- Vẽ đường tần suất kinh nghiệm
B Tiêu ra sông Hồng
7.11.2 Thiết kế kênh tháo
Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo ra sông Hồng qua cống dưới đê. Khi trạm bơm Khai Thái vận hành, cửa van dưới đê được mở hờn toàn.
Trong trường hợp thiết kế , mực nước trong kênh tháo phụ thuộc hoàn toàn vào mực nước ngoài sông Hồng. Kênh tháo vận hành như một con đê chống lũ, mặt cắt bờ kênh tháo phải đảm bảo điều kiện ổn định tương tự như đê sông Hồng. Để đảm bảo điều kiện an toàn ổn định cho công trình và cho đê sông Hồng, kênh tháo phải được bảo vệ bằng bê tông cốt thép.
Mực nước thiết kế kênh tháo băng mực nước thiết kế sông Hồng với tần suất P = 10% cộng với tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ qua cống xả:
10%s . kên kt tt tk c h Z =Z +Z +i L (6.10) Trong đó: kt tk
Z : cao trình mực nước thiết kế kênh tháo
10%
s
Z : cao trình mực nước thiết kế sông Hồng với tần suất 10%
tt c
Z : tổn thất cục bộ qua cống lấy 10 cm
i: độ dốc đáy kênh tháo i = 1.10-4
kênh
Do không có tài liệu tính toán mực nước sông Hồng P = 10% nên trong đồ án lấy mực nước thiết kế của kênh tháo bằng mực nước thiết kế kênh tháo tương tự mực nước kênh tháo Khai Thái 1 : Có kt
tk
Z = 9,2 m.
* Xác định cao trình đáy kênh xả.
Cao độ đáy kênh tháo phụ thuộc vào cao độ đay bể xả của trạm bơm, điều kiện địa hình địa chất nơi tuyến kênh đi qua và chế độ thủy lực của kênh.
Cao độ đáy kênh được xác định vào kết quả tính toán theo 2 trường hợp sau:
1) Dựa vào điều kiện địa hình của tuyên kênh đi qua và cao độ đáy bể xả để lụa chọn cao độ đáy kênh tháo sao cho phù hợp, đảm bảo điều kiện ổn định của kênh:
- Căn cứ vào kích thước bể xả, cống xả qua đê chọn bề rộng đáy kênh xả phù hợp sao cho đáy kênh xả có kích thước lớn hơn hoặc bằng cống xả qua đê: chọn bề rộng kênh xả bằng kênh dẫn là 17m , coi dòng chảy trong kênh xả là dòng đều tính toán thủy lực tượng tự như kênh dẫn đước dộ sâu h trong kênh xả là 3 m.
- Xác định mực nước kênh xả: + Cao trình đáy kênh tháo:
Cao trình đáy kênh tháo đựoc xác định theo công thức: Zđkx = Zđbh +h
Trong đó:
Zđkx: cao trình đáy kênh tháo Zđbh: cao trình đáy bể hút
h: độ chênh lệch giữa đáy bể hút và đáy kênh xả, chọn h = 1m.
Thông thường khi thiết kế bể tháo, ta phải thiết kế sao cho đáy của bể tháo luôn có 1 lớp nước đệm. Để làm được điều đó ta phải tạo ra đựoc sự chênh lệch giữa đáy bể tháo và đáy kênh nối tiếp.
Cơ sở để chọn đựoc chiều cao chênh lệch của đáy bể tháo và đáy kênh là dựa vào địa hình nơi tuyến kênh đi qua và cao độ đáy cống xả qua đê. Cao độ đáy công xả qua đê thường rất nhỏ nên ta chọn độ chênh lệch h= 1m .
=> Zđkx = 2,92 + 1 = 3,92 m. Ta thấy Zđkx = 3,92 m < Có kt
tk
Z = 9,2 m ta chọn Zđkx = 3,92 m
2) Tính toán thủy lực xác định b và h tương ứng với mực nước thiết kế của kênh xả thông qua bể xả:
- Coi dòng chảy trong kênh xả là dòng đều, tính toán tương tự như kênh dẫn với kênh xả làm bằng bê tông ta có các thông số sau:
+ Độ dốc đáy kênh i = 1.10-4
+ Hệ số mái m = 1,5
+ Bề rộng đáy kênh b = 17 m
+ Độ sâu mực nước thiết kế kênh tháo h = 3 m - Cao trình bờ kênh bờ kênh tháo:
Cao trình đáy kênh tháo được xác định theo công thức:
kt d Z = Z - bxtk hTKkt Trong đó: kt d
Z : Cao trình đáy kênh tháo.
TK bx
Z : Cao trình mực nước bể xả thiết kế. ZTKbx = 9,2 (m)
TKkt kt
h : Cột nước thiết kế trong kênh tháo.
TKkt kt h = hcongtt + TK kx h = 0,2 + 3 = 3,2 (m) Vậy: kt d Z = 9,2 – 3,2 = 6,0 (m)
Kết luận: Cao độ đáy kênh tháo là cao độ nhỏ nhất trong 2 trường hợp trên vậy chọn cáo độ đáy kênh tháo Zđkx = 3,92 m
*Xác định cao trình bờ kênh tháo
Cao trình bờ kênh tháo được xác định theo công thức:
kt b Z = Zmaxbx + a Trong đó: max bx Z - Mực nước bể xả lớn nhất, max bx Z = 9,7 (m)
a – Độ cao an toàn, theo sách bài tập và đồ án môn học Máy bơm và Trạm bơm tương ứng với Q = 10 ÷ 30 m3/s thì a = 0,5 (m)
Vậy: kt b
Z = 9,7 + 0,5 = 10,2 (m)
* Xác định chiều rộng bờ kênh xả
Chiều rộng bờ kênh được tra theo bảng 4-3 giáo trình bài tập và đồ án Máy bơm và trạm bơm, ứng với lưu lượng thiết kế Qtk = 49 (m3/s) thì chiều rộng bờ kênh được chọn B = 2,5 (m) 3,92 9,2 10,2 MNTK m = 1,5 14
KẾT LUẬN
Huyện Phú Xuyên có hệ trình Thủy Lợi được xây dựng tương đối hoàn chỉnh và đồng bộ từ đầu mối đến mặt ruộng nhưng do các công trình này có thời gian làm việc dài, ít đựoc cải tạo nâng cấp, cùng với các tác động của quá trình công nghệp hóa, đô thị hóa nên yêu cầu tiêu nước của huyện lớn hơn nhiều so với khả năng phục vụ của các công trình thủy lợi đã có. Hậu quả là tình trạng ngập úng vẫn xảy ra thường xuyên.
Để đáp ứng yêu cầu phát triển KT – XH, đáp ứng mục tiêu đến năm 2020 Phú Xuyên trở thành huyện công nghiệp đồ án tốt nghiệp này tập trung nghiên cứu vấn đề tiêu úng của toàn huyện.
ĐATN của em đã giải quyết được những vấn đề sau:
1- Phân tích điều kiện tự nhiên , kinh tế, xã hội của huyện, hiện trạng thủy lợi, hiện trạng úng ngập để từ đó nêu bật đựợc sự cần thiết phải lập quy hoạch tiêu úng. Cụ thể công trình của hệ thống chưa đảm bảo yêu cầu tiêu úng cho diện tích mặt bằng 17110,46 ha. Nguyên nhân là do công trình thủy lợi đều có thời gian khai thác quá lâu không còn đáp ứng yêu cầu hiện tại, quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh chóng và trên diện rộng… Bên cạnh đó nảy sinh các vấn đề ô nhiễm môi trường cần nhanh chóng khắc phục.
2 – Phân tich tài liệu mưa và tính toán xác định được mô hình mưa tiêu thiết kế là mô hình mưa 3 ngày với đỉnh mưa rơi vào ngày thứ 2.
3 - Xác định đựoc các đối tượng tiêu nước, tính toán xác định hệ số tiêu nước ho từng đối tượng tiêu nước có mặt trong hệ thông thủy lợi huyện Phú Xuyên và cho cả hệ thông.
4 – Phân vùng tiêu, tính toán cân băng nước cho các vùng và cho toàn HTTL huyện Phú Xuyên. Kết quả tính toán cân bằng nước đã chứng minh rằng các công trình thủy lợi đã xây dựng không đáp ứng được yêu cầu tiêu nước của huyện. Cụ thể toàn huyện phân ra thành 2 vùng tiêu chính một là tiêu ra hệ thông sông Nhuệ và sông Duy Tiên, hai là tiêu ra sông Hồng. Trong đó tiêu năng lực tiêu ra sông Hồng đang bị thiếu 150 m3/s.
5 – Căn cứ kết quả tính toán cân bằng nước , em đã đề xuất biện pháp thủy lợi để giải quyết tiêu úng cho huyện. Trong số các biện pháp đã đề xuất có biện pháp xây dựng them các trạm bơm Khai Thái 2, Khai Thái 3, Khai Thái 4.
6 - Trong đồ án em đã tính toán thiết kế sơ bộ trạm bơm Khai Thái 2.Dự án xây dựng trạm bơm Khai Thái 2 và sau đó là Khai Thái 3, và Khai Thái 4 đòi hỏi vốn đầu tư tương đối lớn không thể chỉ trông cậy vào nguồn ngân sách nhà nước. Chính vì vậy huy động vốn từ mọi thành phần là hết sức cần thiết. Trước mắt cần tập trung xây dựng trạm bơm Khai Thái 2 để mang lại hiệu quả cao nhất, thực hiện từng bước vừa
làm vừa theo dõi, để tiếp tục bổ sung, điều chỉnh cho phù hợp với thực tế. Bên cạnh đóđòi hỏi phải có sự phối hợp chặt chẽ của các ngành tài nguyên môi trường, xây dựng và giao thông…
Tuy nhiên còn một số hạn chế sau:
- Trong quá trình quy hoạchcòn thiếu nhiều tài liệu thủy văn cũng như tài liệu về địa hình. Nên ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu, hạn chế các kết quả tính toán, việc đưa ra các phương án không chánh khỏi thiếu chính xác.
- Do thời gian làm đồ án có giới hạn, kiến thức thực tế của bản thân còn hạn chế nên trong đồ án em không tránh khỏ những sai sót.
Vì vậy em rất mong nhận được sự quan tâm chỉ bảo và góp ý của thầy cô để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Cuối cùng, một lần nữa em xin trân thành cảm ơn thầy giáo PGS – TS Lê Quang Vinh, các thầy cô trong khoa Kỹ thuật tài nguyên nước và những người thân yêu của em đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn !.
Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2014 Sinh viên thực hiện
PHỤ LỤC
1.Hiện trạng thủy lợi trong khu vực huyện Phú Xuyên. 1.1 Vùng miền tây Phú Xuyên.