2.2.5.1. Cơ sở tớnh toỏn
Cơ sở để tớnh toỏn chế độ tưới cho cõy trồng cạn dựa trờn phương trỡnh cõn bằng nước ruộng, cụ thể là trong tầng đất ẩm nuụi cõy ( Tầng canh tỏc ).
Phương trỡnh cú dạng :
∑mi = (Whi + Wci )- (Woi + ∑Poi + Wi ) (2.20) Trong đú :
- ∑mi : Tổng lượng nước cần tưới trong thời đoạn tớnh toỏn ( m3/ha ). - Whi: Lượng nước hao trong thời đoạn tớnh toỏn ( m3/ha ).
Whi = 10.ETc.ti (2.21) ETc: Cường độ bốc hơi mặt ruộng ( mm/ngày ).
ti: Thời gian hao nước (ngày)
ETc = Kc.ETo (2.22) Kc: Hệ số cõy trồng.
62
- Wci : Lượng nước cần trữ trong tầng đất canh tỏc ở cuối thời đoạn tớnh toỏn (m3/ha), được xỏc định theo cụng thức :
Wci = 10.A.Hi.βci (2.23) βci: Độ ẩm của đất ở cuối thời đoạn, tớnh theo % dung trọng khụ của đất. A: Độ rỗng của đất A=43%
Hi: Chiều sõu tầng đất ẩm nuụi cõy trong thời đoạn tớnh toỏn thứ i( mm). Lượng nước trong tầng đất cuối thời đoạn tớnh toỏn Wci được khống chế theo điều kiện:
Wβmini < Wci < Wβmaxi (2.24) Trong đú:
Wβmini = 10.A.Hi.βmini (2.25) Wβmaxi = 10.A.Hi.βmaxi (2.26)
Với: βmini : Độ ẩm nhỏ nhất thớch hợp. βmaxi : Độ ẩm lớn nhất thớch hợp.
- Woi: Lượng nước sẵn cú trong tầng đất đầu thời đoạn tớnh toỏn, được xỏc định theo cụng thức :
Woi = 10.A.Hi.βoi (2.27) βoi: Độ ẩm đất ở đầu thời đoạn tớnh thứ i ( Tớnh theo % A ).
- ∆Wi: Lượng nước mà cõy trồng sử dụng thờm được trong thời đoạn tớnh toỏn.
∆Wi = Wni + WHi (2.28) Wni : Lượng nước ngầm mà cõy trồng cú thể sử dụng được, phụ thuộc vào vị trớ tương đối của mực nước ngầm, độ dài của rễ và tớnh chất đất.
63
WHi : Lượng nước mà cõy trồng cú thể sử dụng thờm được trong tầng đất ẩm nuụi cõy do rễ dài thờm.
WHi = 10.A.βoi.( Hci - Hđi ) (2.29)
Hđi : Chiều sõu tầng đất ẩm nuụi cõy ở đầu thời đoạn tớnh toỏn thứ i. Hci: Chiều sõu tầng đất ẩm nuụi cõy ở cuối thời đoạn tớnh toỏn thứ i.
- Poi: Lượng mưa mà cõy trồng cú thể sử dụng được trong thời đoạn tớnh toỏn thứ i.
Poi = 10.αi.C.Pi ( m3/ha ) (2.30) Ci: Hệ số biểu thị phần nước mưa cú thể ngấm xuống đất, xỏc định theo thực nghiệm.
C = 1- σi (2.31) σi: Hệ số dũng chảy, phụ thuộc vào lượng mưa rơi xuống đất, lấy theo kinh nghiệm σ = 0,4.
Pi: Lượng mưa rơi xuống ruộng ( mm ).
αi: Hệ số sử dụng nước mưa, thụng qua tớnh toỏn xỏc định αi = 1.
Lượng mưa hiệu quả cho vựng quy hoạch được tớnh theo cụng thức của FAO như sau:
P0 = P(125 – 0,2P)/125 khi P < 250 mm (2.32)
P0 = 125 + 0,1P khi P > 250 mm (2.33) Dựa vào cơ sở tớnh toỏn trờn, luận văn tớnh toỏn chế độ tưới cho cõy trồng cạn bằng cỏch giải phương trỡnh cõn bằng nước theo phương phỏp giải tớch.
Theo phương phỏp này chia thời kỳ sinh trưởng của cõy trồng cạn thành nhiều thời đoạn nhỏ, trong mỗi thời đoạn sẽ giả thiết mức tưới, dựa vào phương trỡnh cõn bằng nước ta tớnh được Wc, kiểm tra Wc theo điều kiện ràng buộc (2.24 )
64
nếu thoả món là được rồi tớnh tiếp cho thời đoạn tiếp theo cho đến khi kết thỳc toàn bộ cỏc giai đoạn sinh trưởng. Khi lượng nước trong đất vượt quỏ giới hạn trờn ta sẽ thỏo đi và chỉ giữ ở mức Wβmaxi.
65
2.2.5.2.Kết quả tớnh toỏn chế độ tưới cho cõy lạc
Kết quả tớnh toỏn chế độ tưới lạc trong phụ lục 2.6
Kiểm tra kết quả ở phụ lục 2.6, ta cú :
Tổng lượng nước hao trong toàn vụ: ∑Wh = 2653,44 (m3/ha ). Tổng lượng mưa ngấm xuống trong toàn vụ: ∑P = 91,3 (m3/ha ).
Tổng lượng nước cõy trồng sử dụng thờm được trong toàn vụ: ∆W = 344(m3/ha).
Tổng mức tưới cần phải cung cấp trong toàn vụ : ∑m = 3.200 ( m3/ha ). Tổng lượng nước phải thỏo trong toàn vụ : ∑C = 0 (m3/ha)
Lượng nước trong tầng đất đầu thời vụ : Wđ = 516 ( m3/ha ). Lượng nước trong tầng đất cuối thời vụ : Wc = 1.497,86( m3/ha ).
Ta dựng phương trỡnh cõn bằng nước cho toàn vụ để kiểm tra kết quả tớnh toỏn:
Wc = 516 + 3200 + 91,3 + 344 – 2.653,44 – 0 = 1.497,86 ( m3/ha ). Vậy kết quả tớnh toỏn là chớnh xỏc.
Trong vụ đụng xuõn tổng mức tưới cần cung cấp cho Lạc là 3200 (m3
/ha ) và số lần tưới, ngày tưới cũng như mức tưới mỗi lần được thống kờ trong bảng 2.9
Bảng 2.10Bảng thống kờ chế độ tưới cho lạc vụ Đụng xuõn
Lần tưới Ngày tưới Mức tưới m3/ha
Lần tưới Ngày tưới Mức tưới m3/ha 1 20/1 400 7 13/3 300 2 24/1 300 8 26/3 300 3 30/1 250 9 10/4 300 4 8/2 250 10 22/4 300 5 23/2 250 11 3/5 300 6 9/3 250
66
2.2.3.3.Kết quả tớnh toỏn chế độ tưới cho cõy đậu tương vụ Đụng
Kết quả tớnh toỏn chế độ tưới đậu tương trong phụ lục 2.7
Kiểm tra kết quả ở phụ lục 2.7, ta cú :
Tổng lượng nước hao trong toàn vụ: ∑Wh = 2.174,83 (m3/ha ). Tổng lượng mưa ngấm xuống trong toàn vụ: ∑P = 42,2 (m3/ha ).
Tổng lượng nước cõy trồng sử dụng thờm được trong toàn vụ: ∆W = 344(m3/ha). Tổng mức tưới cần phải cung cấp trong toàn vụ : ∑m = 2.800 ( m3
/ha ). Tổng lượng nước phải thỏo trong toàn vụ : ∑C = 0 (m3/ha)
Lượng nước trong tầng đất đầu thời vụ : Wđ = 516 ( m3/ha ). Lượng nước trong tầng đất cuối thời vụ : Wc = 1.527,37( m3/ha ).
Ta dựng phương trỡnh cõn bằng nước cho toàn vụ để kiểm tra kết quả tớnh toỏn: Wc = 516 + 2.800 + 42,2 + 344 – 2.174,83 – 0 = 1.527,37 ( m3/ha ).
Vậy kết quả tớnh toỏn là chớnh xỏc.
Trong vụ đụng tổng mức tưới cần cung cấp cho đậu tương là 2.800 (m3/ha ) và số lần tưới, ngày tưới cũng nhưmức tưới mỗi lần được thống kờ trong bảng 2.11
Bảng 2.11: Bảng thống kờ chế độ tưới cho đậu tương vụ Đụng
Lần tưới Ngày tưới Mức tưới m3/ha
Lần tưới Ngày tưới Mức tưới m3/ha 1 17/10 400 6 5/12 250 2 24/10 350 7 11/12 300 3 30/10 300 8 23/12 300 4 13/11 300 9 10/1 300 5 23/11 300
67
2.2.6. Tớnh toỏn hệ số tưới của hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy
2.2.6.1. Cụng thức tớnh toỏn:
Hệ số tưới sơ bộ được tớnh bằng cụng thức: ( / / ) . 4 , 86 t l s ha m q= ( 2.34) Trong đú: + m: mức tưới của 1 lần tưới (m3/ha)
+ t : Thời gian tưới ứng với mức tưới m(ngày)
Đối với một khu tưới gồm nhiều loại cõy trồng khỏc nhau, hệ số tưới của một lần tưới cho cõy trồng nào đú trong khu tưới được xỏc định theo:
( / / ) . 4 , 86 t l s ha m q ij ij i ij =α (2.35) Trong đú:
+ qij: Hệ số tưới của cõy trồng i ở lần tưới thứ j (l/s-ha); +mij: Mức tưới của cõy trồng thứ i ở lần tưới thứ j (m3
/s); +Tij: Thời gian tưới của cõy trồng thứ i ở lần tưới thứ j (ngày)
+ αi: Tỷ lệ diện tớch của cõy trồng thứ i so với diện tớch của toàn khu tưới
Ω = i i
ω α + ωi: Diện tớch cần tưới của cõy trồng thứ i (ha);
+ Ω: Tổng diện tớch tưới của toàn hệ thống gồm nhiều loại cõy trồng (ha); Hệ số tưới của hệ thống trong lần tưới thứ j là: ∑
= = n i ij hethong q q 1
Trong đú: n :Tổng số loại cõy trồng trong hệ thống
2.2.6.2. Kết quả tớnh toỏn hệ số tưới sơ bộ và vẽ giản đồ hệ số tưới sơ bộ:
Kết quả tớnh toỏn hệ số tưới sơ bộ cho thời điểm hiện tại và năm 2020 được trỡnh bày chi tiết trong bảng phụ lục 2.8 và phụ lục 2.9
68
Dựa vào cỏc kết quả tớnh toỏn hệ số tưới sơ bộ theo thời gian (q~t) ta vẽ giản đồ hệ số tưới sơ bộ cho thời điểm hiện tại và năm 2020. Giản đồ hệ số tưới được trỡnh bày trong phụ lục 2.8.1 và phụ lục 2.9.1.
2.3. Yờu cầu cấp nước cho cỏc đối tượng dựng nước khỏc
2.3.1. Định mức tiờu hao nước
1) Nước cấp cho chăn nuụi.
Theo TCVN 4454: 1987 quy định nước dựng trong chăn nuụi tập trung được lấy như sau:
+ Trõu bũ: 70 - 100 l/ngđ + Lợn: 15 - 25 l/ngđ + Gia cầm: 1 - 2 l/ngđ
Đối với chăn nuụi phõn tỏn khụng cú quy định, tỏc giả tạm lấy mức thấp nhất theo tiờu chuẩn như sau:
+ Trõu bũ: 70 l/ngđ + Lợn: 15 l/ngđ + Gia cầm: 1 l/ngđ
2) Cấp nước cho thủy sản nước ngọt
Theo quy trỡnh nuụi trồng thủy sản thỡ mỗi năm cỏc ao nuụi thủy sản phải thay nước 3 lần, mỗi lần thay 1/3 số nước. Như vậy hàng năm cỏc ao nuụi phải thay thế toàn bộ nước cú trong ao bằng nước ngọt của hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy. Độ sõu nước cần đảm bảo để nuụi thả cỏ cho 3 loại hỡnh nuụi trồng chủ yếu sau:
- Ao, hồ nhỏ: 1,5-2,0m - Mặt nước lớn: 2,0-3,0m - Ruộng trũng: 0,2-0,3m.
Kết quả khảo sỏt thực địa cho thấy phần lớn cỏc ao hồ nuụi trồng thủy sản trờn địa bàn hệ thống cú độ sõu nước trung bỡnh trờn dưới 2m vỡ vậy trong luận văn này tớnh toỏn độ sõu nước cần duy trỡ trong ao nuụi là 2,0m. Thời gian cấp nước tập trung vào 6 thỏng mựa khụ.
69
3) Cấp nước sinh hoạt cho dõn cư cỏc khu đụ thị và nụng thụn
Theo TCXDVN 33:2006: Cấp nước – mạng đường ống và cụng trỡnh- Tiờu chuẩn thiết kế. Định mức lượng nước dựng trong sinh hoạt theo đầu người trong cỏc khu đụ thị loại IV, đụ thị loại V và điểm dõn cư nụng thụn cho cỏc khucụng nghiệp được tớnh theo diện tớch mặt bằng, cụ thể như trong bảng 2.13
Bảng 2.13:Định mức nước cho sinh hoạt và khu cụng nghiệp
Đối tượng dựng nước và thành phần cấp nước Giai đoạn
2013 2020
1. Nước cho khu cụng nghiệp
Nước sử dụng thực tế A (m3
/ha/ngày)
22 ữ 45 22 ữ 45 (Lấy 30) (Lấy 30) Nước thất thoỏt B, lấy bằng % của A < 25 <20
(Lấy 22) (Lấy 17) Nước cho yờu cầu riờng của nhà mỏy xử lý nước C,
lấy bằng % của (A+B) 8 ữ 10 7 ữ 8
(Lấy 8) (Lấy 7)
Tổng cộng (m3/ha/ngày) 39,5 37,9
2. Đụ thị loại IV, V và điểm dõn cư nụng thụn
Nước sinh hoạt A (l/người/ ngày) 60 100
Nước dịch vụ B, lấy % của A 10 10
Nước thất thoỏt C, % của (A+B) < 20 <15
(Lấy 18) (Lấy 13) Nước cho yờu cầu riờng của nhà mỏy xử lý nước D,
% của (A+B+C) 10 10
Tổng cộng (l/người/ ngày) 85,7 136,7
70
2.2.6.3. Kết quả tớnh toỏn yờu cầu cấp nước cho cỏc đối tượng dựng nước khỏc
1) Tớnh toỏn yờu cầu nước cho chăn nuụi
Dựa vào dự bỏo phỏt triển ngành chăn nuụi và định mức nhu cầu nước cho vật nuụi, dự bỏo nhu cầu nước cho vật nuụi như trong Bảng 2.14.
Bảng 2.14: Lượng nước cần cấp cho chăn nuụi năm 2013 và năm 2020
Lưu vực tưới
Số con Nhu cầu nước (m3)
Tổng (m3) Trõu,
bũ Lợn Gia cầm Trõu, bũ Lợn cầmGia
Năm 2013 3.934 152.900 1.290.000 100.514 837.128 470.850 1.408.491
Lưu vực Đồng Nờ - Chợ Đờ 648 21.022 178.689 16.556 115.095 65.221 196.873
Lưu vực Cỏt Xuyờn - Lỏng 459 20.778 243.174 11.727 113.760 88.759 214.246
Lưu vực Trà Thượng 414 19.500 165.237 10.578 106.763 60.312 177.652
Lưu vực Xuõn Ninh 73 7.834 21.069 1.865 42.891 7.690 52.446
Lưu vực Ngụ Đồng - Cồn Giữa 803 26.500 230.056 20.517 145.088 83.970 249.575 Lưu vực Cồn Nhất 705 32.578 215.986 18.013 178.365 78.835 275.212 Lưu vực Cồn Năm - Hàng Tổng 832 24.688 235.789 21.258 135.167 86.063 242.487 Năm 2020 4.090 153.187 1.300.380 104.500 838.699 474.639 1.417.837 Lưu vực Đồng Nờ - Chợ Đờ 707 21.041 178.913 18.064 115.199 65.303 198.567 Lưu vực Cỏt Xuyờn - Lỏng 489 20.812 243.305 12.494 113.946 88.806 215.246 Lưu vực Trà Thượng 436 19.575 175.023 11.140 107.173 63.883 182.196
Lưu vực Xuõn Ninh 75 7.903 21.102 1.916 43.269 7.702 52.887
Lưu vực Ngụ Đồng - Cồn Giữa 823 26.543 230.124 21.028 145.323 83.995 250.346
Lưu vực Cồn Nhất 715 32.608 216.012 18.268 178.529 78.844 275.641
Lưu vực Cồn Năm - Hàng
71
Bảng 2.15:Lưu lượng nước cần cấp cho chăn nuụi
Lưu vực tưới
Nhu cầu nước m3/năm Lưu lượng nước m3
/s Tổng
lưu lượng Trõu,
bũ Lợn cầmGia Trõu, bũ Lợn cầmGia
Năm 2013 100.514 837.128 470.850 0,0032 0,0265 0,0149 0,0447
Lưu vực Đồng Nờ - Chợ Đờ 16.556 115.095 65.221 0,0005 0,0036 0,0021 0,0062
Lưu vực Cỏt Xuyờn - Lỏng 11.727 113.760 88.759 0,0004 0,0036 0,0028 0,0068
Lưu vực Trà Thượng 10.578 106.763 60.312 0,0003 0,0034 0,0019 0,0056
Lưu vực Xuõn Ninh 1.865 42.891 7.690 0,0001 0,0014 0,0002 0,0017
Lưu vực Ngụ Đồng - Cồn Giữa 20.517 145.088 83.970 0,0007 0,0046 0,0027 0,0079 Lưu vực Cồn Nhất 18.013 178.365 78.835 0,0006 0,0057 0,0025 0,0087 Lưu vực Cồn Năm - Hàng Tổng 21.258 135.167 86.063 0,0007 0,0043 0,0027 0,0077 Năm 2020 104.500 838.699 474.639 0,0033 0,0266 0,0151 0,0450 Lưu vực Đồng Nờ - Chợ Đờ 18.064 115.199 65.303 0,0006 0,0037 0,0021 0,0063 Lưu vực Cỏt Xuyờn - Lỏng 12.494 113.946 88.806 0,0004 0,0036 0,0028 0,0068 Lưu vực Trà Thượng 11.140 107.173 63.883 0,0004 0,0034 0,0020 0,0058
Lưu vực Xuõn Ninh 1.916 43.269 7.702 0,0001 0,0014 0,0002 0,0017
Lưu vực Ngụ Đồng - Cồn
Giữa 21.028 145.323 83.995 0,0007 0,0046 0,0027 0,0079
Lưu vực Cồn Nhất 18.268 178.529 78.844 0,0006 0,0057 0,0025 0,0087
72 2) Tớnh toỏn cấp nước cho thủy sản:
Năm 2013 và năm 2020 diện tớch nuụi trồng thủy sản nước ngọt trong đờ phấn đấu duy trỡ là 1.843,41ha. Bờn cạnh đú đến năm 2020 hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy phấn đấu phục vụ thờm cho 3.320 ha thủy sản vựng kinh tế mới Cồn Lu- Cồn Ngạn. Do vậy lượng nước cấp cho thủy sản trong hiện tại và 2020 là như nhau:
Tổng lượng nước ngọt cần cấp cho 1ha theo định mức là: 1ha x 2,0m x 104 = 20.000 (m3/năm)
Căn cứ vào số liệu diện tớch nuụi trồng thủy sản tại thời điểm hiện tại và năm 2020 trong bảng 1.5 ta tớnh được lượng nước cần cho nuụi trồng thủy sản cho từng khu như trong bảng 2.16và bảng 2.17
Bảng 2.16:Lượng nước, lưu lượng nước cần cấp cho thủy sản năm 2013
Lưu vực tưới Diện tớch nuụi trồng thủy sản (ha) Wnăm (m3) Q (m3/s) 1. Vựng trong đờ: 1.843,41 36.868.200 2,37 Lưu vực Đồng Nờ - Chợ Đờ 181,96 3.639.200 0,23 Lưu vực Cỏt Xuyờn - Lỏng 276,22 5.524.400 0,36 Lưu vực Trà Thượng 160,49 3.209.800 0,21
Lưu vực Xuõn Ninh 53,00 1.060.000 0,07
Lưu vực Ngụ Đồng - Cồn Giữa 239,24 4.784.800 0,31
Lưu vực Cồn Nhất 493,44 9.868.800 0,63
Lưu vực Cồn Năm - Hàng Tổng 439,06 8.781.200 0,56
2. Vựng ngoài đờ: 2.400.000 0,15
73
Bảng 2.17: Lưu lượng nước cần cấp cho thủy sản năm 2020
Lưu vực tưới Diện tớch nuụi trồng thủy sản (ha) Wnăm (m3) Q (m3/s) 1. Vựng trong đờ: 1.843,41 36.868.200 2,37 Lưu vực Đồng Nờ - Chợ Đờ 181,96 3.639.200 0,23 Lưu vực Cỏt Xuyờn - Lỏng 276,22 5.524.400 0,36 Lưu vực Trà Thượng 160,49 3.209.800 0,21
Lưu vực Xuõn Ninh 53,00 1.060.000 0,07
Lưu vực Ngụ Đồng - Cồn Giữa 239,24 4.784.800 0,31
Lưu vực Cồn Nhất 493,44 9.868.800 0,63
Lưu vực Cồn Năm - Hàng Tổng 439,06 8.781.200 0,56
2. Vựng ngoài đờ: 3.320,00 66.400.000 4,27
Lưu vực Cồn ngạn 3.320,00 66.400.000 4,27
3) Tớnh toỏn yờu cầu nước cho cụng nghiệp và sinh hoạt cho dõn cư cỏc khu đụ thị, nụng thụn.
Căn cứ vào hiện trạng, dự kiến phỏt triển dõn số, cụng nghiệp năm 2020 và tiờu chuẩn dựng nước cho dõn sinh, cụng nghiệp tớnh được nhu cầu dựng nước cho cụng nghiệp và sinh hoạt với từng khu thủy lợi của hệ thống:
74
Bảng 2.18: Lưu lượng nước cần cấp cho sinh hoạt, cụng nghiệp hiện tại và năn 2020
Lưu vực tưới Đơn vị