Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Bộ môn Kỹ Thuật Tài Nguyên Nƣớc THIẾT KẾ HỆ THỐNG TIÊU NƢỚC MẶT Giảng viên: Trần Quốc Lập Email: tranquoclap@tlu.edu.vn Trang 2 Tên môn học: Thiết kế h
TRƢỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Bộ môn Kỹ Thuật Tài Nguyên Nƣớc THIẾT KẾ HỆ THỐNG TIÊU NƢỚC MẶT Giảng viên: Trần Quốc Lập Email: tranquoclap@tlu.edu.vn ĐT: 0966916677 Tên môn học: Thiết kế hệ thống tưới, tiêu Thời lƣợng: 45tiết Mục đích mơn học: Trang bị cho sinh viên kiến thức hệ thống thủy lợi, kiến thức hệ thống điều tiết nước mặt ruộng, rút lớp nước mặt hạ thấp mực nước ngầm sau thời gian mưa để tạo chế độ nước thích hợp cho trồng; Tính tốn thiết kế hệ thống tưới, tiêu nước mặt; Tính tốn tiêu nước cho hệ thống; Các biện pháp cần thiết nhằm điều tiết dòng chảy theo khơng gian thời gian; Tính tốn lựa chọn phương án tiêu Yêu cầu môn học (Yêu cầu kiến thức nền): Thủy lực; Thủy văn; Địa chất; Quy hoạch HTTL; Thủy cơng Giáo trình: Thiết kế hệ thống tƣới tiêu – PGS TS Phạm Việt Hoà – 2019 (Nhà suất Bách Khoa Hà Nội) Tài liệu tham khảo: Giáo trình quy hoạch hệ thống thuỷ lợi tập + Giáo trình Thủy văn cơng trình – GS.TS Hà Văn Khối – 2008; Giáo trình Thủy lực T1 + T2 – Đại học thủy lợi; Giáo trình quản lý hệ thống thủy lợi https://www.researchgate.net/publication/339089370_Giao _trinh_Thiet_ke_He_thong_tuoi_tieu Mục tiêu mơn học Khi hồn thành mơn học sinh viên có thể: Tình hình đặc điểm tự nhiên yêu cầu tiêu nước nước ta; Xác định khoảng cách hai kênh tiêu nước mặt nước ngầm; Đánh giá nguyên nhân biện pháp cải tạo đất vùng ngập úng; Tính tốn thiết kế hệ thống tưới tiêu mặt ruộng; Tính tốn tiêu nước cho hệ thống; Các biện pháp cần thiết nhằm điều tiết dịng chảy theo khơng gian thời gian; Tính tốn lựa chọn phương án tiêu Điểm trình Trọng số điểm trình: 30% Chuyên cần: 40% Bài kiểm tra tập: 50% Ý thức học tập, tinh thần tham gia xây dựng bài: 10% Sinh viên nghỉ 20% số tiết lớp => điểm trình = Hình thức thi: Thi viết: lý thuyết + tập, thang điểm 10 CHƢƠNG TÌNH HÌNH, ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ YÊU CẦU TIÊU NƢỚC Ở VIỆT NAM 1.1 Một số đặc điểm tài nguyên đất, nƣớc địa hình vùng nơng nghiệp 1.2 Tình hình hạn hán u cầu tƣới vùng nơng nghiệp 1.3 Tình hình ngập úng lũ lụt vùng nông nghiệp 1.4 Phƣơng hƣớng hoạch tƣới, tiêu nƣớc 1.1 Một số đặc điểm tài nguyên đất, nƣớc địa hình 1.1.1 Tài nguyên đất Đất đai vùng đồng bằng: Đất phù sa; Đất mặn; Đất phèn chua; Đất phèn mặn; Đất lầy thụt; Đất bạc màu; Đất cát,… 1.1 Một số đặc điểm tài nguyên đất, nƣớc địa hình 1.1.1 Tài nguyên đất Đất feralit vùng núi thấp oHình thành trực tiếp miền đồi núi thấp chiếm khoảng 65% diện tích đất tự nhiên oĐất có tính chua, nghèo mùn, nhiều set oĐất màu đỏ vàng, nhiều hợp chất sắt oĐược phân bố đất bazan Tây Ngun, Đơng Nam Bộ… oThích hợp trồng cơng nghiệp Nhóm đất mùn núi cao oHình thành thảm rừng nhiệt đới ôn đới vùng núi cao, 11% oPhân bố chủ yếu đất rừng đầu nguồn oThích hợp trồng rừng phịng hộ đầu ngn 1.1 Một số đặc điểm tài nguyên đất, nƣớc địa hình 1.1.1 Tài ngun đất Nhóm đất phù sa sơng ven biển: oChiếm khoảng 24% diện tích đất tự nhiên oTính chất: Phì nhiêu, thích hợp cho nhiều loại trồng oTập trung vùng đồng bằng, đất đê, ngồi đê khu vực song Hồng… 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực P q.Fkn Qvi Fn 360 1000 Trong đó: P : Cường độ mưa , mm/h q : Hệ số tiêu, l/s/ha Fn : Diện tích phần ruộng bị ngập, Fkn : Diện tích phần ruộng khơng bị ngập Hệ số tiêu q độ sâu mực nước mặt ruộng chia theo bước thời gian với dòng chảy sơng 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực Trường hợp đồng ruộng có đê bao nước tháo sông qua cống Chế độ làm việc cống: Khi mực nước ngồi sơng lớn mực nước đồng cống đóng lại ngược lại cống mở để tiêu tự chảy sông 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực Trường hợp đồng ruộng có đê bao nước tháo sông qua cống Lưu lượng mưa ô ruộng xác định: P q.Fkn Qvi Fn 360 1000 Mực nước phần ruộng bị ngập biến đổi theo thời gian xác định theo phương trình cân bằng: t Z r Z (QP Qco ) Fn ' r 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực Trường hợp đồng ruộng có đê bao nước tháo sơng qua cống Lưu lượng mưa ô ruộng xác định: P q.Fkn Qvi Fn 360 1000 Mực nước phần ruộng bị ngập biến đổi theo thời gian xác định theo phương trình cân bằng: t Z r Z (QP Qco ) Fn ' r Trong : Zr , Z’r Mực nước cuối đầu thời đoạn tính 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực Trường hợp đồng ruộng có đê bao nước tháo sơng qua cống Lưu lượng qua cống xác định: Qco Qco g (Z r Z i ) Đặt: 2g Fn t Thay vào phương trình giải phương trình bậc theo Qco ta có : 1 2 Qp Qco 4 (Zt Zr ) 2 Z i Z r' Qp cống mở để tháo nước trơng đồng sơng 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.2 Lựa chọn mơ hình tính tốn thuỷ lực: Các mơ hình tính tốn thuỷ lực giới thiệu phần tính tốn thuỷ lực chọn phương án tưới 5.2.3.3 Các tài liệu sử dụng tính tốn Tài liệu địa hình + Địa hình lịng sơng bao gồm mặt cắt dọc, ngang tất sơng phạm vi tính toán theo hệ cao độ Quốc gia + Bản đồ tỷ lệ 1/50.000 tồn vùng nghiên cứu + Thơng số cơng trình đầu mối, cơng trình điều tiết lớn dịng + Bình đồ tỷ lệ 1/5000 khu vực đặc trưng 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.3 Các tài liệu sử dụng tính tốn Tài liệu thủy văn a) Dịng chảy từ lưu vực thượng lưu sử dụng biên mơ hình thuỷ lực b) Biên tính tốn phạm vi lưu vực sơng + Các đường trình lưu lượng, mực nước thực đo trạm: + Các đường trình lưu lượng, mực nước thực đo trạm: phục vụ công việc kiểm định mơ hình + Biên đường q trình lưu lượng lũ (Q~t) trạm phục vụ cơng việc tính tốn phương án + Biên đường trình mực nước (H~t) trạm phục vụ cơng việc tính tốn phương án 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.3 Các tài liệu sử dụng tính tốn c) Sơ đồ tính tốn thuỷ lực tồn mạng sơng 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.3 Các tài liệu sử dụng tính tốn c) Sơ đồ tính tốn thuỷ lực tồn mạng sơng 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.4 Kiểm nghiệm xác định thơng số mơ hình tốn 1.Mơ lũ Mơ chế độ thuỷ với trận lũ thực tế nhằm tìm thơng số phù hợp với mạng sơng cần triển khai tính tốn cho phương án sử dụng phát triển nguồn nước vùng nghiên cứu Sau nhiều lần tính tốn hiệu chỉnh thu kết q trình lưu lượng, mực nước tồn mạng sơng Nếu đường q trình đại lượng thực đo tính tốn mơ sát nhau, q trình mơ đạt u cầu, thông số thu mô phản ánh sát thực chế độ thuỷ lực tiêu thoát nước mùa lũ mạng sơng nghiên cứu 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.4 Kiểm nghiệm xác định thơng số mơ hình tốn Kiểm định mơ hình Trên sở thơng số mơ hình thủy lực việc mơ phỏng, tiến hành kiểm định thơng số với trận lũ lớn thực tế xảy Từ đánh giá độ tin cậy mơ hình thủy lực, thông qua số Nash Nash 1 Xo, i Xs , i Xo, i Xo x100% Trong đó: Xo,i: Giá trị thực đo Xs,i: Giá trị tính tốn mơ Xo : Giá trị thực đo trung bình 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.5 Các trường hợp tính toán để lựa chọn phương án tiêu cho hệ thống Trên sở để đề xuất phương án, đưa nhiều phương án khả thi, ví dụ nội dung phương án: 1.Phương án 2.Phương án 3.Phương án ………………… ………………… ………………… ………………… 5.2 Tính tốn lựa chọn phương án tiêu 5.2.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực 5.2.3.5 Phân tích kết tính tốn lựa chọn phương án tiêu cho hệ thống Trên sở tính tốn kinh tế kỹ thuật phương án, nhận xét ưu nhược điểm phương án: Phương án a Ưu điểm: b Nhược điểm: Phương án a Ưu điểm: b Nhược điểm: Phương án a Ưu điểm: b Nhược điểm: * Nhận xét kết tính tốn thuỷ lực * Luận chứng lựa chọn phương án Kết luận chung lựa chọn phương án 5.3 Ví dụ phân tích lựa chọn giải pháp cấp nước cho hệ thống thủy lợi sông Nhuệ tác động biến đổi khí hậu thị hóa THAM KHẢO GIÁO TRÌNH