thiết kế trạm bơm như quỳnh, hưng yên

Tính toán xác định các yếu tố thủy văn khí tượng - Mục đích của công việc xác định các yếu tố khí tượng thủy văn: dựa trên liệt số liệu quan trắc, sử dụng phương pháp thống kê xác suất

MỤC LỤC

CHƯƠNG I 6

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 6

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 6

1.1.1.Vị trí địa lý 6

1.1.2 Đặc điểm địa hình 6

1.1.3 Đất đai thổ nhưỡng 6

1.1.4 Điều kiện khí tượng 6

1.1.5 Điều kiện thủy văn 9

1.1.6 Địa chất, địa chất thủy văn 9

1.1.7 Nguồn vật liệu xây dựng 11

1.1.8 Tình hình dân sinh kinh tế 11

1.1.9 Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực 13

CHƯƠNG II 15

HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH 15

2.1.Hiện trạng hệ thống thủy lợi 15

2.1.1 Hệ thống tưới 15

2.2.2 Hệ thống tiêu 17

2.2 Tình hình úng hạn trong khu vực và nguyên nhân 19

2.2.1 Tình hình hạn 19

2.2.2 Tình hình úng 22

2.2.3 Biện pháp công trình 23

CHƯƠNG III 24

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 24

3.1 Xác định vị trí trạm bơm và bố trí tổng thể công trình 24

3.1.1 Vị trí trạm bơm 24

Vị trí xây dựng trạm bơm phải cân đối các điều kiện sau đây: 24

3.1.2.Bố trí tổng thể công trình đầu mối: 24

3.2 Xác định cấp công trình và vị trí thiết kế 25

3.2.1.Xác định cấp công trình: 25

3.2.2 Tần suất thiết kế: 26

3.3 Tính toán xác định các yếu tố thủy văn khí tượng 26

3.3.1 Phương pháp tính toán 26

3.3.2.Tính các lượng mưa thiết kế 31

3.3.3 Tính các mực nước thiết kế (dựa vào tài liệu mực nước ngày.) 31

3.4.Tính toán lưu lượng trạm bơm 34

3.4.1.Tính toán giản đồ hệ số tưới 34

3.4.2.Tính toán giản đồ lưu lượng tưới 44

3.4.3.Xác định Q tk , Q max , Q min 46

CHƯƠNG 4 48

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BƠM 48

4.1 Thiết kế kênh dẫn (kênh tháo) 48

4.1.1 Xác định kích thước kênh tháo 49

4.1.2 Thiết kế kênh dẫn 52

4.2.Tính toán mực nước 52

4.3 Tính toán các cột nước của trạm bơm 53

4.31 Tính cột nước thiết kế H tk 53

4.3.2 Trường hợp kiểm tra 54

4.3.3.Tính toán các cột nước lớn nhất và nhỏ nhất ứng với tần suất kiểm tra (P 1% và P 95% ) 54

4.4 Chọn động cơ kéo máy bơm 56

4.4.1 Chọn máy bơm 56

4.4.3 Chọn máy biến áp 60

4.4.4 Xác định cao trình đặt máy bơm 63

4.6 Thiết kế nhà máy 67

4.6.1 Nguyên lý thiết kế nhà máy 67

4.6.2 Xác định các kích thước và bộ phận cơ bản các tầng của nhà máy 68

4.6.3 Xác định các kích thước chủ yếu của nhà máy 81

4.7.THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH NGOÀI NHÀ MÁY 86

4.7.1 Thiết kế ống đẩy 86

4.7.2 Thiết kế bể hút 87

4.7.3.Thiết kế bể tháo 90

4.8.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY 96

4.8.1 Hệ thống tiêu nước trong nhà máy 96

4.8.2 Hệ thống bơm mỡ 101

4.8.3 Hệ thống thông gió 101

4.8.4 Hệ thống cứu hoả 107

CHƯƠNG 5 108

THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 108

5.1.CHỌN SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY HỆ THỐNG ĐIỆN 108

5.1.1.Yêu cầu của sơ đồ lưới điện: 108

5.1.2.Chọn sơ đồ đấu dây điện: 108

5.2.TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN CAO ÁP 109

5.2.1 Tính toán chọn máy biến áp 109

5.2.2 Chọn dây dẫn động lực 110

5.2.3 Chọn dây dẫn cao thế 110

5.2.4.Tính chọn thiết bị bảo vệ cho mạng điện cao áp 112

5.3 Chọn thiết bị cho mạng điện hạ áp 114

5.3.1 Chọn dây dẫn động lực 114

5.3.2 Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch điện hạ áp 117

5.4 Các thiết bị khác 119

5.4.1 Chọn máy biến dòng cho mạch động cơ và mạch tự dùng 119

5.4.2.Chọn thiết bị đo đếm 120

5.4.3 Tính chọn tụ bù điện cho từng động cơ 121

5.4.4 Chọn thanh cái 121

5.4.4.Chọn các thiết bị chiếu sáng và lắp đặt 122

5.5.Bố trí hệ thống điện 122

5.5.1 Phần điện cao áp 122

5.5.2.Phần hạ áp 122

CHƯƠNG 6 123

TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO NHÀ MÁY 123

6.1 Tính ứng suất đáy móng do tải trọng công trình gây ra max,min 123

6.1.1 Trường hợp vừa thi công xong 123

6.1.2 Trường hợp trạm bơm làm việc bình thường, mực nước bể hút là mực nước lớn nhất 124

6.2 Kiểm tra sức chịu tải của nền 126

6.2.1.Trường hợp thi công xong chưa có nước 127

6.2.2.Trường hợp công trình làm việc bình thường 127

6.3 Kiểm tra khả năng chịu tải của nền 127

6.3.1 Trường hợp vừa thi công xong 128

6.4 Kiểm tra trượt của công trình 128

6.4.1.Trường hợp công trình trạm bơm vừa thi công xong, chưa tháo nước 128 6.5.Kiểm tra lật của công trình 129

6.5.1 Trường hợp nhà máy vừa thi công xong 130

6.5.2 Trường hợp công trình làm việc bình thường, mực nước ở bể hút ứng với tần suất thiết kế 130

6.6.Kiểm tra lún của công trình 130

6.6.1.Trình tự thực hiện 130

6.6.2.Tính lún tại điểm O là tâm của đáy móng 131

CHƯƠNG 7 133

TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG NHÀ MÁY 133

7.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 133

7.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG TRONG NHÀ MÁY 133

7 2.1 Tải trọng mái q 1 133

7.2.2 Tường đỡ mái tôn q2 134

7.2.3 Bản thân xà ngang q 2 135

7.2.4 Hoạt tải q 3 135

7.2.5 Tải trọng gió đẩy q5 135

7.2.6 Tải trọng gió hút q6 136

7.2.7 Tải trọng của cột 136

7.2.8 Tải trọng gió đẩy phần trên mái P1 136

I.2.9 Tải trọng gió hút phần trên mái P2 136

7.2.10 Tải trọng tường dọc trên mái P3 136

7.2.11 Tải trọng xà dọc P4 137

7.2.12 Tải trọng do vai đỡ cầ trục gây ra 137

7.2.13 Tải trọng lớn nhất khi cẩu máy 137

7.2.14 Tải trọng do máng nước 138

7.2.15 Tải trọng đặc biệt 138

7.4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC 138

7.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 139

7.5.1 Tính toán cốt thép cho dầm ngang 139

7.5.2 Tính cốt thép cho cột phía thượng lưu trường hợp cầu trục lệch về phía hạ lưu (hoặc trường cột phía hạ lưu trường hợp cầu trục lệch về phía thượng lưu) 146

7.5.3 Tính cốt thép cho cột phía thượng lưu trường hợp cầu trục lệch về phía thượng lưu 151

7.6 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHỊU LỰC SAU KHI BỐ TRÍ THÉP 155

CHƯƠNG 8 157

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ 157

8.1 MỤC ĐÍCH, Ý NHĨA, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG TÍNH TOÁN 157

8.1.1 Mục đích, ý nghĩa 157

8.1.2.Phương pháp và nội dung tính toán 157

8.2.TÍNH TOÁN KINH TẾ CỦA DỰ ÁN 159

8.2.1.Tổng vốn đầu tư của dự án 159

8.2.2 Tính toán năng lượng tiêu thụ 159

8.3.CHI PHÍ QUẢN LÝ HẰNG NĂM 160

8.3.1 Chi phí sửa chữa hằng năm 160

8.3.2.Chi phí tiền lương C tl 160

8.3.3.Chi phí điện năng C đn 161

8.3.4.Chi phí khác C k 161

8.4 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ 161

CHƯƠNG I

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1.1.Vị trí địa lý

Khu vực dự định xây dựng trạm bơm Như Quỳnh nằm trong khu quản lý của

Xí nghiệp thủy nông Như Quỳnh trực thuộc Công ty Khai thác công trình thủy lợi Nam Đuống Khu vực nằm ở 20059’09’’ vĩ độ Bắc và 105058’47’’ kinh độ Đông, phía Đông giáp giáp sông Đình Dù, phía Tây giáp làng Ngọc Quỳnh-Như Quỳnh-Hưng Yên, phía Nam giáp quốc lộ 5 và phía Bắc giáp kênh Ngọc Quỳnh

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình tự nhiên khu tưới của trạm bơm Như Quỳnh có độ dốc theo hướng Tây bắc xuống Đông nam và thấp dần về các sông nội địa Các huyện Thuận Thành, Văn Lâm và Gia Lâm dốc theo trục sông Đình Dù và sông Lang Tài Huyện Gia Bình và Lương Tài dốc theo sông Ngụ và sông Bùi về sông Thái Bình Cao độ mặt đất tự nhiên thay đổi từ +6,0 ÷ +1,0

Khu vực dự định xây dựng trạm bơm Như Quỳnh có cao độ mặt đất tự nhiên thay đổi từ +2,0 ÷ +6,0 Cao độ đáy sông Đình Dù thay đổi từ -0,5 ÷ +1,5 Khu đất trống dọc kênh tiêu Ngọc Quỳnh và bờ phải kênh Chung rộng khoảng 1,5 ha có cao

độ thay đổi từ +4,0 ÷ +4,7 Khu vực này có địa hình thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng thi công và vận chuyển vật liệu xây dựng

1.1.3 Đất đai thổ nhưỡng

Đất trong khu vực chủ yếu là đất phù sa của sông Đuống và sông Thái Bình có tầng đất canh tác dày, thành phần cơ giới của đất từ thịt nhẹ tới trung bình nên đất đai của khu vực rất màu mỡ thích hợp với nhiều loại cây trồng, đặc biệt là lúa nước

1.1.4 Điều kiện khí tượng

Trong vùng dự án có các trạm khí tượng như sau:

- Trạm Hải Dương đo các yếu tố khí hậu từ năm 1956 đến nay

- Các trạm Gia Lương, Thuận Thành, Hải Dương đo mưa từ năm 1956 đến nay Vùng dự án mang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng và mưa nhiều thường xuyên xuất hiện các trận mưa lớn ( lượng mưa chiếm 85% lượng mưa cả năm ) Những nét chủ yếu về khí hậu được thể hiện qua số liệu trung bình nhiều năm tại trạm khí tượng Hải Dương như sau:

19,9 33,2 10,2

23,4 34,1 12,4

27,1 37,0 16,9

28,7 38,0 18,9

29,2 38,2 21,5

28,4 35,9 21,8

27,3 34,1 16,5

24,6 33,3 13,0

21,3 32,7 8,1

17,7 29,7 3,2

23,4 38,2 3,2

b, Độ ẩm không khí

Độ ẩm bình quân nhiều năm 84%, độ ẩm thấp nhất năm 59%, cao nhất 90%

Độ ẩm trung bình tháng nhiều năm thể hiện ở bảng sau

Bảng 1.2: Độ ẩm tương đối trung bình, thấp nhất tháng, năm

Bảng 1.3: Lưu lượng bốc hơi trung bình tháng, năm

Hướng gió thịnh hành trong mùa hè là gió nam và đông nam, mùa đông là gió

bắc và đông bắc Tốc độ gió trung bình 2-3m/s, từ tháng 7 - 10 tốc độ gió có thể lên

tới cấp 7, cấp 8 làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng, phát triển của cây

Khu vực Như Quỳnh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, thời tiết được chia làm

hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô

Mùa mưa trùng với mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô trùng với mùa

lạnh bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 Vào mùa khô lượng mưa tháng biến động từ

(2.4 - 32.9)mm, còn vào mùa mưa thì lượng mưa tháng biến động từ 106.6mm

(tháng 10) đến 614.4mm (tháng 6) Lượng mưa trong các tháng mùa mưa chiếm

93.18% tổng lượng mưa cả năm

Theo tài liệu đo đạc tại trạm Gia Lương (Lương Tài, Gia Bình) và Thuận

Thành: lượng mưa bình quân nhiều năm của toàn khu vực là 1470 mm, lớn nhất

1779.2 mm, nhỏ nhất 1050 mm

Nói chung lượng mưa hàng năm trên toàn khu vực Nam Đuống tương đối lớn

và ít có sự biến động lớn giữa các năm Mưa ở đây chủ yếu tập trung vào thời gian

ngắn, đặc biệt vào tháng 6, tháng 7, tháng 8 trên địa bàn thường có lượng mưa lớn

Ngược lại, vào mùa khô lượng mưa lại rất ít

Đặc điểm lượng mưa của các tháng trong nhiều năm tại khu vực nghiên cứu

1.1.5 Điều kiện thủy văn

Bao quanh hệ thống thủy nông Nam Đuống là 3 con sông lớn: sông Hồng, sông

Đuống và sông Thái Bình Các sông này là trục tiêu và cũng là nguồn nước tưới của

hệ thống Ngoài ra còn một hệ thống sông nội đồng như sông Nội Trung, sông Bùi,

sông Thứa, sông Tuần La, sông Ngụ

Nguồn nước tưới cho hệ thống thủy nông Nam Đuống chủ yếu được lấy từ sông

Hồng, sông Đuống, sông Ngụ

Sông Hồng là con sông lớn nhất miền Bắc, là nguồn cung cấp nước và phù sa

nhiều nhất cho vùng châu thổ đồng bằng Bắc Bộ, lưu lượng trung bình của sông

Hồng tại Hà Nội là 2 710 m3/s, lưu lượng nhỏ nhất của sông Hồng tại Hà Nội là 350

m3/s

Sông Dâu Đình Dù là con sông đào thuộc hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải,

dẫn nước từ sông Hồng qua cống Xuân Quan đến các khu tưới của tỉnh Hưng Yên

và Bắc Ninh Trạm bơm Như Quỳnh là một trong những trạm bơm lấy nước từ sông

Dâu Đình Dù

Sông Đuống là một phụ lưu bên bờ trái của sông Hồng, điểm phân dòng chảy

cách Hà Nội 5 km về phía thượng lưu, dòng chảy của sông Đuống chiếm khoảng

25% tổng lưu lượng dòng chảy của sông Hồng

Sông Ngụ là một sông tiêu nội đồng của hệ thống

1.1.6 Địa chất, địa chất thủy văn

1.1.1.1 Địa chất

Địa tầng tại khu vực xây dựng trạm bơm Như Quỳnh gồm các lớp đất sau:

- Lớp 1: Đất đắp là sét - á sét lẫn sỏi sạn màu nâu, xám nâu Trạng thái cứng –

dẻo cứng, kết cấu chặt vừa Chiều dày lớp từ 2,0 ÷ 5,0 m

- Lớp 1b: Bùn á sét lắng đọng đáy kênh màu nâu sẫm, lẫn nhiều hữu cơ Trạng thái chảy, kết cấu kém chặt Chiều dày lớp từ 0,3 ÷ 0,5 m

- Lớp 4a: Đất sét chứa nhiều hữu cơ màu đen Hữu cơ đã phân giải và chưa phân giải hết Trạng thái dẻo mềm, kết cấu kém chặt Chiều dày lớp từ 1,0 ÷ 4,0 m Nguồn gốc thuộc tầng Thái Bình ( aQIV 3 tb2 )

- Lớp 4b: Đất á sét nặng – vừa, màu xám nâu, xám ghi Trạng thái dẻo chảy, có chỗ dẻo mềm, kết cấu kém chặt – chặt vừa Chiều dày lớp từ 1,0 ÷ 3,5 m Nguồn gốc thuộc tầng Thái Bình ( aQIV3 tb2 )

- Lớp 4c: Đất á sét nhẹ màu xám ghi, xám xanh Trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy, kết cấu chặt vừa Chiều dày lớp từ 1,0 ÷ 4,5 m Nguồn gốc thuộc tầng Thái Bình ( aQIV3 tb2)

- Lớp 5: Đất á cát màu xám nâu, xám ghi Trạng thái dẻo chảy, kết cấu kém chặt Chiều dày lớp từ 2,0 ÷ 7,0 m Nguồn gốc bồi tích thuộc tầng Thái Bình (aQIV3 tb2 )

- Lớp 6: Cát hạt vừa – nhỏ, có chỗ hạt thô màu xám ghi, xám nâu Kết cấu chặt vừa, bão hòa nước Chiều dày lướp khoảng 6 m Nguồn gốc bồi tích thuộc tầng Thái Bình ( aQIV3 tb2 )

- Lớp 7: Đất sét, có chỗ là á sét nặng màu nâu vàng, loang lổ xám xanh, nâu đỏ Trạng thái cứng – nửa cứng, trạng thái chặt vừa – chặt Chiều dày lớp khoảng 8 m, cách mặt đất tự nhiên khoảng 18 m Nguồn gốc bồi tích thuộc tầng Vĩnh Phúc (aQIII 2vp )

- Lớp 7a: Đất sét – á sét nặng màu xám nâu Trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa Chiều dày chưa xác định Nguồn gốc bồi tích thuộc tầng Vĩnh Phúc (aQIII 2vp)

- Lớp 7b: Cát hạt thô màu xám nâu Kết cấu chặt vừa, bão hòa nước Chiều dày lớp khoảng 1,5 m Nguồn gốc bồi tích thuộc tầng Vĩnh Phúc ( aQIII 2vp )

1.1.1.2 Địa chất thủy văn

Nước mặt: Chủ yếu là nước sông Dâu Đình Dù và Kênh Chung Mực nước thay đổi theo mùa tùy thuộc vào chế độ đóng mở cống Xuân Quan Nước ở Kênh Chung

và sông Dâu Đình Dù có chất lượng khá tốt có thể phục vụ cho nông nghiệp, tuy nhiên nó lại có tính ăn mòn cacbonic đối với các loại xi măng

Nước ngầm: Nước ngầm chủ yếu chứa trong tầng á cát ( lớp 5 và 6 ) Các lớp khác chứa ít nước Mực nước thay đổi theo mùa và có quan hệ thủy lực với nước mưa và mực nước sông Dâu Đình Dù Qua tìm hiểu cho thấy nước ngầm ở đây trong, không mầu, không mùi, không vị không có cặn lắng nhưng cũng có tính ăn

mòn cacbonic đối với các loại xi măng Khi thi công cần có biện pháp bơm nước ngầm làm khô hố móng

1.1.7 Nguồn vật liệu xây dựng

Đất đắp nền và đê quai có thể tận dụng ngay đất tại khu vực xây dựng trạm bơm Các vật liệu khác như cát, sỏi, xi măng, thép các loại, vải lọc… có thể mua từ thị xã Bắc Ninh, trung tâm các huyện Gia Bình và Lương Tài của Bắc Ninh, thị trấn Như Quỳnh của Hưng Yên, trung tâm huyện Gia Lâm của Hà Nội Với cự ly vận chuyển

5 ÷ 20 km

Tình hình giao thông

Giao thông tại khu vực xây dựng trạm bơm Như Quỳnh rất thuận tiện nhất là về đường bộ Tại đây có quốc lộ 5 Hà Nội – Hải Phòng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu thi công Ngoài ra còn có quốc lộ 38 nối thị xã Bắc Ninh với quốc lộ

5 đây cũng là một trong những tuyến giao thông trọng điểm của khu vực

1.1.8 Tình hình dân sinh kinh tế

1.1.1.1 Đặc điểm dân số

Dân số của khu vưc Nam Đuống chủ yếu tập trung ở 3 huyện thuộc tỉnh Bắc Ninh: Thuận Thành, Lương Tài, Gia Bình Đây là vùng có mật độ dân số cao của tỉnh Bắc Ninh Theo niên giám của tỉnh Bắc Ninh đến năm 2007 thì dân số của 3 huyện là: 349 184 người với mật độ dân số của từng huyện Thuận Thành: 1227 người/km2; Lương Tài: 1012 người/km2; Gia Bình 941 người/km2

Trong đó trong những năm gần đây do thực hiện chính sách kê hoạch hóa gia đình của nhà nước, nên sự gia tăng dân số giữa các năm cũng đã giảm rất nhiều so với các giai đoạn trước tốc độ trung bình 1,2% năm

Theo điều tra năm 2003 thì dân cư trong vùng tưới có tuổi trẻ vừa phải, có 23% dân số dưới 18 tuổi Nam giới chiếm 48,9%, nữ giới chiếm 51,1%, tỷ lệ nhân khẩu trong độn tuổi lao động ngày càng tăng dự kiến đến năm 2010 chiếm 53% dân số

1.1.1.2Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố cây trồng và thời vụ

Những năm gần đây nông nghiệp đã được sự đầu tư và quan tâm nhiều hơn trước yêu cầu phát triển của nền kinh tế, nhằm đảm bảo an ninh lương thực phát triển bền vững nền nông nghiệp và nâng cao năng suất, sản lượng cây trồng vật nuôi Các giải pháp đã được thực hiện như:

Áp dụng tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất, chăn nuôi như: thay đổi giống cây trồng và vật nuôi đưa các giống có năng suất, sản lượng cao vào sản xuất Thay đổi phương thức sản xuất theo xu hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa

Tiến hành dịch chuyển thay đổi cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp cho phù hợp với điều kiện cụ thể của từng vùng Các vùng đất trũng trồng lúa kém năng suất và các vùng đất chuyên dùng, đất chưa sử dụng được chuyển đổi cho nuôi trồng thủy sản, chủ yếu là nuôi cá Các diện tích đất vườn tạp được cải tạo trồng các cây ăn quả

và hoa cây cảnh có giá trị kinh tế cao

Mở rộng quy mô các trang trại, nhà vườn theo hướng công nghiệp hiện đại Diện tích và sản lượng sản phẩm nông nghiệp của khu vực được thể hiện ở các bảng sau:

Bảng 1.7: Diện tích bình quân các cây lương thực năm 2006

Đơn vị: ha Tên huyện

Tổng số

cả năm

Chia ra Cây lương thực

Cây thực phẩm

Cây công nghiệp

Cây hàng năm khác Tổng số Trong đó

1.1.9 Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực

Năm trong vùng kinh tế trọng điểm đồng bằng Bắc Bộ, có các điều kiện tự nhiên ưu đãi, Tỉnh Bắc Ninh nói chung, các huyện thuộc khu vực Nam Đuống nói riêng có nhiều yếu tố thuận lợi để phát triển kinh tế theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá Trên cơ sở đó, đại hội Đảng Bộ huyện: Thuận Thành - Gia Bình - Lương Tài lần thứ XIX nhiệm kỳ 2005 - 2010 đã đề ra mục tiêu, các giải pháp và phương hướng phát triển kinh tế, xã hội của khu vực đến 2010 như sau :

Phấn đấu nhịp độ tăng trưởng kinh tế GDP bình quân hàng năm đạt 11,5% ÷ 12%, trong đó nông, lâm nghiệp và thuỷ sản tăng 4,86%; công nghiệp – xây dựng

cơ bản tăng 18,4%; dịch vụ tăng 15,17%

Phấn đấu đến năm 2010 tỷ trọng kinh tế : Nông nghiệp-lâm nghiệp-thuỷ sản còn 44% ÷ 46%; công nghiệp – xây dựng cơ bản đạt 26% ÷ 28%; dịch vụ đạt 27% ÷ 29%

Phấn đấu đến năm 2010 thu nhập bình quân một đầu người đạt 11.300.000 đồng trong năm ( Tương đương với 685USD ) Hệ số sử dụng đất đạt 2,3 lần

Giữ mức tăng dân số tự nhiên là 1,10% vào năm 2010

Thu ngân sách nhà nước trên địa bàn hàng năm vượt thu từ 5% trở lên so với dự toán ngân sách tỉnh giao

Biểu đồ cơ cấu kinh tế cỏc ngành trong GDP của khu vực đến 2010

Biểu đồ cơ cấu kinh tế trong GDP đến 2010

(Thuận Thành-Gia Bình-Lương Tài)

Công xây dựng 26%

nghiệp-Nông nghiệp 46%

Thương dịch vụ

Công nghiệp-xây dựng Thương mại-dịch vụ

Phỏt triển kinh tế với nhịp độ tăng trưởng cao và vững chắc theo hướng cụng nghiệp hoỏ - hiện đại hoỏ nụng nghiệp nụng thụn, khụng ngừng nõng cao đời sống vật chất, tinh thần của nhõn dõn, gúp phần thực hiện mục tiờu dõn giàu, nước mạnh,

xó hội cụng bằng, dõn chủ, văn minh

Phỏt triển kinh tế - xó hội của địa bàn đặt trong mối quan hệ với vựng kinh tế trọng điểm, kết hợp nhiều thành phần kinh tế, nhiều ngành nghề, tạo việc làm thớch ứng với yờu cầu của thị trường, đạt hiệu quả kinh tế cao, giải quyết cơ bản vấn đề cụng ăn việc làm cho người lao động Hoàn thành phổ cập cấp 2 đối với cỏc lứa tuổi

vị thành niờn, phấn đấu 95% cỏc trường tiểu học và trung học cơ sở đạt chuẩn quốc gia

Gắn với tiến bộ xó hội, đảm bảo an ninh quốc phũng, giữ vững trật tự kỷ cương

và an toàn xó hội, đảm bảo mụi trường sinh thỏi

Theo quy hoạch hoàn chỉnh duyệt 1974 Trạm bơm Như Quỳnh tưới cho 16.500ha, nhưng do nhu cầu tưới ngày càng tăng nên trạm bơm Kênh Vàng 1 là một trạm bơm tiêu với 54 máy loại 1000m3/s, cũng tham gia tưới 1951 ha (theo luận chứng, thực tưới hiện tại 1372ha , trạm bơm này cắt ngang đoạn Kênh Bắc, đoạn tưới xuôi gọi là Kênh Nam Kênh Vàng dài 3km đoạn tưới ngược là kênh Bắc Kênh Vàng dài 4,44km

Năm 1975 trạm bơm tưới tiêu kết hợp Ngọc Quan ra đời Trạm bơm này đảm nhận tưới cho đuôi Kênh Vàng từ Tuyên Bá đến Văn Dương với diện tích quy hoạch 3200ha (nhưng hiện nay thực tưới 1418ha) Trạm bơm có 5 máy loại 4.000m3/ha có Qlm = 5,5m3/s Đồng thời với Ngọc Quan trạm bơm Xuân Lai với 6 máy loại 1000m3/s, cũng được xây dựng trạm bơm này lấy nước tự lưu từ sông Ngụ

bổ sung nước vào đuôi Kênh Bắc

Năm 1986 trạm bơm Nghĩa Đạo (trạm bơm chuyên tiêu) cũng được cải tạo để tưới hỗ trợ cho đuôi kênh giữa đoạn từ điều tiết Nghĩa Đạo đến Tuyên Bá

Năm 1991 trạm bơm Môn Quảng với 18 tổ máy loại 850m3/s ra đời Trạm bơm

có QLM = 4,25m3/s qua thí nghiệm trạm bơm này đã độc lập tưới cho đuôi kênh Bắc (đoạn từ Ngăm Lương đến Vạn Ninh) với diện tích 3000ha

Như vậy hiện tại hệ thống đã có hệ thống tưới gồm:

1 Như Quỳnh có QLM = 15,50m3/s

750 30

(Ngoài ra còn 2 trạm bơm tưới hỗ trợ là Nghĩa Đạo + Xuân Lai)

Nói về hệ tưới còn kể đến một số trạm bơm nữa mà Công ty hiện đang quản lý Các trạm bơm này tưới đợt 2 đã lấy nước từ trục niên hỗ trợ cho các kênh cấp 2 dài và khó tưới ( 2.1)

STT Tên trạm bơm Loại máy Số

máy

Diện tích tưới (ha) Hỗ trợ cho tuyến kênh

1 Ngọc Xuyên 1000m3/h 2 100ha Tưới đợt 2 (Kinh Bắc)

2 Hương Vinh 1000m3/h 1 30ha Tưới đợt 2 (Kinh Bắc)

3 Mão Điền 1000m3/h 2 197ha Tưới đợt 2 (Kinh Bắc)

4 ĐạI tự 1000m3/h 2 73ha Tưới đợt 2 (Kinh Giữa)

7 310ha

5 Nguyệt Đức 1000m3/h 2 130ha Kênh Giữa

6 Nghĩa Thái 1000m3/h 2 180ha Kênh Giữa

7 Sông Liên 1000m3/h 2 194ha Kênh Giữa

8 Minh Tân 1300m3/h 6 130ha Tiêu là chính tưới phần cuối

Kênh Bắc

9 Nhân Thắng 1000m3/h 4 360ha Kênh Bắc

10 ấp Dừa 1000m3/h 3 110ha Kênh Bắc

11 Sông Giang 1000m3/h 13 235ha Tưới bãi độc lập

12 Văn Dương 1000m3/h 3 186ha Kênh bắc

35 1.525ha Kênh tưới:

- Kênh chính: gồm các tuyến

+ Kênh Chung Như Quỳnh: 5,6km

+ Kênh Bắc Như Quỳnh : 43,7km

+ Kênh Giữa Như Quỳnh: 19,3km

(Ngoài ra còn một tuyến kênh Phù Sa nối Kênh Bắc và kênh Giữa 3,065km)

a) Các Trạm bơm tiêu trực tiếp ra sông

- Kênh Vàng 2:

+ Gồm 20 tổ máy loại 8000m3/h, diện tích tiêu lưu vực 10.660ha

+ QLM = 44,45m3/s, hệ số tiêu q = 4l/s/ha, mực nước bể hút nhỏ nhất Hbhmin = + 0,5, mực nước bể xả lớn nhất Hbxmax = + 6.40

- Văn Thai A:

+ Có 6 tổ máy loại 12.600m3/s, Ftiêu = 4.700ha

+ QLM = 21m3/s, hệ số tiêu q = 4,5 l/s/ha, mực nước bể hút nhỏ nhất Hbhmin = + 0,5, mực nước bể xả lớn nhất Hbxmax= +6.40

Các trạm bơm tiêu về Bắc - Hưng - Hải (2.2)

STT Tên trạm bơm Loại máy Số máy Diện tích tiêu

(ha) Hỗ trợ cho tuyến kênh

1 Sông Khoai 4500 4 650 Tiêu về Bắc - Hưng - Hải

3 Nghi Khuê 2500 7 925 Tiêu về Bắc - Hưng - Hải

5 Nghĩa Đạo 4000 7 1525 Tiêu về Bắc - Hưng - Hải

6 Ngọc Quan 4000 5 850 Tiêu về Bắc - Hưng - Hải

Với một số vùng trũng cục bộ thuộc lưu vực Văn Thai A - Kênh Vàng được bố trí 6 trạm bơm tiêu đợt 2

c) Diện tích tiêu tự chảy thuộc hệ thống Nam Đuống

- Diện tích tiêu tự chảy hệ thống Nam Đuống

+ Tổng diện tích tiêu động lưu Nam Đuống = 22.660ha

+ Tiêu Trực tiếp ra sông 17.710ha

+ Tiêu quá Bắc - Hưng - Hải 4.950ha

- Diện tích tiêu tự chảy 32.500 - 22.660 = 9.840ha

+ Sông Lương Tài 5361ha

+ Sông Dâu Đình 2200ha

+ Tiêu qua kênh chung (Như Quỳnh) 1200ha

+ Tiêu ra Đại Quản Bình 1079ha

Khu vực phải tải nước của các trục tiêu tự chảy (2.3)

STT Trên trục tiêu Tổng diện tích phải

tải nước (ha)

Tiêu tự chảy (ha)

- Hệ thống sông tiêu: Trục tiêu chính của tất cả các trạm bơm lớn trong hệ thống nam Đuống đều lợi dụng sông Thiên Nhiên

+ Kênh Vàng: Lấy sông ngụ làm trục chính

+ Văn Thai A: Lấy sông Bùi (đoạn từ Văn Thai đến Thọ Ninh)

+ Ngọc Quan: Dựa vào hệ thống ao Hồ nối tiếp nhau và kênh B5 làm trục + Nghĩa Đạo: lấy sông Bùi (thuận thành) và sông Nội Trung làm trục tiêu, + Nghi Khúc: Lấy sông Gao làm trục tiêu

+ Sông Khoai: Lấy sông khoai làm trục tiêu,

Hệ thống sông tiêu này cùng với 4 sông tiêu tự chảy (biểu 3) Tuy độc lập song cũng có thể nội tiết với nhau nên ngăn cách chúng phải có điều tiết phân lưu vực

2.2 Tình hình úng hạn trong khu vực và nguyên nhân

2.2.1 Tình hình hạn

a) Nguồn nước

- Nguồn nước cấp từ Bắc- Hưng- Hải cho trạm bơm Như Quỳnh, quyết định bởi mực nước hạ lưu cống Xuân Quan hoặc mực nước thượng lưu cống điều tiết kênh cầu.Bắc Hưng Hải còn cấp nước cho các trạm bơm tưới nội đồng, thông qua sông Tràng Kỷ

Tình hình thiếu nước của khu vực phụ trách trạm bơm Như Quỳnh (2.4)

Số năm thiếu nước các tháng Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3

Từ biểu 4 ta thấy từ 1962 đến năm 2005 trạm bơm Như Quỳnh có 6 năm bị thiếu nước đổ ải chiếm

41

6.100 = 15%

Tại các trạm bơm nội đồng bị thiếu nước đổ ải 100 56 %

41

23



b) Trạm bơm đầu mối

Điểm nổi bật của hệ thống là công tác quy hoạch ban đầu rất chuẩn xác, nên gần như trong suốt quá trình từ 1961 đến nay hệ tưới không thay đổi mà chỉ được

bổ sung thêm để nâng cao hiệu quả và chất lượng tưới Đầu mối tưới của Như Quỳnh đã xây dựng từ lâu 1961 Nhưng do xây dựng từ lâu nên trạm bơm đã xuống cấp biểu hiện ở các mặt sau:

- Lưu lượng không đủ: Qua đó tại lưu động thì Như Quỳnh chỉ đạt 5200/7000m3/s

= 74%,%, lưu động thiết kế Ngọc Quan, Nghĩa Đạo đạt

4000

2900 = 73%,Môn Quảng

- Tình trạng vạt giấy bóng, bao tải xuống kênh, vật nối công nghiệp trôI nổi trên kênh đang là tác nhân phá hoại máy móc rất nghiêm trọng trong các trạm bơm

- Việc xuống cấp của máy móc là do máy cũ không được thay thế, nên là điều đương nhiên xong điều đáng nói là:việc sửa chữa duy tu, đại tu hàng năm không triệt để vì không có phụ tùng thay thế dẫn đến máy đã hỏng cả phần chính nên không cân chỉnh được Nên cần thiết Nhà nước cần có chế độ cụ thể ứng với giờ bơm để thay đổi hàng loạt mới đảm bảo được độ tin cậy của máy móc thiết bị

- Năng lực công trình: như đã nêu ở mục trên q = 1,83l/s/ha với hệ số này sẽ đủ năng lực để tưới với điều kiện hiện tại Bởi vậy nếu đại tu, nâng cấp không cần thiết phải tăng quy mô công trình, điều thiết yếu là giải quyết đồng bộ về máy móc, thiết

bị bảo vệ để các đầu mối có thẻ hoạt động liên tục Đi kèm là từng bước tự động hoá để công trình đầu mối của ta ngang tầm với các nước trong khu vực

c) Hệ thống kênh dẫn và công trình trên kênh

- Hệ kênh dẫn của Như Quỳnh về kênh chính đều là kênh đất Thông lệ, do bồi lắng nên định kỳ 3 -4 năm cần nạo vét và tôn tạo bờ để đảm bảo các thông số kỹ thuật kênh Nhưng đến nay hàng chục năm không được nạo vét nên mặt cắt bị co hẹp, nhiều đoạn sạt lở gây cản trở giảm đầu nước, xét đơn thuần về kênh cũng đã không tải đủ lưu lượng và tổn thất đầu nước, bên cạnh đó là các hiện tượng sau:

- Việc xây cầu giao thông qua kênh phát sinh nhiều dẫn đến giảm đầu nước chuyển tải

- Việc vi phạm lấn chiếm kênh cũng đang là tệ nạn với ngành thuỷ nông, bờ kênh, mái ngoài kênh bị lấn chiếm dẫn đến không có khả năng nạo vét kênh (vì không có chỗ đổ đất, mặt kênh, bờ kênh bị các phương tiện cày xới nên tràn sạt và

có nguy cơ võ kênh )

- Tình trạng dùng kênh làm chỗ đổ rác đang rất phổ biến và rất khó khăn ngăn chặn, dung mạo dân trí còn thấp chưa được cải thiện

- Trên đây là hàng loạt những tồn tại về kênh cả về lĩnh vực quản lý, lĩnh vực

xã hội và lĩnh vực kỹ thuật đã làm cho kênh xuống cấp nghiêm trọng và gây ô nhiễm nguồn nước tưới

d) Thống kê tình hình hạn của hệ thống

Từ tồn tại trên 3 mặt: Nguồn nước, đầu mối và kênh như đã nêu trên, việc phục

vụ sản xuất không được đảm bảo Tuy nhiên còn phụ thuộc vào yếu tố thời tiết

Tình hình hạn trong 10 năm qua (2.5)

Năm Vụ Diện tích bị hạn

Diện tích bị hạn (ha)

2.2.2 Tình hình úng

a) Hiện trạng

- Hệ thống Kênh Vàng 2: từ năm 1991 đến năm 2005 có 3 năm phải dừng bơm

do nước sông cao Trong lúc dừng bơm lúa đang bị ngập dẫn đến giảm khả năng cứu lúa

- Kết quả tiêu từ 1995 đến nay như sau:

+ 1995 bị úng giảm năng xuất 420ha (Gia Bình)

+ 1996 bị úng giảm năng xuất 420ha (Gia Bình)

+ 1997 bị úng giảm năng xuất 420ha (Gia Bình)

+ 1998 bị úng giảm năng xuất 620ha (Gia Bình)

+ 1999 bị úng giảm năng xuất 380ha (Gia Bình)

+ 2000 bị úng giảm năng xuất 380ha (Gia Bình)

+ 2001 bị úng giảm năng xuất 380 ha ( Gia Bình)

+ 2002 bị úng giảm năng xuất 620 ha (Gia Bình)

+ 2003 bị úng giảm năng xuất 620 ha (Gia Bình)

+ 2004 bị úng đầu vụ, cấy lại 512ha giảm năng xuất 317 ha

- Lưu vực tiêu Ngọc Quan từ 1995 đến 2004 tại lưu vực này có 2 năm bị úng +2002 úng vụ mùa gây giảm năng xuất 215 ha

+2004 úng vụ mùa gây giảm năng xuất 412 ha

- Lưu vực tiêu Nghĩa Đạo- Nghĩa Khúc Từ năm 1995 đến nay lưu vực này bị úng như sau:

+1998 úng giảm năng xuất 230ha

+ 2002 úng giảm năng xuất 230ha

+ 2004 úng giảm năng xuất 410ha

- Lưu vực tiêu Cầu Sải: hoạt động tốt

- Lưu vực tiêu Đại Đồng Thành: từ năm 1995 đến nay lưu vực này bị úng như sau:

+ 1998 úng giảm năng xuất 230ha

+ 2002 úng giảm năng xuất 230ha

+ 2004 úng giảm năng xuất 410ha

- Lưu vực tiêu Sông Khoai: hoạt động tốt

b) Nguyên nhân

- Ý thức của người dân chưa cao, công tác tuyên truyền còn hạn chế, có những lúc chưa làm thường xuyên Các cá nhân, tổ chức chưa có tinh thần trách nhiệm cao trong công tác chống úng, hạn của địa phương mình

- Hệ thống công trình, máy móc, thiết bị mặc dù đã được sửa chữa, tu bổ nhiều nhưng do sử dụng thời gian quá lâu nên có lúc chưa đáp ứng được yêu cầu nhiệm

vụ

2.2.3 Biện pháp công trình

Do đặc thù (đã nêu trên) nên hiện tại cũng như lâu dài cần cải tạo và nâng cấp các đầu mối như: Như Quỳnh, Nghĩa Đạo, Ngọc Quan, Kênh Vàng 1, Môn Quảng, Song Giang, Đại Đồng Thành

Để hệ thống công trình không tiếp tục xuống cấp và hoàn thiện hơn, phương hướng trong thời gian tới cần xúc tiến :

- Lập dự án cải tạo nâng cấp hệ cơ điện Kênh Vàng 2

- Dự án xây dựng trạm bơm Văn Quan (tiêu cho sông Dâu với Fcông tác = 646ha,

Flĩnh vực = 846ha)

- Có giải pháp kỹ thuật giải quyết tiêu cho khu 650 ha gồm thị trấn Hồ, Mão Điền, Hoài Thượng

- Dự án mở rộng quy mô khai thác phù sa Phú Mỹ và Môn Quảng

+ Phú Mỹ: Tôn cao kênh từ Keo - Á Lữ để có đầu nước hạ lưu cống PM + 5.70 phấn đấu có nước phù sa cho toàn huyện Thuận Thành + Gia Lâm

+ Kéo dài kênh phù sa môn Quảng đưa phù sa sang kênh chính đoạn 2, 3 Ngọc Quan

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

3.1 Xác định vị trí trạm bơm và bố trí tổng thể công trình

3.1.1 Vị trí trạm bơm

Vị trí xây dựng trạm bơm phải cân đối các điều kiện sau đây:

- Trạm bơm khống chế được diện tích tưới lớn nhất, và đường kênh là ngắn nhất

- Khối lượng đào đắp ít, lấy nước xuôi thuận, hạn chế bùn cát…

- Mục đích xây dựng trạm bơm (để tưới, cung cấp nước dân dụng công nghiệp…)

- Lưu lượng của trạm bơm (Loại nhỏ: Q = 1m3/s, trung bình: Q  10m3/s,lớn:

Q  10m3/s)

- Loại máy bơm và lưu lượng của mỗi máy bơm, chiều cao hút nước cho phép của máy bơm

- Địa hình vị trí đặt trạm bơm(độ dốc lòng sông, chiều rộng bãi sông…)

- Địa chất và địa chất thuỷ văn(nền móng tốt hay xấu, tính chất ổn định của lòng sông, bờ sông, bãi sông, mực nước ngầm… ),

- Chế độ thủy văn của nguồn nước(chế độ dao động mực nước, lưu lượng nguồn…)

- Hàm lượng bùn cát đáy và các hạt lơ lửng

- Dạng năng lượng(điện, dầu…) và chế độ cung cấp năng lượng

- Vật liệu xây dựng, điều kiện thi công(trình độ và phương pháp thi công) Như vậy theo những điều kiện trên, thì việc chọn vị trí xây dựng trạm bơm hợp

lý là một việc quan trọng nó ảnh hưởng trực tiếp đến hậu quả của công trình trong suốt quá trình hoạt động của trạm bơm

3.1.2.Bố trí tổng thể công trình đầu mối:

Trong quá trình chọn tuyến công trình, chọn vị trí trạm bơm phải đặc biệt chú ý đến điều kiện lấy nước, điều kiện lấy nước phải thuận lợi từ nguồn nước đến nhà máy, khả năng bồi lắng và xói lở trong kênh phải hạn chế đến mức tối thiểu Khả

năng khống chế được toàn bộ khu tưới với cao trình khác nhau, khối lượng công trình là nhỏ nhất, mặt bằng thi công rộng và điều kiện thi công tốt nhất

Qua nghiên cứu thực địa và bản đổ địa hình thì ta chọn hình thức tưới tập trung cho toàn bộ 6200ha mà trạm bơm Như Quỳnh phụ trách Chọn vị trí đặt trạm bơm đầu mối ở xã Như Quỳnh Nguồn nước lấy cho trạm Như Quỳnh là từ sông dẫn nước từ cống Xuân Quan Sông thực chất là kênh nhân tạo nên bố trí trạm bơm ngay cạnh sông để tận dụng các ưu điểm sau:

+ Không cần xây dựng kênh dẫn

+ Nền địa chất, điều kiện địa chất thuỷ văn tốt, xử lý nền móng không tốn kém + Mặt bằng thi công rộng, vận chuyển lắp đặt các thiết bị thuận lợi

+ Kênh tháo ngắn, dẫn luôn vào kênh Chung

Dựa vào đặc điểm địa hình khu vực trạm bơm, ta nhận thấy địa hình khu vực này tương đối bằng phẳng, nên bố trí trạm bơm theo hình thức bố trí kết hợp bên bờ sông

Hình2I.1: Sơ đồ bố trí trạm bơm Như Quỳnh

Do trạm bơm đặt trong hệ thống thuỷ nông nên ta dựa vào diện tích tưới để xác định cấp bậc công trình Trạm bơm Như Quỳnh tưới cho 62000ha nên theo quy phạm TCXD (285-2002) quy định công trình này thuộc công trình cấp III

3.2.2 Tần suất thiết kế:

Ứng với cấp công trình này thì quy định tần suất tính toán như sau:

Tra bảng 4.1.TCVN 285-2002 ta được mực nước sông ứng với tần suất thiết kế:

3.3 Tính toán xác định các yếu tố thủy văn khí tượng

- Mục đích của công việc xác định các yếu tố khí tượng thủy văn: dựa trên liệt

số liệu quan trắc, sử dụng phương pháp thống kê xác suất thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng theo thời gian Từ đó dựa vào tần suất thiết kế và tần suất kiểm tra xác định được các thông số thiết kế sao cho công trình hợp lý về cả mặt kinh tế lẫn kĩ

thuật, phát huy tối đa được hiệu quả và có tuổi thọ cao

3.3.1 Phương pháp tính toán

3.3.1.1.Vẽ đường tần suất kinh nghiệm

a Định nghĩa

Đường tần suất kinh nghiệm là đường tần suất được xây dựng từ mẫu tài liệu thực

đo về một đặc trưng thuỷ văn nào đó( mưa, mực nước ) của một trạm thuỷ văn

b-Trình tự vẽ

- Chọn liệt số liệu thống kê tương ứng X (Xvu, Xnam,) bằng cách mỗi năm lấy một số liệu trong liệt năm đo đạc

Xnam - Tổng lượng mưa trong một năm;

Xvu - Tổng lượng mưa trong một vụ;

- Sắp xếp số liệu theo thứ tự giảm dần (từ lớn đến nhỏ)

- Tần tần suất kinh nghiệm Pi có thể tính theo các công thức:

+ Công thức trung bình: P =

n

5,0

m 

.100%

+ Công thức kỳ vọng : P =

1n

m

+ Công thức số giữa : P =

4,0n

3,0m



.100%

Đứng về mặt an toàn mà xét, tính toán thuỷ văn cho các công trình chống lũ (tần suất thiết kế nhỏ) hay cho các công trình dựng nước ( tần suất thiết kế lớn), tính theo công thức kỳ vọng đều an toàn, theo số giữa trung gian, và theo trung bình thiên về thiếu an toàn Mặt khác, cụng thức kỳ vọng thường dùng tính mưa thời đoạn ngắn, công thức số giữa tính cho mưa thời đoạn dài do điều hoà hơn, hợp với các đại lượng thiết kế nhiễu động không lớn

Qua phân tích ưu điểm của công thức tính, chọn công thức kỳ vọng để tính toán

Trong các công thức trên:

i - Số thứ tự của số liệu thống kê tương ứng trong bảng sau khi xắp xếp;

n - Số năm của liệt số liệu

Chấm các điểm có toạ độ (Xi, Pi) lên giấy tần suất ta được các điểm tần suất kinh nghiệm

3.3.1.2 Vẽ đường tần suất lý luận

a.Định nghĩa

Đường tần suất lý luận là đường tần suất được vẽ từ một hàm phân bố xác suất nào đó.Thông qua đường tần suất lý luận ta cú thể kộo dài và bổ sung cho đường tần suất kinh nghiệm

+ Quá trình kiểm tra sự phự hợp của mô hình xác suất giả thiết với chuỗi số liệu

thực đo bằng phương pháp Mômen thường không đủ nhậy để phản ánh đầy đủ sự khác nhau giữa mô hình giả thiết và mụ hình thực tế

+ Trong trường hợp có điểm đột xuất không xử lý được và thường cho kết quả

thiên nhỏ khi tính toán các đặc trưng thống kê (do sai số của phép tính tổng thay cho tích phân)

+ Thực tế cho thấy đường tần suất lý luận vẽ theo phương pháp này thường

nằm cách xa điểm tần suất kinh nghiệm, không thể dùng làm công cụ kéo dài đường tần suất kinh nghiệm được Nguyên nhân chính là do các tham số thống kê tính theo các công thức này mắc phải sai số, đặc biệt là trị số Cs, cũn X,Cv tuy cũng có sai số nhưng thường nằm trong phạm vi cho phép

* Phương pháp thích hợp:

Cơ sở của phương pháp thích hợp cho rằng không nhất thiết phải quá lệ thuộc vào công thức tính các thông số thống kê, cũng như các điều kiện hạn chế về toán học của đường tần suất lý luận mà ta cú thể xác định các tham số thống kê bằng cách nào đó sao cho đường tần suất lý luận phự hợp với các điểm kinh nghiệm là được

- Ưu điểm: Các bước tính toán đơn giản, cho ta khỏi niệm trực quan, dễ dàng nhận xột và xử lý điểm đột xuất

- Nhược điểm: việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ, nhất là ở phần kéo dài

* Phương pháp 3 điểm:

Cũng với tinh thần của phương pháp đường thích hợp, nhưng để tránh tínhXvà

Cv từ tài liệu thực đo cũng như thử dần m thường mất nhiều thời gian phương pháp

3 điểm vẫn lấy sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với các diểm tần suất kinh nghiệm làm chuẩn mực song khác ở chỗ các thông số thống kê X, Cv, Cs tính được theo 3 điểm chọn trước, với mỗi loại đường tần suất lý luận có công thức khác nhau

- Ưu điểm: Tính toán các tham số nhanh, đơn giản, và phù hợp hơn

- Nhược điểm: phương pháp chỉ thích ứng với Cv nhỏ, khi Cv lớn đường lý luận thường nằm xa các điểm kinh nghiệm Ngoài ra do trước tiên phải vẽ đường tần suất kinh nghiệm để chọn điểm nên kết quả cũng có thể phụ thuộc vào chủ quan người

vẽ

Qua phân tích 3 phương pháp trên ta thấy phương pháp thích hợp có nhiều ưu điểm, có phần mềm tính toán được dùng nhiều nhất hiện nay.Vậy ta chọn phương pháp thích hợp để xây dựng đường tần suất lý luận

c Nội dung phương pháp đường thích hợp

- Tính toán và vẽ tần suất kinh nghiệm lên giấy tần suất

- Tính X, Cv theo công thức của phương pháp Mômen:

X = 



n 1 i iX.n1

Cv =

1n

)1K(

n 1 i

2 i

X: Trị số bình quân của đại lượng thống kê

Xi: Giá trị của đại lượng thống kê năm thứ i

n: Số năm của chuỗi số liệu

Để thuận lợi và nhanh chóng ta sử dụng phần mềm TSTV 2002 của tác giả Đặng Duy Hiển - Cục quản lý nước và công trỡnh Thuỷ Lợi, cố vấn lý thuyết PGS Đặng Văn Đăng -Trường ĐHTL

- Với mỗi giá trị Kp ta có 1 lượng mưa Xp tương ứng:

XP=KP.X

- Chấm các điểm (P, XP) lờn giấy tần suất và nối các điểm đó lại được đường tần suất lý luận Nếu đường này chưa phù hợp với các điểm kinh nghiệm thỡ dựa vào ảnh hưởng của tham số thống kê đến đường tần suất, phân tích nên xem tăng hay giảm m( tức là tăng hay giảm Cs), cần thiết có thể hiệu chỉnh Cv thậm chớ cả

Xđể cho đường lý luận phự hợp với điểm kinh nghiệm một cách tốt nhất

Sau khi thực hiện các bước trên ta sẽ xác định được các đại lượng mưa và mực nước tính toán ứng với các tần suất thiết kế bằng cách tra trực tiếp trên đường tần suất lý luận

n

XX

n

1 i i







X)1n(

)XX(Cv

n

1 i

2 i

n

1 i

3 i

XCv)3n(

)XX(Cs

X - Trị số bình quân của đại lượng thống kê cần tính toán;

Xi - Giá trị của đại lượng thống kê năm thứ i;

n - Số năm của chuỗi số liệu, n=35 năm;

Cv - Hệ số phân tán;

Cs - Hệ số thiên lệch

Dựa vào các thông số này, sử dụng công thức phân phối xác suất của Pearson III để tính toạ độ của đường tần suất lý luận Từ tần suất P tra phụ lục I trong giáo trình Thuỷ văn công trinh được trị số Kp, với

X

X

Kp  Khi đó ta có: Xp=KpX 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 băng điểm tần suất kinh nghiệm Trong phương pháp đường thích hợp người ta không để ý đến

Cs tính ra theo công thức (3-3) mà lựa chọn Cs=m.Cv Giả thiết các trị số m khác nhau, với mỗi giá trị m ứng với tần suất P lại có một trị số Kp tương ứng

Trong thực hành trị số Kp được xác định theo một trong 2 cách: 1) Sử dụng bảng tra lập sẵn ở phụ lục 2 giáo trình Thuỷ văn công trình; 2) Sử dụng các phần mềm tính toán Ở đây, sử dụng cách thứ 2 và dựng phần mềm “DFC“ (của Bộ môn Tính toánn Thuỷ văn, ĐHTL) Kết quả thu được sẽ trình bày ở phần tiếp theo

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

Với các bước thực hiện như trên sẽ xác định được các lượng mưa và mực nước ứng với các tần suất thiết kế

3.3.2.Tính các lượng mưa thiết kế

Lấy số liệu từ liệt thủy văn đo ở trạm Hưng Yên, sử dụng phần mềm tính toán thủy văn ta có bảng kết quả tính toán tần suất lý luận và kinh nghiệm của lượng mưa năm và mưa vụ như bảng 1,2,3,4 của phụ lục 1

3.3.2.2.Xác định tần suất ứng các lượng mưa ứng với tần suất 75%.

Từ bảng tần suất lý luận mưa năm suy ra 75%

3.3.2.3 Phân phối mưa năm, mưa vụ ứng với tần suất 75%

+ Phân phối mưa năm tấn suất 75%

Theo bảng tần suất lý luận, lượng mưa năm với tần suất 75% X = 1342mm, đối chiếu với liệt tài liệu mưa trạm Như Quỳnh trong 33 năm (19722004), thấy năm

1993 có lượng mưa vụ Xvu =1375mm.Vậy lấy phân phối mưa vụ năm làm phân phối mưa vụ điển hình Kết quả phân phối mưa năm ứng với tần suất 75% được thể hiện ở bảng 5 phụ lục 1 với hệ số thu phóng K = 0,98

+ Phân phối mưa vụ tấn suất 75%

Theo bảng tần suất lý luận, lượng mưa vụ với tần suất 75% X = 2591mm, đối chiếu với liệt tài liệu mưa trạm Như Quỳnh trong 20 năm (19842004), thấy năm

1988 có lượng mưa vụ Xvu = 2595mm.Nhưng do đã chọn năm 1993 làm năm điển hình phân phối mưa năm và công trình có thời gian làm việc quanh năm nên lấy năm 1993 làm phân phối mưa vụ điển hình Kết quả phân phối mưa vụ ứng với tần suất 75% được thể hiện ở bảng 5 phụ lục 1 với hệ số thu phóng K = 0.98

3.3.3 Tính các mực nước thiết kế (dựa vào tài liệu mực nước ngày.)

Mực nước và quá trình mực nước sông có ảnh hưởng tới quy mô, kết cấu, chế

độ vận hành trạm bơm

Do tại trạm Như Quỳnh không có trạm đo thủy văn nên phải lấy số liệu thủy văn từ trạm Báo Đáp sau đó tính dẫn về trạm Như Quỳnh

Sơ đồ tính dẫn mực nước:

Sử dụng công thức:HNQ = HBĐ – is×LBĐ-NQ

+ HNQ: mực nước thực đo tại trạm Như Quỳnh lấy theo sổ nhật ký vận hành

máy bơm

+ HBD: mực nước thực đo tại cống Báo Đáp

+ LBD-NQ: khoảng cách từ cống Báo Đáp về vị trí xây trạm Như Quỳnh

+ is : độ dốc đáy sông Đình Dù từ điểm Báo Đáp vào đến trạm bơm

Chênh lệch mực nước thực tế tại Báo Đáp và Như Quỳnh ứng với H bất kỳ

Sử dụng phương pháp tính toán như đã trình bày ở phần III.1 thu được kết quả

tính toán các mực nước thiết kế tại trạm Báo Đáp và Như Quỳnh như sau:

3.3.3.1 Mực nước năm: H năm

Kết quả tính toán vẽ đường tần suất Hnăm thể hiện ở bảng 1,2 - phụ lục 2

Mực nước Hnăm ứng với các tần suất 75% tại Báo Đáp :1,95m

Mực nước Hnăm ứng với các tần suất 75% tại Như Quỳnh :1,57m

3.3.3.2 Mực nước vụ: H vụ

Kết quả vẽ đường tần suất Hvụ thể hiện ở bảng 3,4 - phụ lục 2

Mực nước Hvụ ứng với các tần suất 75% tại Báo Đáp: 1,55

Mực nước Hvụ ứng với các tần suất 75% tại Như Quỳnh: 1,17

3.3.3.3 Mực nước lớn nhất: Hmax

Kết quả vẽ đường tần suất H1ngàymax thể hiện ở bảng 5,6 - phụ lục 2

Mực nước H1ngàymax ứng với các tần suất kiểm tra 1% tại Báo Đáp: 7,4

3.3.3.4 Mực nước nhỏ nhất: Hmin

Kết quả vẽ đường tần suất H1ngàymax thể hiện ở bảng 7,8 - phụ lục 2

Mực nước Hmin ứng với các tần suất thiết kế thể hiện ở bảng :

3.3.3.5 Phân phối mực nước năm,mưa vụ

+ Phân phối mực nước năm, mưa vụ tấn suất 75%

Theo bảng tần suất lý luận, lượng mực nước năm ứng với tần suất 75% X = 1,95m Nhưng do năm điển hình là năm 1993 nên pân phối mực nước năm theo năm 1993 Kết quả phân phối mực nước năm ứng với tần suất 75% được thể hiện ở bảng 9 phụ lục 2 với hệ số thu phóng là 0,74

Theo bảng tần suất lý luận, mực nước vụ với tần suất 75% X = 1,55m Lấy phân phối mưa vụ năm 1993 làm phân phối mưa vụ điển hình Kết quả phân phối mưa vụ ứng với tần suất 75% được thể hiện ở bảng 10 phụ lục 2 với hệ số thu phóng K = 0,71

rt

3.4.Tính toán lưu lượng trạm bơm

3.4.1.Tính toán giản đồ hệ số tưới

3.4.1.1 Đặc điểm canh tác

Ở miền vụ chiêm được tính từ tháng I đến tháng V Chế độ canh tác gieo cấy

lúa chủ yếu là làm ải với hình thức gieo cấy đồng thời Sau khi gặt xong thì tiến

hành cày ruộng và tiến hành phơi thật khô và thoáng, rồi cho nước vào rồi bừa và

tiến hành gieo cấy, thời gian này người ta gọi là thời gian làm ải ta

ta = tg + tn (3.1) Trong đó:

ta: Thời gian làm ải

tn: Thời gian ngâm ruộng

tg: Thời gian gieo cấy

Như vậy lượng nước cần thiết để cung cấp cho giai đoạn gieo cấy này là:

- Lượng nước làm bão hoà tầng đất

- Lượng nước phục vụ cho nhu cầu sinh trưởng của cây lúa

Mặt khác chế độ tưới của vụ lúa chiêm xuân phụ thuộc vào hình thức gieo cấy,

mà ta có hai hình thừc gieo cấy là :

+ Gieo cấy đồng thời

+ Gieo cấy tuần tự

Trong hai hình thức gieo cấy trên thì mỗi hình thức đều có những ưu nhược

điểm khác nhau:

+ Ưu điểm của hình thức gieo cấy đồng thời: phương pháp này có tác dụng làm

tăng độ khoáng hoá trong đất, tăng năng suất và sản lượng cây trồng mặt khác

phương pháp này còn tạo điều kiện cho việc áp dụng cơ khí hoá trong nông nghiệp

+ Ưu điểm của hình thức gieo cấy tuần tự: phương pháp này giảm tình trạng

căng thẳng nước trong vấn đề cấp nước cho nông nghiệp, hạn chế được tình trạng

tổn thất nước, khắc phục được tình trạng thiếu nhân lực

+ Nhược điểm của phương pháp gieo cấy đồng thời: do lượng nước cung cấp

cho thời vụ không phải lúc nào cũng đầy đủ, mà phương pháp này đòi hỏi cung cấp

một lượng nước lớn trong một thời gian nào đó Chính vì vậy mà cần có một số biện

pháp để khắc phục tình trạng này và cần phải bố trí nhân lực hợp lý

+ Nhược điểm của phương pháp gieo cấy tuần tự: do thời gian gieo cấy các loại cây trồng là khác nhau, vì vậy không đồng nhất trong việc sinh trưởng, gây khó khăn cho việc quản lý và vận hành hệ thống thuỷ nông

Như vậy qua phân tích ưu nhược điểm ,của hai phương pháp trên thì ta chọn hình thức gieo cấy là gieo cấy đồng thời Để thuận lợi cho việc quản lý hệ thống thuỷ nông, giảm chi phí quản lý và vận hành hệ thống

3.4.1.2.Các tài liệu cơ bản dùng để tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm:

a.Các chỉ tiêu cơ lý của đất

Bảng 3.3.Chỉ tiêu cơ lý của đất

K(mm/ngày)

Độ ẩm có sẵn trong đất

 0 (%A)

Độ sâu tầng đất để canh tác là : H = 0,5m

b.Các tài liệu về nông nghịêp

- Thời gian làm đất là t = 10 ngày

- Thời vụ và công thức tưới của vụ chiêm

Bảng 3.4 Thời vụ và công thức tưới Thời vụ Từ ngày Đến ngày Số ngày Công thức

+ Phương pháp đồ giải: Phương pháp này dùng đồ thị để xác định ra được các đại lượng trong phương trình cân bằng nước Ưu điểm chính của phương pháp này

đó là, tính trực quan trên đồ thị từ đó ta có thể dễ dàng xác định được giá trị của các đại lượng cần thiết nhược điểm chính của phương pháp đó là khối lượng tính toán lớn và đòi hỏi độ chính xác cao khi vẽ phối hợp

+ Phương pháp giải tích: Phương pháp này là áp dụng phương trình cân bằng nước cho từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây lúa để xác định các đại lượng trong phương trình cân bằng nướ Ưu điểm của phương pháp này là khống chế được mức tưới đồng đều trong suốt thời gian sinh trưởng, do đó hệ số tưới sẽ đồng đều Mặt khác cách tính toán đơn giản, bảo đảm độ chính xác cao so với phương pháp đồ thị Tuy nhiên phương pháp này cũng có những hạn chế nhất định như: Phương trình cân bằng nước mặt ruộng chưa thể hiện đầy đủ các yếu tố và điều kiện ràng buộc, do đó kết quả đạt được sẽ bị giới hạn, thời đoạn tính toán theo 10 ngày, như vậy tính toán mưa theo 10 ngày sẽ không hoàn toàn chính xác, vì lượng mưa thay đổi theo từng ngày, đặc biệt đối với vùng mưa nhiều như ở nước ta

Như vậy qua kết quả phân tích các ưu nhược đỉêm của hai phương pháp trên thì

ta thấy phương pháp giải tích có những ưu điểm nổi bật hơn phương pháp đồ giải chính vì vậy mà trong đồ án này em chọn phương pháp giải tích là cơ sở để tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm

+ Lượng bốc hơi khoảng trống

+ Lượng nước do bốc hơi thoát nước

Lượng bốc thoát hơi nước mặt ruộng có thể tính toán xác định theo nhiều công thức:

- Công thức Thornthwaite(1948)

Phương pháp này do Thornthwaite đề xuất năm 1948, lấy nhiệt độ làm tham số xác định lượng bốc hơi tiềm năng Do vậy, sưu tầm tài liệu tính toán dễ dàng

Công thức có dạng:

ET0 = 16 )a

I

t10( , (mm/tháng) (3.2) Trong đó:

I: Chỉ số nhiệt năm của khu vực, I = 

ETO = 0,458.P.C.(t+17,8) (mm/tháng)

p: Tỷ số gữa tổng số giờ chiều sáng của tháng so với tổng số giờ chiếu sáng của

cả năm, tính theo % Nó thay đổi theo vĩ độ và tháng, có thể tra theo bảng 3.10 hoặc theo số liệu thực đo ở các trạm khí tượng

C: Hệ số hiệu chỉnh theo vùng; C = 1,08 đối với vùng ẩm, C = 1,20 đối với vùng khô hạn;

t: Nhiệt độ bình quân tháng(0C)

- Công thức Blaney-Criddle sửa đổi

Dựa trên công thức Blaney-Criddle, tổ chức Lương thực của Liên hơp quốc đã tiến hành hiệu chỉnh công thức này, xét thêm các yếu tố khí hậu như tốc độ gió, độ

ẩm tương đối tối thiểu của không khí, tỷ số giờ chiếu sáng của mặt trời thực tế so với giờ nắng cực đại và lập đồ thì ETO quan hệ với các yếu tố trên.Hệ thức được viết dưới dạng:

ETO = a + b.f, (mm/ngày)

f = p.(0,46+8)

Trong đó:

P: Số phần trăm của số giờ chiếu nắng ban ngày của mỗi ngày so với tổng số giờ chiếu sáng toàn năm phụ thuộc vào vĩ độ của từng vùng và từng tháng trong năm, được tra theo bảng 3.10;

T: Nhiệt độ bình quân ngày(0C) được tính cho từng tháng;

a,b: Những hệ số trong phương trình bậc nhất quan hệ giữa hai đại lượng f và

ET0 Hệ số a và b phụ thuộc vào các yếu tố như tốc độ gió bình quân U, độ ẩm không khí bình quân nhỏ nhất Hmin, tỷ số gữa số giờ chiếu nắng thực tế và số giờ nắng có khả năng lớn nhất

Nn

Công thức đã được nhiều yếu tố ảnh hưởng trực tiếp và chủ yếu là các yếu tố khí hậu, do đó độ nhậy và độ chính xác của công thức sẽ được nâng cao

- Công thức bức xạ

Lượng bốc hơi tham khảo được thiết lập quan hệ với bức xạ mặt trời, nhiệt độ

và độ cao của vùng tưới Công thức có dạng:

ET0 = CWRs, (mm/ngày) Trong đó:

W: hệ số quan hệ với độ cao khu tưới và nhiệt độ tra bảng 3.4;

Rs: Bức xạ mặt trời được quy đổi tương ứng với lượng bốc hơi(mm/ngày)

Rs = (0,25+0, 5.n)

N Ra

Ra: Bức xạ biên của lớp khí quyển, được xác định theo bảng 3.8

C:Hệ số hiệu chỉnh, có quan hệ với độ ẩm tương đối của không khí bình quân

và tốc độ gió ban ngày;

ra dạng công thức đơn giản để tính như sau:

Công thức có dạng:

ET0 = C{WRn + (1-W)f(u)(ea-ed) } (mm/ngày ) Trong đó:

W: Yếu tố hiệu chỉnh hiệu quả của bức xạ đối với bốc hơi do nhiệt độ nhiệt độ

và độ cao khu tưới, W =f(nhiệt độ, độ cao khu tưới), W có thể tra bảng 3.4;

Rn: bức xạ của mặt trời được giữ lại sau khi đã phản xạ đối với mặt đất trồng trọt(mm/ngày);

Ra: Bức xạ ở lớp biên của lớp khí quyển (mm/ngày), Ra = f(vĩ độ, tháng) và Rntra bảng 3.8;

RNl : bức xạ toả ra bởi năng lượng hút ban đầu (mm/ngày):

RNl = f(t)f(ed)f(

N

n) f(t): hàm hiệu chỉnh nhiệt độ

f(ed): hàm hiệu chỉnh về áp suất khí quyển:

( ) 0, 34 0, 044. d

ed: áp suất hơi nước thực tế ơ nhiệt độ không khí trung bình(mbar):

100

f(u): hàm hiệu chỉnh về tốc độ gió

3.4.1.5.Trình tự tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm

Do chế độ canh tác gieo cây cho lúa chiêm thường là chế độ làm ải, tức là sau khi gặt mùa xong cày ruộng phơi ải cho đất thật khô và thoáng Sau đó cho nước vào bừa và ngâm ruộng rối tiến hành gieo cấy Thời gian này gọi là thời gian làm đất cũng là thời gian dùng nước căng thẳng nhất, mức độ cần nước không những phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, đất trồng, loại cây trồng mà quan trọng hợn nó còn phụ thuộc vào hình thức làm ải, cụ thể là hình thức đưa nước vào ruộng Việc đưa nước vào ruộng có thể chia làm hai thời kỳ rõ rệt

- Thời kỳ làm đất

- Thời kỳ tưới dưỡng

- Như vậy mức tưới toàn bộ được xác định là

M = M1 + M2Trong đó:

M1: Là mức tưới trong thời gian làm đất(mức tưới ải )(m3/ha)

M2: Là mức tưới trong thời tưới dưỡng lúa (m3/ha)

a.Xác định mức tưới ải trong thời kỳ làm đất:

Mức tưới ải này được xácđịnh theo phương trình

M1 =W1 + W2 + W3 + W4 – 10CP (m3/ha)

Trong đó:

W1: Lượng nước cần để tạo thành lớp nước mặt ruộng