Soạn đề cương ôn quy hoạch hệ thống thủy lợi

SOẠN ĐỀ CƯƠNG MÔN QUY HOẠCH HỆ THỐNG THỦY LỢIContents 1 Viết phương trình cân bằng nước mặt ruộng tổng quát:...1 2 Lượng bốc hơi mặt ruộng là gì?...2 3 Qúa trình ngấm hút trên ruộng lúa

SOẠN ĐỀ CƯƠNG MÔN QUY HOẠCH HỆ THỐNG THỦY LỢI

Contents

1) Viết phương trình cân bằng nước mặt ruộng tổng quát: 1

2) Lượng bốc hơi mặt ruộng là gì? 2

3) Qúa trình ngấm hút trên ruộng lúa và phương pháp xác định các đại lượng đặc trưng cho quá trình này? 3

Wt=∫ 0 t Ktdt  Wt=∫ 0 t K 1 t α dt  Wt= K 1 1−α t 1−α 3

Gọi : Ko= K 1 1−α là hệ số ngấm hút bình quân trong đơn vị thời gian thứ nhất 3

4) Phương trình cơ bản trong tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm và cách giải phương trình đó như thế nào? 4

7) Phương trình cơ bản để tính toán chế độ tưới cho hoa màu? Cách giải phương trình đó 4

6) Các loại đường nước hao trên ruộng, cách thành lập các đường nước hao cơ bản trên ruộng lúa trong trường hợp gieo cấy tuần tự 5

8) Cách xác định lượng mưa thiết kế trong tính toán chế độ tưới cho lúa theo phương pháp gieo cấy tuần tự: 7

9) Hệ số tưới là gì? Thế nào là hệ số tưới của khu tưới? Cách xây dựng giản đồ hệ số tưới và cách xác định hệ số tưới thiết kế? 7

10) Các loại tổn thất trên kênh? ảnh hưởng của chúng tới khả năng phục vụ của hệ thống kênh tưới 7

11) Các công thức xác định lượng tổn thất trên kênh và điều kiện áp dụng của các công thức đó? 8

12) Thế nào là hệ số sử dụng nước của kênh? Các loại hệ số sử dụng nước trên hệ thống tưới và cách xác định? 8

13) Thế nào là Qbrut , Qnet trên kênh ? Cách xác định các loại lưu lượng để thiết kế kênh? 9

14) ý nghĩa và cách vận dụng các loại lưu lượng Qbr , txQbrmin , Qbrbt trong thiết kế kênh tưới? 9

18) Trình bày các nguyên tắc sử dụng tổng hợp nguồn nước 9

19) Phân loại các ngành sử dụng nước trong lưu vực 10

20) Trình bày nội dung tính toán thủy lợi cho một hệ thống thủy lợi? 10

24) Các tài liệu cần thiết để tính toán tiêu nước cho lúa? Cơ sở và phương pháp tính tính toán tiêu cho lúa bằng ph giải tích? 10

25) Các tài liệu cần thiết để tính toán tiêu nước cho cây trồng cạn, cơ sở và phương pháp tính toán tiêu nước cho cây trồng cạn 11

26) Dựa vào nguyên lý nào để thành lập phương trình dùng trong tính toán chế độ tiêu cho lúa? Thành lập

hệ PTCB đó? 12

CHƯƠNG 5 13

33) Thế nào là một hệ thống thủy lợi? Nêu cấu tạo và nhiệm vụ của các thành phần trong hệ thống thủy lợi? 13

Câu 34: Nguyên tắc bố trí kênh mương tưới tiêu: 13

Câu 35 : Nguyên tắc bố trí công trình đầu mối tưới tiêu: 14

Câu 36: Các loại công trình trên hệ thống thủy lợi , nhiệm vụ và cách bố trí như thế nào? 15

CHƯƠNG 6: Khảo sát và quy hoạch thủy lợi 15

39) Trình bày nguyên tắc tính toán hệ thống thủy lợi tổng hợp hệ thống bậc thang cấp thượng lưu , hồ chứa hạ lưu và đập ngăn sông? 15

Câu 43: Các tài liệu cơ bản cần thu nhập và khảo sát để quy hoạch hệ thống thủy lợi 17

(Xuân canh) 18

Trình bày các loại công trình trên hệ thống thủy lợi và áp dụng? 18

11) Trình bày và phương trình cơ bản tính toán chế độ tưới cho lúa theo quan điểm gieo cấy đồng thời, nêu giải thích? 19

43) Các tài liệu cơ bản cần thu nhập và khảo sát để QHHTTL 21

44) Cách phân loại trong QH thủy lợi cho lưu vực Các tài liệu cần thiết cho QH lưu vực 21

Chương 2:

1) Viết phương trình cân bằng nước mặt ruộng tổng quát:

PT cân bằng tổng quát : ∆ V +∆ W =P+ N +G+ A¿−(E+D+R)

∆ V: Chênh lệch nước mặt trong thời gian nghiên cứu

∆ W: Chênh lệch nước dưới đất trong thời gian nghiên cứu

P: Lượng nước mưa trong thời gian nghiên cứu

N: Lượng nước mặt chảy trên vùng nghiên cứu từ vùng lân cận

G : Lượng nước ngầm bổ sung vào vùng trên vùng trên mực nước ngầm

A : Lượng nước ngậm trong đất

E : Lượng bốc hơi trong thời gian nghiên cứu

R : Lượng nước mặt chảy ra ngoài vùng nghiên cứu

D : Lượng nước chảy xuống tầng sâu bổ sung vào nước ngầm

Vận dụng phương trình tổng quát cho tính toán chế độ tưới cho lúa và cây trồng cạn:

_Lúa : hci =h oi +∑m i +∑P i −∑(K i+e i)−∑C (2.14)

Trong đó:

hci: Lớp nước mặt ruộng cuối thời đoạn tính toán (mm)

h oi : Lớp nước mặt ruộng đầu thời đoạn tính toán thường tính theo ngày (mm)

∑m i: Lượng nước tưới trong thời đoạn tính toán (mm)

∑P i: Lượng nước mưa trong thời đoạn tính toán (mm)

∑K i: Lượng nước ngấm xuống đất trong thời đoạn tính toán (mm/ngày)

∑e i: Lượng bốc hơi mặt ruộng trong thời đoạn tính toán (mm/ngày)

∑C : Lượng nước tháo đi trong thời đoạn tính toán

_Cây trồng cạn: ∑m = (W hi + W ci) - (W oi +∑P oi + ∆ W hi + Wni) (2.15)

Trong đó:

∑m: Tổng lượng nước cần tưới trong thời đoạn (m3/ha)

W hi: Lượng nước hao trong thời đoạn tính toán (m3/ha)

Whi = 10ETc.ti ETc: Cường độ bốc hơi mặt ruộng (hoặc cường độ nước hao: mm/ngày) ti: Thời gian hao nước (số ngày)

Wci: Lượng nước cần trữ trong tầng đất canh tác ở cuối thời đoạn tính toán (m3/ha)Wci = 10β ci A H i (A: Độ rỗng của đất theo % thể tích đất.β c i : Độ ẩm của đất ở cuối thời đoạn)

Woi: lượng nước sẵn có trong đất đầu thời đoạn tính toán (10 A β oi H oi)

∑P oi:lượng nước mà cây trồng sử dụng đc trong thời đoạn tính toán

∑P oi=∑α i C i P i ( α i:hệ số sử dụng nước mưa, Ci: hệ số biểu thị phần nước mưa có thể ngấm xuống đất, xác định theo thực nghiệm :Ci=1−σ i, Pi: lượng nước mưa thực tế rơi xuống ruộng)

Wni: lượng nước ngầm dưới đất mà cây có thể sử dụng được

2) Lượng bốc hơi mặt ruộng là gì?

Lượng nước bốc hơi mặt ruộng bao gồm:

- Lượng bốc hơi khoảng trống (HT vật lý)

- Lượng bốc hơi qua lá cây và thân cây để giúp cho quá trình trao đổi chất, lượng nước này được rễ cây hút từ trong tầng đất canh tác ( HT sinh lý của cây trồng)

Các phương pháp xác định lượng bốc hơi mặt ruộng và ưu khuyết điểm của chúng:

+ Phương pháp Capop:ETo=αEo

Ưu điểm: + Đơn giản, tài liệu bốc hơi mặt thoáng dễ tìm và tương đối ổn định

+ Phương pháp sử dụng phổ biến đối với lúa

Nhược điểm: + Quy cách chậu đo

+ Phương pháp bố trí

+ Hiện trường quan trắc

+ Điều kiện phi khí tượng: đất đai, địa chất thuỷ văn, kỹ thuật nông nghiệp

và biện pháp thuỷ lợi có ảnh hưởng đến giá trị 

+ Phương pháp Thornthwaite: ET c=16(10t

I )

a

Ưu điểm:

- Hệ thức tính toán chỉ phụ thuộc vào một yếu tố là nhiệt độ

- Tính toán đơn giản

Nhược điểm:

- Chỉ thích hợp cho vùng ẩm vì kết qủa tính toán thường bé

+ Phương pháp Blaney – Criddle : ET c=0.458 pC (t+17.8) (mm/tháng)

Ưu điểm:

- Đã xét hai yếu tố khí hậu là nhiệt độ và độ chiếu sáng

- Công thức có thể áp dụng tính toán cho vùng ẩm và vùng khô hạn, phù hợp vớiđiều kiện Việt Nam

Nhược điểm:

- Hệ thức chưa được phát triển sử dụng Do đó, việc xác định hệ số hiệu chỉnh Kccòn khó khăn

- Đối với vùng Đồng bằng Bắc Bộ, người ta đã xác định Kc đối với lúa:

Kc = 0,91 đối với lúa xuân

Kc = 0,75 đối với lúa mùa

K1: hệ số ngấm hút ở cuối đơn vị thời gian thứ nhất do thí nghiệm tìm ra

 chỉ số ngấm phụ thuộc vào loại đất xác định bằng thực nghiệm ( = 0,3-0,8)

Lượng nước ngấm hút trong thời gian ngấm hút:

Wt=∫0

t



hci: Lớp nước mặt ruộng cuối thời đoạn tính toán (mm)

h0i: Lớp nước mặt ruộng đầu thời đoạn tính toán thường tính theo ngày (mm)

∑mi: Lượng nước tưới trong thời đoạn tính toán (mm)

∑P oi: Lượng nước mưa trong thời đoạn tính toán (mm)

∑Ki: Lượng nước ngấm xuống đất trong thời đoạn tính toán (mm/ngày)

∑ei: Lượng bốc hơi mặt ruộng trong thời đoạn tính toán (mm/ngày)

∑C: Lượng nước tháo đi trong thời đoạn tính toán Khi lớp nước mặt ruộng lớn hơn độ sâu lớp nước cho phép phải tháo đi: ∑C=hi−a max

Điều kiện ràng buộc của phương trình (3.14) [a min]≤ h ci ≤[a max]Phương trình (2.14) có hai

ẩn, đó là h civà∑mi Ta sẽ giải theo phương pháp đúng dần, giả định mi sau đó tính hci theo phương trình (3.14) rồi kiểm tra điều kiện ràng buộc trên, nếu thoả mãn là được

7) Phương trình cơ bản để tính toán chế độ tưới cho hoa màu? Cách giải phương trình đó.

Chế độ tưới cho cây trồng cạn cũng như lúa là dựa trên phương trình cân bằng nước mặt ruộng Phương trình có dạng: ∑m = (W hi + W ci) - (W oi +∑P oi + ∆ W hi + Wni) (2.15) Trong đó:

∑m : Tổng lượng nước cần tưới trong thời đoạn (m3/ha)

Whi: Lượng nước hao trong thời đoạn tính toán (m3/ha) Whi = 10ETc.ti

ETc: Cường độ bốc hơi mặt ruộng (hoặc cường độ nước hao: mm/ngày)

ti: Thời gian hao nước (số ngày)

Wci: Lượng nước cần trữ trong tầng đất canh tác ở cuối thời đoạn tính toán (m3/ha) Wci có thể tính toán như sau: W ci=10 βci A H i (m3/ha)

A: Độ rỗng của đất theo % thể tích đất.β ci: Độ ẩm của đất ở cuối thời đoạn,

Woi: lượng nước sẵn có trong đất đầu thời đoạn tính toán (10 A β oi H oi)

∑P oi:lượng nước mà cây trồng sử dụng đc trong thời đoạn tính toán.

∑P oi=∑α i C i P i ( α i:hệ số sử dụng nước mưa, Ci: hệ số biểu thị phần nước mưa có thể ngấm xuống đất, xác định theo thực nghiệm :Ci=1−σ i, Pi: lượng nước mưa thực tế rơi xuống ruộng)

Wni: lượng nước ngầm dưới đất mà cây có thể sử dụng được

W¿=K¿ ETc ( Kni: hệ số use nước ngầm)

Lập bảng tính toán chế độ tưới cho cây trồng cạn

Sau khi tính toán xong, kiểm tra kết quả tính theo PT:

W’c = (W0 + P0i + m + WHi) - (Wh + Wtháo)

% 5 )

bộ cánh đồng đã bước vào thời kỳ hao nước, tới ngày tg + 1 thì thêm 1 thửa bước ra khỏi thời kỳ hao nước đó Lượng nước hao trên toàn bộ cánh đồng giảm dần tới ngày

t g+t h tất cả cánh đồng hết thời kỳ hao nước theo loại hao nước này (đường quá trình loại hao nước trở về bằng 0)

+ Đường quá trình có dạng thang cân T h=t g+t h

t e t



 Trường hợp tg < th

Lượng nước hao cũng tăng dần, mỗi ngày sẽ có một thửa bước vào thời kỳ hao

nước lượng nước trrên toàn cánh đồng sẽ cho đến thơì gian tg toàn cánh đồng đã

bước vào thời kỳ hao nước, lượng nước hao sẽ ổn định vì thửa đầu tiên vẫn chưa ra khỏi thời kỳ hao nước (tg < th) cho đến ngày th Tới thời gian th + 1 thửa đầu tiên kết thúc loại hao nước này Lượng hao nước trên toàn cánh đồng sẽ giảm dần và kết thúc hao nước tại thời điểm th + tg

T h=t h+t g Wmax 10e h 10e h (m3/ha-ngày)

 Trường hợp tg = th

Lúc đầu lượng nước hao trên toàn cánh đồng cũng tăng dần cho đến thời gian tg thì toàn bộ cánh đồng bước vào thời kỳ hao nước và lượng hao đạt tới giá trị lớn nhất Song ta có tg nên sang ngày thứ th + 1 thì bắt đầu có một thửa ra khỏi thời kỳ hao nước, lượng nước hao trên toàn bộ cánh đồng giảm dần và cho đến thời gian tg + th thửa cuối cùng bước ra khỏi thời kỳ hao nước lượng nước hao trên cánh đồng trở về bằng 0

Đường quá trình hao nước có dạng hình tam giác

T h=2 tg=2 tth Wmax = 10eh (m3/ha-ngày)

8) Cách xác định lượng mưa thiết kế trong tính toán chế độ tưới cho lúa theo

phương pháp gieo cấy tuần tự:

sdi

t

t1PP

Psdi : Lượng mưa thiết kế ở ngày thứ i

Pi : Lượng mưa rơi xuống ở ngày thứ i

t : T/gian từ bắt đầu cấy cho tới t/gian tính toán mưa thứ i

9) Hệ số tưới là gì? Thế nào là hệ số tưới của khu tưới? Cách xây dựng giản đồ hệ số tưới và cách xác định hệ số tưới thiết kế?

10) Các loại tổn thất trên kênh? ảnh hưởng của chúng tới khả năng phục vụ của hệ thống kênh tưới

- Lượng nước bốc hơi chúng ta hoàn toàn có thể xác định được dựa vào diện tích mặt nước trên kênh và cường độ bốc hơi mặt nước tự do, song lượng tổn thất này rất nhỏ

ta có thể bỏ qua

- Lượng nước rò rỉ: do thi công kênh bị nứt nẻ hoặc tiếp giáp giữa công trình và kênh không tốt, cũng có thể nước dò rỉ qua các thiết bị khống chế mực nước và lưu lượng, có thể khống chế lượng tổn thất do dò rỉ nhờ quản lý và thi công đường kênh tốt hơn Vì vậy, lượng tổn thất này chúng ta cũng có thể không xét tới

- Lượng nước tổn thất do ngấm: Đây là lượng nước tổn thất tất yếu, nước trong kênh

bị tổn thất thông dòng ngấm qua đáy kênh và bờ kênh Lượng tổn thất này xảy ra thường xuyên và đóng vai trò lớn trong lượng tổn thất nước Vì vậy, chúng ta đi sâu nghiên cứu kỹ loại tổn thất này

11) Các công thức xác định lượng tổn thất trên kênh và điều kiện áp dụng của các công thức đó?

- Đối với kênh hình thang làm bằng đất chúng ta có thể dùng công thức sau để tính toán tổn thất cho 1 Km đường kênh:

S=0,016 K (b+2 γhh√1+m2) (1) (m3/s-Km)

Trong đó: S: Lưu lượng tổn thất trên 1 Km đường kênh (m3/s-Km)

K: Hệ số ngấm ổn định (m/ngày)

b: Chiều rộng đáy kênh (m)

h: Chiều sâu nước trong kênh (m)

m: Hệ số mái kênh

0,0116: Hệ số đổi thứ nguyên

γh : Hệ số kể đến hiện tượng ngấm chéo do mao quản, γh = 1,1 ÷ 1,4

- Lượng tổn thất tương đối σ là số phần trăm của lưu lượng tổn thất trên 1 Km đường kênh so với lưu lượng thực cần ở cuối đoạn kênh đó

CT 1,2 chỉ dùng khi biết mặt cắt kênh

- Lượng tổn thất tuyệt đối khi biết 1 km đường kênh:

Wr: Lượng nước lấy vào mặt ruộng

W: Lượng nước lấy vào công trình đầu mối

Qbr: Lưu lượng lấy vào đầu hệ thống

q: Hệ số tưới của hệ thống

ω: Diện tích tưới của hệ thống

T: Thời gian lấy nước ở công trình đầu mối

t: Thời gian tưới vào ruộng

13) Thế nào là Q brut , Q net trên kênh ? Cách xác định các loại lưu lượng để thiết kế kênh?

- Qnet là lưu lượng ở mặt cắt cuối đoạn kênh (m3/s)

- Qnet là lưu lượng ở mặt cắt đầu đoạn kênh (m3/s)

- Cách xác định:

Q net=q ω

Q br=Q net+Q tt

ω: diện tích tưới của hệ thống (ha)

Qtt: lưu lượng tổn thất trên kênh (l/s)

14) ý nghĩa và cách vận dụng các loại lưu lượng Q br , tx Q br min ,Q br bt

trong thiết kế kênh tưới?

- Lưu lượng thường xuyên Q br , tx

Trường hợp tưới đồng thời:

Ý nghĩa: lưu lượng tối thiểu đủ để cung cấp nước cho hệ thống kênh

18) Trình bày các nguyên tắc sử dụng tổng hợp nguồn nước

Các nguyên tắc sử dụng nguồn nước:

- Sử dụng hợp lí nguồn nước

- Sử dụng tổng hợp nguồn nước

- Sử dụng có kế hoạch nguồn nước

- Tuân thủ triệt để những quy định trong luật dùng nước

- Sử dụng nước được nhiều lần

- Lượng nước cung cấp cho các ngành tiêu hao nước vẫn có thể dùng lại 1 lần

19) Phân loại các ngành sử dụng nước trong lưu vực

Nuôi trồng thủy sản: cần cung cấp nước thường xuyên để cải tạo môi trường cho thủy

sản sinh trưởng và phát triển

Thủy điện: Công suất của nhà máy và tổng lượng điện hàng năm phụ thuộc vào lưu

lượng sông, tổng nước đến và phân phối dòng chảy năm Ngoài ra còn phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa mạo cụ thể của khu vực xây dựng hồ và nhà máy

Giao thông thủy: Yêu cầu vận tải thuỷ đối với nguồn nước là đảm bảo độ sâu cần thiết,

chiều sâu và bán kính cong của tuyến đường vận tải thuỷ, trong đó chiều sâu đảm bảo là yêu cầu có liên quan nhiều nhất đến tính toán thuỷ lợi

Nhu cầu nước cho môi trường: hay còn gọi dòng chảy môi trường là giá trị dòng chảy

tối thiểu cần xả ra để duy trì môi trường khu vực hạ lưu,

20) Trình bày nội dung tính toán thủy lợi cho một hệ thống thủy lợi?

Nội dung tính toán thủy lợi:

+ Xác định yêu cầu dùng nước

+ Đánh giá nguồn nước

+ Tính toán lợi dụng dòng chảy

+ Tính toán hiệu ích kinh tế

24) Các tài liệu cần thiết để tính toán tiêu nước cho lúa? Cơ sở và phương pháp tính tính toán tiêu cho lúa bằng ph giải tích?

 Các tài liệu cần thiết:

- Mô hình mưa tiêu lớn nhất thời đoạn ngắn 1, 3, 5, 7 ngày theo tần suất thiết kế, thường

P = 10%

- Giai đoạn sinh trưởng của cây lúa và chiều cao cây theo từng giai đoạn

- Đặc trưng thấm của đất (hệ số thấm ổn định)

- Lượng bốc hơi mặt ruộng trong thời gian tính toán (theo kết quả tính toán bốc hơi thực

tế mặt ruộng với bốc hơi tiềm năng tính từ công thức Penman)

- Khả năng chịu ngập của lúa theo tài liệu thí nghiệm, thường được xác định theo chiều cao của cây lúa

- Thời gian tiêu cho phép, thường xác định theo: [T] = t + 2 [T]: Thời gian tiêu cho phép (ngày)

t: Thời gian mưa theo mô hình tính toán (ngày)

Hệ số dòng chảy σ có thể sử dụng như sau đối với các vùng tiêu nước

+ σlúa = 1,0 + σao hồ = 1,0 + σmàu = 0,6 + σloại khác = 0,5