7. Bố cục luận văn
3.2.1. Tỏc động trong trường hợp mực nước tại nguồn cấp thấp hơn mực nước yờu
nước yờu cầu
1. Tỏc động trong trường hợp cụng trỡnh đầu mối là cống lấy nước
Để đỏnh giỏ tỏc động trong trường hợp nguồn nước đến đỏp ứng đủ nhưng mực nước tại nguồn cấp thấp hơn mực nước yờu cầu của cống lấy nước, đề tài tập trung
nghiờn cứu tài liệu trắc mực nước tại cống Xuõn Quan và cống Liờn Mạc lấy nước tưới vụ đụng xuõn năm 2007.
a. Cống Xuõn Quan:
Cống Xuõn Quan là đầu mối chớnh lấy nước từ sụng Hồng để tưới nước cho hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, cống được thiết kế với lưu lượng 75mP
3
P
/s, mực nước thượng lưu +1,85m.
Diễn biến mực nước trong thời kỳ đo đạc như sau:
- Từ ngày 16 đến 31/I/2007 mực nước trung bỡnh ngày là +1,73m, cao nhất là +2,16m thấp nhất +1,02m lỳc 23h ngày 28/I. Mực nước cao hơn +1,85m chỉ đạt 160h trong tổng số 384h quan trắc từ 3h ngày 25 tới 10h ngày 31/I mực nước luụn thấp hơn mực thiết kế +1,85m. Do mực nước xuống thấp nờn nhiều thời điểm phải đúng cống Xuõn Quan để giữ cho nước trong đồng khụng chảy ra sụng.
- Từ ngày 1 đến 15/II/2007:
Mực nước trung bỡnh chỉ đạt +1,61m thấp hơn mực nước thiết kế +0,24m.
Mực nước cao hơn mực nước thiết kế chỉ xảy ra trong 6h ngày 1/II, 7h ngày 2/II cũn lại đều thấp hơn mực nước thiết kế. Mực nước thấp nhất đạt +1,01m lỳc 19h/ngày 10/II/2007. Mực nước thấp hơn +1,5m kộo dài từ 24h ngày 8/II tới 1h ngày 13/II. Mực nước thấp hơn +1,20m kộo dài từ 16h ngày 9/II tới 23h ngày 1/II/2007. Nhiều thời điểm mực nước hạ lưu cao hơn mực thượng lưu đó phải đúng cống để nước trong đồng khụng chảy ra ngoài sụng, do mực nước hạ thấp việc lấy nước vào hệ thống rất khú khăn khụng đảm bảo cấp nước.
- Từ ngày 16 đến 28/II:
Mực nước trung bỡnh trong thời đoạn này tại Xuõn Quan hạ thấp chỉ đạt +1,36m, cao nhất chỉ đạt +1,94m. Mực nước cao hơn +1,85m chỉ duy trỡ trong 11h ngày 17/II, 6h ngày 18/II cũn lại đều thấp hơn +1,85m trong suốt thời kỳ đo đạc (từ 16 đến 28/II). Mực nước thấp nhất chỉ đạt +0,75m lỳc 19h ngày 23/II/2007, mực nước thấp hơn là +1,20m xảy ra từ 4h ngày 21/II tới 1h ngày 25/II, từ 15h ngày 25/II tới 4h ngày 26/II, từ 19h ngày 26/II tới 3h ngày 27/II mực nước hạ thấp chưa từng thấy đó gõy khú khăn cho việc lấy nước vào hệ thống.
- Từ ngày 1 đến 15/III/2007:
Mực nước trung bỡnh trong đợt đo này là +1,40m, cao nhất +1,87m lỳc 13h ngày 2/III, thấp nhất là +1,04m lỳc 19h ngày 9/III/2007 mực nước trung bỡnh này trong suốt thời gian đo đạc đều thấp hơn mực nước thiết kế +1,85m.
b. Cống Liờn Mạc:
Cống Liờm Mạc là cụng trỡnh đầu mối duy nhất để lấy nước tưới cho hệ thống thuỷ nụng sụng Nhuệ. Cống gồm 4 cửa lấy nước B = 3,0m/cửa và 1 cửa rộng 6,0m vừa lấy nước và kết hợp với vận tải thủy. Mực nước thiết kế trong thời kỳ đồ ải P = 75% là +3,60m tương ứng với Q = 39mP
3
P
/s. Thời kỳ tưới dưỡng P = 75% mực nước thiết kế là +3,1m.
Thời kỳ từ 16 đến 31/I/2007: Mực nước trong thời kỳ này luụn thấp hơn +3,6m, mực nước cao nhất +3,75m lỳc 17h/17/I, thấp nhất +2,32m lỳc 19, 21h/28/II lưu lượng lấy vào chỉ cũn được 19,0mP
3
P
/s chỉ bằng 52% lưu lượng thiết kế.
Như vậy cú thể thấy cỏc tỏc động khi mực nước tại nguồn thấp hơn mực nước yờu cầu tại đầu hệ thống tưới với cụng trỡnh đầu mối là cống lấy nước tự chảy là:
- Việc lấy nước vào hệ thống tưới gặp rất nhiều khú khăn, khụng phỏt huy hết năng lực của cụng trỡnh đầu mối. Lưu lượng chảy qua cống khụng đảm bảo lấy theo lưu lượng thiết kế nờn khụng thể đỏp ứng được được yờu cầu nước của hệ thống nếu vận hành hệ thống đỳng theo quy trỡnh vận hành. Mực nước tại đầu hệ thống giảm dẫn đến mực nước cỏc sụng trục trong hệ thống suy giảm. Vỡ vậy, cỏc cụng trỡnh trong hệ thống khụng phỏt huy hết cụng suất thiết kế như cỏc cống nội đồng khụng thể lấy được đủ nước cho khu tưới trong thời gian lấy nước cho phộp, cỏc trạm bơm khụng bơm hết được số mỏy bơm hoặc bị giảm cụng suất mỏy. Hơn thế khi mực nước khụng đỏp ứng, diện tớch tưới tự chảy giảm so với thiết kế nờn để tưới được những phần diện tớch này phải chuyển sang tưới động lực.
- Nếu mực nước trong đồng lớn hơn mực nước ngoài sụng, nước trong đồng cú thể chảy ngược ra sụng.
2. Tỏc động trong trường hợp cụng trỡnh đầu mối là trạm bơm
Trong trường hợp cụng trỡnh đầu mối là trạm bơm, để nghiờn cứu cỏc ảnh hưởng trong trường hợp nguồn nước đỏp ứng đủ nhu cầu nhưng mực nước đến thấp hơn mực nước yờu cầu, đề tài tập trung phõn tớch ảnh hưởng đối với một số trạm bơm hoạt động dọc hai bờ sụng Hồng mựa kiệt năm 2007 như trạm bơm Phự Sa, trạm bơm Đan Hoài để rỳt ra những ảnh hưởng chớnh.
a. Trạm bơm Phự Sa
Trạm bơm Phự Sa được xõy dựng ở phớa Hữu sụng Hồng thuộc xó Viờn Sơn, thành phố Sơn Tõy, trạm gồm 4 tổ mỏy với cụng suất 10.800mP
3
P
/h, lưu lượng thiết kế 12,0mP
3
P
/s diện tớch tưới thiết kế là 10.000ha, mực nước thiết kế là +5,20m, đỏy bể hỳt là + 3,0m. Ngoài ra cũn 21 mỏy dó chiến với cụng suất 1.000mP
3 P /h một mỏy (5,8mP 3 P /s) hoạt động khi mực nước xuống thấp hơn +5,20m.
Thời kỳ từ 16 đến 31/I:
+ Từ 13h ngày 19/I tới 13h ngày 22/I mực nước hạ thấp xuống dưới mực nước thiết kế thấp nhất chỉ +4,95m nờn chỉ cú 2 mỏy hoạt động và 21 mỏy bơm dó chiến với lưu lượng bơm là 11,8 mP
3
P
/s.
+ Từ 7h ngày 25/I tới 13h ngày 31/I mực nước đều thấp hơn mực nước thiết kế, thấp nhất là +3,95m lỳc 1h ngày 28/I. Trong thời đoạn này chủ yếu là trạm bơm dó chiến hoạt động, trạm bơm chớnh ngưng hoạt động. Cú 14/21 mỏy dó chiến hoạt động lưu lượng lấy vào chỉ đạt 3,88 mP
3
P
/s.
Thời kỳ từ ngày 1 đến 15/II:
Mực nước tiếp tục giảm xuống dưới mực nước thiết kế +5,20m cỏc ngày từ 1 đến 15/II/2007 mực nước thấp nhất +4,05m từ 7-13h ngày 10/II. Bơm nước trong thời kỳ này chủ yếu là cỏc mỏy bơm dó chiến hoạt động với số mỏy là 16/21 mỏy lưu lượng lấy vào chỉ đạt 4,4 mP
3
P
/s.
Từ ngày 1 đến 15/III/2007:
Mực nước từ bể hỳt luụn thấp hơn mực nước thiết kế (+5,20m). Mực nước giờ duy trỡ ở mực từ +3,93m đến +4,50m, thấp nhất là +3,93m lỳc 7h ngày 5/III/2007.
Trạm bơm chớnh ngừng hoạt động chỉ cũn hoạt động bơm nước của trạm bơm dó chiến với số mỏy hoạt động là 19 mỏy/ngày, lưu lượng nước lấy vào là 5,28 mP
3
P
/s. b. Trạm bơm Đan Hoài
Trạm bơm Đan Hoài được xõy dựng ở bờn bờ Hữu sụng Hồng thuộc xó Liờn Hà, huyện Đan Phượng, Hà Nội. Trạm gồm 5 tổ mỏy loại mỏy cú cụng suất 8.000 mP
3
P /s, mực nước thiết kế tại bể hỳt là +3,05m.
Từ 26/31/I cấp nước cho đổ ải:
Mực nước hai ngày 27-28/I chỉ ở mực +2,4m đến +2,8m nờn rất khú khăn, tuy nhiờn thời kỳ này vẫn hoạt động đủ 5 tổ mỏy chạy với thời gian liờn tục 24/24h/ngày lưu lượng 10 mP
3
P /s.
Từ ngày 1 đến 28/II, thời kỳ này bơm tưới phục vụ cho cấp nước đổ ải, dưỡng mạ, dưỡng lỳa. Trong thời kỳ này mực nước ngoài sụng Hồng thấp cỏc ngày 9, 10, 11, 12/II và từ 19-28/II mực nước xuống rất thấp chỉ dao động từ +2,2m đến +2,5m, thấp nhất +2,2m ngày 23, 26/II/2007.
Ngày 10/II chỉ hoạt được 2 tổ mỏy với lưu lượng là 4,4 mP
3
P
/s. Ngày 21/II chỉ hoạt động được 1 tổ mỏy với lưu lượng là 2,2 mP
3
P
/s. Cỏc ngày 24, 25/II chỉ hoạt động được 2 tổ mỏy với Q = 4,4 mP
3
P
Từ ngày 1 đến 15/III/2007 mực nước sụng Hồng hạ thấp dưới +2,5m, thấp nhất là +2,4m. Đõy là thời kỳ bơm nước phục vụ tưới dưỡng. Số mỏy hoạt động cao nhất là 4 mỏy, thấp nhất chỉ cú 3 mỏy vào cỏc ngày 9, 10, 13/III, lưu lượng bơm 6,67mP
3
P
/s.
Trong đợt tưới phục vụ sản xuất đụng xuõn năm 2007, trạm bơm Đan Hoài về cơ bản vẫn đảm bảo cấp nước cho hệ thống một số ngày mực nước sụng Hồng xuống quỏ thấp đó ảnh hưởng tới việc lấy nước. Lưu lượng lấy qua trạm bơm lỳc thấp nhất chỉ đạt 2,2mP
3
P
/s chỉ bằng 22% lưu lượng thiết kế đó gõy căng thẳng cho việc cấp nước cho hệ thống.
Như vậy khi mực nước tại cụng trỡnh đầu mối xuống thấp hơn mực nước yờu cầu gõy ảnh hưởng đến việc bơm nước cung cấp cho cỏc hệ thống thủy lợi như khụng bơm hết được số mỏy bơm dẫn đến khụng lấy đủ lưu lượng theo yờu cầu, nhiều khi khụng cú nước vào bể hỳt phải lắp thờm bơm dó chiến để bơm hoặc phải bơm 2 cấp.
Do lấy nước vào cỏc kờnh mương trong hệ thống gặp nhiều khú khăn, khụng đỏp ứng được lưu lượng yờu cầu nờn mực nước trong hệ thống kờnh mương thấp hơn mực nước thiết kế. Vỡ vậy khả năng tưới tự chảy của hệ thống giảm so với thiết kế.
3.2.2. Tỏc động trong trường hợp mực nước tại nguồn cấp đỏp ứng yờu cầu
lấy nước
Khi nõng mức đảm bảo tưới lờn P=85% nhu cầu nước của toàn vựng đồng bằng Bắc Bộ theo tớnh toỏn tăng lờn khoảng 8,0% so với mức đảm bảo P =75%. Trong khi hiện tại cỏc cụng trỡnh đầu mối thủy lợi vựng đồng bằng Bắc Bộ lấy nước từ sụng Hồng cung cấp cho cỏc hệ thống chỉ được thiết kế với mức đảm bảo P=75%. Tuy nhu cầu nước tăng khụng đỏng kể nhưng cỏc cụng trỡnh này gặp rất nhiều khú khăn trong việc đỏp ứng yờu cầu nước theo mức đảm bảo tăng.
Vớ dụ, theo tớnh toỏn trong chương 2, hệ thống Bắc Hưng Hải lấy nước qua cống Xuõn Quan, với mức đảm bảo tưới P=85% trong giai đoạn hiện tại tổng nhu cầu nước của hệ thống khoảng 133,46 mP
3
P
/s, trong khi khả năng lấy nước của cống chỉ đạt 71 mP 3 P /s, thiếu 62,46 mP 3 P
/s (thiếu 46,8%). Vỡ vậy, để đảm bảo lấy nước tưới ải trong thỏng 2, theo quy trỡnh vận hành, cống Xuõn Quan phải mở cửa lấy nước sớm từ ngày 5/1 hàng năm, thực hiện tưới luõn phiờn giữa cỏc tiểu vựng, đồng thời phải tận dụng hai cống tiờu Cầu Xe và An Thổ để lấy nước ngược lợi dụng lỳc thủy triều lờn (cú năm lượng nước này chiếm đến 45% tổng nhu cầu nước toàn vựng), cựng cỏc trạm bơm nhỏ lấy nước từ cỏc sụng ngoài như trạm bơm Gia Thượng, trạm bơm Vàng, trạm bơm Mụn Quảng lấy nước từ sụng Đuống....
Trong giai đoạn 2020, do cú sự điều tiết của cỏc hồ thượng nguồn làm mực nước thượng lưu cống Xuõn Quan tăng lờn 2,63m với mức đảm bảo tưới P=85%, tổng nhu cầu nước của hệ thống Bắc Hưng Hải khoảng 125,11 mP
3
P
/s, trong khi khả năng lấy nước của cống chỉ đạt 90 mP 3 P /s, thiếu 35,11 mP 3 P /s (thiếu 28,06%).
Như vậy, khi mực nước tại nguồn cấp đỏp ứng yờu cầu theo thiết kế của cỏc cụng trỡnh đầu mối, việc lấy nước vào hệ thống đỏp ứng yờu cầu với mức đảm bảo tăng vẫn cũn gặp khú khăn do quy mụ cụng trỡnh đầu mối khụng đảm bảo.
Tuy nhiờn trong trường hợp này, nhu cầu nước theo mức đảm bảo P=85% cú tăng nhưng theo đỏnh giỏ trong chương 2 nhu cầu nước tăng khụng đỏng kể. Mà nhu cầu nước tăng mạnh như hiện nay là do diện tớch đất canh tỏc nụng nghiệp, cụng nghiệp tăng, cựng với đú là quỏ trỡnh đụ thị húa, tăng trưởng dõn số, phỏt triển chăn nuụi, thủy sản và sự gia tăng lượng nước dựng do tiờu chuẩn dựng nước tăng. Đõy chớnh là nguyờn nhõn chớnh cụng trỡnh đầu mối khụng đỏp ứng lấy được lượng nước lấy theo nhu cầu.