Trong một chu kỳ triều (khoảng thời gian giữa hai đỉnh triều hoặc hai chõn triều xuất hiện liờn tiếp), quỏ trỡnh tiờu tự chảy diễn biến theo quy luật sau:
- Khi mực nước tại nơi nhận nước tiờu bắt đầu rỳt xuống đến cao độ thấp hơn mực nước lớn nhất cho phộp duy trỡ ở trong đồng (vị trớ A trong hỡnh 2.3) thỡ quỏ trỡnh tiờu tự chảy bắt đầu. Lưu lượng tiờu qua cống (Qtiờu) bắt đầu từ giỏ trị bằng 0 tăng dần tương ứng với mức độ hạ thấp của mực nước triều và đạt giỏ trị cực đại trong khoảng thời gian xuất hiện chõn triều.
- Sau thời gian này lưu lượng tiờu qua cống bắt đầu giảm dần cựng với mức độ dõng cao của mực nước triều và kết thỳc (Qtiờu = 0) khi mực nước tại nơi nhận nước tiờu dõng lờn đến cao độ bằng mực nước thấp nhất cho phộp duy trỡ ở trong đồng (vị trớ D trong hỡnh 2.3).
- Khoảng thời gian tớnh từ thời điểm cống bắt đầu quỏ trỡnh tiờu tự chảy đến khi kết thỳc quỏ trỡnh tiờu tự chảy là thời gian tiờu tự chảy (khoảng giỏ trị T trong hỡnh 2.3). Δ Z A B D C Zycmax Đường quỏ trỡnh mực nước ngoài sụng Zycmin Đường quỏ trỡnh mực nước trong đồng 1 ngày T
Hỡnh 2.3: Sơ đồ xỏc định thời gian tiờu nước trong một ngày và độ chờnh lệch mực nước trước và sau cống khi tiờu
2. Phương phỏp xỏc định độ chờnh lệch giữa mực nước thượng lưu và mực
Trong sơ đồ hỡnh 2.3: AD là đường quỏ trỡnh thay đổi mực nước trong đồng trong thời gian tiờu. Khoảng cỏch thẳng đứng từ đường AD đến đường quỏ trỡnh thay đổi mực nước tại nơi nhận nước tiờu (sụng và biển) là chờnh lệch giữa mực nước trong đồng và mực nước tại nơi nhận nước tiờu. Độ chờnh lệch này khụng ngừng thay đổi phụ thuộc vào mức độ biến đổi của mực nước triều tại nơi nhận nước tiờu và mực nước trong đồng, được ký hiệu là ∆Zi. Chế độ thủy lực qua cống tiờu cũng khụng ngừng biến đổi: chuyển dần từ chế độ chảy ngập trong thời gian đầu sang chế độ chảy tự do ở khoảng giữa thời gian tiờu (trong khoảng thời gian xuất hiện chõn triều), sau đú chuyển dần sang chế độ chảy ngậpở khoảng cuối của thời gian tiờu trong một chu kỳ triều. Do vậy lưu lượng tiờu được qua cống cũng khụng ngừng biến đổi nhưđó mụ tảở phần trờn.
Để đơn giản bước tớnh toỏn thủy lực xỏc định lưu lượng nước tiờu qua cống cú thể thay thế cỏc ∆Zi bằng một trị số ∆Z lấy trung bỡnh cho một ngày tiờu. Theo sơ đồ mụ tả trờn hỡnh 2.3 thỡ trị số∆Z bằng diện tớch của phần gạch chộo chia cho T. Đểđơn giản trong tớnh toỏn lưu lượng cú thể tiờu được qua cống, luận văn sẽ sử dụng mực nước trong đồng là trị số trung bỡnh giữa Zycmax và Zycmin làm mực nước yờu cầu trong suốt thời gian tiờu.
3. Kết quả tớnh toỏn xỏc định thời gian tiờu tự chảy của hệ thống thủy lợi
Xuõn Thủy
Như đó nờu ở mục 2.1: Phõn vựng tiờu, hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy chia thành hai vựng tiờu chớnh là vựng tiờu vào sụng Sũ qua cỏc cống tiờu bố trớ dưới đờ sụng Sũ đoạn từ cống Thanh Quan B (km 0+790) đến cống Thức Hoỏ (km 6+632) và vựng tiờu ra biển qua cỏc cống dưới đờ Giao Thủy. Sự biến động về mực nước triều trờn sụng Sũ trong khoảng 6 km núi trờn về mựa lũ là khụng nhiều. Do vậy trong nội dung nghiờn cứu này luận văn sẽ tớnh toỏn xỏc định thời gian cú thể tiờu tự chảy của từng ngày ỏp dụng chung cho cỏc tiểu vựng tiờu trực tiếp ra sụng Sũ và thời gian cú thể tiờu tự chảy của từng ngày ra biển ỏp dụng chung cho cỏc tiểu vựng tiờu trực tiếp ra biển.
Căn cứ vào mụ hỡnh triều thiết kếđang được ỏp dụng cho hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy do Cụng ty TNHH một thành viờn Khai thỏc cụng trỡnh thủy lợi Xuõn Thủy quản lý và phương phỏp xỏc định thời gian tiờu tự chảy đó nờu trong mục 2.3.4.1, luận văn xỏc địnhđược thời gian tiờu tự chảy vào sụng Sũ và tiờu tự chảy ra biển tương ứng với tần suất thiết kếở thờiđiểm hiện tại. Kết quả tớnh toỏn xỏc định trỡnh bày trong bảng 2.13.
Bảng 2.13: Thời gian tiờu tự chảy ra sụng Sũ và ra biển tương ứng với tần suất thiết kế ỏp dụng cho trường hợp hiện tại (năm 2013)
Ngày tiờu 1 2 3 4 5
Thời gian tiờu ra sụng Sũ (giờ) 9,8 13,2 11,8 11,2 10,8 Thời gian tiờu ra biển (giờ) 10,2 13,4 12,7 11,5 10,8
Theo kịch bản biến đổi khớ hậu, nước biển dõng cho Việt Nam (Nhà Xuất bản Tài nguyờn – Mụi trường và bản đồ Việt Nam, năm 2012), dự bỏo đến năm 2020 mực nước biển vựng Giao Thủy sẽ tăng từ 8 – 9 cm tương ứng với cỏc kịch bản phỏt thải. Để kịp thời cú được mụ hỡnh triều phục vụ mục tiờu nghiờn cứu này, luận văn sử dụng phương phỏp tịnh tiến đơn giản là giữ nguyờn hỡnh dạng cỏc con triều thiết kế nhưng cao độ mực nướcđềuđược nõng cao thờm 8 cm.
Theo mụ hỡnh triều hiện trạng (năm 2013) đó được tịnh tiến thờm 8 cm và phương phỏp xỏc định thời gian tiờu tự chảy đó nờu ở trờn, kết quả tớnh toỏn xỏc định được thời gian tiờu tự chảy ra cỏc hướng tiờu tương ứng với trường hợp thiết kếđược trỡnh bày trong bảng 2.14.
Bảng 2.14: Thời gian tiờu tự chảy ra sụng Sũ và ra biển tương ứng với tần suất thiết kế ỏp dụng cho năm 2020
Ngày tiờu 1 2 3 4 5
Thời gian tiờu ra sụng Sũ (giờ) 9,1 12,3 10,5 9,7 9,3 Thời gian tiờu ra biển (giờ) 9,5 12,8 11,6 10,2 9,6