Thiết kế trạm bơm lễ nhuễ 2 – phú xuyên – hà nội

Hiện trạng của hệ thống kênh mương và các công trình trên kênh như sauTheo tài liệu tháng 3 năm 1998 1 Kênh chính: Kênh chính A2-7 được thiết kế xây dựng đồng thời với trạm bơm đầu mốich

CHƯƠNG 1 : TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG H

Lưu vực tiêu của trạm bơm Lễ Nhuế 2 thuộc thành phố Hà Nội là một tiểu khutrong hệ thống thủy nông Sông Nhuệ, được giới hạn bởi:

2) Diện tích khu vực tưới tiêu

Theo quy hoạch vùng diện tích tưới của hệ thống là 650 ha và tiêu 2110 haphục vụ cho huyện Phú Xuyên, chủ yếu là các xã Đại Thắng, Tân Dân, Sơn Hà,Quang Trung, một phần thị trấn Phú Xuyên, và tiêu cho trạm bơm Văn tự An Lãngcủa huyện Thường Tín Do tình hình kênh tiêu của hệ thống Lễ Nhuế 2 có xuốngcấp sạt lở nhiều nên hiện nay chỉ tưới cho 400 ha và tiêu cho 1400 ha của các xãnêu trên

Diện tích tự nhiên của hệ thống là 4543 ha với 3052 ha canh tác

1.1.2 Đặc điểm địa hình:

Cao độ mặt đất bình quân khu vực từ +2,00 đến +3,00 m Địa hình khu vựcnằm tương đối thấp, nằm kẹp giữa sông Hồng và sông Nhuệ; thế dốc từ Đông sangTây, từ Bắc xuống Nam, cao từ phía sông Hồng và thấp dần về phía sông Nhuệ.Cao độ măt đất phần lớn là dưới +3 m Thấp nhất là + 1.7 m

Diện tích ruộng đất phân bố theo cao độ như sau trong toàn huyện:

1.1.4 Điều kiện khí tượng:

Nằm trong khu vực đồng bằng Bắc bộ nên các đặc trưng khí tượng thủy văncủa hệ thống thủy nông Lễ Nhuế 2 mang đậm nét khí hậu vùng đồng bằng: khí hậunhiệt đới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều vào mùa hạ, lạnh khô có gió mùa Đông bắc

và mưa phùn vào mùa đông Sơ đồ vị trí các trạm quan trắc khí tượng trong vùng códạng như sau:

Các số liệu đặc trưng khí hậu thủy văn trong vùng dưới đây được thu thập vàotháng 12 năm 2008

1) Nhiệt độ

Thuộc đồng bằng Bắc bộ, có đầy đủ những đặc trưng khí hậu nhiệt đới giómùa, chia làm hai mùa rõ rệt trong năm Mùa khô kéo dài từ tháng 11 năm trướcđến tháng 4 năm sau, trời lạnh, độ ẩm thấp, nhiệt độ thường dưới 200C, cá biệt có

độ ẩm cao, nhiệt độ thường trên 300C

9 8 3 9 8 9 1 4 0 7 62) Độ ẩm

Độ ẩm tương đối trung bình năm từ 83-85% Trong 3 tháng mùa xuân độ ẩmcao nhất trong năm, độ ẩm trung bình tháng lên tới 87% Các tháng mùa mưa độ ẩmgiảm xuống còn khoảng 85% Độ ẩm ngày cao nhất trong năm lên tới 99%, độ ẩmthấp nhất khoảng 68%

Bảng 1 - 2:Độ ẩm tương đối trung bình tháng trạm Hà Đông (%)

Nhìn chung lượng mưa trên hệ thống Lễ Nhuế 2 và các vùng lân cận tương đốilớn Tổng lượng mưa hàng năm từ 968.1-2478.9 mm, số ngày mưa từ 130-140ngày/năm Mưa rào lớn tập trung vào các tháng 7, 8, 9 hàng năm

Bảng 1 - 3:Lượng mưa trung bình năm một số trạm (mm)

4) Bốc hơi

Lượng bốc hơi trung bình năm tính theo số liệu thống kê từ năm 1984-2004khoảng 887mm/năm Vào các tháng đầu mùa mưa (5, 6, 7, 8) lượng bốc hơi lớnnhất trong năm, lượng bốc hơi trung bình tháng 7 đạt 111.5 mm Vào các tháng mùaxuân, độ ẩm tương đối cao, lượng bốc hơi nhỏ

Bảng 1 - 4:Lượng bốc hơi trung bình tháng trạm Hà Đông (mm)

Tổng số giờ nắng trong năm dao động khoảng từ 1089 – 1971 giờ, các thángmùa hè số giờ nắng lên tới 235 giờ/tháng, các tháng 2, 3 nắng ít, số giờ nắng chỉ đạt

Dòng chảy sông Hồng thường diễn biến theo mùa mưa và mùa khô:

- Mùa lũ: từ tháng 6 đến tháng 10 và đỉnh lũ thường xuất nhiện vào tháng 7 và 8.

Mực nước trung bình tháng 7 từ năm 1984 – 2004 là 661,7 cm

- Mùa kiệt: từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau Mực nước sông giảm nhiều so với

mùa lũ, mực nước sông trong các tháng 3 và 4 thường xuống mức thấp nhất

Bảng 1 – 5 :Mực nước trung bình tháng sông Hồng trạm An Cảnh huyện Thường Tín

Từ tài liệu cho thấy, trong vụ chiêm mực nước trên sông Nhuệ thường giaođộng từ 3.04 đến 3.10 tại Đồng Quan Điều này cho thấy chỉ những khu ruộng cócao độ nhỏ hơn +3.0 thì mới có khả năng tưới tự chảy vào vụ chiêm

Hàm lượng bùn cát trong sông tính trung bình trong mùa lũ là 700mg/m3

1.1.6 Địa chất công trình:

Đất đai trong huyện là loại đất phù xa không được bồi đắp hàng năm Quathực tế xây dựng các công trình cho thấy: nền móng của các công trình lớn và vừanằm trên nền đất yếu, khả năng chịu tải kém phải gia cố nền móng trước khi xâydựng công trình mới đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình

1.1.7 Nguồn vật liệu xây dựng:

Trong huyện không có khả năng khai thác phần lớn các loại vật liệu xây dựng,chỉ gạch ngói là có ở các lò gạch hai bên bờ sông Hồng và sông Nhuệ còn các loạivật liệu đều phải vận chuyển từ nơi khác đến, khá tốn kém và mất thời gian

- Ximăng thường lấy của nhà máy ximang ở Ninh Bình hoặc Thanh Hoá

- Sắt thép mua của các hãng phổ biến trên thị trường

- Đá, sỏi, phải chở chủ yếu từ huyện Kiện Khê, Hà Nam cách khoảng 40Km

- Cát lấy từ bãi sông Hồng của xã Hồng Thái với trữ lượng lớn

1.1.8 Tình hình giao thông:

Đường quốc lộ số 1 chạy qua huyện dài 17 km chạy song song với đuờng 1 làđường sắt Bắc Nam dài gần 12km chạy qua, có ga Phú Xuyên và ga Đỗ Xá, vàđường cao tốc Pháp Vân - Cầu Giẽ dài 7km Ngoài ra còn có nhiều đường liên xãkhác tạo thành mạng lưới giao thông rất thuận tiện

Đường thuỷ trên địa bàn huyện có trên 30km sông chảy qua đó là sông Hồng,sông Nhuệ, sông Duy Tiên, sông Lương, sông Vân Đình,có tuyến đường thủy sôngHồng dài 17km

Giao thông trong huyện thuận tiện về đường thuỷ và bộ là điều kiện thuận lợicho việc phát triển kinh tế - xã hội của Phú Xuyên, nhưng đại đa số đường mới làđường dải cấp phối hệ thống đường còn xấu cần cải tạo nâng cấp để đáp ứng nhucầu giao thông của người dân

1.2.Tình hình dân sinh kinh tế:

1.2.1 Đặc điểm dân số:

Phú xuyên có dân số gần 20 vạn người, tỷ lệ người lao động trong khu vực sảnxuất nông nghiệp chiếm 60% tổng số lao động; tổng bình quân mỗi năm tăng thêmkhoảng 2000 lao động

Khu vực nghiên cứu hiện có khoảng 64 nghìn người, mật độ 1.414 người/km2,được phân bố không đồng đều.

Dân số trong khu vực chủ yếu gắn bó với nghề nông, chiếm tới 70%

1.2.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố các loại cây trồng và thời vụ:

Diện tích đất tự nhiên 17184,46 ha (theo điều tra năm 1998 của BQLRĐ củatỉnh cấp, đất canh tác phòng thống kê - kế hoạch cấp năm 1991 cấp là 10755,6 ha.Huyện Phú xuyên có nền kinh tế nông nghiệp là chủ yếu, nằm trong vùng thâmcanh lúa nước lâu đời, nhân dân Phú xuyên có kinh nghiệm trong thâm canh, tăngnăng suất cây trồng Đến nay toàn bộ 10.000 ha đất canh tác trong huyện đều đãđược gieo trồng 3 vụ/năm; sản lượng lương thực quy thóc bình quân đạt 16 tấn/ha-năm Việc biến vụ Đông thành vụ chính, thành tập quán canh tác đã trở thành mộthướng đi tích cực trong lộ trình phát triển kinh tế của huyện Trong vài năm gần đâythực hiện chủ trương tăng thu nhập trên một đơn vị diện tích nông nghiệp, phươngchâm chọn giống cây, con chất lượng hiệu quả kinh tế cao với mô hình trang trạihướng tới mục tiêu thu nhập 50 triệu/ha-năm sẽ được thực hiện và mở rộng

Vùng miền Trung huyện Phú Xuyên thuộc lưu vực trạm bơm Lễ Nhuế 2 phầnđông dân số sống bằng nghề nông, tỷ lệ chiếm tới trên 80% dân số Sản xuất nôngnghiệp trên địa bàn phát triển tương đối mạnh, người dân rất tập trung cho thâmcanh cây trồng Đã từ 15 năm nay, trên toàn bộ diện tích hầu hết được thâm canh 3

vụ trong năm, người

1.2.3 Các ngành sản xuất khác:

Từ xa xưa, vùng đất này đã nổi tiếng với một số nghề thủ công truyền thốngnhư: Khảm, sơn mài ở Chuyên Mỹ; thêu ren ở Sơn Hà, Dân Chủ (Phúc Tiến), NamTiến; nghề làm giấy ở Hồng Minh; nghề may mặc ở Đại Xuyên, Vân Từ; nghề đónggiầy ở Phú Yên; nghề dệt lụa ở Quang Trung; nghề mây tre đan ở Minh Tân,… Đến năm 2003, Phú Xuyên có 28 làng nghề (chiếm 23,3% số làng nghề đượccông nhận) với 138 thôn đều có nghề Tiếp tục phát huy vốn nghề thủ công truyềnthống, sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp của huyện vẫn giữ được nhịp độtăng trưởng khá, đạt 252,03 tỷ đồng năm 2003, tăng 7,7% so với năm 2002

Các ngành hàng đạt mức tăng trưởng cao là: may mặc 51%, hàng mây tre đanxuất khẩu 22,1%, khảm, sơn mài 24,5%, cơ khí và công nghiệp khác 43,4%

1.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực:

Tốc độ tăng trưởng GDP: 7,5 - 10%/năm Trong đó:

- Nông nghiệp: 5 - 6%/năm

- Công nghiệp-tiểu thủ công nghiệp: 13 – 15 %/năm

- Thương mại - dịch vụ: 11 - 14%/năm

- Cơ cấu kinh tế: nông nghiệp 36%, thương mại - dịch vụ 25%

- GDP/người: 9 triệu đồng/năm

- Hoàn thành phổ cập trung học phổ thông

- 100% số gia đình đạt tiêu chuẩn gia đình văn hóa

CHƯƠNG 2 : HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH

2.1.Hiện trạng hạ tầng thủy lợi:

2.1.1. Hệ thống tưới:

- Nguồn nước: lấy nước từ sông Nhuệ

+ Tưới tự chảy: vùng Phú Xuyên có thể chủ động lấy nước sông Nhuệ để tưới tự chảy bằng

6 cống dưới đê và sông Hậu Bành.Tên vị trí trong bảng

a Cống dưới đê bờ trái sông Nhuệ

- Hiệu quả tưới của vùng

+ Tự chảy: Vùng Đại Thắng, Quang Trung, Phượng Dực và một phần xã VănHoàng (giáp kênh A23) được tưới bằng kênh I2-1-4,I2-1-4-2,i2-1-2 thống qua mángHậu Bành Phần còn lại của xã Văn Hoành được tưới bằng kênh I2-3 Vùng bở phảikênh A2-5, thuộc xã Tân Dân được tưới bằng kênh I2-5 Vùng cuối bờ phải kênhA2-7-2a được tưới bằng kênh I2-7 Xã Vân Từ, Phú Yên được tưới bằng kênh I2-9,I2-11,I2-13

+ Bơm tưới: các công trình đầu mối tưới và bơm đã đáp ứng được nhu cầu củavùng Cần sửa chữa lại cống I2-11, xiphong I2-14, nạo vét các các trục tưới và hoànchỉnh hệ thống nội đồng, tu sửa hoặc xây mới các trạm bơm trong vùng vì phần lớn

đã xuống cấp

2.1.2. Hiện trạng công trình tiêu:

Các cống tiêu tự chảy dưới đê

An Mỹ, Phượng, Ngải Khê (các thông số chi tiết về trạm bơm xem trong bảng phầnIV)

- Hiệu quả tiêu và tồn tại về tiêu: diện tích lưu vực là 4.543 ha

+ Tiêu tự chảy: khi mực nước sông Nhuệ tại Nhật Tự nhỏ hơn +1,5 khu vực đượctiêu tự chảy ra sông Nhuệ

+ Tiêu động lực: khi mực lớn hơn +1.5 tiêu động lực

- Tồn tại về tiêu và nguyên nhân:

+ Tiêu tự chảy còn bị hạn chế do các trục tiêu A2-7,A2-9 bị bồi lắng và sạt lở nhiềuđáy kênh bị nâng cao hơn so với thiết kế ban đầu từ 0.5-0.6m

+ Tiêu động lực: với mức đảm bảo tiêu hiện có của các công trình đáp ứng đượcyêu cầu tiêu úng trước tình hình mưa lũ hiện nay, hệ số tiêu 7.5 (l/s/ha)

2.1.3 Hiện trạng trạm bơm đầu mối Lễ Nhuế 2:

Nhà máy:

- Xây dựng năm 1978

- Hình thức nhà máy Trạm bơm Lễ Nhuế 2 là Nhà máy bơm kiểu móng tách rời

- Kích thước nhà máy: Dài 52 m Rộng 6m (ngang lòng 5m), khoảng cách giữa hai

tâm máy bơm là 3m

- Tổng số máy chạy là 14 máy mỗi máy có lưu lượng là 4000 m3/h

- Vật liệu xây dựng: gạch xây.

- Bố trí các thiết bị trong nhà máy: nhà máy gồm hai tầng

Tầng trên h = 5m, là nơi lắp đặt hệ thống điện, hệ thống thông gió, hệ thốngcứu hoả Tầng dưới chiều cao h = 3m Tầng dưới bố trí 14 máy bơm hướng trục trụcngang, không có tường ngăn Khoảng cách giữa 2 máy b = 3m, dùng để làm hànhlang đi lại quản lý, vận hành và kết hợp làm gian sửa chữa Chính giữa tầng dưới bốtrí máy hút chân không có đường dẫn đến 14 máy Phía đầu tầng dưới có cửa thônggió và bố trí máy bơm nước kĩ thuật để bơm nước dò rỉ từ bể hút và bể xả vào tầngdưới.Và bố trí hành lang đi lại để vận hành và quản lý trạm bơm

Hiện nay, các máy bơm của nhà máy đã cũ, và xuống cấp Hàng năm phải tiếnhành sửa chữa và bảo dưỡng, thay thế các bộ phận bị hỏng, tuy nhiên chất lượngmáy hiện tại đã bị xuống cấp nhiều nên chi phí cho sửa chữa, thay thế hàng năm làtương đối lớn Hiện trạng của máy bơm hiện nay là 2 trục đỡ trên và dưới, cánh quạtcủa máy bơm đã bị bào mòn do tác động của nước làm sinh ra khí thực và tác độngcủa môi trường Ban quản lý nhà máy tiến hành định kỳ bảo dưỡng, tra dầu mỡ 1năm 3 lần Khi phát hiện ra những hỏng hóc mới tiến hành sửa chữa và thay mới.Bên cạnh đó cần nâng cấp máy bơm hút nước ở sàn nhà máy do sàn nhà máy thấphơn mặt đất Nhà máy xây dựng từ rất lâu nên đã xuống cấp cần nâng cấp và cải tạohoặc thay thế bằng trạm bơm mới hiện đại hơn để phục vụ tốt tình hình tiêu của hệthống

Hệ thống kênh mương bồi lắng, nứt nẻ, xuống cấp cần cải tạo và nâng cấp đểphục vụ tiêu tốt

Phương thức xử lý nền móng khi thi công chủ yếu là đầm nện và đóng cọctre Hiện nay công trình vẫn ổn định không có dấu hiệu lún và mất ổn định.

2.1.4. Mạng lưới kênh mương và các công trình trên kênh:

Hệ thống kênh mương bao gồm: Kênh chính dài 11 km Công trình trên kênhchủ yếu là các 11 trạm bơm cấp 2 bơm ra kênh A 2-7

Hiện trạng của hệ thống kênh mương và các công trình trên kênh như sau(Theo tài liệu tháng 3 năm 1998)

1) Kênh chính:

Kênh chính A2-7 được thiết kế xây dựng đồng thời với trạm bơm đầu mốichiều dài 11 km

Theo kết quả điều tra khảo sát, kênh chính đang còn tồn tại các mặt sau:

- Độ dốc đáy kênh: Không còn đảm bảo như thiết kế ban đầu

- Mức độ bồi lắng: Kênh bị bồi lắng nhiều đoạn làm cho kinh phí nạo vét hàng nămlớn

- Bờ kênh chính, đoạn giữa thấp, không đủ khả năng chuyển tải theo yêu cầu Phầnlớn thấp bé thường xuyên đe doạ tràn bờ và vỡ bờ

- Bờ kênh nhiều chỗ bị nứt nẻ, tỉ lệ tổn thất nước trên kênh chính là khá lớn 30-40

%

Theo kết quả kiểm tra về bờ kênh có 45,8% bờ kênh xếp loại kém, là loại bờ

bị sạt lở từng đoạn dài, đào bới nhiều, hay bị tràn bờ; 6,4% xếp loại trung bình; 42,9

2) Hệ thống công trình nội đồng:

Hệ thống công trình nội đồng từ kênh cấp 3 đến mặt ruộng do các địa phươngquản lý khai thác, hàng năm cũng được các HTX tu bổ nhưng nhìn chung khôngđược hoàn chỉnh Các bờ vùng, bở thửa thường bị đứt đoạn, cuốc xẻ, nứt nẻ thườngkhông giữ được nước trên mặt ruộng Kênh cấp 3 không có cống đến mặt ruộng,

lòng kênh nhiều cỏ rác dẫn nước chậm, tiêu nước chậm, khi tưới nước thường bịlãng phí một phần nước xuống kênh tiêu, nhất là giai đoạn đồ ải.

Hiện nay, các máy bơm của nhà máy đã cũ, và xuống cấp Hàng năm phải tiếnhành sửa chữa và bảo dưỡng, thay thế các bộ phận bị hỏng, tuy nhiên chất lượngmáy hiện tại đã bị xuống cấp nhiều nên chi phí cho sửa chữa, thay thế hàng năm làtương đối lớn Hiện trạng của máy bơm hiện nay là 2 trục đỡ trên và dưới, cánh quạtcủa máy bơm đã bị bào mòn do tác động của nước làm sinh ra khí thực và tác độngcủa môi trường Ban quản lý nhà máy tiến hành định kỳ bảo dưỡng, tra dầu mỡ 1năm 3 lần Khi phát hiện ra những hỏng hóc mới tiến hành sửa chữa và thaymới.Bên cạnh đó cần nâng cấp máy bơm hút nước ở sàn nhà máy do sàn nhà máythấp hơn mặt đất Nhà máy xây dựng từ rất lâu nên đã xuống cấp cần nâng cấp vàcải tạo hoặc thay thế bằng trạm bơm mới hiện đại hơn để phục vụ tốt tình hình tiêucủa hệ thống

Hệ thống kênh mương bồi lắng, nứt nẻ, xuống cấp cần cải tạo và nâng cấp đểphục vụ tiêu tốt

2.2.Tình hình úng hạn trong khu vực và nguyên nhân:

2.2.1. Tình hình ngập úng trong khu vực:

Thời tiết trong khu vực diễn biến thất thường, mưa lớn tập trung gây úng ngậpvùng trũng nằm ở vùng kênh tiêu A 2-7 khoảng 300 ha Ngập úng làm cho câytrồng thịêt hại nghiêm trọng ảnh hưởng đến đời sống nhân dân

2.2.2. Nguyên nhân:

và 2 Trong khi đó dọc 3 kênh này có tới 9 trạm bơm cấp 2 bơm ra với Q = 7.5

nhiều năm đã ra lệnh ngừng bơm đối với các trạm bơm cấp 2 dọc máng 7 khi đồngruộng vẫn còn ngập úng

- Việc điều hành trên giữa các trạm bơm ra máng 7 và trạm bơm Lễ Nhuế 1 và 2không được đồng bộ , chưa giải quyết tốt việc tiêu nước cho lưu vực với việc bơmtiêu nước cho các địa phương một cách hợp lý

- Hệ thống đê sông Nhuệ và sông Duy Tiên chưa được cải tạo nâng cấp đảm bảo sảnxuất cho vùng này thì đê của hai sông trên phải tôn cao tới +6 đồng thời tu bổ sửachữa các cống tiêu bị hỏng, kéo dài cống sao cho phù hợp với mặt cắt đê mới.

2.3 Biện pháp công trình thuỷ lợi và nhiệm vụ trạm bơm đầu mối:

Trước tình trạng ngập úng của khu vực, việc thiết yếu và cấp bách nhất hiệnnay là đầu tư xây dựng hệ thống tiêu lớn,cải tạo lại toàn bộ hệ thống công trình nộiđồng để đủ khả năng chuyển nước tiêu nhanh Từ đó đảm bảo phục vụ sản xuấtnông nghiệp,chuyển đổi cơ cấu cây, đáp ứng yêu cầu nguyện vọng chính đáng củanhân dân thuộc khu vực

Nhiệm vụ đầu tiên là phải cải tạo, nạo vét, làm mới các hệ thống kênh tiêu, cáccông trình trên kênh tăng khả năng chuyển nước của các kênh, cố gắng để có thể lợidụng triệt để khả năng chuyển nước của kênh mương Sau đó phải nâng cao khảnăng hoạt động của công trình đầu mối để tiêu cho 2110 ha đất canh tác

2.4 Hiện trạng hạ tầng thoát nước và vệ sinh nông thôn:

Hiện trạng thoát nước: Hiện nay nguồn nước cung cấp chính cho sinh hoạttrên địa bàn khu vực chủ yếu là nguồn nước ngầm, nguồn nước từ sông Hồng vàsông Nhuệ Dưới tác động của biến đổi khí hậu, nhu cầu về nước trong mùa khôtăng cao, độ ẩm của đất và sự bổ sung nước ngầm giảm, ảnh hưởng tới khai thácnước ngầm phục vụ cho sinh hoạt sản xuất Hệ thống cống thoát nước trên địa bànkhu vực còn nhiều hạn chế chưa có sự đầu tư đồng bộ, các khu vực thoát nước chủyếu qua kênh rạch trong vùng Các công trình thoát nước phần lớn được xây dựnglâu đời, nay đã bị hư hỏng nhiều, xuống cấp nặng và không đảm bảo khả năng thoátnước trong mùa mưa, dẫn đến tình rạng ứ đọng nước thải gây mất vệ sinh môitrường, khó khăn cho việc đi lại trên các tuyến đường gặp hệ thống thoát nước (nhất

là vào mùa mưa)

Thu gom rác thải: Lâu nay, việc thu gom rác thải ở khu vực vẫn được thựchiện theo kiểu mạnh ai nấy làm, chỗ nào có đất trống là người dân mang đổ, phổbiến nhất là tình trạng xả rác thải bên bờ kênh, ven ruộng, ao hồ, thậm chí đổ raven đường

Các bãi chôn lấp: Thực trạng khu vực thì chưa có các bãi chôn lấp rác thải

Công trình sử lý nước thải, rác thải: Khu vực chưa có công trình sử lý nước thải Vìchủ yếu nước thải được đổ ra các bờ kênh rạch trong vùng, rác thải thì chưa có nơi

để tập kết rác thải, chính vì vậy rác thải đều vất ra đường hoặc thu gom tại từngthôn chứ chưa có công trình sử lý

Thực trạng các công trình vệ sinh hộ gia đình và vệ sinh chuồng trại: Các côngtrình vệ sinh hộ gia đình trong khu vực thì 100% các hộ đã có, trong đó 80% các hộ

đã đảm bảo được các công trình vệ sinh hộ gia đình theo tiêu chí nông thôn mới.Còn về vệ sinh chồng trại trên địa bàn khu vực các hộ chăn nuôi đều có chuồng trại,nhiều hộ gia đình đã chủ động làm hầm khí bioga để khử phân rác giữ vệ sinhchung, tuy nhiên trên địa bàn chủ yếu là các hộ nuôi nhỏ lẻ nên việc làm hầm khíbioga còn xa vời vói nhiều hộ gia đình Vì vậy việc vệ sinh chuồng trại vẫn đổ trựctiếp ra ao, hồ, ra các cống rãnh thoát nước điều đó gây ảnh hưởng tới môi trườngdân sinh tại khu vực

2.5 Hiện trạng các công trình công cộng khác:

Trường học: Trường lớp ở khu vực thì được đầu tư xây dụng khang trang phục

vụ tốt cho nhu cầu học tập của con em trong vùng, nhằm nâng cao chất lượng giáodục trong các năm qua luôn tăng cao với số học sinh giỏi năm sau luôn cao hơnnăm trước, tỉ lệ học sinh đỗ tốt nghiệp các cấp học luôn từ 98 – 100%

Trạm xá: Đến nay hệ thống trạm y tế tại khu vực không ngừng nâng cấp, bệnh việntrung tâm huyện được hiện đại hóa đã góp phần thực hiện tốt chương trình quốc gia

về chăm sóc súc khỏe ban đầu cho người dân, phòng chống dịch bệnh, vệ sinh môitrường và vệ sinh an toàn thực phẩm

Nhà ủy ban: Trên địa bàn nhà ủy ban đã được đầu tư xây dựng rất là khangtrang

Nhà văn hóa: Trong những năm gần đây trong các khu dân cư nông thôn đềuđược cấp kinh phí xây dựng nhà văn hóa Số tiền để xây dựng nhà văn hóa không ít,quỹ đất để xây dựng trong thời buổi tấc đất tấc vàng càng là cả một vấn đề Nhờ nỗlực của địa phương và các cấp nên mỗi cụm dân cư đều đã có nhà văn hóa khangtrang đẹp đẽ

Nghĩa trang: Các nghĩa trang xã, thôn xây dựng không theo quy hoạch, nằmrải rác ở các thôn, xóm theo cụm dân cư, xen kẽ với chồng lúa, hoa màu, có nghĩa

trang còn nằm ở khu vực ngập úng, khu đất sói mòn ven sông Bên cạnh đó còn cónhững nghĩa trang gần chợ, gần ủy ban, gần trục đường chính, gần khu dân cư, điều

đó sẽ ảnh hưởng tới vệ sinh, nguồn nước ngầm của khu vực đó

Chợ: Khu vực nông thôn hiện nay phần lớn là chợ tạm, chợ tự phát, quy mônhỏ, hạ tầng yếu kém

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẢI TẠO HẠ TẦNG THỦY LỢI

3.1 Giải pháp kỹ thuật.

3.1.1 Đánh giá hiện trạng của hệ thống:

Trạm bơm tiêu Lễ Nhuế được xây dựng năm 1978, gồm 14 máy bơm, mỗi

công trình đã xuống cấp toàn bộ, từ máy móc đến nhà trạm, công trình nối tiếp,…cụthể là: Các máy bơm của nhà máy đã cũ, và xuống cấp Hàng năm phải tiến hànhsửa chữa và bảo dưỡng, thay thế các bộ phận bị hỏng, tuy nhiên chất lượng máyhiện tại đã bị xuống cấp nhiều nên chi phí cho sửa chữa, thay thế hàng năm là tươngđối lớn Hiện trạng của máy bơm hiện nay là 2 trục đỡ trên và dưới, cánh quạt củamáy bơm đã bị bào mòn do tác động của nước làm sinh ra khí thực và tác động củamôi trường Ban quản lý nhà máy tiến hành định kỳ bảo dưỡng, tra dầu mỡ 1 năm 3lần, khi phát hiện ra những hỏng hóc mới tiến hành sửa chữa và thay mới, bên cạnh

đó cần nâng cấp máy bơm hút nước ở sàn nhà máy do sàn nhà máy thấp hơn mặtđất Nhà máy xây dựng từ rất lâu nên đã xuống cấp cần nâng cấp và cải tạo hoặcthay thế bằng trạm bơm mới hiện đại hơn để phục vụ tốt tình hình tiêu của hệ thống

Hệ thống kênh mương bồi lắng, nứt nẻ, xuống cấp cần cải tạo và nâng cấp đểphục vụ tiêu tốt Phương thức xử lý nền móng khi thi công chủ yếu là đầm nện vàđóng cọc tre Hiện nay công trình vẫn ổn định không có dấu hiệu lún và mất ổnđịnh Ngoài ra, hệ thống kênh tiêu, bể hút, bể tháo, nhà quản lý, cống qua đê cũngxuống cấp nghiêm trọng, không đảm bảo việc tiêu nước trong mùa mưa

Vì vậy, việc đầu tư cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Lễ Nhuế là hếtsức cần thiết

3.1.2 Phương án cải tạo, nâng cấp hệ thống:

Dựa trên tình hình thủy lợi của khu vực, việc thiết yếu và cấp bách nhất hiệnnay là đầu tư xây dựng hệ thống tiêu lớn, cải tạo lại toàn bộ hệ thống công trình nộiđồng để đủ khả năng chuyển nước tiêu nhanh Từ đó đảm bảo phục vụ sản xuấtnông nghiệp, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đáp ứng yêu cầu nguyện vọng chínhđáng của nhân dân thuộc khu vực

3.1.3 Các hạng mục cần cải tạo và giải pháp kỹ thuật:

+ Xây mới trạm bơm tiêu Lễ Nhuế đảm bảo tiêu cho 2110 ha với hệ số tiêu 7,5l/s/ha (theo tài liệu quy hoạch thủy lợi Hà nội)

+ Cải tạo, nạo vét, làm mới hệ thống kênh tiêu

+ Nâng cấp công trình trên kênh để tăng khả năng chuyển nước của các kênh, cốgắng để có thể lợi dụng triệt để khả năng chuyển nước kênh mương

+ Xây mới nhà quản lý trạm bơm

3.2.Thiết kế trạm bơm:

3.2.1. Tính toán xác định thông số cơ bản:

3.2.1.1 Xác định vị trí trạm bơm và bố trí tổng thể công trình đầu mối:

1) Vị trí đặt trạm bơm:

- Vị trí đặt trạm bơm phải đảm bảo các điều kiện sau:

+ Về địa chất: Trạm bơm đặt ở nơi địa chất ổn định, địa chất nơi xây dựng côngtrình ảnh hưởng đến nền móng công trình

+ Trạm bơm đặt tại vị trí cao trình thấp để thu được toàn bộ lượng nước từ các kênhtiêu sao cho khối lượng đào dắp kênh tiêu là nhỏ nhất

+ Trạm bơm đặt tại vị trí thuận lợi cho việc phân khu nước tiêu, giảm bớt nănglượng tiêu thụ, các công trình không chồng chéo lên nhau

+ Điều kện thi công thuận lợi mặt bằng thi công rộng rãi, lợi dụng công trình sẵn cónhư kênh mương cầu máng, hạn chế bố trí tại các công trình công cộng, khu dân cư

để giảm chi phí bồi thường giải phóng mặt bằng

+ Vị trí chọn trạm bơm phải chọn đảm bảo chống lũ cho động cơ Để đảm bảochống lũ cho động cơ (đối với nhà máy bơm trục đứng) hoặc sàn nhà máy (đối vớinhà máy bơm lắp máy bơm trục ngang hoặc nhà máy bơm kiểu móng tách rời)không được ngập lụt trong mùa lũ thì cao trình sàn động cơ hoặc nền nhà phải caohơn mực nước lũ từ 0,5m trở lên

+ Để giao thông dễ dàng giảm khối lượng đào đắp lợi dụng thông gió tự nhiên thìcao trình sàn động cơ (nền nhà) cao hơn mặt đất tự nhiên từ 0,2÷0,3 m

- Phương án bố trí trạm bơm: Do nền địa chất trong đê ổn định hơn nền địa chấtngoài đê Mặt khác để đảm bảo chống lũ cho động cơ khi mực nước sông Nhệu

dâng lên cao vì vậy ta bố trí trạm bơm đặt trong đê để đảm bảo cho công trình được

ổn định

2) Bố trí tổng thể công trình đầu mối:

Phương án 1: Bể tháo sát nhà máy

- Đường ống đẩy ngắn, tiết kiệm được nguyên vật liệu làm ống đẩy

- Do đường ống ngắn nên tổn thất trên đường ống đẩy ít hơn

- Có thể lợi dụng tường hạ lưu làm tường bể tháo

- Đường ống đẩy bố trí phía trong tường hạ lưu nên giảm được sự nứt gãy

- Nhà máy làm việc gây rung động bể tháo, dẫn đến mất ổn định, dễ gây rò rỉ nướcvào sàn động cơ

- Khi xây bể tháo liền nhà máy bơm thì đáy bể tháo phải đặt trên đất đắp do đó dễ sinh

ra lún không đều giữa nhà máy và trạm bơm và bể tháo, làm nứt gãy đáy bể tháo

- Mức độ ổn định thấp, phải có khớp nối chống lún và chống thấm ở chỗ tiếp giápgiữa bể tháo với tường hạ lưu nhà máy.

- Nhà máy không được thông thoáng vì phía tường hạ lưu phải làm bằng bê tông cốtthép cao hơn sàn động cơ

Phương án 2 :Bể tháo xa nhà máy

+ Kết cấu nhà máy đơn giản hơn, dễ bố trí, dễ thi công hơn

+ Khi bể xả hoặc ống đẩy xảy ra sự cố thì sửa chữa thuận tiện, không ảnh hưởng gìtới nhà máy

+ Không phải xử lý thấm vào sàn động cơ

+ Phải gia công thêm một đoạn ống đẩy nối nhà máy với bể tháo nên hai công trìnhlún không đều sẽ ảnh hưởng đến ổn định của ống đẩy, mặt bằng nhà máy rộng.+ Do đường ống dài nên phải bố trí nhiều khớp nối.

+ Do vậy phải có biện pháp bảo vệ đường ống bằng cách đắp đất tránh ảnh hưởngcủa các điều kiện ngoại cảnh, phía dưới phải bố trí các mố đỡ

+ Khối lượng xây lắp tăng do phải làm thêm tường bể xả

+ Nhà trạm chiếm diện tích lớn, lãng phí Khối lượng bê tông cốt thép của đườngống và công trình xử lý lớn

*) So sánh lựa chọn phương án :

Từ các ưu nhược điểm của hai phương án trên kết hợp với tình hình địa chấtkhu vực xây dựng trạm bơm, ta nhận thấy khu vực này tương đối bằng phẳng mặtkhác đây là công trình tiêu lớn nên mực nước bể tháo dao động lớn so với mựcnước bể hút vì vậy khi thiết kế bể tháo sát nhà máy nếu ta sử lý thấm không tốtnước từ bể tháo sẽ thấm vào sàn động cơ, như vậy sàn động cơ và nhà máy lúc nàocũng ẩm ướt, bên trong nhà máy còn có hệ thống điện sẽ gây chập điện làm hỏnghóc các thiết bị dẫn đến máy bơm không hoạt động được Vì vậy ta chọn phương án

2 bể tháo tách rời nhà máy để nước không ngấm vào tường và dùng khớp nối bằngđồng để nối liền nhà máy với bể tháo là hợp lý nhất

3.2.1.2 Xác định cấp công trình, tần suất thiết kế, kiểm tra:

Vì tần suất thiết kế và tần suất kiểm tra phụ thuộc vào cấp công trình nên phải xácđịnh được cấp thiết kế công trình của dự án Cấp thiết kế của công trình phụ thuộc vàonăng lực của công trình đó Tra bảng 1 QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT với diện tích tiêu

= 2110 ha thì công trình thuộc cấp III

Hệ thống thủy nông có

diện tích tưới hoặc tiêu

103

Tần suất thiết kế: Mực nước lớn nhất ở sông nhận nước tiêu để tính toán chế

độ khai thác cho các công trình tiêu nông nghiệp tự chảy hay động lực được xácđinh theo QCVN 04 – 05: 2012/BNNPTNT tra được:

+ Tần suất thiết kế: Ptk=10%

+ Tần suất kiểm tra: Pkt=5%.

3.2.1.3 Tính toán xác định mực nước sông thiết kế và kiểm tra:

1) Tài liệu thủy văn:

Thu thập tài liệu và tính toán mực nước: Để xác định mực nước sông thiết kế

và kiểm tra, ta thu thập mực nước sông Nhuệ bình quân 5 ngày max và 1 ngày max.Kết quả thu thập như bảng sau:

Thống kê mực nước sông tại vị trí trạm bơm

* Hiện tượng thủy văn chịu sự chi phối của rất nhiều nhân tố luôn luôn biến đổitrong đó lại không có nhân tố trội đột xuất, tác dụng tổng hợp mang tính ngẫunhiên

* Hiện tượng thủy văn tồn tại một qui luật thống kê theo thời gian và không gian,kinh nghiệm cho thấy qui luật thuỷ văn của nhiều con sông Trong không gian rộng

lớn tồn tại một qui luật thống kê tương đối ổn định như mô hình phân phối xác suấtcủa dòng chảy năm, của nhiều con sông trên thế giới phù hợp với mô hình xác suấtPearson III.

* Các phương pháp tính toán

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán thuỷ văn

các hiện tượng ngẫu nhiên

trưng thiết kế

Phương pháp hay dùng hiện nay là phương pháp thống kê xác suất

Nội dung phương pháp xác suất thống kê

+ Bướ 1: Tính và vẽ đường tần suất kinh nghiệm cho trạm tính toán sắp xếp tài liệu

theo thứ tự từ lớn đến nhỏ và dùng một trong các công thức sau để tính tần suất kinhnghiệm

 Công thức xác suất cổ điển : P =

Công thức số giữa : P =

Trong đó:

m - là vị trí của số liệu khi sắp xếp từ lớn đến nhỏ

n - là số năm có lượng mưa vụ được chọn tính toán

Trong thuỷ văn để tính toán tần suất kinh nghiệm người ta không sử dụngcông thức xác suất cổ điển P = m/n , bởi nếu tính theo công thức này thì giá trị nhỏnhất của chuỗi số sẽ có xác suất = 100% khi (m = n) điều này là vô lý

(chân, đỉnh lũ) vì vậy sử dụng công thức số giữa để tính toán tần suất kinh nghiệm.Sau khi tính toán tần suất kinh nghiệm chấm các điểm tần suất kinh nghiệm lên giấytần suất Dùng thước cong vẽ một đường trung bình qua các điểm tần suất kinhnghiệm được gọi là đường tần suất kinh nghiệm

+ Bước 2: Tính toán các thông số thống kê cho đường tần suất lý luận (Xbq, Cv, Cs).Dựa vào liệt số thống kê đó cũng như giới thiệu ở trên tính các tham số thống kêtheo phương pháp mô men bằng công thức sau:

1

n i i

n i i v

K C

3

1

3

n i i s

v

K C

X : Là trị số bình quân của đại lượng thống kê cần tính toán

Xi : Là giá trị của đại lượng thống kê năm thứ i

n: Số năm của chuỗi số liệu, n = 20 năm

Cv: Hệ số phân tán

Cs: Hệ số thiên lệch

i i

X K

X



Bước 3: Xây dựng đường tần suất lý luận

Đây là bước quan trọng nhất khi xây dựng bài toán thống kê thuỷ văn, cónhiều phương pháp để vẽ đường tần suất lý luận

Dựa vào công thức số này, sử dụng công thức phân phối xác suất của PeasonIII để tính toạ độ của đường tần suất lý luận Từ tần suất P tra phụ lục 1 trong giáo

X K

X

 , khi đó ta có: X p K X p. 

chấm các điểm (P, Xp) lên giấy tần suất và nối các điểm đó lại được đường tần suất

lý luận Thông thường đường tần suất lý luận không nằm ở trung tâm của bảngđiểm tần suất kinh nghiệm Trong phương pháp

Trong đồ án này em sử dụng cách thứ hai là dùng phần mềm "FFC2008" đểtính toán

Kết quả thu được, được trình bày ở phần tiếp theo

Sau khi vẽ được đường tần suất lý luận của đại lượng X cần xác định, ứng vớimỗi tần suất P tra ra được các giá trị Xp tương ứng

* Ảnh hưởng của các thông số thống kê tới đường tần suất lý luận

tức là khi X lớn thì đường tần suất ở trên và khi X nhỏ thì đường tần suất dịchchuyển xuống dưới

 Ảnh hưởng của Cs: Khi Cs > 0 thì đường tần suất lõm xuống, Cs càng lớn thì haiđầu đường tần suất càng cong Khi Cs < 0 thì đường tần suất lồi lên

* Các phương pháp xây dựng đường tần suất có những ưu, nhược điểm như sau:

Phương pháp Mô men cho kết quả tính toán khách quan, song gặp trường hợp

có điểm đột suất không xử lý được, thường cho kết quả nhỏ khi tính toán đặc trưngthống kê

Phương pháp kiểm tra sự phù hợp của mô hình xác suất giả thiết với chuỗi sốliệu thực đo bằng phương pháp thống kê thường không đủ nhạy để phản ánh đầy đủ

sự khác nhau giữa mô hình giả thiết và mô hình thực tế

Phương pháp thích hợp cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét xử lýđiểm đột xuất, song việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lý luận và kinhnghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ

Phương pháp 3 điểm có ưu điểm là xác định các tham số thống kê nhanhnhưng chỉ thích ứng với Cv nhỏ

* Tóm lại, qua phân tích 3 phương pháp trên ta thấy mỗi phương án có những ưu,nhược điểm nên trong đồ án em chọn phương pháp đường thích hợp để xây dựngđường tần suất

* Lựa chọn tài liệu thuỷ văn:

Liệt tài liệu thuỷ văn được lựa chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:

nhau

3) Xác định mực nước sông: Z15%ngaymax; Z510%ngaymax

Để tính toán mực nước sông ứng với tần suất thiết kế và kiểm tra dùng phầnmềm tính toán thủy văn FFC2008

Mực nước lớn nhất 1 ngày max: Z15%ngaymax

Dựa vào số liệu về mựa nước trung bình ngày trong liệt năm thủy văn xác địnhđược mực nước lớn nhất trong năm, ứng với mỗi năm xác định được một giá trị, từcác giá trị đã xác định vẽ đường tần suất để xác định 5%

1ngaymax

Z với tần suất P=5%.

Bảng 1: Bảng kết quả tính toán tần suất kinh nghiệm mực nước bình quân 1 ngày

max

Zcm

Tần suấtP(%)

Bảng 2: Bảng kết quả tính toán tần suất lý luận mực nước bình quân 1 ngày max

Thứ tự Tần suất P(%) Zcm Thời gian lặplại(năm)

Bảng 3: Đường tần suất lí luận tại vị trí trạm bơm ứng với Z15%ngaymax:

FFC 2008 © Nghiem Tien Lam

© FFC 2008

Dựa vào đường tần suất mực nước bình quân 1 ngày max xác định được

5%

1ngaymax

Mực nước lớn nhất 5 ngày max: Z10%5ngaymax

Dựa vào số liệu về mực nước trung bình ngày trong liệt năm thủy văn xác địnhđược mực nước lớn nhất trong năm, ứng với mỗi năm xác định được một giá trị, từ

5ngaymax

P=10%

Bảng 4: Bảng kết quả tính toán tần suất kinh nghiệm mực nước bình quân 5 ngày max

Bảng 5: Bảng kết quả tính toán tần suất lý luận mực nước bình quân 5 ngày max

Thứ tự Tần suất P(%) Zcm Thời gian lặplại(năm)

Bảng 6: Đường tần suất lí luận tại vị trí trạm bơm ứng với Z510%ngaymax

FFC 2008 © Nghiem Tien Lam

© FFC 2008Dựa vào đường tần suất mực nước bình quân 5 ngày max xác định được

10%

5ngaymax

3.2.1.4 Tính toán lưu lượng trạm bơm:

Hệ số tiêu của trạm bơm là hệ số tiêu đảm bảo mang lại hiệu quả lớn nhất vềmặt kinh tế và kĩ thuật, đảm bảo tiêu nước cho khu vực và sự làm việc tốt nhất củatrạm bơm Theo quy hoạch khu vực tiêu và quá trình tính toán cho từng khu vựctính được hệ số tiêu q = 7,5 l/s/ha

Lưu lượng thiết kế được dùng để xác định kích thước mặt cắt kênh, thiết kếcác công trình trên kênh và là cơ sở để chọn máy bơm

Lưu lượng thiết kế Q tk :

tk tk

Q q 

Trong đó:

Qtk : Lưu lượng thiết kế

qtk : Hệ số tiêu thiết kế; qtk = 7,5 l/s/ha

 : Diện tích lưu vực cần tiêu;  2110( )ha

Lưu lượng tiêu nhỏ nhất Q min :

Lưu lượng nhỏ nhất dùng để kiểm tra khả năng bồi lắng trong kênh, khả năngđảm bảo tiêu tự chảy Trên cơ sở đó nghiên cứu, thiết kế công trình điều tiết trênkênh chọn:

min

13

- Lưu lượng thiết kế: Qtk = 15,825(m3/s)

- Lưu lượng nhỏ nhất: Qmin = 5,28(m3/s)

- Lưu lượng lớn nhất: Qmax = 17,88(m3/s)

Lưu lượng thiết kế của kênh dẫn cũng chính là lưu lượng thiết kế trạm bơm.Dựa vào quá trình lưu lượng tiêu thiết kế để chọn

Lưu lượng nhỏ nhất bằng trị số nhỏ nhất trong biểu đồ

Lưu lượng lớn nhất chính là lưu lượng gia cường tính theo công thức:

Kênh đất thường thiết kế tiết diện hình thang

Dựa vào tính chất của đất và chiều sâu mực nước trong kênh Ở khu vực nàyđất thuộc loại đất sét pha cát, tra bảng 8 tiêu chuẩn thiết kênh (TCVN 4118 : 1985 )

ta được độ xoải của mái như sau:

+ Mái trong m = 1,5

+ Mái ngoài m = 1,25

Dựa đất lòng kênh và điều kiện khai thác trên lòng kênh như cỏ mọc đất đá.Tra phụ lục 9 – bảng 1 tiêu chuẩn thiết kế kênh (TCVN 4118 : 1985) lưu lượng củakênh tiêu từ 1÷25m3/s ta được hệ số nhám: n = 0,03

Độ dốc đáy kênh i được xác định theo nguyên tắc:

- Tiêu tự chảy cho hầu hết các khu vực

- Khối lượng đào đắp ít nhất

Đối với địa hình đồng bằng ven sông Nhuệ tương đối bằng phẳng ta chọn độdốc đáy kênh theo kinh nghiệm itk = 1,5.10-4

Để thiết kế kênh ta phải tính được độ sâu h và chiều rộng đáy kênh b, vì có 2

ẩn số nên phải giả thiết 1 trị số b hoặc h Thường giả thiết h theo công thức:

  0 ln

4.2,106 1,5.10

0, 0065215,825

Kiểm tra điều kiện xói lở và bồi lắng:

Để đảm bảo kênh ổn định, không bị bồi lắng và không bị xói lở cần thỏa nãmcác điều kiện sau:

- Điều kiện không xói lở: Vmax < V kx

- Điều kiện không bồi lắng: Vmin > V kl

Trong đó: [Vkx], [Vkl] là tốc độ không xói, không lắng cho phép phụ thuộc vàotính chất đất nơi tuyến kênh đi qua, lưu lượng chảy trong kênh và hàm lượng phù sa.Vmax, Vmin là tốc độ dòng chảy trong kênh khi dẫn với lưu lượng gia cường (Qmax) vàlưu lượng nhỏ nhất (Qmin).

Như vậy để xác định Vmax, Vmin phải tính toán độ sâu nước trong kênh khi dẫnvới các lưu lượng tương ứng Qmax, Qmin

Xác định độ sâu hmax, hmin theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất vềmặt thủy lực như đã trình bày ở trên

Kết quả tính toán cụ thể như ở bảng sau:

Bảng 4.1: Kết quả tính toán Vmax, Vmin c a kênh d n ủa kênh dẫn ẫn

Kiểm tra điều kiện không xói lở: Vmax < [Vkx]

Theo công thức Ghiếc kan xác định tốc độ không xói cho phép:

[vkx] = K.Qmax0.1(m/s)

Trong đó:

Qmax: là lưu lượng lớn nhất (m3/s), Qmax=17,88(m3/s)

K: là hệ số phụ thuộc vào chất đất nơi tuyến kênh đi qua

Đối với đất sét ven bờ sông Nhuệ, tra bảng: 13 TCVN 4118 : 1985

Kiểm tra điều kiện không bồi lắng Vmin > [Vkl].

Theo TCVN 4118 : 1985 trường hợp hàm lượng cát của dòng chảy ít (nướcchảy từ các hồ chứa) và nước chảy trong các kênh nhỏ, có thể lấy Vkl = 0,2(m/s)

Để tránh sự phát triển của cỏ dại trong lòng kênh, vận tốc nhỏ nhất trong kênhkhông được nhỏ hơn 0,3 (m/s)

Đây là công trình kênh tiêu, nước chảy trong các kênh nhỏ nên hàm lượngcát của dòng chảy ít, để đảm bảo sự phát triển của cỏ dại trong lòng kênh

Vì vậy ta có thể chọn: Vkl = 0,3(m/s)

Ta thấy Vmin = 0,39(m/s) > Vkl = 0,3(m/s)  kênh không bị bồi lắng, thỏa mảnđiều kiện không bồi lắng

Muốn cho lòng kênh được ổn định thì không những không để cho mặt cắtkênh không bị bồi lắng hoặc xói lở mà đồng thời phải giữ cho tuyến kênh không bị

xê dịch sang trái hoặc sang phải thì ta cần điều kiện sau:

Q<1 m3

/s → β =1÷2Q<1÷3 m3

/s → β =1÷3Q<3÷5 m3

/s → β =2÷6Những kênh có Q > 5 m3/s thì: [β] < β < 12

h = 11

2 = 5,5Trị số [β] được xác định theo công thức:

[β] = 3.Qtk0,25 – m = 3.15,8250,25 – 1,5 = 4,48

So sánh với điều kiện, nhận thấy 4,48 = [β] < β = 5,5 < 12 thỏa mãn

Như vậy điều kiện không xói lở, không lắng và điều kiện ổn định thỏa mãnnên mặt cắt kênh thiết kế như trên là hợp lý

- Hệ số mái trong kênh: m = 1,5

- Bề rộng đáy kênh: b = 11(m)

- Độ sâu mực nước trong kênh: htk =2(m)

Khi dẫn với lưu lượng thiết kế Qtk = 15,825 m3/s thì htk = 2(m)

Khi dẫn với lưu lượng lớn nhất Qmax = 17,88 m3/s thì hmax = 2,17(m)

Khi dẫn với lưu lượng nhỏ nhất Qmin = 5,28 m3/s thì hmin = 1,08(m)

Chọn chiều rộng bờ kênh theo Bảng 9 TCVN 4118 – 1985 thì bbờ = 2(m)

2) Thiết kế kênh tháo:

Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo của trạm bơm tới cống dưới đê,sau đó chảy ra sông Nhuệ Do kênh dẫn và kênh tháo có cùng địa chất, địa hình vàcùng dẫn một lưu lượng như nhau, nên ta thiết kế kênh tháo giống với kênh dẫn vìvậy các yếu tố thủy lực m, n, i của kênh tháo bằng thông số của kênh dẫn Vì vậycác thông số thiết kế của kênh dẫn và kênh tháo như sau:

- Độ sâu mực nước trong kênh: htk =2(m)

Khi dẫn với lưu lượng thiết kế Qtk = 15,825 m3/s thì htk = 2(m)

Khi dẫn với lưu lượng lớn nhất Qmax = 17,88 m3/s thì hmax = 2,17(m)

Khi dẫn với lưu lượng nhỏ nhất Qmin = 5,28 m3/s thì hmin = 1,08(m)

Chọn chiều rộng bờ kênh theo Bảng 9 TCVN 4118 – 1985 ta chọn bbờ = 2(m)Tuy nhiên do đặc điểm và điều kiện làm việc khác nhau nên kênh dẫn và kênhtháo có những điểm khác nhau Kênh dẫn thường phải đào sâu nên khi chiều sâuđào kênh lớn hơn 5m thì phải làm cỏ còn kênh tháo thì vừa đào vừa đắp hoặc nổi

3.2.2.2 Tính toán các loại mực nước ở bể hút và bể tháo:

1) Mực nước bể hút:

a) Cao trình mực nước bể hút thiết kế:

Cao trình mực nước bể hút phụ thuộc vào cao trình ruộng đất và hệ thống kênhmương, công trình trên kênh quyết định:

tk A0 h 0 L ii i

Z      h

Trong đó:

A0 : Cao trình mặt ruộng tiêu đại diện cho khu tiêu

h0: Lớp nước trữ trong ruộng lúa, h0 = 100 mm =0,1(m)

Liii: Tổng tổn thất dọc đường trên hệ thống kênh mương từ điểm đại diện

về bể hút theo tài liệu qui hoạch vùng là 3 km tính từ điểm đai diện tới bể hút

ii: Độ dốc đường mặt nước trên đoạn kênh thứ i

hc: Tổng tổn thất cục bộ qua công trình trên kênh từ điểm đại diện về bểhút ( sơ bộ chọn hcb= 0,30m )

Theo tài liệu quy hoạch vùng, có cao trình mặt ruộng thấp nhất là + 1,7m, xa

bể hút 3,0 km, độ dốc kênh chính i = 1,5.10-4 tại xã Phượng Dực, huyện Phú Xuyên

Mực nước bể hút nhỏ nhất có thể được tính theo công thức:

Theo điều tra thì mực nước bể hút lớn nhất của khu vực là Z bhmax 2,3 m

2) Mực nước bể tháo:

a) Mực nước bể tháo thiết kế:

Mực nước bể tháo ứng với tần suất thiết kế ptk = 10% đã được xác định ở phầntính toán thủy văn:

10%

tk

Z Z h

Trong đó:

htt: là tổn thất dọc đường và cục bộ từ vị trí bể xả ra sông, do kênh tháongắn nên bỏ qua tổn thất dọc đường, từ bể tháo ra sông có một cống ngầm, tổn thấtcục bộ do cống ngầm gây ra khoảng 0,2(m) Vậy htt = 0,2(m)

10%

5ngaymax

ứng với tần suất p=10%, Z510%ngaymax= 4,6(m)

Z Z  h    m b) Mực nước bể tháo lớn nhất:

Dựa vào tài liệu tính toán thủy văn, nó chính là mực nước một ngày lớn nhấttính với tần suất kiểm tra p =5% là:

với tần suất p=5%,Z15%ngaymax= 5,06 m

Zđkd: Cao trình đáy kênh dẫn

tk

bh

htk : Độ sâu mực nước trên kênh, khi kênh dẫn lưu lượng Qtk

Vậy cao trình đáy kênh dẫn là: Zđkd = 1,05 – 2 = - 0,95 (m)

Z bhmax: Cao trình mực nước bể hút lớn nhất, Zmaxbh = 2,3(m)

a: Độ vượt cao an toàn của bờ kênh, tra Bảng 10 TCVN 4118-1985 lưulượng của kênh từ 10 đến 30 (m3/s) ta chọn a = 0,5 m

Z : Cao trình mực nước bể tháo thiết kế

hTK : Độ sâu mực nước trên kênh, khi kênh dẫn lưu lượng QTK

a: Độ vượt cao an toàn của bờ kênh, tra Bảng 10: TCVN 4118-1985 lưulượng của kênh từ 10 đến 30 (m3/s) ta chọn a = 0,5 m

 Z bkt 5, 26 0,5 5,76( ).  m

3.2.2.3 Tính toán các loại cột nước của trạm bơm:

được máy bơm, chưa thiết kế được đường ống hút và ống đẩy nên thường lấy theokinh nghiệm htktt   1 1,5( )m đối với máy bơm có cột nước thấp h tt = 1,3(m)

=> Htk = 4,8 – 1,05 + 1,3 = 5,05(m)

2) Cột nước lớn nhất trong trường hợp kiểm tra:

Đây là trường hợp tương ứng với mực nước bể xả lớn nhất (bơm với lưu lượnggia cường) và mực nước bể hút xuống thấp nhất

Cột nước lớn nhất trong trường hợp kiểm tra được xác định theo công thức

ax min ax

tkax 5, 26 0,55 1, 2 5,91 m  

m H

3) Cột nước nhỏ nhất trong trường hợp kiểm tra

Đây là trường hợp tương ứng với mực nước bể tháo xuống thấp nhất (bơm vớilưu lượng nhỏ nhất) và mực nước bể hút lên cao nhất

Cột nước nhỏ nhất trong trường hợp kiểm tra được xác định theo công thức: