Quy hoạch cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống thủy lợi đồng mô

MỞ ĐẦUVới mục tiêu đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước xây dựngnền kinh tế độc lập, đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng hiệnđại vào năm 2020, trước hết nông ngh

MỞ ĐẦU

Với mục tiêu đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước xây dựngnền kinh tế độc lập, đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng hiệnđại vào năm 2020, trước hết nông nghiệp phải phát triển lên một trình độmới.Để đáp ứng mục tiêu đó, công tác thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp

là rất quan trọng.Trong những năm gần đây được sự quan tâm của Đảng vàNhà nước cùng với sự đóng góp của nhân dân ngày càng có nhiều công trìnhthủy lợi mới được xây dựng góp phần hoàn thiện dần hệ thông thủy lợi trong

cà nước phục vụ nhu cầu sản xuất ngày càng cao của người dân.Tuy nhiêntrong đó cũng có nhiều công trình xuống cấp nghiêm trọng hoặc những côngtrình đã xây dựng từ rất lâu không đảm bảo yêu cầu cấp nước dẫn đến tìnhtrạng mất nước gây lãng phí nguồn nước mà hệ thống vẫn không đảm bảolượng nước yêu cầu sử dụng Nguyên nhân dẫn đến có sự khác biệt lãng phílớn như vậy là do nhiều nguyên nhân được kể đến như: Hiện nay phần lớnthường tập trung vào việc xây mới các hệ thống công trình còn những côngtrình sau khi xây dựng xong lại không được sửa chữa, duy tu thường xuyêndẫn đến ngày càng xuống cấp nhanh.Những công trình được xây dựng khôngđược quy hoạch cụ thể rõ ràng dẫn đến khi xây dựng xong không dùng đếnhoặc những công trình đã được xây dựng nhiều năm không đáp ứng được nhucầu tưới tiêu hiện tại do diện tích tưới đang ngày càng được mở rộng.Thiếucác công trình quản lý, phân phối nước và đo nước phục vụ quản lý vận hành

Do vậy vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào để giải quyết và khắc phụcnhững vấn đề tồn tại ở trên Phải có những phương án quy hoạch, cải tạo vànâng cấp một cách hợp lý để vẫn tiếp tục lợi dụng công trình cũ, đã xuốngcấp được xây dựng từ trước mà vẫn đàm bảo yêu cầu phục vụ tưới, nâng caohiệu quả quản lý vận hành

Hiện nay, nhìn chung ở Việt Nam có nhiều công trình đã đưa vào sửdụng nhiều năm và xuống cấp một phần Trong số đó có hệ thống thủy lợi

Đồng Mô do công ty TNHH một thành viên thủy lợi Sông Tích quản lý nằm

ở phía Bắc của tỉnh Hà Tây cũ có nhiệm vụ quản lý, vận hành và khai thác hệthống tưới, tiêu nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tếkhác trên địa bàn 5 huyện, thị: Ba Vì, Sơn Tây, Phúc Thọ, Quốc Oai, ThạchThất.Những năm qua Công ty Sông Tích thường xuyên hoàn thành tốt côngtác quản lý nước và công trình, công tác phòng chống lụt bão, đảm bảo tuyệtđối an toàn cho các công trình hệ thống thủy lợi phục vụ kịp thời tưới tiêu chosản xuất nông nghiệp và dân sinh kinh tế trên địa bàn Tuy vậy, chất lượng,hiệu quả phục vụ của hệ thống thủy lợi Phù Sa hiện nay chỉ đạt khoảng70÷80% so với thiết kế ban và chưa phát huy tối đa hiệu quả do một số hạngmục công trình có dấu hiêu xuống cấp, hệ thống thiết kế không đồng bộ, côngtrình đo nước hiện tại lạc hậu không đáp ứng được yêu cầu quản lý vận

hành.Vì vậy, trong đồ án này, với đề tài “Quy hoạch cải tạo, nâng cấp và hiện

đại hóa hệ thống thủy lợi Đồng Mô” theo phương án 1 em sẽ tính toán nhucầu nước của hệ thống đối chiếu với khả năng của các công trình hiện tại đểđưa ra phương án cải tạo nâng cấp các hạng mục cho phù hợp với yêu cầu cấpnước của hệ thống.Nhằm nâng cao hiệu quả quản lý, khai thác của công trình.Nội dung chính trong đồ án tốt nghiệp của em gồm các chương sau:

Chương 1: Tình hình chung hệ thống thủy lợi Đồng Mô

Chương 2: Tính toán yêu cầu nước của hệ thống

Chương 3: Quy hoạch cải tạo và nâng cấp hệ thống

Chương 4: Tính toán thiết kế cải tạo, nâng cấp và hiên đại hóa hệ thống hồ

Đồng Mô

Chương 5: Tính toán kinh tế

Với đề tài này em mong muốn sẽ có thể vận dụng các kiến thức đã học để giảiquyết bài toán quy hoạch cải tạo, nâng cấp đang đặt ra trong thực tế.Em hi vọng với kiến thức đã học được ở trường cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình

của các thầy cô trong Khoa kỹ thuật tài nguyên nước đặc biệt là thầy Ngô

Đăng Hải sẽ giúp em hoàn thành tốt đề tài này và góp một phần nhỏ vào việc

giải quyết những vấn đề đặt ra trong quy hoạch cải tạo các hệ thống thủy lợi hiện nay Mặc dù đã có gắng rất nhiều, nhưng do kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế chưa có nên trong đồ án còn nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Kỹ thuật tài nguyên

nước và đặc biệt là thầy giáo Ngô Đăng Hải đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án

này

Hà Nội, ngày 7 tháng 1 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Trương Thị Vi

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 7

TÌNH HÌNH CHUNG HỆ THỐNG THỦY LỢI ĐỒNG MÔ 7

1.1 Đặc điểm tự nhiên 7

1.1.1 Vị trí địa lý 7

1.1.2 Đặc điểm địa hình 7

1.1.3 Tình hình khí hậu thời tiết 8

1.1.4 Tình hình thuỷ văn 10

1.1.5 Tình hình đất đai 11

1.2 Tình hình dân sinh và kinh tế 13

1.2.1 Tình hình dân sinh 13

1.2.2 Tình hình kinh tế và sản xuất nông nghiệp 13

1.2.3 Phương hướng phát triển nông nghiệp 14

1.3 Hiện trạng hệ thống 14

1.3.1 Công trình đầu mối 14

1.3.2 Hệ thống kênh mương 17

1.3.3 Hệ thống điều tiết đồng ruộng 18

1.3.4 Đánh giá của hệ thống 19

Chương 2 21

TÍNH TOÁN YÊU CẦU NƯỚC CỦA HỆ THỐNG 21

2.1 Tính toán khí tượng 21

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 21

2.1.2 Chọn trạm khí tượng 21

2.1.3 Chọn thời đoạn tính toán 22

2.1.4 Xác định mô hình phân phối mưa vụ ứng với P = 85 % 22

2.1.5: Các yếu tố khí tượng khác 33

2.2 Tính toán xác định chế độ tưới cho các loại cây trồng 43

2.2.1 Tính toán xác định lượng bốc thoát hơi nước mặt ruộng 44

2.2.2 Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ chiêm 47

2.2.3 Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ mùa 58

2.3.1 Hệ số tưới và giản đồ hệ số tưới của hệ thống 64

Chương 3 76

QUY HOẠCH CẢI TẠO, NÂNG CẤP VÀ HIỆN ĐẠI HÓA HỆ THỐNG THỦY LỢI HỒ ĐỒNG MÔ 76

3.1 Đánh giá năng lực của hệ thống 76

3.1.1 Đánh giá khả năng của cụm công trình đầu mối 76

3.1.2 Đánh giá khả năng của hệ thống kênh 77

3.1.3 Đánh giá khả năng của các công trình điều tiết nước trên kênh 78

3.1.4 Đánh giá khả năng của hệ thống điều tiết nước ruộng 78

3.2 Nhiệm vụ của quy hoạch cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống 79

3.2.2 Nhiệm vụ của các phương án quy hoạch cải tạo 80

3.2.3 Các phương án quy hoạch cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống .80

3.3 Nâng cấp cải tạo tuyến kênh chính 81

3.3.1: Mục đích, ý nghĩa kiên cố hóa kênh mương 81

3.3.2: Nội dung kiên cố hóa kênh mương 83

CHƯƠNG 4 87

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO, NÂNG CẤP VÀ HIỆN ĐẠI HÓA HỆ THỐNG 87

4.1 Tính toán lưu lượng của hệ thống kênh tưới 87

4.1.1- Mục đích 87

4.1.2 Tính lưu lượng thiết kế Q tk 88

4.1.3 Tính toán lưu lượng nhỏ nhất Q min 90

4.1.4 Tính lưu lượng lớn nhất Q max 93

4.2 Tính toán thiết kế mặt cắt dọc, mặt cắt ngang kênh 94

4.2.1 Các điều kiện cần được thỏa mãn khi thiết kế kênh 95

Chương 5 105

TÍNH TOÁN KINH TẾ 105

5.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 105

5.2 Các tài liệu cần cho tính toán 106

5.3 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế 110

5.3.1 Phương pháp tính toán 110

5.3.2 Các chỉ tiêu chủ yếu của phương pháp phân tích trạng thái động 110

5.3.3 Xác định các chỉ tiêu kinh tế 113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 203

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG HỆ THỐNG THỦY LỢI ĐỒNG MÔ

độ địa lý như sau:

Phía Bắc giáp Sông Hồng

Phía Đông giáp Sông Đáy

Phía Tây giáp Sông Tích

Phía Nam giáp đường quốc lộ 6

- Độ cao phân bố không đều từ dưới +7 đến trên +12 m

- Phía Bắc ven Sông Hồng có cao độ +11 đến +13 m

- Phía Nam giáp đường quốc lộ 6 có cao độ +3,6 đến +4m

Nhìn chung về mặt địa hình đất đai trong hệ thống khá thuận lợi cho tưới

tự chảy và tạo nguồn lấy nước, nhưng lại khó khăn về tiêu nước do hình thànhrất nhiều các vùng trũng xen kẹp trong hệ thống

1.1.3 Tình hình khí hậu thời tiết

Khí hậu khu vực Đồng Mô mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa củamiền Bắc, một năm có hai mùa rõ rệt:

- Mùa khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, khí hậu khô hanhlạnh giá

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 Nắng nóng, mưa nhiều thường chiếm80% tổng lượng mưa cả năm Tuy vậy do ảnh hưởng của dãy núi Ba Vì ởphía Tây Nam nên có những nét riêng được thể hiện như sau:

a Mưa

- Lượng mưa trung bình nhiều năm: 1700 1800 mm Năm cao nhất: 2581

mm (1971), năm thấp nhất: 1029 mm (1971)

- Lượng mưa phân phối không đều trong năm, vụ Đông Xuân 100 300

mm, khó khăn cho việc cấp nước tưới trong vụ mùa

- Trong vụ mùa có 70% lượng mưa của vụ tập trung vào các tháng 7, 8, 9gây ngập úng cho vùng thấp trũng

- Mưa rào trong khu vực thường xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 9 cá biệt cónăm đến tháng 11 (1984), đa số các trận mưa rào có lượng mưa kéo dàinhiều ngày đều do ảnh hưởng của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới

- Lượng mưa một ngày lớn nhất trung bình 150 mm

- Cá biệt có những trận mưa 1 ngày: 400 mm đặc biệt 14/7/1971 lượng mưađạt 508 mm

- Lượng mưa 3 ngày liên tục lớn nhất trung bình 350  400 mm

- Lượng mưa 5 ngày liên tục lớn nhất > 400 mm

Các trận mưa lớn nhất trong khu vực thường kéo dài từ 37 ngày, thườngxuyên xảy ra trên diện tích rộng và bao trùm hệ thống lượng mưa 5 ngàythường chiếm 90% lượng mưa 7 ngày, khoảng 50% lượng mưa 3 ngày tronglượng mưa 5 ngày và 7 ngày lớn nhất.

Nhìn chung số ngày mưa trong tháng về mùa mưa (7,8,9) khoảng trêndưới 15 ngày trong tháng, lượng mưa trung bình 200  300 ly, nhưng cũng

có tháng mưa gần 25 ngày, lượng mưa tháng lên tới >700 mm (1971, 1973)

Vì vậy từng thời đoạn mưa không đạt tần suất thiết kế Nhưng mưa cảtháng lại rất lớn như tháng 8/1972 Quốc Oai mưa 715 mm, Thạch Thất 692

mm, Sơn Tây 730 mm đã gây úng nghiêm trọng và chi phí cho việc tiêu thoátúng rất tốn kém

b Nhiệt độ

Hệ thống thuỷ lợi Đồng Mô có diễn biến về nhiệt độ khá phức tạp, mùa hènắng nóng mùa đông thì rét đậm, dao động nhiệt độ ngày và đêm thay đổi rấtlớn từ 6,80  200C Chính vì vậy nên có ảnh hưởng rất lớn đến việc sản xuấtnông nghiệp và chăn nuôi gia súc, gia cầm

Bảng 1.2: Nhiệt độ trung bình khu vực Đồng Mô ứng với P= 50%

d Gió

- Về mùa hè: Hướng gió chủ yếu là hướng Tây Nam, sau chuyển về ĐôngNam tốc độ trung bình gần 1.5 m/s, tốc độ lớn nhất khi có bão (max = 40m/s)

- Về mùa đông: Chủ yếu là gió Đông Bắc.

Bảng 1.4: Tốc độ gió trung bình khu vực Đồng Mô ứng với P= 50%

1.11

2.19

1.16

0.97

1.61

0.82

0.89

0.89

1.1.4 Tình hình thuỷ văn

Sông ngòi ảnh hưởng đến hệ thống thuỷ nông Đồng Mô gồm có:

- Sông Tích, Sông Đáy là nội địa phận nước tiêu và cung cấp một phần nướctưới cho vùng ven sông

a Sông Hồng

Có chiều dài 1140 km qua tỉnh Hà Tây 127 km, Sông Hồng có lượng phù

sa khá dồi dào, tổng lượng mưa qua mặt cắt Sơn Tây hàng năm: W=90 160

tỷ m3 Lưu lượng trung bình mùa kiệt 540  700 m3 /s

Mùa lũ Q = 4000 18000 m3/s

Qmax= 34000 m3/s (21/8/1971)

- Mùa kiệt trung bình + 4,5 đến + 6,0.

- Đặc điểm dòng chảy Sông Tích phụ thuộc vào lượng mưa nội địa và lượngnước hồi quy của các hệ thống thuỷ nông Suối Hai Phù Sa - Đồng Mô

- Về mùa cạn: Lượng nước Sông Tích kiệt nhanh, kiệt nhất từ tháng 1 đếntháng 3, ngày kiệt nhất đo được tại Tri Thuỷ Q=1,05 l/s (26/7/1979 TriThuỷ) Mực nước gần như xuống tận đáy sông

- Về mùa lũ: Lượng nước trên sông chiếm 80% lượng nước cả năm, các trận

lũ lớn thường xảy ra vào tháng 7 và tháng 9 sau đến tháng 8 chiếm 60% sốtrận lũ xảy ra

Đặc trưng cơ bản hình thái Sông Tích là:

+ Hệ số uốn khúc rất lớn: k =1,79

+ Chiều rộng lòng sông hẹp trung bình: 30 m

+ Độ dốc đáy sông: 0,1 m/km

c Sông Đáy

Có chiều dài 241 km, qua địa phận Hà Tây cũ 113 km

Sông Đáy vừa là sông tiêu nước cho khu vực đồng thời chịu phân lũ củaSông Hồng qua Đập Đáy, và cùng Sông Tích Sông Đáy từ đập Mai Lĩnh đếnĐập Đáy hầu như dòng chảy không đáng kể.Về mùa lũ, dòng chảy Sông Đáyphụ thuộc vào mưa của lưu vực và khi phân lũ phụ thuộc vào lưu lượng mởthoát qua Đập Đáy

1.1.5 Tình hình đất đai

a Địa chất công trình

Qua xây dựng các công trình trong hệ thống từ trước đến nay cho thấy:Tình trạng địa chất của các lớp đất trong hệ thống cho phép đủ điều kiệnthuận lợi để xây dựng các công trình thuỷ lợi với quy mô từ nhỏ đến lớn.Đặctrưng địa chất công trình cơ bản như sau:

- Khoảng 1,5 m đến 2,0 m từ mặt đất trở xuống là lớp đất thịt nặng lẫn đấtsét màu nâu dẻo cứng (đối với vùng phía Bắc) và lớp đất thịt trung (ở cácvùng phía Nam)

- Khoảng 2 3 m tiếp theo là đất sét nặng màu vàng vững chắc

- Tiếp theo là lớp đất sét có pha cát mịn tỷ lệ cát 15 đến 20% so với cácvùng nội địa, và dọc các triền sông phía Bắc, với các vùng phía Nam(Hoài Đức, Chương Mỹ, Quốc Oai) với lớp đất này khu vực dọc sông cónhiều công trình đã gặp lớp đất mềm yếu, dễ sinh ra cát đùn cát chảy

b Nông hoá thổ nhưỡng

Bảng 1.5: Các chỉ tiêu cơ lý của đất

- Nhóm I: Đất vùng đồng bằng.

Chủ yếu là đất pha cát không được bồi đắp hàng năm của hệ thống sôngHồng, trung tính, ít chua, phân bố ở phía Bắc còn ở phía Tây Nam và miềngiữa của toàn hệ thống là đất có glây trung tính hoặc mạnh, bị chua

1.2 Tình hình dân sinh và kinh tế

1.2.1 Tình hình dân sinh

Hệ thống thuỷ lợi Đồng Mô nằm trên địa bàn 25 xã của 4 huyện, thị xã

- Tổng số dân hiện nay khoảng 450.000 người

- Mức thu nhập bình quân 350 kg/người/năm

- Mật độ dân sinh trung bình 1500 người/km2

Là vùng dân cư đông đúc, bình quân ruộng đất canh tác trên đầu người là

450 m2 Lao động chính có 132.600 người, chủ yếu là lao động nữ.Tỷ lệ tăngdân số hàng năm từ 1,31,7% Nghề sản xuất chính trong vùng là sản xuấtnông nghiệp chiếm 85% lao động chính và phụ.Trong nông nghiệp cây lúavẫn là chủ đạo

1.2.2 Tình hình kinh tế và sản xuất nông nghiệp

Khi chưa có hệ thống thuỷ lợi Đồng Mô từ năm 1932 trở về trước ruộng đấttrong khu vực chỉ cấy được một vụ vào vụ mùa, nguồn nước tưới là nhờ nướcmưa, vùng trũng cấy lúa chiêm; vùng cao và vùng bãi trồng màu.Đất canh táctrong hệ thống được sử dụng vào sản xuất lương thực là ngô, khoai được trồngtrong vụ đông.Đất đai trong hệ thống được sử dụng ngày càng hiệu quả

Trước năm 1970 sản xuất có hai vụ chính: Vụ chiêm và vụ mùa ứng vớinăng suất vụ chiêm chỉ đạt 18  20(tạ /ha), lúa mùa đạt với năng suất 24 26(tạ /ha).Do ứng dụng khoa học kỹ thuật trong nông nghiệp và các côngtrình thuỷ lợi đã góp phần đổi mới cơ cấu mùa vụ đưa vụ đông lên sản xuấtchính, cả năm sản xuất 3 vụ chính (Xuân, Mùa, Đông ).Năng suất bình quân

35  40 (tạ /ha) ở vụ chính.Về giống cây trồng chủ yếu vẫn là cây lúa Từnăm 1994 đến nay khi giống lúa chiêm đã được thay thế bằng lúa xuân, lúamùa trước đây đã được thay thế bằng lúa lai, những loại cây này thời giansinh trưởng rất ngắn vì vậy diện tích cây vụ đông được mở rộng trên diện tích

2 vụ lúa.Như vậy nhu cầu dùng nước của một số tuyến kênh chính lớn hơn sovới thiết kế cũ

1.2.3 Phương hướng phát triển nông nghiệp

Phương hướng phát triển nông nghiệp:

- Về cây lúa: Tích cực đưa các giống có năng suất và chất lượng cao vào sản

xuất thực hiện đúng quy trình thâm canh áp dụng khoa học kỹ thuật đưacác giống mới và đưa phương tiện công nghệ mới như gieo thẳng, máy gặtlúa bằng tay

- Về cây ngô: Trồng ngô vụ đông theo sản xuất giống hàng hoá và phục vụchăn nuôi Giảm diện tích trồng sắn sang trồng cây ăn quả, cây côngnghiệp, cây cảnh

- Phương hướng phát triển kinh tế trong khu vực: Để phát triển kinh tế trongvùng ngày càng cao, trong khu vực cần phải tăng vụ và tăng năng suất câytrồng một cách chủ động và vững chắc.Chính vì vậy nhiệm vụ quan trọngtrước mắt là phải tiến hành công tác rà soát quy hoạch thuỷ lợi, sau đó đếncông tác thiết kế, xây dựng hệ thống tưới tiêu hoàn chỉnh từ công trìnhđầu mối đến mặt ruộng để đảm bảo tưới tiêu khoa học cho các loại câytrồng

1.3 Hiện trạng hệ thống

1.3.1 Công trình đầu mối

Công trình cấu thành hồ chứa gồm có:

- 2 đập chính Đồng Mô – Ngải Sơn, 5 đập phụ A,B,C,D,F với tổng chiều dài4km, cao trình đỉnh đập là +26.00

- 1 đập tràn có 2 cửa điều tiết kích thước 8*2,4m.Ngưỡng tràn +20.00, lưulượng xả tràn Qmax = 100 m3/s

- 1 cống lấy nước có đường kính 180mm, Qtk = 6.8 m3/s, Qmax = 10,00 m3/s

- Hồ chứa nước: Dung tích toàn bộ 69,64.106 m3

- Đập đất ngăn sông: tổng chiều dài 3.653m Cao trình đỉnh đập +26,00m

- Tràn xả lũ gồm 4 khoang, kích thước mỗi khoang (6,5*3,0)m Tràn có cửavan bằng thép

- Cấp công trình đầu mối: Cấp III.

Bảng 1.6: Các thông số kỹ thuật chính của công trình đầu mối

I - Đặc trưng lưu vực và dòng chảy

3 Lượng mưa bình quân nhiều năm (BQNN)

TT Các thông số Đơn vị Trị số

12 Lưu lượng xả tràn thiết kế P = 1,0% m3/s 411,76

13 Tổng diện tích tưới (vụ xuân + vụ mùa + vụ

đông)

II- Các thông số của hồ chứa

III – Quy mô kết cấu các hạng mục chính

TT Các thông số Đơn vị Trị số

35 Lưu lượng xả lũ thiết kế (P = 0,5%) m3/s 411,76

C Cống lấy nước

tháp van thượng lưu

chung mặt cắt kênh trung bình chỉ đạt 60÷80% mặt cắt thiết kế.

Bờ kênh: Độ cao bờ kênh thấp hơn yêu cầu thiết kế 10  30 cm có nơi0,4m do đó khi dẫn nước với lưu lượng 10 m3/s nhiều đoạn bị tràn

Đáy kênh và độ dốc kênh: Đáy kênh phần lớn bị gồ ghề, lồi lõm, chiềurộng đáy nhiều chỗ rộng hơn thiết kế do sạt lở và phần lớn cao hơn thiết kế0,2  0,3m.Độ dốc đáy trung bình chỉ đạt (0,4  0,5).10-4, nhiều đoạn i = 0hoặc i < 0 do quá trình nạo vét không đều

Khả năng chuyển tải của kênh chính: Chỉ có khả năng chuyển tải an toàn6m3/s, tối đa không quá 6,5m3/s.

Bảng 1.7: Mặt cắt kênh chính Đồng Mô

kênh

Mặt cắt đạidiện

1.3.3 Hệ thống điều tiết đồng ruộng

Là hệ thống chỉ đạo hoàn chỉnh thuỷ lợi điểm của tỉnh Hà Tây cũ, nằmtrong khu vực có phong trào thuỷ lợi sôi nổi nên hệ thống kênh nội đồng đượchoàn chỉnh, được bố trí đều trên từng mặt ruộng.Mật độ kênh tưới khá caotrên một đơn vị canh tác

- Cống lấy nước: Trong kênh chính Đồng Mô có 22 cống.Hiện nay đa sốđược cải tạo nâng cấp chất lượng tốt không bị rò rỉ nước.Riêng các cống v-ượt cấp có đến 50% do dân tự xây dựng chất lượng kém, độ cao đặt cống

tuỳ tiện, phần lớn không có cánh cửa gây khó khăn cho việc quản lý điềutiết nước.

- Đập điều tiết: Nói chung còn tác dụng, nhưng có gây tổn thất nước

- Cầu qua kênh: Phần lớn cầu thoáng không gây cản trở dòng chảy

- Cầu máng và xi phông: Nói chung chất lượng còn tốt xong các xi phôngthường gây tắc do bị bồi lắng, gây tổn thất nước

- Cống tiêu ngầm qua kênh chính: Các cống tiêu ngầm hệ Đồng Mô nói

chung tốt đáp ứng yêu cầu tiêu nước

Chủ động cho 3 vụ trong năm, xoá tình trạng chậm nước cuối kênh, cuối

hệ thống, nơi cao xa đầu mối khắc phục diện tích ngập úng hàng năm (2000

 3000 ha), giữ nước thích hợp trên mặt ruộng từ 3 7 cm tạo điều kiện chocây lúa phát triển, giữ độ ẩm cây màu từ 75  85%.Giải quyết tiêu nhanh n-ước mặt, đồng thời hạ thấp mực nước ngầm tạo điều kiện cày ải, cải tạo đất vàphát triển cây vụ đông.Dùng biện pháp tưới tiêu nước góp phần cải tạo đất,bồi dưỡng đất đai như tưới nước phù sa tăng độ phì của đất, tiêu kiệt nước,phơi ải chống chua, nâng cao độ PH của đất, tạo điều kiện để đưa tiến bộ kỹthuật vào sản xuất nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất cây trồng

1.3.4 Đánh giá của hệ thống

 Về chất lượng công trình

Nhìn chung, hệ thống thủy lợi Đồng Mô chưa được xây dựng đồng bộ vàhoàn chỉnh đến mặt ruộng, do phân cấp xây dựng Nhà nước chỉ đầu tư xâydựng công trình đầu mối, kênh chính, kênh nhánh cấp 1, còn lại do địaphương và dân đầu tư xây dựng Chính vì việc xây dựng tùy tiện và kéo dàikhông theo đúng thiết kế do đó gây khó khăn cho việc quản lý, phân phốinước làm giảm hiệu quả quản lý khai thác

- Hệ thống thủy lợi Đồng Mô được đưa vào sử dụng trong một thời gian dài,

do đó nhiều bộ phận công trình đã bị hư hỏng gây khó khăn cho việc quản

lý , phân phối nước và làm giảm hiệu quả quản lý vận hành

- Các thiết bị đóng mở của công trình chủ yếu vận hành bằng thủ công.

- Hệ thống kênh tưới chủ yếu bằng đất.Sau một số năm sử dụng bị sạt lở,bồi lấp không được khôi phục kịp thời làm giảm khả năng dẫn nước và khảnăng bảo đảm tưới tự chảy

- Các thiết bị phục vụ cho quản lý khai thác không được trang bị đầy đủ gâykhó khăn cho quản lý

 Về chất lượng quản lý khai thác, vận hành:

- Chưa lập và thực hiện kế hoạch dùng nước, phân phối nước một cách khoahọc do thiếu thiết bị quan trắc, đo đạc nước thường xuyên

- Công tác quản lý vận hành hệ thống vẫn chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, ít

áp dụng các tiến bộ khoa học - công nghệ mới

- Năng lượng tiêu thụ và chi phí quản lý vận hành hàng năm khá lớn

Do vậy, việc lập kế hoạch dùng nước khoa học và hiệu chỉnh kế hoạchdùng nước sát với thực tế sẽ giúp nâng cao hiệu quả quản lý vận hành hệthống.Trong đồ án này, dựa vào số liệu thu thập từ hệ thống thủy lợi Đông

Mô và dựa vào tình hình cụ thể của hệ thống, em tính toán lập kế hoạch tướibằng các bảng tính Excel đồng thời đưa ra kế hoạch nâng cấp, cải tạo và hiệnđại hóa hệ thống

Tính toán hiệu chỉnh kế hoạch dùng nước, đồng thời tính toán các chỉ tiêukinh tế nhằm xác định giá trị hiệu quả mà hệ thống đem lại, biết được lợinhuận và hiệu quả vốn đầu tư cũng như chi phí quản lý vận hành hệ thống

Chương 2 TÍNH TOÁN YÊU CẦU NƯỚC CỦA HỆ THỐNG

Yêu cầu nước của hệ thống được xác định dựa trên chế độ tưới cho cácloại cây trồng Chế độ tưới cho các loại cây trồng phụ thuộc vào các yếu tốkhí tượng và nhiều yếu tố khác Do vậy, trước hết cần tính toán xác định môhình phân phối các yếu tố khí tượng: mưa, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, số giờnắng

- Ý nghĩa: Tính toán chính xác các mô hình phân phối các yếu tố khítượng sẽ cho phép xác định đúng nhu cầu nước của cây trồng do đó sẽ tránhlãng phí, nâng cao hiệu quả quản lý vận hành hệ thống

b Nội dung tính toán

- Tính toán xác định các mô hình mưa vụ ứng với tần suất P = 85 %

- Tính toán xác định các mô hình phân phối các yếu tố khí tượng: nhiệt độ,

độ ẩm, tốc độ gió, số giờ chiếu nắng ứng với tần suất liên quan

2.1.2 Chọn trạm khí tượng

• Các trạm quan trắc khí tượng trong khu vực:

- Trạm quan trắc khí tượng Sơn Tây: nằm ở phía bắc khu vực tưới, có

thời gian quan trắc từ năm 1960 đến nay, với đủ các yếu tố: mưa, nhiệt độ, độ

ẩm, bốc hơi, thời gian chiếu sáng,…

- Trạm Thạch Thất: nằm ở giữa khu tưới, có thời gian đo từ 1960 đến nay,

chỉ đo mưa

- Trạm Quốc Oai: nằm ở phía nam khu tưới có thời gian đo từ 1960 đến

nay, chỉ đo mưa

• Trạm khí tượng được chọn để tính toán phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Trạm phải nằm trong hệ thống hoặc gần hệ thống

- Trạm phải có số năm quan trắc đủ dài và phải có tài liệu quan trắc theongày

- Tài liệu của trạm đã được chỉnh biên xử lý, đảm bảo độ chính xác và mức

độ tin cậy cao

Như vậy, căn cứ vào các điều kiện trên em chọn trạm khí tượng Sơn Tây, vìtrạm này nằm trong khu tưới có các đặc trưng của khu vực và có tài liệutương đối dài (từ năm 1960 đến nay)

2.1.3 Chọn thời đoạn tính toán

Để kết quả tính toán chế độ tưới phù hợp và sát với thực tế thì việc chọn thờiđoạn tính toán khí tượng phải dựa theo thời vụ canh tác:

- Vụ chiêm: Từ tháng 1 đến tháng 6

- Vụ mùa: Từ tháng 6 đến tháng 10

- Vụ đông xuân: Từ tháng 10 đến tháng 1

2.1.4 Xác định mô hình phân phối mưa vụ ứng với P = 85 %

- Tất cả các yếu tố khí tượng: lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, số giờnắng của từng vụ trong 21 năm ( từ năm 1994 đến tháng 1 năm 2014) đềuđược thống kê trong bảng dưới

a Mô hình phân phối mưa vụ chiêm ứng với tần suất P = 85 %

- Bước 1: Chọn mẫu

Để mẫu được chọn đảm bảo tính đại biểu, tính độc lập, tính đồng nhất thìmẫu được chọn phải đủ dài, các số liệu của mẫu không phụ thuộc lẫn nhau vàphải thu thập thành một thời kỳ liên tục Do vậy, em sẽ lấy số liệu mưa vụchiêm của 21 năm (từ năm 1994 – 2014)

- Bước 2: Xây dựng đường tần suất kinh nghiệm.

- Thống kê tài liệu mưa vụ chiêm từ năm 1994 – 2014.

Bảng 2.1: Tài liệu mưa vụ chiêm (1994 – 2014)

STT

Năm

Lượngmưa

STT

Năm

Lượngmưa

Pi : là tần suất kinh nghiệm ứng với giá trị Xvụ i

n : là số năm được chọn

m : là số thứ tự của Xvụ i sau khi sắp xếp

Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 2.2 dưới đây

Bảng 2.2: Bảng tần suất kinh nghiệm mưa vụ chiêm

STT

Năm

LượngmưaX(mm) Thứ tự

Tần suất P(%)

20 2013 885.8 3 13.64

- Chấm các điểm Xi~ Pi lên giấy tần suất

Bước 3: Xác định các tham số thống kê

X : Trị số bình quân của đại lượng thống kê cần tính toán.

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

n: Số năm của chuỗi tài liệu, n = 21 năm

Với các giá trị của 3 đặc trưng thống kê đã tính được ở trên, dùng phươngpháp thích hợp dần tức là thay đổi 1 trong 3 tham số thống kê để có đượcđường tần suất lý luận phàu hợp nhất đi qua các điểm kinh nghiệm Sử dụngphần mềm FFC, sau khi thay đổi một trong 3 đặc trưng thống kê, em có đượcđường tần suất lý luận thích hợp với 3 đặc trưng thống kê như sau:

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trungbình

Bảng 2.3: Bảng tần suất lý luận mưa vụ chiêm

Thứ tự Tần suấtP(%) X mm Thời gianlặp lại

- Bước 5: Xác định trị số mưa ứng với P = 85%

Trên đường tần suất lý luận ứng với tần suất P= 85% thì tổng lượng mưa vụ chiêm là X = 480.41 mm

- Bước 6: Xác định mô hình phân phối mưa vụ chiêm ứng với P = 85%

Lượng mưa các năm lân cận với X85% = 480.41 mm

là 3.9 mm), mưa chủ yếu tập trung vào tháng 5,6 ( tháng 5 là 79.8 mm, tháng

6 là 82.5 mm) Đây là thời gian cuối chuẩn bị thu hoạch nên nhu cầu nướctưới giảm Do đó, chọn năm điển hình là năm 2010 có lượng mưa Xđh= 500mm

- Tính lượng mưa ngày thiết kế của vụ chiêm: Xitk = Xiđh.Kp

Kết quả tính toán mô hình mưa vụ chiêm thiết kế được thể hiện ở bảng 2.4 :

Bảng 2.4: Mô hình phân phối mưa vụ chiêm với P = 85%

Đơn vị: mmNgà

b Mô hình phân phối mưa vụ mùa với P = 85%

Tất cả các bước tính toán làm tương tự như đã tính với mô hình phân phối mưa vụ chiêm, em được kết quả như sau:

- Bảng tính toán tần suất kinh nghiệm (phần B – phụ lục I)

- Các đặc trưng thống kê ứng với đường tần suất kinh nghiệm

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trung bình

Hệ số phân tánCv

Hệ số thiên lệch

CsGiá trị

Hệ số phân tánCv

Hệ số thiên lệch

CsGiá trị

1193.53

- Kết quả tính toán tần suất lý luận (phần B – phụ lục I)

c Mô hình phân phối mưa vụ đông

- Bảng tính toán tần suất kinh nghiệm (phần B – phụ lục I)

- Các đặc trưng thống kê ứng với đường tần suất kinh nghiệm

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trung bình

Hệ số phân tánCv

Hệ số phân tánCv

a Phân tích tương quan giữa các yếu tố khí tượng khác và mưa

♦ Mục đích: Phân tích tương quan giữa các yếu tố khí tượng với mưa nhằm

xác định mức độ tương quan giữa chúng với mưa để từ đó xác định tần suấttính toán các yếu tố khí tượng khác (nhiệt độ, độ ẩm, ….)

♦ Ý nghĩa: Là cơ sở xác định tần suất thích hợp tính toán mô hình phân phối

các yếu tố khí tượng: nhiệt độ, tốc độ gió, số giờ nắng,độ ẩm Nếu giữa cácyếu tố khí tượng và mưa có quan hệ tương quan chặt chẽ với nhau thì khi xácđịnh mô hình phân phối các yếu tố khí tượng lấy P = 85% (giống với khi phânphối lượng mưa) Nếu giữa các yếu tố này không có quan hệ chặt chẽ với mưathì khi xác định mô hình phân phối lấy với P = 50 %

Có 2 phương pháp xác định quan hệ tương quan:

- Phương pháp giải tích: là phương pháp tìm ra mối tương quan giữa 2 đạilượng bằng phương trình hồi quy

- Phương pháp đồ giải: dùng phương pháp này phải chấm các điểm lên mặtphẳng tọa độ, sau đó vẽ một đường bình quân đi qua các điểm Đường bìnhquân đó xác định ra mối tương quan giữa 2 đại lượng

Trong đồ án này, em dùng phương pháp giải tích

♦ Phương pháp giải tích

r (2.1) Nếu | r | ≥ 0,8 thì 2 đại lượng có quan hệ chặt chẽ với nhau.

Nếu 0 ≤ | r |< 0,8 thì 2 đại lượng không có quan hệ chặt chẽ với nhau

• Phân tích tương quan giữa nhiệt độ và mưa

• Phân tích tương quan giữa độ ẩm và mưa

Bảng phân tích tương quan giữa độ ẩm và mưa : Bảng 2.12

Kết luận: Độ ẩm và mưa không có tương quan chặt chẽ với nhau vì vậy chọn tần suất tính toán mô hình phân phối độ ẩm với P = 50%

Bảng phân tích tương quan giữa số giờ nắng và mưa : Bảng 2.13

Kết luận: Số giờ nắng và mưa không có tương quan chặt chẽ với nhau vì vậy chọn tần suất tính toán mô hình phân phối số giờ nắng với P = 50%

• Phân tích tương quan giữa tốc độ gió và mưa

Kết luận: Tốc độ gió và mưa không có tương quan chặt chẽ với nhau vì vậy chọn tần suất tính toán mô hình phân phối tốc độ gió với P = 50%

b Tính toán xác định mô hình phân phối các yếu tố khí tượng

Phương pháp và nội dung tính toán tương tự như đã tính toán với mô hình mưa

● Mô hình phân phối nhiệt độ

+/ Vụ chiêm

- Bảng tính toán tần suất kinh nghiệm (phần B – phụ lục I)

- Các đặc trưng thống kê ứng với đường tần suất lý luận

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trungbình

Hệ số phân tánCv

- Bảng tính toán tần suất kinh nghiệm (phần B – phụ lục I)

- Các đặc trưng thống kê ứng với đường tần suất lý luận

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trungbình

Hệ số phân tánCv

- Bảng tính toán tần suất kinh nghiệm (phần B – phụ lục I)

- Các đặc trưng thống kê ứng với đường tần suất lý luận

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trungbình

Hệ số phân tánCv

● Mô hình phân phối độ ẩm

+/ Vụ chiêm

- Bảng tính toán tần suất kinh nghiệm (phần B – phụ lục I)

- Các đặc trưng thống kê ứng với đường tần suất lý luận

Đặc trưng thống

kê

Giá trị trungbình