Nghiên cứu, lập quy trình vận hành tiêu nước cho hệ thống thủy lợi huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh

1 L IC M N Lu n v n “Nghiên c u, l p quy trình v n hành tiêu n th y l i huy n Yên Phong, t nh B c Ninh” đ c cho h th ng c hoàn thành t i Tr ng i h c Thu l i Sau m t th i gian mi t mài nghiên c u d is h ng d n t n tình c a th y giáo TS Nguy n V n Tài, giúp đ c a b n bè, đ ng nghi p c quan ban ngành Lu n v n c a đ c hoàn thành Xin c m t t m lòng nh ng ng đ g i g m Tr ng i thân yêu gia đình đ ng viên, giúp C m n Phòng đào t o, Khoa K thu t Tài nguyên n c, i h c Thu l i, Công ty TNHH MTV KTCTTL Nam Hà Nam bè b n, đ ng nghi p chia s nh ng khó kh n, t o u ki n thu n l i cho h c t p hoàn thành Lu n v n T đáy lòng mình, tác gi chân thành cám n Ti n s Nguy n V n Tài ng ih ng d n khoa h c giúp hoàn thành lu n án Hà N i, ngày 22 tháng n m 2015 TÁC GI inh Th Thu H ng L I CAM OAN Tên tác gi : inh Th Thu H ng H c viên cao h c l p: 21Q21 Ng ih ng d n khoa h c: TS Nguy n V n Tài Tên đ tài lu n v n: “Nghiên c u, l p quy trình v n hành tiêu n c cho h th ng th y l i huy n Yên Phong, t nh B c Ninh” Tác gi xin cam đoan đ tài lu n v n đ c d a s li u, t li u thu th p t ngu n g c th c t , công b báo cáo c a c quan nhà n c, t p chí chuyên ngành…đ làm c s nghiên c u Tác gi không chép b t k m t lu n v n ho c m t đ tài khoa h c nghiên c u tr c Hà N i, ngày 22 tháng n m 2015 TÁC GI inh Th Thu H ng M C L C CH NG I T NG QUAN CÁC V N TIÊU THOÁT L VÀ H TH NG H TH NG TH Y L I HUY N YÊN PHONG -T NH B C NINH 14 1.1 T ng quan nghiên c u v tiêu thoát l áp d ng t tr c đ n 14 1.1.1 T ng quan nghiên c u th gi i .14 1.1.2 T ng quan nghiên c u Vi t Nam 16 1.2 T ng quan v h th ng th y l i huy n Yên Phong 18 1.2.1 c m t nhiên 18 1.2.2 Dân sinh kinh t xã h i c a vùng 24 1.2.3 Hi n tr ng công trình tiêu c a h th ng th y l i huy n Yên Phong .25 1.3 Phân vùng, phân khu tiêu c a h th ng th y l i huy n Yên Phong .27 1.4 Th c tr ng qu n lý khai thác h th ng th y l i huy n Yên Phong 29 1.4.1 Th c tr ng khu t 1.4.2 i 29 c m khu tiêu 31 1.5 C c u s d ng đ t h th ng 32 1.6 Hi n tr ng v môi tr ng n c h th ng .37 1.7 Hi n tr ng ng p úng h th ng 37 1.8 Các ch tiêu phát tri n c a ngành c n tiêu n c 38 1.8.1 Hi n tr ng phát tri n c a ngành .38 1.8.2 Phát tri n ngành tiêu n c .41 1.9 ánh giá quy trình v n hành tiêu hi n tr ng c a h th ng th y l i huy n Yên Phong 43 1.10 So sánh kh n ng tiêu thoát n c ph c v c a h th ng so v i quy ho ch m i 44 K T LU N CH CH NG .45 NG NGHIÊN C U C S KHOA H C VÀ TH C TI N XU T QUY TRÌNH V N HÀNH TIÊU N C CHO H TH NG 47 2.1 Hi n tr ng s d ng đ t h th ng th y l i huy n Yên Phong-t nh B c Ninh ph ng h ng phát tri n kinh t c a vùng 47 2.1.1 Hi n tr ng s d ng đ t c a huy n Yên Phong .47 2.1.2 Ph ng h ng phát tri n kinh t c a vùng 48 2.2 Phân tích xác đ nh nhu c u tiêu n c c a ngành kinh t h th ng th y l i huy n Yên Phong-t nh B c Ninh .51 2.2.1 Nhu c u tiêu n c m t 51 2.2.2 Nhu c u tiêu n c th i 52 2.3 Phân tích đánh giá kh n ng tiêu n c c a h th ng 53 2.3.1 Mô hình m a tiêu thi t k 53 2.3.2 Mô hình m c n c tiêu thi t k 53 2.3.3 Tính toán th y l c 54 2.4 Phân tích đánh giá kh n ng tiêu thoát n c c a h th ng yêu c u phát tri n th y l i 76 2.4.1 Ph ng pháp tính ô ru ng tiêu t ch y 76 2.4.2 Thu t toán đ i v i công trình Thu l i 77 2.5 Tính toán cân b ng n c 78 2.5.1 Tính nhu c u tiêu n c th i 78 2.5.2 Tính toán nhu c u tiêu n K T LU N CH CH N c cho h th ng 78 NG .91 NG NGHIÊN C U XU T QUY TRÌNH V N HÀNH TIÊU C CHO H TH NG 92 3.1 Phân vùng - phân khu tiêu n c, đánh giá kh n ng tiêu n c 92 3.1.1 C s l p quy trình v n hành phân vùng tiêu 92 3.1.2 K t qu phân vùng tiêu c a huy n Yên Phong 92 3.2 Tính toán đ xu t quy trình v n hành tiêu n tr c cho h th ng ng v i ng h p tính toán 95 3.2.1 V n hành tiêu n c mùa khô 95 3.2.2 V n hành tiêu n c mùa m a .97 K T LU N VÀ KI N NGH 101 TÀI LI U THAM KH O 103 PH L C 104 DANH M C HÌNH V Hình 1.1: V trí huy n Yên Phong, t nh B c Ninh 18 Hình 2 ng mô ph ng m c n c l n nh t m c n c th c đo .74 Hình 2.3 Chi ti t mô hình h th ng tiêu huy n Yên Phong 75 DANH M C B NG BI U B ng 1.1: M ng l i tr m khí t ng đo m a .20 B ng 1.2 Nhi t đ không khí trung bình tr m B c Ninh 21 B ng 1.3 mt ng đ i trung bình tháng tr m B c Ninh 21 B ng 1.4 B c h i trung bình tháng tr m B c Ninh .21 B ng 1.5 T ng s gi n ng trung bình tháng tr m B c Ninh .21 B ng 1.6 T c đ gió trung bình tháng tr m B c Ninh 22 B ng 1.7 L ng m a trung bình tháng n m tr m áp C u .22 B ng 1.8 L ng m a trung bình l n nh t quan tr c đ B ng 1.9 M c n c trung bình đo đ c c tr m áp C u 22 tr m áp C u 22 B ng 1.10 Di n tích t nhiên - Dân s - M t đ dân s đ n v hành huy n Yên Phong n m 2013 24 B ng 1.11 T ng h p hi n tr ng công trình tiêu huy n Yên Phong .27 B ng 1.13 T ng h p di n tích t B ng 1.14 Th ng kê kênh t i toàn huy n Yên Phong 29 i c p I huy n Yên Phong .30 B ng 1.15 Th ng kê kênh tiêu c p I huy n Yên Phong .32 B ng 1.16 Hi n tr ng s d ng đ t xã thu c huy n Yên Phong t nh B c Ninh n m 2013 34 B ng 1.17 Di n tích, n ng su t, s n l ng c a lo i tr ng c a huy n Yên Phong t nh B c Ninh .38 B ng 1.18 Th ng kê s l B ng 1.19 S n l ng gia súc, gia c m 39 ng s n ph m ngành th y s n 40 B ng 1.20 S c s s n xu t công nghi p .41 B ng 1.21 Di n tích gieo tr ng c a huy n Yên Phong 41 B ng 1.22 D ki n phát tri n ch n nuôi đ n n m 2020 42 B ng 2.1 Hi n tr ng quy ho ch s d ng đ t huy n Yên Phong .47 B ng 2.2 K t qu tính toán nhu c u tiêu n B ng 2.4 Mô hình m c n c cho ch n nuôi 52 c ngày max thi t k ng v i t n su t 5%, 10%, 15% 54 B ng 2.5 Mô hình m c n c ngày thi t k ng v i t n su t 5%, 10%, 15% 54 B ng s 2.7 S đ m ng sông tính toán th y l c 57 B ng s 2.8 H th ng nút tiêu th xã T S n 59 B ng s 2.9 H th ng nút tiêu huy n Yên Phong 60 B ng s 2.10 H th ng nút tiêu huy n Tiên Du 60 B ng s 2.11 H th ng nút tiêu huy n Qu Võ 61 B ng s 2.12 H th ng nút tiêu thành ph B c Ninh 63 B ng s 2.13 S li u đ a hình lòng d n sông .64 B ng s 2.16 S li u h th ng tr m b m tiêu đ u m i 69 B ng 2.17 K t qu tính toán m c n c l n nh t tính toán th c đo 72 B ng 2.18 K t qu tính toán m c n c t i đ u nút tiêu (xem ph l c trang 105) 75 B ng 2.19 K t qu tính toán l u l ng t i t ng nút tiêu huy n Yên Phong 75 B ng 2.21 K t qu tính toán h s tiêu cho lúa v i t n su t p=10% 81 B ng 2.22 K t qu tính toán h s tiêu cho lúa v i t n su t p=5% 81 B ng 2.23 K t qu tính toán h s tiêu cho lúa v i t n su t p=15% 82 B ng 2.24 K t qu tính toán h s tiêu cho lo i đ t v i t n su t p=10% .83 B ng 2.25 K t qu tính toán h s tiêu cho lo i đ t v i t n su t p=5% 83 B ng 2.26 K t qu tính toán h s tiêu cho lo i đ t v i t n su t p=15% .84 B ng 2.27 K t qu tính t l di n tích lo i đ t i 84 B ng 2.28 K t qu tính h s tiêu s b c a h th ng v i t n su t p=10% 85 B ng 2.29 K t qu tính h s tiêu s b c a h th ng v i t n su t p=5% 86 B ng 2.30 K t qu tính h s tiêu s b c a h th ng v i t n su t p=15% 86 B ng 2.31 K t qu tính toán kh n ng tr tháo n c c a h th ng 88 B ng 2.32 K t qu tính l i t l di n tích lo i đ t i có h u hòa .88 B ng 2.33 K t qu tính l i h s tiêu s b cho h th ng có h u hòa 89 v i t n su t p=10% 89 B ng 2.34 K t qu tính l i h s tiêu s b cho h th ng có h u hòa 89 v i t n su t p=5% 89 B ng 2.35 K t qu tính l i h s tiêu s b cho h th ng có h u hòa 89 v i t n su t p=15% 89 B ng 2.36 K t qu tính toán h s tiêu thi t k 90 B ng 2.37 K t qu tính l ng n c th i gian tiêu tr ng h p .90 thi t k v i t n su t p=10% 90 B ng 3.1 S li u công trình đ u m i h th ng công trình tiêu huy n Yên Phong .93 B ng 3.2 S li u thông s c a c ng đ u m i kênh tiêu 94 B ng 3.3 K t qu tính toán l B ng 3.4 Mô hình l ng n B ng 3.7 Mô hình l B ng 3.10 L ng n ng n c thi t k ngày max, v i t n su t p=15% .97 c th i gian tiêu m a nh h n m a thi t k .98 ng m a thi t k ngày max, v i t n su t p = 5% .98 B ng 3.8 Mô hình m c n B ng 3.9 L c th i gian b m tiêu khu tr ng 96 ng m a thi t k ngày max, v i t n su t p =15% 97 B ng 3.5 Mô hình m c n B ng 3.6 L ng n c thi t k ngày max, v i t n su t p=5% 99 c th i gian tiêu m a l n h n m a thi t k 99 c th i gian tiêu có tin bão áp th p nhi t đ i .100 DANH M C CÁC KÝ HI U VI T T T BH B hút CD Chuyên dùng HTL T i h c th y l i i u ti t GDP T ng s n ph m n i đ a (Gross domestic product) GPMB Gi i phóng m t b ng HTX H p tác xã HTCTTL H th ng công trình th y l i KTCTTL Khai thác công trình th y l i KCN Khu công nghi p MTV M t thành viên NXB Nhà xu t b n NN Nông nghi p PTNT Phát tri n nông thôn QCVN Quy chu n Vi t Nam SX S n xu t TP Thành ph TN T nhân UBND y ban nhân dân TB Tr m b m TNHH MTV Trách nhi m h u h n m t thành viên OECD T ch c h p tác phát tri n kinh t 10 M S U C N THI T C A Ê TÀI H th ng th y l i huy n Yên Phong - t nh B c Ninh Công ty TNHH MTV KTCTTL B c u ng (g i t t Công ty B c u ng) ph trách thu c vùng đ ng b ng B c B có nhi m v tiêu cho 8.696ha đ t t nhiên, n m g n vùng châu th Sông H ng nên m i ho t đ ng c a l u v c sông H ng đ u nh h ng đ n trình khai thác phát tri n ngu n n c c a vùng Trong th i gian qua, h th ng th y l i ph c v t t cho s n xu t nông nghi p, góp ph n nâng cao n ng su t tr ng, n đ nh s n xu t Tuy nhiên đ n h th ng có nhi u t n t i b t c p: + Do h th ng đ c xây d ng ch y u t nh ng n m 60 c a th k tr c, qua h n n a th k ho t đ ng nên nhi u công trình h th ng b xu ng c p nghiêm tr ng, m t khác h th ng l i không đ ng b gây lãng phí n c M t s công trình h p tác xã t xây d ng t qu n lý, nhi u kinh phí đ u t nên hi n nh ng công trình d dang ho c b xu ng c p không đ c tu b v y hi u qu ph c v c a công trình r t th p; + Trong nh ng n m g n đây, v i s phát tri n kinh t -xã h i, t c đ đô th hóa di n nhanh chóng c n c, HTTL huy n Yên Phong có nhi u khu công nghi p khu đô th m i hình thành, di n tích đ t nông nghi p b thu h p, chuy n cho lo i hình s d ng đ t khác, san l p nhi u ao h khu tr n c Chính u làm gi m hi u qu tiêu thoát n c c a h th ng d n đ n tình tr ng ng p úng ngày gia t ng; + Do ch u s nh h ng c a bi n đ i khí h u nói chung, nên khí h u c a vùng nghiên c u ngày kh c nhi t: Khô h n kéo dài ng p l t nghiêm tr ng h n m a phân b không đ u theo th i gian khu v c vùng Tình hình ng p úng c a vùng ph thu c vào l l sông Khi m c n ng m a k t h p v i c l lên đ n báo đ ng đ ng n c dâng lên cao, vi c tiêu t ch y b h n ch lúc ch tiêu b ng đ ng l c chính; 99 Tài li u m c n c thi t k n m n hình 2008 t i tr m áp C u, v i t n su t 5%, B ng 3.8 Mô hình m c n P(%) H(mm) 5% H tk c thi t k ngày max, v i t n su t p=5% Ngày Ngày 478 Ngày Ngày 638 690 Ngày Ngày 678 674 Ngày 654 596 (Theo quy ho ch chi ti t phát tri n HTCTTL giai đo n 2011÷ 2020 c a huy n Yên Phong) Ta tính toán đ n cl ul ng thi t k q = 10,75 (l/s/ha) Tính toán l ng c tiêu th i gian tiêu tr m b m đ u m i ho t đ ng đ ng th i v i công su t ho t đ ng 75%; L ng n c tiêu ch đ ng (m3) = (H s tiêu)x(Di n tích c n tiêu thi t k )x (7x24x3,6); Th i gian tiêu (ngày) = (L tiêu ch đ ng đ c)/((T ng l u l B ng 3.9 L ng n H s STT tiêu Vùng tiêu ng n c c n tiêu x % di n tích mà h th ng ng TB đ u m i)x(24x0,75)) c th i gian tiêu m a l n h n m a thi t k T ng l u l ng TB thi t k đ um i (l/s-ha) (m3/h) Di n tích c n tiêu (ha) L ng S ph n c tiêu tr m di n ch đ ng tích tiêu (m3) ch đ ng (ngày) n Th i gian tiêu V ng Nguy t 10,75 36.000 1.940 4540.717 0,35 6,81 Ph n 10,75 46.000 2.270 5.608.280 0,39 6,95 V n An 10,75 244.800 4.756 30.612.394 0,99 6,95 Tính c 411ha 10,75 244.800 5.167 30.570.328 0,91 6,94 ng V y tr ng h p m a l n h n m a thi t k h th ng công trình đ u m i c a khu tiêu đ u ch a đ m b o đ đ m c n c yêu c u tiêu Do c n tranh th tri t c sông th p h n đ ng đ tiêu t ch y qua c ng đ u m i gi m thi t h i thiên tai gây đ i v i tr ng xu ng m c th p nh t có th 3.2.2.3 Tr ng h p tiêu n c đ m có tin bão áp th p nhi t đ i 3.2.2.3.1 Trình t v n hành công trình tiêu Nh b ng 3.2 Khi có tin bão g n, áp th p nhi t đ i ti n hành m t t c c ng tiêu đ u m i m c n c sông C u xu ng th p, n u m c n c sông C u cao đóng công tiêu tiêu b ng đ ng l c, ti n hành b m tiêu h t l p n cm t ru ng đ i v i đ t tr ng lúa nh ng nhi u tr cđ m ng h p tiêu h t n 100 c ng dao hai l l pm i có th gây h n hán cho vùng ti n hành b m tiêu h t c đ m mà m a; c bi t sông Ng huy n Khê có vai trò tr n sông Ng Huy n Khê có th v n hành đ c t t, tr m b m c m c n c sông Ng Huy n Khê