Thiết kế nâng cấp hệ thống tiêu phúc lộc thuộc huyện quế võ – bắc ninh phương án 1

Ngoài dặng Châu Sơn còn có PhảLại Sơn, phong cảnh tươi đẹp, thực là một danh thắng; Lãm Sơn lởm chởm caovút...Trải qua quá trình chuyển động địa chất và sự xâm thực bào mòn kết hợp với s

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là Đồ án của bản thân em Các kết quả trong Đồ án tốt nghiệpnày là trung thực, không sao chép từ bất kì một nguồn nào dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu ( nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồntài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả ĐATN Chữ kí

MAI ÁNH PHƯỢNG

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam, với nền nông nghiệp chủ yếu là lúa nước, điều kiện thiên nhiên vôcùng khắc nghiệt, hạn hán lũ lụt xảy ra thường xuyên Vì vậy, công tác Thủy lợi có vịtrí vô cùng quan trọng, là một trong những ngành có truyền thống và phát triển lâu đời,

có nhiều thành tựu quan trọng gắn liền với lịch sử phát triển của đất nước

Trong những năm gần đây với tốc độ đô thị hóa nhanh, việc xây dựng các khu đôthị, các cụm công nghiệp và đặc biệt là tác động mạnh mẽ của hiện tượng biến đổi khíhậu đã phần nào làm thay đổi điều kiện tự nhiên, gây khó khăn cho công tác thủy lợinói chung đặc biệt là công tác tiêu úng vào mùa mưa lũ Theo năm tháng, những côngtrình thủy lợi được xây dựng từ lâu đã bị xuống cấp nghiêm trọng, không còn đáp ứngđược yêu cầu đặt ra hiện nay Vì vậy, việc cải tạo nâng cấp và xây mới các hệ thốngcông trình thủy lợi phục vụ tưới, tiêu cho các vùng miền trên khắp đất nước trong đó

có tỉnh Bắc Ninh, nhằm bảo đảm sự khai thác hợp lý, hiệu quả và bền vững tài nguyênđất, nước là vấn đề có ý nghĩa quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đạihóa đất nước

Được sự nhất trí của trường Đại Học Thủy Lợi, Khoa Kỹ Thuật Tài Nguyên

Nước, bộ môn Kỹ thuật và quản lý tưới, em được giao đề tài tốt nghiệp “Thiết kế nâng cấp hệ thống tiêu Phúc Lộc thuộc huyện Quế Võ – Bắc Ninh phương án 1”

nhằm đóng góp giải quyết một phần nhỏ nhiệm vụ trên

Quá trình thực hiện đồ án, bằng những kiến thức học tập trong những năm ở nhàtrường, với sự giúp đỡ của địa phương nơi có dự án và đặc biệt nhờ sự hướng dẫn tậntình của TS.Nguyễn Thị Hằng Nga và Th.S Nguyễn Văn Tuấn và các thầy cô giáo ởkhoa, em đã hoàn thành bản báo cáo đồ án tốt nghiệp

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lạikiến thức đã được học trong 4 năm tại trường và giúp em biết cách áp dụng lý thuyết

đã học vào một dự án thực tế, làm quen với công việc của một kĩ sư thủy lợi Nhữngđiều đó đã giúp em thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lạikhi bước vào nghề với công việc thực tế của một kĩ sư thủy lợi sau này

Tuy nhiên do thời gian thực hiện có hạn, kiến thức chuyên môn và kinh nghiệmthực tế còn hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhậnđược ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo để đồ án tốt nghiệp của em được hoànchỉnh hơn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận tâm giảng dậy vàchỉ bảo cho em các kiến thức chuyên môn lẫn xã hội trong suốt 4 năm học tập và rènluyện tại trường

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội ngày tháng năm 2016

Sinh viên MAI ÁNH PHƯỢNG MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH :

DANH MỤC ĐỒ THỊ :

+ Phía Bắc : Giáp xã Phù Lãng;

+ Phía Nam : Giáp xã Vạn Ninh (huyện Gia Bình);

+ Phía Đông : Giáp xã Đức Long và xã Đồng Phúc, H.Yên Dũng, T.Bắc Giang

+Phía tây : Giáp xã Phù Lãng và xã Ngọc Vũ.

Diện tích hiện trạng toàn xã là 756.79 ha

Qua địa bàn xã có tuyến đường giao thông quan trọng chạy qua là QL18 (tuyếngiao thông huyết mạch trong vùng tam giác kinh tế trọng điểm phía Bắc) và tuyếnđường sắt cao tốc Yên Viên ( Hà Nội)- Cái Lân ( Quảng Ninh )

Hình 1.1 Bản đồ vùng quy hoạch

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

của sông Cầu và sông Đuống cho nên khi xây dựng công trình cần phải khảo sát địachất trước khi đầu tư xây dựng.

1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng, địa chất, địa chất thủy văn

1.1.3.1 Đặc điểm địa chất.

Đặc điểm địa chất của huyện Quế Võ mang những nét đặc trưng của cấu trúc địachất thuộc sụt trũng sông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấutrúc mỏng Tuy nhiên, do nằm trong miền kiến tạo Đông Bắc, Bắc Bộ nên cấu trúc địachất lãnh thổ Quế Võ có những nét còn mang tính chất của vòng xung Đông chiềuvùng Đông Bắc Toàn huyện có mặt các loại đất đá có tuổi từ Cambri đến đệ tứ, songnhìn chung có thành tạo Kainozoi phủ trên các thành tạo cổ Đây là thành tạo chiếm ưuthế về địa tầng lãnh thổ Các thành tạo Triat phân bố trên hầu hết các dãy núi, thànhphần thạch học chủ yếu là cát kết, sạn kết Bề dày các thành tạo đệ tứ biến đổi theoquy luật trầm ích từ Bắc xuống Nam Ở các vùng núi do bị bóc mòn nên bề dày củachúng còn rất mỏng, càng xuống phía Nam bề dày có thể đạt 100 m

1.1.3.2 Đặc điểm thổ nhưỡng.

Quế Võ là huyện đồng bằng có nhiều gò đồi Ngoài dặng Châu Sơn còn có PhảLại Sơn, phong cảnh tươi đẹp, thực là một danh thắng; Lãm Sơn lởm chởm caovút Trải qua quá trình chuyển động địa chất và sự xâm thực bào mòn kết hợp với sựbiến đổi về dòng chảy của hệ thống sông ngòi, cấu tạo thổ nhưỡng của vùng Quế Võ làloại phù xa tương đối điển hình còn sót lại nhiều tàn dư của các thềm kiến trúc caothấp khác nhau và phân chia như sau: đất phù sa bồi tụ hàng năm phân bổ từ đê sôngĐuống, tập trung khá nhiều ở Đào Viên, có màu nâu tươi; Đất phù sa bồi tụ hàng nămthường chua, có nhiều ở Việt Thống, màu xám nhạt; đất phù sa không bồi tụ hàng năm

có hàng hecta ở các xã Chi Lăng, Hán Quảng, Yên Giả màu nâu tươi hoặc xám nhạt;Đất phù sa ngập nước quanh năm do sông Đuống bồi tụ,có hàng ngàn hecta thuộc các

xà Cát Bi, Đào Viên, Ngọc Xá và hơn 3000 hecta do sông Cầu bồi tụ Đất phù sa cổchạy từ Việt Thống qua Quế Tân, Phú Lương, Phù Lãng, Châu Phong, Đức Long, ViệtHùng, có sản phẩm feralit của sông Cầu bồi đắp do khai thác lâu đời đã bị bạc màu.Đất feralit màu vàng đỏ phát triển trên sa thạch vàng kết dăm kết có nhiều ven gò đồi.Đất cát gió có gần 200 ha có ở các đồi Ngọc Xá, Nam Sơn Đất cồn cát khoảng 65 ha

phân bố ở Ngọc xá và một vài nơi khác, hình thành do tác động của phù sa giữa sôngĐuống – sông Cầu hoặc xâm thực các dải đồi thấp ven núi Nhìn chung, đất ở khu vực

là đất có lượng phù sa của các con sông lớn như sông Hồng, sông Cầu, sông Đuống,…bồi tụ nên rất phì nhiêu và giàu tiềm năng phát triển nông nghiệp Việc quy hoạch các

hệ thống tưới và tiêu nội bộ của huyện sẽ giúp nền nông nghiệp của hyện phát triểnmạnh mẽ, từ đó có thể đưa ra xem xét về vấn đề đa dạng hóa nông nghiệp, bố trí cơcấu cây trồng (lúa, màu, cây ăn quả, cây công nghiệp,…) cùng vật nuôi hợp lý trongkhu vực có điều kiện thủy lợi đổi mới

1.1.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn

1.1.4.1 Khí hậu

Với đặc điểm của vùng đồng bằng Bắc Bộ nên Xã Châu Phong mang đặc điểmnhiệt đới gió mùa : Nóng ẩm mưa nhiều, chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa Thờitiết trong năm chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa và mùa khô

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9: Thời tiết nóng ẩm, lượng mưa lớn chiếm 80%lượng mưa cả năm Đặc biệt có những trận mưa lớn kèm theo gió to từ 3-5 ngày gâyngập úng cục bộ

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau : Lượng mưa ít, có thời kì khô hạn

14-20 ngày, làm nhiều diện tích ao hồ, diện tích canh tác bị khô hạn

Nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình năm là 23.40C Nhiệt độ cao nhất là 28.90C ( tháng 7) Nhiệt

độ trung bình thấp nhất là 15.80C Sự chênh lệch nhiệt độ tháng cao nhất và thấp nhất

là 13.10C Tổng số giờ nắng dao động từ 1530-1776 giờ Tháng có giờ nắng cao nhất

là tháng 7, thấp nhất là tháng 1

Bảng 1 1.Nhiệt độ trung bình tháng, năm trạm Bắc Ninh ( Đơn vị : 0C)

16,2 17,5 20,3 23,9 27,1 29,1 28,4 27,3 24,9 21 17,9 23,5Nhiệt độ lớn nhất quan trắc được tại trạm Bắc Ninh là 39,70C vào ngày

nhất thường trên 350C thậm chí tới 400C Nhiệt độ thấp nhất quan trắc được tại trạmBắc Ninh chỉ là 2,80C vào ngày 30/XII/1975.

Gió

Hướng gió chính thịnh hành trong vùng vào mùa hè là gió Nam và Đông Nam,còn vào mùa đông hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc Tốc độ gió trung bìnhvào khoảng 2m/s Tốc đọ gió lớn nhất quan trắc được tại trạm Bắc Ninh là 33m/shướng Tây Nam xuất hiện vào ngày 11/VIII/1997

Bảng 1 2 Tốc độ gió trung bình tại trạm Bắc Ninh ( Đơn vị : mm)

Độ ẩm

Độ ẩm không khí có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí và lượng mưa Vàocác tháng mùa mưa độ ẩm có thể đạt 80% - 90% Các tháng mùa khô có độ ẩm chỉ từ70% - 80% Độ ẩm không khí thấp nhất quan trắc được ở trạm Bắc Ninh là 15% vàongày 2/I/1960

Bảng 1 3 Độ ẩm trung bình tháng nhiều năm ( Đơn vị %)

79,3 83,3 86,7 87,1 83,2 83 85,9 84,4 81,5 77,8 77,8 82,8

Bốc hơi

Lượng bốc hơi của khu vực tương đối cao, trung bình nhiều năm đạt 937,8mm/năm Lượng bốc hơi lớn nhất quan trắc được là 1.348mm năm 2003 tại trạm BắcNinh Lượng bốc hơi nhỏ nhất vào tháng II đến tháng IV với lượng bốc hơi khoảng 56

÷ 62 mm/tháng, lượng bốc hơi tháng lớn nhất vào tháng VI – VII đạt 93,6% - 94,8%mm/tháng

Bảng 1 4 Lượng bốc hơi tháng nhiều năm trạm Bắc Ninh ( Đơn vị : mm)

71 56,4 57,1 61,9 93,6 94,8 77,7 78,1 88,9 86,9 83,2 937,8

Số giờ nắng

Số giờ nắng tại trạm Bắc Ninh khoảng từ 1.200 ÷ 1.600 Tháng nhiều nắng nhất

là tháng V đến tháng IX, trung bình giờ nắng mỗi tháng từ 165 ÷ 195 giờ Tháng II vàtháng III là những tháng ít nắng nhất trong năm, số giờ nắng trung bình chỉ từ 40 ÷ 50giờ mỗi tháng

Bảng 1 5.Tổng số giờ nắng tháng, năm ( Đơn vị : Giờ )

113,9 44,2 47,7 88,9 176,1 194,1 167,6 184,1 164,9 152,2 112,7 1631

Mưa

Mùa mưa thường bắt đầu vào tháng V và kết thúc vào tháng X Mùa khô bắt đầu

từ tháng XI và kết thúc vào tháng IV năm sau Lượng mưa trong 6 tháng mùa mưachiếm 84 ÷ 85% tổng lượng mưa năm còn lại 6 tháng mùa khô lượng mưa chỉ từ 15 ÷16% tổng lượng mưa năm Bảng phân phối lượng mưa bình quân nhiều năm các trạmđược thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1 6 Phân phối lượng mưa bình quân nhiều năm các trạm

10 ngày mưa có mưa dông với tổng lượng mưa đáng kể, thường gây úng Điển hình làtháng VIII/1972 có lượng mưa trên 600 mm/tháng như trạm Quế Võ đạt 697,5

mưa nhất đó là tháng XII và tháng I, tổng lượng mưa hai tháng này chỉ chiếm 0,9 ÷1,5% tổng mưa năm, thậm chí có nhiều tháng không mưa gây ra tình trạng hạn hánnghiêm trọng Năm có tổng lượng mưa nhỏ nhất tại Quế Võ là năm 1977 chỉ có 849mm/năm và tại Bắc Ninh xuất hiện vào năm 1970 là 1.029 mm/năm

Lượng mưa năm trong vùng biến động không lớn, hệ số biến động mưa năm chỉ

từ 0,19 ÷ 0,23 Theo không gian lượng mưa trung bình nhiều năm cũng tương đốiđồng nhất với lượng mưa hàng năm thấp chỉ dao động quanh mức 1.400 mm/năm

1.1.4.2 Thủy văn sông ngòi

Địa hình huyện Quế Võ- tỉnh Bắc Ninh thấp dần theo hướng Tây bắc -ĐôngNam, càng xuống phía dưới hướng Đông càng có ưu thế thấp dần, vì vậy sông ngòitrong địa bàn huyện có xu thế chuyển dòng và phân nhánh về hướng Đông, các dòngchảy mặt đổ về sông Đuống và sông Cầu

Trước thế kỷ XIX, những sông có hướng Tây- Đông đã đưa nước của sông Hồngsang sông Thái bình Ở hạ du phía Đông thấp hơn phía Tây nên hướng Tây - Đông củasông cũng là hướng tự nhiên và quan trọng Do sự bồi lấp ở cửa sông và tác động củacon người qua quá trình đắp đê trị thuỷ đã lấp kín một số cửa sông nhánh, hoặc đào lại,nạo vét tạo dòng mới ở chỗ cửa sông bị bồi lấp như đoạn đầu của sông Đuống

Sông ở đồng bằng chảy rất chậm, thường bị bồi dòng, đắp gờ chia nhánh đổidòng, uốn khúc tới mức tối đa rồi cắt khúc uốn để lại các sông cụt, đầm, hồ, có khisông chính đào lấy bờ mới theo chỗ thấp nhất

Huyện Quế Võ nằm lọt giữa các sông lớn như sông Cầu sông Đuống Hệ thốngsông ngòi tỉnh Bắc Ninh nói chung và huyện Quế Võ nói riêng khá dầy đặc, mật độlưới sông cao, huyện có 3 mặt sông là gianh giới với các huyện, tỉnh Phía Bắc cósông Cầu là gianh giới với tỉnh Bắc Giang, phía Nam có sông Đuống là gianh giới vớihuyện Gia Bình, phía Đông có sông Thái Bình là gianh giới với huyện Chí Linh tỉnhHải Dương

a Sông Cầu: Dòng chính sông Cầu bắt nguồn từ dãy núi Vạn On ở độ cao

1.175m thuộc Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn Chiều dài sông tính tới Phả Lại là 290km, diện

tích lưu vực 6.030 km2 Sông Cầu chảy qua địa phận huyện Quế Võ dài 34,11 km, nó

là nguồn cung cấp nước tưới, nước sinh hoạt và cũng là nơi nhận nước tiêu cho vùngphía Đông Bắc của tỉnh

Đoạn sông Cầu chảy qua huyện Quế Võ về đến Phả Lại, sông chảy theo hướngTây Bắc - Đông Nam, độ cao trung bình lưu vực chỉ còn từ 10 ÷ 25m, độ dốc đáy sôngnhỏ (0,1‰), lòng sông về mùa cạn rộng trung bình từ 70 ÷ 150m, sâu từ 3 ÷ 7m, hai

bờ có đê bao

b Sông Đuống: Sông Đuống là một phân lưu của sông Hồng, chiều dài 67km,

bắt nguồn từ làng Xuân Canh, chảy theo hướng từ Tây sang Đông và đổ vào sông TháiBình tại Kênh Phố (Chí Linh) hai bờ có đê bao khá vững chắc Đoạn đầu sông Đuốngchỉ rộng 200 ÷ 300m, đoạn cuối mở rộng dần từ 1.000 ÷ 2.500m Đoạn sông Đuốngchảy qua địa phận huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh dài 13,1 km Hàng năm sông Đuốngchuyển tải từ sông Hồng sang sông Thái Bình một lượng nước khá lớn, ước tínhkhoảng 29 tỷ m3 nước, tương ứng 25,7% tổng lượng nước của sông Hồng tính đến SơnTây, chính vì vậy nó đã ảnh hưởng rất lớn tới chế độ dòng chảy ở hạ du sông TháiBình

Mùa lũ trên lưu vực sông Hồng và sông Đuống kéo dài từ tháng VI đến tháng X,

lũ trên sông có dạng mập, nhiều đỉnh, tập trung trong 2 tháng VII, VIII và kéo dàinhiều ngày Mực nước lũ sông Đuống khá cao, tại Thượng Cát Hmax = 13,68 m (tháng8/1971) chỉ thấp hơn Hà nội cùng thời gian là 0,45 m Như vậy mực nước ngoài sôngĐuống cao hơn cao trình mặt ruộng trong đồng từ 5 ÷ 10m Độ dốc mặt nước mùa lũtrên sông Đuống trung bình 0,1‰, vì vậy việc tiêu nước trong nội đồng ra sông Đuốngrất khó khăn

Hàng năm sông Đuống cũng chuyển tải một lượng phù sa rất lớn từ sông Hồngsang sông Thái Bình, vì vậy ngoài việc cung cấp nước tưới trong mùa kiệt nó còn đemlại một lượng phù sa lớn bồi đắp cho đồng ruộng

c Sông Thái Bình: Là một con sông lớn ở miền Bắc nước ta, thượng du sông

lưu với sông Đuống tạo thành dòng chính sông Thái Bình Sông Thái Bình dài 385 km,đoạn chảy qua huyện Quế Võ dài 7,1 km Sông Thái Bình có đặc điểm lòng sông rộng,

độ dốc nhỏ, đáy sông nông nên bị bồi lấp nhiều, việc thoát lũ chậm làm mực nướcsông dâng cao và kéo dài nhiều ngày nên lũ sông thường xuyên đe doạ các vùng vensông Việc tiêu thoát nước ra sông trong mùa lũ cũng gặp nhiều trở ngại, phần lớn phảibơm tiêu động lực Mực nước lũ lớn nhất tại Phả Lại ngày 22/8/1971 đo được 7,21 m(chưa hoàn nguyên)

d Ngòi Tào Khê: Ngòi Tào Khê có chiều dài 37 km, bắt nguồn từ xã Ninh Hiệp

Gia Lâm Hà Nội, chảy qua các huyện Từ sơn, Tiên du, Quế Võ Ngòi Tào Khê chảyqua địa phận huyện Quế Võ - tỉnh Bắc Ninh từ cống Hán Quảng về Hiền Lương dài16,2 km, đoạn này có lòng rộng từ 20 ÷ 30 m Đây là trục tiêu chính của trạm bơm tiêuHiền Lương, có nhiệm vụ tiêu nước cho khoảng 32.000 ha Tuy nhiên những năm gầnđây khu này vẫn còn bị úng

Đặc điểm dòng chảy lũ

Mùa lũ lượng nước trong sông chiếm khoảng 80% tổng lượng nước cả năm Cáctrận lũ lớn thường xuyên xảy ra từ tháng 7 đến tháng 9 chiếm khoảng 60% số trận lũlớn xảy ra phù hợp với 3 tháng có lượng mưa lớn của khu vực

Đoạn sông Cầu, sông Đuống chảy qua lưu vực nghiên cứu về mùa lũ, nướcnhanh kèm theo rút chậm ( đặc biệt khi có những trận mưa lớn kéo dài liên tiếp) gâykhó khăn cho việc tiêu thoát úng cho vùng trong đê sông

Lũ các sông suối trong huyện Quế Võ cũng như các sông chảy qua địa bàn huyệngiống như lũ ở các vùng khác ở đồng bằng Bắc Bộ, lũ trên sông có dạng mập, nhiềuđỉnh, tập trung trong hai tháng đó là tháng VII và tháng VIII và kéo dài nhiều ngày

Lũ do sự phối hợp nhiều hình thế thời tiết gây ra mưa lớn thường là lũ chính vụ Trênsông Đuống mực nước lũ khá cao, tại thượng cát Hmax=13,68 m (thang VIII/1971) chỉthấp hơn Hà Nội cùng thời gian là 0,45 m Như vậy mực nước ngoài sông Đuống caohơn cao trình mặt ruộng trong đồng từ 5 ÷ 10 m Độ dốc mặt nước lũ trên sông Đuốngtrung bình 0,1‰, vì vậy việc tiêu thoát nước trong nội đồng ra sông Đuống rất khókhăn

Ngoài lượng mưa tại chỗ tham gia vào lũ sông Thái Bình nói chung, hạ du sôngThái Bình nói riêng còn có nguồn lũ được phân từ sông Hồng qua hai sông Đuống vàsông Luộc quyết định tính chất và độ lớn lũ hạ du sông Thái Bình Trường hợp khinước lũ sông Hồng rất lớn làm cho nước lũ sông Thái Bình ứ lại, như lũ tháng VIIInăm 1969 lưu lượng lớn nhất của sông Thái Bình tại Phả Lại (thượng lưu ra cửa sôngĐuống ) chỉ còn 1.820 m3/s và có khi nước sông Hồng có lan ngược tới Phả Lại cáchcửa sông Đuống khoảng 5km về phía thượng lưu.

Từ năm 1971 đê đã đắp cao hơn và bao thành nhiều vùng, mực nước cao các nămkéo dài ngày hơn nhiều: trước năm 1967 chỉ còn có 3 năm 1937, 1945, 1996 có từ 1 ÷

5 ngày mực nước ở Phả Lại đạt trên 5,5 m ( ứng với báo động III) Từ năm 1968 ÷

1971 sông Hồng, sông Thái Bình có mực nước lũ 7 ÷ 12 m đặc biệt năm 1971 có 36ngày nước lũ đạt trên 5,5 m Nhưng từ năm 1978 đến năm 2000 ( trừ năm 1981), nămnào mực nước Phả Lại cũng vượt trên 5,5 m với khoảng 5 ÷ 15 ngày, vượt 4,5 m từ 23

÷ 50 ngày Đặc biệt năm 1990 lũ sông Hồng kéo dài nên đã có 17 ngày vượt trên 5,5

m, 46 ngày vượt trên 4,5 m và 78 ngày vượt 3,5 m

Bảng 1 7 Đỉnh lũ lớn nhất quan trắc được tại một số trạm lân cận huyện Quế Võ

H (cm)

Ngày xuất hiện

H (cm)

Ngày xuất hiện

Ngày xuất hiện

730 22/VIII/1971 926 22/VIII/1971 22/VIII/1971

704 27/VII/1986 902 21/VIII/1996 26/VII/1980

687 26/VII/1980 871 28/VII/1986 27/VII/1986

685 14/IX/1985 866 18/VIII/2002 14/IX/1985

661 19/VIII/1995 860 19/VIII/1969 27/VII/1992

1.1.5 Hiện trạng và kế hoạch sự dụng đất của vùng

Hiện trạng và kế hoạch sử dụng đất của vùng được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 1 8 Hiện trạng và kế hoạch sử dụng đất của vùng dự án

Năm DT Lúa DT màu DT ao hồ TCĐX DT DT CN Tổng DT

Bảng 1 9.Thống kê dân số Xã Châu Phong

- Tỉ lệ gia tăng dân số tự nhiên: 1,26% trên năm

Lao động: Lao động nông nghiệp chiếm tỷ lệ lớn 80%, các ngành kinh tế khácchiếm 20%

1.2.3 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của khu vực

1.2.3.1 Mục tiêu phát triển

Mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của vùng quy hoạch đến năm 2020 là phát triểnnền nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa gắn với thị trường, từng bước thựchiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn, gắn phát triển nông nghiệpvới công nghiệp chế biến và dịch vụ nông thôn, khuyến khích phát triển kinh tế nhiềuthành phần theo định hướng XHCN; đồng thời phát huy cao độ về tự nhiên, kinh tế -

xã hội, nguồn lao động, vốn của nhân dân và vốn của nhà nước, cơ sở hạ tầng hiện cónhằm phát triển nông nghiệp có hiệu quả và bền vững, đảm bảo an ninh lương thực,thực phẩm, tăng sản lượng, chất lượng nông sản cung cấp cho tiêu dùng, chăn nuôi,chế biến công nghiệp và xuất khẩu ngày càng tăng, cải thiện đời sống và bộ mặt nôngthôn

Thực hiện tốt công tác quốc phòng – quân sự tại địa phương Giữ vững an ninhchính trị - trật tự an toàn xã hội.

Không ngừng đổi mới, nâng cao năng lực lãnh đạo, sức chiến đấu của tổ chứcĐảng và nâng cao chất lượng đội ngũ cán bộ, đảng viên, xây dựng tổ chức Đảng ngàycàng trong sạch vững mạnh

Đẩy mạnh cải cách hành chính, nâng cao năng lực quản lý, điều hành, xây dựng

1.2.3.2 Phương hướng phát triển kinh tế

Nông nghiệp

Với phương án phát triển kinh tế của huyện Quế Võ đến năm 2020, diện tích đấtnông nghiệp của huyện sẽ giảm mạnh Do đó phương hướng phát triển nông nghiệpcủa huyện có sự thay đổi Tiếp tục thực hiện chương trình phát triển đạt hiệu quả kinh

tế cao Đẩy nhanh tiến độ “ Đồn điền, đổi thửa” đất nông nghiệp ở những thôn không

có biến động về ruộng đất Coi trọng quy hoạch vùng sản xuất tập trung Tích cực cảitạo giống lúa, duy trì cơ cấu lúa lai, lúa hàng hóa – lúa thuần đạt tỷ lệ 70% - 30%.Thực hiện luân canh tăng vụ, mở rộng diện tích cây màu, tăng diện tích cây khoaitây và các cây màu cao cấp khác, đưa hệ số sử dụng đất đạt 2,4 lần Tăng nguồn vốncho đầu tư phát triển nông nghiệp Đẩy mạnh áp dụng khoa học, kỹ thuật - công nghệtiên tiến vào sản xuất để nâng cao năng suất cây trồng

Chăn nuôi

Phát triển chăn nuôi theo quy mô trang trại, tách chăn nuôi ra khỏi khu dân cư,tạo thành vùng sản xuất hàng hóa tập trung, đa dạng hóa sản phẩm nhằm nâng cao tỷtrọng của ngành chăn nuôi trong nông nghiệp

Chú trọng cải tạo đàn giống, đảm bảo đủ giống tốt, thức ăn công nghiệp và côngtác thú y phục vụ cho chăn nuôi Nâng cao chất lượng thịt đáp ứng cho nhu cầu trongnước và xuất khẩu Khuyến khích phát triển chăn nuôi lợn, chăn nuôi gia cầm, chuyểnchăn nuôi từ phân tán, tận dụng phụ phẩm, quy mô nhỏ sang sản xuất chăn nuôi hànghóa với quy mô phù hợp với điều kiện kinh tế - kỹ thuật, nhu cầu thị trường

Ngành thủy sản

Trong những năm tới cần sử dụng mặt nước theo hình thức nuôi thích hợp vớicác đối tượng nuôi, vừa mở rộng diện tích vừa đẩy mạnh thâm canh trên cơ sở tậndụng tiềm năng mặt nước lớn

Vùng nuôi trồng thủy sản tập trung vào các xã ven sông lớn, có các khu trũng, ao

hồ Bên cạnh những giống, loài thủy sản hiện có, khuyến khích phát triển các loại cáđặc sản mang lại hiệu quả kinh tế cao như : Ba ba, ếch, lươn, cá quả, trắm đen, chéplai, rô phi đơn tính,…

Ao hồ chuyển dần sang nuôi bán thâm canh và thâm canh theo phương phápcông nghiệp, nhằm nâng cao năng suất và giá trị sản xuất trên một đơn vị diện tích.Với phương châm tận dụng mặt nước có khả năng nuôi trồng thủy sản; đồng thờimạnh dạn chuyển dịch loại đất trũng cấy lúa vụ mùa bấp bênh sang cơ cấu 1 cá + 1 lúa

để nuôi các loại cá tăng trưởng nhanh và có chất lượng tốt, mang lại hiệu quả kinh tếcao

Công nghiệp

nông thôn, từ đó tạo tiền đề để nông nghiệp phát triển có hiệu quả hơn, đi vào thâmcanh và sản xuất hàng hóa Phát triển công nghiệp tạo cơ sở thúc đẩy nhanh quá trình

đô thị hóa và cấu trúc lại sự phân bố dân cư trên địa bàn huyện, phấn đấu đến năm

2020 Quế Võ trở thành đô thị công nghiệp

Chú trọng phát triển các ngành kinh tế truyền thống, khuyến khích đưa nghề mớivào địa phương, gắn sản xuất kinh doanh với bảo vệ môi trường Phát triển côngnghiệp đi đôi với việc chuyển dịch cơ cấu lao động – xã hội theo hướng công nghiệphóa

1.3 Hiện trạng thủy lợi

1.3.1 Hiện trạng các công trình đầu mối, kênh mương

1.3.1.1 Hiện trạng công trình đầu mối

Về đầu mối: Khu vực tiêu do trạm bơm Phả Lại đảm nhiệm với tổng lưu lượng thiết kế 21.600 m3/h (6 m3/s) Trạm bơm được xây dựng năm 1968, công suất thiết kế gồm 02 máy bơm KP1-87 của Triều Tiên (Q=10.800 m3/h/máy, P=320 KW/máy Năng lực tiêu thực tế đầu mối đạt 4,8 m3/s, so với yêu cầu thiết kế ban đầu là 6,0 m3/s thì trạm bơm đảm bảo tiêu được 80% so với thiết kế

1.3.1.2 Hiện trạng kênh mương

Về kênh tưới :

Vùng lấy nước chủ yếu là sông Đuống và sông Cầu qua tiểu khu Kênh Nam vàtiểu khu Bắc Châu Cầu

+ Tiểu khu Kênh Nam

Khu Kênh Nam ở huyện Quế Võ là khu tưới chủ yếu sử dụng nước của kênhchính Nam Trịnh Xá và kênh Kiều Lương từ trạm bơm Kiều Lương bơm ngược lên.Nước từ trạm bơm Trịnh Xá về đến kênh Nam tưới cho huyện chỉ khoảng 197 ha, vàchỉ đến được TT Phố Mới, còn lại được bổ sung nước từ hệ thống Kiều Lương, TháiHoà và Kim Đôi

Tiểu khu kênh Nam có tổng cộng 46.872 m chiều dài kênh tưới cấp 1, cấp 2,kênh chính từ các trạm bơm nhỏ, trong đó có 34.369 m kênh đã được kiên cố, còn lại46.708 m kênh đất Ngoài ra trong tiểu khu còn có 87.584 m kênh nhánh cấp 3, 4,kênh nội đồng, kênh tưới tiêu kết hợp do xã quản lý, trong đó đã kiên cố được 9.885

m, còn lại 77.699 m kênh nội đồng là kênh đất

Với diện tích yêu cầu tưới của khu Kênh Nam khoảng 1.971 ha thì lưu lượng yêucầu tương ứng với hệ số tưới hiện trạng q = 0,91 l/s.ha là 2,24 m3/s Trong khi đó tổngcông suất của các công trình cấp nước tưới 22.213 m3/h (đã bao gồm lưu lượng ướctính từ kênh Nam Trịnh Xá khoảng 993 m3/h) tương đương 6,17 m3/s Như vậy lưulượng cấp nước cho khu kênh Nam đã thừa so với yêu cầu, nhưng thực tế khu kênhNam vẫn phải bổ sung nước từ hệ thống Kim Đôi và Thái Hoà là do: Nước từ Trịnh

Xá về khu không nhiêu, theo kênh Nam chỉ đến được TT Phố Mới, trong khi lượngnước bổ sung vào kênh Nam từ các trạm bơm như Kiều Lương, Cống Thi, Vân Xá,Cách Bi không đẩy ngược quá xa lên phía đầu kênh Nam nên phần diện tích phụ tráchcủa kênh Nam đoạn từ TT Phố Mới đến TB Cách Bi cần có lưu lượng bổ sung từ TB.Thái Hoà và TB Kim Đôi

+ Tiểu khu Bắc Châu Cầu

Trong khu này chủ yếu sử dụng nước tưới từ các hệ thống lấy nước nhỏ lấy nướctrực tiếp từ sông Cầu hoặc từ các sông trục nội đồng

Nằm trong khu có 13 trạm bơm trong đó có 3 trạm bơm do công ty thuỷ nôngquản lý đó là: Phùng Dị, Bồ gạo, Đồng Sài ; còn lại 10 công trình do địa phương quản

lý Trong số 13 trạm bơm có trạm bơm Đồng Sài, Phúc Lộc, Phùng Dị, Thịnh Lai lấynước trực tiếp từ sông Cầu, còn lại các trạm bơm lấy nước từ kênh Tào Khê, kênh tiêunội đồng và từ các hồ nhỏ Tổng công suất tưới của các trạm bơm là 11.220 m3/h Diệntích tưới theo thiết kế khoảng 1.339 ha, diện tích thực tưới chỉ đạt 836 ha

Tiểu khu Bắc Châu Cầu có tổng cộng 9.702 m chiều dài kênh tưới cấp 1, cấp 2,kênh chính từ các trạm bơm nhỏ, trong đó có 3.198 m kênh đã được kiên cố, còn lại

nội đồng, kênh tưới tiêu kết hợp do xã quản lý, trong đó đã kiên cố được 39.198 m,còn lại 52.678 m kênh nội đồng là kênh đất.

=>Diện tích yêu cầu tưới của khu Bắc Châu Cầu là 1.554,5 ha, diện tích thựctưới nhờ các công trình nội khu chỉ đạt 836 ha, còn thiếu 718,5 ha gặp khó khăn vềnguồn nước Đây là khu thiếu nước nhất của huyện Quế Võ, cần có biện pháp khắcphục

Về kênh tiêu :

Trục tiêu chính: Lợi dụng những lạch trũng đắp đê, thùng lấy đất đắp, đường làmtrục tiêu, nên nhiều đoạn bồi lắng, mặt cắt không đồng đều, độ dốc không đồng nhất.Trục theo sườn đê: Tận dụng lạch trũng lấy đất đắp đê làm trục tiêu nênnhiều đoạn lòng kênh hẹp, bị bồi lắng, ách tắc

Trục tiêu theo đường 18: Tận dụng theo sườn lấy đất đắp đường làm trục tiêu,hiện nay nhiều đoạn bị bồi lắng sạt lở

Tình trạng bể hút hết nước bơm trong đồng còn úng xẩy ra ở: Khu đồngVăn Phong, Phúc Lộc, Vệ Xá

Hệ thống kênh mương nội đồng chưa có đầy đủ, còn nhiều vùng tiêu tràn từđồng cao xuống đồng trũng

Khu tiêu Phả Lại có tổng cộng 6.012 m chiều dài kênh tiêu cấp 1, cấp 2 làkênh đất; và có 5868 m kênh nhánh cấp 3, 4, kênh tiêu nội đồng, kênh tưới tiêu kếthợp do xã quản lý, trong đó có 37.105 m kênh đã được kiên cố

Ứng với hệ số tiêu thiết kế ban đầu q=4,8 l/s.ha thì trạm bơm Phả Lại bảo đảmtiêu thoát được cho 980 ha, còn khoảng 155 ha thường bị ảnh hưởng úng tập trung ởkhu vực xã Châu Phong Nguyên nhân là do công trình đầu mối không đủ năng lựctiêu theo yêu cầu hiện nay, mặt khác các thiết bị điện của trạm bơm Phả Lại đã giàcỗi, hay bị sự cố bất thường, phần cơ khí bị mài mòn, sửa chữa hoặc thay thế các chitiết máy hết sức khó khăn không thể đưa các thông số kỹ thuật về kích thước nguyên

thủy ban đầu được, nên độ ổn định của tổ máy sau chu kỳ đại tu giảm nhiều Khi vậnhành tiêu công trình hay gặp sự cố, hỏng hóc không đáp ứng được yêu cầu tiêu.

1.3.1.3 Hiện trạng đê điều

Hiện tại các tuyến đê đã cơ bản chống được lũ thiết kế, hiện còn một số đoạn còntồn tại chủ yếu cần khắc phục như sau:

+ Dọc tuyến vẫn còn một số vị trí thấp cục bộ có chiều cao gia tăng từ 0,2 đến0,4 m, những đoạn thấp này cần tôn cao để đáp ứng yêu cầu phòng lũ

+ Thực hiện kiên cố hóa, cải tạo nâng cấp đê tả hữu song Cầu

+ Các tuyến đê đã được đầu tư tu bổ hoàn chỉnh mặt cắt, cứng hóa mặt đê, khoanphụt gia cố thân đê, lấp đầm, ao, chống đùn sủi Song do hệ thống đê đi qua nhiềuvùng có nền địa chất mềm yếu, đất đắp đê có hàm lượng pha cát lớn, không đồng nhấtnên vẫn còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ uy hiếp đến an toàn của đê, đặc biệt khi có lũ cao,ngâm lâu và gặp tổ hợp có gió bão lớn Vì vậy khi mùa lũ đến cần theo dõi kỹ và đưa

ra các giải pháp kịp thời

1.3.1.4 Tình hình ngập úng

Vùng Phả Lại hàng năm có nhiều diện tích bị úng ngập Diện tích bị úng vụ mùatrung bình 3 năm gần đây ( từ 2007 - 2009) là : 300 – 425 ha trên tổng số 820.6 hagieo cấy vụ mùa, đặc biệt diện tích mất trắng từ 70 - 220 ha những năm gần đây Vìvậy sản lượng lúa mùa bị mất do mưa úng hàng năm là rất lớn Đặc biệt năm 2008 mấttrắng 220 ha, bằng 1/4 diện tích gieo cấy cả vụ

Thực trạng ngập úng của những năm gần đây là do lượng mưa phân bố khôngtheo quy luật, nhất là mưa có cường độ lớn, tập trung thời gian ngắn, vượt tần suấtthiết kế cộng với những nhược điểm của hệ thống công trình đầu mối, hệ thống kênhtiêu và tác động của yếu tố chủ quan con người là những yếu tố chính gây ra úng ngập

Do sự chuyển đổi đất nông nghiệp sang đất công nghiệp và đất ở diễn ra mạnh

mẽ trên địa bàn huyện nên nhu cầu tiêu nước ngày càng lớn và tiêu nhanh chứ không

giống tiêu cho nông nghiệp Vì vậy việc cải tạo hệ thống tiêu cũ và đề xuất xây dựngthêm hệ thống tiêu mới trên địa bàn huyện là rất cấp bách và cần thiết.

Trong những năm gần đây, trước sự biến đổi bất thường của thời tiết đã xuấthiện mưa lớn kéo dài, lượng mưa vượt quá tần suất thiết kế Mặc dù các công trìnhthủy lợi đã hoạt động hết công suất cùng với sự phối hợp chặt chẽ của công tác chỉđạo phòng chống lũ lụt nhưng tình trạng ngập úng vẫn diễn ra trên diện rộng, đặc biệt

có năm diện tích gieo cấy mất trắng lên đến 200 ha thuộc xã Châu Phong do vậy ảnhhưởng rất lớn đến đời sống, kinh tế của nhân dân trong vùng Do đó việc xây dựngcác hạng mục công trình như giới thiệu trong dự án là mong ước bấy lâu của ngườidân ở nơi này Họ cũng hiểu rằng làm công trình thuỷ lợi để đem lại sự ổn định đểphục vụ sản xuất và đời sống con người, cần phải tuân theo các quy trình kỹ thuật hếtsức nghiêm ngặt Người dân cần tham gia bảo vệ sự bền vững của công trình và môitrường trong vùng, đóng góp công sức và kinh phí xây dựng, bảo trì công trình,đồng thời tham gia quản lý công trình

1.3.2 Nhận xét đánh giá chung về hiện trạng thủy lợi

Nhìn chung, hệ thống thủy lợi trên địa bàn huyện Quế Võ tương đối hoàn chỉnhđáp ứng được yêu cầu tưới tiêu của vùng, góp phần mang lại những thành tựu kinh tếlớn lao, nhất là trong mặt trận nông nghiệp Ý thức được tầm quan trọng của công trìnhthủy lợi trên địa bàn huyện đối với sự phát triển kinh tế của khu vực, chính vì thế mà

từ lâu cơ sở hạ tầng thủy lợi đã được đầu tư nhiều công sức và tiền của Hiện nay, nềnkinh tế vẫn đang không ngừng chuyển dịch và phát triển vì vậy các công trình thủy lợicũng phải không ngừng hoàn thiện và xây mới nhằm đáp ứng được nhu cầu tưới tiêucủa nền kinh tế

Hiện nay, trong vùng nhu cầu tiêu nước ngày càng tăng do yêu cầu thâm canh,tăng vụ,giống cây trồng ngắn ngày, đô thị hóa, khu công nghiệp phát triển, nước tiêucho khu này đều dồn vào đất nông nghiệp nên tiêu úng đòi hỏi phải tăng về công suất,giảm thời gian úng ngập Nhưng thực tế công trình tiêu đều được xây dựng và đi vàohoạt động nhiều năm, đến nay đều bị xuống cấp và không thể đáp ứng được yêu cầutiêu nước hiện nay và tương lai nên việc đầu tư cải tạo và xây mới các công trình tiêu

là rất cần thiết Theo đánh giá hiện trạng địa hình địa chất của vùng cần tiêu tôi đề xuất

phương xây mới trạm bơm tiêu Phúc Lộc tiêu cho toàn bộ xã Châu Phong để giảiquyết vấn đề ngập úng hiện tại của vùng và giảm bớt một phần tiêu căng thẳng chotrạm bơm Phả Lại

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH

2.1 Tính toán các đặc trưng khí tượng, thủy văn thiết kế

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán

2.1.1.1 Mục đích

Tính toán mô hình mưa tiêu thiết kế để xác định mô hình mưa tiêu thiết kế ứngvới tần xuất thiết kế, từ đó đánh giá khả năng của nguồn nước đến, so sánh với các yếucầu dùng nước thực tế của hệ thống Mô hình mưa tiêu thiết kế là tài liệu quan trọng đểtính toán chế độ tưới tiêu cho cây trồng trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau,đồng thời tìm biện pháp công trình và lập các phương án về nguồn nước và khu nhậnnước tiêu, đảm bảo cấp nước tiêu theo yêu cầu sinh hoạt và sản xuất của tất cả cácngành kinh tế quốc dân

2.1.1.2 Ý nghĩa

Dựa vào mô hình mưa tiêu thiết kế để tính ra hệ số tiêu nước mặt ruộng của hệthống phù hợp với một khả năng chịu ngập nhất định và hệ số tiêu cho các loại diệntích phi nông nghiệp khác Từ đó xác định quy mô kích thước công trình tiêu nước phùhợp thỏa mãn đồng thời các yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế

Mức đảm bảo thiết kế là số năm công trình tiêu đáp ứng được yêu cầu tiêu nướctrong chuỗi 100 năm khai thác liên tục Mức đảm bảo được tính bằng tỷ lệ phần trăm.Căn cứ vào yêu cầu tiêu nước của vùng và căn cứ vào khả năng tiêu nước của cáccông trình tiêu đã có trong vùng để đề suất các giải pháp tiêu nước phù hợp thông quakết quả tính toán quá trình cân bằng tiêu nước

Như vậy, tính toán xác đinh chính xác mô hình mưa tiêu thiết kế giúp cho ngườilàm công tác quy hoạch và thiết kế các công trình tiêu nước được chính xác yêu cầu

tiêu nước của hệ thống thủy lợi (đường quá trình hệ số tiêu thiết kế) cũng như đề xuấtđược biện pháp công trình tiêu nước phù hợp với điều kiện cụ thể của từng vùng.

2.1.1.3 Nội dung tính toán

Chọn trận mưa tính toán, xác định tài liệu, thống kê tài liệu mưa ứng với nhữngtrận mưa gây bất lợi cho việc tiêu nước

Vẽ đường tần suất kinh nghiệm và đường tần xuất lý luận, xác định các tham sốthống kê: X, Cv, Cs của đường tần suất và xác định lượng mưa tiêu thiết kế Xp

Chọn mô hình mưa tiêu điển hình, thu phóng để xác định mô hình mưa tiêu thiếtkế

2.1.2 Chọn mưa, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán

2.1.2.1 Chọn trạm tính toán

Nguyên tắc chọn trạm:

- Trạm khí tượng được chọn phải nằm trong khu vực tính toán (tốt nhất là ở trungtâm hoặc gần khu vực tính toán hoặc phải đại diện tương đối tốt cho vùng cần nghiêncứu)

- Tài liệu đo đạc của trạm phải đủ dài ( lớn hơn 20 năm ) và đã được chỉnh biên

xử lý đảm bảo đủ độ tin cậy và chính xác

Chọn trạm tính toán:

- Trạm Bắc Ninh nằm gần ở khu vực quy hoạch

- Tài liệu trong khu vực từ năm 1983 đến năm 2012;

- Tài liệu này đã được chỉnh biên xử lý, chất lượng đo đạc khá tốt

Như vậy các đặc trưng khí tượng sẽ được tính toán theo số liệu của trạm BắcNinh.

2.1.2.2 Chọn tần suất thiết kế

Tần suất thiết kế là tần suất dùng để tính toán thiết kế Việc chọn tần suất thiết kế

là một trong những công việc rất quan trọng, vì ứng với mỗi tần suất thiết kế khácnhau sẽ tính toán ra được quy mô kích thước công trình nhất định, cũng như năng lựchiệu quả kinh tế kỹ thuật của công trình Chính vì lý do đó mà việc tính toán cần chínhxác và hợp lý

Tần suất thiết kế phụ thuộc vào loại công trình, quy mô, nhiệm vụ và tầm quantrọng của công trình Tần suất thiết kế được quy định trong các tiêu chuẩn của Nhànước với những nội dung khác nhau

Theo quy phạm QCVN 04-05 “quy chuẩn kỹ thuật quốc gia công trình thủy lợi – các quy định chủ yếu về thiết kế” Ta tra được cấp công trình là cấp IV (có diện tích

tiêu < 2.103 ha), và có mức đảm bảo phục vụ theo cấp công trình là 10 – 20% (có nghĩa

là trong 100 năm thì có 90 năm đảm bảo còn 10 năm là không đảm bảo)

Tuy nhiên, căn cứ theo chiến lược phát triển thủy lợi Việt Nam, mục tiêu đếnnăm 2020: “ Tăng cường khả năng tiêu thoát ra các sông chính, tăng diện tích tiêubằng động lực, đảm bảo tiêu thoát nước ở các vùng đông bằng, vùng thấp trũng, phục

vụ phát triển dân sinh, nông nghiệp và các ngành kinh tế khác với tần suất đảm bảo 10%”

5-Theo đó, với diện tích khu tiêu 756.79 ha, tổ chức tiêu bằng động lực, ta chọn tầnsuất mưa tiêu thiết kế là 10%

2.1.2.3 Chọn thời đoạn tính toán

Ở khu vực quy hoạch, mưa lớn thường kéo dài từ tháng V đến tháng X, đây cũng

là khoảng thời gian lúa mùa đang thời kỳ mới cấy nên đòi hỏi chế độ nước rất nghiêmngặt, việc tiêu nước phải khẩn trương Do đó ta chọn thời gian thống kê tài liệu là vụmùa

Thời đoạn tính toán mưa tiêu phụ thuộc vào từng loại cây trồng, thời gian sinhtrưởng của cây trồng, chế độ mưa gây ngập úng trong vùng và nhiệm vụ của công trìnhtrong quy hoạch tương lai.

Mưa là một thành phần quan trọng trong tính toán hệ số tiêu ở ruộng lúa Mưatiêu được đặc trưng bởi hai yếu tố cơ bản là lượng mưa và mô hình mưa Theo Tiêuchuẩn thiết kế hệ số tiêu ruộng lúa 14TCN.60-88, lượng mưa được sử dụng để tínhtoán hệ số tiêu là lượng mưa của các trận mưa rào 1 ngày max, 3 ngày max, 5 ngàymax, 7 ngày max Các thời đoạn mưa này rơi vào thời kỳ bất lợi nhất cho sự sinhtrưởng và phát triển của cây trồng

Từ tài liệu mưa trạm Bắc Ninh, tiến hành thống kê lượng mưa các thời đoạn1,3,5,7 ngày max

Kết quả được thể hiện trong bảng 2.1

Bảng 2 1 Lượng mưa thời đoạn 1,3,5,7 ngày max trong 30 năm của trạm Bắc Ninh

NĂM

X 1 (mm)

Ngày xuất hiện X 3 (mm)

Ngày xuất hiện X 5 (mm) ngày xuất hiện X 7 (mm) Ngày xuất hiện

Bảng 2 2 Lượng mưa lớn nhất và nhỏ nhẩt thời đoạn 1,3,5,7 ngày max

1 ngày max 3 ngày max 5 ngày max 7 ngày max

Qua Bảng 2.2 ta thấy sự chênh lệch giữa lượng mưa lớn nhất và nhỏ nhất của cácthời đoạn mưa lớn nhất là tương đối lớn (2 - 4 lần) Do đó trong khu vực có thời kỳyêu cầu phải tiêu nước rất khẩn trương có thời kỳ lại không cần tiêu nước Vì vậy, cầnphải phân tích để lựa chọn được một phương án quy hoạch tiêu hợp lý nhất cho khuvực nghiên cứu Chi tiết về sự xuất hiện của các trận mưa thời đoạn ngắn được thể

hiện trong Phụ Lục 2.1.

Tính chất bao của các nhóm ngày mưa lớn nhất (tính chất trận mưa 1 ngày maxnằm trong trận mưa 3 ngày max, trận mưa 3 ngày max nằm trong trận mưa 5 ngàymax, trận mưa 5 ngày max nằm trong trận mưa 7 ngày max ) được thống kê trongBảng 2.3

Bảng 2 3.Tính chất bao của các nhóm ngày mưa lớn nhất

Thời đoạn mưa Tần số xuất hiện (lần) Tỷ lệ (%)

5 trong 7 20 67Theo bảng 2.3 ta thấy, trong chuỗi tài liệu mưa từ năm 1983 đến năm 2012, cáctrận mưa 1 ngày max nằm trong trận mưa 3 ngày max xuất hiện 20 lần, chiếm khoảng67% Số lần các trận mưa 3 ngày max nằm trong các trận mưa 5 ngày max là 19 trận,chiếm khoảng 63% và số lần các trận mưa 5 ngày max nằm trong các trận mưa 7 ngàymax là 20 trận, chiếm khoảng 67% Như vậy tính chất bao của nhóm ngày mưa lớnnhất là phổ biến Theo 14TCN.60-88, áp dụng tính chất phổ biến của tài liệu mưatrong khu vực, ta thấy các trận mưa dài ngày sẽ nguy hiểm hơn các trận mưa ngắnngày.Vậy ta chọn thời đoạn mưa 5 ngày max để tính toán vừa đảm yêu cầu kĩ thuậtvừa đảm bảo yêu cầu kinh tế

2.1.3 Phương pháp và kết quả tính các đặc trưng khí tượng

2.1.3.1 Phương pháp tính toán

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán các yếu tố khí tượng như:

Phương pháp thống kê xác suất:

+ Cơ sở lý luận của phương pháp này coi các hiện tượng khí tượng là các hiệntượng ngẫu nhiên

+ Trình bày bài toán thống kê là chọn mẫu, vẽ đường tần suất và chọn các đặctrưng thiết kế

Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành:

+ Phương pháp phân tích căn nguyên

+ Phương pháp tổng hợp địa lý

+ Phương pháp lưu vực tương tự

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

2.1.3.2 Nội dung tính toán

Vẽ đường tần suất kinh nghiệm:

Đường tần suất kinh nghiệm là đường cong biểu thị quan hệ giữa tần suất P vớigiá trị Xi tương ứng, trong đó P = P(X ≥ Xi)

Trình tự vẽ đường tần suất kinh nghiệm như sau:

+ Thống kê số liệu và sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ và đánh số thứ tựkèm theo

+ Tính tần suất kinh nghiệm P theo 1 trong những công thức sau:

Công thức tổng quát P(X ≥ xi) = n b

b m

2

1−+

−

100% ( 2 3) Công thức kì vọng P= 100% (2 3)

Công thức số giữa P= 100% (2 3)

Công thức trung bình P= 100% ( 2 3)

Trong đó :

Pi: Tần suất kinh nghiệm ứng với giá trị X i

n: Tổng số liệu thống kê (số năm được chọn)

m: Số thứ tự của liệt quan trắc X iđã được sắp xếp từ lớn đến nhỏ

b: Hằng số

Chấm các điểm quan hệ Xi~P ( gọi là điểm kinh nghiệm) lên giấy tần suất

Vẽ đường cong đi qua trung tâm các điểm kinh nghiệm, đó chính là đường tầnsuất kinh nghiệm

Tài liệu mưa là lượng mưa 5 ngày max từ năm 1983 đến năm 2012

Sử dụng phần mềm FFC2008 ta vẽ được đường tần suất kinh nghiệm

Vẽ đường tần suất lý luận:

Để vẽ đường tần suất lý luận cần phải áp dụng phương pháp thử dần Kết quảtính toán giá trị các tham số thống kê từ mẫu có thể được chọn là căn cứ ban đầu khitiến hành phép tính thử dần Đường tần suất lý luận được vẽ bằng phương pháp thửdần phù hợp với các điểm tần suất kinh nghiệm

+ Phương pháp 3 điểm:

Ưu điểm: Tính toán nhanh và đơn giản.

Nhược điểm: khối lượng tính toán khá dài và phụ thuộc vào chủ quan của người vẽđường tần suất lý luận giả thiết ban đầu Không đánh giá được sự phù hợp giữa đường tầnsuất lí luận và các điểm kinh nghiệm ở các khoảng ngoài 3 điểm đã chọn

+ Phương pháp thích hợp:

Ưu điểm: Cho kết qủa trực quan, tính toán đơn giản, dễ dàng xử lý điểm đột xuất Nhược điểm: Việc đánh giá sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và kinhnghiệm phụ thuộc vào chủ quan của người vẽ Tính toán phức tạp

Tuy nhiên, với sự phát triển của phần mềm chuyên ngành thủy văn thì kết quảtính toán bằng phần mêm sẽ chính xác và nhanh chóng hơn

Qua phân tích ở trên thấy cả 3 phương pháp đều có cả ưu điểm và nhược điểm.

Trong phần đồ án này chọn phương pháp thích hợp để vẽ đường tần suất lí luận, sử

dụng phần mềm vẽ đường tần suất thủy văn FFC2008 để phân tích và vẽ đường tầnsuất

Từ phần mềm ta vẽ và tính được các tham số thống kê:X, v s

C

C ,

như sau :

Hình 2 1.Đường tần suất lượng mưa 5 ngày max trạm Bắc Ninh

Bảng 2 4 Bảng tính các tham số thống kê của đường tần suất lượng mưa 5 ngày max

Dựa trên nguyên tắc mô hình mưa tiêu điển hình phải có lượng mưa xấp xỉ lượngmưa ứng với tần suất thiết kế, căn cứ vào lượng mưa ứng với tần suất thiết kế, đốichiếu với tài liệu quan trắc ta chọn được 1 số năm có lượng mưa 5 ngày max xấp xỉvới X10% Ngoài ra mô hình mưa điển hình được chọn cần có dạng phân phối bất lợi(cho hệ số tiêu lớn), đồng thời phù hợp với nguyên nhân gây ra mưa úng trong vùng( dạng mưa thường gặp).

Theo đó, trong liệt quan trắc ta chọn được 1 số năm điển hình như trong bảng 2.5Bảng 2 5 Một số trận mưa có lượng xấp xỉ lượng mưa thiết kế (Đơn vị: mm)

Năm X 5 ngàymax Dạng phân phối

Xác định dạng phân phối mưa theo thời gian của trận mưa, có 5 dạng :

+Dạng 1: Đỉnh của mô hình mưa rơi vào ngày thứ nhất

+Dạng 2: Đỉnh của mô hình mưa rơi vào ngày thứ hai

+Dạng 3: Đỉnh của mô hình mưa rơi vào ngày thứ ba

+Dạng 4: Đỉnh của mô hình mưa rơi vào ngày thứ tư

+Dạng 5: Đỉnh của mô hình mưa rơi vào ngày thứ năm

Dựa vào bảng 2.5 ta thấy năm 1992 có tổng lượng mưa 5 ngày max đạt 280.5mmgần nhất với lượng mưa thiết kế, đồng thời năm đấy cũng có dạng phân phối bất lợitrận mưa lớn nhất rơi vào ngày đầu và hai ngày cuối của mô hình mưa khiến khả năngtiêu nước vào những ngày cuối gặp bất lợi Như vậy ta chọn trận mưa từ ngày 26/6 đến30/6 năm 1992 làm trận mưa điển hình

Có 2 phương pháp thu phóng như sau :

- Phương pháp thu phóng cùng tỷ số: Theo phương pháp này các tung độ trận

mưa điển hình được quy về trận mưa thiết kế Cách làm này bảo toàn hình dạng của

trận mưa điển hình và lượng mưa của cả trận là lượng mưa thiết kế Phương pháp nàyphù hợp áp dụng cho những vùng mà quy luật mưa úng có tính chất bao của các nhómngày mưa lớn nhất là phổ biến và tương quan mưa các thời đoạn chặt chẽ.

- Phương pháp thu phóng cùng tần suất: theo phương pháp này tung độ trận mưa

điển hình được quy về trận mưa thiết kế theo các tỷ lệ thu phóng khác nhau Cách làmnày sẽ cho trận mưa thiết kế có lượng mưa ở các thời đoạn tương ứng với tần suất thiết

kế, song nếu các hệ số thu phóng khác nhau nhiều thì mô hình mưa điển hình khôngcòn được bảo toàn

Trong đồ án này ta sử dụng phương pháp thu phóng cùng tỷ số Các tung độ củatrận mưa điển hình được quy đổi về trận mưa thiết kế theo công thức:

Xip = K.Xiđh ( 2 3)Trong đó :

K : Hệ số thu phóng d

Xp K

X h

=

(2 3)Xiđh: Lượng mưa của ngày thứ I của trận mưa điển hình

Xip : Lượng mưa của ngày thứ I của trận mưa tiêu thiết kế

Cụ thể như sau: Hệ số thu phóng: K = 1.03

Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế như trong bảng 2.6

Bảng 2 6 Bảng tính mô hình mưa thiết kế

đến quy mô công trình lớn gây lãng phí, nếu thiên nhỏ công trình sẽ không đáp ứngđược yêu cầu cũng như sự an toàn của công trình không được đảm bảo Vì vậy việctính toán các yếu tố thủy văn mang một ý nghĩa quan trọng trong các thiết kế côngtrình thủy lợi.

Các yếu tố thủy văn cần tính toán là các mực nước sông ứng với tần suất thiết kế

và kiểm tra, các mực nước này được xác định bằng phương pháp thống kê toán họcdựa trên tài liệu nhiều năm:

2.1.4.2 Tài liệu tính toán

Chọn trạm thủy văn Phả Lại với liệt tài liệu về mực nước sông bình quân ngày từnăm 1993 đến năm 2012

2.1.4.3 Nội dung tính toán

Dựa vào số liệu về mực nước trung bình ngày trong liệt tài liệu thuỷ văn tại trạmPhả Lại xác định được mực nước lớn nhất trong năm, ứng với mỗi năm xác định đượcmột giá trị Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :

Bảng 2 7 Kết quả tính toán mực nước 1 ngày max trạm Phả Lại

+ Vẽ đường tần suất kinh nghiệm

- Chọn liệt số liệu thống kê tương ứng (

1ngaymax

Z

) bằng cách mỗi năm lấy một

số liệu trong liệt năm đo đạc

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

-Tính toán tần suất kinh nghiệm:

Để thiên về an toàn chọn công thức vọng số của Weibull và Kritsky - Menken để tínhtoán tần suất kinh nghiệm:

100%

1

m P n

= +

(2 3)Trong đó:

P: Tần suất xuất hiện;

m: Số thứ tự của số liệu trong liệt tài liệu đã sắp xếp từ lớn đến nhỏ;

n: Tổng số giá trị của liệt tài liệu

- Chấm các điểm (Zi, Pi) lên giấy tần suất được các điểm tần suất kinh nghiệm

Vẽ đường tần suất kinh nghiệm: từ các điểm tần suất kinh nghiệm vẽ một đườngcong trơn qua trung tâm của băng điểm

Chọn phương pháp đường thích hợp để vẽ đường tần suất lý luận

Để thuận lợi, chính xác và nhanh chóng vẽ các đường tần suất ta sử dụng phầnmềm tính toán thủy văn FFC 2008

Ta có đường tần suất lý luận mực nước 1 ngày max được thể hiện trong hình 2.2:

Hình 2 2 Đường tần suất lý luận trung bình 1 ngày max trạm Phả Lại

Dựa vào số liệu và kết quả vẽ đường tần suất ta có:

Mực nước sông trung bình ngày lớn nhất tại trạm Phả Lại tương ứng với:

-Tần suất thiết kế P = 5% là :Z1 ngày max5% = 638,19 (cm)

- Tần suất kiểm tra P=10% là Z1ngày max10% = 625,27 (cm)

2.2 Tính toán chế độ tiêu cho các loại cây trồng

2.2.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán

Tiêu và thoát nước cho nông nghiệp là vấn đề có vai trò quan trọng cũng nhưtưới nước Thiếu nước thì cây trồng sẽ không sinh trưởng và phát triển được một cáchtốt nhất, ngược lại thừa nước cây trồng cũng suy yếu Do đó cả hai vấn đề này phảigiải quyết song song trong quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi

Tiêu thoát nước cho tất cả các loại diện tích trong một lưu vực nào đó cần đảmbảo theo 3 nguyên tắc cơ bản: rải nước, chôn nước, tháo nước

- Rải nước: tiêu từ nơi cao sang nơi thấp, cao tiêu cao, thấp tiêu thấp, tập trungnước vào công trình đầu mối không cho chảy tràn lan sang vùng khác

- Chôn nước: lợi dụng triệt để khả năng trữ nước trong hệ thống như ao hồ tùđọng…

-Tháo nước có kế hoạch: vạch ra một kế hoạch chi tiết cho kế hoạch tháo nướcđồng thời đòi hỏi có một mạng lưới kênh mương và công trình tiêu hoàn thiện

Thông qua những phân tích trên có thể thấy rằng tiêu thoát nước có vai trò và vịtrí rất quan trọng trong công tác sản xuất nông nghiệp nói riêng và công tác tiêu úngnói chung, với đòi hỏi cần phải đảm bảo những nguyên tắc căn bản đặt ra

2.2.1.1 Mục đích

Tính toán yêu cầu tiêu cho một khu vực nào đó là một phần không thể thiếu củacông tác quy hoạch thủy lợi, bởi nó làm cơ sở cho việc thiết kế các công trình tiêutrong hệ thống thủy lợi Kết quả của phần tính toán này phục vụ cho tính toán lưulượng tiêu của hệ thống thiết kênh, xây dựng trạm bơm, cống do đó mục đích củaviệc tính toán yêu cầu tiêu là:

- Xác định hệ số tiêu cho từng loại diện tích tiêu;

- Xác định hệ số tiêu cho toàn bộ hệ thống;

- Vẽ giản đồ hệ số tiêu theo thời gian

2.2.1.2 Ý nghĩa

Tính toán yêu cầu tiêu cho các loại diện tích đất cũng có ý nghĩa quyết định đếnnăng lực cũng như hiệu quả làm việc của các công trình trong hệ thống tiêu, tùy thuộcmức độ chính xác của kết quả tính toán các yêu cầu tiêu Vì nếu tính toán yêu cầu tiêucàng chính xác thì các thông số thiết kế càng sát với yêu cầu thực tế, công trình sẽđược làm việc an toàn, do đó mà phát huy tối đa năng lực của các công trình Cácthông số tính toán yêu cầu tiêu sẽ quyết định trực tiếp đến giá thành cũng như hiệu quảkinh tế của các công trình tiêu, do đó mang lại ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật lớn

2.2.1.3 Nội dung tính toán

Trong một hệ thống thủy lợi bao gồm nhiều đối tượng cần tiêu như đất trồng lúa,

tổng hợp cho khu vực cần phải tính hệ số tiêu thành phần vì mỗi loại đất tiêu có nhiềuđặc điểm khác nhau.

Để xác định được chế độ tiêu cho toàn hệ thống chúng ta cần thực hiện nhữngnội dung sau :

- Tính toán hệ số tiêu cho lúa

- Tính toán hệ số tiêu cho cây trồng cạn

- Tính toán chế độ tiêu cho thổ cư, đường xá

- Tính toán hệ số tiêu cho ao hồ

- Tính toán chế độ tiêu cho toàn bộ hệ thống

2.2.2 Phương pháp và kết quả tính chế độ tiêu cho lúa

Lúa là cây trồng phát triển trong môi trường ngập nước, nó có khả năng chịungập tốt Do vậy có thể lợi dụng đặc tính này để trữ nước trên ruộng khi có mưa lớn,kéo dài thời gian tiêu, nhờ đó sẽ giảm được hệ số tiêu cần thiết

2.2.2.1 Các tài liệu tính toán

Tài liệu về mưa

Theo kết quả tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế ở phần trên ta có môhình mưa 5 ngày max với tần suất thiết kế P =10% cho hệ thống tiêu Phúc Lộc nhưtrong bảng 2.8

Bảng 2 8 Mô hình mưa thiết kế ứng với P= 10 %

Tài liệu về ngấm, bốc hơi

Lượng nước tiêu hao do ngấm và bốc hơi hàng ngày hoi= 5-6 mm/ ngày

Đối với vùng nghiên cứu ta lấy hoi= 6mm/ ngày