3. Cỏch tiếp cận và phương phỏp nghiờn cứu
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
- 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.
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
/s, H = 24,3m. Chỳng tụi chọn loại tuabin và mỏy phỏt như sau:
Tuabin HL 110-WJ-30 cú H = 40m, Q = 0,17 m3/s, cụng suất N = 40 Kw Mỏy phỏt SFW 40-6/42.3
4. Vị trớ đặt nhà mỏy
Tại sườn đồi phớa tả. Mực nước thượng lưu: (+500.00)m. Mực nước hạ lưu: (+455.00)m. Nước sau khi qua tubin lại được dẫn trở về kờnh tưới.
Mễ HèNH III
F = 1.0 ha
Đường liên xã
Tuyến kênh tưới Ruộng lúa
96 m ặt bằ ng c ửa lấ y n ướ c + tr ạ m bơ m Cắ t d ọc c ửa lấ y n ướ c + tr ạ m bơ m
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Qua việc nghiờn cứu, tỡm hiểu và phõn tớch cỏc điều kiện địa hỡnh đặc trưng của vựng nỳi Thỏi Nguyờn, chỳng tụi đó đề xuất ra 3 mụ hỡnh sử dụng nguồn nước tổng hợp để ỏp dụng cho toàn khu vực.
Cỏc mụ hỡnh núi trờn cú những ưu điểm như sau:
- Tận dụng triệt để được cỏc loại nguồn nước để thỏa món được cỏc mục tiờu khỏc nhau như: Cấp nước cho sản xuất nụng nghiệp, nuụi trồng thủy sản, chăn nuụi, cấp nước sinh hoạt và phỏt điện.
- Phự hợp với điều kiện thực tế miền nỳi Thỏi Nguyờn - cỏc làng bản hoặc trang trại để phỏt triển kinh tế – xó hội một cỏch toàn diện. Đặc biệt, cỏc mụ hỡnh này rất thớch hợp để ỏp dụng cho hỡnh thức kinh tế trang trại - một xu hướng tất yếu trong quỏ trỡnh phỏt triển kinh tế nụng nghiệp miền nỳi.
- Điều kiện ỏp dụng cỏc mụ hỡnh khỏ rộng rói do đó bao quỏt được cỏc đặc trưng địa hỡnh khỏc nhau của vựng nỳi Thỏi Nguyờn, từ địa hỡnh rộng cú thể xõy dựng hồ chứa cho đến địa hỡnh hẹp chỉ làm được đập dõng; từ thềm suối, thung lũng thấp cú thể tưới tự chảy cho đến địa hỡnh cao, dốc để trồng cõy ăn quả, cải tạo vườn rừng.
Trong thời điểm hiện nay, điều kiện đời sống, sinh hoạt của đồng bào cỏc dõn tộc vựng nỳi Thỏi Nguyờn đang cũn rất khú khăn và lạc hậu, đặc biệt là cỏc vựng sõu vựng xa tỡnh hỡnh khan hiếm nước là hết sức phổ biến nhất là vào thời kỳ mựa khụ. Chớnh vỡ vậy, cỏc giải phỏp cấp nước nờu trờn cú một ý nghĩa hết sức to lớn, nú tạo đà cho phỏt triển nụng nghiệp, chăn nuụi, trồng trọt, cải tạo vườn rừng, phỏt triển kinh tế trang trại, kinh tế hộ gia đỡnh. Bờn cạnh đú, cỏc mụ hỡnh đó nờu cũn đảm trỏch nhiệm vụ cấp nước sinh hoạt, phỏt triển thủy điện nhỏ nõng cao đời sống kinh tế – xó hội trong vựng.
Tuy nhiờn, do thời gian hạn chế nờn trong phạm vi luận văn việc tớnh toỏn cho cỏc mụ hỡnh một cỏch cụ thể vẫn chưa cú điều kiện thực hiện được.
- Mới chỉ giải quyết cho Mụ hỡnh III (ứng dụng cho khu vực xó Kim Phượng huyện Định Húa tỉnh Thỏi Nguyờn), thậm chớ cỏc cụng trỡnh cụ thể cũng chưa được thiết kế chi tiết.
- Cần đầu tư thờm thời gian điều tra, khảo sỏt thực tế để xõy dựng cỏc cụng trỡnh mẫu cụ thể trong từng mụ hỡnh để tiện cho việc ỏp dụng, từ đú nhõn rộng ra toàn vựng.
2. Một số kiến nghị:
- Cỏc mụ hỡnh bố trớ hệ thống thủy lợi lợi dụng tổng hợp nguồn nước một cỏch cú hiệu quả để đỏp ứng yờu cầu phỏt triển kinh tế xó hội ở cỏc khu vực miền nỳi cỏc
98
tỉnh phớa Bắc được đưa ra cho ba dạng khu vực đặc trưng. Tuy nhiờn trong thực tế cú thể hiệu chỉnh thờm bớt một hoặc hai hạng mục cụng trỡnh giữa cỏc mụ hỡnh để phự hợp với kinh tế.
- Trong đề tài nghiờn cứu mới đưa ra một số hỡnh thức và cấu tạo cụng trỡnh thỏo lũ và thu gom nước tại điểm giao tiếp giữa kờnh chuyển nước và cỏc khe lạch, trong thực tế thựy vào điều kiện cụ thể của khu vực để đưa ra kớch thước cụng trỡnh và tớnh toỏn kết cấu chi tiết. Mặt khỏc trong thực tế sản xuất cũn cú thể cú một số hỡnh thức cụng trỡnh khỏc chỳng tụi đề nghị cần tiếp tục đi sõu nghiờn cứu trong lĩnh vực này để tỡm ra cỏc cụng trỡnh hợp lý hơn nữa.
- Trong lĩnh vực cấp nước sinh hoạt ở miền nỳi, cũn cú những vựng gặp rất nhiều khú khăn như ở cỏc vựng nỳi cao, ngoài nguồn nước từ mưa khụng cũn một nguồn nước nào khỏc như nước mặt, nước ngầm đều khụng cú. Cỏc giải phỏp hiện nay như dựng bể, dựng tỳi đựng chất dẻo trữ nước mưa song khụng mấy thành cụng. Đõy là vấn đề hết sức phức tạp và nan giải ở một số vựng miền nỳi nước ta hiện nay, trong đề tài nghiờn cứu chỳng tụi khụng giỏm đề cập tới vấn đề này một cỏch chi tiết và cụ thể. Đề xuất hệ thống cung cấp nước sinh hoạt trong đề tài nghiờn cứu trờn cơ sở cú nguồn nước dự là khan hiếm và là kết hợp với hệ thống cấp nước cho nụng nghiệp và cỏc mục đớch khỏc nhằm sử dụng tổng hợp nguồn nước đỏp ứng đa mục tiờu một cỏch hiệu quả nhõt.
- Để sử dụng nguồn nước cú hiệu quả ở miền nỳi ngoài việc đưa ra mụ hỡnh hệ thống khai thỏc và phõn phối nước một cỏch hiệu quả cũn phải cú cơ cấu cõy trồng vật nuụi trong sản xuất nụng nghiệp một cỏch hợp lý đú là cỏc loại cõy trồng thớch hợp với điều kiện khớ hậu, chất đất của khu vực, cần ớt nước và cú hiệu quả kinh tế cao, đặc biệt đối với dạng vựng đất dốc và khan hiếm về nguồn nước.
- Trong khi lập nghiờn cứu khả thi và xõy dựng cỏc dự ỏn thủy lợi trờn cơ sở ỏp dụng cỏc mụ hỡnh đó được nghiờn cứu cũng cần cú sự tham gia của cộng đồng và cần ỏp dụng phương phỏp tiếp cận yờu cầu để nõng cao tớnh hoàn thiện của cỏc Mụ hỡnh được ỏp dụng.
Cuối cựng, xin chõn thành cảm ơn cỏc thầy giỏo và đồng nghiệp đó nhiệt tỡnh giỳp đỡ, động viờn tỏc giả trong quỏ trỡnh học tập cũng như thực hiện và hoàn thành luận văn./.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Lờ Đỡnh Thỉnh – Cụng nghệ cấp nước cho vựng cao và tưới tiết kiệm nước – Nhà xuất bản Nụng nghiệp - Hà nội 2003.
2. Trần Hoàng Kim – Tư liệu kinh tế – xó hội 631 huyện, quận, thị xó, thành phố thuộc tỉnh Việt nam – Nhà xuất bản thống kờ 2002.
3. Tài liệu thụng tin giỳp lựa chọn cỏc loại hỡnh cấp nước và vệ sinh nụng thụn – Bộ NN & PTNT – Hà nội 2003
4. Hội thảo: “ Quản lý tài nguyờn nước với dịch vụ nước” – Hà nội 2003.
5. Bựi Hiếu - Kỹ thuật tưới hiện đại tiết kiệm nước - Bài giảng cao học ngành Thuỷ nụng- Hà Nội 1996.
6. Bựi Hiếu - Kỹ thuật tưới phun mưa - Bài giảng cao học ngành Thuỷ nụng- Hà Nội 1996.
7. Giỏo trỡnh Thuỷ nụng tập 1,2,3 - Bộ mụn Thuỷ nụng - Trường Đại học Thuỷ Lợi.