Nghiên cứu phân phối nước hiệu quả, phục vụ đa mục tiêu cho hồ chứa nước suối Hai huyện Ba Vì, Thành phố Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TRẦN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU PHÂN PHỐI NƯỚC HIỆU QUẢ, PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CHO HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI HAI, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TRẦN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU PHÂN PHỐI NƯỚC HIỆU QUẢ, PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CHO HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI HAI, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC Mã số: 60.58.02.12 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LƯU VĂN QUÂN HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tác giả luận văn có lời cam đoan danh dự cơng trình khoa học mình, cụ thể: Tên tác giả: Trần Đức Thành Người hướng dẫn: TS Lưu Văn Quân Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu phân phối nước hiệu quả, phục vụ đa mục tiêu cho hồ chứa nước Suối Hai huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội” Tôi cam đoan đề tài luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu có tính độc lập riêng, không chép tài liệu chưa công bố nội dung đâu Các số liệu luận văn sử dụng trung thực, nguồn trích dẫn có thích rõ ràng, minh bạch, có tính kế thừa, phát triển từ tài liệu, tạp chí, cơng trình cơng bố, website Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm lời cam đoan danh dự Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Trần Đức Thành i LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tác giả nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiều quan, tổ chức, cá nhân Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cá nhân quan tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập nghiên cứu đề tài Trước hết tác giả xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy cơ, đến tác giả hoàn thành luận văn, đề tài: “ Nghiên cứu phân phối nước hiệu quả, phục vụ đa mục tiêu cho hồ chứa nước Suối Hai huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội” Đặc biệt tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo – TS Lưu Văn Quân quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn tác giả hoàn thành tốt luận văn thời gian qua Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học Thủy lợi, Công ty TNHH MTV Thủy lợi Sơng Tích, Xí nghiệp Thủy lợi Ba Vì, Khoa Phịng ban chức năng, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện cho tác giả suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Với điều kiện thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế, luận văn khơng thể tránh thiếu sót Tác giả mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy, để tác giả có điều kiện bổ sung, nâng cao trình độ mình, phục vụ tốt cơng tác thực tế sau Xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU 1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC KHAI THÁC VÀ QUẢN LÝ NGUỒN NƯỚC THUỘC HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI HAI .5 1.1 Tổng quan sử dụng nước có hiệu cho hồ chứa nước 1.1.1 Tổng quan hồ chứa nước 1.1.2 Tổng quan sử dụng nước hồ chứa nước Việt Nam .6 1.1.3 Các nghiên cứu có liên quan sử dụng nước hồ chứa .8 1.2 Giới thiệu hồ chứa nước Suối Hai .10 1.2.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế dân sinh xã hội 10 1.2.2 Các thơng số trạng hệ thống hồ chứa nước Suối Hai 20 1.2.3 Tình trạng phân phối nước hồ 23 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN LƯỢNG NƯỚC ĐẾN HỒ VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC HỒ 26 2.1 Tính tốn, xác định mưa tưới thiết kế 26 2.1.1 2.2 Tính tốn đặc trưng khí tượng thiết kế .27 Tính tốn lượng nước đến hồ ứng với kịch mưa 33 2.2.1 Tính tốn dịng chảy năm 33 2.2.2 Phân phối dòng chảy năm thiết kế 37 2.2.3 Tính tốn bốc thiết kế 41 2.3 Tính tốn nhu cầu nước đối tượng dùng nước hệ thống 43 2.3.1 Các đối tượng sử dụng nước hệ thống thủy lợi .43 2.3.2 Tính tốn nhu cầu nước cho đối tượng dùng nước .43 iii 2.3.3 Tổng hợp nhu cầu dùng nước toàn hệ thống 52 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ VỚI CÁC KỊCH BẢN CĨ THỂ XẢY RA VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT CỦA HỒ SUỐI HAI 54 3.1 Tính tốn sơ cân nước hồ chứa Suối Hai điều kiện 54 3.2 Tính điều tiết hồ với kịch mưa 57 3.2.1 Kịch điều tiết hồ chưa hạ mực nước để phát triển du lịch 59 3.2.2 Kịch điều tiết hồ hạ thấp mực nước hồ để phát triển du lịch 73 3.3 Đề xuất giải pháp cho kịch 79 3.3.1 Giải pháp chung: 79 3.3.2 Giải pháp chi tiết cho kịch 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 Kết luận 90 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 95 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ hành thành phố Hà Nội 11 Hình 1.2 Hồ chứa nước Suối hai, huyện Ba Vì, Hà Nội 12 Hình 1.3.Một số hình ảnh hồ chứa nước Suối Hai 20 Hình 1.4 Hiện trạng hồ Suối Hai 23 Hình 2.1 Mơ hình phân phối dòng chảy năm thiết kế 41 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Tổng hợp phân loại hồ chứa thủy lợi Bảng Các hồ chứa thủy lợi, thủy điện quan trọng nước ta (*) Bảng 3.Nhiệt độ trung bình tháng năm trạm Suối Hai 14 Bảng Độ ẩm khơng khí tương đối trung bình tháng trạm Suối Hai 15 Bảng Tổng lượng bốc TB năm, TB tháng max, nhiều năm (ống Pich) 16 Bảng Tốc độ gió trung bình tháng trạm Suối Hai 16 Bảng Số nắng tháng 16 Bảng Diện tích tự nhiên – dân số - mật độ dân số đơn vị hành huyện (đến 31/12/2015) 17 Bảng Các thơng số kỹ thuật cơng trình đầu mối: 22 Bảng Kết tính tốn thơng số thống kê X , C v ,C s 30 Bảng 2 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ 32 Bảng Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=75% 33 Bảng 4.Tổng hợp thơng số dịng chảy năm lưu vực hồ chứa nước Suối Hai 37 Bảng Phân phối dòng chảy đến hồ Suối Hai 40 Bảng Phân phối bốc phụ thêm khu vực hồ chứa Suối Hai (mm) 43 Bảng Độ ẩm đất canh tác 45 Bảng Thời kỳ sinh trưởng hệ số trồng lúa 45 Bảng Thời kỳ hệ số trồng trồng cạn 46 Bảng 10 Chiều sâu rễ trồng cạn 46 Bảng 11 Cơ cấu trồng thời kỳ 47 Bảng 12 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm 47 Bảng 13 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa 47 Bảng 14 Tổng hợp mức tưới cho ngô đông 47 Bảng 15 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng 48 Bảng 16.Quy mô đàn gia súc, gia cầm địa bàn thời điểm 49 Bảng 17 Tổng hợp nhu cầu nước chăn nuôi 49 Bảng 18 Diện tích ni trồng thủy sản địa bàn thời điểm 50 Bảng 19 Tổng hợp nhu cầu nước cho thủy sản 50 Bảng 20 Bảng kết yêu cầu nước cho sinh hoạt ( 106m3) 51 Bảng 21 Bảng kết yêu cầu nước cho khách du lịch 52 Bảng 22 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước mặt ruộng hệ thống 52 Bảng 23 Bảng kết tổng hợp u cầu dùng nước cơng trình đầu mối toàn hệ thống thời kỳ 53 Bảng Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 54 Bảng Quan hệ cao trình dung tích hồ, diện tích hồ 55 Bảng 3 Xác định tổn thất thấm bốc 56 vi Bảng Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai kể đến tổn thất .57 Bảng Bảng giao khoán vận hành trạm bơm Trung Hà 59 Bảng Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ 60 Bảng Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=50% .60 Bảng 8.Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm 60 Bảng Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa .60 Bảng 10 Tổng hợp mức tưới cho ngô đông 61 Bảng 11 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng 61 Bảng 12 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước hệ thống 61 Bảng 13 Bảng kết tổng hợp u cầu dùng nước cơng trình đầu mối toàn hệ thống thời kỳ 62 Bảng 14 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 62 Bảng 15.Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai kể đến tổn thất .63 Bảng 16 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa điển hình cho vụ 65 Bảng 17.Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=85% .65 Bảng 18 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm 66 Bảng 19 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa 66 Bảng 20 Tổng hợp mức tưới cho ngô đông 66 Bảng 21 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng 66 Bảng 22 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước hệ thống 67 Bảng 23 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước cơng trình đầu mối tồn hệ thống thời kỳ 67 Bảng 24.Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 67 Bảng 25.Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai kể đến tổn thất .68 Bảng 26 Bảng thống kê chọn mô hình mưa điển hình cho vụ 69 Bảng 27.Bảng phân phối mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=95% .70 Bảng 28 Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ chiêm 70 Bảng 29.Tổng hợp mức tưới cho lúa vụ mùa 70 Bảng 30 Tổng hợp mức tưới cho ngô đông 70 Bảng 31 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng 71 Bảng 32.Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước hệ thống 71 Bảng 33 Bảng kết tổng hợp yêu cầu dùng nước cơng trình đầu mối tồn hệ thống thời kỳ 72 Bảng 34 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 72 vii Bảng 35 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai kể đến tổn thất 73 Bảng 36 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 74 Bảng 37 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai hạ mực nước hồ kể đến tổn thất 74 Bảng 38 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 75 Bảng 39 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai hạ mực nước hồ kể đến tổn thất 76 Bảng 40 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai chưa kể đến tổn thất 77 Bảng 41 Kết tính tốn cân nước sơ hệ thống – hồ Suối Hai hạ mực nước hồ kể đến tổn thất 78 Bảng 54 Cơ cấu trồng sau chuyển đổi KB 1-2 82 Bảng 55.Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân KB 1-2 82 Bảng 56 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng chuyển đổi cấu KB 1-2 82 Bảng 57 Bảng điều tiết nước hồ chuyển đổi cấu trồng kể đến tổn thất KB 1-2 83 Bảng 58 Cơ cấu trồng sau chuyển đổi KB 1-3 2-3 84 Bảng 59 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân KB 1-3 2-3 84 Bảng 60 Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng chuyển đổi cấu KB 1-3 2-3 85 Bảng 61 Bảng điều tiết nước hồ chuyển đổi cấu trồng kể đến tổn thất KB 1-3 2-3 85 Bảng 62.Cơ cấu trồng sau chuyển đổi KB 2-2 88 Bảng 63 Tổng hợp mức tưới cho ngô vụ Chiêm Xuân KB 2-2 88 Bảng 64.Tổng hợp nhu cầu nước cho loại trồng chuyển đổi cấu KB 2-2 88 Bảng 65 Bảng điều tiết nước hồ chuyển đổi cấu trồng kể đến tổn thất KB 2-2 89 viii ... HỌC THỦY LỢI TRẦN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU PHÂN PHỐI NƯỚC HIỆU QUẢ, PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CHO HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI HAI, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC Mã số: 60.58.02.12... ? ?Nghiên cứu phân phối nước hiệu quả, phục vụ đa mục tiêu cho hồ chứa nước Suối Hai huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội? ?? Tôi cam đoan đề tài luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu có... văn, đề tài: “ Nghiên cứu phân phối nước hiệu quả, phục vụ đa mục tiêu cho hồ chứa nước Suối Hai huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội? ?? Đặc biệt tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo – TS