Mở rộng khẩu diện cống và cải tiến cửa van, một giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống thủy lợi Nam Măng Thít phục vụ tái cơ cấu nông nghiệp tỉnh Trà Vinh

Bài báo này nghiên cứu các phương án nâng cấp mở rộng khẩu diện cống, đề xuất quy mô hợp lý khẩu độ các cống ngăn mặn đảm bảo đáp ứng theo các yêu cầu tưới, tiêu và nuôi trồng thủy sản, xem xét phương án cải tiến cửa van các cống nhằm chủ động điều tiết linh hoạt nguồn nước phục vụ sản xuất góp phần tái cơ cấu ngành nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Trà Vinh.

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017 - 2018 MỞ RỘNG KHẨU DIỆN CỐNG VÀ CẢI TIẾN CỬA VAN, MỘT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG THỦY LỢI NAM MĂNG THÍT PHỤC VỤ TÁI CƠ CẤU NÔNG NGHIỆP TỈNH TRÀ VINH EXPANDING THE SLUICE GATE APERTURE AND IMPROVED SLUICE GATE VALVE, A SOLUTION AIMED AT IMPROVING THE EFFICIENCY IN THE SOUTH MANG THIT IRRIGATION SYSTEM TOWARDS SERVE AGRICULTURAL INNOVATION IN TRA VINH PROVINCE ThS NCS Nguyễn Đình Vượng, ThS Huỳnh Ngọc Tun TĨM TẮT Hệ thống thủy lợi Nam Măng Thít hoàn thành vào vận hành phục vụ sản xuất, hiệu cơng trình khẳng định, nhiên để đáp ứng mục tiêu phát triển giai đoạn mới, hệ thống cơng trình thủy lợi mà trước hết cống ngăn mặn cần phải tiếp tục hoàn chỉnh, đồng từ đầu mối đến nội đồng, đồng thời điều chỉnh, bổ sung cải tiến công trình để mở rộng phát triển sản xuất Bài báo nghiên cứu phương án nâng cấp mở rộng diện cống, đề xuất quy mô hợp lý độ cống ngăn mặn đảm bảo đáp ứng theo yêu cầu tưới, tiêu nuôi trồng thủy sản, xem xét phương án cải tiến cửa van cống nhằm chủ động điều tiết linh hoạt nguồn nước phục vụ sản xuất góp phần tái cấu ngành nơng nghiệp địa bàn tỉnh Trà Vinh Từ khóa: Khẩu diện cống, cửa van, nơng nghiệp, Nam Măng Thít ABSTRACT The South Mang Thit irrigation system has been basically completed and being in operation production sections, its efficiency has been affirmed Nevertheless, in order to meet the developmental objectives in the coming period, first of all, the irrigation system in which the salinity control gates should be continued for completing, synchronizing from the headwords to inland Concurrently, these structures should be adjusted, supplemented in order to improve to expand and develop the production sections This paper studies on the scheme of improving, expanding the sluice gates, proposes the suitable sluice gates to serve the needs of irrigation, drainage, and aquaculture Consideration for the improved scheme of gates in order to regulate the water resources actively and flexibly to innovate agricultural cultivation in Tra Vinh province Key words: Sluice gate aperture, sluice gate valve, agriculture, South Mang Thit ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống cơng trình thuỷ lợi Nam Măng Thít tỉnh Trà Vinh mang lại hiệu cao cho phát triển kinh tế, xã hội Trước đây, hệ thống thiết kế với nhiệm vụ ngăn VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017- - 2018 mặn, tiêu úng giữ phục vụ sản xuất nông nghiệp chủ yếu, Tuy nhiên, trình chuyển đổi mạnh mẽ mơ hình sản xuất nên số cống phải thay đổi nhiệm vụ, mục tiêu ban đầu đề phải lấy mặn phục vụ nuôi trồng thủy sản (NTTS) Khẩu diện cống phải phục vụ cho yêu cầu NTTS nên cống bộc lộ nhược điểm, khả lấy nước mặn, tiêu thoát nước thải vệ sinh môi trường Mặc khác, thiết kế cống hệ thống, yêu cầu lấy nước tưới xét đến lưu lượng, chưa xem xét đầy đủ đến yếu tố mực nước điều kiện biến đổi khí hậu – nước biển dâng, gây ảnh hưởng đáng kể đến tưới tự chảy Tóm lại, với yêu cầu mới, cống phía cuối thuộc hệ thống hạn chế cần khắc phục Trước tình hình chuyển đổi cấu sản xuất, đa dạng hố trồng, vật ni mục tiêu xây dựng nông thôn địa bàn tỉnh Hệ thống thủy lợi Nam Măng Thít cần tiếp tục hồn chỉnh, đồng từ đầu mối đến nội đồng, việc tiến hành nghiên cứu lại quy mô cống theo yêu cầu đa mục tiêu mà trước hết giải pháp nâng cấp mở rộng diện cống, cải tiến cửa van cần thiết nhằm góp phần hồn thiện hệ thống, giải pháp nâng cấp, đại hóa thủy lợi theo tiêu chí nơng thơn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng mơ hình thủy lực MIKE 11 (Mơ hình thủy động lực học chất lượng nước, phần mềm kỹ thuật chuyên dụng DHI Viện Thủy lực Đan Mạch) để tính tốn nghiên cứu mơ dịng chảy chất lượng nước (độ mặn) cho tồn vùng Nam Măng Thít Hình Sơ đồ thủy lực tính tốn VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017 - 2018 Vùng nghiên cứu hệ thống cơng trình thủy lợi có cầu cống, sơng kênh… thể mơ hình bao gồm 137 nhánh sông, 56 cống đập Các tài liệu sử dụng mơ hình dựa tài liệu thực đo Viện KHTLMN Mơ hình kiểm định hiệu chỉnh năm 2005, 2006 Kết tính toán phù hợp với tài liệu thực đo Trong nghiên cứu nhóm tác giả xem xét tính tốn cho cống đại diện cho việc trao đổi nước chủ yếu vùng là: cống Trà Cú, La Ban, Thâu Râu Vĩnh Bình Là khu vực tiêu biểu vấn đề liên quan diện cống với mơi trường khả cấp nước ° '0 " ° '3 " ° '0 " B A Û N Đ O À V Ị T R Í C A Ù C C O Á N G C O Ù K H A Å U D I E Ä N C A À N T ÍN H T O A Ù N N T û lÖ : /4 00 00 e h2 n Vă Mỹ ng Si Sô N gọ R T h âu Râ u L ộ Đ #S n c B iê K 4- uy Ô n K Ng R a n h g ií i H u y Ưn nh Kª C H U Ù D A ÃN K Rµ Sa y K S # Tâ n ho V ăn P N g uy Ơ n S©u Tra C u 42'00" g m B u ôn V #K Cu V m B u ôn S R T S # Trµ C ó an g m Gi K Hµ # H µ m G ia n g S C a u N ga n g R ạch K g N g ang C ầ n C h « n g #S °42 '00 " ốn K Th g hN n ần C h ô R C K ªn S # N g · i H iệ p Tầ m P hơng Đ a L éc S S # # S # N h µ T h ê #S # V Ün h B ×n h T r µ V µ #S S C hau T h anh Cö aC V Ü n h K i m #S C an hÊt - Ba Sa Ëu K ªn T i eu P ho H ng ng Ch « Ph K 9- h ng ó h K T rµ Õc ng H iƯp Tå n C au K e M ỹ Văn R Ba S r K in h # a ng Tæ K Lo ôn g Sô R B go Lá ng T hÐ T X T r a V in h 9° 52'30" K µN S # K Trµ Tin Lã t Tr La ng Th 0°3 '0 " C a n g L on g Çn K C °52 '30 " y T óc g K 10° 3'00" n iª g H −n K M © Tra On Ch Ýt æ K T æn h gT C an ng M S« R B»ng Tr −êng Sô ng R V ũn g L i êm V u n g L ie m o V ăn P h S # La B an D u yen H a i 9°31'30" °31 '3 " K ên h , r ạc h Đ n g g iao th « n g S«ng, hå # C ống ngă n m ặn '0 " ° '3 " ° '0 " Hình Bản đồ vị trí cống nghiên cứu nâng cấp diện a Các bước nghiên cứu - Nghiên cứu trạng cống để đánh giá khả lấy nước, tiêu thoát nước với diện cống - Nghiên cứu cho toán lấy nước trước, sau nghiên cứu cho tốn tiêu khả yêu cầu lấy nước phục vụ sản xuất (NTTS) vùng lớn Tính tốn tưới để kiểm tra cho toán tiêu - Sau tính tốn cho tốn tưới, tiêu tiến hành kiểm tra theo u cầu tiêu phịng xói cơng trình b Tiêu chí lựa chọn diện cống hợp lý Theo nghiên cứu Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam thí nghiệm cho cống VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017- - 2018 vùng triều ĐBSCL Công ty Tư vấn xây dựng Thủy lợi II (HEC2) đưa số tiêu chí để chọn diện cống hợp lý sau: Bề rộng cống (B) hợp lý đảm bảo khả tiêu thoát, lấy nước Vốn đầu tư xây dựng, quản lý vận hành khai thác không lớn Lưu tốc chảy qua cống (V) cho V ≤ 2,0 m/s Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu (∆Z) cho ∆Z = 20,0 ÷ 30,0 cm Hệ số co hẹp (K) hệ số tỷ số diện tích mặt cắt cống so với mặt cắt kênh, B x( Z TB − Z ĐC ) ω cho k = c = C = 0,4 ÷ 0,7 ωk Bx( Z TB − Z ĐK ) Ngồi tiêu chí cịn phải đảm bảo vấn đề mơi trường (khơng gây xì phèn, nhiễm mặn,… tiêu nguồn nước thải) Điều kiện tính: Tính tốn độ cống thời đoạn tưới: tưới tính thời đoạn tháng ÷ Mực nước tính tưới cho trường hợp bất lợi mực nước ngồi sơng đỉnh triều thấp (HSđỉnh triều min), mực nước nội đồng mực nước cao (HĐ max) Lưu lượng ngồi sơng thời điểm đỉnh triều max (QS đỉnh triều max) thời điểm bất lợi cơng trình Tính tốn độ cống thời đoạn tiêu: thời đoạn tính tiêu từ tháng 10 ÷ 11, cống lấy nước kết hợp tiêu, cống phía có tác dụng ngăn mặn, lấy nước tiêu Mực nước triều để tính tiêu mực nước chân triều cống cao (HSchân Đ triều max), cịn mực nước nội đồng tính cho thời đoạn thấp (H min) thời Đ đoạn bất lợi Lưu lượng đồng lớn (Q max) thời điểm tiêu bất lợi dùng để tính tốn mơ hình Các cống tính tốn giả thiết hoạt động độc lập khoảng cách chúng lớn (30 – 40 km), đồng thời quy trình vận hành cống phục vụ cho vùng, đối tượng khác nên thực tế mức độ ảnh hưởng thủy lực khơng đáng kể Các cống cịn lại giả thiết có chế độ vận hành, mặt cắt cống hợp lý, khả tiêu thoát lấy nước đảm bảo KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Các phương án/trường hợp tính tốn nâng cấp mở rộng diện cống Phương án nâng cấp diện cống theo yêu cầu tưới Để xây dựng phương án tính tưới, giả thiết cống hoạt động độc lập Khi xây dựng phương án mở rộng diện cống cống, sau phương án tổng hợp mở rộng cống lấy nước để tính diện cống Trong thời đoạn tính tốn cống Thâu Râu Vĩnh Bình phục vụ cho sản xuất nơng nghiệp NTTS nên giai đoạn cống vừa lấy, tiêu đóng trữ nước VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHEÄ 2017 - 2018 Bảng Bảng thống kê phương án chạy mơ hình tưới Phương án PA_HT PA1 PA2 PA3 Nội dung Các cống (Trà Cú, La Ban) giữ trạng Mở rộng diện cống Trà Cú, giữ nguyên diện cống La Ban Mở rộng diện cống La Ban, giữ nguyên diện cống Trà Cú Mở rộng diện cống Trà Cú La Ban Phương án nâng cấp độ cống theo kịch tiêu Để xác định phương án tính tiêu, tiêu phịng xói, sơ lấy diện cống chọn phần tính tốn tưới để chọn cho phương án tiêu Sau chạy cho phương án tiêu để tìm diện cống đáp ứng yêu cầu tiêu vùng tiêu phòng xói hạ lưu Bảng Bảng thống kê phương án chạy mơ hình tiêu Phương án HT PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 Nội dung Các cống (Trà Cú, La Ban, Thâu Râu, Vĩnh Bình) giữ nguyên trạng Mở rộng diện cống Trà Cú, giữ nguyên diện cống La Ban, Thâu Râu Vĩnh Bình Mở rộng diện cống La Ban, giữ nguyên diện cống Trà Cú, Thâu Râu Vĩnh Bình Mở rộng diện cống Thâu Râu, giữ nguyên diện cống Trà Cú, La Ban Vĩnh Bình Mở rộng diện cống Vĩnh Bình, giữ nguyên diện cống Trà Cú, La Ban, Thâu Râu Mở rộng diện cống Phương án nâng cấp độ cống theo kịch nuôi trồng thủy sản Do yêu cầu nuôi trồng thủy sản nên cống Vĩnh Bình Thâu Râu có nhiệm vụ lấy nguồn nước vào phục vụ thủy sản sản xuất nơng nghiệp vùng Khi tính tốn tưới tiêu phục vụ ni trồng thủy sản, nhóm nghiên cứu tính cho thời gian lấy, tiêu cho ngắn ngày mà đảm bảo lượng nước cấp theo yêu cầu sản xuất độ mặn đáp ứng cho thủy sản Bảng Bảng thống kê phương án chạy mơ hình lấy nước Phương án Nội dung PA_HT Các cống (Thâu Râu, Vĩnh Bình) giữ nguyên trạng PA1 Mở rộng diện cống Thâu Râu, giữ nguyên diện cống Vĩnh Bình PA2 Mở rộng diện cống Vĩnh Bình, giữ nguyên diện cống Thâu Râu PA3 Mở rộng diện cống Thâu Râu Vĩnh Bình VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017- - 2018 3.2 Kết tính tốn giải pháp nâng cấp mở rộng diện cống Phương án nâng cấp diện cống theo yêu cầu tưới Hiện trạng Bảng Bảng tổng hợp trạng cống Trà Cú, La Ban Tên cống Bcống Trà Cú La Ban 15 10 HSĐTmin HĐmax m 1,15 0,7 1,05 0,6 Qlấy m3/s 11,0 10,0 ∆Z 0,35 0,45 Wyêu cầu Wlấy m3 x 106 11,33 2,81 14,11 2,63 Wlấy/mcống m3/m x 106 0,19 0,26 Kết tính tốn cho thấy: - Lưu lượng lấy qua cống nhỏ Tổng lượng nước lấy qua cống nhỏ so với tổng lượng nước cần lấy vào phục vụ sản xuất - Chênh lệch cột nước cống cống mở để lấy nước lớn - Các mặt cắt cống thường nhỏ nhiều so với mặt cắt kênh rạch vùng - Do vậy, để đảm bảo điều kiện làm việc lâu dài công trình cần mở rộng diện cống cách hợp lý nhằm đảm bảo điều kiện tiêu thoát, lấy nước khơng gây xói lở hạ lưu cơng trình Phương án 1: Mở rộng cống Trà Cú, giữ nguyên độ cống La Ban Khẩu diện cống Trà Cú mở rộng từ 15 m lên thành 32 m, kết thể bảng Mở rộng diện cống La Ban từ 10 m lên 32 m thể bảng Bảng Bảng thống kê số liệu phương án cống Trà Cú Bcống m 32 HSĐTmin HĐmax ∆Z 1,15 0,85 0,30 Wlấy Wyêu cầu m x 10 11,33 10,37 Qlấy m3/s 40,0 Wlấy/mcống m3/m x 106 0,35 Phương án 2: Mở rộng cống La Ban, giữ nguyên độ cống Trà Cú Bảng Bảng thống kê số liệu phương án cống La Ban Bcống m 32 HSĐTmin HĐmax ∆Z 1,05 0,79 0,26 Wyêu cầu Wlấy m x 10 14,11 13,48 Qlấy m3/s 52 Wlấy/mcống m3/m x 106 0,50 Phương án 3: Mở rộng cống Trà Cú La Ban Bảng Bảng tổng hợp phương án Hiện trạng Tên Trà Cú La Ban Phương án cửa b W Q b W Q 3 m m m /s m m m3/s 7,5 2,81x106 11 16 10,4x106 40 5,0 2,63x106 10 - Phương án Phương án b W Q m m m3/s 16 13,5x106 52 Phương án b W Q m m m3/s 15 10,1x106 38 15 12,9x106 51 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017 - 2018 Khi cống Trà Cú mở rộng độ từ 15 m lên 30 m cống La Ban mở rộng từ 10 m lên 30 m khả lấy nước qua cống đạt tổng lượng 23,85 triệu m3 tương đương với 0,44 triệu m3/m cống, lại khoảng 1,59 triệu m3 lấy từ ô ruộng liền kề cống lân cận vùng Với kết phương án thì: Phương án có diện cống nhỏ so với phương án phương án mà đảm bảo khả lấy nước phục vụ sản xuất vùng Vì vậy, phương án chọn làm phương án có diện cống hợp lý phục vụ cho lấy nước Phương án nâng cấp độ cống theo kịch tiêu Hiện trạng Bảng Bảng tổng hợp thống kê trạng cống Tên cống Bcống Trà Cú La Ban Thâu Râu Vĩnh Bình 15 10 30 15 HSĐTmin HĐmax m -0,1 0,85 -0,1 0,8 -0,2 1,2 -0,2 1,0 ∆Z 0,95 0,9 1,4 1,2 Qtiêu m3/s 45,0 40,0 70,0 40,0 Wyêu cầu Wtiêu Wtiêu/mcống m3 x 106 m3/mx 106 78,80 24,19 1,61 72,58 24,14 2,40 81,67 42,3 1,40 63,50 24,19 1,60 V m/s 2,9 3,0 2,1 2,3 Với kết chạy mơ hình tốn so sánh với tài liệu thực tế cho thấy: Trong thời đoạn tiêu nước, khả tiêu thoát cống bị hạn chế độ cống nhỏ Chênh lệch mực nước cống lớn Điều ảnh hưởng đến cơng trình làm việc (làm việc điều kiện bất lợi) Tổng lượng nước yêu cầu cần tiêu thoát lớn, tổng lượng nước tiêu thoát qua cơng trình thời đoạn tiêu tương đối nhỏ Lưu tốc chảy qua cơng trình lớn, lớn tiêu chuẩn tiêu phịng xói Phương án 1: Mở rộng cống Trà Cú, giữ nguyên độ cống La Ban, Thâu Râu Vĩnh Bình Khi diện cống Trà Cú tăng lên từ 15 m lên thành 30 m khả tiêu thể bảng Bảng Bảng thống kê phương án cống Trà Cú Bcống m 30 HSCT max HĐ ∆Z -0,1 0,3 0,4 Qtiêu m3/s 112,0 Thời gian Wyêu cầu Wtiêu ngày m3x 106 7,11 78,8 73,78 Wtiêu/mcống m3/m x 106 2,74 V m/s 1,95 Tổng lượng tiêu thoát qua cống tăng lên gần với tổng lượng cần tiêu Cịn khoảng 5,0 triệu m3 tiêu qua ruộng, kênh rạch cơng trình lân cận khu vực VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHEÄ 2017- - 2018 Phương án 2: Mở rộng cống La Ban, giữ nguyên độ cống Trà Cú, Thâu Râu Vĩnh Bình Khi diện cống La Ban mở rộng từ 10 m lên thành 30 m (3 cửa x 10 m/cửa) đáp ứng khả tiêu thoát Kết thể bảng 10 Bảng 10 Bảng thống kê phương án cống La Ban Bcống 30 HSCT max m -0,1 Qtiêu Thời gian Wyêu cầu Wtiêu HĐ ∆Z 0,38 m3/s 0,48 108,0 Wtiêu/mcống m3x 106 m3/m x 106 72,58 68,66 3,28 ngày 7,5 V m/s 2,01 Tổng lượng tiêu qua cống tăng lên gần tổng lượng cần tiêu vùng dự án Còn lại khoảng 3,0 triệu m3 tiêu qua ruộng cống lân cận Phương án 3: Mở rộng độ cống Thâu Râu, giữ nguyên độ cống Trà Cú, La Ban Vĩnh Bình Khi cống Thâu Râu mở rộng từ độ 30 m (3 cửa x 10 m/cửa) lên 42 m, kết thể bảng 11 Bảng 11 Bảng thống kê phương án cống Thâu Râu Bcống HSCT max HĐ m 42 -0,2 0,40 ∆Z 0,6 Qtiêu m3/s 130,0 Thời gian ngày 7,2 Wyêu cầu Wtiêu m3x 106 81,67 78,62 Wtiêu/mcống m3/m x 106 1,86 V m/s 1,86 Tổng lượng tiêu thoát qua cống tăng lên so với trạng Còn khoảng 3,0 triệu m3 tiêu qua ô ruộng cống lân cận Phương án 4: Mở rộng cống Vĩnh Bình, giữ nguyên độ cống La Ban, Trà Cú Thâu Râu Khi diện cống Vĩnh Bình mở rộng từ 15 m (2 cửa x 7,5 m/cửa) lên thành 30 m thể bảng 12 Bảng 12 Bảng thống kê phương án cống Vĩnh Bình Bcống HSCT max HĐ m 30 -0,2 0,50 ∆Z 0,7 Qtiêu m3/s 97,0 Thời gian ngày 7,14 Wyêu cầu Wtiêu m3x 106 63,50 58,67 Wtiêu/mcống m3/m x 106 1,6 V m/s 1,89 Tổng lượng tiêu qua cơng trình tăng lên so với trạng, lại khoảng 5,0 triệu m3 tiêu qua ruộng cơng trình lân cận Phương án 5: Mở rộng cống Trà Cú, La Ban, Thâu Râu Vĩnh Bình Khi mở rộng cống: cống Trà Cú từ 15 m lên thành 27 m, La Ban từ 10 m lên 27 m Thâu Râu từ 30 m lên 40 m cống Vĩnh Bình từ 15 m lên 27 m tổng lượng 10 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017 - 2018 tiêu qua cống Wtiêu = 287,12 triệu m3 (tổng lượng cần tiêu Wyêucầu = 296,55 triệu m3) Với độ cống sau mở rộng tăng khả tiêu qua cơng trình 96% tiêu qua cống, tổng lượng cịn lại tiêu qua ô ruộng liền kề cống lân cận vùng Bảng 13 Bảng tổng hợp phương án Hiện trạng PA PA PA PA B W B W B W B W B W 6 6 m x10 m m x10 m m x10 m m x10 m m x106m3 Trà Cú 15 24,19 30 73,78 La Ban 10 24,14 30 68,66 Thâu Râu 30 42,30 42 78,62 Vĩnh Bình 15 24,19 30 58,67 Cống PA B W m x106m3 27 72,98 27 67,96 40 77,56 27 56,98 Từ kết tổng hợp phương án tính tiêu, tiêu phịng xói cho thấy diện cống mở rộng tăng khả tiêu thoát qua cống Giảm chênh lệch mực nước trước sau cống mở tiêu thoát nước Lưu tốc dòng chảy chảy qua cống giảm xuống so với trạng Phương án phương án mà cống mở để tiêu thoát nguồn nước nội đồng có diện nhỏ phương án mà đảm bảo lấy, tiêu nước Do đó, phương án phương án chọn làm phương án có diện hợp lý cho nhiệm vụ tiêu nước Kết dùng làm tài liệu tham khảo trình vận hành khai thác Phương án nâng cấp độ cống theo kịch nuôi trồng thủy sản Theo yêu cầu lấy tiêu nước cho ni trồng thủy sản vùng dự án Nam Măng Thít, nhóm nghiên cứu tính cho cống đại diện vùng cống Thâu Râu (lấy mặn) Vĩnh Bình (cấp ngọt) Tổng lượng nước cần cho vụ nuôi tôm/ha là: Wyc = 12.000 + 17.000 + 30.300 = 59.300 m3 Hệ số tưới qtưới = l/s/ha ; Hệ số tiêu qtiêu = 29 l/s/ha Hiện trạng Theo kết tính tốn mơ hình thủy lực cho thấy với diện cống 30 m (3 cửa x 10 m/cửa) cống Thâu Râu khơng đủ lấy nguồn nước mặn cần thiết phục vụ nuôi trồng thủy sản Kết thể bảng 14 Bảng 14: Bảng trạng lấy nước cho thủy sản cống Thâu Râu Bcống HSĐTmin HĐmax ∆Z 0,75 0,25 m 30 1,0 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM Qlấy m3/s 127,0 Wu cầu Wlấy m x 10 91,33 76,81 Wlấy/mcống m3/m x 106 2,56 11 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017- - 2018 Kết tính tốn cho thấy việc mở rộng cống Thâu Râu nhằm lấy đủ nguồn nước cho nhu cầu thủy sản cần thiết Tương tự cống Vĩnh Bình, qua tính tốn cho thấy cống Vĩnh Bình lấy khơng đủ tổng lượng phục vụ cho tưới Kết thể bảng 15 Bảng 15 Bảng trạng lấy nước phục vụ sản xuất cống Vĩnh Bình Bcống HSĐTmin HĐmax ∆Z 0,76 0,24 m 15 1,0 Qlấy m3/s 60,0 Wlấy Wyêu cầu m x 10 80,58 36,28 Wlấy/mcống m3/m x 106 2,4 Phương án 1: Mở rộng cống Thâu Râu, giữ nguyên độ cống Vĩnh Bình Khi diện cống Thâu Râu từ 30 m lên 36 m (4 cửa x m/cửa) tăng tổng lượng lấy qua cống Kết thể bảng 16 Bảng 16 Bảng phương án lấy nước cho nuôi trồng thủy sản cống Thâu Râu Bcống HSĐTmin 36 1,0 HĐmax ∆Z 0,81 0,19 m Qlấy m3/s 150,0 Wlấy Wyêu cầu m x 10 91,33 90,72 Wlấy/mcống m3/m x 106 2,50 Khi diện cống tăng lên lấy đủ nước cho thủy sản Còn lại khoảng 1,0 triệu m3 lấy từ cống lân cận Phương án 2: Mở rộng cống Vĩnh Bình, giữ nguyên độ cống Thâu Râu Khi diện cống Vĩnh Bình mở rộng từ 15 m (2 cửa x 7,5 m/cửa) lên 26,0 m cho thấy tăng khả lấy nước Kết thể bảng 17 Bảng 17 Bảng phương án lấy nước cho sản xuất cống Vĩnh Bình Bcống HSĐTmin HĐmax ∆Z 0,80 0,20 m 26 1,0 Qlấy m3/s 129,0 Wyêu cầu Wlấy m x 10 80,58 78,20 Wlấy/mcống m3/m x 106 3,01 Khẩu diện cống tăng lên lấy đủ nguồn nước cho yêu cầu sản xuất Còn lại khoảng 2,0 triệu m3 lấy từ ô ruộng công trình lân cận vùng Phương án 3: Mở rộng cống Thâu Râu Vĩnh Bình Khi cống mở rộng khả lấy nước qua cống Thâu Râu vào phục vụ nuôi trồng thủy sản tương đối tốt, đảm bảo lấy đủ nguồn nước mặn từ ngồi sơng vào nội đồng cống Vĩnh Bình ngăn mặn, lấy đảm bảo yêu cầu Khẩu diện cống Thâu Râu 32 m cống Vĩnh Bình 24 m đảm bảo khả lấy nước phục vụ sản xuất Kết thể bảng 18 12 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHEÄ 2017 - 2018 Bảng 18 Phương án lấy nước cống Vĩnh Bình Thâu Râu Cống Bcống m Thâu Râu 32,0 Vĩnh Bình 24,0 HSĐTmin HĐmax ∆Z 1,0 1,0 0,80 0,79 0,20 0,21 Qlấy m /s 145,0 127,0 Wyêu cầu m3 91,33 80,58 Wlấy 88,0 77,0 Wlấy/mcống m3/m 2,75 3,20 Từ kết ta có tổng hợp phương án thể bảng 19 Bảng 19 Bảng tổng hợp phương án Phương án Phương án Phương án Phương án W Q b W Q b W Q b W Q m3 m3/s m m3 m3/s m m3 m3/s m m3 m3/s 77x 106 125,0 12 90 x 106 150,0 - 10,6 88 x 106 145,0 36 x 106 60,0 - 13 78 x 106 129,0 12 77 x 106 127,0 Hiện Trạng Tên cửa Thâu Râu Vĩnh Bình b m 10 7,5 MN cống TC MN cống LB Hình Mực nước Thâu Râu Vĩnh Bình phương án (phục vụ nuôi trồng thủy sản) Qua kết tính tốn phương án cho thấy, phương án phương án có diện cống nhỏ so với phương án phương án mà đảm bảo yêu cầu lấy nước phục vụ nuôi trồng thủy sản Do vậy, phương án chọn xác định diện cống hợp lý cho mục tiêu nuôi thủy sản Đề xuất quy mô hợp lý cho cống đảm bảo đáp ứng yêu cầu chuyển đổi cấu sản xuất Với kết tính tốn phục vụ tưới, tiêu ni trồng thủy sản, nhóm nghiên cứu sơ tìm diện hợp lý cống: Trà Cú, La Ban, Thâu Râu Vĩnh Bình Cịn lại cống khác vùng cuối dự án không tính diện giả thiết cống có độ cống hợp lý Cống Trà Cú có diện 30 m (hiện trạng 15 m) Cống La Ban diện 30 m (hiện trạng 10 m) Cống Thâu Râu diện 40 m (hiện trạng 30 m) VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 13 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017- - 2018 Cống Vĩnh Bình diện 30 m (hiện trạng 15 m) Kết nghiên cứu giúp cho nhà quản lý lựa chọn làm tài liệu tham khảo việc điều chỉnh chức cống thuộc dự án Nam Măng Thít, góp phần hồn thiện hệ thống thủy lợi hướng tới mục tiêu phát triển nông thôn Bảng 20 Bảng tổng hợp độ cống hợp lý Tên cống Số cửa Trà Cú La Ban Thâu Râu Vĩnh Bình 2 Hiện trạng bcửa B m 7,5 5,0 10,0 7,5 15 10 30 15 ωc ωk Số cửa 0,30 0,20 0,38 0,33 3 Khẩu diện cống hợp lý bcửa B ωc m ω k 10 10 10 30 30 40 30 0,54 0,54 0,56 0,60 Khi độ cống mở rộng, tăng khả tiêu thoát nước, đảm bảo khả lấy nước phục vụ phát triển sản xuất nuôi trồng thủy sản vùng Để tăng khả tiêu thốt, ngồi việc mở rộng độ cống cần phải mở rộng mặt cắt kênh dẫn nước vùng Các kênh rạch cần mở rộng, nâng cấp sau: Kênh Trà Ngoa Bđáy = 12 m Zđáy = - m m=2 Cái Cá – Mây Tức Bđáy = 12 m Zđáy = - m m=2 Rạch Lọp – Ba Tiêu Bđáy = 12 m Zđáy = - m m=2 Thống Nhất Bđáy = 14 m Zđáy = - m m=2 Vàm Buôn Bđáy = 12 m Zđáy = - m m=2 Ô Chát kênh Tân An Bđáy = 12 m Zđáy = - m m=2 Kênh Đầu Sư Bđáy = 12m Zđáy = - m m=2 Kênh Bắc Trang Bđáy = m Zđáy = - m m=2 Kênh 3/2 Bđáy = 15 m Zđáy = - m m=2 Trên nhóm nghiên cứu đưa số kênh rạch điển hình vùng dự án Nam Măng Thít cần mở rộng, nạo vét để đáp ứng yêu cầu cấp, thoát… mở rộng diện cống 3.3 Đề xuất phương án cải tiến cửa van cống hệ thống Đề xuất phương án cửa van đóng mở cưỡng Kết khảo sát thực tiễn sản xuất diễn biến chất lượng nước vùng dự án cho thấy q trình đóng cống ngăn mặn xâm nhập vào nội đồng có khoảng thời gian mở cống để tranh thủ lấy lớp nước mặt sông (độ mặn nằm khoảng cho phép) Q trình đóng cống ngăn mặn thường dẫn 14 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHEÄ 2017 - 2018 đến tượng đầu nước hệ thống kênh tưới nội đồng bị xuống thấp, giảm khả tưới tồn hệ thống, vào thời gian có nhiều thời đoạn nước ngồi sơng có độ mặn thấp hồn tồn mở cống lấy lớp nước bổ sung cho nội đồng thiếu nước thực tiễn hiệu Vấn đề khó khăn lấy nước vào nội đồng nước ngồi sơng bị mặn mức cho phép cần phải đóng cống khơng thể đóng được, đành phải chấp nhận chờ lúc triều bắt đầu rút cửa tự động đóng lại, kết có lấy thêm lượng nước ban đầu lại phải chấp nhận lượng nước mặn không nhỏ chảy vào nội đồng, nguy hiểm cho trình sản xuất Hầu hết loại cửa cống hệ thống thủy lợi Nam Măng Thít cửa vận hành tự động, nghĩa đóng mở dựa vào lực đẩy dịng chảy, dịng chảy chảy khơng thể có giải pháp để đóng cửa lại Như lại phương án phải chuyển đổi số cửa cống từ vận hành tự động sang chế độ vận hành cưỡng giải tốt tốn lấy nước nêu đây, nghĩa phải kết cấu lại số cửa van để tranh thủ lấy nước vào nội đồng mà phát nước bị mặn mức cho phép người quản lý vận hành cho cửa van đóng lại cách linh hoạt Tóm lại cần thiết phải thay đổi số cửa van cống từ kết cấu vận hành đóng mở tự động sang kết cấu đóng mở cưỡng (có thể đóng mở lúc người quản lý thấy cần thiết) nhằm tăng cường khả lấy nước vào mùa khô (là mùa cửa cống dự án phải đóng liên tục) Đây giải pháp tăng cường hiệu tưới hệ thống Về kết cấu cửa van đóng mở cưỡng có nhiều kiểu dạng, từ loại cửa đóng mở truyền thống vít me, đóng mở tời điện xi lanh thủy lực, cửa van cung cửa van trục ngang Tùy vị trí cống, quy mơ cửa van mà tính tốn lựa chọn kết cấu, kiểu dạng cho phù hợp Chúng kiến nghị nên sử dụng loại cửa van phẳng đóng mở hệ thống mô tơ điện phù hợp Nghiên cứu thay đổi cửa van vật liệu không gỉ Đây vấn đề mới, nhiên mức độ bị ăn mòn loại cửa van hệ thống cống ngăn mặn toàn ĐBSCL trở nên trầm trọng, nhóm nghiên cứu thấy cần thiết phải đưa vào giải pháp cấp bách cho việc tìm chất liệu chống lại trình gỉ sét loại cửa van sắt tồn ĐBSCL nói chung vùng dự án Nam Măng Thít nói riêng Đã có số nghiên cứu tiến hành bọc cửa van copozite; mạ kẽm toàn cửa van chưa đạt kết mong muốn Với kiểu cửa bọc compozite bị va chạm nhỏ làm rách lớp bọc vài vị trí cửa van kết cục bị mặn phá hủy cửa từ chỗ bị rách Tương tự vậy, cánh cửa van mạ kẽm bị phá hủy từ vài vị trí bong tróc lớp kẽm mạ VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 15 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2017- - 2018 Chúng tơi thiên phương án chọn vật liệu làm cửa van vật liệu không bị phá hoại phèn nước mặn loại chất dẻo vật liệu từ quốc gia phát triển KẾT LUẬN Hệ thống cơng trình thủy lợi Nam Măng Thít làm thay đổi mặt nông thôn vùng hưởng lợi, góp phần đưa sản xuất nơng nghiệp tỉnh Trà Vinh lên bước phát triển vượt bậc, tốc độ tăng trưởng đạt bình qn 12%, có năm tăng trưởng đạt mức 14,6% (2005), cấu kinh tế tiếp tục chuyển biến theo hướng tích cực, xuất nhiều vùng đất đạt giá trị sản xuất từ 70 triệu đến 100 triệu đồng/ha/năm, đưa Trà Vinh đạt sản lượng triệu lúa/năm Đáp ứng cho khoảng 80% diện tích đất nơng nghiệp ngăn mặn, kiểm soát mặn phục vụ tưới tiêu chủ động; kết hợp cấp nước sinh hoạt cho nhân dân; cải tạo môi trường, môi sinh; cải tạo giao thông thủy bộ, tạo điều kiện lại nông thơn thuận lợi, góp phần thay đổi rõ rệt mặt nông thôn Trong nghiên cứu đưa phương án mở rộng diện cống nâng cấp cửa van nhằm đáp ứng yêu cầu lấy nước phục vụ sản xuất vùng Tìm diện cống trường hợp tiêu thoát phục vụ nhu cầu sản xuất Tổng hợp phương án để tìm diện cống phục vụ phát triển đa mục tiêu vùng dự án Tuy nhiên, để kết áp dụng vào thực tế cho vùng Nam Măng Thít cần phải có tính tốn chi tiết, cụ thể cho tất tuyến cống vùng cuối dự án Mặt khác, để phát huy hiệu mạnh cống đầu mối hệ thống Nam Măng Thít, vấn đề phát triển nơng thơn đặt việc tổ chức lại sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy sản với giải pháp hình thành ơ, vùng sản xuất đại tập trung theo hướng quy hoạch thiết kế đồng ruộng (từ 100 đến 300 nông nghiệp từ 50 đến 100 cho NTTS) sở xây dựng đồng ruộng (dồn điền đổi thửa) hình thành trục tưới tiêu hồn chỉnh, kết cấu thủy lợi nội đồng đồng (cống điều tiết nước) kết hợp chặt chẽ bờ kênh với giao thơng nội đồng, hệ thống điện Cần làm thí điểm thiết kế mơ hình mẫu điển hình xây dựng đồng ruộng hồn chỉnh kết hợp xây dựng nơng thơn cho khu vực để rút kinh nghiệm, nhân rộng cho mơ hình đại trà tới toàn vùng dự án TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Vượng nnk (2011) Nghiên cứu đánh giá tác động dự án thủy lợi Nam Măng Thít đến phát triển kinh tế-xã hội môi trường tỉnh Trà Vinh Trung tâm Nghiên cứu Thủy nông & Cấp nước - Đề tài cấp tỉnh 2008 – 2011 [2] Lương Văn Khanh (2008) Nghiên cứu diện hợp lý cống vùng cuối hệ thống thủy lợi Nam Măng Thít, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Thủy lợi [3] Lương Văn Thanh nnk (2009) Đo đạc, giám sát chất lượng nước hệ thống cơng trình thủy lợi Nam Măng Thít Dự án điều tra Viện Kỹ thuật Biển 2009 Phản biện: PGS TS Nguyễn Thanh Hải 16 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM ... Ban) giữ trạng Mở rộng diện cống Trà Cú, giữ nguyên diện cống La Ban Mở rộng diện cống La Ban, giữ nguyên diện cống Trà Cú Mở rộng diện cống Trà Cú La Ban Phương án nâng cấp độ cống theo kịch tiêu... Bình Mở rộng diện cống Thâu Râu, giữ nguyên diện cống Trà Cú, La Ban Vĩnh Bình Mở rộng diện cống Vĩnh Bình, giữ nguyên diện cống Trà Cú, La Ban, Thâu Râu Mở rộng diện cống Phương án nâng cấp độ cống. .. việc tiến hành nghiên cứu lại quy mô cống theo yêu cầu đa mục tiêu mà trước hết giải pháp nâng cấp mở rộng diện cống, cải tiến cửa van cần thiết nhằm góp phần hồn thiện hệ thống, giải pháp nâng