“ Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Yên Lệnh”

LỜI CAM ĐOAN Tên là: Đặng Xuân Thuấn Học viên lớp: CH20Q11 Đề tài luận văn cao học: “ Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Yên Lệnh” trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội giao Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu cơng trình cá nhân tôi./ Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2013 Tác giả luận văn Đặng Xuân Thuấn LỜI CẢM ƠN Được quan tâm giúp đỡ bảo tận tình tập thể Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sỹ, giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi, tham gia góp ý nhà khoa học, nhà quản lý, bạn bè, đồng nghiệp nỗ lực thân tác giả, luận văn hoàn thành vào tháng 11 năm 2013 trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội Tự đáy lòng tơi xin bày tỏ lòng kính trọng lòng biết ơn sâu sắc tới Nhà giáo PGS.TS Lê Quang Vinh người thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp tận tâm, tận tình khơng kể thời gian bảo hướng cung cấp thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Xin trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo, tập thể giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội, Sở Nông nghiệp PTNT tỉnh Hà Nam, Chi cục Thuỷ lợi Hà Nam, phòng: Nơng nghiệp, Cơng thương, Tài ngun môi trường, Chi cục thống kê huyện Duy Tiên, Công ty thủy nơng Duy Tiên, gia đình bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập hoàn thành luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để tơi trình bày luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2013 Tác giả Đặng Xuân Thuấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỢI DUY TIÊN VÀ CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI TIÊU TRẠM BƠM N LỆNH 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HUYỆN DUY TIÊN VÀ LƯU VỰC TIÊU YÊN LỆNH 1.1.1 Vị trí địa lý .4 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng .5 1.1.4 Đặc điểm khí tượng, khí hậu 1.1.5 Sơng ngòi đặc điểm thủy văn 1.1.6 Nhận xét đánh giá chung điều kiện tự nhiên 10 1.2 HIỆN TRẠNG KINH TẾ - XÃ HỘI TRÊN LƯU VỰC TIÊU YÊN LỆNH 11 1.2.1 Dân số nguồn lực 11 1.2.2 Hiện trạng sử dụng đất quy hoạch sử dụng đất .11 1.2.3 Hiện trạng định hướng quy hoạch phát triển nông nghiệp 13 1.2.4 Hiện trạng định hướng quy hoạch phát triển thủy sản 14 1.2.5 Hiện trạng định hướng quy hoạch phát triển công nghiệp 15 1.2.6 Hiện trạng quy hoạch phát triển đô thị 16 1.2.7 Hiện trạng quy hoạch phát triển sở hạ tầng 17 1.3 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI .18 1.3.1 Khái qt trạng cơng trình tiêu xây dựng huyện Duy Tiên 18 1.3.2 Phân vùng tiêu 19 1.3.3 Hiện trạng công trình đầu mối thệ thống kênh mương, cơng trình kênh trạm bơm Yên Lệnh 22 1.4 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 24 CHƯƠNG 2:TÍNH TỐN U CẦU TIÊU NƯỚC VÀ CÂN BẰNG NƯỚC 2.1 SƠ ĐỒ TIÊU NƯỚC 26 2.1.1 Sơ đồ tiêu nước trạm bơm Yên Lệnh 26 2.1.2 Quy trình vận hành trạm bơm Yên Lệnh trạm bơm Bảy Cửa .28 2.1.3 Nhận xét sơ đồ tiêu nước .30 2.2 CÁC ĐỐI TƯỢNG TIÊU NƯỚC CHÍNH 30 2.2.1 Hiện trạng cấu sử dụng đất 30 2.2.2 Dự báo cấu sử dụng đất đến 2020 31 2.3 XÁC ĐỊNH MƠ HÌNH MƯA TIÊU THIẾT KẾ 31 2.3.1 Khái niệm mơ hình mưa tiêu thiết kế 31 2.3.2 Phân tích tài liệu mưa 32 2.3.3 Kết tính tốn 35 2.4.TÍNH TỐN HỆ SỐ TIÊU 36 2.4.1 Tính tốn hệ số tiêu cho lúa 36 2.4.2 Tính toán hệ số tiêu cho đối tượng tiêu nước khác .41 2.4.3 Tính tốn hệ số tiêu cho hệ thống 44 2.4.4 Nhận xét kết tính tốn 54 2.5 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC 54 2.5.1 Khái quát chung 54 2.5.2 Phương pháp tính tốn 55 2.5.3 Tính tốn cân nước cho khu vực nghiên cứu 56 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP HỢP LÝ NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC HOẠT ĐỘNG CỦA CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI VÀ HỆ THỐNG TIÊU TRẠM BƠM YÊN LỆNH ĐÁP ỨNG YÊU CẦU PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI 3.1 NGUYÊN TẮC CHUNG 59 3.1.1 Đánh giá trạng khả phục vụ cơng trình để làm sở đề xuất giải pháp cải tạo nâng cấp phù hợp 59 3.1.2 Xây dựng bổ sung thêm cơng trình 60 3.1.3 Vận dụng triệt để phương châm tiêu nước truyền thống .60 3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHI CƠNG TRÌNH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TIÊU NƯỚC VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 62 3.2.1 Đề xuất giải pháp 62 3.2.2 Cơ sở khoa học giải pháp đề xuất 64 3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TIÊU NƯỚC VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 66 3.3.1 Đề xuất giải pháp 66 3.3.2 Cơ sở khoa học giải pháp đề xuất 69 3.4 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 A KẾT LUẬN 74 B KIẾN NGHỊ 75 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ huyện Duy Tiên vị trí trạm bơm Yên Lệnh Hình 1.2 Trạm bơm Yên Lệnh 21 Hình 1.3 Trạm bơm Bảy Cửa 21 Hình 2.1 Sơ đồ tiêu nước trạm bơm Yên Lệnh 26 Hình 2.2 Đường tần suất lý luận ngày max – Trạm Phủ Lý 35 Hình 2.3 Sơ đồ tính tốn tiêu nước mặt ruộng đường tràn, chế độ chảy tự 38 Hình 2.4 Sơ đồ mực nước hồ điều hoà 47 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tóm tắt số đặc trưng khí tượng, khí hậu lưu vực tiêu Yên Lệnh Bảng 1.2 Hiện trạng sử dụng đất huyện Duy Tiên lưu vực tiêu trạm bơm Yên Lệnh năm 2011 .12 Bảng 1.3 Quy hoạch khu, cụm công nghiệp lưu vực tiêu trạm bơm Yên Lệnh đến 2020 16 Bảng 1.4 Thống kê tuyến kênh cấp lưu vực tiêu Yên Lệnh .23 Bảng 2.1 Hiện trạng sử dụng đất khu vực tiêu Yên Lệnh 31 Bảng 2.2 Cơ cấu sử dụng đất năm 2020 lưu vực tiêu Yên Lệnh 31 Bảng 2.3 Tổng hợp lượng mưa lớn thời đoạn ngắn trạm Phủ Lý .32 Bảng 2.4 Bảng thống kê số lượng trận mưa thời đoạn khác 33 Bảng 2.5 Mơ hình mưa tiêu ngày lớn nhất, tần suất 10% 35 Bảng 2.6 Tính tốn hệ số tiêu cho lúa trường hợp chảy tự qua tràn, b=0,35 39 Bảng 2.7 Tính tốn hệ số tiêu cho lúa trường hợp chảy tự qua tràn, b=0,4 40 Bảng 2.8 Tính tốn hệ số tiêu cho lúa trường hợp chảy tự qua tràn, b=0,45 40 Bảng 2.9 Tính toán hệ số tiêu sơ lúa 41 Bảng 2.10 Hệ số dòng chảy C cho đối tượng tiêu nước có mặt hệ thống thủy lợi 43 Bảng 2.11 Hệ số tiêu sơ cho đối tượng tiêu nước lúa 44 Bảng 2.12 Hệ số tiêu sơ lưu vực tiêu Yên Lệnh 49 Bảng 2.13 Hệ số tiêu sơ lưu vực tiêu Yên Lệnh năm 2020 .50 Bảng 2.14 Cơ cấu sử dụng đất đến năm 2020 lưu vực tiêu Yên Lệnh tương ứng với phương án diện tích hồ điều hòa 51 Bảng 2.15 Hệ số tiêu trung bình hệ thống giảm nhỏ tương ứng với phương án diện tích hồ điều hòa 52 Bảng 2.16 Kết tính tốn đường q trình hệ số tiêu hệ thống tương ứng với phương án diện tích hồ điều hòa 60 52 Bảng 2.17 Kết tính tốn đường q trình hệ số tiêu hệ thống tương ứng với phương án diện tích hồ điều hòa 75 53 Bảng 2.18 Kết tính tốn đường trình hệ số tiêu hệ thống tương ứng với phương án diện tích hồ điều hòa 90 53 Bảng 2.19 Kết tính tốn cân nước cho tiểu vùng .56 Bảng 2.20 Kết tính tốn cân nước cho tiểu vùng .57 Bảng 2.21 Kết tính tốn cân nước cho tiểu vùng .57 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cơng trình đầu mối trạm bơm Yên Lệnh đặt xã Chuyên Ngoại huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam lắp tổ máy bơm loại 27.000 m3/h Hàn Quốc sản xuất có nhiệm vụ tiêu nước cho 4.472 đất tự nhiên (có 3.528 đất canh tác) xã phía đơng bắc huyện Duy Tiên (Hà Nam) xã phía nam huyện Phú Xuyên (Hà Nội) Hà Nam có 3.024 ha, Hà Nội 1.448 với hệ số tiêu thiết kế l/s/ha Tồn cơng trình đầu mối trạm bơm bao gồm kênh dẫn vào bể hút (kênh A4-13-9), bể hút, nhà máy, bể xả, kênh xả, cống xả đê, kênh hướng dòng sau cống xả nhà quản lý đầu tư xây dựng vốn vay ADB2 vốn đối ứng nước Hệ thống kênh tiêu (kênh A4-13), kênh tiêu nhánh cơng trình kênh địa phương (tỉnh Hà Nam) đầu tư Tuy nhiên, Hà Nam tỉnh nghèo, nguồn thu tài khó khăn nên đến hạng mục cơng trình nói chưa đầu tư xây dựng Mặt khác, chế quản lý cơng trình theo địa phương nên việc xây dựng kênh chuyển nước cho 1.448 thuộc huyện Phú Xuyên (Hà Nội) trạm bơm Yên Lệnh chưa xây dựng Theo đánh giá Công ty khai thác công trình thủy lợi Duy Tiên, từ ngày bàn giao cho Công ty quản lý (năm 2001) đến trạm bơm hoạt động tốt, diện tích lưu vực tiêu trạm bơm bao gồm 3.024 huyện Duy Tiên Tuy nhiên hệ thống kênh mương hàng chục năm chưa nạo vét, có nhiều chướng ngại vật nên tổn thất cột nước trình chuyển tải nước kênh q lớn Các cơng trình kênh cống tiêu nước đầu kênh có thời gian làm việc 40 năm, diện hẹp, ngưỡng cao nên khả tiêu nước tự chảy từ kênh cấp xuống kênh thấp Nhiều trường hợp cơng trình đầu mối hoạt động, mực nước kênh bể hút hạ xuống đến mực nước thấp cho phép khu ruộng xa công trình đầu mối bị úng ngập nặng khơng thể tiêu thoát nước kịp Trong năm gần đây, tình hình úng ngập lưu vực tiêu trạm bơm Yên Lệnh xảy thường xuyên với mức độ ngày nghiêm trọng hơn, làm ảnh hưởng đến xản xuất đời sống nhân dân Theo kết nghiên cứu Trung tâm Khoa học Triển khai kỹ thuật thủy lợi, ảnh hưởng q trình cơng nghiệp hố, thị hố biến đổi khí hậu tồn cầu nên năm gần yêu cầu tiêu nước tất vùng thuộc hệ thống thủy lợi Sơng Nhuệ nói chung vùng Duy Tiên nói riêng có biến động mạnh theo hướng ngày tăng cao Tại hầu hết lưu vực tồn mâu thuẫn yêu cầu tiêu nước với khả đáp ứng cơng trình tiêu xây dựng Đây ngun nhân gây nên tình trạng úng ngập hầu hết khu vực thuộc hệ thống Sông Nhuệ Để giải mẫu thuẫn nói trên, kết nghiên cứu tất vùng tiểu vùng hệ thống Sông Nhuệ cần phải khẩn trương nghiên cứu đánh giá lại lực tiêu cơng trình có để từ đề xuất giải pháp tiêu nước phù hợp, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội địa phương Do đề tài luận văn cao học “Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Yên Lệnh” cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất giải pháp hợp lý nhằm nâng cao lực tiêu nước cơng trình đầu mối hệ thống tiêu trạm bơm Yên Lệnh Đồng thời làm rõ sở khoa học thực tiễn giải pháp đề xuất phù hợp với tốc độ biến đổi cấu sử dụng đất quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội lưu vực Đối tượng phạm vi nghiên cứu ứng dụng Đối tượng nghiên cứu hệ số tiêu, cơng trình tiêu giải pháp tiêu nước Phạm vi nghiên cứu ứng dụng sở khoa học khả áp dụng vào thực tiễn đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao lực tiêu nước trạm bơm n Lệnh cơng trình tiêu lưu vực trạm bơm Nội dung kết nghiên cứu - Đánh giá trạng cơng trình tiêu khả đáp ứng cơng trình lưu vực tiêu trạm bơm Yên Lệnh có xét đến mối liên hệ với khu vực khác thuộc hệ thống thủy lợi Sơng Nhuệ 65 Tình trạng vứt rác thải xuống lòng kênh, thả đăng, đó, vó, bè bèo phát triển nhanh khiến khả truyền tải nước kênh bị giảm xuống dẫn đến việc xảy úng ngập trạm bơm hoạt động không hết công suất thiết kế bị thiếu nước, bơm tiêu cầm chừng đó, ruộng bị ngập gây thiệt hại kinh tế cho đơn vị quản lý, không giải úng ngập Theo thống kê Công ty thủy lợi Duy Tiên, đơn vị trực tiếp quản lý điều hành cơng trình lưu vực tiêu n Lệnh, địa bàn toàn lưu vực xảy nhiều trường hợp vi phạm Pháp lệnh khai thác bảo vệ công trình thủy lợi Cụ thể sau: phát xử lý 958 vụ ngâm tre, luồng, nứa, cắm đăng, đó, vó bè, trồng rau, thả bèo, sen; 248 vụ lấn chiếm xây dựng nhà cửa, lều lán; 158 vụ phá hoại cơng trình thủy lợi; 457 vụ đổ, xả chất thải, rác thải xuống lòng kênh; 104 vụ ni trồng thủy sản trái phép Tất vụ vi phạm lập biên yêu cầu giải tỏa Tuy nhiên chế tài xửa phạt thiếu tính răn đe nên sau xử lý, vi phạm tiếp tục xảy Vì cần phải phối hợp với cấp quyền địa phương thành lập đoàn tra, kiểm tra giải tỏa vi phạm Pháp lệnh khai thác cơng trình thủy lợi có chế tài xử phạt thích đáng cho trường hợp, không dừng lập biên để mang tính răn đe Tích cực tuyên truyền vận động người dân địa bàn lưu vực hưởng ứng, chấp hành Pháp lệnh khai thác bảo vệ cơng trình thủy lợi Cơ sở 3: Cơ sở trạng công tác quản lý, khai thác cơng trình thủy lợi lưu vực tiêu Thực tiễn công tác tổ chức quản lý, khai thác hệ thống thủy lợi nước ta nói chung huyện Duy Tiên nói riêng kết nghiên cứu quan khoa học quan quản lý cho thấy hiệu khai thác cơng trình hệ thống cơng trình thủy lợi chưa tương xứng với nguồn vốn đầu tư xây dựng Cơng tác quản lý khai thác có nhiều bất cập người trình độ chun mơn, kỹ quản lý, vận hành phương tiện phục vụ quản lý chưa 66 tương xứng với tiềm nó, chưa đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa đại hóa hệ thống thủy lợi Vì việc cán quản lý cần nâng cao trình độ chun mơn, nghiệp vụ để vận hành khai thác hết khả cơng trình thủy lợi có việc làm cần thiết Tóm lại, giải pháp phi cơng trình đề xuất luận văn hợp lý công việc cần phải làm để nâng cao hiệu tiêu nước lưu vực 3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TIÊU NƯỚC VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 3.3.1 Đề xuất giải pháp Giải pháp 1: Xây dựng thêm trạm bơm tiêu đầu mối tiêu nước sông Hồng sông Châu Giang Để đáp ứng yêu cầu tiêu nước lưu vực cần phải xây dựng bổ sung thêm cơng trình đầu mối tiêu để bổ sung thêm lực tiêu cho hệ thống Một số giải pháp cơng trình sau đề xuất xem xét: Quy mơ cơng trình tên cơng trình bổ sung: Phương án 1: Xây dựng bổ sung trạm bơm Bảy Cửa với lưu lượng Q= 7,88 m3/s với trạm bơm Bảy Cửa có, tiêu cho 920,5 Xây dựng trạm bơm Yên Lệnh II với lưu lượng Q= 11,4 m3/s, với trạm bơm Yên Lênh có tiêu cho 2103,5 Phương án 2: Phá bỏ trạm bơm Bảy Cửa có, xây dựng trạm bơm Bảy Cửa I để tiêu cho toàn 920,5 lưu vực tiêu Bảy Cửa, với lưu lượng Q= 14,83 m3/s ( xem Qyc bảng 2.20 ) Xây dựng trạm bơm Yên Lệnh II với lưu lượng Q = 11,4 m3/s, với trạm bơm Yên Lênh có đảm bảo tiêu nước cho 2103,5 lưu vực Yên Lệnh Phương án 3: Giữ nguyên quy mô trạm bơm Bảy Cửa, cải tạo lại hai trạm bơm hoạt động công suất thiết kế, xây trạm bơm Yên Lênh có lưu 67 lượng trạm Q = 19,28 m3/s Trạm bơm Yên Lệnh II với trạm bơm Yên Lệnh có đảm nhận lưu vực tiêu 2593 Việc chọn lựa phương án để đầu tư xây dựng cần nghiên cứu kỹ giai đoạn lập dự án để phù hợp với điều kiện tự nhiên, điều kiện phát triển kinh tế - xã hội khả cấp vốn đầu tư cho dự án Tuy nhiên dù có chọn phương án phải đảm bảo tiêu hết lượng nước cần tiêu thời gian tiêu cho phép việc xây dựng thêm công trình tiêu đầu mối cần thiết Vị trí đặt trạm bơm hướng tiêu trạm bơm xây dựng để bổ sung lực tiêu cho lưu vực - Vị trí xây dựng trạm bơm Yên Lệnh II dự kiến đặt khu vực gần đê sơng Hồng, lấy kênh A4-13-11 làm trục tiêu đưa nước từ kênh A4-13 vào bể hút trạm bơm Hướng tiêu trạm bơm Yên Lệnh II tiêu sơng Hồng - Vị trí xây dựng trạm bơm Bảy Cửa dự kiến đặt khu vực gần trạm bơm Bảy Cửa có lấy kênh A4-13 làm trục tiêu Vị trí xác đặt trạm bơm Bảy Cửa nghiên cứu, đề xuất giai đoạn lập dự án đầu tư xây dựng cơng trình Giải pháp 2: Xây dựng cống điều tiết kênh A4-13 Cống điều tiết phân chia tạm thời lưu vực hai cụm trạm bơm Yên Lệnh Bảy Cửa dự kiến đặt vị trí kênh A4-13 giao cắt với Quốc lộ 38 Cống điều tiết có nhiệm vụ sau: Cho phép tồn lượng nước cần tiêu 2.103,5 lưu vực phía thượng lưu cống chảy qua để tiêu tự chảy sông Châu Giang qua cống A4-13 mực nước ngồi sơng Châu Giang thấp mực nước cần trì đồng trạm bơm Bảy Cửa tiêu sông Châu Giang cần thiết điều kiện cho phép Cho phép toàn lượng nước cần tiêu 920,5 lưu vực phía hạ lưu cống ( lưu vực tiêu trạm bơm Bảy Cửa) tiêu cơng trình đầu mối tiêu trạm bơm Yên Lệnh trường hợp cần vận hành trạm bơm Yên Lệnh 68 (Yên Lệnh I Yên Lệnh II trạm bơm n Lệnh) trạm bơm Bảy Cửa khơng hoạt động Cho phép phương tiện vận tải thủy qua lại phù hợp với quy hoạch giao thông địa phương Giải pháp 3: Xây dựng hồ điều hòa Xây 90 hồ điều hòa sở chuyển đổi mục đích sử dụng đất 63,4 diện tích đất trồng lúa hiệu 26,6 ao hồ tự nhiên gần khu vực đầu mối trạm bơm Yên Lệnh Bảy Cửa Các hồ điều hòa có chiều sâu trữ nước khơng nhỏ 2,0 m chiều sâu điều tiết nước không nhỏ 1,0 m Giải pháp 4: Xây dựng cơng trình tiêu nội đồng Dựa vào điều kiện tự nhiên, điều kiện cân nước nêu trên, luận văn đề xuất xây dựng trạm bơm Bút cạnh trạm bơm Bút 1, có lưu lượng thiết kế Q= 6,09 m3/s, tiêu nước kênh A4-13-8 đồng thời tiến hành nạo vét kênh A4-13-8 để đảm bảo lưu lượng chuyển nước Giải pháp 5: Cải tạo, nâng cấp đồng thống kênh mương cơng trình kênh đáp ứng yêu cầu tiêu nước phát triển nông thôn bao gồm công việc sau: Nạo vét, cải tạo toàn hệ thống kênh tiêu vùng tiêu theo mặt cắt thiết kế đảm bảo tiêu hệ số tiêu theo thiết kế Trong trình cải tạo nâng cấp kênh khơng làm mâu thuẫn với quy hoạch xây dựng nông thôn Một số tuyến kênh đồng thời việc nạo vét mở rộng lòng kênh dẫn kết hợp với làm đường giao thông, đáp ứng yêu cầu giao thông thủy giao thông Cải tạo nâng cấp công trình kênh cầu, cống điều tiết nước cho phù hợp với yêu cầu nạo vét, cải tạo kênh mương Xây dựng bổ sung thêm cơng trình thiếu cống điều tiết, cầu đường giao thông nông thôn kết hợp với cống điều tiết mở rộng bờ kênh, vừa đáp ứng yêu cầu tiêu nước, vừa đáp ứng yêu cầu xây dựng nông thôn 69 3.3.2 Cơ sở khoa học giải pháp đề xuất Cơ sở 1: Căn kết cân nước Kết tính tốn cân nước cho toàn vùng tiêu cho tiểu vùng tiêu động lực đề cập chương cho thấy: - Các cơng trình đầu mối tiêu có đáp ứng 60 % yêu cầu tiêu nước đến năm 2020 19,28 m3/s chưa có cơng trình tiêu - Tiểu vùng tiêu động lực kênh trạm bơm Yên Lệnh thiếu 6,09 m3/s đáp ứng yêu cầu tiêu nước năm 2020 Viêc đầu tư xây dựng thêm cơng trình đầu mối tiêu nước trạm bơm tiêu nội đồng với phương án quy mô nêu mục 3.2.1 cần thiết Cơ sở 2: Phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, yêu cầu công nghiệp hóa, đại hóa nơng nghiệp, nơng thơn phù hợp với chủ trương Đảng Nhà nước đến năm 2020 nước ta trở thành nước công nghiệp Như nêu phần trước, hầu hết cơng trình tiêu nước xây dựng địa bàn huyện Duy Tiên nói chung lưu vực Yên Lệnh nói riêng có lực hoạt động với hệ số tiêu thiết kế từ – l/s/ha Hệ số tiêu quy mơ cơng trình tiêu xây dựng phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn Hiện nước ta nói chung lưu vực nghiên cứu nói riêng đẩy nhanh q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa nơng nghiệp nơng thơn, phấn đấu đến năm 2020 Duy Tiên huyện công nghiệp Như yêu cầu tiêu nước năm gần năm tới lớn Theo kết nghiên cứu luận văn, hệ số tiêu thiết kế lưu vực nghiên cứu lên tới 16,12 l/s/ha Như nêu, công trình tiêu nước xây dựng khơng đủ lực để đáp ứng yêu cầu tiêu nước thời điểm lẫn tương lai Do đề xuất xây dựng bổ sung thêm cơng trình tiêu nước cải tạo, nâng cấp cơng trình tiêu có để tiêu đủ hệ số tiêu lượng nước cần tiêu cho lưu vựu cần thiết tất yếu 70 Cơ sở 3: Hiện trạng cơng trình thủy lợi lưu vực nghiên cứu Như nêu chương chương 2, công trình đầu mối tiêu vùng nghiên cứu gồm trạm bơm Yên Lệnh trạm bơm Bảy Cửa 1,3 Cơng trình sau đầu mối trạm bơm gồm hệ thống kênh mương, cơng trình chuyển nước, cống điều tiết trạm bơm tiêu nội đồng Các cơng trình khơng thiết kế với hệ số tiêu thấp mà chúng có thời gian làm việc dài từ 15 năm trở lên, chí 30 năm nên phần lớn bị xuống cấp hư hỏng phần (cả phần điện lẫn cơng trình thủy cơng) nên hiệu suất làm việc khơng cao Kênh mương bị bồi lấp, lấn chiếm, có nhiều loại vật cản làm biến dạng mặt cắt nên khả chuyển nước thâp, không đáp ứng yêu cầu tiêu lưu vực Yên Lệnh Việc cải tạo nâng cấp cơng trình có có khả hoạt động để chúng vận hành ổn định vùng có hiệu suất cao thay cơng trình cũ bị hư hỏng nặng thiết bị cũ lạc hậu cơng trình với cơng nghệ đại nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu nước cần thiết Kênh A4-13 nguyên trục tiêu tự chảy lưu vực Cùng với q trình phát triển kinh tế xã hội lưu vực, mực nước sông Châu Giang nơi nhận nước tiêu ngày cao, không đáp ưng yêu cầu tiêu tự chảy Do trạm bơm Bảy Cửa 1, xây dựng, lấy kênh A4-13 làm trục tiêu đưa nước bể hút trạm bơm Khi lực tiêu trạm bơm Bảy Cửa không đáp ứng yêu cầu tiêu nươc ngày cao vùng nên năm 1999 trạm bơm Yên Lệnh đầu tư xây dựng tiêu nước sông Hồng Hai trạm bơm Bảy Cửa trạm bơm Yên Lệnh tiêu chung lưu vực, lấy kênh A4-13 làm trục tiêu hỗ trợ để tiêu nước Hiện trạng lực tiêu nước trạm bơm đầu mối nói nêu phần trước không đáp ứng yêu cầu tiêu Do việc đầu tư xây dựngbổ sung thêm cơng trình đầu mối tiêu để đáp ứng u cầu tiêu nước ngày cao phù hợp với quy luật phát triển 71 Từ trạng hai cụm cơng trình đầu mối tiêu nước hai sông khác tiêu chung lưu vực nên hiệu tiêu nước cơng trình khơng cao Để phù hợp với quy trình quản lý vận hành khai thác cơng trình đầu mối tiêu nâng cao hiệu tiêu nước, cần thiết phải xây dựng cơng trình điều tiết phân chia lưu vực tiêu hai trạm bơm Sau nhiêu thập kỷ xây dựng phát triển, lưu vực tiêu trạm bơm Yên Lệnh hình thành vùng tiêu theo hai hướng tiêu khác (ra sông Hồng sơng Châu Giang) hình thành tiểu vùng tiêu động lực tiêu trực tiếp vào trục tiêu hệ thống trạm bơm Trước năm 2010 sông Châu Giang sông chết nên lực tiêu nước chuyển tải nước sông hạn chế Trước thời điểm việc đầu tư xây dựng thêm cơng trình tiêu nước sơng Châu Giang không hợp lý mặt quy hoạch sở khoa học Từ năm 2010 sông Châu Giang cải tạo, nạo vét, khoi thông cống Tắc Giang nối sông Hồng với sông Châu Giang xây dựng nguồn vốn ADB lực tiêu sông Châu Giang lớn Việc đầu tư xây dựng thêm cơng trình tiêu nước vào sơng Châu Giang hồn tồn hợp lý có tính khả thi cao Cơ sở 4: Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu Điều kiện tự nhiên đặc điểm địa hình có ý nghĩa quan trọng đến việc đề xuất giải pháp tiêu lưu vực tiêu Yên Lệnh Cụ thể sau: - Địa hình lưu vực n Lệnh có hướng dốc chủ yếu từ bắc xuống nam Khu vực ven sơng Châu Giang đặc biệt vị trí tiếp nhận nước kênh A4-13 sông nơi thấp Sông Châu Giang cải tạo, nâng cấp có khả tiếp nhận nước tiêu lớn Kênh A4-13 nguyên sông tự nhiên chảy xuống sông Châu Giang cải tạo thành trục tiêu vùng Bởi biện pháp tiêu tự chảy sông Châu Giang qua cống A4-13 mực nước sông nơi nhận nước tiêu thấp mực nước cần trì đồng biện pháp xây dựng thêm trạm bơm tiêu nước sông Châu Giang biện pháp tiêu tự chảy không đáp ứng phù hợp với điều kiện tự nhiên lưu vực 72 - Khu vực xây dựng trạm bơm Yên Lệnh nằm ven đê sơng Hồng khơng phải nơi có địa hình thấp lại nơi gần trục tiêu A4-13 chênh lệch cao độ địa hình không đáng kể Việc chuyển nước từ kênh A4-13 đến trạm bơm Yên Lệnh thuận lợi Mặt khác, khu vực có điều kiện mặt rộng, thuận lợi cho bố trí tổng thể cơng trình đầu mối Vì lựa chọn vị trí xây dựng cơng trình đầu mối tiêu trạm bơm Yên Lệnh để tiêu sông Hồng phù hợp - Kết nghiên cứu khảo sát thực địa vùng nghiên cứu cho thấy phần lớn ao hồ tự nhiên nhân dân sử dụng để nuôi cá tập trung khu vực gần cơng trình đầu mối trạm bơm n Lệnh trạm bơm Bảy Cửa Phần lớn diện tích trồng lúa thường xuyên bị úng ngập cho suất vùng tiêu tập trung khu vực Do lựa chọn giải pháp cải tạo ao hồ, ruộng trũng khu vực thành hồ điều hòa để giảm nhẹ hệ số tiêu cải thiện điều kiện môi trường cho lưu vực tiêu Yên Lệnh hoàn toàn phù hợp 3.4 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG Lưu vưc tiêu trạm bơm Yên Lệnh có đặc điểm chung đại diện cho vùng đồng Bắc Bộ nước ta có đủ loại đối tượng sử dụng nước tiêu nước, có chế độ cấp nước tiêu thoát nước phụ thuộc chủ yếu vào chế độ nước hệ thống Sông Hồng Cũng nhiều hệ thống cơng trình tiêu nước xây dựng vùng đồng Bắc Bộ nói chung hệ thống tiêu Yên Lệnh nói riêng nhiều năm qua hướng vào mục tiêu chủ yếu đảm bảo yêu cầu cho nông nghiệp, chưa trọng đến yêu cầu cấp thoát nước khu vực đô thị, công nghiệp đối tượng tiêu nước khác Bởi có thêm nhu cầu tiêu thoát nước mưa cho đối tượng tiêu nước đòi hỏi thời gian tiêu căng thẳng hơn, triệt để nên xảy mâu thuẫn nhu cầu tiêu thoát nước với khả tiêu nước chuyển tải nước cơng trình tiêu nước Với xu thay đổi phức tạp theo chiều 73 hướng bất lợi thời tiết cơng trình thủy lợi có lại khơng đáp ứng mâu thuẫn nhu cầu khả đáp ứng lại căng thẳng Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội khu vực đến năm 2020, luận văn nghiên cứu đề xuất số giải pháp áp dụng cho lưu vựu Yên Lệnh giải khó khăn trên: * Giải pháp phi cơng trình: + Thực việc tiêu nước đệm trước trận mưa lớn; + Tuyên truyền, vận động người dân toàn địa bàn nghiêm chỉnh chấp hành Pháp lệnh khai thác bảo vệ cơng trình thủy lợi; + Xây dựng quy trình vận hành hợp lý cho trạm bơm tiêu đầu mối cơng trình tiêu nước, điều tiết nước hệ thống ; + Đào tạo, nâng cao chất lượng cán kỹ thuật quản lý, vận hành cơng trình thủy lợi để đáp ứng yêu cầu đại hóa hệ thống thủy lợi * Giải pháp cơng trình: + Xây dựng thêm trạm bơm, cơng trình tiêu đầu mối để đáp ứng yêu cầu tiêu nước đến năm 2020; + Xây dựng cống điều tiết, phân chia lưu vực trạm bơm Yên Lệnh Bảy Cửa kênh A4-13; + Xây dựng hồ điều hòa có diện tích 90ha chuyển đổi từ diện tích trồng lúa nước vùng trũng cải tạo toàn số ao hồ tự nhiên gần khu vực đầu mối; + Xây dựng,bổ sung thêm cơng trình tiêu nội đồng; + Cải tạo, nâng cấp đồng hệ thống kênh mương cơng trình kênh, tiến hành nạo vét trục sơng, sơng nhánh đảm bảo dẫn nước tưới tiêu cho toàn hệ thống 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN Hệ thống thủy lợi địa bàn huyện Duy Tiên nói chung lưu vực tiêu Yên Lệnh nói riêng xây dựng từ lâu với quy mơ cơng trình đáp ứng thời điểm xây dựng, phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế - xã lúc Hơn cơng trình có xây dựng khơng đồng bộ, cơng trình đáp ứng việc thiếu đâu bổ sung đó, chưa có quy hoạch cụ thể dẫn đến tình trạng cơng trình có không hoạt động hết khả thiết kế Hệ thống tiêu nước địa bàn hướng vào mục tiêu phát triển nơng nghiệp, chưa trọng đến yêu cầu cấp thoát nước cho nhu cầu khác đặc biệt tiêu nước cho khu vực công nghiệp đô thị Hiện cấu sử dụng đất huyện vùng nghiên cứu có chuyển dịch mạnh, tỷ lệ diện tích chuyển đổi thành đất thị, khu cơng nghiệp ngày tăng, diện tích đất trồng lúa nước, hồ ao khu trũng có khả trữ điều tiết nước mưa ngày thu hẹp, nhu cầu tiêu nước tăng lên nhanh chóng dẫn đến mâu thuẫn nhu cầu với khả tiêu nước chuyển tải nước cơng trình trở nên căng thẳng Các cơng trình đầu mối tiêu xuống cấp, hệ thống kênh mương bị bồi lấp gây cản trở việc tiêu thoát nước Hệ tất yếu mâu thuẫn tình trạng úng ngập xảy ngày thường xuyên hệ thống thủy lợi huyện việc xây dựng chiến lược phát triển thuỷ lợi nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội Kết nghiên cứu luận văn cho thấy phần lớn trận mưa gây úng xuất vùng nghiên cứu mưa ngày có đỉnh mưa rơi vào ngày thứ ngày thứ trận mưa Mưa gây úng tần suất thiết kế 10% có tổng lượng mưa 407,24mm Luận văn nghiên cứu tính tốn xác định hệ số tiêu loại đối tượng tiêu nước có mặt vùng tiêu hệ số tiêu thiết kế vùng Với mơ hình trận 75 mưa thiết kế cấu sử dụng cho đất theo quy hoạch đến năm 2020, hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho vùng nghiên cứu không nhỏ 16,12 l/s/ha Để đạt hệ số tiêu bắt buộc phải xây dựng hồ điều hòa gần khu vực đầu mối trạm bơm Yên Lệnh Bảy Cửa Tổng diện tích mặt nước hồ điều hòa không nhỏ 90 ha, độ sâu trữ nước điều tiết nước không nhỏ 1,0 m Căn vào kết nghiên cứu đánh giá trạng tính tốn cân nước, luận văn đề xuất số giải pháp cơng trình, giải pháp phi cơng trình để đáp ứng u cầu tiêu nước đến năm 2020 Luận văn phân tích sở khoa học thực tiễn giải pháp đề xuất B KIẾN NGHỊ Luận văn sở đánh giá trạng cơng trình thủy lợi sở khoa học đề xuất số giải pháp cơng trình đáp ứng u cầu tiêu nước lưu vực Yên Lệnh Tuy nhiên nghiên cứu, tính tốn luận văn vào mơ hình mưa tiêu thời điểm cấu sử dụng đất thời điểm để dự báo khả thay đổi tổng lượng mưa mô hình mưa, khả thay đổi cấu sử dụng đất hệ thống đến năm 2020 Mức độ xác dự báo chưa có sở để kiểm chứng Do cần tiếp tục nghiên cứu vấn đề sau: 1) Nghiên cứu dự báo khả phát triển kinh tế - xã hội như: cấu sử dụng đất đai, cấu trồng vật nuôi, yêu cầu cấp nước tiêu nước loại đối tượng sử dụng nước 2) Đối với tiểu vùng hệ thống tài liệu hạn chế nên cần tính tốn chi tiết số thời điểm tương lai, sử dụng mơ hình tính tốn thủy lực phù hợp để từ rút giải pháp cho cơng trình tiêu nước cho hệ thống 3) Nghiên cứu chi tiết giải pháp công trình phi cơng trình đáp ứng u cầu chuyển dịch cấu trồng, cấu sử dụng đất cấu ngành kinh kế khu vực đến năm 2020 Các giải pháp cơng trình luận văn chủ yếu dựa vào phương trình cân nước nên cần tính tốn kiểm tra 76 thay đổi cấu sử dụng đất hệ thống từ đưa giải pháp cần thiết đáp ứng nhu cầu tiêu nước cho toàn hệ thống 4) Do kiến thức hạn chế, tài liệu thu thập phục vụ nghiên cứu chưa đầy đủ tác giả mong thầy cô giáo, chuyên gia quan tâm góp ý kiến để luận văn mang tính thực tiễn cao, áp dụng vào thực tế 77 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN Qua việc nghiên cứu đề tài: “Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Yên Lệnh” luận văn có đóng góp sau: 1) Xác định dạng phân phối mơ hình mưu tiêu thiết kế áp dụng cho lưu vực tiêu Yên Lệnh 2) Xác định hệ số tiêu thiết kế áp dụng cho tiểu vùng phù hợp với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội huyện 3) Đề xuất số biện pháp phi cơng trình cơng trình nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu nước khu vực đến năm 2020 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tống Đức Khang, Bùi Hiếu, Phạm Việt Hòa (2002), Quản lý cơng trình thủy lợi, NXB Xây dựng , Hà Nội Trịnh Quang Hòa, PGS.TS Dương Văn Tiển (2003), Giáo trình thủy văn cơng trình, NXB Nơng Nghiệp - Hà Nội Nguyễn Tuấn Anh, Tống Đức Khang (2004), Các phương pháp tính tốn quy hoạch hệ thống thủy lợi, NXB Nông nghiệp - Hà Nội Tống Đức Khang, Bùi Hiếu (2006), Giáo trình quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi, NXB Xây dựng, Hà Nội Tiêu chuẩn 14 TCN-60-88 (1990), Tiêu chuẩn thiết kế hệ số tiêu cho ruộng lúa, Hà Nội Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4118 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Hệ thống tưới tiêu - Yêu cầu thiết kế Trung tâm khoa học & triển khai kỹ thuật thủy lợi (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng cơng nghiệp hóa thị hóa đến hệ số tiêu vùng đồng Bắc Bộ, Hà Nội-2010 UBND tỉnh Hà Nam, Quy hoạch phát triển giao thông vận tải tỉnh Hà Nam giai đoạn 2007-2015, định hướng đến 2025, quy hoạch điều chỉnh bổ sung số điều quy hoạch phát triển giao thông giai đoạn 2007-2015, định hướng đến 2025 theo Quyết định số 901/QĐ-UBND ngày 26/7/2011 UBND tỉnh Hà Nam, Quyết định số 1421-QĐ/UBND việc quy hoạch mạng lưới khu công nghiệp, cụm công nghiêp – tiểu thủ công nghiệp huyện, thị xã cụm tiểu thủ công nghiệp làng nghề xã, thị trấn tỉnh Hà Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2015 10 Chi cục thống kê huyện Duy Tiên, Niên giám thống kê Hà Nam 2011 11 UBND tỉnh Hà Nam, Quy hoạch xây dựng vùng tỉnh Hà Nam đến 2030 tầm nhìn đến 2050 theo Quyết định số 364/QĐ-UBND ngày 25/3/2011 79 12 Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Hà Nam đến 2020 theo Quyết định 1226/QĐ-TTg ngày 22/7/2011 Thủ tướng Chính phủ ... TRÌNH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TIÊU NƯỚC VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 62 3.2.1 Đề xuất giải pháp 62 3.2.2 Cơ sở khoa học giải pháp đề xuất 64 3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH... GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TIÊU NƯỚC VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 66 3.3.1 Đề xuất giải pháp 66 3.3.2 Cơ sở khoa học giải pháp đề xuất 69 3.4 NHẬN XÉT... giải pháp tiêu nước phù hợp, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội địa phương Do đề tài luận văn cao học Cơ sở khoa học đề xuất giải pháp nâng cấp hệ thống tiêu trạm bơm Yên Lệnh” cần