đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi

đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi đồ án quy hoạch thiết kế hệ thống thủy lợi

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUY HOẠCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỢI

Khu tưới của vùng dự án thuộc thôn Trường Định, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thànhphố Đà Nẳng, có diện tích canh tác khoảng 249,9 ha; trung tâm khu tưới có tọa độ địa lý

7

16o vĩ độ Bắc và 1080 6 kinh độ Đông Khu tưới nằm ở bờ bắc sông Cu Đê cách cửasông 4 km và cách trung tâm thành phố Đà Nẵng khoảng 15,5 km về phía tây bắc

Giới hạn địa lý của thôn Trường Định: Phía bắc giáp dãy núi Ti ton

Phía đông giáp ấp Thủy TúPhía tây giáp xã Hòa BắcPhía nam giáp sông Cu Đê

I.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH:

Vùng nghiên cứu dự án có địa hình tương đối phức tạp, ba phía bị núi đồi núi bao bọc,phía còn lại là sông Cu Đê, hướng dốc chính là hướng Bắc - Nam

I.3 TÌNH HÌNH THỔ NHƯỠNG:

Khu tưới nằm ngay dưới chân núi Đất trong vùng dự án phổ biến dạng đất sét, sétpha có nguồn gốc bồi tích Hiện nhân dân đang trồng lúa nên độ ẩm của đất thay đổi liên tụctùy thuộc vào lượng nước được đưa vào mặt ruộng

I.4 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU - THỦY VĂN:

1/ Nhiệt độ không khí:

Nhiệt độ trung bình hằng năm 25,6oC; so với nhiệt độ tiêu chuẩn của nhiệt đới là 210C nên

ở thành phố Đà Nẵng có nguồn nhiệt dồi dào, tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng pháttriển

Bảng 1 Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm

t0 (C) 21.3 22.2 23.9 26.1 28.1 29.0 29.1 28.8 27.3 25.8 23.9 21.8 25.6

2/ Độ ẩm không khí:

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm

3/ Tốc độ gió:

Dao động trong khoảng từ (1,5 – 2 m/s) Tốc độ gió trung bình vào khoảng 1,78 m/s

Bảng 3 Tốc độ gió trung bình hàng năm

v (m/s) 1.8 1.9 1.9 1.8 1.8 1.5 1.5 1.7 1.8 1.9 2.0 1.8 1.78

4/ Số giờ nắng:

Số giờ nắng trung bình là 6.2 giờ, thuận lợi cho quá trình quang hợp của cây trồng

Bảng 4 Số giờ nắng trung bình ngày của các tháng

p(giờ) 4.7 5.3 6.4 7.3 8.5 8.0 8.3 7.4 6.3 5.0 3.9 3.4 6.2

5/ Lượng mưa thiết kế:

Lượng mưa trung bình của năm là 182.1 m/s Lượng mưa trung bình tương đối thấp Các tháng mùa hè có lượng mưa thấp và mưa lớn tập trung vào các tháng từ cuối năm

Bảng 5 Lượng mưa thiết kế

PHẦN II HIỆN TRẠNG VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TÁC THỦY LỢI

II.1 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI:

II.1.1 Tình hình thiên tai trong vùng dự án:

Khí hậu vùng dự án mang đặc trưng khí hậu duyên hải miền trung, khí hậu trong vùngảnh hưởng rõ rệt của gió mùa Đông Bắc và gió Tây Nam Về mùa Đông, gió mùa Đông Bắcbắt đầu thổi với hoạt động xoáy thuận ,bão và hội tụ nhiệt đới gây ra mưa lớn nhiều nơi,sinh

ra lũ lụt Mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 Cũng trong thời gian này, các cơn bão

Do đó việc xây dựng công trình thủy lợi trong vùng dự án là một trong hai niềm mongước lớn nhất hiện nay của nhân dân thôn Trường Định

II.1.2 Hiện trạng thủy lợi:

Như đã trình bày ở phần trước, thôn Trường Định hiên nay chưa có một công trình thủylợi nào, nguồn nước tưới chủ yếu là dựa vào nước mưa Nhưng lượng nước thiên nhiên lạiphân bố không đồng đều trong mùa mưa và mùa khô gây nên rất nhiều khó khăn cho sảnxuất nông nghiệp trong vùng dự án

II.2 YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TÁC THỦY LỢI:

Công tác thủy lợi trong vùng dự án với yêu cầu cấp bách là đảm bảo chủ động được

nguồn nước tưới 91 ha đất lúa, nhằm tăng diện tích canh tác trong vụ Xuân Hè và tăng năngsuất sản lượng trong một năm Qua việc phân tích hiện trang thủy lợi trong vùng dự án nhậnthấy vùng dự án đang thiếu nước nghiêm trọng cho việc sản xuất nông nghiệp Do đó việcxây dựng công trình thủy lợi trong vùng để đáp ứng nguồn nước tưới cho sản xuất nôngnghiệp trong vùng Trường Định là vô cùng cấp thiết

II.3 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ TRONG VÙNG DỰ ÁN:

Để giảm bớt diện đói nghèo, ổn định cuộc sống của nhân dân, thì ổn định được sản xuấtnông nghiệp là mục tiêu hàng đầu, nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực cho nhân dân và tạonguồn quỹ lương thực hàng hóa, để phát triển các nghành nghề khác

Để đạt được mục tiêu trên, cần phải thâm canh tăng vụ, tăng năng suất cây trồng là biệnpháp chủ yếu Muốn vậy cần phải có công trình thủy lợi để chủ động nguồn nước mới đạtđược mức lương thực bình quân đầu người>500kg/người, năng suất lúa bình quân 6 tấn/ha-

vụ như các vùng khác của huyện Hòa Vang

Khả năng phát triển các nghành kinh tế khác trong vùng dự án nói chung không lớn vàchỉ có thể thực hiện được trên cơ sỡ nền sản xuất nông nghiệp vững chắc và ổn định mà việcđầu tiên cần phải giải quyết là thủy lợi hóa

PHẦN III BIỆN PHÁP THỦY LỢI VÙNG DỰ ÁN

GIẢI PHÁP THỦY LỢI TRONG VÙNG DỰ ÁN:

* Nguồn nước:

Từ yêu cầu và nhiệm vụ công tác thủy lợi đối với vùng dự án là phải đảm bảo được

lượng nước của 249,9 ha đất lúa, theo tần suất thiết kế p=75%, biện pháp thủy lợi tốt nhất là

sử dụng nguồn nước măt tại chổ Có 3 nguồn nước mặt trong vùng dự án như sau:

Những năm không có mưa lũ tiểu mãn ( tháng 5,6 ) thì tháng 7,8 vùng hạ lưu sông Cu

Đê bị nhiểm mặn rất nặng

PHẦN IV TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO CÂY LÚAIV.1 TÀI LIỆU DÙNG TRONG TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI:

IV.1.1/ Tài liệu địa hình:

IV.1.3/ Thời vụ và thời gian sinh trưởng:

Bảng 7 Thời gian gieo sạ và sinh trưởng của cây lúa

IV.1.5/ Số liệu về cây lúa:

Bảng 9 Giai đoạn sinh trưởng và hệ số sinh lý Kc của cây lúa

Giai đoạn sinh trưởng Thời gian (ngày) Hệ số Kc

IV.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH:

IV.2.1/ Phương trình cân bằng nước dùng trong tính toán chế độ tưới cho cây lúa:

) / (

5 4 3 2

W P C

W4 : Lượng nước nâng cao lớp nước mặt ruộng(m3/ha)

W5i: Lượng nước thay thế để điều tiết nhiệt độ, độ khoáng hóa của nước ruộng(

IV.2.2/ Công thức tính lượng nước cần:

Sử dụng công thức Penmam để tính lượng nước yêu cầu của cây lúa

Công thức Penmam

0

ET K

E  c (mm/ngày)

)]

)(

()1([

0 C WR n W f n e a e d

W: Yếu tố biểu thị quan hệ nhiệt độ-trọng lượng

1 Lượng bốc hơi tiềm năng:

2 Lượng mưa hiệu quả:

3 Nhu cầu nước cho vụ Đông Xuân:

4 Lượng nước cần cho vụ Đông Xuân:

5 Tính toán nhu cầu nước cho vụ Hè Thu:

6 Lượng nước cần cho vụ lúa Hè Thu:

Giản đồ hệ số tưới đã hiệu chỉnh (q-t) Ghi chú

10 10 10 11 10 10 11 10 10 8 10 10 10 5 0.00

0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

Giản đồ hệ số tưới sơ bộ

Giản đồ hệ số tưới hiệu chỉnh

7.2 Lập giản đồ hệ số tưới cho vụ lúa Hè Thu:

Giản đồ hệ số tưới hiệu chỉnh (q-t) Ghi chú

10 10 10 11 10 10 11 10 10 8 10 10 10 5 0.00

0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

Giản đồ hệ số tưới sơ bộ

Giản đồ hệ số tưới hiệu chỉnh

PHẦN V

BỐ TRÍ HỆ THỐNG KÊNH TƯỚI VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN

KÊNH CHÍNH CỦA HỒ CHỨA NƯỚC TRÀ NGÂM

V.1 Bố trí hệ thống kênh chính.

V.1.1 Nguyên tắc bố trí kênh tưới.

Bố trí kênh tưới phụ thuộc nhiều yếu tố nhất là điều kiện địa hình và địa chất Khi bố trí

ta cần bố trí theo những nguyên tắc sau:

- Tuyến kênh chính phải bố trí ở những địa thế cao để có thể khống chế được toàn khutưới, tưới tự chảy vào mặt ruộng Nên bố trí kênh theo đường sóng trâu để có thể khống chếđược diên tích hai bên kênh, giảm chiều dài kênh

- Bố trí kênh phải xét đến điều kiện lợi dụng tổng hợp đường kênh: phát điện, vận tảithủy, cung cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp

- Khi bố trí phải xét đến các mặt liên quan (Địa giới hành chính, địa giới sản xuất, quyhoạch đất đai trong khu vực ) để phát huy tác dụng của kênh mà không mâu thuẩn với cácmặt đó Các kênh cấp nước nên bố trí để có thể khống chế diện tích tưới của từng xã, từngkhu sản xuất để tránh tình trạng tranh chấp nước

- Bố trí kênh cấp trên phải tạo điều kiện cho việc bố trí kênh cấp dưới và bố trí công trìnhtrên kênh

- Tạo điều kiện tốt cho việc bố trí hệ thống kênh tiêu

- Phương án bố trí phải vượt qua ít chướng ngại vật, ít công trình trên kênh, khối lượngđào đắp nhỏ, rẻ tiền, dễ thi công, dễ quản lý

- Cần bố trí kênh ở những nơi có địa chất tốt để lòng kênh ổn định, không bị xói lở, ít bịngấm nước

Thể hiện ở bình đồ khu tưới

V.1.5 Thống kê hệ thống kênh tưới.

CÁC BẢNG THỐNG KÊ DIỆN TÍCH KHU TƯỚI

DIỆN TÍCH KHU TƯỚI N1

DIỆN TÍCH KHU TƯỚI N3-21

DIỆN TÍCH KHU TƯỚI N3

DIỆN TÍCH KHU TƯỚI N5

DIỆN TÍCH TƯỚI CỦA KÊNH CHÍNH

PHẦN VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÊNH TƯỚI

I Tính toán lưu lượng.

1 Tính lưu lượng Q tk

Khi tính toán một hệ thống kênh hoặc một đoạn kênh thì ta có hai loại lưu lượng:

+ Lưu lượng thực cần Qnetto(Qnet):là lưu lượng chưa kể đến tổn thất trong quá trình chuyểnnước trên một đoạn kênh hay một hệ thống kênh nên gọi là lưu lượng cuối kênh

+ Lưu lượng cần lấy Qbrutto(Qbr): là lưu lượng đã kể đến tổn thất trong quá trình chuyểnnước, nên gọi là lưu lượng lấy vào hay lưu lượng đầu kênh

Sơ đồ tính cho kênh N5

`

Sơ đồ tính cho kênh chính KC:

b Kết quả tính.

tt net

A=1.9; m=0.4 Hệ số đặc trưng tính chất đất lòng kênh

L:chiều dài kênh Qnet (l/s)

Kênh N3-23 qtk = 1.19 (l/s-ha) A=1.9 m=0.4

Qtt(l/s) 0.372 0.282 0.184 0.234

Qbr(l/s) 51.48 7.77 6.65 66.28 7.49 74.05 6.51 80.74 7.00 87.98

Ta có QbrN1 = 87.98 ( l/s), η = 0.83

Kênh N5 qtk = 1.19 (l/s-ha) A=1.9 m=0.4

3 Tính lưu lượng Q tk ,Q max , Q min trên kênh chính.

+ Lưu lượng thiết kế: QTK được lấy cho từng đoạn kênh và thiết kế cho đoạn nào thì lấy

QTK= Qbr cho đoạn kênh đó

- Lưu lượng lớn nhất: Qmax= k.QTK= (1,2-1,3).QTK=1.2QTK

- Lưu lượng nhỏ nhất:Qmin= 0.4QTK

Nên ta có: Đoạn AB : QtkAB = QbrAB = 0.289 (m3/s)

QmaxAB = k x QtkAB = 1.2 x 0.289 = 0.347 (m3/s) QminAB = 0.4 x QtkAB = 0.4 x 0.289 = 0.116 (m3/s) Đoạn BC : QtkBC = QbrBC = 0.381 (m3/s)

QmaxBC = k x QtkBC = 1.2 x 0.381 = 0.457 (m3/s) QminBC = 0.4 x QtkBC = 0.4 x 0.381 = 0.152 (m3/s)

4 Tính toán thiết kế mặt cắt ngang kênh chính.

+ Hệ số nhám n:

Hệ số nhám n được chọn theo lưu lượng của đường kênh Ở trên ta đã tính được Q < 1(m3/s), ik=0,0006 do đó ta chọn hệ số nhám n = 0,025 đối với loại kênh đất

+ Hệ số mái m:

Với lưu lượng Q < 1 (m3/s) và đất làm kênh là đất sét pha, ta chọn m = 1

+ Tính b,h theo hệ số ổn định mái kênh

Cột 1:Đoạn kênh AB,BC

Cột 2: Lưu lượng Qtk,Qmax,Qmin

i m R

ln

4)

với m0 2 1m2  m=1.83Cột 4: Từ f(Rln) tra bảng phụ lục được Rln.( Tra PL 8.1/25-Bảng tra thủy lực)

Cột 5: Đoạn AB bk =0.8 (m), đoạn BC bk =1.0 (m),

Cột 6: Tính tỉ số b/Rln

Cột 7: Từ b/Rln tra bảng phụ lục ta được h/Rln ( Tra PL 8.3/30-Bảng tra thủy lực)

Cột 8: Từ b/Rln tra bảng phụ lục ta được R/Rln ( Tra PL 8.3/30-Bảng tra thủy lực)

Với A = 0.33 (Đất sét pha vừa) ; Qtk:Lưu lượng nhỏ nhất trong kênh(m3/s)

Kiểm tra điều kiện

Ta có : Đoạn kênh AB Vmax = 0.43 < [Vkx] = 0.548

Vmin = 0.33 > [Vkl] = 0.214, Vmin > 0,3

Đoạn kênh BC Vmax = 0.47 < [Vkx] = 0.563 (thỏa mãn)

Vmin = 0.34 > [Vkl] = 0.226, Vmin > 0,3

5 Tính toán cao trình khống chế tự chảy ở đầu kênh nhánh:

Cao trình mực nước tại đầu kênh nhánh cấp dưới xác định như sau:

HycNi= A0+h+∑li+∑ψii (m)

Trong đó

HycNi: Cao trình khống chế tự chảy đầu kênh nhánh Ni

h : Độ sâu lớp nước mặt ruộng lớn nhất cần duy trì theo công thức tăng sản

∑ψii :Tổn thất cột nước qua các công trình trên kênh cấp dưới

A0: Cao trình mặt ruộng cần khống chế tự chảy

idh =

Δzz

L =

z2−z1L

ik=0.0006Nếu ik< idh Chọn A0 chọn vùng đầu kênh

0.0006

0.000

145.35

0.11

5.8

2 0.1 5.92N3 0.005 0.0006 7.63 0.18 0.0006 0.0006 144 65.25 0.126 0.1 8.04 0.1 8.14N5 0.005 0.0006 6.52 0.18 0.0006 0.0006 158.6 0 0.095 0.2 7.00 0.1 7.10

idh = (cao trình đầu kênh – cao trình cuối kênh)/L

Vậy chọn cao trình yêu cầu tưới tự chảy là Hyc = 8.14 (m)

6 Xác định cao trình thiết kế trên kênh chính:

Cao trình mực nước thiết kế :

( a là khoảng cách an toàn, phụ thuộc vào lưu lượng chuyển nước trong kênh lấy a=0.2)

Kênh Hyc’ Htk Hmin Hmax ∇MNTK ∇ĐK MNmax ∇MNmin ∇bk

7.2 Tính khối lượng đào đắp:

Mặt cắt S bóc S đào S đắp L Stb

bóc

Stbđào

Stbđắp V bóc V đào V đắp

69.185

505.11

V đắp = (Sđắp (i) + Sđắp(i+1))*L /2

V bốc = (Sbóc (i) + Sbóc(i+1))*L /2

Nhận xét:

Đáp ứng được yêu cầu khống chế tự chảy

Mặt cắt của kênh chuyển được lưu lượng lớn nhất

Vmax < [Vkx], Vmin > [Vkl] ( theo kết quả ở trên )