Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay đổi các yếu tổ khí tượng đến định mức tiêu hao điện năng của các trạm bơm tưới tại huyện ninh giang, tỉnh hải dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ HỒNG HẠNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG ĐẾN ĐỊNH MỨC TIÊU HAO ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM BƠM TƯỚI TẠI HUYỆN NINH GIANG, TỈNH HẢI DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2018 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI PHẠM THỊ HỒNG HẠNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG ĐẾN ĐỊNH MỨC TIÊU HAO ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM BƠM TƯỚI TẠI HUYỆN NINH GIANG, TỈNH HẢI DƯƠNG Kỹ thuật tài nguyên nước Chuyên ngành: Mã số: 8580212 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS LÊ VĂN CHÍN HÀ NỘI, NĂM 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn tơi làm, hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Chín Trong q trình làm Luận văn tơi có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy cấp thiết đề tài Các tài liệu trích dẫn nêu rõ nguồn gốc tài liệu tham khảo thống kê chi tiết Những nội dung kết trình bày Luận văn trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn vùng nghiên cứu Nếu vi phạm Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng TÁC GIẢ Phạm Thị Hồng Hạnh i năm LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật tài nguyên nước với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi yếu tố khí tượng đến định mức tiêu hao điện trạm bơm tưới huyện Ninh Giang, tỉnh Hải Dương” q trình nghiên cứu, cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, cơ, bạn bè đồng nghiệp người thân Qua trang viết này, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ tác giả thời gian học tập, nghiên cứu khoa học vừa qua Đặc biệt, tác giả trân thành bày tỏ lời cảm ơn trân trọng đến PGS.TS Lê Văn Chín tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành làm luận văn Xin chân thành cảm ơn tồn thể q thầy, mơn Kỹ thuật Quản lý tưới, khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Trường Đại học Thuỷ lợi tận tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Tổng cục Phòng chống thiên tai đơn vị liên quan giúp đỡ tơi nhiều q trình làm luận văn Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đơn vị công tác đồng nghiệp hỗ trợ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm TÁC GIẢ Phạm Thị Hồng Hạnh ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 II MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Mục đích: .2 Phạm vi nghiên cứu: III CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .2 Cách tiếp cận .2 Theo phương pháp nghiên cứu IV NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI CỦA HUYỆN NINH GIANG, TỈNH HẢI DƯƠNG .6 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu định mức 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu nước 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu nước 1.2 Đặc điểm tự nhiên dân sinh kinh tế vùng nghiên cứu 1.2.1 Vị trí địa lý, phạm vi hành 1.2.2 Đặc điểm địa chất - địa hình trình địa mạo .11 1.2.3 Đặc điểm khí tượng, thủy văn .12 1.2.4 Tình hình dân sinh - kinh tế 14 1.2.5 Hiện trạng hệ thống thủy lợi 15 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC NƯỚC TƯỚI MẶT RUỘNG TẠI VÙNG NGHIÊN CỨU 16 2.1 Tính tốn yếu tố khí tượng thủy văn 16 2.1.1 Tài liệu trồng thời vụ 16 2.1.2 Tính toán mưa tưới thiết kế 17 2.2 Xác định định mức nước tưới mặt ruộng cho trồng .21 2.3 Tính tốn định mức nước tưới mặt ruộng cho trồng thay đổi yếu tố khí tượng 27 2.3.1.Tính tốn định mức nước tưới mặt ruộng nhiệt độ thay đổi 27 iii 2.3.2.Tính toán định mức nước tưới mặt ruộng độ ẩm thay đổi 31 2.3.3.Tính tốn định mức nước tưới mặt ruộng số nắng thay đổi 35 2.3.4.Tính tốn định mức nước tưới mặt ruộng tốc độ gió thay đổi 38 2.3.5.Tính tốn định mức nước tưới mặt ruộng lượng mưa thay đổi 41 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG ĐẾN ĐỊNH MỨC TIÊU HAO ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC TRẠM BƠM TƯỚI 46 3.1 Phân tích phân nhóm loại trạm bơm 46 3.1.1 Mục tiêu việc xây dựng định mức tiêu hao lượng điện tưới 46 3.1.2 Đặc điểm xây dựng định mức tiêu hao lượng điện tưới 46 3.1.3 Phân nhóm máy bơm 47 3.1.4 Phương pháp xây dựng định mức kinh tế kỹ thuật công tác quản lý khai thác cơng trình thủy lợi 48 3.2 Tính tốn xác định định mức tiêu hao điện bơm tưới 49 3.2.1 Phương pháp xây dựng định mức tiêu hao lượng điện cho trạm bơm tưới 49 3.2.2 Nội dung tính tốn mức tiêu hao điện cho trạm bơm tưới 51 3.3 Tính toán xác định ảnh hưởng thay đổi yếu tố khí tượng đến định mức tiêu hao điện trạm bơm tưới 71 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 72 3.3.2 Ảnh hưởng độ ẩm 73 3.3.3 Ảnh hưởng số nắng 74 3.3.4 Ảnh hưởng tốc độ gió 76 3.3.5 Ảnh hưởng lượng mưa 77 3.4 Phân tích kết tính tốn xây dựng hệ số hiệu chỉnh yếu tố khí tượng định mức 78 3.4.1 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến định mức tiêu hao điện bơm tưới 78 3.4.2 Xây dựng hệ số hiệu chỉnh yếu tố khí tượng định mức 79 3.5 Đề xuất giải pháp quản lý vận hành nhằm giảm định mức tiêu hao điện trạm bơm tưới 82 3.5.1 Giải pháp cơng trình 82 iv 3.5.2 Giải pháp phi cơng trình 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 KẾT LUẬN .88 KIẾN NGHỊ .89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Nhiệt độ trung bình tháng, năm trạm Hải Dương 12 Bảng 1.2 Số nắng trung bình tháng, năm Hải Dương 12 Bảng 1.3 Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm trạm Hải Dương 13 Bảng 1.4 Tốc độ gió trung bình tháng, năm Hải Dương 13 Bảng 2.1 Kết tính tốn thơng số thống kê 19 Bảng 2.2 Bảng thống kê chọn mơ hình mưa đại diện ứng với thời vụ 20 Bảng 2.3 Bảng tổng hợp mưa thiết kế theo tháng ứng với tần suất P=75% 21 Bảng 2.4 Kết tính toán định mức nước tưới cho lúa vụ Chiêm (m3/ha) 27 Bảng 2.5 Định mức nước tưới cho lúa vụ Mùa (m3/ha) 27 Bảng 2.6 Định mức nước tưới cho màu vụ Chiêm (m3/ha) 27 Bảng 2.7 Định mức nước tưới màu vụ Mùa (m3/ha) 27 Bảng 2.8 Định mức nước tưới cho vụ Đông (m3/ha) 27 Bảng 2.9 Chênh lệch nhiệt độ lớn nhất, nhỏ tháng vụ Chiêm 28 Bảng 2.10 Chênh lệch nhiệt độ lớn nhất, nhỏ tháng vụ Mùa 28 Bảng 2.11 Chênh lệch nhiệt độ lớn nhất, nhỏ tháng vụ Đông 28 Bảng 2.12 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Chiêm ứng với kịch nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng, giảm 29 Bảng 2.13 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Mùa ứng với kịch nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng, giảm 29 Bảng 2.14 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Đông ứng với kịch nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng, giảm 30 Bảng 2.15 Định mức nước tưới mặt ruộng năm ứng với kịch nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng, giảm 30 Bảng 2.16 Chênh lệch độ ẩm lớn nhất, nhỏ tháng vụ Chiêm 31 Bảng 2.17 Chênh lệch độ ẩm lớn nhất, nhỏ tháng vụ Mùa 32 Bảng 2.18 Chênh lệch độ ẩm lớn nhất, nhỏ tháng vụ Đông 32 Bảng 2.19 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Chiêm ứng với kịch độ ẩm trung bình nhiều năm tăng, giảm 33 Bảng 2.20 Định mức nước tưới vụ Mùa ứng với kịch độ ẩm trung bình nhiều vi năm tăng, giảm 33 Bảng 2.21 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Đông ứng với kịch độ ẩm trung bình nhiều năm tăng, giảm 34 Bảng 2.22 Định mức nước tưới mặt ruộng năm ứng với kịch độ ẩm trung bình nhiều năm tăng, giảm 34 Bảng 2.23 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Chiêm ứng với kịch số nắng trung bình nhiều năm tăng, giảm 36 Bảng 2.24 Định mức nước tưới vụ Mùa ứng với kịch số nắng trung bình nhiều năm tăng, giảm 36 Bảng 2.25 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Đông ứng với kịch số nắng trung bình nhiều năm tăng, giảm 37 Bảng 2.26 Định mức nước tưới mặt ruộng năm ứng với kịch số nắng trung bình nhiều năm tăng, giảm 37 Bảng 2.27 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Chiêm ứng với kịch tốc độ gió trung bình nhiều năm tăng, giảm 39 Bảng 2.28 Định mức nước tưới vụ Mùa ứng với kịch tốc độ gió trung bình nhiều năm tăng, giảm 39 Bảng 2.29 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Đông ứng với kịch tốc độ gió trung bình nhiều năm tăng, giảm 40 Bảng 2.30: Định mức nước tưới mặt ruộng năm ứng với kịch tốc độ gió trung bình nhiều năm tăng, giảm 40 Bảng 2.31 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Chiêm ứng với kịch lượng mưa thiết kế tăng, giảm 42 Bảng 2.32 Định mức nước tưới vụ Mùa ứng với kịch lượng mưa thiết kế tăng, giảm 43 Bảng 2.33 Định mức nước tưới mặt ruộng vụ Đông ứng với kịch lượng mưa thiết kế tăng, giảm 43 Bảng 3.1 Bảng tính tốn định mức điện tưới chi tiết theo loại máy bơm vụ Chiêm52 Bảng 3.2 Bảng tính tốn định mức điện tưới theo nhóm máy bơm vụ Chiêm 58 Bảng 3.3 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Chiêm (kwh/ha-vụ) 64 vii Bảng 3.4 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Mùa (kwh/ha-vụ) 64 Bảng 3.5 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Đông (kwh/ha-vụ) 65 Bảng 3.6 Bảng so sánh kết điện tính tốn điện thực tế năm 2017 65 Bảng 3.7 Bảng tổng hợp sai số điện tính tốn thực tế 71 Bảng 3.8 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Chiêm nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng 10c (kwh/ha-vụ) 72 Bảng 3.9 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Mùa nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng 10C (kwh/ha-vụ) 72 Bảng 3.10 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Đông nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng 10C (kwh/ha-vụ) 73 Bảng 3.11 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm điện bơm tưới vụ nhiệt độ trung bình nhiều năm tăng 10C (kwh/ha-vụ) 73 Bảng 3.12 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Chiêm độ ẩm trung bình nhiều năm tăng 3% (kwh/ha-vụ) 73 Bảng 3.13 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Mùa độ ẩm trung bình nhiều năm tăng 3% (kwh/ha-vụ) 74 Bảng 3.14 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Đông độ ẩm trung bình nhiều năm tăng 3% (kwh/ha-vụ) 74 Bảng 3.15 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm điện bơm tưới vụ độ ẩm trung bình nhiều năm tăng 3% (kwh/ha-vụ) 74 Bảng 3.16 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Chiêm số nắng trung bình nhiều năm tăng 5% (kwh/ha-vụ) 75 Bảng 3.17 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Mùa số nắng trung bình nhiều năm tăng 5% (kwh/ha-vụ) 75 Bảng 3.18 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Đông số nắng trung bình nhiều năm tăng 5% (kwh/ha-vụ) 75 Bảng 3.19 Bảng so sánh tỷ lệ tăng giảm điện bơm tưới vụ số nắng trung bình nhiều năm tăng 5% (kwh/ha-vụ) 76 Bảng 3.20 Định mức tiêu thụ điện cho bơm tưới vụ Chiêm tốc độ gió trung bình nhiều năm tăng 0,2m/s (kwh/ha-vụ) 76 viii STT 62 63 64 65 66 67 68 III 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tên trạm bơm Số Loại máy máy Trại Chuông 540 Đồng Gẩy 540 Đồng Rùa 540 Đồng Va 540 Số 1 540 Thiên Khánh 540 Thọ Sơn 540 Bình qn Máy bơm nhóm 3: 540