đồ án kỹ thuật cấp thoát nước Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới Đan Hoài – Hà Tây

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 1- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước MỞ ĐẦU Nước là cơ sở, yếu tố quyết định sự sinh tồn của mọi sinh vật trên trái đất. Trong lĩnh vực nông nghiệp nước giữ một vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Nhân dân ta cú cõu: “ Nhất nước, nhỡ phõn, tam cần, tứ giống ” quả thực là không sai. Nhiều nước quá thì sinh ra lũ lụt, ít nước quá thì gây ra hạn hán làm giảm năng suất cây trồng, thậm chí cũn gõy mất mùa ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế - xã hội. Nhiệm vụ của ngành thuỷ lợi là điều hoà nước một cách hợp lý để tăng năng suất cây trồng, góp phần tích cực vào việc cải tạo đất, bảo vệ môi trường sinh thái. Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa. Thiên nhiên khá ưu đãi với các sinh vật và thực thể. Tuy nhiên do đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa là nóng ẩm, lượng mưa phân bố không đều theo từng vùng, từng mùa riêng biệt. Miền Bắc nước ta mùa khô thường bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. Trong khoảng thời gian này lượng mưa rất ít không đáng kể cho nên ảnh hưởng rất nhiều đến các ngành sản xuất kinh tế nhất là nông nghiệp, hiện tượng này gây hậu quả xấu đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng. Huyện Hoài Đức – Đan Phượng nằm ở đồng bằng Bắc Bộ, do vậy chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Lượng mưa trong năm phân phối không đều nhất là mùa khô, nạn hạn hán kéo dài và xảy ra thường xuyên không đủ nước cung cấp cho cây trồng. Do đó nhiệm vụ đặt ra cho vùng này là phải nâng cấp hoàn chỉnh hệ thống công trình Thuỷ Lợi để đảm bảo nạn hạn hán không xảy ra, ảnh hưởng xấu tới đời sống dân sinh kinh tế. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 2- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước Được sự nhất trí của Trường Đại Học Thuỷ Lợi, Khoa Tại Chức, Khoa Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước, Bộ môn Trạm Bơm cùng thầy giáo - thạc sỹ Lưu Văn Quân, em được nhận đề tài: “ Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới Đan Hoài – Hà Tây ”. Trạm bơm này đảm nhận tưới cho cỏc xó thuộc hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng và một phần của huyện Từ Liêm – Hà Nội. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 3- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước MỤC LỤC. PHẦN I 3 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 3 PHẦN II 19 HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH 19 KẾT LUẬN 30 PHẦN III 31 PHẦN IV 100 PHẦN V 133 KẾT LUẬN 149 PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG  I.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG I.1.1. Vị trí địa lý Hệ thống thủy nông Đan Hoài là hệ thống tưới và tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp của hai huyện Đan Phượng - Hoài Đức và hai xã thuộc huyện Từ Liêm - Hà Nội. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 4- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước I.1.1.1. Hệ thống tọa độ - Vĩ độ Bắc: Từ 20 0 57' 30" đến 21 0 08' 30" - Kinh độ Đông: Từ 105 0 37' 30" đến 105 0 45' 00" I.1.1.2. Giới hạn của hệ thống - Phía Bắc: Giỏp sụng Hồng (Địa giới tỉnh Vĩnh phúc) - Phớa Nam: Giáp sông đào La Khê (Địa giới thành phố Hà Đông) - Phía Đông: Giáp đường 70 (Địa giới huyện Từ Liêm thành phố Hà Nội) - Phía Tây: Giỏp sụng Đáy (Địa giới huyện Phúc Thọ tỉnh Hà Tây) I.1.1.3. Diện tích của hệ thống Bảng: 1-1: Bảng thống kê phân bố diện tích của hai huyện Chỉ tiêu Tổng diện tích Đan phượng ( ha ) Hoài đức Ghi chú Diện tích tự nhiên 15.967 7.718 8.249 Trừ xã Dương Nội DT tự nhiên trong hệ thống 14.012 6.712 7.300 QH HT 1995 DT canh tác trong hệ thống 5.982 2.410 3.482 Từ Liêm 90 ha DT canh tác năm 2005 9.335,57 3.900,46 5.435,11 Thống kê huyện DT canh tác năm 2006 8.914,31 3814,31 5.100,00 Thống kê huyện Theo thiết kế quy hoạch năm 1972 diện tích canh tác là 9.200 và hiện tại là 7.500 ha (số liệu hợp đồng tưới của công ty KTCTTL Đan hoài với các hộ dùng nước). I.1.1.4. Vị trí công trình đầu mối - Trạm bơm tưới Đan Hoài, trên sông Hồng, thuộc địa phận xó Liờn Hà huyện Đan Phượng, xây dựng năm 1961. - Cống lấy nước phù sa Bá Giang, trên sông Hồng, thuộc địa phận xã Hồng Hà huyện Đan Phượng, xây dựng năm 1992. - Công trình đầu mối tiêu: Bao gồm cống Cầu Đìa (huyện Từ Liêm), cống Cầu Sa (huyện Hoài Đức), cống Hà Đông trên sông Nhuệ, cống Thống nhất, cống Lại Dụ và cống Yên Nghĩa trờn đờ Tả Đáy. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 5- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước I.1.2. Đặc điểm địa hình Hệ thống thủy nông Đan Hoài nằm trong phạm vi khép kín của 4 con sông là sông Hồng, sụng Đỏy, sụng Nhuệ và kênh đào La Khê. Cỏc đờ sụng Hồng và sụng Đỏy phân chia địa hình làm hai phần: I.1.2.1 Phần đất từ đê ra sông là vựng bói - Vùng bói sụng Hồng là bãi cát già ít canh tác, không thuộc phạm vi hệ thống - Vùng bói sụng Đáy là đất canh tác màu và lúa Địa hình bằng phẳng, thấp dần theo hướng Bắc - Nam có cao độ từ +10,80 (m) đến +7,80 (m). I.1.2.2. Phần đất từ sông vào trong đồng Là vùng chủ yếu trồng lúa, độ dốc từ đờ sụng Hồng, sụng Đỏy về phía sông Nhuệ, sông La Khê. Hướng dốc chính theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Bảng 1-2: Phân bố cao độ trong khu vực TT Bậc cao độ Diện tích tự nhiên (ha) Tỷ lệ (%) 1 Từ +10 đến +12 1.078 7,69 2 Từ +9 đến +10 634 4,53 3 Từ +8 đến +9 1.000 7,14 4 Từ +7 đến +8 1.300 9,28 5 Từ +6 đến +7 3.500 24,97 6 Từ +5 đến +6 4.000 28,54 7 Từ +4 đến +5 1.000 7,14 8 đến +4 1.500 10,7 Tổng cộng 14.012 100 I.1.3. Đất đai thổ nhưỡng Hệ thống thủy nông Đan Hoài được bồi đắp do phù sa sông Hồng, đã khai phá lâu năm, đất đai chủ yếu là đất thịt nhẹ, thịt pha cát, thịt pha sét và cát non. Vùng quy hoạch có hai miền đất rõ rệt: + Phần ngoài đê: là bói sụng, chất đất là bồi tớch cỏt pha thịt nhẹ. Đặc điểm: độ thấm mất nước lớn, pH = 5,5 - 6,5. Đất canh tác chủ yếu là trồng rau, ngô, khoai, mía và một số ít trồng lúa. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 6- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước + Phần trong đồng: là đất phù sa đã được canh tác lâu đời, đại bộ phận là đất thịt, thịt pha cát, thịt pha cát vừa. + Đồng cao, đồng vàn pH = 6 - 7. + Đồng trũng pH ≤ 6. Hiện nay vùng đất này chủ yếu trồng lúa hai vụ và trồng cây vụ đông, còn lại một số ít diện tích chuyên màu. I.1.4. Điều kiện khí tượng - Trạm khí tượng: Trạm Hà Nội, Trạm Hà Đông, Trạm Sơn Tây và Trạm Thạch Thất… - Nhiệt độ không khí: Theo tài liệu quan trắc nhiều năm thì nhiệt độ trung bình nhiều năm khu vực Đan Hoài là 23,3 0 C. Mùa Đông nhiệt độ trung bình 20 0 C, thấp nhất khoảng 4,5 0 C. Mùa Hè nhiệt độ trung bình 28 0 C, cao nhất 41 0 C. Bảng 1-3: Nhiệt độ trung bình tháng, năm: Đơn vị: ( 0 C) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm TB 15,9 17,1 20,1 23,7 27,1 28,6 28,8 28,2 27,1 24,6 21,1 17,6 23,3 - Độ ẩm không khí: Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm 84%. Những tháng mùa Xuân là thời kỳ ẩm ướt nhất trong năm, độ ẩm trung bình tháng đạt 85%. Cỏc thỏng cuối mùa Thu và đầu mùa Đông là thời kỳ khô hanh, độ ẩm trung bình xuống dưới 80%, thấp nhất 60%. Bảng 1-4: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm: Đơn vị: (%) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm TB 83 85 87 87 84 83 85 83 85 83 81 81 84 - Bốc hơi: Lượng bốc hơi bình quân nhiều năm là 816,1 (mm). Các tháng đầu mùa mưa (từ tháng V đến tháng VII) là cỏc thỏng cú lượng bốc hơi lớn, tháng lớn nhất 87,6 Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 7- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước (mm). Các tháng mùa Xuân là cỏc thỏng cú lượng bốc hơi nhỏ, tháng nhỏ nhất 50,9 (mm). Bảng 1-5: Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm: Đơn vị: (%) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm TB 57,1 50,9 55,2 60,9 84,8 83,6 87,5 68,5 65,4 72,0 66, 3 63, 9 816,1 - Nắng: Số giờ nắng trung bình nhiều năm 1617 giờ. Cỏc thỏng mùa Hè từ tháng V đến tháng X là cỏc tháng nắng nhất trong năm (khoảng 160 ÷ 200 giờ). Tháng II, III là cỏc thỏng ớt nắng (khoảng 50 giờ). Bảng 1-6: Số giờ nắng trung bình tháng, năm: Đơn vị: (h) Tháng I II II I IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm TB 74,6 50,5 55 93,9 188,6 169,7 200 179,3 183,2 167,6 136,7 118,9 1617 - Gió bão: Trong khu vực có hai hướng gió thịnh hành: + Mùa Hè (từ tháng V đến tháng X) là gió Đông Nam. Trong đó cỏc tháng VI ,VII, VIII thường có mưa bão. Tốc độ gió lớn nhất đạt 34 (m/s). + Mùa Đông (từ tháng XI đến tháng IV) thường có gió Đông Bắc. Mạnh nhất vào cỏc thỏng XI, XII, kéo dài từng đợt 3 đến 7 ngày, trời hanh khô. Tốc độ gió trung bình là 1,8 (m). Bảng 1-7: Tốc độ gió trung bình tháng, năm: Đơn vị: (m/s) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm TB 1,8 2,1 2,2 2,2 2,0 1,8 1,9 1,6 1,6 1,5 1,5 1,6 1,8 Hệ thống nằm sâu trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, ảnh hưởng của các cơn bão không có sức gió mạnh, mà chủ yếu chịu ảnh hưởng mưa lớn, gõy ỳng lụt. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 8- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước - Mưa: Trong vùng lượng mưa trung bình từ 1600 1700 (mm) và biến đổi tương đối đều. Theo số liệu thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm trong vùng như sau: Tại trạm Sơn Tây mưa trung bình nhiều năm là 1762,6 (mm). Tại trạm Thạch Thất là 1696,6 (mm). Số ngày mưa trong năm khoảng 130 140 ngày. Từ tháng VI đến tháng IX là những thỏng cú lượng mưa lớn nhất trong năm. Lượng mưa một ngày lớn nhất tại Sơn Tây là 508 (mm) (14/VII/1971) Bảng 1-8: Lượng mưa trung bình tháng, năm: Đơn vị: (mm) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Sơn Tây 22,4 22,5 42,4 97,2 209,2 266,8 315,4 282,7 225,1 160,6 61 17,4 1762,6 Thạch Thất 16,1 18 37,2 101,9 199,3 283 291,5 275 233,4 166,2 60,3 14,2 1696 I.1.5. Điều kiện thủy văn Vùng quy hoạch có đặc điểm khí tượng thủy văn là khí hậu nhiệt đới gió mùa chung của vùng đồng bằng Bắc Bộ và riêng khu vực Hà nội. Vị trí hệ thống nằm giữa phạm vi ba trạm quan trắc Hà Nội, Hà Đông và Sơn Tây. Qua nhiều năm theo dõi đối chiếu thực đo tại hệ thống, phù hợp nhất là tài liệu của trạm Hà Nội. I.1.5.1. Đặc điểm khí hậu Đặc điểm khí hậu thủy văn vùng quy hoạch chia làm hai mựa khỏ rõ rệt: - Mùa khô: Từ 25/11 đến 25/4. Nhiệt độ từ 10 0 C đến 25 0 C. Nắng ít, lượng mưa ít, chủ yếu mưa do gió mùa Đông Bắc. - Mùa mưa: Từ 25/4 đến 25/11. Nhiệt độ từ 20 0 C đến 34 0 C. Nắng nhiều, mưa nhiều, chủ yếu là mưa rào, mưa lớn, đồng thời với giai đoạn mưa nhiều ở thượng nguồn cỏc sụng và vùng đồng bằng Bắc Bộ. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 9- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước - Các trạm thuỷ văn: Trạm Hà Nội, Trạm Sơn Tây. I.1.5.2. Mạng lưới sông ngòi Do nằm trọn trong phạm vi của 4 con sông, nên hệ thống thủy nông Đan Hoài chịu sự ảnh hưởng trực tiếp và có mối quan hệ mật thiết đến chế độ thủy văn của 4 con sông là: sông Hồng, sụng Đỏy, sụng Nhuệ, kênh đào La Khê. • Sông Hồng: Là con sông lớn nhất miền Bắc, sông có nhiều phù sa, lưu lượng bình quân tháng trung bình nhiều năm tại Sơn Tây đạt khoảng 3.500 (m 3 /s), tại Hà nội đạt 2.710 (m 3 /s), và là nguồn cung cấp nước chính của hệ thống. Đặc điểm thủy văn chia làm hai mùa rõ rệt: - Mùa lũ bắt đầu từ tháng V đến tháng X. Đỉnh lũ hàng năm xuất hiện vào cỏc thỏng VII, VIII. Lưu lượng trung bình cỏc thỏng mùa lũ đạt tới 8.000 (m 3 /s) đến 10.000 (m 3 /s). - Mùa kiệt từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Mực nước sông trong cỏc thỏng II, III thường xuyên xuống đến mức thấp nhất, và từ sau khi có hồ chứa nước nhà máy thủy điện Hòa Bình, có chịu ảnh hưởng của điều tiết nước hồ. Lưu lượng trung bình mùa kiệt từ 800 ÷ 900 (m 3 /s). Năm 2005 được đánh giá là năm hạn nhất thì mực nước thấp nhất tại trạm thủy văn Hà Nội ngày 13/02/2005 là +1,75 (m), ngày 8/03/2005 là +1,58 (m) tương đương với mực nước tại Cống số 1 Trạm bơm Đan Hoài là +2,90 (m), tại bể hút là +2,70 (m). Đặc biệt ngày 23/02/2007 mực nước tại cống số 1 xuống đến +2,30 (m), trạm bơm Đan Hoài chỉ bơm được 1 máy (tương đương 20% công suất). Với cao độ ruộng đất của hệ thống từ +4,50 (m) +10,80 (m), ở giới hạn mực nước nhất định nguồn khai thác nước tưới từ sông Hồng trừ mùa lũ có khả năng lấy nước tự chảy, còn chủ yếu phải là tưới bằng động lực. Do vậy trong nhiệm vụ thiết kế năm 1961, xây dựng trạm bơm Đan Hoài là công trình đầu mối tưới và sau đó năm 1992 mới bổ sung làm cống tự chảy phù sa Bá Giang. Bảng 1-9: Mực nước sông Hồng tại cống số 1 (Sau khi có hồ Hòa Bình) TT Năm MN min (m) MN max (m) MN báo động Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 10- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước Ngày tháng Mực nước Ngày tháng Mực nước 1 1990 30/1 4,15 31/7 13,10 III 2 1991 04/5 3,90 16/8 12,67 III 3 1992 07/5 4,00 27/7 12,80 III 4 1993 3-4/1 4,30 26/8 10,95 III 5 1994 16/4 4,40 19/7 11,95 III 6 1995 04/2 4,75 19/8 12,95 III 7 1996 22/2 3,80 21/8 13,70 III 8 1997 11/2 4,20 24/7 12,38 III 9 1998 31/1 3,80 13/7 12,25 III 10 1999 4-5/1 3,50 04/9 12,35 III 11 2000 27/2 4,20 26/7 12,59 III 12 2001 30/1&19/2 3,80 04/8 12,50 III 13 2002 18-21/2 4,00 18/8 13,20 III 14 2003 03/2 3,70 29/7 10,40 III 15 2004 31/3-2/4 3,20 24/7 12,05 III 16 2005 08/3 2,90 14/8 10,65 III 17 2006 3&4/2 2,60 21/7 11,15 III 18 2007 23/2 2,30 - - Bơm 1-2 máy Từ tài liệu đo mực nước hơn 30 năm trên sông Hồng tại vị trí trạm bơm Đan Hoài ta thấy mực nước thấp nhất ngoài sông vẫn thoả mãn yêu cầu làm việc của trạm bơm theo điều kiện thiết kế tại bể hút là +3,05 (m). Riêng năm 2005 là năm kiệt nhất cho thấy mực nước ngày 8 tháng 3 tại bể hút trạm bơm là 2,7 (m) thấp hơn mực nước thiết kế 35 (cm). Bảng 1-10: Mực nước báo động trên sông Hồng Vị trí Báo động I (m) Báo động II ( m ) Báo động III ( m ) Ứng với NM tại Hà Nội (13,4m) Sơn Tây 12,40 13,40 14,40 15,97 Đan Hoài 10,70 11,70 12,70 14,46 Hà Nội 9,50 10,50 11,50 13,4 • Sụng Đáy: Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N [...]... nghip k s -Trang 34- Ngnh k thut ti nguyờn nc Vỡ phi xõy dng trm bm trờn v trớ mi nờn yờu cu chớnh quyn a phng cú gii phỏp n bự t cho nhõn dõn to mt bng thi cụng S b trớ tng th trmbm Phương án 1 1 2 3 4 6 5 7 Phương án 2 1 7 2 3 4 8 5 6 Ghi chỳ: 1 Sng 5 B thỏo 2 Kờnh dn6 Kờnh tho 3 6 Kờnh thỏo B hỳt 7 Cng qua ờ 4 Nh mỏy III.2 XC NH CP CễNG TRèNH V TN SUT THIT K III.2.1 Xỏc nh cp cụng trỡnh Theo TCXDVN . “ Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới Đan Hoài – Hà Tây ”. Trạm bơm này đảm nhận tưới cho cỏc xó thuộc hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng và một phần của huyện Từ Liêm – Hà Nội. Sinh viên: Lê Thị Hà. nước tưới cho một số trạm bơm cục bộ nhỏ như Trạm bơm Yên Sở, Trạm bơm Đắc Sở, Trạm bơm Tiền Yên, Trạm bơm Võn Cụn, Trạm bơm Lại Dụ. Diện tích tưới 366,3 (ha). Trường hợp bình thường mực nước. của huyện Hoài Đức. Sinh viên: Lê Thị Hà Lớp: 38 N Đồ án tốt nghiệp kỹ sư -Trang 15- Ngành kỹ thuật tài nguyên nước - Quốc lộ 32 Hà Nội – Sơn Tây cắt qua hệ thống theo hướng Đông – Tây và gần