Như đã phân tích ở trên, các hệ thống sông hoàn toàn có khả năng đáp ứng đủ nhu cầu dùng nước, chỉ có khó khăn do mực nước sông hạ thấp mùa kiệt. Để cải thiện tình hình này, tác giả đề xuất một số giải pháp cho đối tượng là các trạm bơm cũ xây dựng đã lâu không lấy được nước và những công trình sẽ xây dựng mới được thiết kế phù hợp với đặc điểm dao động mực nước của các sông.
3.1.2.1. Giải pháp cải tạo các trạm bơm hiện có không lấy được nước
Đối với các trạm bơm hiện có không lấy được nước, đề nghị các giải pháp sau:
1. Giải pháp nối dài ống hút của máy bơm
Trong tính toán thiết kế chọn máy bơm, vì lý do an toàn, công suất của máy bơm được chọn luôn lớn hơn công suất yêu cầu. Vì vậy, trong trường hợp mực nước xuống thấp không lấy được nước cũng có thể xem xét nối dài ống hút. Khi đó công suất hoạt động có thể giảm sút so với công suất định danh của máy bơm, tuy nhiên vẫn có khả năng đảm bảo lưu lượng cần bơm. Việc nối dài ống hút của máy bơm có thể dẫn đến
việc máy bơm hoạt động không đúng công suất, hoặc một số máy bớm sẽ không khởi động được. Để giải quyết vấn đề máy bơm không khởi động được cần phải lắp thêm hệ thống máy bơm hút chân không.
Theo điều tra thực tế các trạm bơm cũ hiện có hiện nay trên địa bàn TP.Hà Nội của Trung tâm tư vấn PIM [8] thì các máy bơm ly tâm hút được nước thông thường ở độ sâu từ 3 đến 8 m. Vì vậy, với phương pháp nối dài ống hút có thể nối dài nếu thiếu hụt mực nước từ 0,5 đến 2,0m theo chiều thẳng đứng thì chiều dài ống nối theo phương xiên từ 1,0 đến 4,0m.
Hình 3.3 Nối dài ống hút máy bơm * Ưu điểm:
- Xử lý được tình huống cấp bách trong cấp nước tưới - Chi phí rẻ, kỹ thuật đơn giản
* Nhược điểm:
- Công suất của máy bơm có thể sụt giảm so với công suất thiết kế - Dễ gây ra hiện tượng khí thực đối với máy bơm
* Phạm vi áp dụng:
- Các trạm bơm hiện có ở sông Hồng, sông Đuống
- Áp dụng cho các trạm bơm xiên, máy bơm ly tâm trong thời gian ngắn có mực nước sông hạ thấp.
- Chiều dài nối ống: 1,0 ÷ 4,0m
2. Trạm bơm bán cố định bổ sung nước cho bể hút
Do bể hút của các trạm bơm xây dựng đã lâu hiện tại nằm cao hơn mực nước mùa kiệt từ 1÷2m nên trạm bơm không thể hoạt động trong thời kỳ căng thẳng về nhu cầu
tưới.
* Hình thức, kết cấu: Hệ khung đỡ bằng thép cố định dưới lòng sông, máy bơm có thể điều chỉnh cao độ và tháo dỡ khi không sử dụng.
1- Máy bơm HTĐ
2- Giá đỡ bơm (có thể tháo lắp) 3- Động cơ điện
Hình 3.4 Trạm bơm bán cố định
* Loại máy bơm: máy bơm hướng trục, cột nước thấp, lưu lượng lớn - Công suất động cơ: 33÷37kW
- Cột nước: 3÷4m
- Lưu lượng: 2300-2500 m3/h * Ưu điểm:
- Không cần nhà trạm, dễ dàng di chuyển, lắp đặt. * Nhược điểm:
- Ảnh hưởng đến giao thông thủy, mùa lũ cần có cọc cảnh báo * Phạm vi áp dụng:
- Tiếp nước bổ sung vào bể hút của các trạm bơm trên sông Hồng, sông Đuống. - Diện tích phục vụ: 200 ÷ 1000 ha
3. Trạm bơm dã chiến
Chủ trương của Thành phố Hà Nội sẽ cho đầu tư các trạm bơm dã chiến bơm lấy nước trực tiếp từ sông để có nguồn nước tưới, phát huy hiệu quả việc thâm canh tăng năng suất cây trồng cho diện tích vùng bãi.
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí trạm bơm dã chiến
a. Trạm bơm dã chiến bổ sung nước cho bể hút, kênh dẫn sau cống lấy nước (Sơ đồ
nhánh 1)
* Loại máy bơm: Máy bơm hướng trục hoặc máy bơm ly tâm cột nước thấp - Công suất động cơ: 22÷37kW
- Cột nước: 1,5÷4m
- Lưu lượng: 2300-2500 m3/h
* Ưu điểm: Không cần nhà trạm, dễ dàng di chuyển, lắp đặt.
* Nhược điểm: Vị trí đặt máy bơm không ổn định, khó khăn trong quản lý máy bơm * Phạm vi áp dụng:
- Tiếp nước cho kênh hút, bể hút các trạm bơm cũ trên sông Hồng, sông Đáy, sông Đuống.
- Diện tích phục vụ: 200 ÷ 1000 ha
Hình 3.6 Trạm bơm dã chiến (cột nước thấp) cấp nước cho kênh dẫn sau cống lấy nước
b. Trạm bơm dã chiến cấp nước trực tiếp cho kênh xả (Sơ đồ nhánh 2)
Sông TRẠM BƠM DÃ CHIẾN Kênh dẫn, bể hút Trạm bơm Kênh xả TRẠM BƠM DÃ CHIẾN 1 2
Hình 3.7 Trạm bơm dã chiến lấy nước từ sông cấp nước cho kênh xả
Bảng 3.1 Tổng hợp các giải pháp cho trạm bơm hiện có không lấy được nước
TT Giải pháp Thông số kỹ thuật Khuyến nghị áp dụng
1
Giải pháp nối dài ống hút của máy bơm
- Đường kính ống, bích nối ống phù hợp với đường ống hút của trạm bơm hiện có
- Áp dụng cho các trạm bơm xiên, máy bơm ly tâm - Chiều dài nối ống: 1,0 ÷ 4,0m
- Các trạm bơm cũ trên sông Hồng, sông Đáy, sông Đuống
- Quy mô diện tích: 100- 200ha
2
Trạm bơm bán cố định bổ sung nước cho kênh hút, bể hút
- Máy bơm hướng trục - Công suất động cơ: 33÷ 37kW
- Cột nước: 3÷4m
- Lưu lượng: 2300-2500 m3/h
- Sông Hồng, sông Đáy, sông Đuống.
- Quy mô diện tích: 200 ÷ 1000 ha
3 Trạm bơm dã chiến
3.1
Trạm bơm dã chiến tiếp nước cho bể hút
- Máy bơm hướng trục hoặc máy bơm ly tâm cột nước thấp
- Công suất động cơ: 22÷37kW
- Cột nước: 1,5÷4m
- Lưu lượng: 2300-2500 m3/h
- Sông Hồng, sông Đuống. - Quy mô diện tích: 200 ÷ 1000 ha
3.2
Trạm bơm dã chiến cấp nước trực tiếp cho kênh xả
- Máy bơm lý tâm trục ngang - Công suất động cơ:
33÷55kW
- Lưu lượng: 800-2500m3/h - Cột nước: 10-20 m
- Lấy nước từ sông Hồng cấp vào bể xả, kênh xả. - Quy mô diện tích: 200 ÷ 1000 ha
1. Xây dựng trạm bơm cột hút sâu:
Loại bơm cột hút sâu được thiết kế theo phương pháp mới nhằm tăng khả năng hút nước với độ sâu tối đa đạt tới 8m (máy thông thường 4- 5m). Bên cạnh đó để tiện cho việc vận hành, máy cũng được lắp đặt thêm một bộ van treo để giữ nước giúp người vận hành không phải mồi máy bằng phương pháp thủ công mỗi khi khởi động.
Hình 3.8 Trạm bơm cột hút sâu
* Hình thức, kết cấu: Trạm bơm xây ở mái hạ lưu đê sông, nhà trạm cố định * Loại máy bơm:
- Loại máy bơm này được sản xuất trong nước do Viện Bơm và thiết bị thủy lợi – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam nghiên cứu chế tạo. Máy được cấu tạo giống các máy thông thường với kết cấu ngắn gọn bằng trục bơm ly tâm, nhưng phần cánh bơm đã được cải tiến để tăng sức hút ngay cả khi máy được đặt ở độ cao 7-8m so với mực nước dưới sông.
- Công suất động cơ 33÷55 kW - Lưu lượng (Q): 200÷800m3/h. - Cột nước (H): 15÷24 m
- Cột nước hút: Hhút =7 ÷8m
* Ưu điểm:
Nhờ đó tiết kiệm kinh phí đầu tư nhà trạm mới.
- Với các trạm bơm cũ, khi thay thế sử dụng bơm hút sâu, tiết kiệm kinh phí đầu tư chỉ mất khoảng 15% so với xây dựng trạm bơm mới.
- Vào mùa cạn, bơm chống hạn có hiệu quả, không bị treo trõ, cấp nứớc kịp thời cho sản suất.
- Bơm dễ dàng lắp đặt, sử dụng, sữa chữa, làm việc ổn định, phù hợp với dân trí nứơc ta, được người sử dụng chấp nhận.
- Bơm được sản suất trong nước nên chủ động cung cấp thiết bị khi xây mới và sửa chữa.
* Phạm vi áp dụng
- Độ sâu hút 8m nên có thể áp dụng tại hầu hết các địa phương bãi sông Đáy và sông
Đuống và các vị trí trên bãi sông Hồng với độ chênh cao phù hợp. - Diện tích phục vụ: 100-200ha
2. Xây dựng trạm bơm chìm xiên
Trạm bơm chìm được đưa ra khắc phục được việc thay đổi cao trình mực nước, đặc biệt vào thời điểm mực nước sông xuống thấp.
Hình 3.10 Trạm bơm chìm xiên (áp dụng tại Xuân Phú, Phúc Thọ) * Hình thức kết cấu trạm bơm: Nhà trạm kiên cố trên bờ sông
* Loại máy bơm: Máy bơm chìm - Lưu lượng (Q): 2000-2500m3/h - Cột nước (H): 10-20 m
* Ưu điểm:
- Quản lý, vận hành đơn giản * Nhược điểm:
- Khối lượng đào đắp, chi phí xây dựng lớn - Yêu cầu kỹ thuật xử lý nền móng cao * Phạm vi áp dụng:
- Xây dựng trên sông Hồng, sông Đuống, tại vị trí lòng sông không bị bồi lắng. - Diện tích phục vụ: 200-1000ha
3. Xây dựng Trạm bơm buồng ướt máy bơm chìm
* Hình thức kết cấu trạm bơm: Nhà trạm bơm truyền thống kiểu buồng ướt dạng khối tảng
* Loại máy bơm: Máy bơm chìm - Lưu lượng (Q): 2000-2500m3/h - Cột nước (H): 10-12m
* Ưu điểm:
- Công trình nằm ở mép bờ sông, giảm được khối lượng đào đắp - Quản lý, vận hành đơn giản
* Nhược điểm:
- Yêu cầu kỹ thuật xử lý nền móng,
- Chi phí sửa chữa lớn, thường là các thiết bị nhập khẩu. * Phạm vi áp dụng:
- Xây dựng trên sông Đuống, sông Đáy tại vị trí lòng sông không bị bồi lắng, nhà trạm ở sát bờ sông.
- Diện tích phục vụ tưới: 200-1000ha
Hình 3.11 Trạm bơm buồng ướt máy bơm chìm
4. Xây dựng trạm bơm trục đứng có trục trung gian
* Hình thức kết cấu trạm bơm: Như trong Hình 3.11 * Loại máy bơm: Máy bơm hướng trục trục đứng - Lưu lượng (Q): 2000÷2500m3/h
- Cột nước (H): 3,0÷4,5m * Ưu điểm:
- Trục trung gian từ 1÷2m khắc phục được dao động mực nước sông - Quản lý, vận hành đơn giản
* Nhược điểm:
- Yêu cầu kỹ thuật xử lý nền móng * Phạm vi áp dụng:
- Xây dựng trên sông Đáy, sông Đuống (dao động mực nước 4÷5m) - Diện tích phục vụ tưới: 200-1000ha
Hình 3.12 Trạm bơm trục đứng có trục trung gian
5. Xây dựng trạm bơm di chuyển trên ray
* Hình thức kết cấu trạm bơm:
Nhà trạm bằng BTCT. Trạm bơm kiểu xe bơm di chuyển trên ray, máy bơm hoạt động trên khô. Đường ống đẩy bố trí xiên theo ray kéo, trên đường ống đấy có bố trí các khớp nối với máy bơm ở các cao trình khác nhau. Khi mực nước sông lên hoặc xuống có thể kéo di chuyển trạm bơm theo ray đến vị trí khớp nối phù hợp để bơm nước vào ống đẩy, tận dụng cột nước thấp để tăng lưu lượng bơm, hoặc điều chỉnh giảm công suất máy bơm bằng cảm biến.
* Loại máy bơm:
Lắp đặt máy bơm ly tâm trục ngang hoặc ly tâm trục ngang hai miệng hút. Máy bơm có thể kéo di chuyển trên ray để lắp đặt, sửa chữa vận hành.
- Lưu lượng (Q): 2000-2500m3/h - Cột nước (H): 10-20 m
Hình 3.13 Trạm bơm di chuyển trên ray máy bơm ly tâm trục ngang * Ưu điểm:
- Khắc phục được dao động của mực nước và đặc biệt vẫn đảm bảo máy bơm hoạt động khi mực nước xuống thấp.
- Bơm có thể hoạt động ở nhiều mực nước khác nhau để tận dụng cột nước để tăng lưu lượng hoặc giảm công suất tiêu thụ năng lượng của máy bơm.
- Sữa chữa dễ dàng, có thể hoạt động với cột nước lớn, đảm bảo phục vụ tưới trong mùa kiệt khi mực nước sông xuống thấp.
* Nhược điểm:
- Yêu cầu vận hành phải tuân thủ nghiêm việc hướng dẫn sử dụng vận hành, bảo trì, bảo dưỡng máy bơm, các thiết bị cơ khí khác.
- Phải di chuyển xe bơm kịp thời khi có nước lũ dâng cao. * Phạm vi áp dụng:
- Xây dựng trên sông Hồng, sông Đuống (mực nước dao động lớn theo mùa) tại vị trí bãi sông có độ dốc nhỏ
Bảng 3.2 Tổng hợp các giải pháp xây dựng trạm bơm mới
TT Giải pháp Thông số kỹ thuật Khuyến nghị áp dụng
1 Trạm bơm cột hút sâu
- Máy bơm ly tâm - Công suất động cơ 33÷55 kW
- Lưu lượng: 300÷800 m3/h.
- Cột nước: 15-24 m
- Sông Đáy và sông Đuống
- Quy mô diện tích: 100-500ha
2 Trạm bơm chìm xiên
- Máy bơm chìm xiên - Lưu lượng: 2000- 2500m3/h
- Cột nước: 10-20 m
- Sông Hồng, sông Đuống
- Quy mô diện tích: 200-1000ha 3 Trạm bơm buồng ướt máy bơm chìm - Máy bơm chìm - Lưu lượng (Q): 2000- 2500m3/h - Cột nước (H): 10-12m
- Sông Đáy, sông Đuống
- Quy mô diện tích: 200-1000ha
4
Trạm bơm trục đứng có trục trung gian
- Máy bơm hướng trục trục đứng
- Lưu lượng: 2000÷2500m3/h - Cột nước: 3,0÷4,5m
- Sông Đáy, sông Đuống
- Quy mô diện tích: 200-1000ha
5
Trạm bơm di chuyển trên ray
- Máy bơm ly tâm trục ngang - Lưu lượng (Q): 2000- 2500m3/h - Cột nước (H): 10-20 m - Sông Hồng, sông Đuống
- Quy mô diện tích: 200-1000ha