7. Bố cục luận văn
2.6.4.1.Nhu cầu nước cho nụng nghiệp
1. Cỏc tài liệu dựng trong tớnh toỏn
a. Tần suất tớnh toỏn
- Đối với tưới tưới tớnh với cỏc tần suất: P = 75% và P = 85%.
- Chọn tần suất 50% đối với cỏc chỉ tiờu khớ tượng khỏc như: nắng, giú, nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi trong tớnh toỏn chế độ tưới cho cõy trồng.
b. Cỏc tài liệu dựng trong tớnh toỏn
- Trạm khớ tượng:
Dựa vào điều kiện địa hỡnh, thuỷ văn chọn cỏc trạm khớ tượng, thuỷ văn dựng trong tớnh toỏn thuỷ nụng gồm trạm Hải Dương, Hưng Yờn, Gia Lõm (Hà Nội).
- Độ ẩm: Bảng 2.16: Độ ẩm trung bỡnh thỏng cỏc trạm TT Tờn trạm Thỏng (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Hà Nội 80,4 83,0 85,8 85,8 81,6 81,1 81,6 83,6 82,1 80,0 78,4 77,5 2 Hưng Yờn 84,9 86,7 89,4 89,7 87,5 84,4 84,7 88,7 86,8 84,2 82,2 82,8 3 Hải Dương 82,9 85,8 89,1 89,8 86,6 84,1 83,9 87,1 86,1 83,2 80,4 80,1 - Nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất: Bảng 2.17: Nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất cỏc trạm TT Tờn trạm Chỉ tiờu Thỏng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Hà Nội Max (P o P C) 19,1 20,7 22,7 28,6 28,9 30,3 30,7 30,2 28,6 26,7 23,8 22,2 Min (P o P C) 13,2 12,0 17,0 21,0 7,2 27,5 27,9 27,0 26,0 22,9 18,6 15,3
2 Hưng Yờn
Min (P
o
P
C) 15,0 15,9 16,9 21,7 25,4 27,9 28,3 27,8 26,3 23,2 19,9 15,3
3 Hải Dương Max (P
o P C) 18,7 20,8 22,4 25,6 28,5 29,8 30,2 29,5 28,2 25,7 23,2 22,2 Min (P o P C) 13,1 12,0 16,7 20,5 25,4 27,5 28,3 27,2 26,4 23,3 18,4 14,9 - Số giờ nắng:
Bảng 2.18: Số giờ nắng trung bỡnh ngày cỏc trạm
TT Tờn trạm Thỏng (h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Hà Nội 2,4 1,7 1,5 3,0 5,9 5,7 6,3 5,6 5,9 5,4 4,6 4,0 2 Hưng Yờn 2,1 1,6 1,6 3,4 5,0 5,6 5,7 5,3 5,5 4,6 4,5 3,4 3 Hải Dương 2,6 1,7 1,4 2,8 6,1 5,7 6,4 5,7 6,1 5,6 5,0 4,1 - Võn tốc giú: Bảng 2.19: Vận tốc giú trung bỡnh cỏc trạm TT Tờn trạm Thỏng (m/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Hà Nội 1,9 2,0 1,8 1,9 1,9 1,7 1,7 1,4 1,5 1,6 1,6 1,5 2 Hưng Yờn 1,4 1,3 1,4 1,3 1,3 1,0 1,1 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 3 Hải Dương 3,1 2,6 2,4 2,4 2,5 2,4 2,5 2,1 2,0 2,3 2,3 2,4
- Tài liệu mưa:
Bảng 2.20: Mụ hỡnh mưa tưới theo thỏng tại trạm Hà Nội
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
P=75% 35,4 8,4 34,5 58,5 214,4 427,9 101,7 110,4 41,5 326,4 58,9 15,6
P=85% 31,7 7,53 30,9 52,4 192,1 383,3 91,11 98,90 37,18 292,4 52,77 13,98
Bảng 2.21: Mụ hỡnh mưa tưới theo thỏng tại trạm Hưng Yờn
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
P=75% 12,6 21,1 37,9 132,8 87,4 219,1 51,5 250,5 337,2 100,9 46,2 57,3
P=85% 10,8 18,1 32,6 114,2 75,2 188,4 44,3 215,5 290,0 86,7 39,7 49,2
Bảng 2.22: Mụ hỡnh mưa tưới theo thỏng tại trạm Hải Dương
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
P=75% 4,4 30,1 19,7 31,7 207,5 190,4 52,7 289,8 337,5 64,0 69,2 5,5
Cỏc chỉ tiờu của đất trong khu tớnh toỏn:
Theo tài liệu thổ nhưỡng phần lớn đất canh tỏc vựng Bắc Hưng Hải thuộc loại đất thịt trung bỡnh đến thịt nặng. Hệ số thấm ổn định của đất từ 2,0 ữ3,0 mm/ngày đờm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Thời vụ cõy trồng:
Bảng 2.23: Lịch thời vụ gieo trồng cỏc vựng trong hệ thống Bắc Hưng Hải
TT Vựng Tỉnh/T.phố Thời vụ Gieo trồng Thu hoạch Tổng Tgian
1 Gia Lõm Hà Nội Lỳa Chiờm 15/2 15/9 120 Màu Chiờm 25/1 25/5 120 Lỳa Mựa 25/6 15/10 110 Màu Mựa 01/7 20/10 110 Khoai tõy 15/10 15/1 90
2 Gia Thuận Bắc Ninh
Lỳa Chiờm 15/2 15/6 120
Màu Chiờm 25/1 25/5 120
Lỳa Mựa 25/6 15/10 110
Màu Mựa 01/7 20/10 110
Khoai tõy 15/10 15/1 90
3 Bỡnh Giang Hải Dương
Lỳa Chiờm 15/2 15/6 120 Màu Chiờm 01/2 01/6 120 Lỳa Mựa 15/6 5/10 110 Màu Mựa 20/6 10/10 110 Khoai tõy 05/10 05/1 90 4 Gia Lộc- Tứ Kỳ Hải Dương Lỳa Chiờm 15/2 15/6 120 Màu Chiờm 01/2 01/6 120 Lỳa Mựa 15/6 5/10 110 Màu Mựa 20/6 10/10 110 Khoai tõy 05/10 05/1 90 5 Đụng Nam
Cửu An Hải Dương
Lỳa Chiờm 15/2 15/6 120
Màu Chiờm 01/2 01/6 120
Lỳa Mựa 15/6 5/10 110
Màu Mựa 20/6 10/10 110
Khoai tõy 05/10 05/1 90
6 Cẩm Giàng Hải Dương
Lỳa Chiờm 15/2 15/6 120
Màu Chiờm 01/2 01/6 120
Lỳa Mựa 15/6 5/10 110
Màu Mựa 20/6 10/10 110
Khoai tõy 05/10 05/1 90
7 Tõy Nam Cửu An Hưng Yờn
Lỳa Chiờm 15/2 15/9 120
Màu Chiờm 01/2 20/5 110
Lỳa Mựa 15/6 5/10 110
Màu Mựa 20/6 25/9 95
Khoai tõy 5/10 5/1 90 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
8 Chõu Giang Hưng Yờn Lỳa Chiờm 15/2 15/9 120
TT Vựng Tỉnh/T.phố Thời vụ Gieo trồng Thu hoạch Tổng Tgian
Lỳa Mựa 15/6 5/10 110
Màu Mựa 20/6 25/9 95
Khoai tõy 5/10 5/1 90
9 Bắc Kim
Sơn Hưng Yờn
Lỳa Chiờm 15/2 15/9 120
Màu Chiờm 01/2 20/5 110
Lỳa Mựa 15/6 5/10 110
Màu Mựa 20/6 25/9 95
Khoai tõy 5/10 5/1 90
10 Đường 39 Ân Thi - Hưng Yờn
Lỳa Chiờm 15/2 15/9 120
Màu Chiờm 01/2 20/5 110
Lỳa Mựa 15/6 5/10 110
Màu Mựa 20/6 25/9 95
Khoai tõy 05/10 05/1 90
Chiều sõu lớp nước trờn ruộng:
- Vụ chiờm xuõn thường lấy: amax = 50 mm, amin=30 mm; - Vụ mựa thường lấy: amax = 90 mm, amin=60 mm.
- Độ ẩm trong lớp đất canh tỏc của cõy trồng cạn:
Bảng 2.24: Độ ẩm trong lớp đất canh tỏc của cõy trồng cạn
TT Thời đoạn sinh trưởng (βminữβmax)% Tầng đất tưới (cm)
1 Gieo hạt - Nảy mầm 70 ữ 85 30 2 Mọc mầm - Ba lỏ 65 ữ 75 40 3 Ba lỏ - Trỗ cờ 70 ữ 75 50 4 Trổ cờ - Chớn sữa 70 ữ 75 60
- Thời gian sinh trưởng của cõy trồng:
Bảng 2.25: Thời kỳ sinh trưởng và hệ số cõy trồng Kccủa lỳa
TT Giai đoạn sinh trưởng
Lỳa mựa Lỳa chiờm
Thời gian
(ngày) Kc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thời gian
(ngày) Kc
T.gian sinh trưởng 110 120
1 Bắt đầu 10 1,1 ữ1,15 20 1,1 ữ1,15 2 Phỏt triển 25 1,1 ữ1,5 30 1,1 ữ1,5 3 Giữa mựa 30 1,1 ữ1,30 35 1,1 ữ1,30 4 Cuối mựa 35 0,95 ữ1,05 35 0,95 ữ1,05 5 Thu hoạch 20 0,95 ữ1,05 20 0,95 ữ1,05
Bảng 2.26: Thời kỳ sinh trưởng và hệ số cõy trồng Kccủa cỏc loại cõy trồng khỏc
TT Giai đoạn sinh trưởng
Ngụ Khoai tõy
Tổng số ngày 110 90
1 Bắt đầu 15 0,3-0,50 15 0,4-0,5 2 Phỏt triển 30 0,7-0,9 20 0,7-0,8 3 Giữa mựa 40 1,05-1,2 30 1,05-1,2 4 Cuối mựa 25 1,0-1,15 25 0,85-0,95
Bảng 2.27: Chiều sõu bộ rễ của cỏc loại cõy trồng cạn (m)
TT Loại cõy
trồng
Thời kỳ sinh trưởng
Thời kỳ đầu Thời kỳ phỏt triển Thời kỳ giữa Thời kỳ cuối
1 Ngụ 0,3 - 1,20 1,20
2 Khoai tõy 0,3 - 0,55 0,55
2. Tớnh toỏn nhu cầu nước cho nụng nghiệp
a. Phương phỏp tớnh toỏn:
- Dựa vào phương trỡnh cõn bằng nước mặt ruộng và cỏc điều kiện ràng buộc để tớnh toỏn.
- Dựa vào đặc điểm sinh lý và hỡnh thức tưới của cỏc loại cõy trồng:
+ Cõy lỳa nước: chiếm phần lớn diện tớch canh tỏc ở lưu vực, đõy là loại cõy sử dụng nước nhiều nhất.
+ Cõy trồng cạn: bao gồm phần lớn cỏc loại cõy trồng màu và cõy cụng nghiệp, cõy ăn quả, cõy lõu năm.
b. Cõy lỳa nước:
Chế độ tưới cho cõy lỳa nước là tưới ngập do đú luụn luụn phải duy trỡ một lớp nước nhất định trờn mặt ruộng. Theo cụng tưới tăng sản lớp nước này tốt nhất nằm trong khoảng từ 30 - 60 mm. Vỡ trờn mặt ruộng luụn tồn tại một lớp nước mặt nờn luụn luụn xảy ra hiện tượng ngấm ổn định trờn ruộng lỳa.
- Phương trỡnh cõn bằng nước mặt ruộng:
Tớnh toỏn lượng nước tưới cho cõy trồng dựa vào phương trỡnh cõn bằng nước viết cho một thời đoạn trờn một đơn vị diện tớch. Thường thời đoạn là 1 ngày, 1 tuần, nửa thỏng, 1 thỏng hay một vụ, cũn đơn vị diện tớch thường là 1 ha.
Dạng tổng quỏt của phương trỡnh cõn bằng nước:
mRiR = WRđiR – WRđếnR±∆W (mm/ngày) (2.4) Trong đú:
- mRiR:Lượng nước cần tưới cho cõy trồng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
- WRđiR: Lượng nước đi ra khỏi mặt ruộng trong thời đoạn tớnh toỏn thứ i. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
WRđiR = ETRcropR + PRercR + LRprepR (mm/ngày) (2.5)
+ ETRcropR: Lượng bốc hơi mặt ruộng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
+ PRercR: Lượng nước ngấm xuống tầng nước ngầm và rũ rỉ xuống kờnh tiờu trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
+ LRprepR: Lượng nước làm đất (mm/ngày).
- WRđếnR: Lượng nước đến mặt ruộng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày).
WRđến R= Eff.Rain + N (mm/ngày) (2.6)
+ Eff.Rain: Lượng mưa hiệu quả mà cõy trồng cú thể sử dụng được trong thời đoạn i (mm/ngày).
+ N : Lượng nước từ nơi khỏc chảy đến được trong thời đoạn i (mm/ngày). - ∆W: Lượng nước tăng giảm tại mặt ruộng trong thời đoạn thứ i (mm/ngày). Từ đú phương trỡnh (1) được viết thành:
mRiR = (ETRcropR + PRercR + LRprepR) - (Eff.Rain + N) ±∆W (mm/ngày) (2.7) Cỏc đại lượng trong phương trỡnh (2.7) được xỏc định như sau:
- PRercR: Lấy theo kinh nghiệm nú phụ thuộc vào loại đất, phương thức canh tỏc, trỡnh độ quản lý hệ thống tưới.
- Eff.Rain: Được xỏc định từ lượng mưa thiết kế theo cỏc tần suất P = 75% và P = 85%.
- N: Coi khụng cú nước từ nơi khỏc chảy đến, N = 0.
- ETRcropR: Lượng bốc hơi mặt ruộng bao gồm bốc hơi khoảng trống và bốc hơi qua mặt lỏ của cõy trồng, là một đại lượng phụ thuộc rất nhiều yếu tố bao gồm cả cỏc yếu tố khớ hậu và cỏc yếu tố phi khớ hậu như:
+ Cỏc yếu tố khớ hậu gồm nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ giú, số giờ chiếu sỏng...Nhiệt độ càng cao, độ ẩm càng thấp, tốc độ giú càng lớn, số giờ chiếu sỏng càng nhiều thỡ lượng bốc hơi mặt ruộng càng lớn và ngược lại.
+ Cỏc yếu tố phi khớ hậu như loại cõy trồng, thời kỳ sinh trưởng của loại cõy trồng đú, chế độ làm đất.... đều ảnh hưởng tới lượng bốc hơi mặt ruộng (ETc).
Xỏc định lượng bốc hơi mặt ruộng ETcrop theo cụng thức sau:
ETc = ETo xKc (2.8)
: Lượng bốc thoỏt hơi mặt ruộng (mm/ha)
- ETo: Lượng bốc hơi khoảng trống được xỏc định từ cỏc yếu tố khớ hậu theo cụng thức Penman.
- KRcR: Hệ số cõy trồng phụ thuộc vào loại cõy trồng và thời kỳ sinh trưởng của loại cõy trồng đú, được lấy theo tài liệu hướng dẫn của tổ chức Lương thực và Nụng nghiệp của Liờn hiệp quốc (FAO).
Cú nhiều cụng thức xỏc định ETRoRPPnhư phương phỏp phương phỏp bức xạ, Blaney - Criddle, phương phỏp Penman, phương phỏp bốc hơi chậu. Mỗi phương phỏp tớnh đều cú những ưu, nhược điểm nhất định trong những điều kiện ứng dụng khỏc nhau. Tuy nhiờn phương phỏp Penman xột được nhiều yếu tố khớ hậu nhất và thường cho kết quả chớnh xỏc hơn.
Cụng thức Penman - Monteith xỏc định lượng bốc hơi khoảng trống:
ETo = C.{W.Rn + (1-W).f(u).(ea-ed)} (2.9) Trong đú:
+ ETo: lượng bốc hơi tiềm năng (mm/ngày)
+ W: hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ và vĩ độ lấy theo bảng.
+ Rn: lượng bức xạ thực biểu thị bằng bốc hơi tương đương (mm/ngày) + f(u): hàm hiệu chỉnh tốc độ giú, f(u) = 0,27 x (1+UR2R/100)
+ C: hệ số điều chỉnh để cõn bằng ảnh hưởng điều kiện thời tiết ngày đờm lấy ở bảng tra.
UR2R: vận tốc giú bỡnh quõn ngày cỏch mặt đất 2 m (km/ngày).
Trong trường hợp vận tốc giú đo khoảng cỏch cỏch mặt đất Z(m) ta cú cụng thức tớnh đổi như sau: UR2R = UZ x (2/Z)P
0,2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
UZ: vận tốc giú bỡnh quõn ngày cỏch mặt đất Z m (km/ngày). ea: ỏp suất hơi bóo hoà ở nhiệt độ khụng khớ trung bỡnh (mbar). ed: ỏp suất hơi bóo hoà ở nhiệt độ điểm sương.
ed= ea x HRrR/100
HRrR: tỷ lệ độ ẩm khụng khớ (%).
c. Cõy trồng cạn
Chế độ tưới cho cõy trồng cạn là tưới ẩm nờn trong phương trỡnh (2.7) đại lượng Perc, Lprep, ∆W được coi là bằng 0. Mức tưới mỗi lần được xỏc định theo cụng thức:
mi = ETcrop - Eff.Rain (mm/ngày) (2.10) Quỏ trỡnh tớnh toỏn được thực hiện dựa vào chương trỡnh Cropwat của FAO.
Dựa vào mức tưới, thời gian tưới đó được xỏc định. Tớnh hệ số tưới theo cụng thức: i i i i t m q . 4 , 86 α = (2.11) Trong đú:
+ qi: hệ số tưới lần tưới thứ i của cõy trồng cho 1 ha tớnh toỏn (l/s.ha) + ti: thời gian tưới của đợt tưới thứ i (ngày)
+ mi: mức tưới của đợt tưới thứ i (mm/ngày)
+ αi: tỷ lệ diện tớch cõy trồng thứ i trờn diện tớch canh tỏc.
d. Kết quả tớnh toỏn nhu cầu nước cho nụng nghiệp
Bảng 2.28: Hệ số tưới theo thỏng cỏc tiểu vựng với P=75%
TT Tiểu vựng Thỏng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 Gia Lõm 1.06 1.06 1.26 1.12 1.12 1.16 1.16 1.09 0.72 0.58 0.48 0.64
2 Gia Thuận 1.09 1.09 1.23 1.23 1.13 1.13 1.13 0.91 1.14 0.68 0.74 0.67 3 Chõu Giang 1.19 1.19 1.15 1.10 1.15 1.15 1.18 0.92 0.63 0.63 0.80 0.54 4 Bắc Kim Sơn 1.10 1.20 1.20 1.14 1.14 1.14 1.20 1.10 0.94 0.93 0.48 0.16 5 Ân Thi đường 39 0.99 1.20 1.20 1.20 1.15 1.15 1.19 1.15 0.83 0.82 0.89 0.30 6 Tõy Nam Cửu An 1.07 1.07 1.20 1.20 1.20 1.13 1.10 0.97 1.08 0.80 0.96 0.32 7 Bỡnh Giang-Thanh Miện 1.20 1.20 1.21 1.20 1.10 1.24 1.20 1.11 0.98 0.74 0.11 0.25 8 Gia Lộc- Tứ Kỳ 1.16 1.16 1.24 1.33 1.13 1.20 1.20 1.17 1.11 0.73 0.39 0.93 9 Cẩm Giàng 1.13 1.13 1.19 1.19 1.22 1.20 1.15 1.11 1.05 0.73 0.57 1.35 10 Đụng Nam Cửu An 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.26 1.17 1.07 1.17 0.74 0.24 0.58
Bảng 2.29: Hệ số tưới theo thỏng cỏc tiểu vựng với P=85%
TT Tiểu vựng Thỏng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 Gia Lõm 1.07 1.07 1.30 1.20 1.20 1.18 1.25 1.18 0.73 0.62 0.53 0.66
2 Gia Thuận 1.09 1.09 1.25 1.30 1.23 1.16 1.23 1.26 1.23 0.73 0.90 0.70
3 Chõu Giang 1.21 1.21 1.24 1.30 1.24 1.24 1.23 1.02 0.69 0.68 0.90 0.92
4 Bắc Kim Sơn 1.10 1.24 1.24 1.30 1.24 1.23 1.24 1.22 1.03 1.01 0.54 0.28
5 Ân Thi đường 39 0.99 1.25 1.25 1.36 1.23 1.24 1.23 1.28 0.90 0.89 1.00 0.51 6 Tõy Nam Cửu An 1.08 1.08 1.27 1.34 1.34 1.22 1.13 1.08 1.18 0.87 1.07 0.55 7 Bỡnh Giang-Thanh Miện 1.20 1.20 1.22 1.21 1.12 1.25 1.21 1.13 1.00 0.75 0.11 0.25 8 Gia Lộc- Tứ Kỳ 1.16 1.16 1.25 1.33 1.15 1.21 1.20 1.18 1.14 0.75 0.41 0.94
9 Cẩm Giàng 1.13 1.13 1.20 1.20 1.24 1.21 1.15 1.12 1.07 0.74 0.59 1.36
10 Đụng Nam Cửu An 1.18 1.18 1.18 1.18 1.21 1.27 1.17 1.08 1.20 0.75 0.25 0.58
Bảng 2.30. Hệ số tưới cỏc tiểu vựng với P=75% và P=85%
TT Tiểu vựng HST tại mặt ruộng HST tại đầu mối
2 Gia Thuận 1.23 1.30 1.64 1.73
3 Chõu Giang 1.15 1.24 1.53 1.65 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4 Bắc Kim Sơn 1.20 1.24 1.60 1.65
5 Ân Thi - Đường 39 1.20 1.25 1.60 1.67
6 Tõy Nam Cửu An 1.20 1.34 1.60 1.79
7 Bỡnh Giang - Thanh Miện 1.20 1.21 1.60 1.61
8 Gia Lộc - Tứ Kỳ 1.20 1.25 1.60 1.67
9 Cẩm Giàng 1.20 1.21 1.60 1.61
10 Đụng Nam Cửu An 1.18 1.21 1.57 1.61