Đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm bơm tiêu liên mạc

LỜI MỞ ĐẦU

Thủ đô Hà Nội là khu vực chính trị, kinh tế, văn hoá, xã hội của khu vực Bắc Bộ

mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa,một năm có 4 mùa rõ rệt Do yếu tốkhông ổn định trong cơ chế gió mùa gây ra, đặc biệt là trong chế độ mưa, thể hiệnở sự dao động khá lớn quanh giá trị trung bình

Do đó khi phát triển vùng tưới sẽ có ý nghĩa rất quan trọng để góp phần thúc đẩysự tăng trưởng kinh tế, cải thiện mức thu nhập của người dân cũng như từng bướclàm thay đổi bộ mặt kinh tế, xã hội nông thôn

Thuỷ lợi có vai trò hết sức quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp và phòngchống thiên tai Hệ thống thuỷ lợi có nhiệm đảm bảo yêu cầu cấp nước, tiêu úng vàphòng chống lũ lụt của vùng địa bàn thuộc thành phố Hà Nội Trạm bơm Liên Mạccó nhiệm vụ tiêu khu vực địa phận xã Liên Mạc Trạm bơm Liên Mạc tiêu cho khuvực có diện tích 2000 ha bao gồm H Từ Liêm, phần lớn diện tích H Đan Phượng,phường Phú Thượng và phường Nhật Tân của quận Tây Hồ Các hệ thống tiêu hiệnchưa đủ khả năng dẫn nước tiêu cho toàn khu dự án, mặt cắt kênh còn quá nhỏ sovới yêu cầu Vì vậy để đảm bảo tiêu nước cho khu vực cần tiến hành mở rộng cáckênh tiêu hiện có, và xây dựng thêm trạm bơm tiêu Mặt khác, sau khi xây dựngtrạm bơm mới sẽ tạo sự chuyển biến lớn trong nông nghiệp, đẩy mạnh chuyển dịchcơ cấu cây trồng và vật nuôi, tăng năng suất, sản lượng và giá trị thu được trên một

đơn vị diện tích canh tác, giảmúng ngập…

Vì vậy xây dựng trạm bơm tiêu Liên Mạc là một nhiệm vụ cần thiết và hiệu quả nhằm nâng cao đời sống nhân dân trong vùng đồng thời góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực

Hà nội, ngày 1 tháng 1 năm 2016 Sinh viên thực hiện Dương Bùi Thành

MỤC LỤC

_Toc440029789CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 1

1.1 Điều kiện tự nhiên của hệ thống 1

1.1.1 Vị trí địa lý, diện tích 1

1.1.2 Đặc điểm địa hình 1

1.1.3 Đất đai thổ nhưỡng 1

1.1.4 Điều kiện khí tượng 2

1.1.5 Điều kiện thuỷ văn 7

1.1.6 Địa chất, địa chất thuỷ văn 8

1.1.7 Tài liệu về nguồn năng lượng 9

1.1.8 Nguồn vật liệu xây dựng 10

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH 16

2.1 Hiện trạng hệ thống thuỷ lợi 16

2.1.1 Các trạm bơm tiêu trong khu vực 16

2.1.2 Trục tiêu chính của khu vực 16

2.1.3 Các cống, đập trên trục tiêu của khu vực 16

2.2 Hiện trạng hạ tầng giao thông 17

2.3 Nhiệm vụ và biện pháp công trình thủy lợi 18

2.3.1 Nhiệm vụ của trạm bơm đầu mối 18

2.3.2 Biện pháp công trình thủy lợi 19

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẠM BƠM 20

3.1 Tính toán các thông số cơ bản 20

3.1.1 Xác định vị trí trạm bơm và bố trí thổng thể công trình đầu mối 20

3.1.2 Xác định cấp công trình, tần suất thiết kế 22

3.1.3 Tính toán xác định 22

3.1.4.Tính toán lưu lượng trạm bơm 27

3.2 Thiết kế kênh dẫn kênh tháo 27

3.4.2.Cột nước lớn nhất trong trường hợp kiểm tra:HmaxKT 36

3.4.3 Cột nước nhỏ nhất trong trường hợp kiểm traHminKT 36

3.5 Chọn máy bơm, động cơ kéo máy bơm 37

3.5.1 Chọn máy bơm 37

3.5.2 Kiểm tra công suất của động cơ 41

3.6 Tính cao trình đặt máy 41

3.7 Thiết kế nhà máy 45

3.7.1 Chọn loại nhà máy bơm 45

3.7.2 Cấu tạo và kích thước nhà máy bơm buồng ướt máy đặt tầng khô 46

3.7.3 Tính toán các kích thước chủ yếu của nhà máy 56

3.8 Thiết kế các công trình ngoài nhà máy 61

3.8.1 Thiết kế ống đẩy 61

3.8.2 Thiết kế bể hút 62

3.8.3 Thiết kế bể tháo 66

3.9 Tính toán, thiết kế sơ bộ các hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy 74

3.9.1 Thiết kế sơ bộ hệ thống điện 74

3.9.2 Tính toán chọn máy biến áp 76

3.9.3.Bố trí hệ thống điện 78

3.9.4 Hệ thống thông gió trong nhà máy 79

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH 90

4.1 Mục đích tính toán 90

4.2 Tính ứng suất đáy móng 91

4.2.1 Xác định hệ trục quán tính chính trung tâm 91

4.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình N, M 93

4.3 Tính sức chịu tải của nền 102

4.3.1 Trường hợp vừa thi công xong 103

4.3.2 Trường hợp trạm bơm làm việc bình thường 103

4.4 Kiểm tra khả năng chịu tải của nền 104

4.4.1.Trường hợp vừa thi công xong 104

4.4.2 Trường hợp trạm bơm làm việc bình thường 104

4.5 Kiểm tra trượt của công trình 104

4.5.1 Trường hợp vừa thi công xong 105

4.5.2Trường hợp làm việc bình thường 105

4.6 Kiểm tra lật của công trình: 106

4.6.1 Trường hợp vừa thi công xong 111

4.6.2 Trường hợp làm việc bình thường 111

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN KINH TẾ 112

5.1 Mục đích 112

5.2 Tính khối lượng xây dựng 112

5.2.1.Tính khối lượng xây dựng trạm bơm 112

5.2.2 Tính khối lượng vật liệu nhân công máy 112

5.3 Tính tổng mức đầu tư công trình 112

5.3.1 Chi phí xây dựng (GXD) 112

5.3.2 Chi phí thiết bị (GTB) 114

5.3.3 Tính tổng mức đầu tư công trình 115

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 118

PHỤ LỤC 119

PHỤ LỤC A: BẢNG TÍNH TẦN SUẤT THỦY VĂN 120

PHỤ LỤC B: TÍNH TOÁN KINH TẾ 126

PHỤ LỤC 1: TÍNH KHỐI LƯỢNG XÂY DỰNG NHÀ MÁY 126

PHỤ LỤC 2:TÍNH TOÁN BÓC TÁCH KHỐI LƯỢNG BỂ HÚT 139

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG1.1 Điều kiện tự nhiên của hệ thống.

1.1.1 Vị trí địa lý, diện tích.

Trạm bơm Liên Mạc thuộc dự án nằm phía Tây Hà Nội ,thuộc hệ thống tiêu sôngNhuệ, nằm ở vùng đồng bằng sông Hồng Trạm bơm Liên Mạc dự kiến được xâydựng nằm trên địa phận của xã Liên Mạc, huyện Từ Liêm, TP.Hà Nội Khu vựcđược giới hạn bởi:

+ Phía Bắc giáp huyện Đông Anh và H.Mê Linh, TP.Hà Nội + Phía Đông giáp Q.Tây Hồ, Q.Cầu Giấy, Q.Thanh Xuân + Phía Nam giáp Q.Hà Đông.

+ Phía Tây giáp H.Hoài Đức, H.Phúc Thọ, TP.Hà Nội.

Trạm bơm Liên Mạc tiêu cho khu vực có diện tích 2000 ha bao gồm H.Từ Liêm,phần lớn diện tích H.Đan Phượng, phường Phú Thượng và phường Nhật Tân củaquận Tây Hồ.

1.1.2 Đặc điểm địa hình.

Nhìn tổng thể khu vực của hệ thống có hướng dốc: cao ở các vùng ven sôngHồng, thấp dần vào trong và dốc dần từ bắc xuống nam Cao trình mặt đất thay đổitừ cao trình +4 ÷ +8,2, phổ biến vẫn ở cao độ +5,0 ÷ +6,0 m

1.1.3 Đất đai thổ nhưỡng.

Đây là vùng đồng bằng tạo thành do quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống sôngHồng Mặc dù hệ thống được che chắn bởi đê sông Hông được xây dựng lâu đờisong hầu như hang năm toàn bộ diện tích canh tác đều được tưới bằng nước phù salấy từ các cống lấy phù sa tự chảy hoặc bằng các trạm bơm Ngoài ra cứ mỗi lần vỡđê, đất đai lại được bồi đắp một lượng phù sa rất lớn,theo cách đánh giá phân loạicủa FAO và UNESCO thì đất ở đây là loại đất phù sa được bồi hằng năm của sôngHồng Quá trình bồi tụ, hình thành và phát triển của đất ở từng khu vực có khácnhau đã tạo nên sự đa dạng về loại hình đất trong hệ thống Song nhìn chung chúngđều là loại đất ít chua và chua, có hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng ở mứctrung bình đến nghèo Ở những vùng cao ven sông Hồng đất có thành phần cơ giớinhẹ, chủ yếu là loại đất cát hoặc cát pha, khá chua và nghèo chất dinh dưỡng.

1.Đất phù sa có kết von, có tầng loang lổ đỏ vàng (FLb).

Loại đất này tập trung nhiều ở vùng cao phía tây sông Nhuệ Đất được hình thànhdo quá trình di chuyển và tích lũy Fe, Mn có trong nước ngầm lên bề mắt đất Ởnhững vùng đất bị khô hạn và không được tưới nước thường xuyên đã làm giảmthấp độ pH của đất, tạo thuận lợi cho sự hòa tan của các nguyên tố Fe, Mn Nướcngầm ở vùng này thường có hàm lượng Fe, Mn khá cao Dưới tác dụng của lựcmao dẫn, nước ngầm bốc lên tầng trên Fe, Mn có nhiều trong nước ngầm được tíchtụ lại dưới lớp đế cày tạp thành lớp kết vón.

1.1.4 Điều kiện khí tượng.

Khu vực nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ nên mang đặc điểm chung của khíhậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều.

1.Chế độ mưa.

Lượng mưa trung bình nhiều năm là 1554 đến 1836 mm với số ngày mưakhoảng 130÷140 ngày mỗi năm Lượng mưa phân bố không đều và chia làm haimùa rõ rệt Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 năm sau Thành phần lượng mưatrong mùa nhiều mưa chiếm 83 ÷ 85% lượng mưa cả năm, thành phần lượng mưatrong mùa ít mưa chỉ chiếm 20 ÷ 25% lượng mưa cả năm Tuy nhiên thời kỳ mưalớn nhất vùng nghiên cứu thường tập trung vào 3 tháng là từ tháng VII đến thángIX, thành phần lượng mưa trong các tháng này đều đạt từ 200÷300 mm/tháng.

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Thời kỳ mưa ít nhất trong vùng nghiên cứu thường tập trung vào 3 tháng, từ tháng XII đến tháng II lượng mưa trong các tháng này chỉ đạt từ 15 – 30 mm/tháng

Lượng mưa tháng trung bình nhiều năm (mm).

2.Chế độ nhiệt.

Vùng nghiên cứu nằm trong vùng có chế độ gió mùa có nhiệt độ trung bình năm dao động từ 23,1 – 23,6°C Nhiệt độ hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10 nhiệt độ trung bình 270C, Nhiệt độ cao nhất là 380C Mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ trung bình từ 180C đến 200C, nhiệt độ thấp nhất 130C.

Xu thế biến đổi của nhiệt trung bình năm tăng trong thời gian gần đây Nhiệt độtrung bình tháng I đại diện cho mùa đông và tháng VII đại diện cho mùa hè có xu hướng gia tăng trong thời gian gần đây.

Nhiệt độ tháng trung bình nhiều năm (°C)

TB năm1994 17.8 18.9 18.5 25.3 27.8 28.7 28.4 28.5 27.1 24.3 23.1 19.7 24.01995 15.7 16.4 19.4 24.2 27.3 29.8 29.3 28.1 28.0 26.7 20.8 17.9 23.61996 16.2 16.4 20.1 21.0 27.4 29.2 29.6 28.4 27.8 25.8 22.9 18.6 23.61997 18.4 17.0 20.7 24.5 28.1 29.8 28.8 29.1 26.0 26.4 23.8 19.2 24.31998 17.8 19.2 20.7 28.6 28.6 30.3 30.7 29.7 28.3 26.2 23.0 20.3 25.31999 17.8 19.8 21.7 26.4 26.4 29.4 30.1 28.7 28.4 25.4 22.0 16.3 24.42000 18.4 16.2 20.3 27.5 27.5 28.6 29.7 29.2 27.7 25.4 21.8 20.6 24.42001 18.6 17.5 21.3 24.3 27.2 29.0 29.3 28.7 28.5 26.1 21.3 17.8 24.12002 17.7 19.5 22.5 25.9 27.7 29.6 29.4 28.4 27.6 25.2 21.2 18.9 24.52003 16.9 20.8 21.9 26.2 29.0 30.0 29.8 29.1 27.8 26.6 23.9 18.5 25.02004 17.2 18.1 20.7 24.2 26.6 29.7 29.2 29.1 28.3 26.1 23.0 19.2 24.3

3 Độ ẩm tương đối.

Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm đạt 83 – 84 % Trong 3 tháng mùa xuân khi có mưa phùn ẩm ướt, độ ẩm cao nhất: độ ẩm trung bình tháng là 86% Các tháng mùa đông khi có gió mùa tây nam, không khí thường khô, độ ẩm giảm xuống thấp xuống còn khoảng 80%.

Độ ẩm tương đối tháng trung bình nhiều năm (%)

TBnăm199

Bốc hơi tháng trung bình nhiều năm (mm)

TB năm1994

66.

thường gây mưa lớn trong vài ba ngày, ảnh hưởng lớn cho sản xuất và đời sống của nhân dân Tốc độ gió lớn nhất trong cơn bão có thể đạt trên 40m/s.

Tốc độ gió trung bình nhiều năm (m/s).

TBnăm199

Số giờ nắng hàng năm khoảng 1500-1600 giờ Các tháng mùa hè từ tháng V đến tháng X có nhiều nắng nhất, trên dưới 200 giờ mỗi tháng Các tháng II, III trùng khớp với những tháng u ám là tháng rất ít nắng, chỉ đạt khoảng 40-50 giờ mỗi tháng.

Tổng số giờ nắng trong năm (h).

1595.4

7.Sương mù.

Trung bình mỗi năm có khoảng 10-20 ngày có sương mù Hiện tượng này xảy rachủ yếu vào các tháng đầu mùa đông, nhiều nhất vào tháng XI, XII.

8.Gió tây khô nóng

Vào nửa đầu mùa hạ, thỉnh thoảng có xuất hiện các đợt gió tây khô nóng Trungbình hàng năm có thể trên dưới 10 ngày khô nóng Lúc này độ ẩm trung bình có thểxuống dưới 30-40%, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp

1.1.5 Điều kiện thuỷ văn.

Sông Hồng và sông Nhuệ đi qua khu vực đang xét Sông Nhuệ nằm giữa hệthống, kéo dài từ Bắc xuống Nam.

1 Sông Hồng

Sông Hồng bao quanh khu Nam Hà Nội từ Bắc xuống Nam, mực nước sông daođộng lớn từ +2  +12m.Sông dài 1126 km trong đó doạn qua khu vực nghiên cứudài 90km.

Chế độ nước của sông Hồng trong năm cũng như trong nhiều năm biến động rấtlớn Mực nước thấp nhất và mực nước cao nhất trong năm theo liệt tài liệu 70 nămở trạm Hà Nội chênh nhau 9  10m Lưu lượng lớn nhất (23.500m3/s) và lưu lượngnhỏ nhất (380 m3/s) chênh nhau gấp 61 lần Vận tốc lũ lớn nhất tại Hà Nội thường

từ 2  2,5 m/s và thường xảy ra vào nửa cuối tháng VII và tháng VIII.Lưu lượngtrung bình các tháng trong mùa lũ đạt tới 8000-10000 m3/s Độ chênh lệch mựcnước sông Hồng khi có lũ so với địa hình Hà Nội từ 4  6m luôn đe doạ gây úngngập Thành phố Trận lũ lịch sử xảy ra ngày 22/8/1971, khi đó mực nước sôngHồng tại Hà Nội đo được là 14,13 m, cao hơn địa hình bình quân Thành phố gần9m Về mùa khô, mực nước thấp nhất là 1,73m và hay xuất hiện vào tháng III,tháng IV

2 Sông Nhuệ

Sông Nhuệ dài 74 km nối liền sông Hồng với sông Đáy, bắt nguồn từ cống lấynước Liên Mạc (lấy nước từ sông Hồng) chảy qua địa phận huyện Từ Liêm rồi đixuống phía Nam qua các cống đập lớn Hà Đông, Đồng Quan, Nhật Tựu và kếtthúc tại cống tiêu Lương Cổ (tiêu vào sông Đáy) Cao trình đáy sông thay đổi từ+0,5 m đến -0,3 m Chiều rộng đáy từ 40  50m Các cống đập Hà Đông, ĐồngQuan, Nhật Tựu có tác dụng điều tiết khi tưới nước.

Hiện tại sông Nhuệ là trục tiêu chính cho khu Nam Hà Nội, đón nhận toàn bộnước mưa, nước thải sinh hoạt và công nghiệp của Hà Nội qua đập Thanh Liệt Mựcnước sông Nhuệ tại Hà Đông cao nhất là 5,5m Về mùa mưa, mực nước sông Nhuệtại hạ lưu đập Thanh Liệt có xu hướng tăng lên theo các năm.

1.1.6 Địa chất, địa chất thuỷ văn.

Địa tầng ở đây có đặc điểm phổ biến là các lớp trầm tích nguồn gốc bồi tích sôngaluvi: sét, á sét, cát, á cát hoặc phân bố xen kẹp các trầm tích nói trên Mặt lớpgần như nằm ngang hoặc hơi nghiêng Địa tầng khu vực ít biến đổi, các trầm tích cónguồn gốc aluvi tướng lòng sông và bãi bồi Phần dưới sâu có nguồn gốc trầm tíchbiển, hoặc cửa sông ven biển.

Địa tầng khu vực về tổng thể là gần tương tự nhau Trong phạm vi chiều sâuthăm dò của các hố khoan từ cống Liên Mạc về Hà Đông, có thể phân chia thành 5đơn nguyên địa tầng (lớp và phụ lớp) tuỳ từng vị trí mà có bề dày khác nhau Cáctrầm tích này có tuổi Đệ tứ: Bên trên có tuổi Holocen muộn thuộc hệ tầng TháiBình: aQ23tb, tướng lòng sông và bãi bồi Thành phần thạch học biến đổi theo quyluật: dưới là hạt thô, trên là hạt mịn gồm cát, á cát, á sét và các thành phần biến đổitrung gian.

Đôi chỗ nguồn gốc hồ đầm lầy lbQ23tb hay tướng cửa sông ven biển có chứanhiều vật chất hữu cơ Phần giữa có tuổi Holocen hạ - trung thuộc hệ tầng Hải HưngmQ21-2 hh thành phần chủ yếu là sét màu xám, xám xanh rất dẻo và mịn Bên dướilà các trầm tích Pleitocen thượng bị Laterit loang lổ thuộc hệ tầng Vĩnh PhúcmQ13b vp

+Lớp 3: Đất á sét màu xám gụ, nâu sẫm, nâu đen trạng thái dẻo chảy đến chảy.Lớp này có kết cấu kém chặt, trong đất có lẫn các thớ cát mỏng khoangr 1¿1,2m, đôi chỗ có lẫn các vật chất hữu cơ, thành phần hữu cơ chủ yếu là gỗmục đã và đang phân giải, chiều dày lớp thay đổi từ 7  8m.

+ Lớp 4: Cát hạt bụi đến hạt trung màu xám tro, có chỗ lấn sét và á cát hoặc ásét nhẹ Trạng thái bão hoà nước, kết cấu bở rời Thành phần chủ yếu là cátthạch anh có lẫn ít mica Chiều dày lớp chưa được xác định Phân bố ở caotrình -12m trở xuống.

Bảng 1.3 : Bảng các chỉ tiêu cơ lí của đất nền

Số hiệulớp đất

Cao độ(m)

● Địa chất thuỷ văn

Tầng chứa nước nằm trong lớp đất cát ở dưới cao trình -14 m Nước áp lựccó mực nước ngầm ổn định ở cao độ 0 m.Mực nước ngầm có liên quan đến mựcnước sông Nhuệ.

1.1.7 Tài liệu về nguồn năng lượng

Nguồn cung cấp điện cho khu vực gồm chủ yếu 2 nhà máy thủy điện Hòa Bìnhvới công suất 1920MW và nhà máy nhiệt điện Phả Lại với công suất 440MW

-Về nguồn điện: các trạm 220KV, 110KV nhìn chung với tổng công suấtđược trang bị hầu như đủ đảm bảo thỏa mãn nhu cầu điện hiện tại.

-Về lưới điện: các trạm biến áp 110KV đều đã có 2 đường dây 110KV nhưng1 sổ đường dây 110KV cũ tiết diện nhỏ, vận hành từ rất lâu, chất lượng kém Trongđiều kiện phát triển phụ tải như hiện nay việc cấp điện còn rất nhiều khó khăn Đường dây 35KV trở xuống nhìn chung còn mang tính chắp vá, chưa hoànthiện Một số trục đường 35KV khả năng chuyển tải còn hạn chế Còn tồn tại nhiềucấp điện áp 35,10,6 KV chưa phù hợp với tiêu chuẩn hóa.

Điện áp 22KV hiện tại đã có nguồn trạm 110KV nhưng tốc độ xây dựng cácđường 22KV còn chậm, gây khó khăn cho việc phát huy công suất phía 22KV từcác trạm 110KVdẫn đến tình trạng quá tải trong lưới 35KV và chuyển lưới điệnhiện hữu về điện áp chuẩn 22KV.

Các trạm biến áp trung gian 35/6 -10KV vận hành đủ tải.

-Hệ thống điện trung áp: nhìn chung các trạm có sức mang tải hợp lý do hàngnăm ngành điện lực đã thực hiện tốt chương trình chống quá tải và non tải nâng caochất lượng điện cung cấp.

Hiện nay chất lượng điện năng được cải thiện, công suất các trạm biến ápnông thôn được đầu tư đáng kể, tổn thất điện hạ thế giảm dần Tuy nhiên các tổchức bán điện ở nông thôn chất lượng quản lý vẫn còn nhiều yếu kém, các đườngdây 0,4KV chưa đảm bảo kỹ thuật và an toàn.

Hiện nay 100% số xã, phường có điện và 99,94% số hộ nông thôn được sửdụng điện, chất lượng phục vụ được nâng lên.

1.1.8 Nguồn vật liệu xây dựng.

Xi măng, thép, cát vàng, đá, gạch,…có thể mua tại khu vực hoặc cá vùng lâncận và được vận chuyển đến công trình bằng ô tô tải loại nhỏ và trung hoặc xe côngnông.

1.1.9 Tình hình giao thông.

1.Đường bộ.

-Mạng lưới đường quốc lộ, huyện lộ phân bố hợp lý, gắn kết các khu vực vớinhau, thuận lợi cho giao thông trong Hà Nội Mạng lưới đường bộ chịu tải rất lớnphục vụ cho Hà Nội Các trục đường như : quốc lộ 6, quốc lộ 32, tỉnh lộ 69, tỉnh lộ70

-Mạng lưới đường tỉnh là hệ thống giao thông quan trọng kết nối với các trụcquốc lộ tỏa đi các ngả, các huyện, các địa phương trong tỉnh và các tỉnh lân cận Mạng lưới đường tỉnh gắn kết chặt chẽ, liên thông với các tuyến đường vàotrung tâm thủ đô và các khu công nghiệp,du lịch Chất lượng đường còn nhiều hạnchế.

Giao thông nông thôn đã hoàn thành cơ bản mạng lưới đường huyện và đườngliên xã với mật độ tương đối cao Chất lượng nhìn chung khá tốt song vẫn cần phảicải tạo, nâng cấp nhất là hệ thống giao thông nông thôn để đáp ứng được với yêucầu phát triển kinh tế của khu vực ở hiện tại cũng như trong tương lai.

Đường đô thị đã và đang được đầu tư nâng cấp, xây dựng mới, chất lượng khátốt.

2.Đường thủy.

Sông Nhuệ chưa tổ chức khai thác vận tải thủy được vì hạn chế về sự lưu thôngcủa dòng sông, những công trình thủy nông, cầu cống, đá ngầm, bãi cạn và nhiềucản trở khác, chủ yếu phục vụ tưới tiêu cho nông nghiệp Việc khai thác vận tảithủy chủ yếu thực hiện trên sông Hồng.

1.2 Tình hình dân sinh kinh tế.

Đơn vị quận huyện Diện tích(km2) (nghìn người)Dân số Mật độ dân số(ng/km2)

Hiện trạng dân cư năm 2008 vùng nghiên cứu.

Quận,huyện 2008 Mật độ dân số Phân theo (người)(người/km2) Thành thị Nông thôn

1.2.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố các loại cây trồng và thời vụ.

Đến nay (2008), diện tích của các quận huyện trong hệ thống là 46.593 ha, trong đó đất nông nghiệp là 19.630 ha, đất phi nông nghiệp là 25.615 ha

Diện tích, năng suất một số cây trồng chủ yếu của các địa phương trong vùng dự án

DT(ha) NS(T/ha) DT(ha) NS(T/ha) DT(ha) NS(T/ha)

Thống kê đàn gia súc, gia cầm 2010 vùng nghiên cứu.

Mục đích sử dụng đấtQ.Tây HồH.TừLiêm

Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng 288.0 397.0 1069.5

1.2.3 Các ngành sản xuất khác.

Các khu công nghiệp đã đi vào hoạt động trong khu vực.

Tên khu công nghiệp Diện tích (ha) Xã, phườngH Đan Phượng

H Từ Liêm

Điểm CN làng nghề Xuân Phương 7,85 X.Xuân Phương

1.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực.

1 Hướng phát triển đô thị theo Quy hoạch "108".

Theo quyết định 108/1998/QĐ-TTg ngày 20/6/1998, các nội dung chủ yếu củaQuy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 như sau:

- Không gian gồm thành phố Hà Nội Trung tâm và các đô thị xung quanhthuộc các tỉnh Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh và Hưng Yên với bán kính từ 30 đến50 km.

- Hướng phát triển lâu dài của Hà Nội chủ yếu về phía tây, hình thành chuỗiđô thị Sóc Sơn - Xuân Hoà - Đại Lải - Phúc Yên và các đô thị khác

- Đến năm 2020, dân số Hà Nội và các đô thị xung quanh khoảng 4,5÷5triệu, trong đó nội thành là 2,5 triệu và quy mô dân số các đô thị xung quanh 2÷2,5triệu

- Chỉ tiêu sử dụng đất đô thị bình quân là 100 m2/người, trong đó đất giaothông là 25 m2/người, đất cây xanh, công viên, thể thao là 18 m2/người và đất xâydựng các công trình phục vụ lợi ích công cộng là 5 m2/người.

- Xây dựng hệ thống thoát nước mưa, bảo đảm mật độ 0,6 đến 0,8 km/km2.Cải tạo và xây dựng hệ thống hồ điều hoà, kết hợp với việc tạo cảnh quan ven hồ,bảo đảm diện tích hồ bằng 5 đến 7% diện tích lưu vực Cải tạo, nâng cấp hệ thốngcống chung thoát nước bẩn và nước mưa tại các khu vực nội thành cũ và xây dựnghệ thống cống thoát nước bẩn riêng tại các khu vực mới xây dựng

2 Quy hoạch mới đang tiến hành

Sau khi hợp nhất Hà Tây vào Hà Nội tháng 11/2008, Chính phủ đang chotiến hành lập Đề án quy hoạch chung xây dựng Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn2050 Thủ tướng chỉ đạo, các quy hoạch cấu thành cần sớm được hoàn thành, thẩmđịnh đưa vào quy hoạch chung để lấy ý kiến nhân dân và các cơ quan chuyên môntrước khi trình Quốc hội vào đầu năm 2010.

Quy hoạch này cũng phải đảm bảo kết nối và phát huy chức năng vùng thủđô trong phát triển công nghiệp, du lịch, giao thông, hệ thống thoát nước, cấp điện,môi trường, dân cư và nguồn nhân lực

Trên cơ sở này, PPJ (Perkins Eastman, Posco E&C và Jina) trình bày đề ánphát triển không gian Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 với mục tiêuphát triển Hà Nội trở thành thủ đô phát triển bền vững, trong đó có nhiều ý tưởngmới về phát triển một vành đai xanh quy mô khá lớn, các tính toán mới về diện tíchdành cho giao thông, nhà ở

3 Các khu dân cư, khu đô thị mới và khu công nghiệp thuộc vùng dự án.

Trong vùng dự án đã có một số khu công nghiệp và khu đô thị được UBND TP HàNội phê duyệt quy hoạch và đang có hiệu lực Từ các quy hoạch này có thể thấyrằng, toàn bộ diện tích của các địa phương trong vùng dự án sẽ được đô thị hóahoàn toàn và sẽ không còn đất nông nghiệp nữa Đây là điều cần chú ý khi tính toántiêu úng cho khu vực.

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH.2.1 Hiện trạng hệ thống thuỷ lợi.

2.1.1 Các trạm bơm tiêu trong khu vực.

Tiêu ra sông Nhuệ (Đoạn từ Liên Mạc - Hà Đông): Có 19 trạm bơm nhỏ với tổngsố máy là 111 chiếc, trong đó, loại 2000÷2500 m3/h có 63 chiếc, loại 1000 m3/h có48 chiếc Tổng lưu lượng tiêu: 49,1 m3/s

2.1.2 Trục tiêu chính của khu vực.

Trục tiêu chính của hệ thống là trục tiêu Sông Nhuệ.

Sông Nhuệ cùng với các con sông La Khê, Vân Đình, Duy Tiên và các sông kháctrong hệ thống là các kênh trục tưới tiêu kết hợp

Việc xây dựng các trạm bơm tiêu tập trung ra sông Nhuệ với số lượng lớn nhưtrên trong những năm qua đã gây nên mâu thuẫn nghiêm trọng giữa năng lực bơmcủa các trạm bơm với khả năng chuyển nước của sông Nhuệ và sông Châu.

Dọc theo hai bờ đê sông Nhuệ hiện nay có 127 cống tưới, tiêu các loại được xâydựng từ thời Pháp Khi đê sông Nhuệ được tôn cao, các công này được kéo dài đã trởthành những điểm xung yếu, không phát huy được hiệu quả của việc tôn cao đê Những năm gần đây, trong nhiều trường hợp vào những thời điểm tiêu căngthẳng, mặc dù chưa đạt đến mực nước thiết kế song nhiều trạm bơm nằm dọc haibên bờ sông Nhuệ vẫn không được phép bơm, gây úng ngập ảnh hưởng đến sảnxuất và đời sống của nhân dân

2.1.3 Các cống, đập trên trục tiêu của khu vực.

1 Cống Liên Mạc.

Cấp công trình: Đặc biệt

Vị trí: K53+700 đê sông Hồng (K0+304 sông Nhuệ)

Cống hộp lộ thiên bằng bê tông cao trình thép trên có cầu giao thông ở +15,5 m Có 4 cửa lấy nước rộng 3,0 m và một cửa thông thuyền rộng 6 m

Cao trình đáy cống là +1,00 m Các chỉ tiêu thiết kế:

+ Mực nước thiết kế tưới đầu vụ thượng lưu +3,77 m, hạ lưu +3,72 m + Mực nước tưới max thượng lưu +4,00 m, hạ lưu +3,87 m

+ Mực nước tưới bình thường thượng lưu +3,16 m, hạ lưu +3,12 m + Lưu lượng qua cống tưới vụ Đông xuân QTK = 36,25 m3/s

+ Mực nước thiết kế chống lũ:

Thiết kế cũ: TL / HL = +12,91 / +3,30 Thiết kế mới: TL / HL = +14,35 / +7,00

Mực nước lũ lớn nhất đã xuất hiện ngày 20/8/1971 là +14,72 m Kích thước cửa van (cửa con):

+ Cửa dưới: 3,68 m ×1,5m ×0,3m nặng 2,1 tấn + Cửa trên: 3,68 m ×1,85m ×0,3m nặng 2,2 tấn

Kích thước cửa van (cửa âu thượng lưu):

+ Cửa dưới: 6,5 m ×2,5 m ×0,6 m nặng 9,00 tấn + Cửa dưới: 6,5 m ×3,55 m ×0,6 m nặng 9,84 tấn

Kích thước cửa van (cửa âu hạ lưu):

+ Cửa dưới: 6,48 m 4,6 m ×0,4 m nặng 9,55 tấn

2 Cống điều tiết hạ lưu Liên Mạc (Liên Mạc 2).Cấp công trình: Cấp 1

Vị trí: K1+104 đê sông Nhuệ

Cống hộp lộ thiên bằng bê tông cao trình thép M200, phía trên có kết hợpcầu giao thông ỏ H30 qua lại trong mùa mưa lũ

Cống có 3 cửa, mỗi cửa rộng 6,0 m trong đó có 2 cửa 6 m ×4 m và một cửathông thuyền 6 m ×7 m

Cao trình đáy cống là + 0,50 m, cao trình 2 bờ là +10,0 mCác chỉ tiêu thiết kế:

+ Mực nước thiết kế tưới thượng lưu +3,15 m + Mực nước thiết kế tưới hạ lưu +3,10 m

+ Mực nước thiết kế chống lũ thượng lưu +7,00m

+ Lưu lượng qua cống tưới vụ Đông Xuân QTK = 36,25 m3/s

2.2 Hiện trạng hạ tầng giao thông.

1.Tình hình hạn:

Nguyên nhân hạn là do:

-Mùa mưa thường kết thúc sớm hơn bình thường từ 1-2 tháng.

-Thời tiết hanh khô liên tục, lượng bốc hơi cao hơn trung bình nhiều nămcũng góp phần quan trọng giảm nhanh mực nước ở các hồ chứa và nước trên đồngruộng.

-Dòng chảy: lưu lượng dòng chảy trên các sông đều thấp hơn từ 20%-30%so với trung bình nhiều năm Mực nước hạ lưu sông Hồng tại Hà Nội đã xuống mức1,97m (27/1/2004), lưu lượng tương ứng khoảng 700m3/s.

2.Tình hình úng:

Năm 2005 diện tích úng lớn chiếm 40% diện tích canh tác, năm 2006 mặc dùdiện tích úng bé nhưng mực nước trên sông Nhuệ phía trên Hà Đông rất lớn: mựcnước tại Hà Đông ngày 21/8/2006 là 5,6m (5,9m cao độ sông Nhuệ) Khu vực trênHà Đông nhiều lần bị đe dọa tràn bờ Trước tình hình đó đã phải dùng các biệnpháp dừng bơm ra sông Nhuệ và mở cống Thanh Liệt tiêu ngược vào nội thành HàNội để trạm bơm Yên Sở hỗ trợ (từ 19h ngày 20 đến 19h ngày 21).

Nguyên nhân gây úng:

- Mưa lớn vượt tần suất: 2003-2004.

- Mực nước ngoài sông Đáy cao làm giảm khả năng tiêu thoát của sôngNhuệ năm 1985, 1994.

- Hiện trạng công trình tiêu úng còn nhiều bất cập: năng lực tiêu của trụcsông Nhuệ và các công trình trên sông chưa đảm bảo theo yêu cầu mới, các côngtrình trạm bơm tiêu chưa đủ năng lực và nhiều trạm bơm không có trong quy hoạchbơm vào trục sông Nhuệ.

- Cơ cấu đất đai và cao độ đất trong vùng thay đổi theo hướng tăng diện tích khu đôthị, công nghiệp, giảm diện tích lúa, ao hồ làm tăng nhu cầu tiêu.

2.3 Nhiệm vụ và biện pháp công trình thủy lợi.

2.3.1 Nhiệm vụ của trạm bơm đầu mối.

Tiêu nước chủ động cho toàn bộ khu tiêu:

- Tiêu nước vụ mùa, đảm bảo cho cây lúa mùa không bị ngập quá độ ngập cho phépcủa cây lúa.

- Tiêu nước cho hoa màu vụ mùa, đảm bảo ruộng màu không bị ngập (mưa ngàynào tiêu hết ngày đó.

- Tiêu cho các loại diện tích phi canh tác (Thổ cư, ao hồ, đường xá và các diện tíchkhác) nằm xen kẽ trong khu vực.

- Tiêu nước cho lúa và hoa màu vụ chiêm xuân khi có mưa vào cuối vụ (Mưa thờikỳ tiểu mãn, ít xảy ra)

- Tiêu nước cuối vụ mùa, đầu vụ đông đảm bảo ruộng khô để gieo trồng vụ đôngkịp thời vụ.

2.3.2 Biện pháp công trình thủy lợi.

Để giải quyết triệt để và có hiệu quả những nguyên nhân gây úng hạn đã nêu ở trêncần phải thường xuyên nạo vét kênh mương để đảm bảo dẫn được lưu lượng nướcthiết kế với vận tốc tiêu thoát thiết kế, đồng thời nâng cấp các đoạn kênh bị hưhỏng, kiên cố hóa kênh mương

Tuy nhiên do yêu cầu cơ cấu cây trồng thay đổi nên hệ số tiêu cũng tăng nên cầnphải xây dựng một trạm bơm tiêu úng với công suất thích hợp để tiêu thoát nướcmột cách có hiệu quả nhất.

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẠM BƠM3.1 Tính toán các thông số cơ bản

3.1.1 Xác định vị trí trạm bơm và bố trí thổng thể công trình đầu mối

Đối với trạm bơm tiêu thì vị trí công trình đầu mối được chọn phải cân đối các yêucầu sau:

* Phải đặt ở vị trí có cao trình thấp để thu được toàn bộ nước từ các kênhtiêu, đồng thời khối lượng đào kênh tiêu ít nhất.

* Vị trí đặt phải thích hợp với việc phân khu tiêu nước, giảm bớt năng lượngtiêu hao, các công trình bố trí không chồng chéo lên nhau…

* Nên chọn ở chỗ nước bơm ra có mực nước thấp, nước tiêu ra nhanh.

* Ổn định về mặt xói lở và bồi lắng.Đảm bảo chống lũ cho động cơ tức caotrình sàn động cơ phải cao hơn mực nước lũ từ 0,5m trở lên Để việc vận chuyểngiao thông dễ dàng, giảm khối lượng đào đắp và thông gió tự nhiên thì cao trình sànđộng cơ phải cao hơn mặt đất tự nhiên từ 0,2÷0,3m.

* Khối lượng xây dựng công trình nhỏ, giảm vốn đầu tư ban đầu nhưng vẫnđảm bảo tính kỹ thuật cao.

* Điều kiện thi công thuận lợi, mặt bằng thi công rộng rãi, lợi dụng côngtrình cũ đã có như kênh mương, cầu máng Giảm nhỏ tối đa mức chi phí bồithường thiệt hại do xây dựng công trình.

Việc bố trí các công trình của trạm bơm cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: địahình địa chất khu vực, kiểu nhà trạm, các hình thức thiết kế kênh dẫn, kênh tháo, bểhút, bể xả Dựa vào điều kiện thực tế chọn 2 phương án bố trí công trình:

Phương án 1: Trạm bơm đặt ngoài đê- Ưu điểm:

+Kênh dẫn ngắn, khối lượng đào đắp kênh ít và chi phí nạo vét hàng năm nhỏ+ Khối lượng thi công cống qua đê nhỏ, kết cấu đơn giản, thiết bị đóng mở nhỏ

- Nhược điểm:

+ Trạm bơm đặt ngoài đê, chịu sự dao động lớn của mực nước sông nên kết cấu vàthi công phức tạp

+ Việc quản lý và vận hành khó khăn, thiếu an toàn nhất là trong mùa lũ

+ Khó khăn cho việc bố trí mặt bằng thi công, vận chuyển vật liệu, thiết bị Phương án 2: Trạm bơm đặt trong đê - phía đồng ( So sánh với phương án 1)

+ Phải xây dựng kênh dẫn dài

+ Khối lượng thi công cống qua đê lớn, kết cấu phức tạp, thiết bị đóng mở lớn.+ Khối lượng nạo vét kênh dẫn hàng năm nhiều

Hình 3-1: Sơ đồ bố trí tổng thể trạm bơmPhương án 1

So sánh và lựa chọn phương án.

Qua việc phân tích ưu khuyết điểm của 2 phương án ta thấy cả 2 vị trí xây dựngđều có khả năng đáp ứng yêu cầu dùng nước như nhau, điều kiện địa chất tương tựnhau tuy nhiên phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn Vì vậy ta chọn phương án 2 đểthiết kế trạm bơm Liên Mạc.

3.1.2 Xác định cấp công trình, tần suất thiết kế.

3.1.2.1 Xác định cấp công trình.

Theo QCVN 04 - 05 : 2012 của BNNPTNT quy định: Diện tích được tưới hoặc diệntích tự nhiên khu tiêu ≤2000ha thuộc công trình cấp IV Trạm bơm cần thiết kế códiện tích tiêu là 2000 ha nên nó thuộc công trình cấp IV

3.1.3 Tính toán xác định

3.1.3.1 Với trạm bơm tiêu:

- Xác định mức nước thiết kế với tần suất PTK

Các yếu tố khí tượng thủy văn cần tính toán ở đây gồm các lượng mưa thiết kế vàcác loại mực nước thiết kế, được xác định theo phương pháp phân tích theo thốngkê trên cơ sở số liệu đo được nhiều năm Trình tự xác định như sau:

1 Vẽ đường tần suất kinh nghiệm.

Đường tần suất kinh nghiệm là đường tần suất được xây dựng từ mẫu tài liệu thựcđo Để vẽ đường tần suất kinh nghiệm thì tài liệu phải liên tục và nhiều năm.

- Sắp xếp số liệu theo thứ tự giảm dần.

- Tính tần suất kinh nghiệm Pi theo công thức:Pi =

2 Vẽ đường tần suất lý luận.

Đường tần suất kinh nghiệm chỉ phản ánh được quy luật phân bố xác suất của hiệntượng thủy văn trong phạm vi các giá trị thực nghiệm Đối với các hiện tượng tựnhiên, trong đó có hiện tượng thủy văn thường có số liệu mẫu không lớn nên việcxác định tần suất xuất hiện các giá trị ở khu vực có giá trị lớn và khu vực có giá trịnhỏ của đại lượng ngẫu nhiên không thể thực hiện được Những giá trị này chỉ cóthể xác định bằng cách kéo dài đường tần suất kinh nghiệm Các giá trị ngoại suy

rất cần thiết trong thiết kế và quy hoạch các công trình thủy lợi nên để có cơ sởngoại suy đường tần suất, người ta phải sử dụng hàm phân bố xác suất lý thuyết Đồthị hàm phân bố xác suất lý thuyết gọi là đường tần suất lý luận

Có 3 phương pháp xác định đường tần suất trong thủy văn là phương phápmoomen, phương pháp thích hợp và phương pháp 3 điểm của A-lếch-xây- ép.

Phương pháp momen: Phương pháp này cho rằng các đặc trưng thống kê X, Cv,

Cs tính được từ chuỗi tài liệu thực đo bằng các đặc trưng thống kê tương ứng củatổng thể Sau đó giả thiết một mô hình xác suất thường dùng nào đó Kiểm tra sựphù hợp giữa mô hình xác suất giả thiết với chuỗi số liệu thực đo Phương pháp nàycho kết quả tính toán khách quan xong gặp trường hợp có điểm đột xuất không xửlý được và cho kết quả thiên nhỏ Mặt khác nếu dùng phương pháp này khi tài liệungắn sẽ chưa phản ánh được toàn bộ quy luật thủy văn nên tất cả những thông sốtính toán ra không phản ánh được quy luật đó dẫn đến kết quả tính toán kém chínhxác.

Phương pháp thích hợp: Vẽ đường tần suất theo các tham số thống kê được tính

bằng phương pháp mô men Sau đó căn cứ vào sự phân tích ảnh hưởng của cáctham số thống kê đến dạng đường tần suất để hiệu chỉnh các đặc trưng đó sao chođường tần suất lý luận phù hợp với các điểm tần suất kinh nghiệm Trong phươngpháp này chỉ tính Cv còn Cs = m Cv giả thiết các giá trị m khác nhau để đường tầnsuất lý luận phù hợp với đường tần suất lý luận, với mỗi giá trị m thì ứng với tầnsuất P lại cho 1 trị số Kp tương ứng

Khi dùng phương pháp thích hợp ta dùng bảng tra K-M.

Ưu điểm của phương pháp này là tính toán đơn giản, không mắc sai số chủ quan khicần kéo dài tài liệu.

Phương pháp 3 điểm:Là phương pháp thử dần, nhưng không cần tính các tham số

thống kê bằng công thức momen Việc xác định các tham số thống kê và vẽ đườngtần suất lý luận được thực hiện đồng thời.

Ưu điểm: Tính toán nhanh, đơn giản, đặc biệt khi hệ số Cv< 0,5 thì mô hình giả thiếtkhá phù hợp với thực tế

Nhược điểm:

 Mất nhiều thời gian do phải tính nhiều bước.

 Kết quả phụ thuộc vào chủ quan người vẽ.

 Khi có ít tài liệu thì không đủ khống chế các điểm đầu và cuỗi dẫn đếnkhông chính xác

 Phương pháp này cần chuỗi tài liệu tương đối dài và Cv nhỏ.

Từ ưu nhược điểm của 3 phương pháp trên ta chọn phương pháp thích hợp.

Dựa vào liệt số thống kê đã có như giới thiệu ở trên, tính các tham số thống kê theocông thức phương pháp momen bằng các công thức sau:

X =

Cv = √ ∑

( Xi−X )3(n−3).Cv3X3

(3 – 4)Trong đó:

- X: Trị số bình quân của đại lượng thống kê cần tính toán.- Xi: Giá trị của đại lượng thống kê năm thứ i.

- n: Số năm của chuỗi số liệu, n ≥ 20(năm).- Cv:Hệ số phân tán.

Kp được xác định bằng 2 cách:

- Sử dụng bảng tra lập sẵn ở phụ lục 2 giáo trình Thủy văn công trình.

- Sử dụng phần mềm tính toán “TSTV2002” của Đặng Duy Hiển thuộc Cục quản lý nước và công trình thủy lợi, Bộ NN& PTNT.

Ở đây ta sử dụng cách 2 để vẽ vì cách này nhanh chóng và cho độ chính xác cao, cách 1 không chính xác do chủ quan của người vẽ chấm điểm trên giấy.

Sau khi vẽ được đường tần suât lý luận của đại lượng cần xác định, ứng với mỗi tần suất P ta tra được giá trị XP tương ứng.

Với các bước thực hiện như trên sẽ xác định được mực nước tương ứng với các tần suất thiết kế.

Bảng thống kê mực nước 1 ngày lớn nhất, 5 ngày lớn nhất

Năm Z 1ngàymax Z5ngàymax

1 Mực nước 1 ngày lớn nhất:H1ngàymax

Kết quả vẽ đường tần suất H1ngàymax thể hiện ở hình 1 và bảng 1 Mực nước H1ngàymax ứng với các tần suất thiết kế thể hiện ở bảng 22 Mực nước 5 ngày lớn nhất: H5ngàymax

Kết quả vẽ đường tần suất H5ngàymax thể hiện ở hình 2 và bảng 3 Mực nước H5ngàymax ứng với các tần suất thiết kế thể hiện ở bảng 4

3.1.4.Tính toán lưu lượng trạm bơm

3.1.4.1 Xác định lưu lượng thiết kế

Lưu lượng thiết kế được dùng để xác định kích thước mặt cắt kênh, thiết kế cáccông trình trên kênh và là cơ sở để chọn máy bơm Hệ số tiêu của trạm bơm là hệ sốtiêu đảm bảo mang lại hiệu quả lớn nhất về mặt kinh tế và kĩ thuật, đảm bảo tiêunước cho khu vực và sự làm việc tốt nhất của trạm bơm Theo tài liệu quy hoạchtiêu hệ số tiêu thiết kế của trạm bơm qtk = 7 l/s/ha

Qtk=qtk.ω=7.2000=14000(l/s)=14(m3/s)Trong đó: +Qtk: Lưu lượng thiết kế; + : Hệ số tiêu thiết kế;

+ : Diện tích lưu vực cần tiêu; ω=2000 ha

3.1.4.2 Lưu lượng lớn nhất

Lưu lượng lớn nhất dùng để kiểm tra khả năng gây xói lở kênh và xác định độ cao an toàn của đỉnh bờ kênh

Qmax=k.Qtk=1,14.14=15,96 (m3/s)Trong đó: + : Lưu lượng lớn nhất; + : Lưu lượng thiết kế; + k: Hệ số phụ thuộc vào

Tra Giáo trình thủy nông ứng với Qtk>10m3/s thì k = 1,1 ÷ 1,15 Chọn k = 1,14

3.1.4.3 Lưu lượng nhỏ nhất

Lưu lượng nhỏ nhất dùng để kiểm tra khả năng bồi lắng trong kênh, khả năng đảm bảo tiêu tự chảy Trên cơ sở đó nghiên cứu, thiết kế công trình điều tiết trên kênh.Chọn Qmin= 13.Qtk= 13.14= 4,67 (m3/s)

Trong đó: + : Lưu lượng lớn nhất + : Lưu lượng thiết kế.

3.2 Thiết kế kênh dẫn kênh tháo

3.2.1 Thiết kế kênh dẫn

Kênh dẫn làm nhiệm vụ dẫn nước từ kênh tiêu về bể hút của trạm bơm Kênhphải đảm bảo dẫn đủ nước, ổn định không bị bồi lắng và xói lở Xác định kíchthước mặt cắt kênh thông qua tính toán thủy lực theo phương pháp đối chiếu vớimặt cắt lợi nhất về thủy lực Dựa vào lưu lượng thiết kế, tình hình địa chất nơi tuyếnkênh đi qua mà chọn yếu tổ thủy lực m, n, i Mặt cắt kênh dẫn là mặt cắt hình thang,khi chiều sâu đào của kênh lớn hơn 5 (m) thì ta phải làm một cơ có chiều rộn lớnhơn 1m

Xác định các kích thước của kênh:Tính độ sâu sơ bộ:

h = A √3 Q= 0,7 3

√14= 1,69 (m)Trong đó:

- A: Hệ số thường lấy từ 0,7 – 1,0 Chọn A = 0,7.- Q: Lưu lượng thiết kế, Qtk = 14 (m3/s).

- Ta chọn hệ số mái m = 1,5

Do thiết kế kênh dẫn làm bằng bê tông nên hệ số nhám lòng kênh n =0,014.

Độ dốc đáy kênh i phải hợp lý, đảm bảo điều kiện ổn định của lòng kênh, khônggây bồi lắng và khối lượng đào đắp kênh mương là nhỏ nhất Dựa vào điều kiện địahình của tuyến kênh là vùng đồng bằng nên chọn i = 1,5.10-4.

Khi xác định được các yếu tố thủy lực m, n, i với lưu lượng thiết kế Q=14 (m3/s)xác định b và h Để giải bài toán này ta thường giả thiết h để tìm b.

+ Thiết kế mặt cắt kênh.ta cóTheo điều kiện thủy lực:

= 1,33 1,28= 1,70 (m).

Vậy kích thước kênh dẫn: btk = 6 (m), htk = 1,70 (m).+Kiểm tra điều kiện ổn định:

- Điều kiện không lắng: Vmin> [Vkl]

Lưu tốc không xói giới hạn [Vkl] được xác định theo công thức của quy phạm Liên Xô:

[Vkl] = A Qmin0,2

Trong đó:

Qmin: Lưu lượng nhỏ nhất, Qmin = 4,67 (m3/s)

A : Hệ số phụ thuộc vào tốc độ chìm lắng của bùn cát, với w = 1,5 (mm/s) ta tra được A = 0,33

+Ta có [Vkl] = A Qmin0,2 = 0,33 4,670,2= 0,45 (m/s)+ Tính Vmin ứng với Qmin = 4,67 (m3/s)

Như vậy các thông số thiết kế của kênh dẫn như sau:- Mặt cắt kênh hình thang

- Độ dốc đáy kênh: i = 1,5.10-4- Hệ số nhám lòng kênh: n = 0,014- Hệ số mái kênh: m = 1,5

- Bề rộng đáy kênh: b = 6 (m)

-Chiều sâu mực nước thiết kế trong kênh htk = 1,7 (m)- Chiều sâu mực nước nhỏ nhất trong kênh hmin= 0,9 (m)

- Chiều sâu mực nước lớn nhất trong kênh hmax= 1,80 (m) ( tính tương tự hmin)

3.2.2 Thiết kế kênh tháo.

Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể xả ra sông Hồng Lưu lượng dòng chảytrong kênh tháo bằng lưu lượng chảy trong kênh dẫn, các yếu tố thủy lực n, i chọntương tự như kênh dẫn Ta thiết kế mặt cắt kênh hình thang (m=1,5) và được xâybằng bê tông Một số thông số của kênh tháo bằng kênh dẫn Các thông số chungcủa kênh tháo giống kênh dẫn như sau:

- Hệ số nhám lòng kênh, n = 0,014- Độ dốc đáy kênh i =1.5 10-4- Chiều rộng đáy kênh b = 6(m)

Tuy nhiên nếu phân tích kỹ về đặc điểm, điều kiện làm việc thì kênh dẫn và kênhtháo có những điểm khác nhau Kênh dẫn thường phải đào sâu, kênh tháo vừa đắpvừa đào, nên mái kênh dẫn thường ít dốc hơn Khi chiều sâu đào của kênh dẫn lớnhơn 5(m) thì cứ cách 5(m) theo chiều cao phải làm một cơ có chiều rộng lớn hơn1(m)

+ Thiết kế mặt cắt kênh ta có: Theo điều kiện thủy lực:

- Điều kiện không lắng: Vmin> [Vkl]

Lưu tốc không xói giới hạn [Vkl] được xác định theo công thức của quy phạm Liên Xô:

[Vkl] = A Qmin0,2

Trong đó:

Qmin: Lưu lượng nhỏ nhất, Qmin = 4,67 (m3/s)

A : Hệ số phụ thuộc vào tốc độ chìm lắng của bùn cát, với w = 1,5 (mm/s) ta tra được A = 0,33

Như vậy các thông số thiết kế của kênh tháo như sau:- Mặt cắt kênh hình chữ nhật.

- Độ dốc đáy kênh: i = 1,5.10-4- Hệ số nhám lòng kênh: n = 0,014- Hệ số mái kênh: m = 1,5

- Bề rộng đáy kênh: b = 6 (m)

-Chiều sâu mực nước thiết kế trong kênh htk = 2,29 (m) - Chiều sâu mực nước nhỏ nhất trong kênh hmin= 1,05 (m) - Chiều sâu mực nước lớn nhất trong kênh hmax= 2,58 (m)

3.3 Tính toán các mực nước

3.3.1 Mực nước bể xả

1) Mực nước bể xả thiết kế

Mực nước bể xả thiết kế: Zbxtk = + httTrong đó :

+ : Mực nước sông bình quân 5 ngày max ứng với tần suất thiết kếp=10%

+ htt : Tổn thất từ trạm bơm ra sông(cục bộ+dọc đường), sơ bộ chọn htt = 0,2(m)Mực nước bể xả thiết kế Zbxtk = + htt = 11,24+ 0,2= + 11,44 (m)

Mực nước bể xả nhỏ nhất: Zbxmin = Zđkt + hmin

+ hmin: chiều sâu mực nước nhỏ nhất trong kênh tháo; hmin= 1,05 (m)+ Zđkt : Cao trình đáy kênh tháo