LẬP dự án đầu tư xây DỰNG hệ THỐNG tưới BT1

1.3.3.2.Nội dung của đồ án Để đáp ứng được nhiệm vụ trên, nội dung của đồ án “ Lập dự án đầu tư xâydựng hệ thống tưới BT1” gồm những nội dung sau: aTính toán các chỉ tiêu kĩ thuật phục v

MỤC LỤC

PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG 13

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC 13

1.1.Điều kiện tự nhiên của khu vực 13

1.1.1.Vị trí địa lý và địa hình tự nhiên 13

1.1.1.1 Vị trí địa lý 13

1.1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 13

1.1.2.Tình hình khí tượng thủy văn 14

1.1.2.1.Tình hình khí tượng 15

1.1.2.2 Tình hình thủy văn 20

1.1.3.Tình hình địa chất và thổ nhưỡng của khu vực 22

1.1.3.1.Tình hình địa chất 22

1.1.3.2.Tình hình thổ nhưỡng 22

1.2.Tình hình kinh tế xã hội của khu vực 23

1.2.1 Phân khu hành chính và dân cư 23

1.2.1.1 Phân khu hành chính 23

1.2.1.2 Dân cư 24

1.2.2 Hiện trạng kinh tế 24

1.2.2.1 Kinh tế nông nghiệp 24

1.2.2.2 Kinh tế công nghiệp và các ngành kinh tế khác 25

1.2.3 Yêu cầu phát triển kinh tế trước mắt và lâu dài 26

1.2.3.1 Tăng vụ và tăng năng suất cây trồng 26

1.2.3.2 Phát triển nông nghiệp theo hướng hàng hóa 27

1.2.3.3 Phát triển dịch vụ và các ngành kinh tế khác 27

1.3 Hiện trạng thủy lợi của khu vực 28

1.3.1 Hiện trạng phân vùng tưới của khu vực 28

1.3.1.1.Đặc điểm địa hình, địa mạo của từng vùng 28

1.3.1.2.Đặc điểm về nguồn nước 28

1.3.2 Hiện trạng hệ thống tưới trong khu vực 29

1.3.2.1.Công trình đầu mối 29

1.3.2.2.Hệ thống kênh mương dẫn nước 29

1.3.2.3.Các công trình trên hệ thống 30

1.3.2.4.Đánh giá về mức độ hư hỏng và xuống cấp của công trình và kênh mương 30

1.3.2.5.Đánh giá về khả năng tưới của khu vực 31

1.3.3 Kết luận 31

1.3.3.1.Nhiệm vụ của đồ án 32

1.3.3.2.Nội dung của đồ án 32

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT PHỤC VỤ CHO LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ 33

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 33

2.1.Mục đích và nội dung tính toán 33

2.1.1.Mục đích 33

2.1.2 Ý nghĩa 33

2.1.3 Nội dung tính toán 33

2.2.Tính toán mưa tưới thiết kế 34

2.2.1 Chọn trạm tính toán và tần suất thiết kế cho tưới 34

2.2.1.1 Chọn trạm tính toán 34

2.2.1.2 Chọn tần suất thiết kế cho tưới 35

2.2.2 Thời đoạn tính toán và phương pháp tính toán 35

2.2.2.1 Chọn thời đoạn tính toán 35

2.2.2.2 Phương pháp tính toán 35

2.2.3 Tính toán mô hình mưa vụ thiết kế 36

2.2.3.1.Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác xuất 36

2.2.3.2.Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế của vụ chiêm 41

2.2.3.3.Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế của vụ mùa 44

2.2.3.4.Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế của vụ đông 47

2.3.Tính toán mưa 1 ngày max của khu vực 50

2.3.1 Chọn trạm tính toán 50

2.3.2 Xây dựng đường tần suất lý luận của trạm Đại Từ 50

2.3.3 Xác định lượng mưa 1 ngày max ứng với tần suất thiếtkế 51

2.4 Tính toán bốc hơi và bốc hơi chênh lệch khi có hồ 51

2.4.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 51

2.4.1.1 Mục đích 51

2.4.1.2.Ý nghĩa 51

2.4.2 Chọn trạm tính toán 51

2.4.3 Tính toán bốc hơi chênh lệch khi có hồ 52

2.4.3.1.Xác định lượng bốc hơi chênh lệch khi chưa có hồ 52

2.5 Tính toán các đặc trưng khí tượng khác 55

2.5.1 Chọn trạm tính toán 55

2.5.1.1 Nhiệt độ 55

2.5.1.2 Độ ẩm 56

2.5.1.3 Số giờ nắng 56

2.5.1.4 Tốc độ gió 57

2.6 Tính toán các đặc trưng thủy văn 57

2.6.1.Phân tích tài liệu dòng chảy và chọn trạm tính toán 57

2.6.2.Tính toán dòng chảy thường xuyên ứng với tần suất thiết kế 58

2.6.2.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 58

2.6.2.2 Tính toán dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế 59

2.6.3 Tính toán dòng chảy lũ 65

2.6.3.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 65

2.6.3.2 Chọn tần suất và phương pháp tính toán 66

2.6.3.3 Xác định các đặc trưng của lũ 67

2.6.4 Tính toán bùn cát 70

2.6.4.1.Mục đích, ý nghĩa , nội dung tính toán 70

2.6.4.2.Tính toán lưu lượng bùn cát R (kg/s) 70

2.6.4.3.Tính toán bồi lắng hàng năm 71

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN YÊU CẦU NƯỚC CỦA KHU VỰC 73

3.1.Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 73

3.1.1.Mục đích 73

3.1.2 Ý nghĩa 73

3.1.3 Nội dung tính toán 73

3.2.Tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng 73

3.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 73

3.2.1.1 Mục đích 73

3.2.1.2 Ý nghĩa 73

3.2.1.3 Nội dung tính toán 74

3.2.2 Nguyên lý tính toán 74

3.2.3 Các tài liệu cần thiết dùng cho tính toán 74

3.2.3.1 Tài liệu về loại cây trồng và thời vụ 74

3.2.3.2 Các chỉ tiêu cơ lý của đất canh tác 76

3.2.3.3 Tài liệu về khí tượng 76

3.2.4 Tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng ET c 77

3.2.5 Tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm 83

3.2.5.1 Hình thức canh tác và gieo cấy 83

3.2.5.2 Tính toán lượng nước hao 84

3.2.5.3.Tính toán lượng mưa sử dụng trong tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm 88

3.2.5.4 Độ sâu lớp nước ban đầu (h o ) 89

3.2.5.5 Công thức tưới tăng sản 89

3.2.5.6 Xác định chế độ tưới 90

3.2.6 Tính toán chế độ tưới cho lúa mùa 93

3.2.6.1 Hình thức canh tác và gieo cấy 93

3.2.6.2 Tính toán lượng nước hao 94

3.2.6.4 Tính toán lớp nước mặt ruộng cuối ngày vụ mùa 95

3.2.7.1 Mục đích, ý nghĩa và nguyên lý tính toán 98

3.2.8 Tính toán hệ số tưới, giản đồ hệ số tưới cho toàn hệ thống 101

3.2.8.1 Hệ số tưới của hệ thống 101

3.2.8.2 Giản đồ hệ số tưới của hệ thống 102

3.2.8.3 Chọn hệ số tưới thiết kế 103

PHẦN III : ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 105

CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH HỆ THỐNG TƯỚI CHO KHU VỰC 105

4.1.Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 105

4.1.1.Mục đích 105

4.1.2.Ý nghĩa 105

4.1.3.Nội dung tính toán 105

4.2.1.2 Điều kiện địa chất 106

4.2.1.3 Điều kiện về vật liệu xây dựng 107

4.2.1.4 Điều kiện về nguồn nước 108

4.2.1.5 Hiện trạng thủy lợi 110

4.3 Đề xuất các phương án nguồn nước và biện pháp công trình trong khu vực 111

4.3.1 Đề xuất phương án nguồn nước 111

4.3.2 Đề xuất biện pháp công trình trong khu vực 111

4.4 Phân tích và chọn phương án cụm công trình đầu mối 112

4.4.1 Chọn tuyến đập chính 112

4.4.1.1.Nguyên tắc 112

4.4.1.2 Vị trí xây dựng đập 113

4.4.1.3 Hình thức đập 113

4.4.2.Tràn xả lũ 113

4.4.2.1.Vị trí tuyến tràn xả lũ 113

4.4.2.2.Hình thức tràn 114

4.4.3.Cống lấy nước từ hồ chứa 114

4.4.3.1.Vị trí tuyến cống 114

4.4.3.2.Hình thức cống 115

4.4.4.Hệ thống kênh mương và công trình trên kênh 115

4.4.4.1.Nguyên tắc bố trí kênh tưới 115

4.4.4.2.Vị trí tuyến kênh 116

4.4.4 3.Các công trình trên kênh chính 117

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 119

5.1.Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 119

5.2 Tính toán quá trình lưu lượng yêu cầu ở đầu hệ thống 119

5.2.1.Mục đích, ý nghĩa 119

5.2.2 Tài liệu dùng trong tính toán 120

5.2.3 Nội dung tính toán 120

5.2.3.1 Nguyên lý tính toán 120

5.2.3.2 Phương pháp tính toán 121

5.2.4 Tính toán quá trình lưu lượng đầu hệ thống 125

5.3 Tính toán mực nước yêu cầu khống chế tưới tự chảy tại đầu hệ thống 127

5.3.1.Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 127

5.4 Tính toán điều tiết hồ 129

5.4.1.Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 129

5.4.1.1 Mục đích 129

5.4.1.2 Ý nghĩa 129

5.4.1.3 Nội dung tính toán 129

5.4.2 Tính toán mực nước chết và dung tích chết 130

5.4.2.1.Mục đích, ý nghĩa 130

5.4.2.2 Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết và dung tích chết 130

5.4.2.3 Nội dung tính toán 131

5.4.3 Tính toán mực nước dâng bình thường và dung tích hiệu quả 132

5.4.3.1.Mục đích, ý nghĩa 132

5.4.3.2.Nguyên tắc lựa chọn mực nước dâng bình thường và dung tích hiệu quả 133

5.4.3.3 Nội dung tính toán 133

5.4.4 Tính toán điều tiết lũ xác định chiều rộng tràn và chiều cao đỉnh đập 147

5.4.4.1 Khái niệm về dung tích siêu cao, mực nước siêu cao 147

5.4.4.2 Mục đích, ý nghĩa 147

5.4.4.3 Tính toán điều tiết lũ 148

5.4.4.4 Tính cao trình đỉnh đập 154

PHẦN IV: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 161

Chương VI:Thiết kế đập chắn nước 161

6.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 161

6.1.1 Mục đích, ý nghĩa 161

6.1.1.1.Mục đích 161

6.1.1.2.Ý nghĩa 161

6.1.2 Nội dung tính toán 161

6.2 Các tài liệu cơ bản của thiết kế đập 161

6.2.1 Chọn hình thức đập 161

6.2.2 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế 162

6.2.2.1 Cấp công trình: được xác định theo hai điều kiện: 162

6.2.2.2.Các chỉ tiêu thiết kế 162

6.2.3 Các đặc trưng của hồ chứa 163

6.2.4 Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập 163

6.3 Xác định các kích thước cơ bản của đập 163

6.3.1 Đỉnh đập 163

6.3.1.1 Cao trình đỉnh đập 163

6.3.1.2.Bề rộng đỉnh đập 163

6.3.2 Mái đập và cơ 163

6.3.2.1.Mái đập 163

6.3.2.2.Cơ đập 164

6.3.3 Thiết bị chống thấm 164

6.3.4 Thiết bị thoát nước thân đập 164

6.3.4.1.Đoạn lòng sông 164

6.3.4.2.Đoạn trên sườn đồi 165

6.4 Tính toán thấm qua đập và nền 165

6.4.1.Mục đích, nhiệm vụ của việc tính toán thấm và các trường hợp tính toán, các mặt cắt tính toán 165

6.4.1.1.Mục đích, nhiệm vụ của việc tính toán thấm 165

6.4.1.2.Các trường hợp tính toán và các mặt cắt tính toán 165

6.4.2 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 165

6.4.2.1.Sơ đồ mặt cắt thực tế 166

6.4.2.2.Tính toán lưu lượng thấm 166

6.4.2.3.Phương trình đường bão hòa 167

6.4.2.4.Kiểm tra độ bền thấm 167

6.4.3.Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 168

6.4.3.1.Sơ đồ mặt cắt thực tế 168

6.4.3.2.Tính toán lưu lượng thấm 168

6.4.3.3 Phương trình đường bão hòa 169

6.4.3.4.Kiểm tra độ bền thấm 169

6.4.4 Tính tổng lượng thấm qua thân đập 170

6.4.4.1.Mục đích và phương pháp tính toán 170

6.5.Tính toán ổn định của đập đất 171

6.5.1.Mục đích, các trường hợp và mặt cắt tính toán 171

6.5.1.1.Mục đích tính toán 171

6.5.1.2.Các trường hợp tính toán 172

6.5.1.3.Các mặt cắt tính toán 172

6.5.2 Tài liệu tính toán 172

6.5.2.1.Các chỉ tiêu cơ lý 172

6.5.2.2.Nội dung tính toán 173

6.6 Cấu tạo chi tiết các thành phần đập 181

6.6.1.Đỉnh đập 181

6.6.2.Bảo vệ mái đập 181

6.6.2.1.Bảo vệ mái thượng lưu 182

6.6.2.2.Bảo vệ mái hạ lưu 183

6.6.3 Các thiết bị thoát nước của đập đất 183

6.6.3.1.Thoát nước thân đập 183

6.6.3.2.Thoát nước mái đập 185

PHẦN V: TÍNH TOÁN KINH TẾ 186

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN KINH TẾ CỦA DỰ ÁN 186

7.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 186

7.1.1 Mục đích 186

7.1.2 Ý nghĩa 186

7.1.3.Nội dung tính toán 186

7.2 Phương pháp tính toán và nguyên lý tính toán 186

7.2.1 Phương pháp tính toán 186

7.2.2 Nguyên lý tính toán 187

7.3 Các chỉ tiên cơ bản để tính toán 188

7.3.1 Khái niệm các chỉ tiêu cơ bản 188

7.3.1.1 Tỷ suất khấu hao (DF) (Discount factor) 188

7.3.1.2 Giá trị hiện tại NPV 189

7.3.1.3.Tỷ suất thu hồi vốn bên trong IRR 189

7.3.1.4.Tỷ số giữa lợi nhuận và vốn đầu tư B C 191

7.3.2 Các tài liệu cơ bản 191

7.3.2.1.Chi phí sản xuất 191

7.3.2.2.Năng suất cây trồng 192

7.3.2.3.Diện tích gieo trồng 192

7.3.3 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế 192

7.3.3.1.Tính tổng vốn đầu tư xây dựng 192

7.3.3.2 Tính toán chi phí quản lý và chi phí sản xuất hàng năm trước và sau khi có dự án 193

7.3.3.3 Tính toán tổng giá trị thu về hàng năm trước và sau khi có dự án 194

7.3.3.4.Tính lợi ích tăng thêm hàng năm sau khi có dự án 195

7.3.3.5 Tỷ suất thu hồi vốn bên trong IRR 195

7.3.3.6 Tính giá trị thu thập ròng và tỉ số B C 196

7.4.Kết luận về tính kinh tế của dự án 196

PHẦN VI - KẾT LUẬN 197

PHỤ LỤC 197

Bảng 2.1: Bảng tính toán tần suất P trong vụ chiêm 197

Hình 2.1: Đường tần suất mưa vụ chiêm-Trạm Đại Từ 200

Bảng 2.3:Bảng tính toán tần suất P trong vụ mùa 201

Hình 2.2: Đường tần suất mưa vụ mùa- trạm Đại Từ 203

Bảng 2.5: Bảng tính toán tần suất P trong vụ đông 204

Hình 2.3:Đường tần suất mưa vụ đông-trạm Đại Từ 206

Bảng 2.7:Bảng tính toán tần suất mưa 1 ngày max 207

Hình 2.4: Đường tần suất lượng mưa 1 ngày max - trạm Đại Từ 209

Bảng 2.15:Bảng tính toán tần suất trạm Cầu Mai 210

Hình 2.5:Đường tần suất lưu lượng trạm Cầu Mai 211

Bảng 2.16:Bảng tính toán tần suất mùa kiệt trạm Cầu Mai 212

Hình 2.6: Đường tần suất lưu lượng mùa kiệt trạm Cầu Mai 213

Bảng 3.7:Kết quả tính lượng nước hao vụ chiêm 214

Bảng 3.8:Lượng mưa sử dụng trong vụ chiêm 223

Bảng 3.9:Chế độ tưới cho lúa chiêm 226

Bảng 3.11:Lớp nước mặt ruộng cuối ngày vụ mùa 234

Bảng 3.14: Chế độ tưới cho ngô 241

Bảng 3.16: Hệ số tưới sơ bộ của hệ thống 246

Bảng 3.17:Hệ số tưới đã hiệu chỉnh 248

Bảng 6.4:Tính toán hệ số an toàn K ứng với tâm O1 250

Bảng 6.5:Tính toán hệ số an toàn K ứng với tâm O2. 251

Bảng 6.6:Tính toán hệ số an toàn K ứng với tâm O3 252

Bảng 6.7:Tính toán hệ số an toàn K ứng với tâm O4 253

Bảng 6.8:Tính toán hệ số an toàn K ứng với tâm O5 254

Bảng 7.8:Tính toán tỷ suất thu hồi vốn IRR 255

Bảng 7.9:Bảng tính toán NPV với IRR = 18,79% 257

Bảng 7.10:Tính toán tỷ số B/C với DF = 12% 259

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 261

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG HỆ THỐNG TƯỚI

BT1PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC

1.1.Điều kiện tự nhiên của khu vực 1.1.1.Vị trí địa lý và địa hình tự nhiên

- Phía Bắc giáp xã Lục Ba, thị trấn Đại Từ và hồ Núi Cốc

- Phía Nam giáp huyện Phổ Yên và thành phố Thái Nguyên

- Phía Đông giáp dãy Núi Trước và hồ Núi Cốc

- Phía Tây Bắc giáp dãy Tam Đảo

1.1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Khu tưới với diện tích 860 ha tương đối tập trung, tạo thành một dải theohướng Nam – Bắc dọc theo suối Ký Phú kẹp giữa dãy núi Trước và dãy núi TamĐảo

Cao trình cao nhất:+86mở khu vực xóm Chuối, xã Ký Phú

Cao độ thấp nhất: +46m ở khu vực hồ Núi Cốc, thuộc xã Vạn Thọ

Khu tưới tương đối bằng phẳng,dốc đều từ Nam xuống Bắc và từ Tây sangĐông,có chiều dài trung bình 6,5 km và chiều rộng trung bình 1,8km Cao trìnhbình quân khu tưới 57m

Lưu vực hồ mở rộng ở thượng nguồn với bề rộng khoảng 601m Theo hướngdốc theo chiều dòng chảy, độ rộng lưu vực giảm nhanh, có chỗ còn khoảng 3km vàthu hẹp dần Lưu vực hồ tại tất cả các phía đều là núi bao bọc, tập trung nước từ núicao xuống thung lũng và tạo thành vùng trũng rất thuận tiện cho xây dựng hồ chứa.

Với địa hình, địa mạo như vậy khu vựcBT1 là nơi có tiềm năng phát triểnnông nghiệp: có cánh đồng tập trung và tương đối bằng phẳng nên có thể trồng cáccây lương thực và thực phẩm

1.1.2.Tình hình khí tượng thủy văn

Có hai trạm Ký Phú và Đại Từ gần tuyến công trình nhất có số liệu đo đạc lớnhơn 20 năm, trong đó trạm Ký Phú gần ngay tuyến công trình nên cũng có thể đạibiểu cho mưa trên khu tưới của hồ Trạm mưa Đại Từ có số liệu dài 37 năm, có cảcác tài liệu đo khí tượng như nhiệt độ độ ẩm, gió, bốc hơi,…nhưng xa tuyến côngtrình và khu tưới hơn 11km nên cũng có thể sử dụng trong tính toán khi cần thiết.Bên trong lưu vực hồ chứa không có trạm đo mưa hoặc dòng chảy nào.Tuynhiên khu vực xung quanh hồ chứa có một số trạm thủy văn có số liệu đo dạc tươngđối như trong bảng 1

Bảng 1.1:Tình hình các trạm đo mưa,dòng chảy khu vực xung quanh hồ chứa

1.1.2.1.Tình hình khí tượng

Do nằm sát chí tuyến Bắc trong vành đai Bắc bán cầu, nên khí hậu của tỉnhThái Nguyên mang tính chất của khí hậu nhiệt đới gió mùa

Song do sự khác biệt rõ nét ở độ cao và địa hình, địa thế nên trên địa bàn tỉnhThái Nguyên hình thành các cụm tiểu vùng khí hậu khác nhau như vùng lạnh nhiều,vùng lạnh vừa, vùng ấm.

Đại Từ là 1 trong các huyện nằm trong vùng ấm của tỉnh Thái Nguyên Để làm

rõ hơn các đặc điểm về khí tượng trong khu vực BT1, em có sử dụng tài liệu của 1

số trạm khí tượng như Ký Phú, Thái Nguyên, Đại Từ

a)Về mưa

Do ảnh hưởng của vị trí địa lý, đặc biệt là dãy núi Tam Đảo có cao độ 1140m

so với mặt biển bao bọc Đại Từ thường có lượng mưa lớn nhất Tỉnh, trung bìnhlượng mưa hàng năm từ 1800mm – 2000mm Tuy nhiên, lượng mưa vào mùa khô(từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) chỉ chiếm 6 -9% lượng mưa cả năm, đặc biệt làtháng 12 và tháng 1, 2 mưa rất ít Ngược lại những tháng mùa mưa (từ tháng 5 đếntháng 10) thì lượng mưa lại rất lớn, gây ngập úng trong cánh đồng

Như vậy, cả lượng mưa và phân phối mưa đều không đáp ứng được yêu cầucủa nông nghiệp Thêm nữa, Đại Từ là khu vực miền núi nên hiện tượng lũ quét, sạt

lở đất diễn ra vào mùa mưa lũ ảnh hưởng nghiêm trọng tới sự phát triển nôngnghiệp

Bảng 1.2: Lượng mưa trung bình tháng của 1 số trạm quanh khu vực tưới

BT1(mm) (năm 1996)

e) Tốc độ gió

Tốc độ gió năm trung bình nhiều năm: 11,74(m/s)

Bảng 1.6: Tốc độ gió trung bình tháng - Trạm Thái Nguyên (m/s)

Khu tưới có mạng lưới sông suối khá dày đặc Như suối Hai Huyện, suối CầuBến, suối Đá Đen, suối Mang Tin, suối Ký Phú

Các suối như Hai Huyện, Mang Tin, Cầu Bến, Đá Đen, Hàm Long là các suối

đáp ứng cho nhu cầu nông nghiệp

Đảo, với các đỉnh có cao trình khoảng 1400m so với mặt biển So với các khu vựckhác trên lưu vực sông Cầu, đây là vùng cao nhất, địa hình dốc, chia cắt, nhất là ởthượng nguồn Địa hình thấp dần theo hướng Tây Nam –Đông Bắc, cao trình mặtđất tại tuyến công trình chỉ còn 85m và tại khu tưới chỉ còn khoảng 50m

Do vậy, suối Ký Phú là nguồn cung cấp nước tưới chủ yếu cho khu vực ở đây

núi Ba Lá huyện Định Hóa chạy xuống theo hướng Bắc Nam với chiều dài chạy quahuyện Đại Từ khoảng 2km Dòng sông này bị chặn ở Đại Từ tạo thành hồ Núi Cốc

chảy và cung cấp nước tưới tiêu cho vùng

Ngoài ra, hệ thống các sông suối, khe như suối La Bằng, Quân Chu, Cát Nê…cũng là nguồn nước quan trọng cho đời sống và trong sản xuất của Huyện

Một số đặc trưng cơ bản của sông suối và lưu vực hồ chứa đến tuyến côngtrình:

+) Diện tích lưu vực:

+) Chiều dài lưu vực:

+) Bề rộng trung bình lưu vực:

+) Độ cao trung bình lưu vực:

+) Chiều dài sông chính:

+) Độ dốc trung bình lòng sông chính:

+) Độ dốc trung bình lưu vực:

17 km2

7,5 km601m556m7,5 km16,7‰

30,2%

Từ những đặc điểm trên ta có thể nhận thấy rằng lưu vực có hệ thống sông,suối, khe rạch dày đặc nhưng lưu lượng không đều, mùa khô thì cạn nước nênkhông có nguồn nước đảm bảo để tưới cho cây trồng Những ngày mưa to, nước lớnthường xảy ra lụt cục bộ Do vậy, nếu chỉ dựa vào dòng chảy cơ bản để tưới chokhu vực là chưa đủ yêu cầu phải có biện pháp công trình để có thể tích nước trongmùa lũ và dùng lượng nước trữ lại đó để tưới cho mùa kiệt

+) Điều kiện thảm phủ: Thảm phủ ở khu vực này tương đối dày.

1.1.3.Tình hình địa chất và thổ nhưỡng của khu vực

1.1.3.1.Tình hình địa chất

Dựa vào bản đồ địa chất và các mặt cắt địa chất trong khu vực xây dựng côngtrình ta thấy địa chất trong khu vực có các đặc điểm sau:

- Bao phủ mặt đất tự nhiên là tầng đất phong hóa dày khoảng 30 – 50 cm

- Lớp tiếp theo gồm 3 tầng xen kẽ: khu vực lòng suối là tầng trầm tích cuội,sỏi, đá tảng lẫn lộn được lắp nhét các lỗ rỗng bằng cát và sạn; tầng pha tàn tích nằm

ở sườn và đỉnh đồi; khu vực còn lại là tầng cuội, sỏi, đá tảng lẫn lộn được lấp nhétbằng đất và cát Lớp này dày khoảng 3–5 m

- Lớp dưới cùng là tầng cát kết, sạn kết, bột kết, sét kết, đá gốc nằm xen kẽnhau

- Tầng cuội sỏi, đá tảng lẫn lộn nhau Hàm lượng hạt lớn hơn 10mm chiếm 30-60%, được lấp nhét bằng cát và sạn Thành phần đá lẫn cuội, sỏi là đá mắc maRiolit có độ mài mòn cao, phân bố ở phần lòng suối

- Tầng cuội sỏi, đá tảng nằm lẫn lộn nhau Hàm lượng hạt lớn hơn 10mmchiếm 30-60%, được lấp nhét bằng đất cát pha (gồm các hạt sạn, cát và bột kết) cótính dính Thành phần đá tảng, cuội , sỏi, đá là đá mắc ma Riolit có độ mài mòn cao

- Đá gốc thuộc loại cát kết hoặc sạn kết có màu xám sáng, xám xanh, nâuvàng, đỏ son.Thành phần khoáng vật là thạch anh, fen fat, mức độ gắn kết trungbình Cát kết hạt trung bình có mức độ gắn kết tốt Đá bị phong hóa từ vừa đếnmạnh

1.1.3.2.Tình hình thổ nhưỡng

Theo đánh giá sơ bộ phần lớn đất đai trong khu tưới là đất thịt pha sét nhẹ vàđất cát pha có tầng đất canh tác dày (30-50cm), đất đai trong khu vực có độ màu mỡtrung bình, hơi bị chua, thích hợp cho việc trồng lúa và các loại cây hoa màu: ngô,khoai lang…

Đất thổ nhưỡng (đất trồng trọt) thuộc loại á cát, á sét hoặc đất sét, có màu xámtro, xám nâu hoặc xám vàng, lẫn nhiều chất hữu cơ (thân rễ cây mục) tơi xốp baophủ gần như toàn bộ bề mặt đất tự nhiên.

Khu vực quy hoạch BT1 có tổng diện tích đất tự nhiên là 5469.62 ha, trongđó:

- Đất nông nghiệp là 4384.06 ha chiếm 80,1% tổng diện tích đất tự nhiên.Gồm đất ruộng hình thành do tích tụ phù sa của các sông suối, đất có tầng dày, hàmlượng mùn, đạm ở mức khá, hàm lượng lân, kali ở mức trung bình đến khá, loại đấtnày thích hợp cho các loại cây lương thực và các loại cây màu Đất đồi núi hìnhthành trên phiến thạch và đá mẹ có màu vàng đỏ, tầng đất mỏng, thành phần cơ giớithịt nhẹ đến trung bình, nghèo dinh dưỡng và có độ dốc khá, thích hợp cho các loạicây lâm nghiệp và công nghiệp lâu năm

- Đất phi nông nghiệp là 935.98 chiếm 17,1% tổng diện tích đất tự nhiên Gồmđất làm nhà ở và đất chuyên dùng

- Đất chưa sử dụng là 1302.58 ha chiếm 28,8% tổng diện tích đất tự nhiên.Toàn bộ diện tích này là đất đồi núi chưa sử dụng, đây là diện tích của các đồi núitrọc hiện nay nhân dân dùng làm bãi chăn thả hoặc bỏ hoang hóa Trong kỳ quyhoạch cần đưa toàn bộ diện tích đất này phục vụ mục đích nông nghiệp (trồng rừngsản xuất), góp phần nâng cao độ che phủ, giữ nước, chống xói mòn, đảm bảo antoàn sinh thái Một phần nhỏ là đất ven sông suối, không thể canh tác được và cũngkhông thể khai thác cát sỏi vì sẽ gây xói lở bờ ảnh hưởng đến diện tích canh tác, vìvậy trong thời gian quy hoạch sẽ giữ nguyên diện tích trên

1.2.Tình hình kinh tế xã hội của khu vực 1.2.1 Phân khu hành chính và dân cư

1.2.1.2 Dân cư

a)Dân số

Theo điều tra dân số năm 1999: Tổng dân số của khu vực BT1 là:20878 người.Tổng số lao động là:9834 người, chiếm 47% dân số, chất lượng nguồn laođộng và mật độ dân số không đồng đều, dân cư tập trung ở chân núi, ven suối vàdọc theo đường quốc lộ 304

Có 8 dân tộc anh em cùng chung sống: Kinh, Tày, Nùng, Sán chay, Dao, Sándìu, Hoa, Ngái…chiếm 16,12% dân số cả tỉnh Thái Nguyên

Thu nhập bình quân trong năm 2004 ước tính là 3 triệu/ người

e)Đời sống văn hóa

Các hoạt động văn hóa giáo dục trong những năm gần đây đã có những tiến

bộ, phát triển sâu rộng và phong phú, đa dạng về thể loại như hoạt động thể dục thểthao, các buổi giao lưu văn nghệ và các hoạt động văn nghệ khác Thực hiện toàndân xây dựng đời sống văn hóa ở khu dân cư

Các loại cây công nghiệp được nhân dân quan tâm và trồng tương đối phổ biếntrên các ruộng cao chủ yếu là tập trung cây chè Loại cây này thường ổn định vềdiện tích và năng suất hàng năm đều có sự tăng trưởng tuy còn ở mức thấp.

Diện tích chè hàng năm khoảng 350 – 380ha, tổ chức gieo ươm được cácgiống chè mới như LDP1 và TR1777 tại các hộ gia đình Phương hướng chung ởđây là ngoài trồng những cây lương thực phục vụ cho đời sống còn chú trọng pháttriển các giống cây công nghiệp cho năng suất và lợi ích kinh tế cao phù hợp vớitình hình đất đai thổ nhưỡng của vùng

+) Diện tích rừng: Diện tích rừng toàn huyện là 24468ha Trong đó rừng trồng

là 9000ha, rừng tự nhiên là 15000ha

Hiện nay nhiều diện tích rừng trồng đã đến tuổi khai thác, mặt khác diện tíchđất có khả năng lâm nghiệp còn khá lớn, cần phủ xanh để nâng cao độ che phủ vàcũng là tiềm năng để phát triển cây lâm nghiệp có giá trị cao

1.2.2.2 Kinh tế công nghiệp và các ngành kinh tế khác

a)Công nghiệp

Chủ yếu là khai thác, sơ chế khoáng sản và chế biến nông sản Huyện có 2 mỏthan là mỏ Làng Cẩm – xã Phúc Linh và mỏ Núi Hồng – xã Yên Lãng Dự án mỏ đakim Núi Pháo – Nuiphaovica (liên doanh với một công ty của Canada) bắt đầu đượctriển khai

b)Các ngành kinh tế khác

+) Các ngành kinh tế dịch vụ: Có các chợ họp theo phiên với các mặt hàng

đa dạng, ngoài ra còn có các dịch vụ khác từ kinh doanh lớn như các cửa hàng sửachữa xe máy, cơ khí đến các ngành nghề nhỏ hơn như may mặc hoặc xay xát

+) Du lịch: Điểm du lịch quan trọng nhất của Đại Từ là khu du lịch Hồ NúiCốc với diện tích 25km2, dung tích 175 triệu m3 Đây là khu du lịch thu hút nhiềukhách trong và ngoài tỉnh đến nghỉ và tham quan, đồng thời cũng là nơi cung cấpnước phục vụ sản xuất và sinh hoạt cho các huyện phía nam của tỉnh Thái Nguyên

Ngoài ra còn có 1 số điểm di tích lịch sử khác như: Núi Văn – Núi Võ ở VănYên và Ký Phú; di tích 27/7 (xã Hùng Sơn); khu đài tưởng niệm Thanh niên xungphong (xã Yên Lãng); Nơi thành lập chi bộ Đảng đầu tiên (xã La Bằng) và các khu

di lịch sinh thái Vườn Quốc Gia Tam Đảo trải dài trên 11 xã

Đại Từ còn là nơi nối liền khu di tích lịch sử ATK (huyện Định Hóa) với TânTrào ( tỉnh Tuyên Quang)

+) Giao thông: Những năm qua phong trào làm đường giao thông nông thônchưa phát triển đều khắp, các tuyến đường giao thông chưa được đầu tư nâng cấpgây ra nhiều khó khăn cho việc đi lại của nhân dân Do chất lượng công trình cònkém nên trong những năm sắp tới cần phải nâng cấp tu sửa nhằm tạo điều kiện chonhân dân đi lại làm ăn buôn bán thuận tiện, sản xuất thuận tiện hơn

+) Văn hóa giáo dục: Hiện tại ở đây có 3 cấp học: mầm non, tiểu học vàtrung học cơ sở Tuy nhiên, cơ sở vật chất chưa đáp ứng yêu cầu, đặc biệt là chưa cótrường THPT nên 1 số học sinh chỉ tham gia hết chương trình trung học cơ sở

1.2.3 Yêu cầu phát triển kinh tế trước mắt và lâu dài

Xã Ký Phú-Xã Cát Nê-Xã Vạn Thọ, đây là khu vực kinh tế đầy tiềm năngcủa huyện Đại Từ Nhiệm vụ yêu cầu phát triển kinh tế trong tương lai mà huyệnđặt ra cho khu vực rất lớn và quan trọng Mỗi xã với tổng diện tích canh tác=1000hachiếm 1/6 tổng diện tích toàn huyện Phương hướng phát triển kinh tế đặt ra là:

1.2.3.1 Tăng vụ và tăng năng suất cây trồng

+) Trồng 2 vụ lúa trên toàn bộ diện tích canh tác hiện nay là 860 ha đưa năngsuất đạt từ 2,5 tấn/ha hiện tại phấn đấu đạt 4 tấn/ha

+) Đưa 50% diện tích canh tác vào sản xuất vụ đông xuân ở những cánh

đồng tưới chủ động với các loại ngô, khoai lang, lạc

+) Đưa hệ số quay vòng ruộng đất từ(1,8-2,06) hiện nay phấn đấu

lên(2,5-2,8) và với những năm thuận hòa mưa nắng đưa hệ số quay vòng n=3 lần

+) Phát triển chăn nuôi đàn đại gia súc như trâu,bò phấn đấu ít nhất mỗi hộ

có từ 3-4 con trâu bò

+) Phát triển cây công nghiệp trên khu đồi cao(chè-cà phê-…)và trồng câylâm nghiệp tăng thảm phủ thực vật và cải tạo môi trường

1.2.3.2 Phát triển nông nghiệp theo hướng hàng hóa

Theo qui hoạch tổng thể của tỉnh, phương hướng, nhiệm vụ, mục tiêu pháttriển đến năm 2010 là:

Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn Phát triểntoàn diện nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa gắn với công nghiệp chế biến,tăng dần tỉ trọng củacây công nghiệp, cây ăn quả, cây chăn nuôi Hình thành cácvùng sản xuất nông sản hàng hóa tham gia xuất khẩu, hình thành các vùng nguyênliệu cho công nghiệp chế biến…

Đối với diện tích đất nông nghiệp đã khai thác, cần áp dụng các biện phápkhoa học kĩ thuật và công nghệ để tăng nhanh năng suất Đối với phần diện tích đấtnông nghiệp chưa khai thác được cần đầu tư vốn để khai thác hết tiềm năng

Hướng phát triển một số cây trồng chính: Cây lúa, cây ngô, cây thực phẩm,cây công nghiệp ngắn ngày(bông, mía, chè…), cây công nghiệp dài ngày và cây ănquả

1.2.3.3 Phát triển dịch vụ và các ngành kinh tế khác

+) Dịch vụ: Cần khuyến khích và đẩy mạnh phát triển các loại hình thươngmại-dịch vụ phục vụ sản xuất và đời sống, xây dựng các cụm dịch vụ đầu mối đểhình thành thị trường thông suốt nhằm đẩy nhanh quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh

tế nông nghiệp và nông thôn

+) Công nghiệp-tiểu thủ công nghiệp: Chủ yếu phát triển công nghiệp chếbiến nông lâm sản thực phẩm, khai thác vật liệu xây dựng và nghành nghề truyềnthống

- Ứng dụng công nghệ sinh học để cải tạo giống và phòng trừ dịch bệnh.

- Cơ giới hóa khâu canh tác và thu hoạch

- Phát triển rộng rãi công nghệ thông tin và tin học

- Vệ sinh môi trường: khai thác hợp lý các tài nguyên thiên nhiên, trồng và bảo

vệ rừng Có biện pháp xử lý nước thải ô nhiễm

1.3 Hiện trạng thủy lợi của khu vực 1.3.1 Hiện trạng phân vùng tưới của khu vực

1.3.1.1.Đặc điểm địa hình, địa mạo của từng vùng

a)Vùng thung lũng của suối

Lưu vực suối Ký Phú có diện tích tính đến cửa ra tại Vai Miếu là F = 17 km2,xung quanh có núi bao bọc tạo dáng lòng hồ; cửa ra của lưu vực (tại Xóm Chuối –

Ký Phú) kẹp giữa 2 quả đồi cách nhau khoảng 200 m rất thuận lợi cho việc xâydựng đập dâng nước tạo hồ chứa

b)Khu tưới

Khu tưới nằm bên phải thung lũng Khu tưới tương đối bằng phẳng, dốc đều từNam xuống Bắc và từ Tây sang Đông,có chiều dài trung bình 6,5 km và chiều rộngtrung bình 1,8km Cao trình bình quân khu tưới 57m

1.3.1.2.Đặc điểm về nguồn nước

a)Nguồn nước mặt:

Chủ yếu là hệ thống sông suối dày đặc trong khu vực, một phần ở các ao hồnhỏ Lượng nước này là lượng nước sinh hoạt và nước tưới chủ yếu của khu vực

b )Nguồn nước mưa:

Lượng mưa ở khu vực này khoảng 1200 -2000mm/năm, lượng nước nàyphục vụ cho sinh hoạt và bổ sung lượng nước tưới cho diện tích canh tác

c)Nguồn nước ngầm:

Do điều kiện về kinh tế xã hội, kỹ thuật nên việc khai thác nước ngầm phục

vụ cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp của huyện còn hạn chế, hiện tại việc khaithác nước ngầm chưa đáp ứng được nhu cầu sinh hoạt của nhân dân Việc khai thácnước ngầm mới chỉ được thực hiện thông qua hình thức giếng khơi, giếng khoan

1.3.2 Hiện trạng hệ thống tưới trong khu vực

1.3.2.1.Công trình đầu mối

Hệ thống thủy lợi bao gồm các hồ chứa, đập dâng, hệ thống kênh mương và cáccông trình khác Một phần kênh mương được cứng hóa phục vụ tốt cho việc tướitiêu, số còn lại vẫn là mương đất, trong thời gian tới cần có kế hoạch để tiếp tục xâydựng số kênh mương này nhằm đáp ứng tốt hơn nữa công tác thủy lợi của địaphương, góp phần nâng cao năng suất cây trồng, cải thiện kinh tế cho người dân.Hiện trạng thủy lợi của khu vực 4 xã Ký Phú-Vạn Thọ-Cát Nê-Văn Yên gồm

có các công trình thủy lợi loại nhỏ như:

- Trên suối Ký Phú có Vai Phung xây dựng năm 1965, vai Cây San

- Trên suối Mang Tin có vai Mang Tin, vai Ông Trình

- Trên suối Hai Huyện có vai Huyện, vai Xay xây dựng năm 1966

- Trên suối Cầu Bến có vai Đa xây dựng năm 1986

- Trên suối Hàm Long có vai Làng xây dựng năm 1960

Đây là các công trình đập dâng loại nhỏ chỉ có tác dụng nâng cao đầu nước sửdụng dòng chảy cơ bản của các con suối không có khả năng điều tiết Vì vậy điềukiện phục vụ tưới rất hạn chế: chỉ được 137ha/860ha

Huyện Đại Từ cũng chưa có chương trình xây dựng thủy lợi để phục vụ sảnxuất nông nghiệp

1.3.2.2.Hệ thống kênh mương dẫn nước

Nhìn chung toàn bộ hệ thống kênh mương trong khu vực xuống cấp trầmtrọng, kênh mương chủ yếu là kênh đất, có chỗ bị xói lở sau khi tu sửa được 1 thời

gian ngắn lại xói lở nhiều hơn Hiện tượng bồi lấp lòng kênh là khá phổ biến trêntoàn tuyến ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng chuyển dẫn nước.

Khu vực tưới của 4 xã có hệ thống kênh mương nhỏ Nước lấy từ cống đượcphân cho 2 kênh:

a)Kênh Vạn Thọ

Xuất phát từ cống đi song song với suối Ký Phú cắt qua suối Cầu Bến, gặpkênh cũ, đi theo kênh này tới đường 304 chia làm 2 nhánh:

- Nhánh 1: Đi men theo quốc lộ 304 tưới cho 30 ha của Ký Phú

- Nhánh 2: đi thẳng về Vai Xay (qua suối Cầu Bến bằng bậc nước) Sau đó cócác kênh nhánh cấp 3 đi theo đường kênh cũ của xã Vạn Thọ, dọc theo trung tâm

xã, tưới cho 154 ha

b)Kênh Cát Nê

Từ cửa cống lấy nước chạy men theo sườn đồi về phía nam theo đường đồngmức 86, 87 vòng qua phía nam xóm Đồng Gốc; kết thúc tại khu sát trường học, gần

ủy ban Xã Cát Nê Tuyến kênh này phụ trách khoảng 240 ha đất canh tác của xã Cát

Nê nằm dưới cao trình +85m

1.3.2.3.Các công trình trên hệ thống

Các cống lấy nước trên hệ thống do thời gian hoạt động đã lâu, lại bị tàn phásau mỗi mùa mưa lũ nên hầu như bị xuống cấp nghiêm trọng

Các phai đập bằng đá xếp tạm thời để lấy nước tưới và sinh hoạt sau mỗi mùa

vụ lại phải tu sửa, làm lại rất tốn kém sức người sức của, ảnh hưởng lớn tới thời vụcanh tác của địa phương

1.3.2.4.Đánh giá về mức độ hư hỏng và xuống cấp của công trình và kênh mương

Về công trình đầu mối: Các công trình này đã được xây dựng từ rất lâu, qui

mô nhỏ, hiện đang trong tình trạng rò rỉ, xuống cấp Các công trình khác hầu như làcác công trình tạm, sau đó được tu bổ dần, không có cửa lấy nước đầu kênh để điềutiết và chống lũ Do đó vào mùa mưa, nước tràn vào khu tưới, dòng nước mang theocát, sỏi gây xói lở, bạc màu và ngập úng, nhất là vùng thượng hạ lưu đập làm ảnhhưởng tới năng suất của cây trồng Hiện nay, các đập này không còn đảm bảo phục

vụ sản xuất nông nghiệp

1.3.2.5.Đánh giá về khả năng tưới của khu vực

Do những công trình thủy lợi khu vực này nhỏ, chỉ có tác dụng nâng cao mựcnước mà không có tác dụng điều tiết lưu lượng Do thiếu thốn về nguồn nước đồngthời khả năng điều tiết giữa mùa khô và mùa mưa rất kém nên thực tế khả năng tướicủa khu vực như sau:

Bảng 1.8: Diện tích bình quân hạn trong khu vực

canh tác (ha)

Diện tíchtưới (ha)

Diện tích bánhạn (ha)

Diện tíchhạn (ha)

Tỷ lệ diệntích hạn (%)

Trong vùng có gần 80% dân số sống bằng nghề nông nhưng việc sản xuấtnông nghiệp lại hoàn toàn phụ thuộc vào thiên nhiên, sản xuất bấp bênh không ổnđịnh, đời sống người dân vất vả

Theo tình hình chung của khu vực có thể nói rằng khu vực có tiềm năng lớn vềphát triển kinh tế nông nghiệp, nhưng gặp nhiều khó khăn nên chưa được khai thác

Do đó, đầu tư xây dựng và phát triển vùng là một việc làm cần thiết giải quyết vấn

đề thủy lợi “Lập Dự án đầu tư xây dựng hệ thống tưới BT1” là yêu cầu cấp

bách,có ý nghĩa to lớn đối với sự phát triển kinh tế nông nghiệp của Tỉnh TháiNguyên nói chung, huyện Đại Từ nói riêng

Từ yêu cầu đó, xác định nhiệm vụ và nội dung của công tác nghiên cứu khả thi

dự án tưới cho khu vực như sau:

1.3.3.1.Nhiệm vụ của đồ án

Xây dựng được hệ thống tưới đáp ứng được 1 cách đầy đủ nước để phát triểnnông nghiệp nhằm tăng năng suất và tăng vụ và đáp ứng được nhu cầu của cácngành kinh tế khác

1.3.3.2.Nội dung của đồ án

Để đáp ứng được nhiệm vụ trên, nội dung của đồ án “ Lập dự án đầu tư xâydựng hệ thống tưới BT1” gồm những nội dung sau:

a)Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật phục vụ cho lập dự án đầu tư

- Tính toán các đặc trưng khí tượng thuỷ văn

- Tính toán yêu cầu nước của khu vực

b)Đề xuất phương án và tính toán phương án

- Đề xuất phương án bố trí hệ thống tưới cho khu vực

- Tính toán phương án

c)Thiết kế công trình đầu mối

d)Tính toán kinh tế của dự án

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT PHỤC VỤ CHO

2.1.2 Ý nghĩa

Tính toán chính xác và lựa chọn hợp lý các đặc trưng thủy văn thiết kế có ýnghĩa rất quan trọng trong việc đưa ra các ý đồ chiến lược trong quy hoạch, thiết kế,thi công, quản lý hệ thống công trình cả về kinh tế và kỹ thuật, đó là cơ sở để xácđịnh hình thức, quy mô, kích thước công trình, đảm bảo cho công trình hoạt động antoàn, phát huy tối đa tác dụng của công trình, mang lại hiệu quả về cả kinh tế và kỹthuật

Dựa vào lượng mưa thiết kế và yêu cầu nước của các loại cây trồng để đềxuất phương án bố trí hệ thống tưới và thiết kế công trình cho phù hợp Vì thế cóthể nói việc tính toán mưa tưới thiết kế có ảnh hưởng trực tiếp tới việc xác định quy

mô, kích thước công trình thủy lợi

2.1.3 Nội dung tính toán

+) Tính toán mưa tưới thiết kế.

+) Tính toán lượng mưa ngày lớn nhất trong năm của khu vực

+) Tính toán bốc hơi và bốc hơi chênh lệch khi có hồ

+) Tính toán các đặc trưng khí tượng khác

+) Tính toán các đặc trưng thủy văn

2.2.Tính toán mưa tưới thiết kế +) Mục đích

Tìm ra mô hình phân phối mưa ngày của 1 vụ nào đó ứng với tần suất thiết kế

+) Ý nghĩa

Từ mô hình phân phối mưa ngày của vụ ứng với tần suất thiết kế ta dựa vàophương trình cân bằng nước để tính toán nguồn nước tưới, hoặc yêu cầu nước củacây trồng

+) Nội dung tính toán

- Tính toán mô hình mưa thiết kế vụ chiêm

- Tính toán mô hình mưa thiết kế vụ mùa

- Tính toán mô hình mưa thiết kế vụ đông

2.2.1 Chọn trạm tính toán và tần suất thiết kế cho tưới

2.2.1.1 Chọn trạm tính toán

a)Nguyên tắc chọn trạm

Trạm tính toán là trạm mà tài liệu của nó được sử dụng cho việc tính toán cácchỉ tiêu, các thông số kỹ thuật, cụ thể ở đây là tính toán các yếu tố khí tượng thủyvăn Vì vậy trạm đo mưa được chọn để tính toán phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Trạm phải nằm trong hoặc gần khu vực mà dự án trực tiếp phục vụ tưới (thểhiện được các yếu tố đặc trưng của hệ thống)

- Trạm mưa có số năm quan trắc đủ dài và phải có tài liệu mưa ngày (tài liệuphải trên 20 năm)

- Tài liệu của trạm phải đủ dài và phải có tính khái quát chung cho hệ thống

b)Chọn trạm

Có hai trạm Ký Phú và Đại Từ gần tuyến công trình nhất có số liệu đo đạc lớnhơn 20 năm, trong đó trạm Ký Phú cách tuyến công trình 0,4km về phía Bắc; còntrạm Đại Từ cách tuyến công trình 11km về phía Bắc

Ta có thể lựa chọn một trong 2 trạm làm trạm mưa đại biểu cho khu tưới của

hồ Ở đây, ta chọn trạm Đại Từ làm trạm mưa đại biểu Trạm mưa này có số liệu dài

37 năm, và còn có cả tài liệu về bốc hơi

Một số tài liệu về nhiệt độ, độ ẩm, số giờ nắng, tốc độ gió…cả 2 trạm Ký Phú

và Đại Từ đều không có nên ta có thể sử dụng tài liệu về phần này của trạm TháiNguyên

2.2.1.2 Chọn tần suất thiết kế cho tưới

Tần suất thiết kế là tần suất dùng để thiết kế công trình

Việc xác định được tần suất thiết kế là việc rất quan trọng nhằm xác địnhlượng nước cần tưới và chế độ cũng cấp nước cho cây trồng Tần suất thiết kế phụthuộc vào nhiều yếu tố: khí tượng, tài liệu quan trắc của các trạm khí tượng (bảng

đo mưa), thời vụ cây trồng và loại cây trồng

Theo bảng 4.1 TCXDVN 285-2002 - Công trình thủy lợi - Các quy định chủyếu về thiết kế: Ta chọn tần suất thiết kế P=75% là tần suất thiết kế tính toán tướicho các loại cây trồng

2.2.2 Thời đoạn tính toán và phương pháp tính toán

2.2.2.1 Chọn thời đoạn tính toán

Căn cứ vào đặc điểm khí hậu, kế hoạch canh tác của các vùng trong hệ thốngthì thời đoạn tính toán được chia làm 3 vụ chính như sau:

a)Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành

Phương pháp này dựa trên cơ sở phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu

và mặt đệm đến các hiện tượng thủy văn, tính toán các đặc trưng thủy văn bằng các

công thức tính toán trực tiếp thậm chí bao gồm các công thức lý thuyết, kinhnghiệm, bán kinh nghiệm.

b)Phương pháp xác suất thống kê

Trên cơ sở lý thuyết thống kê xác suất, xem các đặc trưng thủy văn là các đạilượng ngẫu nhiên, vẽ đường tần suất và xác định được trị số của các đặc trưng thủyvăn ứng với một tần suất thiết kế nào đó Điều kiện tiên quyết của phương pháp làphải có liệt số liệu cần thiết đáng tin cậy để tính toán các đặc trưng thống kê

Trong phương pháp này gồm có 2 phương pháp tính toán nhỏ:

+) Phương pháp tính toán trực tiếp

+) Phương pháp dùng lưu vực tương tự: Dùng các lưu vực có tính tương tự vềđịa hình, địa mạo, độ dốc, diện tích, thảm phủ thực vật…giống với lưu vực nghiêncứu Trên cơ sở tính toán các thông số thống kê của lưu vực tương tự ta sẽ có cácthông số thống kê của lưu vực cần nghiên cứu

Trong đồ án này em chọn phương pháp thống kê xác suất để tính toán vì tàiliệu có số năm quan trắc dài và liên tục

2.2.3 Tính toán mô hình mưa vụ thiết kế

2.2.3.1.Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác xuất

a)Bước 1:Chọn mẫu:{x i}i=1 ÷ n=1 ÷ 37

Mẫu được chọn từ chuỗi tài liệu thực đo, để mẫu càng gần với tổng thể, mẫuphải đảm bảo các tiêu chuẩn là: có tính đại biểu, tính độc lập và tính đồng nhất:+) Tính đại biểu: Mẫu được chọn có những tính chất của tổng thể và đại diệncho tổng thể

+) Tính độc lập: Các số liệu của mẫu không phụ thuộc vào nhau

+) Tính đồng nhất: Mẫu được gọi là đồng nhất nếu nó cùng loại, cùng nguyênnhân hình thành, hay cùng điều kiện xuất hiện Các tài liệu về khí tượng, thủy vănthu thập phải cùng thời kỳ và phải có tính liên tục

Với những điều kiện như vậy, mẫu được chọn ở đây là chuỗi tài liệu của trạmĐại Từ, với số liệu mưa ngày là 37 năm, liên tục từ năm 1961 đến năm 1998

b)Bước 2:Xây dựng đường tần suất

Đường tần suất kinh nghiệm là đường cong biểu thị mối quan hệ giữa tầnsuất P với giá trị xi tương ứng, trong đó P = P(X ≥ xi ) được tính theo 1 trong cáccông thức sau:

Với các công thức trên thì: m – số thứ tự của năm trong liệt tài liệu đã sắp xếp

n - là số phần tử của liệt tài liệu hay là số năm quan trắcTrong các công thức tính toán tần suất kinh nghiệm trên thì công thức vọng sốthường được dùng trong tính toán dòng chảy mưa lũ, tính toán dòng chảy năm, mưanăm nên cho kết quả an toàn hơn, hiệu quả hơn Vì vậy, em sử dụng công thức vọng

số của Weibull và Kritsky-Menken:

n+1 .100 %

để tính toán tần suất kinh nghiệm

Để xác định đường tần suất kinh nghiệm ta tiến hành theo các bước sau:

- Thống kê các tài liệu của mẫu (số liệu thực nghiệm, đo đạc hoặc quan sát).Sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ và đánh số thứ tự kèm theo

n+1 .100 %

- Chấm các điểm quan hệ P – xi (gọi là điểm kinh nghiệm) lên giấy Giấy được

sử dụng để vẽ đường tần suất có thể là giấy kẻ ô vuông hoặc giấy tần suất

- Vẽ đường cong đi qua trung tâm các điểm kinh nghiệm, đó chính là đườngtần suất kinh nghiệm

 Đường tần suất lý luận:

Có 3 phương pháp chính dùng để vẽ đường tần suất lý luận:

+) Phương pháp Mô men: là phương pháp dựa hoàn toàn vào lý thuyết thống kê để

tính ra các đặc trưng thống kê

- Ưu điểm: Phương pháp này tính toán nhanh lại cho kết quả khách quan vì nótính toán hoàn toàn theo lý thuyết, nên các thông số thống kê phản ánh đúng quyluật

- Nhược điểm: Gặp trường hợp có điểm đột xuất không xử lý được và thườngcho kết quả thiên nhỏ khi tính các số đặc trưng thống kê ´x, Cv, Cs Phương phápnày chỉ phù hợp trường hợp có đầy đủ số liệu Thực tế tính toán cho thấy rằng với

nghiệm khá phù hợp, nhưng với n ngắn thì độ sai khác giữa 2 đường tần suất lý luận

và đường tần suất kinh nghiệm sẽ rất lớn

+)Phương pháp ba điểm: Coi như có 3 điểm lý luận lấy trùng với 3 điểm kinh

nghiệm Từ đó ta đi tính ngược lại các thông số Cv, Cs

Thông thường 3 điểm này được chọn ngẫu nhiên nhưng để thuận tiện cho việctính toán và đảm bảo độ chính xác A-lếch-xây-ép đề nghị chọn 3 điểm như sau: P2 =50%, P1, P3 lấy đối xứng với P2

- Ưu điểm của phương pháp: nhanh chóng, đơn giản

- Nhược điểm: Kết quả không phản ánh được hết quy luật vì 3 điểm được chọnchưa thể đại diện cho hết đặc trưng của khu vực

+) Phương pháp thích hợp: Là phương pháp cho rằng có thể thay đổi các đặc trưng

thống kê trong chừng mực nhất định sao cho mô hình xác suất giả thiết thích hợpnhất với chuỗi số liệu thực đo

- Ưu điểm của phương pháp: Cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét và

xử lý điểm đột biến

- Nhược điểm của phương pháp: Việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tầnsuất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan của ngườivẽ

Trong quá trình phân tích các ưu, nhược điểm của từng phương pháp vẽ đườngtần suất lý luận em chọn vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp với

mô hình phân phối xác suất Pearson III để tính toán cho đồ án của mình vì phươngpháp này có thể lấy từ các điểm tần suất kinh nghiệm để kiểm nghiệm đường tầnsuất lý luận 1 cách nhanh chóng và đơn giản hơn các phương pháp khác

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

- Sắp xếp chuỗi số liệu theo thứ tự từ lớn đến nhỏ, tính tần suất kinh nghiệmrồi vẽ đường tần suất kinh nghiệm

- Tính các tham số thống kê theo các công thức sau:

Đối với trị số bình quân:

d)Bước 4: Xác định mô hình mưa điển hình

- Mô hình mưa được chọn phải là mô hình đã xảy ra trong thực tế, tức là nằmtrong miền thống kê

- Là mô hình có lượng mưa gần bằng với lượng mưa ứng với tần suất thiết kế

Có 3 phương pháp xác định mô hình mưa điển hình:

(2-1)

(2-2)

+) Phương pháp dựa trên quan điểm thường xuyên xuất hiện: Là dựa vào những trậnmưa thường xuyên xuất hiện trong tài liệu quan trắc Chọn trong số các mô hình có

Xvụ ≈ Xvụ,P một mô hình mà dạng phân phối của nó xuất hiện nhiều nhất

- Ưu điểm: Công trình đòi hỏi kinh phí ít, mà lại cho hiệu quả cao

- Nhược điểm: Gặp những năm có thời tiết bất lợi thì công trình khó có thểđảm bảo được

+) Phương pháp dựa trên quan điểm bất lợi cho tưới: Đối với tưới, mưa phân phốibất lợi tức là vào những thời kỳ cần nước thì lại mưa ít, vào những thời kỳ cần ítnước thì lại có nhiều ngày mưa với lượng mưa lớn

- Ưu điểm: Công trình đảm bảo được sự an toàn

- Nhược điểm: Công trình có vốn đầu tư lớn, hoạt động hiệu quả không cao.+) Phương pháp chọn năm thực tế: Chọn năm thực tế có phân phối xác suất nằmgần năm thiết kế ứng với tần suất thiết kế P

- Ưu điểm: Chọn nhanh, tính toán đơn giản

- Nhược điểm: Do sự thay đổi tuân theo quy luật tự nhiên nên năm thực tế đãxuất hiện rồi sẽ không xuất hiện lại nữa

pháp xác định mô hình mưa điển hình dựa trên quan điểm bất lợi

e)Bước 5: Thu phóng mô hình mưa điển hình thành mô hình mưa thiết kế :

Vì lượng mưa điển hình khác với lượng mưa thiết kế nên ta phải thu phóng môhình mưa vụ điển hình Có hai phương pháp là:

- Phương pháp thu phóng cùng tỷ số: Là phương pháp sử dụng cùng 1 tỷ số để thuphóng quá trình năm điển hình thành quá trình dòng chảy năm thiết kế Phươngpháp này đơn giản

- Phương pháp thu phóng cùng tần suất: Phương pháp này phù hợp cho trận mưathiết kế có cùng lượng mưa với thời đoạn ngắn tương ứng với tần suất thiết kế

không được bảo tồn

Trong đồ án này do tính cho mưa vụ và rất gần mô hình mưa xảy ra trong thực

tế và để đơn giản em chọn phương pháp thu phóng cùng tỷ số

Hệ số thu phóng: K=

X P=75 %

X dh

Trong đó: +) K - hệ số thu phóng

+) XP=75% - lượng mưa mô hình thiết kế ứng với tần suất P = 75% (mm)

Tính lượng mưa ngày của vụ thiết kế: X itk=X idh K (mm)

Trong đó: +) Xitk - lượng mưa ngày thứ i thiết kế (mm)

+) Xidh - lượng mưa ngày thứ i điển hình (mm)

2.2.3.2.Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế của vụ chiêm

a)Xác định đường tần suất

Với các bước thực hiện như đã nêu trên, tính toán lượng mưa vụ chiêm trongtừng năm Sau đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần, rồi dùng công thức vọng số để tínhtoán xác định tần suất kinh nghiệm

Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 2.1 (Phụ lục)

+) Tính lượng mưa bình quân vụ chiêm nhiều năm (từ năm 1961 đến 1998) theocông thức:

X iụ

X Tính toán ta được Cv = 0,33

+) Tính hệ số thiên lệch theo công thức Cs = m Cv , giả thiết các giá trị của m saocho đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm ta được m =2,5

=> Cs= 0,85

(2-3)

(2-4)