. Tuỳ theo tình hình nguồn nớc của lu vực mà có thể xây dựng kho nớc theo điều tiết năm hoặc điều tiết nhiều năm. Trờng hợp Hs > Hk thì kho nớc chỉ có nhiệm vụ điều tiết lu lợng. Hình thức lấy nớc này thờng áp dụng ở vùng núi và trung du nh hồ Suối Hai (Hà Tây), Cấm Sơn (Bắc Giang ) Trong ba hình thức lấy nớc nêu trên, căn cứ vào đặc tính của công trình trên mặt đất để phân loại thì công trình đầu mối tới có thể phân thành ba hình thức chính sau: - Lấy nớc không có đập dâng, tức là chỉ xây dựng cống lấy nớc trực tiếp lấy nớc từ sông vào kênh mà không cần đập ngăn sông để dâng cao mực nớc. Biết hệ số tới (q -l/s/ha) và hệ số lợi dụng kênh mơng của hệ thống () thì tổng diện tích đất tới đợc (ha) sẽ là: W(ha) = Q đk . q Trong đó: Qđk - là lu lợng đầu kênh tới. - Lấy nớc có đập dâng nớc, tức là khi Hk > Hs không thể lấy nớc tự chảy đợc mà phải xây dựng đập dâng nớc sông nh hình thức lấy nớc ở hệ thống sông Cầu, hệ thống sông Thạch Nham, công trình này chủ yếu là dâng nớc, đồng thời làm nhiệm vụ trữ nớc trong một đoạn sông nhất định. Do đó sẽ tạo điều kiện tốt cho việc lấy nớc vào mùa cạn. - Lấy nớc ở kho nớc có điều tiết, tức là nếu tổng lợng nớc sông đảm bảo đủ tới nhng lu lợng nớc sông phân phối không đều có lúc lu lợng đó không đủ đảm bảo tới thì phải xây dựng kho chứa nớc (hồ chứa nớc) để điều tiết lu lợng cho phù hợp với yêu cầu tới của đất đai và cây trồng. 4.5.3. Đo đạc nguồn nớc mặt phục vụ sử dụng đất nông nghiệp Công tác đo đạc nguồn n ớc mặt phục vụ sử dụng đất nông nghiệp đợc thực hiện trong hệ thống thuỷ nông. Đây là một trong những công tác quan trọng để quản lý và khai thác hệ thống thuỷ nông một cách có hiệu quả nhất trong việc khai thác tiềm năng đất nông nghiệp. 87 4.5.3.1. ý nghĩa và mục đích của công tác đo nớc Đo nớc chiếm vị trí quan trọng trong công tác quản lý các hệ thống tới tiêu nớc. ý nghĩa và mục đích của công tác đo nớc mặt là: - Phục vụ cho công tác phân phối nớc và dẫn nớc một cách chính xác kịp thời. Trong công tác quản lý dựa vào yêu cầu nớc và điều kiện nguồn nớc mà ngời ta định ra một kế hoạch phân phối nớc tới cũng nh điều phối nớc tiêu trên toàn bộ hệ thống. Vì vậy cần phải biết đợc tình hình mực nớc, lu lợng của nguồn nớc để đối chiếu với kế hoạch dùng nớc nhằm đánh giá việc thực hiện kế hoạch điều phối nớc thực tế đã đạt yêu cầu đặt ra hay cha. Thông qua đo nớc chúng ta biết đợc tình hình thực tế nguồn nớc ở các vùng để có thể điều chỉnh thay đổi kế hoạch sử dụng nớc một cách kịp thời nh diện tích đất cần tới, mức tới, thời gian tới, số lần tới - Cung cấp và tích luỹ số liệu khoa học phục vụ cho việc cải tiến các công trình tới tiêu trên hệ thống cũng nh kế hoạch dùng nớc trong tơng lai. Qua thời gian đo đạc nguồn nớc sẽ tích luỹ đợc các tài liệu về: mức nớc và lu lợng của nguồn nớc, khả năng trữ nớc của ao, hồ, đầm nhỏ trong hệ thống, khả năng dẫn nớc của đờng kênh, các hệ số lợi dụng nớc, tổng lợng nớc dùng trong toàn vụ, trong toàn năm mức nớc mỗi lần qua các năm. Các tài liệu thu thập đợc sẽ tạo điều kiện tốt cho việc nghiên cứu phục vụ nâng cao chất lợng của công tác quản lý tới tiêu góp phần vào việc lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch dùng nớc một cách chính xác, đạt hiệu quả kinh tế cao. - Làm căn cứ để thu thuỷ lợi phí trong sử dụng đất nông nghiệp. Nhờ đảm bảo đủ nớc mà đất đai đợc khai thác tốt hơn, sản lợng cây trồng đợc nâng cao, do đó các đơn vị dùng nớc có nghĩa vụ đóng thuỷ lợi phí theo quy định của Nhà nớc. Hiện nay ở nớc ta dựa vào diện tích đợc tới, hình thức tới (tới tự chảy, bơm, tát) để thu thuỷ lợi phí. Nhng do tình hình quản lý nớc còn yếu nên ở gần nguồn nớc thì lấy đợc nhiều nhng ở cuối nguồn nớc thì lại thiếu nớc nghiêm trọng nên không đảm bảo sự công bằng hợp lý trong việc thu thuỷ lợi phí. Thông qua công tác đo đạc nớc sẽ thu thuỷ lợi phí theo lợng nớc tới của công thức tới cho từng đơn vị dùng nớc. Nh vậy vừa đảm bảo sự công bằng hợp lý khiến cho ngời sử dụng tiết kiệm lợng nớc tới. Ban quản lý nắm đ ợc thời gian cung cấp nớc, lu lợng và khối lợng nớc đã cung cấp cho từng vùng, từng hộ dùng nớc để có cơ sở tính toán thuỷ lợi phí và tính toán thu chi hạch toán kinh tế của hệ thống. Điều này còn có ý nghĩa nâng cao ý thức trách nhiệm của các nhân viên quản lý, của các hộ dùng nớc, tính công bằng trong việc sử dụng nớc giữa các hộ dùng nớc ở đầu nguồn và các hộ dùng nớc ở cuối nguồn, thông qua đó nâng cao ý thức tiết kiệm nớc, nâng cao năng lực phục vụ của hệ thống và giảm giá thành sản phẩm. 4.5.3.2. Yêu cầu của công tác đo nớc Việc đo nớc cần thực hiện trên diện tích rộng, yêu cầu đo phải liên tục nên đòi hỏi vừa có lực lợng vừa có thiết bị, mức độ chính xác phải cao. Ngời đo phải kiên trì, thận trọng, phải có tinh thần trách nhiệm thì công tác đo nớc mới đạt kết quả tốt trong việc phân phối đủ nớc và kịp thời cho các đơn vị, cá nhân dùng nớc. 88 Các nớc công nghiệp phát triển đã sử dụng máy đo nớc tự ghi và máy đo nớc tầm xa bằng vô tuyến và hữu tuyến. Đo đạc nớc, quản lý nớc bằng các phơng pháp tiên tiến nh trên sẽ nâng cao năng suất đo đạc nớc, nâng cao độ chính xác của công tác đo nớc. Đây cũng là phơng hớng phát triển của công tác đo nớc trong tơng lai. ở nớc ta, trong công tác quản lý phân phối nớc đã tiến hành đo nớc ở các nguồn nớc đợc thờng xuyên liên tục trên hầu hết các hệ thống nhng việc đo đạc cân bằng nớc trong phạm vi các hệ thống cha đầy đủ. Phơng pháp đo nớc đợc sử dụng rộng rãi nhất ở nớc ta hiện nay là đo bằng máy lu tốc, một số hệ thống thực hiện bằng công trình đo nớc chuyên môn. Hiện nay do điều kiện kinh tế và kỹ thuật của ta còn hạn chế, để đảm bảo đợc việc dùng nớc một cách kinh tế, chúng ta cần gấp rút thực hiện một mạng lới đo và khống chế nớc rộng rãi. Đó là một vấn đề rất quan trọng cần đợc suy nghĩ tới trong công tác quản lý nớc, nhất là trong sự nghiệp phát triển nông nghiệp trong giai đoạn hiện đại hoá nông nghiệp và nông thôn. 4.5.3.3. Nội dung của các trạm đo nớc Để đạt đợc mục đích và yêu cầu của công tác đo nớc đã nêu ở trên trong hệ thống thuỷ nông thờng phải có các loại trạm đo n ớc với nội dung đo đạc khác nhau. - Trạm đo nguồn nớc đặt trên một đoạn sông (suối, hồ) cách công trình đầu mối khoảng 20 - 10m về phía thợng lu, đo các đặc trng cơ bản nh mực nớc, lu lợng, chất lợng nớc (hàm lợng phù sa, hàm lợng muối). Trên cơ sở đó đánh giá, tính toán khả năng tới và tiêu nớc của các công trình đầu mối. - Trạm đo nớc đầu kênh chính đặt cách cống lấy nớc 50 - 200m nhằm đánh giá khả năng thực tế lợng nớc có thể lấy vào đầu hệ thống đối với công trình tới và khả năng tiêu nớc của công trình tiêu. - Trạm đo nớc ở đầu kênh chia nớc tới đặt ở đầu kênh nhánh cách cống chia nớc tới về phía hạ lu khoảng 20 - 50m nhằm kiểm tra việc phân phối nớc về các khu tới và tính toán lợng nớc tổn thất trên đoạn kênh chuyển nớc. Đối với cống tập trung nớc tiêu thì trạm đo đặt cách cửa tiêu từ 20 - 50m về phía thợng lu nhằm đánh giá lu lợng tập trung về cống tiêu. - Trạm đo nớc ở đầu kênh phân phối nớc đợc đặt ở đầu các mơng cái và mơng con (kênh cấp 3 và kênh cấp 4) cách cống phân phối n ớc chừng 10 - 30m về phía hạ lu nhằm kiểm tra lợng nớc phân phối về các cánh đồng so với các yêu cầu nớc của chúng. Khi bố trí mạng lới các trạm đo nớc, ngoài các yêu cầu nêu trên cần phải đảm bảo điều kiện chung là lòng sông (lòng kênh), đáy sông (đáy kênh) bờ sông (bờ kênh) ở đoạn bố trí trạm đo cần phải ổn định. Chỉ tiêu ổn định bình quân của các đoạn sông (kênh) là: [ ] %5%100 nh h (%) 0 3 hhh 0 321 ì = ++ 89 [...]... chiều thẳng đứng phân bố ở ba điểm khác nhau giữa lòng sông hoặc kênh 1 3 5 5 5 5 3 4 5 4 5 5 5 5 4 5 5 4 5 4 5 5 4 5 4 5 5 4 4 5 4 Sông Kênh chính 2 5 5 5 Kênh tiêu Hình 4.8 Mạng lới đo nớc trên hệ thống 1 - Trạm đo nguồn nớc; 2 - Trạm đo nớc đầu kênh; 3, 4 - Trạm đo nớc ở đầu kênh phân phối nớc; 5 - Trạm đo ở điểm phân phối nớc 4 .5. 3.4 Các phơng pháp đo nớc mặt Trên hệ thống thuỷ nông, công tác đo nớc... lu lợng dòng chảy trên kênh theo phơng trình: QC0 + q1C1 = (Q+ q1) C2 QC0 + q1C1 = QC2 + q1C2 QC0 - QC2 = q1C2 - q1C1 Q(C0 - C2) = q1 (C2 - C1) q1 (C2 - C1) Q= C0 C2 Thông thờng muối ăn là chất sẵn có trong nớc nên đồng thời cũng đợc sử dụng nh chất chỉ thị 4 .5. 4 Định hớng quản lý để sử dụng nguồn nớc mặt Để sử dụng nguồn nớc mặt có hiệu quả thì biện pháp quản lý nguồn nớc mặt trong các hệ thống kênh... trạng thái đất tới, đất bị thoái hoá Nhiệm vụ hàng đầu trong công tác quản lý sử dụng nớc là sử dụng nhiều biện pháp để chống tổn thất nớc trên hệ thống tới và nâng cao hệ số sử dụng nớc 4 .5. 4.1 Biện pháp quản lý nguồn nớc mặt Biện pháp hàng đầu trong nhiệm vụ chống tổn thất, nâng cao hệ số sử dụng nớc trên hệ thống tới là biện pháp quản lý, bao gồm: - Thực hiện dùng nớc có kế hoạch, nâng cao độ chính xác... tu bổ và quản lý tốt các công trình lấy nớc, công trình đo nớc, công trình chống tổn thất, tiến lên hiện đại hoá việc phân phối nớc và đo nớc 93 - Tiến hành tổ chức tới luân phiên một cách hợp lý để tạo điều kiện thuận lợi cho việc lấy nớc và giảm tổn thất nớc - Cải tiến kỹ thuật tới, dùng các phơng pháp tới hiện đại để hạn chế tổn thất nớc - Sử dụng công thức tới hợp lý để hạn chế tổn thất 4 .5. 4.2 Biện... đạc một số đặc trng nh: mực nớc, lu lợng và tổng lợng nớc đã chảy qua các kênh mơng Đó là một số chỉ tiêu thông dụng trong công tác quản lý nớc liên quan đến sử dụng đất Sau đây trình bày một số phơng pháp có thể đo đạc trực tiếp để có số liệu sử dụng cho công tác quản lý nớc a) Phơng pháp vận tốc và diện tích Phơng pháp vận tốc và diện tích là phơng pháp xác định dòng chảy trong ống hoặc trong kênh... chiếm phần chủ yếu, bởi vì chiều dài của các kênh này rất lớn và chế độ làm việc của các kênh này thờng bị gián đoạn nhiều hơn so với kênh chính Tổn thất nớc trên hệ thống kênh mơng tới có nhiều tác hại nh sau: - Tổn thất nớc có thể làm giảm diện tích đất đợc tới - Tổn thất nớc lớn có thể làm tăng khối lợng đất xây kênh mơng - Tổn thất nớc lớn sẽ làm tăng chi phí quản lý, giảm hiệu ích công trình, ... Dethride b) Lợi dụng cầu máng dẫn nớc để đo lu lợng Các công trình thuỷ nông nh cầu máng (bậc nớc, xi phông) ở trên hệ thống không có tác dụng khống chế lu lợng, nhng lu lợng chảy qua công trình phụ thuộc vào mặt cắt và mực nớc thợng lu, hạ lu của công trình, vì vậy nếu đo đạc đợc những trị số này có thể tính toán đợc lu lợng chảy qua công trình Với những cầu máng mặt cắt tơng đối ổn định và đều, không... trong các hệ thống kênh mơng tới nhằm giảm tổn thất nớc là rất quan trọng Trong nhiều hệ thống tới sử dụng kênh đất, lợng nớc tổn thất có thể lên tới 50 % lợng nớc lấy vào công trình đầu mối Nếu tổ chức tới tốt, các công trình thuỷ công làm việc tốt thì thành phần chủ yếu của lợng nớc tổn thất trên hệ thống là lợng nớc tổn thất do ngấm ở lòng kênh, còn lợng nớc tổn thất do ngấm đứng ở mặt ruộng và bốc hơi... đất sét 60 - 65% , sỏi sạn hay xỉ than 35 - 40% Chiều dày tầng chống thấm vào khoảng 10 - 15cm Tổn thất nớc trong trờng hợp này có thể giảm xuống 60 - 70% Với kênh có bọc lót đất sét, tốc độ nớc trong kênh không nên vợt quá 0,7 0,8m/s Có thể chỉ tráng lòng kênh bằng một lớp đất sét mỏng để chống thấm, nhng tác dụng của biện pháp này không lớn (chỉ giảm tổn thất khoảng 60%) và tuổi thọ công trình 1 - 2... đang phát triển mạnh 4 .5. 4.4 Phơng pháp phân tích lựa chọn biện pháp phòng chống thấm Để quản lý nớc tốt, cần chọn biện pháp phòng thấm thích hợp dựa vào mục đích và yêu cầu của công tác phòng chống thấm, chọn một số biện pháp phòng chống thấm khả thi, sau đó căn cứ vào kết quả phân tích kinh tế để xác định phơng án tốt nhất Phòng chống thấm để giảm nhỏ lu lợng lấy vào công trình đầu mối, nghĩa là . 4.8. Mạng lới đo nớc trên hệ thống 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 Sôn g 1 2 3 3 Kênh chính Kênh tiêu 1 - Trạm đo nguồn nớc; 2 - Trạm đo nớc đầu kênh;. thời cũng đợc sử dụng nh chất chỉ thị. 4 .5. 4. Định hớng quản lý để sử dụng nguồn nớc mặt Để sử dụng nguồn nớc mặt có hiệu quả thì biện pháp quản lý nguồn nớc mặt trong các hệ thống kênh mơng. quá trình này. 83 4 .5. Định hớng khai thác sử dụng nguồn nớc mặt Nguồn nớc mặt phục vụ cho nhiều ngành sử dụng nớc khác nhau và muốn sử dụng đợc nguồn nớc này phải có công trình lấy nớc từ nguồn