3. Cỏch tiếp cận và phương phỏp nghiờn cứu
4.2.2.Hiện trạng đất đai
Khu vực nghiờn cứu cú khu tưới khỏ tập trung và tương đối bằng phẳng, dốc dần từ Tõy bắc xuống Đụng nam, rất thuận tiện cho việc cung cấp nước tưới.
Tổng diện tớch đất toàn thụn: F =117 ha được phõn bố như sau: - Đất trồng lỳa nước:10 ha - Đất ao hồ đang sử dụng: 2 ha - Đất thổ cư làng bản: 7 ha - Đất vườn tạp: 5 ha - Đất sạt lở: 3 ha - Đất sườn dốc: 90 ha 4.2.3. Hiện trạng thuỷ lợi
Khu vực nghiờn cứu cú nguồn nước tự nhiờn hết sức phong phỳ, cung cấp nguồn nước khỏ dồi dào. Tuy nhiờn, do việc đầu tư cho cụng tỏc thuỷ lợi chưa được chỳ ý nờn năng suất cõy trồng cũn rất thấp, hiệu quả thu được rất hạn chế. Đõy thực sự là một nghịch lý. Với diện tớch đất trồng lỳa nước hiện tại Fct = 10 ha, song diện tớch được tưới chỉ đạt khoảng 7ha nhưng cũng chỉ cú 5,5ha ăn chắc, phần cũn lại hết sức bấp bờnh, chủ yếu tưới nhờ nước trời.
Bờn cạnh những khú khăn về nước tưới cho sản xuất nụng nghiệp, việc cung cấp nước sinh hoạt cho người dõn cũng đang là một vấn đề hết sức bức xỳc. Để cú nước dựng, bà con phải ghỏnh từ suối về bản hết sức vất vả. Do thiếu nước nờn cỏc bệnh nhiệt đới phỏt triển mạnh, trẻ em hay ốm đau, sức khoẻ người dõn khụng đảm bảo, từ đú khụng yờn tõm sản xuất.
Chớnh vỡ những khú khăn về nguồn nước cho nụng nghiệp và sinh hoạt, nờn để đỏp ứng nhu cầu cung cấp lương thực tại chỗ, người dõn muốn tồn tại chỉ cũn cỏch vào rừng khai thỏc lõm sản trỏi phộp, dẫn đến nạn chặt phỏ rừng bừa bói gõy ra
88
những hậu quả nghiờm trọng: khú khăn cho cụng tỏc quản lý bảo vệ rừng, làm ảnh hưởng đến an ninh trật tự xó hội, ảnh hưởng tiờu cực đến mụi trường sinh thỏi tự nhiờn.
4.2.4. Hiện trạng cụng trỡnh
- Đập đầu mối bằng đất do dõn tự đắp từ năm 1980, nhưng chỉ sau 5 năm thỡ đầu tả đập bị vỡ, vẫn chưa được sửa chữa triệt để. Nhõn dõn chỉ đắp tạm bằng bao tải đất để dõng nước tưới, hàng năm vào mựa lũ lại bị nước cuốn trụi.
- Kờnh tạm bằng đất, khả năng chuyển tải nước rất kộm, nhiều chỗ dõn đó cấy lỳa vào lũng kờnh. Mặt khỏc, do đỏy kờnh nằm rất thấp, khụng thể dẫn nước tới cuối khu tưới và cỏc khu đất cao cú khả năng sản xuất nụng nghiệp.
Nhỡn chung cụng trỡnh rất tạm bợ, cần phải được đầu tư xõy dựng để phục vụ việc cấp nước chủ động cho 10ha cõy lỳa nước, 2 vụ ăn chắc.
4.2.5. Sự cần thiết đầu tư
- Cung cấp nước cho sản xuất nụng nghiệp
Như trờn đó nờu, khu vực nghiờn cứu thuộc huyện Định Sơn, đời sống người dõn rất khú khăn, thu nhập chủ yếu dựa vào sản xuất nụng nghiệp. Hiện nay, để lấy nước tưới chủ động cho 10ha đất trồng cõy lỳa nước 2 vụ ăn chắc là vấn đề quan trọng hàng đầu.
- Cung cấp nước phục vụ sinh hoạt
Sự khú khăn về nước cho sinh hoạt nảy sinh rất nhiều vấn đề phức tạp cho đồng bào như: Thiếu nước cho cỏc nhu cầu tối thiểu của cuộc sống (ăn uống, tắm giặt), bệnh tật càng cú cơ hội lõy lan và phỏt triển mạnh…Chớnh vỡ vậy, ngoài yờu cầu cấp nước cho sản xuất nụng nghiệp, nước cho sinh hoạt cho 400 nhõn khẩu trong thụn (dõn số đến năm 2010) cũng là một vấn đề cần được quan tõm đỳng mức. - Cung cấp nước cho nuụi trồng thủy sản và trồng cõy ăn quả để phỏt triển kinh tế vườn, kinh tế hộ gia đỡnh
Đõy cũng là một hướng đi hết sức quan trọng trong việc thỳc đẩy kinh tế, nõng cao đời sống của người dõn trong thụn.
Với việc tạo ra cỏc ao trữ nước, ao nỳi, ngoài hiệu quả trữ ẩm và chống xúi mũn đất, thỡ việc lợi dụng cỏc ao này để nuụi trồng thủy sản như cỏ, tụm nước ngọt nhằm giải quyết nhu cầu thực phẩm tại chỗ cũn cú thể tăng thờm thu nhập cho người dõn. Hơn nữa, chỳng cũn là nguồn cung cấp nước uống cho gia sỳc, tưới vườn.
Bờn cạnh đú, tiềm năng đất đai rộng lớn cũng là một thế mạnh cho việc phỏt triển kinh tế vườn, kinh tế nụng hộ, xa hơn nữa là mụ hỡnh kinh tế trang trại, phự hợp với vựng nỳi và hiện nay đang được Nhà nước hết sức quan tõm.
Là một thụn vựng sõu, vựng xa, khu vực nghiờn cứu đang cũn rất khú khăn về nhiều mặt kinh tế cũng như xó hội, trong đú việc chưa cú điện để phục vụ đời sống sinh hoạt của cộng đồng cũng là một vấn đề mà lónh đạo huyện Như xuõn núi chung và xó Thanh xuõn núi riờng đang rất quan tõm. Vỡ lẽ đú, với lợi thế về địa hỡnh và nguồn nước, việc phỏt triển thủy điện nhỏ để cung cấp cho nhu cầu về điện trước mắt của đồng bào là điều nờn làm.
Để giải quyết những yờu cầu trờn, giải phỏp then chốt là đầu tư cho nụng nghiệp mà mũi nhọn là biện phỏp thuỷ lợi. Nếu đủ nước, đời sống nhõn dõn từng bước sẽ được nõng cao, tốc độ phỏt triển kinh tế của khu vực nghiờn cứu sẽ từng bước bắt kịp tốc độ phỏt triển kinh tế của cả xó, cả huyện.
4.3. Bố trớ hệ thống cụng trỡnh cấp nước trong khu vực
Xõy dựng hệ thống cụng trỡnh cấp nước cho thụn Thỏi Chi phải được lợi dụng tổng hợp như sau:
• Cấp nước cho nụng nghiệp:
Trồng trọt: Khụng chỉ cho 10ha lỳa 2 vụ mà cũn mở rộng diện tớch trồng cõy ăn quả, cõy cụng nghiệp, phỏt triển vườn rừng. Tiến tới phỏt triển trang trại trong xó.
Chăn nuụi: Để phỏt triển kinh tế hộ gia đỡnh, bảo đảm nước cho cỏc ao để phỏt triển thủy sản đồng thời phỏt triển chăn nuụi gia cầm như ngan, vịt…
• Cấp nước cho sinh hoạt
Cấp nước cho 70 hộ dõn (khoảng400 nhõn khẩu) đến năm 2010. • Phỏt triển cỏc trạm thủy điện Mini:
Để cấp điện cho dõn.
• Sử dụng dũng chảy vào cỏc mục đớch khỏc:
Với cỏc mục tiờu trờn, qua việc phõn tớch so sỏnh cỏc phương ỏn, chỳng tụi đề ra biện phỏp cụng trỡnh như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Trờn khu vực nghiờn cứu tại vị trớ dự kiến (xõy dựng một đập dõng để dõng nước phục vụ tưới tự chảy.
+ Bố trớ tuyến kờnh dẫn nước tưới phớa bờ tả của đập để tưới cho 10 ha lỳa nước hiện cú, đồng thời cung cấp nước vào cỏc ao trữ.
+ Lợi dụng cỏc diện tớch trũng ven đường liờn thụn đào cỏc ao nỳi để tập trung nước mưa cung cấp cho người và gia sỳc. Dọc theo tuyến kờnh cũng cần bố trớ hệ thống ao trữ nhằm tớch nước mựa mưa bổ sung cho mựa khụ.
+ Tại đầu mối, xõy dựng cụm cụng trỡnh bao gồm:
Trạm bơm va để tưới cho 90 ha cõy ăn quả, cõy cụng nghiệp trờn sườn dốc, đồng thời cung cấp nước sinh hoạt cho 400 nhõn khẩu (theo phỏt triển dõn số đến năm 2010).
90
Xõy dựng trạm thủy điện mini cấp điện cho đồng bào trong thụn.
4.3.1. Cỏc chỉ tiờu thiết kế
- Cấp cụng trỡnh: Cấp V (TCXDVN-285-2002) - Tần suất đảm bảo tưới: P = 75 %.
- Tiờu chuẩn cấp nước sinh hoạt: 100 l/người-ngày đờm. - Diện tớch tưới lỳa hiện tại: 10 ha
- Diện tớch tưới ẩm cho cõy ăn quả sườn dốc: 90 ha
- Cấp nước sinh hoạt: 400 người (đến năm 2010) - Cấp điện sinh hoạt: 70 hộ (đến năm 2010) - Diện tớch lưu vực: 25 Km2 - Qlũ 2%: 277,24 m3 /s - Qkiệt 75%: 230,00 l/s 4.3.2. Cỏc hạng mục cụng trỡnh trong hệ thống 4.3.2.1. Đập dõng: Xõy dựng đập mới + Cao trỡnh đỉnh đập dõng: (+500.00) m. + Chiều rộng đập dõng: B = 24 m - Lưu lượng lũ 2%: Qlũ = 277,24 m3/s Kết cấu cụng trỡnh:
Đập tràn kiểu mặt cắt thực dụng, lừi đỏ xõy M100, mặt ngoài bọc BTCT M200 dày 20 cm, bể tiờu năng và gia cố sau tiờu năng bằng BTCT M200.
4.3.2.2. Kờnh dẫn lấy nước trực tiếp từ dập dõng
Xuất phỏt từ hạ lưu đập dõng, đi ven theo thềm suối phớa tả, tưới cho diện tớch 10 ha đất canh tỏc hiện cú.
Chỉ tiờu thiết kế:
- Diện tớch phụ trỏch F1 = 10ha. - Hệ số tưới q = 1,2 l/s-ha.
- Hệ số lợi dụng kờnh mương η = 0,75.
- Lưu lượng yờu cầu: Q1 = 10x1,2/0,75 = 16 l/s - Tổng chiều dài L = 455 m
Kết cấu:
Đỏy kờnh bờtụng thường M150, tường xõy gạch vữa M75, trỏt VXM M100 dày 1.0 cm cả hai mặt. Đỉnh kờnh lỏt tấm đan BTCT M200 để trỏnh bồi lấp. Dọc tuyến kờnh tại cỏc vị trớ dốc nước hoặc cống lấy nước vào kờnh nhỏnh bố trớ cỏc mỏy phỏt điện mini hoặc đặt cỏc cối gió gạo lợi dụng năng lượng nước. Sau đú nước lại được đổ xuụng kờnh để cấp cho hạ lưu.
4.3.2.3 Ao trữ nước
Khuyến khớch cỏc hộ cựng tiến hành đào ao gia đỡnh để trữ lượng nước thừa trong mựa mưa sử dụng trong mựa khụ. Mỗi gia đỡnh nờn bố trớ hai ao, diện tớch mỗi ao khoảng F = 200 m2
, cột nước hữu ớch trong ao h = 1.5m. Đồng thời lợi dụng nguồn nước trong ao để nuụi trồng thủy sản như tụm, cỏ cũng như tạo nguồn nước tắm, nước uống cho cỏc loại gia sỳc (trõu, bũ, ngựa), gia cầm (ngan, vịt…), giữ độ ẩm cho đất. Dung tớch mỗi ao:
Wao = 200x1.5 = 300 m3
Tận dụng cỏc loại đỏ, cuội sỏi lũng suối để kố bờ ao nhằm tăng tớnh ổn định, chống thấm và giảm khối lượng nạo vột ao. Vị trớ cỏc ao nờn ở gần tuyến kờnh dẫn nước, đầu cỏc khe, hẻm nỳi để thuận tiện cho việc lấy nước vào ao đồng thời giảm xúi mũn đất.
4.3.2.4. Trạm bơm nước va
Nhiệm vụ: Cung cấp nước tưới cho F2 = 90 ha đất trồng cõy ăn quả trờn sườn dốc phớa hữu Đập tràn, đồng thời cung cấp nước sinh hoạt cho 400 nhõn khẩu thuộc khu vực nghiờn cứu.
a- Lưu lượng yờu cầu
- Nhu cầu nước tưới cho 90 ha cõy ăn quả: Mức tưới: Wnăm = 2000 m3/năm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Lưu lượng yờu cầu Q2 = 2000x90/(365x86.400) = 6 l/s - Nhu cầu cấp nước sinh hoạt cho 400 nhõn khẩu:
Q3 = 400x100/86.400 = 0,5 l/s
Lưu lượng yờu cầu của trạm bơm va là:
Qb = Q2 + Q3 = 6,0 + 0,5 = 6,5 l/s b- Cột nước yờu cầu
Mực nước yờu cầu tại bể xả bao gồm cả tổn thất trờn đường ống đẩy là (543.00)m. Cao độ này đảm bảo tưới tự chảy cho toàn bộ khu vực canh tỏc trờn sườn dốc. Mực nước suối tại vị trớ bể ỏp lực là (500.00) m.
Như vậy, cột nước bơm yờu cầu cho bơm va là: hb = 543 - 500 = 43 m. c- Cỏc thụng số kỹ thuật của bơm va cho khu vực ỏp dụng
• Cỏc thụng số kỹ thuật của bơm va bao gồm: • Lưu lượng chảy vào bơm nước va (Q), (m3/s);
• Cột nước làm việc của bơm (cột nước bể ỏp lực) (H), (m); • Cột nước bơm lờn (cột nước đẩy) (h), (m);
• Lưu lượng bơm lờn (q), (l/s); q = ηQH/h • Hệ số hiệu suất (η), (%); η = qh/QH • Tỷ lệ i = h/H
92
Thụng số (η) và ( i = h/H) là hai thụng số cơ bản để đỏnh giỏ tiờu chuẩn của bơm nước va. Hệ số và hiệu suất của bơm nước va phụ thuộc vào chế độ làm việc của bơm, trung bỡnh η = 0,65 – 0,85. Tỷ lệ (h/H) thay đổi từ 2 - 30 và cao hơn. Tuy nhiờn, nếu tỷ lệ này quỏ cao thỡ bơm nước va làm việc ớt hiệu quả, vỡ lưu lượng q bơm lờn rất nhỏ. Do đú, trong thực tế chỉ nờn sử dụng bơm va với tỷ lệ (h/H) < 20.
Bơm nước va cú thể hoạt động với cột nước làm việc (H) từ 0,2 m đến rất cao, tới trờn 20 m.
Kết quả tớnh toỏn thuỷ văn đó xỏc định được với lưu vực Xà xảm Flv = 25 km2, tại vị trớ đặt bơm va, lưu lượng nước đến ứng với tần suất p = 75% là Q = 220 l/s, hoàn toàn thoả món nhu cầu nước tưới.
Trờn cơ sở tớnh toỏn ở trờn, với cột nước yờu cầu bơm (hb = 43m) bao gồm cả tổn thất đường ống đẩy, lưu lượng yờu cầu (qb = 5l/s), cột nước ỏp lực (H = 2,5m), đối chiếu với bảng thụng số kỹ thuật bơm va chọn được loại bơm nước va BV20/10 với cỏc thụng số kỹ thuật:
• Lưu lượng đến Q = 30 – 50 l/s. • Cột nước ỏp lực h = 1,5 – 7m. • Cột nước bơm lờn h = 6 – 60m. • Lưu lượng bơm lờn q = 1,5 – 7,1 l/s. • Đường kớnh ống vào Dv = 200mm. • Đường kớnh ống ra Dr = 100mm.
d- Bố trớ cỏc hạng mục cụm cụng trỡnh đầu mối trạm bơm nước va Vị trớ: Tại vai đập phớa hữu.
Bể ỏp lực: Mực nước bể: 500 m; Kớch thước BxHxL= 1x1.5x2.3m.
Kết cấu: Đỏ xõy vữa M100
Đường ống ỏp lực: Dài L= 8H = 8x2.5 = 20 m.
Kết cấu: ống thộp, Φ 20 cm dày 4 mm.
Nhà trạm: Kớch thước BxHxL= 1x1.5x2.3m
Kết cấu: BTCT M200
Mực nước trong bể lắp bơm (497.50)m
Đường ống bơm: Chiều dài đường ống L = 50 m.
Kết cấu: ống thộp, Φ10 cm, dày 4 mm.
Bể xả: Cao độ mực nước xả (tại bể lọc): 543 m.
4.3.2.4 Khu xử lý nước
Khu xử lý nước được bố trớ trờn sườn đồi phải ở cao độ 540 m, cỏc cụng trỡnh trong khu xử lý gồm 1 bể lọc cỏt cụng suất lọc = 15 m3/h (nước từ ống bơm được dẫn thẳng vào bể lọc). Nước sinh hoạt được lấy trực tiếp từ bể lọc, sau bể lọc là bể chứa nước tưới đặt ở cao độ thấp hơn cao độ đỏy bể lọc.
Bể lọc: Cao độ đỏy bể: (540.00) m; Kớch thước BxLxH = 2x3x2,5 m
Kết cấu: BTCT M200. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tầng lọc gồm 3 lớp: Đỏ dăm 2x4 dày 15 cm - Đỏ dăm 1x2 dày 15 cm - Cỏt vàng dày 20 cm.
Bể chứa nước tưới:
Cao độ đỏy bể (537.00) m. Mực nước bể (540.00) m. Kớch thước BxLxH = 15x8x3.0 m, dung tớch 360 m3
.
Kết cấu: BTCT M200.
4.3.2.5. Hệ thống đường ống
Đường ống cấp nước tưới: Xuất phỏt từ bể chứa nước tưới, kết thỳc ở điểm khống chế cao độ tưới tại khoảnh thứ nhất, sau đú tưới tràn xuống cỏc khoảnh thứ 2,3,4 cú cao độ thấp hơn. Tổng chiều dài L = 230m.
Kết cấu: ống nhựa PVC của nhà mỏy nhựa Tiền phong. Đường kớnh Φ89 cm, ỏp lực p = 4atm. Toàn bộ đường ống được chụn dưới mặt đất 50 cm nhằm bảo vệ, trỏnh va đập.
Đường ống cấp nước sinh hoạt: Dẫn nước từ bể lọc về bể chứa nước sinh hoạt cú dung tớch 10 m3 đặt tại thụn Thỏi Chi. Cao độ bể (530.00) m. Tổng chiều dài đường ống L = 270 m. Tổn thất cột nước trờn suốt chiều dài đường ống htt = 5,40 m.
Kết cấu: ống nhựa PVC, cú đường kớnh Φ21 cm, chịu ỏp lực 3 atm. Toàn bộ đường ống được chụn dưới mặt đất 50 cm.
4.3.2.6. Trạm thủy điện
1. Xỏc định cụng suất yờu cầu Nyc (Kw)
Đến năm 2010, dõn số thụn khu vực nghiờn cứu là 400 người, với khoảng 70 hộ gia đỡnh. Để tớnh toỏn cụng suất của trạm thuỷ điện, chỳng tụi xỏc định cụng suất tiờu thụ của từng hộ như sau
Búng đốn: 3 búng x 60w = 180 w Đài Radio + Tivi = 150 w Quạt: 2 chiếc x 50w = 100 w
Như vậy, cụng suất cần cấp cho một hộ bằng 430w = 0,43 Kw Cụng suất yờu cầu Nyc = 70hộ x 0,43 Kw = 30 Kw.
Xỏc định cụng suất của trạm N (Kw)
1. Cụng suất N cần thiết của trạm xỏc định như sau Nyc = N. ηmp. ηTb → N = Nyc/(ηmp. ηTb)
(ηmp = 0,85 hiệu suất mỏy phỏt; ηmp = 0,85 hiệu suất tuabin) N = 30/ (0,85. 0,85) = 41,5 Kw
94 N = 9,81. Q. H Q(m3/s) – Lưu lượng vào trạm
Q = Q75% - Q1 – QBV = 230 –16 – 40 = 174 l/s = 0,174 m3/s
(Q1 – Lưu lượng lấy vào kờnh tưới tự chảy; QBV – Lưu lượng đến bơm va) Cột nước cần thiết để chạy tuabin là:
H = N/(9,81.Q) = 41,5/(9,81. 0,174) = 24,3 m 3. Lựa chọn tuabin và mỏy phỏt
Trờn cơ sở cỏc thụng số: N = 41,5Kw, Q = 0,174 m3