Luận văn Ths NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN CỬA VAN CỐNG XUÂN HÒA ĐỂ TĂNG CƯỜNG NƯỚC TƯỚI CHO DỰ ÁN THỦY LỢI GÒ CÔNG TỈNH TIỀN GIANG

Hướng nghiên cứu cải tiến kết cấu cửa van tự động cống Xuân Hòa có thể đóng mở cưỡng bức khi cần thiết để ngăn triều, lấy nước ngọt, tạo điều kiện thuận tiện và chủ động hơn trong công tác quản lý vận hành và khai thác, góp phần nâng cao hiệu quả công trình là một nhiệm vụ cần thiết. Đây là đề tài nghiên cứu cơ bản và có tính cấp thiết. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học nhằm phục vụ thiết kế cải tiến cho các công trình cống nói chung ở khu vực ngọt hóa Gò Công, tiến đến mở rộng ra cho các cống ở ĐBSCL có điều kiện tương tự.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI DƯƠNG XUÂN MẪN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN CỬA VAN CỐNG XUÂN HÒA ĐỂ TĂNG CƯỜNG NƯỚC TƯỚI CHO DỰ ÁN THỦY LỢI GÒ CÔNG TỈNH TIỀN GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI DƯƠNG XUÂN MẪN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN CỬA VAN CỐNG XUÂN HÒA ĐỂ TĂNG CƯỜNG LẤY NƯỚC TƯỚI CHO DỰ ÁN THỦY LỢI GÒ CÔNG, TỈNH TIỀN GIANG Chuyên ngành: Công trình Thủy Mã số: 60- 58- 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Công Vấn TP. Hồ Chí Minh - 2013 1 MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU 9 1. Tên đề tài 9 2. Tính cấp thiết của đề tài 9 3. Mục đích của đề tài và Phạm vi nghiên cứu 10 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 10 PHẦN II: NỘI DUNG LUẬN VĂN 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 12 1.1 Tổng quan về kết cấu cửa van các công trình ngăn triều trên thế giới [5] 12 1.2 Tổng quan về kết cấu cửa van cống vùng triều ở ĐBSCL 23 Một số cấu tạo cơ bản: 26 Nguyên lý làm việc: 28 1.3 Kết luận chương 28 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÙNG NGỌT HÓA GÒ CÔNG 30 2.1. Đặc điểm tự nhiên [1] 30 2.2 Đặc điểm dân sinh kinh tế xã hội 37 2.3 Thống kê tình hình thủy lợi khu vực nghiên cứu 38 2.4 Hiệu quả của dự án 42 2.5 Những vấn đề đặt ra tại khu vực nghiên cứu 43 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CỬA VAN TỰ ĐỘNG CỐNG XUÂN HÒA 47 3.1. Quy mô và phương thức vận hành của cửa van cống Xuân Hòa hiện nay 47 3.2 Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp cải tiến kết cấu cửa van cống Xuân Hòa hiện nay 50 3.3 Thiết kế sơ bộ cửa con 64 3.4 Đánh giá hiệu quả 75 3.5 Ứng dụng công nghệ quan trắc tự động nhằm hiện đại hóa trong công tác quản lý, vận hành công trình 78 3.6 Tổng kết chương 82 1. KẾT LUẬN 84 2. KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 2 3 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 – Cửa van công trình Maeslant (Hà Lan) 13 Hình 1.2 – Cửa van công trình St.Peterburg 14 14 14 Hình 1.3 – Mặt cắt thiết kế của công trình St.Peterburg 14 Hình 1.4 – Cửa van lưỡi trai tại công trình ngăn sông Rhine, Hà Lan [5] 15 16 Hình 1.5 – Công trình ngăn sông Aji, Nhật Bản 16 Hình 1.6 – Công trình ngăn triều Hartelkanal [11] 17 Hình 1.7 – Cửa van phẳng kéo đứng tại cống Kamihirai – Nhật Bản 17 Hình 1.8 – Cửa van cung 18 Hình 1.9 Cửa van cung tại công trình Fox Point – USA [11] 19 Hình 1.10: Cửa trụ xoay và chu trình hoạt động tại công trình sông Thames - Anh 21 Hình 1.11 – Công trình ngăn sông Ems, Đức 22 Hình 1.12 – Công trình cống ngăn mặn Ninh Quới ứng dụng cửa Clape [4] 23 Hình 1.13: Âu thuyền Tắc Thủ (Cà Mau) sử dụng kết cấu cửa chữ Nhân 24 25 Hình 1.14 – Công trình cống ngăn mặn Ba Lai (Bến Tre) 25 Hình 1.15 – Cống Láng Thé, dự án Nam Măng Thít, Trà Vinh 26 Hình 1.16 Sơ đồ cửa với chốt cửa của Nhà máy 276 (Trần Tuấn Bửu) 27 Hình 1.17 Sơ đồ bố trí cửa van phụ trên cửa van chính (Trương Đình Dụ) 28 Hình 2.1: Bản đồ hệ thống thủy lợi Gò Công, Tiền Giang [7] 31 4 Hình 2.2: Tuyến đê biển Gò Công 39 Hình 2.3: Hình ảnh thiếu nước tưới tại Gò Công 44 Hình 2.4: Bơm chuyền tại kênh Chợ Gạo ngày 12/3/2013 45 47 Hình 3.1: Chính diện cống Xuân Hòa (Nhìn từ phía sông) 47 Hình 3.2: Chi tiết cửa van tự động cống Xuân Hòa 48 Hình 3.3: Sơ họa mô phỏng quá trình mở cửa lấy nước mùa khô 49 Hình 3.4: Sơ họa mô phỏng quá trình mở cửa tiêu úng mùa mưa 50 Hình 3.5: Dòng chảy qua lỗ 52 Hình 3.6: Sơ đồ tính thể hiện khả năng lấy nước bổ sung của cống Xuân Hòa 54 Hình 3.7: Biểu đồ mực nước và độ mặn thực đo tháng 2/2013 tại cống Xuân Hòa.55 55 Hình 3.8: Biểu đồ mực nước và độ mặn thực đo tháng 3/2013 tại cống Xuân Hòa.55 Hình 3.9: Biểu đồ mực nước và độ mặn thực đo tháng 4/2013 tại cống Xuân Hòa.55 Hình 3.10: Cửa A1 cống Xuân Hòa đang vận hành lấy nước ngày 07/4/2013 56 Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ MNĐ~MNS~S ngày 01/3/2013 57 Hình 3.12: Khả năng lấy nước bổ sung ngày 01/3/2013 58 Hình 3.13: Vị trí bố trí cửa con trên cửa mẹ 63 Hình 3.14: Sơ đồ hoạt động của cửa cải tiến 64 Hình 3.15: Sơ đồ kết cấu cửa van mẹ sau khi cải tiến 66 Hình 3.16: Sơ đồ áp lực nước phía đồng 67 Hình 3.17: Sơ đồ áp lực nước phía sông 67 Hình 3.18: Nội lực max cửa van mẹ 67 Hình 3.19: Lực cắt trên dầm cửa mẹ 68 5 Hình 3.20: Moment trên dầm cửa mẹ 68 Hình 3.21: Phản lực tại cụm cối trên 68 Hình 3.22: Phản lực tại cụm cối dưới 68 Hình 3.23: Sơ đồ xác định tổng áp lực nước 71 71 Hình 3.24: Sơ đồ xác định áp lực nước tác dụng lên cửa nhỏ 71 72 Hình 3.25: Sơ đồ xác định áp lực nước tác dụng lên cửa nhỏ 72 Hình 3.26: Sơ đồ tính dầm phụ 74 6 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Nhiệt độ, độ ẩm không khí và bốc hơi bình quân hàng tháng 32 Bảng2.2: Lượng mưa (mm) bình quân các tháng trong năm 34 Bảng2.3: Danh sách các trạm thủy văn tỉnh Tiền Giang và vùng phụ cận 35 Bảng2.4: Sự biến đổi mặn tại cống Xuân Hoà qua năm 2012 – 2013 36 Bảng 2.5: Các kênh trục chính trong hệ thống 40 Bảng 2.6: Các cống chính trong hệ thống 40 Bảng 3.1: Thời gian cống Xuân Hòa đóng ngăn mặn năm 2013 54 STT 54 Tháng 54 Ngày đóng 54 Ngày mở 54 Số ngày 54 1 54 1 54 0 54 2 54 2 54 24/2/2013 54 28/2/2013 54 4 54 3 54 3 54 01/3/2013 54 7 06/3/2013 54 5 54 4 54 10/3/2013 54 12/3/2013 54 2 54 5 54 24/3/2013 54 31/3/2013 54 7 54 6 54 4 54 01/4/2013 54 05/4/2013 54 4 54 7 54 09/4/2013 54 30/4/2013 54 21 54 Tổng cộng 55 43 55 55 55 [...]... trình để có thể vận hành gạn triều lấy thêm nước ngọt, tăng cường khả năng lấy nước tưới cho dự án ngọt hóa Gò Công tỉnh Tiền Giang 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn tại vị trí cống Xuân Hòa thuộc dự án Ngọt hóa hệ thống thủy lợi Gò Công, tỉnh Tiền Giang Các số liệu phục vụ tính toán được lấy từ số liệu quan trắc thực tế trong mùa khô năm 2012 – 2013 trước và sau cống Xuân Hòa. .. 3.12: Lợi nhuận thực thu được qua các năm của việc cải tiến cửa van 76 Bảng 3.13 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế ( NPW và B/C) .77 Bảng 3.14: Trạm quan trắc tự động và thông số đo 80 9 PHẦN I: MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài Nghiên cứu cải tiến cửa van cống Xuân Hòa để tăng cường lấy nước tưới cho dự án thủy lợi Gò Công, tỉnh Tiền Giang 2 Tính cấp thiết của đề tài Vùng ngọt hoá Gò Công nằm phía Đông tỉnh. .. bình thường Khi cửa van chính tự động mở ra, sự lệch trục cửa van chính tạo ra sự lệch trục dây chuyền đến cửa van phụ làm cho cửa van phụ tự động mở ra phía dòng chảy để nhận một áp lực tăng thêm Pcp, áp lực này có tác dụng tạo thêm mô men quay làm cho độ mở cửa van tăng lên 1.3 Kết luận chương Một số loại cửa van như: cửa van cổng, cửa van cung, cửa van trụ xoay… trên thế giới đã nghiên cứu và ứng dụng... vùng dự án Ngọt hóa Gò Công;  Phương pháp mô hình mô phỏng (mô hình toán, thống kê, dự báo): Sử dụng phần mềm tính toán khả năng lấy nước, kết cấu cửa van cho vùng dự án Ngọt hóa Gò Công 12 PHẦN II: NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về kết cấu cửa van các công trình ngăn triều trên thế giới [5] Trong công trình ngăn triều ở nước ngoài, đã có rất nhiều các nghiên cứu về loại hình cửa. .. kế cải tiến cho cá c công trì nh cố ng nói chung ở khu vự c ngọt hóa Gò Công, tiến đến mở rộng ra cho các cống ở ĐBSCL có điều kiện tương tự 3 Mục đích của đề tài và Phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục đích: Trên cơ sở nghiên cứu quá trình thay đổi chất lượng nước, độ mặn tại cống Xuân Hòa, tính toán nhu cầu và khả năng lấy nước tưới bổ sung, đề xuất giải pháp cải tiến cửa van tự động hiện nay tại công. .. canh tác Trong đó cống Láng Thé trưc tiếp ngăn mặn, tạo nguồn cho 26.650 ha, tiêu úng cho 31.140ha và cấp nước sinh hoạt cho nhân dân các huyện Càng Long và thành phố Trà Vinh 26 Hình 1.15 – Cống Láng Thé, dự án Nam Măng Thít, Trà Vinh 1.2.4 Các nghiên cứu đã có về cửa van cống vùng triều [10] Ở trong nước, cửa van cánh cửa được nghiên cứu từ sau năm 1980, bởi Viện Khoa học Thủy lợi (Trương Đình Dụ... pháp xây dựng kết cấu cửa van cống ngăn triều ở trong và ngoài nước 11  Tiếp cận hệ thống (từ tổng thể đến chi tiết): Xem xét cống Xuân Hòa trong tổng thể vùng dự án Ngọt hóa Gò Công  Tiếp cận thực tiễn vùng nghiên cứu: Khả năng lấy nước trong mùa khô, phương pháp vận hành cống Xuân Hòa  Tiếp cận đa mục tiêu và nguyên lý phát triển bền vững: Giải pháp cải tiến cửa van cống Xuân Hòa được xem xét theo... khi có dự án và đời sống nhân dân vùng dự án ngày càng được nâng cao Hiệu quả của dự án đã được Bộ Nông Nghiệp & PTNT và UBND tỉnh Tiền Giang đánh giá công nhận tại Hội nghị sơ kết dự án do Bộ Nông Nghiệp & PTNT chủ trì tổ chức tại Tiền Giang năm 2004 2.1.1 Vị trí địa lý Vùng dự án ngọt hoá Gò Công nằm phía Đông tỉnh Tiền Giang Đây là vùng tưới tiêu chịu ảnh hưởng của triều biển Đông với chế độ bán nhật... 480.000 người Vùng dự án bao gồm diện tích huyện Gò Công Tây, Gò Công Đông, thị xã Gò Công và một phần diện tích của huyện Chợ Gạo Dự án đã được nghiên cứu từ những năm đầu của thập niên 70 với tên là Dự án Tiền Phong do Hàn Quốc thực hiện, từ tài trợ của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) Sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng việc nghiên cứu lập dự án do Công Ty Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi II thực hiện... ngăn nước mặn xâm nhập, dẫn ngọt tưới cho toàn khu vực, cải thiện tiêu úng xổ phèn kết hợp cung cấp nước sinh hoạt và cải tạo môi trường, dự án ngọt hóa Gò Công đã được đầu tư xây dựng nhằm giải quyết nhiệm vụ ngăn mặn, tiêu úng và tạo nguồn ngọt Dự án đã xây dựng trên 69 cống có khẩu độ từ 1,5 m trở lên với kết cấu cửa van phẳng tự động đóng mở theo triều Trong đó cống Xuân Hòa là công trình lấy nước . Neva. 14 Hình 1.2 – Cửa van công trình St.Peterburg Hình 1.3 – Mặt cắt thiết kế của công trình St.Peterburg 15 1.1.2 Cửa van lưỡi trai (Visor gates) Cửa van lưỡi trai là loại cửa van có hình dạng bán. ẢNH Hình 1.1 – Cửa van công trình Maeslant (Hà Lan) 13 Hình 1.2 – Cửa van công trình St.Peterburg 14 14 14 Hình 1.3 – Mặt cắt thiết kế của công trình St.Peterburg 14 Hình 1.4 – Cửa van lưỡi trai. trình ngăn triều Hartelkanal [11] 17 Hình 1.7 – Cửa van phẳng kéo đứng tại cống Kamihirai – Nhật Bản 17 Hình 1.8 – Cửa van cung 18 Hình 1.9 Cửa van cung tại công trình Fox Point – USA [11] 19 Hình