Khi quy hoạch phát triển nguồn nước ở một lưu vực sông, thường xây dựng rất nhiều công trình đầu mối dọc theo dòng sông, nhiều trường hợp các công trình đầu mối đó phối hợp cùng phục vụ những đối tượng chung và chúng có liên quan với nhau. Dưới đây trình bày một số tr−ờng hợp th−ờng gặp và cách tính toán tổng quát trong quá trình quy hoạch.
1. Tr−ờng hợp th−ợng l−u là hồ chứa, hạ l−u là đập dâng n−ớc
Hồ chứa làm nhiệm vụ trữ nước để tổng hợp lợi dụng, điều tiết dòng chảy tăng khả
năng cấp nước của nguồn nước, đập dâng nước nhằm dâng cao mực nước đảm bảo yêu cầu cho t−ới hoặc cho các ngành dùng n−ớc khác (hình 11.17).
Hồ chứa A
Khu t−íi
Đập ngăn sông B Dòng chảy
khu gi÷a
Ch−ơng 11 - Khảo sát và quy hoạch thủy lợi 377
H×nh 11.17 Với tr−ờng hợp này, căn cứ vào yêu cầu dùng nước tổng hợp xác định yêu cầu nước tại
điểm B. Tìm đường quá trình lượng nước đến tại khu gi÷a A - B.
- Phối hợp giữa đường quá trình nước đến tại khu giữa A - B với đ−ờng quá trình yêu cầu n−ớc tổng hợp tại B để xác định ra yêu cầu nước đối với hồ A (thiếu n−ớc tại B hồ A phải cung cấp).
- Xác định đường quá trình yêu cầu nước của các ngành mà hồ A phải cung cấp trực tiếp không thông qua đập B. Tổng hợp hai đ−ờng quá trình yêu cầu n−ớc từ hồ A tại B và đ−ờng quá trình yêu cầu n−ớc trực tiếp tại hồ A ta đ−ợc đ−ờng quá
trình yêu cầu n−ớc tổng cộng. Phối hợp đ−ờng này với đường nước đến tại A để xác định ra dung tích hiệu quả của hồ A.
2. Tr−ờng hợp th−ợng l−u và hạ l−u đều là hồ chứa
Khi trên một đoạn sông xây dựng hai hồ chứa cùng phối hợp để đáp ứng yêu cầu cho một
nhóm đối tượng nào đấy, hồ thượng lưu có nhiệm vụ điều tiết dòng chảy của lưu vực và đưa về hồ hạ lưu làm tăng hiệu quả phục vụ của toàn hệ thống (hình 11.18).
A
B
Dòng chảy khu giữa
H×nh 11.18
Nhiệm vụ của hai hồ chứa thượng lưu và hạ lưu sơ bộ có thể phân làm hai loại:
a) Loại thứ nhất
Hồ chứa hạ lưu trực tiếp phụ trách thoả mãn yêu cầu dùng nước của các ngành, nhưng do dung tích nhỏ không đủ đáp ứng nhu cầu nước phải xây dựng thêm hồ chứa thượng lưu
để điều tiết bổ sung cho hồ hạ lưu, hồ thượng lưu không có hộ dùng nước độc lập.
Nguyên lý tính toán chung là: Xác định đường quá trình yêu cầu nước tổng hợp ở hạ lưu, sau đó từ khả năng và điều kiện xây dựng của hồ chứa hạ lưu giả thiết các dung tích của hồ hạ lưu ta sẽ tìm được dung tích hồ thượng lưu tương ứng, phương án tốt nhất là tổng kinh phí đầu t− vào hai hồ là nhỏ nhất.
Nội dung tính toán có thể thông qua các b−ớc sau:
- Căn cứ vào đường yêu cầu nước tổng hợp và dung tích của hồ hạ lưu (đã được giả
thiết) tìm ngược lại quá trình lượng nước đến cần có để thoả mãn yêu cầu nước tổng hợp ở hạ lưu. Đường quá trình nước đến cần có này bao gồm hai thành phần: Đường quá trình nước đến khu giữa và lượng nước do hồ thượng lưu cần tháo xuống, quá trình cần tháo xuống này chính bằng đường quá trình nước đến cần có trừ đi quá trình nước đến khu giữa.
- Lấy đường quá trình cần tháo xuống từ hồ thượng lưu phối hợp với nước đến của lưu vực hồ thượng lưu tìm ra dung tích của hồ thượng lưu.
- Giả thiết nhiều dung tích hồ chứa hạ lưu để tìm nhiều dung tích hồ thượng lưu tương ứng. Phương án có tổng dung tích hai hồ nhỏ nhất thường là phương tốt, tuy nhiên để có phương án quy hoạch tối ưu còn phải xét đến điều kiện xây dựng của các hồ chứa vì thế phải xét đến điều kiện kinh phí đầu t− xây dựng là nhỏ nhất.
b) Loại thứ hai
Hai hồ chứa thượng lưu và hạ lưu đều có ngành dùng nước độc lập, với trường hợp này ngoài việc hai hồ phải thoả mãn yêu cầu dùng n−ớc của các ngành, chúng còn phải có sự phối hợp với nhau thật tốt để có thể tận dụng triệt để nguồn nước và phát huy khả năng tối
đa dung tích của mỗi hồ.
Với giả thiết tần suất bảo đảm của các ngành dùng nước giống nhau, sự phân bố dòng chảy trên diện tích lưu vực của hai hồ hoàn toàn như nhau. Chúng ta sử dụng một số khái niệm mới sau đây:
Gọi β là dung tích tương đối của hồ chứa:
Dung tích hữu ích của hồ chứa β = L−ợng dòng chảy đến bình quân α là hệ số điều tiết:
Tổng l−ợng n−ớc cần α = L−ợng dòng chảy đến bình quân
Nếu βthượng > βhạ và αthượng > αhạ thì hồ hạ lưu sẽ đầy trước, tính toán thủy lợi hai hồ gần như độc lập. Chỉ cần chú ý hồ hạ lưu phải thiết kế công trình xả lũ có kích thước đủ bảo đảm tháo nước cho hồ hạ lưu và cả hồ thượng lưu khi cần thiết.
Nếu βthượng < βhạ thì hồ thượng lưu có khả năng sẽ đầy nước trước và sẽ có ảnh hưởng lớn đến hồ hạ lưu như có thể tiếp nước cho hồ hạ lưu, trường hợp này việc tính toán thuỷ lợi cho hai hồ phải kết hợp với nhau. ở giai đoạn quy hoạch ta có thể tính toán một cách gần
đúng để sơ bộ xác định dung tích các hồ chứa. Giả thiết có một hồ chứa lớn có thể thay thế hai hồ thượng và hạ lưu, với lượng nước đến và yêu cầu dùng nước của hai hồ, tính sơ bộ dung tích của hồ thay thế và sẽ tìm đ−ợc hệ số điều tiết α', đồng thời cũng tính đ−ợc dung tích tương đối β’ của hồ chứa lớn thay thế:
Ch−ơng 11 - Khảo sát và quy hoạch thủy lợi 379 Vtổng
β’ = Wth−ợng+Whạ (11.1)
trong đó:
Vtổng - dung tích hiệu ích của hồ lớn thay thế;
Wthượng - lượng dòng chảy đến bình quân của hồ thượng lưu;
Whạ - lượng dòng chảy đến bình quân của hồ hạ lưu.
Căn cứ vào lượng nước đến và yêu cầu nước của hồ thượng lưu chúng ta có thể tìm
được βthượng và αthượng, từ đó xác định các đặc trưng của hồ hạ lưu như sau:
αhạ = α' − αth−ợng (11.2)
β’(W
Vhạ th−ợng + Whạ) − Vth−ợng
(11.3) βhạ = =
Whạ Whạ
Vhạ = βhạWhạ (11.4)
trong đó:
Vhạ - dung tích hữu ích của hồ hạ lưu;
Vthượng - dung tích hữu ích của hồ thượng lưu.
11.6. Tính toán kinh tế trong quy hoạch thuỷ lợi
Tính toán kinh tế trong dự án quy hoạch thủy lợi là tìm các chỉ tiêu kinh tế trên cơ sở so sánh giữa vốn đầu t−, chi phí quản lý hàng năm và lợi ích thu về do biện pháp thuỷ lợi,
để tính ra các chỉ tiêu đánh giá hiệu ích kinh tế của dự án.