Quy hoach và thiết kế hệ thống thủy lơi

Chương1:Điêu kiện tự nhiên vùng dự án 1.1Vị trí địa lý. Khu tưới của vùng dự án thuộc thôn Trường Định,xã Hòa Liên,Huyện Hòa Vang,Thành Phố Đà Nẵng,Có diện tích canh tác khoảng 91 ha.Trung Tâm khu tưới có tọa độ địa lý 16007’ vĩ độ Bắc và 108006’ kinh độ Đông.Khu tưới nằm ở bờ Bắc của sông Cu Đê cánh cửa sông 4 km và cách Trung Tâm thành phố khoảng 15,5 km về phía Bắc. Giới hạn địa lý của thôn Trường Định: Phía Bắc giáp với dãy núi Ti ton Phía Đông giáp với ấp Thủy Tú Phía Tây giáp với Xã Hòa Bắc Phía Nam giáp với sông Cu Đê 1.2 Đặc điểm địa hình. Vùng nghiên cứu dự án có địa hình tương đối phức tạp,ba phía bị núi đồi bao bọc ,phía còn lại là sông Cu Đê hướng dốc chính là hướng Bắc-Nam và có thể chia làm 2 vùng +Vùng đồi núi phía Tây,Bắc và phía Đông có độ cao từ 10m đến 444m (đỉnh Ti ton) bao gồm các đồi núi nhấp nhô bị chia cắt bởi nhiều khe suối nhỏ.Trong mùa lũ ở vùng này tập trung dòng chảy về phía khu tưới +Vùng đồng bằng nằm giữa vùng đồi núi và sông Cu Đê,trong vùng hình thành các thửa ruộng bậc thang rất tiện cho việc tự chảy và bố trí kênh mương, vùng này có độ cao dưới 10 m. Khu tưới thuộc vùng bán sơn địa, diện tích khu tưới không lớn, nằm giữa chân núi và thôn Trường Định (Ven sông Cu Đê).Đa phần diện tích đất canh tác nằm dưới cao trình 9m. Khu tưới chia thành 2 khu vực tưới: +Một phần tưới nằm ở hai bên suối Trà Ngâm, nơi cao nhất có cao trình là 9,25m ,nơi thấp nhất có cao trình khoảng 1,71÷1,75 m. +Phần còn lại nằm giữa suối Dinh Bà và được chia làm 2 vùng nhỏ Vùng 1:Phía Tây giáp với núi Hòn Bầu và có diện tích là 36 ha Vùng 2:Dài và hẹp, nằm trải dài theo chân núi phía Nam của Hòn Bầu và thôn Trường Định,nơi cao nhất có cao trình là 5m,nơi thấp nhất có cao trình khoảng 1,3÷1,7 m. Nhìn chung khu tưới có hướng dốc chính có hương Bắc-Nam, độ dốc lớn. Để khống chế được toàn khu tưới ,kênh chính cần bố trí chạy men theo đường đồng mức 10 từ suối Trà Ngâm sang suối Dinh Bà.Lợi dụng kênh dẩn nước có sẵn làm kênh cấp 1với tổng chiều dài là 1,3 km.Đây là điểm thuận lợi của khu tưới 1.3 Tình hình thổ nhưỡng Khu tưới nằm ngay dưới chân núi,địa hình có dạng bậc thang,các thửa ruộng có cao độ chênh nhau từ 20÷40 cm,càng xa chân núi thì cao độ càng giảm dần.Đất trong vùng này phổ biến là đât sét,đất sét pha co nguồn gốc bồi tích.Đất có màu vàng rơm, màu sẩm với hệ số thấm nhỏ.khả năng thấm nước thấp.Đất có tỉ lệ mùn cao,tầng dày lớn nhưng hơi chua.Hiện nay nhân dân đang trồng lúa nên độ ẩm của đất thay đổi liên tục tùy thuộc vào lượng nước được đưa vào mặt ruộng.Qua các mẫu thí nghiệm độ ẩm ,dung trọng,hệ số rỗng,độ lỗ rỗng,độ bão hòa của đất tăng theo chiều sâu. 1.4 Đặc điểm khí hậu-Thủy văn. 1.4.1Các trạm khí tương thủy văn Trong vùng dự án không có các trạm khí tượng,thủy văn nên phải sử dụng tài liệu các trạm lân cận. a.Trạm khí tượng Đà Nẵng. Vị trí ở 108012’ kinh độ Đông và 16001’ vĩ độ Bắc,cách trung tâm thành phố khoảng 14 km theo đường chim bay,có chuỗi tài liệu đo mưa từ năm 1931 đến năm nay,sự dao động mưa năm của trạm Đà Nẵng hình thành theo 3 chu kỳ lớn: Chu kỳ 1:Từ năm 1931-1962 Chu kỳ 2:Từ năm 1963-1977 Chu kỳ 3:Từ năm 1978 đến nay Qua kết quả phân tích:Thời kỳ 1978-1995 nằm gọn trong một chu kỳ dao động của lượng mưa bao gồm những năm mưa ít,mưa trung bình và mưa nhiều.Thời kỳ này có khả năng đảm bảo tính chất ổn định của các thông số thống kê. b.Trạm khí tượng Bà Nà Cách trung tâm dự án về phía Tây Nam,tài liệu đo mưa từ năm 1976 đến nay. Qua phân tích nhận thấy rằng vùng dự án có kinh độ nằm giữa hai trạm Đà Nẵng và Bà Nà.Nằm trong vung có lượng mưa trung bình năm lớn vào khoảng 2800÷3200 mm.Vì vùng Trương Định và vùng Đà Nẵng nằm gần biển và Trương Định cách biển 4 km nên diển biến khí hậu của 2 vùng là như nhau.Do đó ta có thể sử dụng tài liệu của trạm Đà Nẵng để tính cho vùng Trương Định. 1.4.2Các đặc trưng khí tượng. a.Bức xạ mặt trời Lượng bức xạ thực tế ở Đà Nẵng từ 130÷150 Kcal/cm2-năm rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp trong năm Bảng 1.1:Bức xạ tổng cộng thực tế (Kcal/cm2) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Đà Nẵng 9,2 10,2 13,3 14,5 16,4 15,1 17,0 15,3 12,8 10,6 7,3 6,3 148 b. Số giờ nắng Số giờ nắng trung bình hằng năm trên 2100 giờ tạo điều kiện cho sự quang hợp của cây trồng. Bảng 1.2:Số giờ nắng trung bình tháng và năm (giờ) c. Nhiệt độ không khí Nhiệt độ trung bình hằng năm 24-260C,so với nhiệt độ tiêu chuẩn của vùng nhiệt đới là 210 nên ở thành phố Đà Nẵng có nguồn nhiệt dồi dào,tạo điều kiện cho cây trồng phát triển. Nhiệt độ tối cao:33,40 Nhiệt độ tối thấp:10,90 Bảng 1.3:Nhiệt độ trung bình hằng năm ( 0C) d. Lượng bốc hơi Ở vùng đồng bằng ven biển,lượng bốc hơi tháng nhiều nhất lên đến 120-140 mm, thường xảy ra trong các tháng gió Tây Nam hoạt động.Vì vậy trong những tháng gió Tây Nam hoạt động mạnh,mưa ít,lượng bốc hơi nhiều nên dẩn đến hạn hán gay gắt. Bảng 1.4:Lượng bốc hơi trung bình hằng năm đo bằng ống piche (mm) e. Độ ẩm không khí Độ ẩm tương đối hằng năm 82% nói chung độ ẩm tương đối lớn trong mùa mưa và tương đối thấp trong mùa khô.Độ ẩm thấp nhất là 18% vào tháng 4,tháng 5 Bảng 1.5:Độ ẩm trung bình năm (%) f. Tốc độ gió Tốc độ gió trung bình là 3-4 m/s.Gió mạnh nhất trong các tháng mùa đông, thương là gió Bắc hoặc là gió Đông-Bắc (15-25 m/s).Gió mạnh nhất trong mùa hè là gió Nam (20-35 m/s). Bảng 1.6:Tốc độ gió trung bình (m/s) g. Mưa -Lượng mưa nhiều năm trên lưu cực: Quá trình biến đổi lượng mưa trong vùng dự án củng tương tự như mưa đo được ở trạm Đà Nẵng . +Lượng mưa trung bình nhiều năm của Trường Định =3038,9 mm +Lượng mưa trung bình nhiều năm của trạm Đà Nẵng =2144,6 mm Vậy hệ số truyền dẩn lưu vực =1,417. Bảng 1.7:Lượng mưa tưới thiết kế ở Trương Định (mm) Như vậy mùa mưa ở Trương Định từ tháng 9 đến tháng 12 và lượng mưa trong mùa mưa chiếm đến 74% lượng mưa toàn năm. 1.4.3 Thủy văn công trình a.Tinh hình sông suối trong khu vực dự án. -Sông Cu Đê:Khu vực dự án năm bên cạnh sông Cu Đê và cửa sông khoảng 4 km. Sông Cu Đê năm ở phía Bắc thành phố Đà Nẵng có diện tích lưu vực 426 km2 ,với chiều dài sông 38 km ,chảy theo hướng Tây Bắc. Phần hạ lưu của sông Cu Đê lòng sông ít thay đổi về chiêu rộng ,chiều sâu và độ dốc tạo điêu kiện cho dòng triều đi sâu vào sâu vào sông.Đoạn sông Cu Đê ở khu vực Trường Định bị nhiểm mặn nên không thể dùng để tưới cho cây trồng. -Suối Dinh Bà:Nằm ở phía Bắc của khu tưới có diện tích lưu vực 1,75 km2,chiều dài suối khoảng 2 km chảy theo hương Bắc-Nam.Đoạn suối ở phía trên khu tưới có độ dốc rất lớn i=8,3% lòng suối hẹp không có điều kiện về địa hình để xây dựng hồ chứa. -Suối Trà Ngâm:Chảy song song với suối Dinh Bà có diện tích lưu vực 1,4 km2, chiều dài suối khoảng 2 km.Đoạn suối phía hạ lưu có lòng suối rộng,độ dốc bé.Cả 2 suối Dinh Bà và Trà Ngâm trong mùa khô vẩn có dòng chảy. Hồ chứa Trà Ngâm được xây dựng trên suối Trà Ngâm có các đặt trưng lưu vực như Bảng 1.8 Bảng 1.8:Các đặc trưng lưu vực của hồ Trà Ngâm Tên Suối F (km2) Ls (km) (km) Js(%0 ) Jd(%0 ) bc(km) Trà Ngâm 1,4 0,77 2,0 16,8 382 0,201 b.Dòng chảy năm -Dòng chảy chuẩn Trong lưu vực nghiên cứu không có trạm đo dòng chảy nên ta phải dùng phương pháp tính từ mưa theo quan hệ giữa mưa và dòng chảy .Kết quả được thể hiện ở Bảng 1.9 Bảng 1.9:Các thông số đặc trưng của dòng chảy năm Lưu vực F (km2) Y0 (mm) M0 (l/s-km2) Q0(l/s-ha) W0(m3) Trà Ngâm 1,4 2062 65,46 91,64 2886880 0,68 -Dòng chảy năm thiết kế Tính theo đương phân bố xác suất pearson III thu được Bảng 1.10 Bảng 1.10:Dòng chảy Năm thiết kế P=75% Lưu vực Cv Cs Q75% (l/s) W75% (m3) Trà Ngâm 0,318 0,636 71,48 2251595 -Phân bố dòng chảy năm thiết kế Căn cứ vào tài liệu đo mưa 18 năm của Truơng Định có năm 1988 và 1987 có trị số có giá trị xấp xỉ X 75% và có dạng phân phối tương đối bất lợi, nên chọn mô hình đại biểu để phân phối cho năm thiết kế. Qua phân bố dòng chảy năm 1988 quá đặc biệt, ít phổ biến nên ta phải chọn mô hình năm 1987 làm mô hình đại biểu. Bảng 1.11:Phân phối dòng chảy năm thiết kế (l/s) Chương 2:Điều Kiện Kinh Tế Xã Hội 2.1 Phân khu hành chích của vùng dự án Vùng dự án thuộc thôn Trường Định, xã Hòa Liên, Huyện Hòa Vang, Thành Phố Đà Nẵng. Vùng dự án giới hạn bởi: +Phía Nam là sông Cu Đê +Phía Bắc là dãy núi TiTon +Phía Tây là núi Hòn Bầu +Phía Đông là Núi Hòn Bà Theo số liệu điều tra của UBND xã Hòa Liên tình hình ruộng đất của thôn Trường Định được thống kê theo Bảng 2.1. Bảng 2.1:Tình hình ruộng đất thôn Trường Định (ha) Thôn Trường Định Diện tích tự nhiên 831,25 Diện tích đất nông nghiệp 137,94 Diện tích lúa Diệ tích đất màu 6,0 Diện tích đất cây công nghiệp 9,0 Diện tích đất vườn 22,04 Diện tích đất thổ cư 3,5 Diện tích đất lâm nghiệp 557,0 Như vậy đất nông nghiệp chỉ chiếm 16,6% đất tự nhiên, diện ruộng lúa chiếm đến 65,9% đất nông nghiệp. 2.2 Dân số-Lao Động và Đời sống 2.2.1 Dân số-Lao Động Theo số liệu thống kê của thôn Trương Định vùng dự án có dân số và lao động như sau: Bảng 2.2:Số liệu thống kê dân số và lao động Thôn Số hộ Nhân khẩu Hộ nông nghiệp Lao động chính Lao động nông nghiêp Trường Định 175 679 158 284 230 2.2.2 Thu nhập và đời sống Qua số liệu thống kê ở Bảng 2.2 cho thấy thôn Trường Định có đến 90% là hộ nông nghiệp và số lao động nông nghiệp chiếm đến 81% số lao động chính trong vùng.Như vậy nguồn thu nhập chính của nhân dân vùng dự án là nông nghiệp. Trong 20 năm qua trong vùng dự án chưa có công trình thủy lợi nào được đầu tư xây dựng, vì diện tích đất canh tác chủ yếu dựa vào thời tiết nên năng suất chưa cao, dời sống nhân dân còn gặp nhiều khó khăn. Chương 3:Hiện Trạng Và Nhiệm Vụ Công Tác Thủy Lợi 3.1 Hiện trạng thủy lợi 3.1.1 Tình hình thiên tai trong vùng dự án Khí hậu vùng dự án mang đặc trưng khí hậu duyên hải miền trung, khí hậu trong vùng chịu ảnh hưởng xõ rệt của gió mùa Đông Bắc và gió Tây Nam.Về mùa Đông gió mùa Đông Bắc bắt đầu thổi với hoạt động xoáy thuận, bão và hội tụ nhiệt đới gây ra mưa lớn nhiều nơi,sinh ra lũ lụt.Mùa mưa kéo dài từ thang 9 đến tháng 12.Cũng trong thời gian này các cơn bão phát sinh từ Thái Bình Dương đổ bộ vào nước ta ngày càng gia tăng.Vùng dự án Trà Ngâm trung binh mỗi năm chịu ảnh hưởng của khoảng 10 cơn bão,nhưng nhờ xung quanh núi bao bọc nên ảnh hưởng của các cơn bão giảm đi rất nhiều.Thiên tai cần phòng chống với vùng dự án là lũ lụt và hạn hán. Lũ lụt thường xảy ra vào tháng 10 và tháng 11,mực nước sông Cu Đê dâng cao, cùng lượng dong chảy mặt của sườn núi phía Nam của dãy Titon đỗ xuống gây lũ lụt lên thôn Trường Định.Nhưng do gần biển nên mực nước lên nhanh. Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8, hạn hán thường xảy ra vào tháng 5 và tháng 6, ảnh hương đến năng suất vụ Xuân Hè,nhưng cũng ở trong thời gian này trong nhiều năm lũ tiểu mãn xuất hiện gây ảnh hưởng đến sản lượng lúa cho nên nguồn thu nhập của nhân dân thấp đời sống của nhân dân chia không được cải thiện. Do đó việc xây dựng trình thủy lợi trong vùng dự án này là một điều tất yếu nhằm cải thiện cuộc sống của dân trong vùng. 3.1.2 Hiện trạng thủy lợi Như đã trình bày ở trên hiện vùng dự án chưa có công trình thủy lợi nào nguồn nước chủ yếu dựa vào thời tiết.Nhưng lương nước trong vùng này phân bố không đều theo thời gian vào mùa mưa thi thừa nước vào mùa khô thì thiếu nước nên rất khó khăn trong việc sản xuất nông nghiệp. 3.2 Yêu cầu và nhiệm vụ công tác thủy lợi Công tác thủy lợi trong vung dự án với yêu cầu cấp bách là đảm bảo chủ động nguồn nước tưới cho 91 ha đất lúa,nhăm tăng diện tích canh tác trong vụ xuân hè và vụ 3 làm tăng năng suất sản lượng trong một năm. Qua việc phân tích hiện trạng thủy lợi trong vùng dự án nhận thấy vùng dự án đang thiếu nước nghiêm trọng cho việc sản xuất nông nghiệp. Do đó việc xây dựng công trình thủy lợi trong vùng đẻ dáp ứng nguồn nước tưới cho sản xuất nông nghiệp trong vùng Trương Định là vô cùng cấp thiết. 3.3 Phương hướng phát triển kinh tế trong vùng dự án Để giảm bớt diện nghèo đói, ổn định cuộc sống của nhân dân thì ta phải ổn định sản xuất nông nghiệp là mục tiêu hàng đầu,nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực cho vùng còn góp phần đảm bảo an ninh lương thực,ngoài ra còn tạo điều kiện cho các ngành nghề khác được phát triển. Ví dụ:Khi đời sống nhân dân được cải thiện thì nhu cầu sinh hoạt tăng lên,để đáp ứng nhu cầu đó thì xuất hiện các ngành dịch vụ khác ra đời. Để đạt mục tiêu trên cần phải thâm canh tăng vụ, tăng năng suất cây trồng là biện pháp chủ yếu. Muốn vậy cần phải có công trình thủy lợi để chủ động được nguồn nước mới đạt được mức lương thực bình quân đầu người lớn hơn 500 kg/người/năm và năng xuất lúa bình quân 6 tấn/vu/ha như các vùng khác của huyện Hòa Vang. Khả năng phát triển các ngành kinh tế khác trong vùng dự án nói chung Không lớn và chỉ có thể thực hiện trên cơ sở nền sản xuất nông nghiệp vững chắc và ổn định mà việc đầu tiên cần giải quyết là thủy lợi hóa. Chương 4:Biện Pháp Thủy Lợi Vùng Dự án 4.1 Giải pháp thủy lợi trong vùng dự án 4.1.1 Nguồn nước Từ yêu cầu và nhiệm vụ của công tác thủy lợi đối với vùng dự án là phải đảm bảo được lượng nước yêu cầu của 91 ha đất lúa ,theo tần suất thiết kế p=75%.Biện pháp thủy lợi tốt nhất là sử dụng nguồn nước mặt tại chỗ,có 3 nguồn nước mặt trong vùng dự án như sau: +Sông Cu Đê : F=275 km2 +Sông Dinh Bà : F=1,75 km2 +Sông Trà Ngâm :F=1,4 km2 Vùng dự án nằm về phía hạ lưu sông Cu Đê chỉ cách cửa sông 4 km.Ở đọan hạ lưu của sông Cu Đê dài khoảng 30 km và lòng sông ít có sư thay đổi về chiều rộng, chiều sâu và độ dốc tạo điều kiện cho dòng triều truyền vào sông làm cho nguồn nước bị nhiểm mặn.Từ số liệu thực đo liên tục trong 10 năm của đài khí tượng thủy văn cho thấy thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 8,vùng hạ lưu sông Cu Đê bị nhiểm mặn lớn.Quá trình nhiểm mặn trên sông Cu Đê có thể chia làm 2 giai đoạn như sau: +Giai đoạn đầu:Độ mặn lớn nhất thường xảy ra vào tháng 4. +Giai đoạn sau:Độ mặn lớn nhất thường xảy ra vào tháng 8. Những năm không có lũ tiểu mãn vào tháng 5và tháng 6 thì tháng 7 và tháng 8 vùng hạ lưu sông Cu Đê bị nhiểm mặn rất năng.Ranh giới mặn sông Cu Đê cho ở Bảng 4.1. Bảng 4.1:Ranh giới mặn lớn nhất trung bình các tháng mùa khô của sông Cu Đê. Độ mặn Smax (%0) Sông Cu Đê 1 Cách cửa biển 7,5 km 2 Cách cửa biển 7,0 km 5 Cách cửa biển 8,0 km Chương 5:Tính Toán Chế Độ Tưới Cây Lúa Lúa là cây trông chịu ngập cho nên chế độ tưới là chế độ tưới ngập trong quá trình sinh trưởng của cây lúa trên mặt ruộng sẽ duy trì một lớp nước thích hợp. 5.1 Tài liệu cơ bản dùng trong tính toán chế độ tưới. 5.1.1 Tài liệu thỗ nhưỡng. Đất trong khu tưới có hệ số ngấm ổn dịnh Bảng 5.1:Hệ số ngấm ổn định Số hiệu a Hệ số ngấm ổn định Ke(mm/ngày) 1.8 5.1.2 Tài liệu khí tượng. Tài liệu khí tượng được trình bày trong chương 1,mục 1.4 5.1.3 Tài liệu về thời vụ,thời gian sing trưởng và lớp nước mặt ruộng Bảng 5.1:Thời gian sạ lúa và sinh trưởng Số hiệu c Thời gian sinh trưởng Vụ Đông Xuân 25/11 125 Vụ Hè Thu 1/5 125 Bảng 5.2:Lớp nước mặt ruộng Số hiệu c Lớp nước mặt ruộng a (mm) 160 5.1.4 Tài liệu về cây trồng Bảng 5.3 Giai đoạn sinh trưởng Thời gian (ngày) Hệ số Làm đất 5 1.00 Ban đầu 25 1.06 Phát triển 30 1.20 Giữa vụ 40 1.34 Cuối vụ 30 1.10 5.2 Cơ sở phương pháp Dựa vào phương trình cân bằng nước Trong đó: : Mức tưới trong thời đoạn :Hệ số sử dụng nước mưa C : Lượng mưa thiết kế (. Tần suất mưa thiết kế trong tưới theo quy phạm hiện hành p=75% ( Tần suất đảm bảo 75% trong 100 năm có 25 nước thiếu ). Đối với cây trồng có giá trị kinh tế cao như : hoa, cà phê.. p = 90¸95 % : Lượng nước đến (m3/ha) : Lượng nước bốc hơi mặt ruộng (m3/ha) Lượng nước ngấm trên ruộng (m3/ha) : Lượng nước tạo thành lớp nước mặt ruộng (m3/ha) : Lượng nước nâng cao lớp nước mặt ruộng (m3/ha) : Lượng nước thay thế để điều tiết nhiệt độ, độ khoáng hóa của nước ruộng (m3/ha) :Lượng nước đi hay còn gọi là lượng nước hao (m3/ha) Phương trình trên có hai ẩn số là và muốn giải ta phải xác định đường quá trình của lượng nước hao, đường quá trình của lượng mưa thiết kế. Ghép các đường này lại với nhau ta sẽ xác định được và Để tính toán không sử dụng bảng tra, năm 1992 Food and Agriculture Organization (FAO) công thức penman dưới dạng khác được sử dụng trên máy tính điện tử đó là chương trình CROPWAT. Cơ sở chương trình cũng dựa trên phương trình cân bằng nước mặt ruộng: IRReq = ETc+Perc+LPrep-Pef Trong đó: IRReq: Lượng nước yêu cầu tưới của cây trồng (mm/10 ngày) ETc : Lượng bốc hơi mặt ruộng của cây trồng (mm/10 ngày) Pef :Lượng nước mưa hiệu quả (mm/10 ngày) LPrep:Lượng mưa làm đất (mm/10 ngày) Perc :Lượng nước ngấm ổn định (mm/10 ngày) 5.2.1.Tính toán lượng bốc hơi tiềm năng ET0. Lượng bốc hơi ET0 được xác định theo công thức penman ET0=C [W.RN+(1- W).f(U).(ea-ed)] Trong đó: C: Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào độ ẩm không khí lớn nhất RHmax tỷ lệ tốc độ gió giữa ngày và đêm, lượng bức xạ Rs. C được xác địng từ tra bảng W: Hệ số xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ và độ cao ,tra bảng f(U): Hàm tốc độ gió f(U)=0.27(1+) Với U là tốc độ gió trung bình (km/ngày) ea-ed: Chênh lệch giữa áp lực bốc hơi khi nhiệt độ không khí trung bình và áp lực bốc hơi thực tế trung bình của không khí (mbar) Rn: Lượng bức xạ thực tế nhận được (mm/ngày) Sử dụng chương trình CROPWAT 5.7 để xác định lượng bốc hơi tiềm năng ET0 như sau: Chạy chương trình CROPWAT 5.7 khi đó ta được Lượng bốc hơi tiềm năng ET0 sau đây. Bảng 5.2.1:Lượng bốc hơi tiềm năng ET0 +--------------------------------------------------------------------------+ ¦ Reference Evapotranspiration ETo according Penman-Monteith ¦ +==========================================================================¦ ¦ Country : VIET NAM Meteo Station : DA NANG ¦ ¦ Altitude : 10 meter Coordinates : 16.01 N.L. 108.12 E.L ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Month AvgTemp Humidity Windspeed Sunshine Sol.Radiat. ETo-PenMon ¦ ¦ °C % km/day hours MJ/m²/day mm/day ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ January 21.4 85 294 4.5 13.0 2.5 ¦ ¦ February 22.4 85 294 4.9 14.9 2.9 ¦ ¦ March 24.2 84 294 5.9 17.8 3.5 ¦ ¦ April 26.2 83 285 6.8 20.0 4.2 ¦ ¦ May 28.3 78 294 7.9 21.7 5.0 ¦ ¦ June 29.1 77 259 7.8 21.3 5.1 ¦ ¦ July 29.2 75 259 8.2 21.9 5.3 ¦ ¦ August 28.6 77 259 6.9 20.0 4.9 ¦ ¦ September 27.4 83 285 5.4 17.2 4.0 ¦ ¦ October 25.8 85 311 5.0 15.4 3.4 ¦ ¦ November 24.0 85 311 3.9 12.5 2.8 ¦ ¦ December 22.0 86 276 3.6 11.5 2.4 ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ YEAR 25.7 82 285 5.9 17.3 1401 ¦ +--------------------------------------------------------------------------+ 5.2.2 Tính toán lượng mưa hiệu quả Lựong mưa hiệu quả là lượng mưa rơi xuống khu ruộng đang canh tác mà cây trồng có thể sử dụng được tức là lượng nước nằm trong tầng hoạt động của rể cây khi bỏ qua lượng nước mặt chảy đi nơi khác và lượng nươc ngấm xuống mực nước ngầm Theo qui phạm TCXDVN 285-2002 thì lượng mưa thiết kế đối với công trình phục vụ tưới được tính với tần suất đảm bảo P=75%. Sử dụng CROPWAT 5.7 ta được lượng mưa hiệu quả như sau: Bảng 5.2.2:Lượng mưa hiệu quả +--------------------------------------------------------------------------+ ¦ Climatological Station : DA NANG ¦ +==========================================================================¦ ¦ ETo Rainfall Eff. Rain ¦ ¦ (mm/day) (mm/month) (mm/month) ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ January 2.5 88.3 70.6 ¦ ¦ February 2.9 31.9 25.5 ¦ ¦ March 3.5 24.0 19.2 ¦ ¦ April 4.2 49.0 39.2 ¦ ¦ May 5.0 152.3 121.8 ¦ ¦ June 5.1 180.5 144.4 ¦ ¦ July 5.3 103.5 82.8 ¦ ¦ August 4.9 156.6 125.3 ¦ ¦ September 4.0 447.2 357.8 ¦ ¦ October 3.4 954.8 763.8 ¦ ¦ November 2.8 599.2 479.4 ¦ ¦ December 2.4 251.5 201.2 ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ YEAR Total 1401.2 3038.8 2431.0 mm ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Effective Rainfall: 80 % ¦ +--------------------------------------------------------------------------+ Giá trị Effective Raìnall là 80% theo chương trình Cropwat là năm ít nước tương ứng với TCXDVN 285-2002 là P=75%. 5.3 Tính toán nhu cầu nước cho lúa. 5.3.1 Tính toán nhu cầu nước cho lúa vụ Đông Xuân +----------------------------------------------------------+ ¦ CROP DATA INPUT ¦ +----------------------------------------------------------+ Crop data from keyboard 1 Retrieve crop data from disk 2 Return to main menu 3 Your choice ? 1 +----------------------------------------------------------+ ¦ CROP DATA ¦ +----------------------------------------------------------+ +--------------------------------------------------------------------------+ ¦ Give crop name : ? RICE-DX ¦ +==========================================================================¦ ¦ Phase Init Devel Mid Late Total ¦ +--------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Crop Stage [days ] 0 0 0 0 0 ¦ ¦ Crop Coefficient [coeff.] 0.00 -> 0.00 0.00 ¦ ¦ ¦ ¦ Rooting Depth [meter ] 0.00 -> 0.00 0.00 ¦ ¦ Depletion level [fract.] 0.00 -> 0.00 0.00 ¦ ¦ Yield-response F.[coeff.] 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ¦ +--------------------------------------------------------------------------+ +----------------------------------------------------------+ ¦ RICE DATA INPUT ¦ +----------------------------------------------------------+ Crop : RICE-DX Growth periode Length Stage Cropcoefficient ----------------------------------------------------------- Nursery 5 days 1.00 Landpreparation 5 days --- Initial stage (A) 25 days 1.06 Development stage (B) 30 days --- Mid season (C) 40 days 1.34 Late season (D) 30 days 1.10 ----------------------------------------------------------- Total 130 days Nursery Area 0 % Land cultivation 160 mm Percolation rate 1.8 mm/day Any Corrections Crop Inputs (Y/N) : N +----------------------------------------------------------+ ¦ TRANS PLANTING DATE ¦ +----------------------------------------------------------+ +----------------------------------------------------------+ ¦ Climate File : Cl. Station : DA NANG ¦ ¦ Crop File : Crop name : RICE-DX ¦ +----------------------------------------------------------+ For ET-Rice calculations give DATE of TRANSplanting : Month of TRANS-Plant (1 - 12) : November Day of TRANS-Plant (1 - 30) : 25 Date of Nursery preparation : 20 November Date of Harvest : 0 April Any changes in the Planting Date (Y/N) : N Bảng 5.3.1:Lượng nước cần cho cây lúa vụ Đông Xuân +-----------------------------------------------------------------------------+ ¦ Irr. Req. of RICE-DX, transplanted 25 November for Climate : ¦ +-----------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Month Stage Area Coeff ETCrop Perc. LPrep RiceRq EffRain IRReq. IRReq ¦ ¦ Decade % mm/day mm/dy mm/dy mm/day mm/dec mm/dy mm/dec ¦ +-----------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Nov 3 L/A 0.50 1.03 1.37 0.9 16.0 18.3 63.1 11.96 119.6 ¦ ¦ Dec 1 A 1.00 1.06 2.69 1.8 0.0 4.5 92.6 0.00 0.0 ¦ ¦ Dec 2 A 1.00 1.06 2.54 1.8 0.0 4.3 61.1 0.00 0.0 ¦ ¦ Dec 3 B 1.00 1.11 2.69 1.8 0.0 4.5 48.6 0.00 0.0 ¦ ¦ Jan 1 B 1.00 1.20 2.96 1.8 0.0 4.8 36.1 1.15 11.5 ¦ ¦ Jan 2 B 1.00 1.29 3.23 1.8 0.0 5.0 20.5 2.98 29.8 ¦ ¦ Jan 3 C 1.00 1.34 3.53 1.8 0.0 5.3 16.5 3.68 36.8 ¦ ¦ Feb 1 C 1.00 1.34 3.71 1.8 0.0 5.5 11.9 4.32 43.2 ¦ ¦ Feb 2 C 1.00 1.34 3.89 1.8 0.0 5.7 7.5 4.94 49.4 ¦ ¦ Feb 3 C 1.00 1.34 4.15 1.8 0.0 6.0 7.1 5.24 52.4 ¦ ¦ Mar 1 D 1.00 1.30 4.29 1.5 0.0 5.8 6.8 5.11 51.1 ¦ ¦ Mar 2 D 1.00 1.22 4.27 1.1 0.0 5.3 6.4 4.68 46.8 ¦ ¦ Mar 3 D 1.00 1.14 4.26 0.5 0.0 4.8 8.6 3.92 39.2 ¦ +-----------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Totals 436 202 160 867 387 480 ¦ +-----------------------------------------------------------------------------+ Do You want PRINT OUT of the RICE-requirements (Y/N) : N 5.3.2 Tính toán nhu cầu nước cho lúa vụ Hè Thu. Tính toán tương tự như trên +----------------------------------------------------------+ ¦ RICE DATA INPUT ¦ +----------------------------------------------------------+ Crop : RICE-HT Growth periode Length Stage Cropcoefficient ----------------------------------------------------------- Nursery 5 days 1.00 Landpreparation 5 days --- Initial stage (A) 25 days 1.06 Development stage (B) 30 days --- Mid season (C) 40 days 1.34 Late season (D) 30 days 1.10 ----------------------------------------------------------- Total 130 days Nursery Area 0 % Land cultivation 160 mm Percolation rate 1.8 mm/day Do you want a PRINT OUT of rice data (Y/N) : N +----------------------------------------------------------+ ¦ TRANS PLANTING DATE ¦ +----------------------------------------------------------+ +----------------------------------------------------------+ ¦ Climate File : Cl. Station : DA NANG ¦ ¦ Crop File : Crop name : RICE-HT ¦ +----------------------------------------------------------+ For ET-Rice calculations give DATE of TRANSplanting : Month of TRANS-Plant (1 - 12) : May Day of TRANS-Plant (1 - 31) : 1 Date of Nursery preparation : 25 April Date of Harvest : 5 September Any changes in the Planting Date (Y/N) : N Bảng 5.3.2:Lượng nước cần cho cây lúa vụ Hè Thu +-----------------------------------------------------------------------------+ ¦ Irr. Req. of RICE-HT, transplanted 1 May for Climate : ¦ +-----------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Month Stage Area Coeff ETCrop Perc. LPrep RiceRq EffRain IRReq. IRReq ¦ ¦ Decade % mm/day mm/dy mm/dy mm/day mm/dec mm/dy mm/dec ¦ +-----------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Apr 3 N/L 0.50 1.03 2.30 0.9 16.0 19.2 5.2 18.68 93.4 ¦ ¦ May 1 A 1.00 1.06 5.02 1.8 0.0 6.8 32.1 3.61 36.1 ¦ ¦ May 2 A 1.00 1.06 5.30 1.8 0.0 7.1 42.6 2.84 28.4 ¦ ¦ May 3 A/B 1.00 1.08 5.45 1.8 0.0 7.3 44.5 2.81 28.1 ¦ ¦ Jun 1 B 1.00 1.15 5.84 1.8 0.0 7.6 48.3 2.81 28.1 ¦ ¦ Jun 2 B 1.00 1.25 6.36 1.8 0.0 8.2 51.1 3.04 30.4 ¦ ¦ Jun 3 B/C 1.00 1.32 6.80 1.8 0.0 8.6 43.3 4.27 42.7 ¦ ¦ Jul 1 C 1.00 1.34 7.01 1.8 0.0 8.8 32.1 5.60 56.0 ¦ ¦ Jul 2 C 1.00 1.34 7.10 1.8 0.0 8.9 22.6 6.64 66.4 ¦ ¦ Jul 3 C 1.00 1.34 6.92 1.8 0.0 8.7 29.0 5.82 58.2 ¦ ¦ Aug 1 C/D 1.00 1.32 6.64 1.7 0.0 8.3 30.0 5.29 52.9 ¦ ¦ Aug 2 D 1.00 1.26 6.17 1.3 0.0 7.4 33.8 4.07 40.7 ¦ ¦ Aug 3 D 1.00 1.18 5.43 0.8 0.0 6.2 62.3 0.00 0.0 ¦ ¦ Sep 1 D 1.00 1.10 4.73 0.2 0.0 5.0 43.4 0.64 3.2 ¦ +-----------------------------------------------------------------------------¦ ¦ Totals 776 205 160 1085 520 565 ¦ +--------Do You want PRINT OUT of the RICE-requirements (Y/N) : N ------------+ 5.4 Hệ số tưới-Giản đồ hệ số tưới 5.4.1 Hệ số tưới Hệ số tưới là lượng nước cần cung cấp cho 1 ha (l/s-ha) Trong đó:mi :Là mức tưới (m3/ha) t : Thời gian tưới (ngày) 5.4.2 Giản đồ hệ số tưới -Giản đồ hệ số tưới phản ánh tiêu chuẩn yêu cầu nước theo thời gian của hệ thống -Giản đồ hệ số tưới là cơ sở để lập kế hoạch để dùng nước và quản lý và phân phối theo yêu cầu dùng nước - Giản đồ hệ số tưới chọn ra các giá trị đặt trưng làm tiêu chuẩn như hệ số tưới thiết kế 5.4.2.1 Giản đồ hệ số tưới sơ bộ Là giản đồ chưa qua hiệu chỉnh làm cho chúng ta gặp khó khăn trong việc lựa chọn qtk hợp lý công trình và kênh mương đảm bảo được tính kinh tế và kỉ thuật và trong công tác quản lý tổ chức tưới cũng gặp khó khăn. 5.4.2.2 Giản đồ hệ số tưới hiệu chỉnh Để khắc phục của giản đồ hệ số tưới sơ bộ ta tiến hành hiệu chỉnh bằng các cách sau: -Thay đổi thời gian thực hiện mỗi lần tưới t. -Xê dịch ngày tưới của mỗi lần tưới không quá 3 này -Thay đổi mức tưới sao cho không quá 5% giá trị của nó. 5.5 Lập giản đồ hệ số tưới cho khu tưới Trà Ngâm 5.5.1 Lập giản đồ hệ số tưới cho khu tưới Trà Ngâm vụ Đông Xuân =0.576 0.4 5.5.2 Lập giản đồ hệ số tưới cho khu tưới Trà Ngâm vụ Hè Thu =0.72 0.4 5.6 Chọn hệ số tưới thiết kế Hệ số tưới thiết kế là hệ số tưới mà kênh mương và các loại công trình trong hệ thống tưới có khả năng làm việc thường xuyên và đảm bảo yêu cầu cấp nước của hệ thống. Hệ số tưới thiết kế được chọn phải thõa mãn hai yêu cầu sau: + Thời gian hoạt động với hệ số tưới đó t 20 ngày. + Lấy giá trị qtk=qmax . Vậy chọn qtk=1.20 (l/s-ha). Chương 6: Tính toán chế độ tiêu cho cây lúa Trong nông nghiệp tiêu là vấn đề quan trọng như vấn đề tưới nước.Nếu thiếu nước thì cây trồng không thể phát triển được, ngược lại thừa nước cây trồng cũng suy yếu. 6.1 Các tài liệu dùng trong tính toán chế độ tiêu 6.1.1 Tài liệu thổ nhưỡng Được trình bày ở chương 5,Bảng 5.1. 6.1.2 Tài liệu về khí tượng Được trình bày ở chương 1,Bảng 1.4. 6.1.3 Khả năng chịu ngập của giống lúa gieo trồng Bảng 6.1: Khả năng chịu ngập của cây lúa Vụ Độ sâu chịu ngập hngập (mm) Thời gian chịu ngập (Ngày) Hè Thu 300-350 Không quá 1 ngày 250-300 Không quá 3 ngày 200-250 Không quá 5 ngày 6.1.4 Tài liệu lượng mưa 5 ngày max Bảng 6.2: Lượng mưa 5 ngày max thiết kế (mm) Số hiệu c 25/5 67,4 26/5 121,4 27/5 63,9 28/5 53,4 29/5 27,7 6.1.5 Công trình tiêu tại mặt ruộng Công trình tiêu là của tràn Bảng 6.3: Chiều rộng đơn vị của cửa tràn Số hiệu b b0 (m/ha) 0.15 6.2 Cơ sở phương pháp Dựa vào sự cân bằng nước mặt ruộng tình hình công trình. ở đây với công trình tiêu trên mặt ruộng là đập tràn nên ta chọn phương pháp giải tích với hệ ba phương trình sau: 6.3 Bảng tính và Phương án lựa chọn qtiêu. 6.3.1 Bảng tính 6.3.2 Phương án chọn qtiêu Bảng kết quả khả năng chịu ngập của cây lúa Dựa vào bảng số liệu trên nhận thấy b0 đã chọn là hợp lý Vậy hệ số tiêu thiết kế: (l/s-ha). Chương 7: Bố trí kênh tưới, kênh tiêu và công trình trên kênh của khu tưới Trà Ngâm Hệ thống thủy lợi nói chung và hệ thống tưới tiêu nói riêng là tập hợp một hệ thống công trình đầu mối đến mặt ruộng, đảm bảo cung cấp nước cho cây trồng khi thiếu nước và tiêu thoát nước kịp thời cho cây trồng khi thừa nước nhằm thỏa mãn yêu cầu nước cho cây trồng phát triển tốt và có năng suất cao. 7.1 Bố trí kênh tưới 7.1.1 Nguyên tắc bố trí Việc bố trí kênh phù thuộc vào nhiều yếu tố, tùy tình hình cụ thể và tưng nơi mà chọn phương án bố trí cho hợp lý.Nói chung việc bố trí dựa vào các nguyên tắc sau: -Kênh chính phải được bố trí ở những địa thế cao để có thể khống chế tưới tự chảy toàn khu tưới với khả năng lớn nhất. -Khi bố trí kênh phải xét tới việc lợi dụng tổng hợp đương kênh đẻ thỏa mãn nhu cầu của mọi ngành kênh tế và để mang lại lợi ích lớn nhất. -Khi bố trí kênh cần xét dến mặt có lien quan chặt chẽ để phát huy tác dụng của kênh và không mâu thuẩn với các mặt công tác khác. +Bố trí kênh phải xét đến quy hoạch đất đai trong khu vực.Mỗi loại đất trồng một loại cây khác nhau tao thành những vùng trồng trọt khác nhau, do đó yêu cầu về nước của mỗi vùng cũng khác nhau, việc quản lý phân phối nước cũng khác nhau. +Bố trí kênh cần kết hợp chặt chẽ với các khu vực hành chính như tỉnh, huyện, xã, các đơn vị sản suất nông trường, hợp tác xã, trang trại… để tiện cho việc quản lý sản suất nông nghiệp và phân phối nước, nếu có thể thì kết hợp bố trí tuyến kênh làm địa giới của những khu vực đó. +Bố trí kênh tưới cần phải thực hiện cùng một lúc với kênh tiêu dể tạo thành một hệ thống kênh tưới tiêu hoàn chỉnh. +Bố trí kênh phải kết hợp chặt chẽ với đường giao thông thủy hoặt bộ. -Khi bố trí kênh cấp trên cần phải tạo điều kiện tốt cho việc bố trí kênh cấp dưới và bố trí công trình liên quan. -Phương án bố trí phải ít vượt qua chướng ngại vật, ít công trình, khối lượng đất đất đắp nhỏ, vốn đầu tư ít, tiện thi công và dể quản lý. -Cần bố trí kênh đi qua nơi có địa chất tốt để lòng kênh ổn định, không bị xói,ít ngấm nước. -Trường hợp kênh phải lượng cong thì bán kính cong phải bảo đảm điều kiện: , với R là bán kính cong và B là chiều rộng mặt nước ở vị trí lượn cong. 7.1.2 Bố trí kênh chính và kênh nhánh Thể hiện bình đồ khu tưới. 7.1.3 Thống kê hệ thống kênh tưới 7.2 Bố trí kênh tiêu 7.2.1 Nguyên tắc bố trí Tùy theo đặc điểm từng vùng tiêu mà việc bố trí bố trí hệ thông kênh có đặc điểm riêng nhất định thỏa mãn yêu cầu tiêu nước của từng vùng. -Kênh tiêu phải bố trí ở nơi thấp nhất có thể tiêu tự chảy cho đất đai trong vùng. -Kênh tiêu phải ngắn để tiêu nước nhanh và khối lượng công trình bé. -Hệ thống tiêu phải kết hợp chặt chẽ với các hệ thống khác như hệ thống tưới và hệ thống giao thông…và cần triệt để tận dụng sông ngòi sẵn có làm hệ thống kênh tiêu để giảm vốn đầu tư. -Phải chú ý tổng hợp lợi dụng kênh tiêu, triệt để sử dụng nguồn nước tháo khỏi kênh tiêu (tái sử dụng được tính vào phần nước hồi quy). -Giữa kênh tưới và kênh tiêu có thể bố trí kề liền (hai kênh 3 bờ) hoặt cách nhau tùy điều kiện địa hình cụ thể. Đối với vùng bằng phẳng thường bố trí cánh nhau sẽ giảm được mật độ kênh trên hệ thống, giảm vốn đầu tư. -Các kênh tiêu cấp dưới nối tiếp với kênh tiêu cấp trên (theo quy mô), góc nối tiếp tốt nhất là 450÷600 để nước chảy thuận lợi, khi điều kiện không cho phép có thể thẳng góc. -Kênh tiêu phải lượn vòng thì bán kính cong cần thỏa mãn yêu cầu sau: Hoặc Trong đó: R là bán kính thủy lực của kênh tại đoạn uốn cong (m) B là chiều rộng mặt nước kênh tại đoạn cong (m) -Khi tiêu tự chảy thì cần bố trí cửa tiêu phân tán theo đường tiêu ngắn nhất. -Khi ít có khẳ năng tự chảy thì bố trí tập trung về một của để bơm ra khu nhận nước. 7.2.2 Bố trí kênh tiêu Được thể hiện ở bình đồ khu tưới. -Cống tiêu T1,Cống tiêu T3 và tận dụng sông ngòi sẵn có làm hệ thống kênh tiêu. Chương 8: Thiết kế hệ thống kênh tưới Muốn chuyển nước từ nguồn nước về khu tưới theo đúng yêu cầu, cũng như muốn chuyển hết và kịp thời lưu lượng cần tiêu từ khu tiêu ra khu nhận nước tiêu người ta phải thiết kế hệ thống kênh mương và công trình dẩn nước. Nhiệm vụ của thiết kế kênh là xác định các kích thước cơ bản của mặt cắt kênh: Mặt cắt dọc, mặt cắt ngang trên cơ sở điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy văn… và các yêu cầu về chuyển nước nhất định. 8.1 Những tài liệu cơ bản dùng để thiết kế kênh tưới 8.1.1 Tài liệu về yêu cầu chuyển nước -Tài liệu về lưu lượng -Tài liệu về mực nước 8.1.2 Tài liệu về địa hình địa chất của tuyến kênh -Địa hình tuyến kênh +Địa hình là nơi tuyến kênh đi qua ảnh hưởng rất nhiều đến khối lượng xây dựng kênh, số lượng và hình thức các công trình trên kênh đồng thời ảnh hưởng đến việc lựa chọn hình thức mặt cắt kênh. Dựa vào tài liệu địa hình nơi tuyến kênh đi qua để chọn độ dốc đáy kênh sao cho vẩn đảm bảo dẩn nước an toàn, thuận lợi, hệ thống kênh có khả năng khống chế nước tự chảy nhưng phải phù hợp với điều kiện địa hình thực tế để giảm đến mức thấp nhất đến khối lượng đào đắp và xây dựng hệ au hinh kênh. +Dùng để xác định vị trí, số lượng, hình thức công trình vượt chướng ngại vật, công trình nối tiếp dòng chảy, nhằm đảm bảo cho hệ thong chuyển nước an toàn, ngoài ra tài liệu địa hình là cơ sở để chúng ta tính toán khối lượng đất đắp và xây dụng toàn hệ thống. -Tài liệu về địa chất tuyến kênh +Các tính chất cơ lý của địa chất tuyến kênh có ảnh hưởng rất lớn đến sự ổn định của kênh như sạt bờ, bồi lắng, xói lở.Vì vậy người ta thường căn cứ vào tình hình địa chất tuyến mà chọn hình thức mặt cắt kênh, vật liệu làm kênh và các biến pháp chống thấm trên kênh nhằm đảm bảo cho kênh ổn định. +Đối với kênh đất, dựa vào tính chất của địa chất nơi tuyến kênh đi qua mà chọn một số chỉ tiêu để thiết kế kênh như: Độ dốc đáy kênh i Mái dốc bờ kênh m Hệ số nhám lòng kênh n Đồng thời tính thấm của nền địa chất nơi tuyến kênh đi qua và tính chất thấm của đất làm kênh để tính tổn thất nước trên kênh. 8.2 Nguyên lý thiết kế kênh tưới Kênh tưới được thiết kế theo nguyên lý dòng chảy điều và ổn định có nghĩa là lưu lượng trong một đoạn kênh ngắn không thay đổi, đường mặt nước và đáy kênh song song với nhau. 8.3 Những yêu cầu cần thỏa mãn khi thiết kế kênh tưới -Phải đảm bảo điều kiện tưới tự chảy. -Không lắng và không xói khi chuyển nước trong kênh. -Tổn thất nước do ngấm ít nhất. -Có khả năng chuyển nước tốt nhất. -Dể thi công và quản lý vận hành dể. -Khối lượng đất đắp và đào ít. 8.4 Lưu lượng trên kênh tưới 8.4.1 Các cấp lưu lượng đặc trưng trên kênh Lưu lượng là tài liệu cơ bản dùng để thiết kế hệ thống kênh, khi thiết kế hệ thống kênh người ta dùng ba cấp lưu lượng đặc trưng sau -Lưu lượng thường xuyên Qtk là lưu lượng mà kênh phải chuyển nước một cách thường xuyên. Cấp lưu lượng này dùng để tính toán thiết kế kích thước cơ bản mặt cắt kênh và các công trình trên kênh vì vậy còn gọi là lưu lượng thiết kế. -Lưu lượng nhỏ nhất Qmin là lưu lượng nhỏ nhất chảy trong kênh, cấp lưu lượng này thường dùng để kiểm tra sự bồi lắng trên kênh và khẳ năng tự chảy trên kênh. -Lưu lượng bất thường Qbt là lưu lượng lớn nhất mà kênh mương phải chuyển đột ngột trong thời gian ngắn. -Những nguyên nhân chủ yếu gây nên lưu lượng bất thường +Khi kênh đang chuyển nước với lưu lượng thường xuyên thì gặp trận mưa lớn, nước tâp trung vào kênh làm tăng lưu lượng trên kênh. Đặc biệt ở những đoạn kênh đào đi giữa sườn dốc, mưa tập trung từ hai bên đổ vào kênh. +Do quản lý không tốt, đóng mở cống không đúng quy trình hoặc do hư hỏng các công trình trên kênh, không thể khống chế đúng lưu lượng yêu cầu theo kế hoạch làm cho lưu luợng trong kênh tăng lên. +Do yêu cầu đặc biệt trong công tác tổ chức tưới: có thể là tưới luân phiên hoặc có thể là tưới đuổi. Lưu lượng bất thường dùng để kiểm tra khă năng chuyển nước của kênh, tốc độ dòng chảy trong kênh, tình hình xói lỡ kênh và xác định cao trình của bờ kênh. 8.4.2 Khái niệm về Qbrut,Qnet và hệ số sử dụng nước -Lưu lượng cần lấy Qbrutto(Qbr): là lưu lượng đã kể đến tổn thất trong quá trình chuyển nước, nên gọi là lưu lượng lấy vào hay lưu lượng đầu kênh. Trong đó: :Diện tích tưới do hệ thống kênh đó hay đoạn kênh đó phụ trách. qtk: Hệ số tưới thiết kế. -Lưu lượng thực cần Qnetto(Qnet):là lưu lượng chưa kể đến tổn thất trong quá trình chuyển nước trên một đoạn kênh hay một hệ thống kênh nên gọi là lưu lượng cuối kênh. -Hệ số sử dụng nước để biểu thị mức độ tổn thất nước trên kênh -Lưu lượng tổn thất trong quá trình vận chuyển nước tưới do thấm hoặc do bốc hơi.. Trong đó: A, m là hệ số phù thuộc vào tính ngấm của đất qua thực nghiệm hoặc đo đuợc Đối với đất thịt pha sét vừa và đất ngấm ít lấy A=1.9, m=0.4 L là chiều dài vận chuyển nước trên kênh (km). Qnet Lưu lượng thực cần ở cuối đoạn kênh (m3/s) 8.5 Lưu lượng thiết kế 8.5.1 Tính Qbrut TK của nhánh N5 a. Sơ đồ tính toán b.Kết quả tính Vậy hệ số sử dụng nước của nhánh N5 là 8.5.2 Tính toán Qbrut TK của nhánh N1 a. Sơ đồ tính toán b.Kết quả tính toán Vậy hệ số sử dụng nước của nhánh N1 là 8.5.3 Tính toán Qbrut TK của nhánh N3 8.5.3.1 Tính toán Qbrut của nhánh N3-15 a. Sơ đồ tính b. Kết quả tính toán Vậy hệ số sử dụng nước của nhánh N3-15 là 8.5.3.2 Tính toán Qbrut TK của nhánh N3 a. Sơ đồ tính b. Kết quả tính toán Vậy hệ số sử dụng nước của nhánh N3 là 8.6 Tính toán lưu lượng của kênh chính (KC) 8.6.1 Sơ đồ tính 8.6.2 Kết quả tính toán Vậy hệ số sử dụng nước của kênh chính (KC) là Xác định Vậy ta chọn Qtk cho 2 đoạn AB và BC: AB: (l/s). BC: (l/s). 8.7 Lưu lượng nhỏ nhất và lưu lượng lớn nhất (lưu lượng bất thường) -Trên đoạn AB: (m3/s) Trong đó K là hệ số phù thuộc vào Qtk với Qtk=237,59 (l/s) =0.2376 (m3/s)<1 (m3/s) chọn K=1,3. (m3/s) -Trên đoạn BC: (m3/s) Trong đó K là hệ số phù thuộc vào Qtk với Qtk=309,7(l/s) =0.3097 (m3/s)<1 (m3/s) chọn K=1,3. (m3/s) 8.8 Thiết kế mặt cắt dọc và mặt cắt ngang của kênh chính 8.8.1 Điều kiện khống chế tưới tự chảy vào các cánh đồng trong khu tưới -Đối với nhánh N1 Trong đó: A0 là cao trình mặt ruông yêu cầu khống chế tưới tự chảy iđh=(8.6-2.04)/871=0,007 ik=0.0003¸0.0005 ta chọn ik=0.0005 Ta thấy ik<iđh nên ta chọn điểm gần nhất, A0=7,28 (m) là tổn thất cột nước dọc đường. l là chiều dài kênh i là độ dốc đường mặt nước kênh là tổn thất cục bộ bao gồm tổn thất đầu nước qua cống lấy nước và tổn thất đầu nước qua các công trình trên kênh. Tổn thất đầu nước : qua cống lấy nước 5¸10 (cm) chọn h là lớp nước mặt ruộng, h=a=160 (mm)=0,16 (m). Vậy . Cao trình khống chế tưới tự chảy trên kênh chính -Đối với nhánh N3 Trong đó: A0 là cao trình mặt ruông yêu cầu khống chế tưới tự chảy iđh=(8,45-2,53)/1066=0,00055 ik=0.0003¸0.0005 ta chọn ik=0.0005 Ta thấy ik<iđh nên ta chọn điểm gần nhất, A0=7,53(m) là tổn thất cột nước dọc đường. l là chiều dài kênh i là độ dốc đường mặt nước kênh là tổn thất cục bộ bao gồm tổn thất đầu nước qua cống lấy nước và tổn thất đầu nước qua các công trình trên kênh. Tổn thất đầu nước : qua cống lấy nước 5¸10 (cm) chọn h là lớp nước mặt ruộng, h=a=160 (mm)=0,16 (m). Vậy . Cao trình khống chế tưới tự chảy trên kênh chính -Đối với nhánh N5 Trong đó: A0 là cao trình mặt ruông yêu cầu khống chế tưới tự chảy iđh=(8,25-7,65)/648=0,0009 ik=0.0003¸0.0005 ta chọn ik=0.0005 Ta thấy ik<iđh nên ta chọn điểm gần nhất, A0=6,52 (m) là tổn thất cột nước dọc đường. l là chiều dài kênh i là độ dốc đường mặt nước kênh là tổn thất cục bộ bao gồm tổn thất đầu nước qua cống lấy nước và tổn thất đầu nước qua các công trình trên kênh. Tổn thất đầu nước : qua cống lấy nước 5¸10 (cm) chọn h là lớp nước mặt ruộng, h=a=160 (mm)=0,16 (m). Vậy . Cao trình khống chế tưới tự chảy trên kênh chính . 8.8.2 Tính toán thiết kế mặt cắt ngang của kênh chính. -Hệ số nhám n Hệ số nhám n được chọn theo lưu lượng của đường kênh với lưu lượng thiết kế Q<1(m3/s) và ik=0,0005 ta chọn n=0,025 -Hệ số mái dốc m Hệ số mái dốc m được chọn theo yêu cầu ổn định đường kênh, giá trị này phù thuộc vào điều kiện thổ nhưỡng, địa chất, địa chất thủy văn, độ sâu của kênh,độ sâu của nước trong kênh loại hình kênh đào hay đắp. Với Q<1 (m3/s) và đất làm kênh là đất sét pha ta chọn m=1. -Xác định b và h theo điều kiện ổn định mái kênh Trong đó A=0,7÷1,0 chọn A=1,0 -Đoạn AB (m) Chọn b=0.8 (m). -Đoạn BC (m) Chọn b=1,0 (m). 8.9 Kiểm tra vận tốc không xói, không lắng -Xác định vận tốc không xói và vận tốc không lắng theo công thức của Ghieckan Trong đó:K hệ số phù thuộc vào tính chất làm đất làm kênh, với đất thịt pha sét vừa chọn K=0,62. A là hệ số chọn A=0,44. Đoạn AB: Đoạn BC: -Xác định vận tốc V(m/s) +Từ lưu lượng Qmax, Qtk, Qmin +Tính với +Tra phụ lục 8-1 sách thủy lực II (Nguyễn Cảnh Cầm) ta được Rln +Lập tỷ , tra bảng phụ lục 8-3 sách thủy lực II (Nguyễn Cảnh Cầm) ta được , +Xác định: +Có R tra bảng phụ lục 8-2 sách thủy lực II (Nguyễn Cảnh Cầm) ta được +Vận tốc là với i=0.0005 Vậy từ kết quả tính toán ở trên ta nhận thấy vận tốc dòng chảy trong kênh thỏa mãn điều kiện không lắng và không xói. 8.10 Cao trình mực nước thiết kế 8.10.1 Cao trình mực nước thiết kế trên kênh chính -Đoạn kênh AB: -Đoạn kênh BC: Vậy để thỏa mãn yêu cầu tưới tự chảy với kênh có độ dốc i=0,0005 thì mực nước thiết kế là 8,734 m. 8.10.2 Cao trình đáy kênh -Đoạn Kênh AB: -Đoạn Kênh BC: Vì htk trên đoạn BC lớn hơn htk trên đoạn AB nên dể làm xuất hiện nước nhảy cho nên ta ha cao trình đáy kênh trên đoạn BC xuống một lượng Vậy cao trình đáy kênh trên đoạn BC là: 8.10.2 Cao trình bờ kênh Trong đó a là độ vượt cao an toàn được lấy theo quy phạm, lấy a=0,2(m) -Đoạn Kênh AB: -Đoạn Kênh BC: 8.11 Tính toán khối lượng đất đào và đất đắp của kênh chính. Dùng phương pháp mặt cắt trung bình