đồ án kỹ thuật cấp thoát nước Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới Đan Hoài – Hà Tây

Khu vực được quy hoạch để xây dựng công trình trong địa bàn giao thông tương đối thuận lợi cả về đường bộ lẫn đường thuỷ: - Đường thuỷ sông Hồng rất thuận tiện cho nguồn cung cấp nguyên

MỞ ĐẦU

Nước là cơ sở, yếu tố quyết định sự sinh tồn của mọi sinh vật trên trái đất Trong lĩnh vực nông nghiệp nước giữ một vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng

Nhân dân ta cú cõu: “ Nhất nước, nhỡ phõn, tam cần, tứ giống ” quả thực

là không sai

Nhiều nước quá thì sinh ra lũ lụt, ít nước quá thì gây ra hạn hán làm giảm năng suất cây trồng, thậm chí cũn gõy mất mùa ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế - xã hội Nhiệm vụ của ngành thuỷ lợi là điều hoà nước một cách hợp lý để tăng năng suất cây trồng, góp phần tích cực vào việc cải tạo đất, bảo

vệ môi trường sinh thái

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Thiên nhiên khá ưu đãi với các sinh vật và thực thể Tuy nhiên do đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa

là nóng ẩm, lượng mưa phân bố không đều theo từng vùng, từng mùa riêng biệt

Miền Bắc nước ta mùa khô thường bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau Trong khoảng thời gian này lượng mưa rất ít không đáng kể cho nên ảnh hưởng rất nhiều đến các ngành sản xuất kinh tế nhất là nông nghiệp, hiện tượng này gây hậu quả xấu đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng

Huyện Hoài Đức – Đan Phượng nằm ở đồng bằng Bắc Bộ, do vậy chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa Lượng mưa trong năm phân phối không đều nhất là mùa khô, nạn hạn hán kéo dài và xảy ra thường xuyên không

đủ nước cung cấp cho cây trồng Do đó nhiệm vụ đặt ra cho vùng này là phải nâng cấp hoàn chỉnh hệ thống công trình Thuỷ Lợi để đảm bảo nạn hạn hán không xảy ra, ảnh hưởng xấu tới đời sống dân sinh kinh tế

Được sự nhất trí của Trường Đại Học Thuỷ Lợi, Khoa Tại Chức, Khoa

Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước, Bộ môn Trạm Bơm cùng thầy giáo - thạc sỹ Lưu

Văn Quân, em được nhận đề tài: “ Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới Đan Hoài –

Hà Tây ”.

Trạm bơm này đảm nhận tưới cho cỏc xó thuộc hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng và một phần của huyện Từ Liêm – Hà Nội

MỤC LỤC.

PHẦN I 3

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 3

PHẦN II 19

HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH 19

KẾT LUẬN 30

PHẦN III 31

PHẦN IV 100

PHẦN V 133

KẾT LUẬN 149

PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG - 

-I.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG

I.1.1 Vị trí địa lý

Hệ thống thủy nông Đan Hoài là hệ thống tưới và tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp của hai huyện Đan Phượng - Hoài Đức và hai xã thuộc huyện Từ Liêm - Hà Nội

I.1.1.1 Hệ thống tọa độ

- Vĩ độ Bắc: Từ 200 57' 30" đến 210 08' 30"

- Kinh độ Đông: Từ 1050 37' 30" đến 1050 45' 00"

I.1.1.2 Giới hạn của hệ thống

- Phía Bắc: Giỏp sụng Hồng (Địa giới tỉnh Vĩnh phúc)

- Phớa Nam: Giáp sông đào La Khê (Địa giới thành phố Hà Đông)

- Phía Đông: Giáp đường 70 (Địa giới huyện Từ Liêm thành phố Hà Nội)

- Phía Tây: Giỏp sụng Đáy (Địa giới huyện Phúc Thọ tỉnh Hà Tây)

I.1.1.3 Diện tích của hệ thống

Bảng: 1-1: Bảng thống kê phân bố diện tích của hai huyện

diện tích

Đan phượng ( ha )

I.1.1.4 Vị trí công trình đầu mối

- Trạm bơm tưới Đan Hoài, trên sông Hồng, thuộc địa phận xó Liờn Hà huyện Đan Phượng, xây dựng năm 1961

- Cống lấy nước phù sa Bá Giang, trên sông Hồng, thuộc địa phận xã Hồng Hà huyện Đan Phượng, xây dựng năm 1992

- Công trình đầu mối tiêu: Bao gồm cống Cầu Đìa (huyện Từ Liêm), cống Cầu

Sa (huyện Hoài Đức), cống Hà Đông trên sông Nhuệ, cống Thống nhất, cống Lại

Dụ và cống Yên Nghĩa trờn đờ Tả Đáy

I.1.2 Đặc điểm địa hình

Hệ thống thủy nông Đan Hoài nằm trong phạm vi khép kín của 4 con sông là sông Hồng, sụng Đỏy, sụng Nhuệ và kênh đào La Khê

Cỏc đờ sụng Hồng và sụng Đỏy phân chia địa hình làm hai phần:

I.1.2.1 Phần đất từ đê ra sông là vựng bói

- Vùng bói sụng Hồng là bãi cát già ít canh tác, không thuộc phạm vi hệ thống

- Vùng bói sụng Đáy là đất canh tác màu và lúa

Địa hình bằng phẳng, thấp dần theo hướng Bắc - Nam có cao độ từ +10,80 (m) đến +7,80 (m)

I.1.2.2 Phần đất từ sông vào trong đồng

Là vùng chủ yếu trồng lúa, độ dốc từ đờ sụng Hồng, sụng Đỏy về phía sông Nhuệ, sông La Khê Hướng dốc chính theo hướng Tây Bắc - Đông Nam

Bảng 1-2: Phân bố cao độ trong khu vực

I.1.3 Đất đai thổ nhưỡng

Hệ thống thủy nông Đan Hoài được bồi đắp do phù sa sông Hồng, đã khai phá lâu năm, đất đai chủ yếu là đất thịt nhẹ, thịt pha cát, thịt pha sét và cát non

Vùng quy hoạch có hai miền đất rõ rệt:

+ Phần ngoài đê: là bói sụng, chất đất là bồi tớch cỏt pha thịt nhẹ Đặc điểm: độ thấm mất nước lớn, pH = 5,5 - 6,5 Đất canh tác chủ yếu là trồng rau, ngô, khoai, mía và một số ít trồng lúa

+ Phần trong đồng: là đất phù sa đã được canh tác lâu đời, đại bộ phận là đất thịt, thịt pha cát, thịt pha cát vừa.

+ Đồng cao, đồng vàn pH = 6 - 7

+ Đồng trũng pH ≤ 6

Hiện nay vùng đất này chủ yếu trồng lúa hai vụ và trồng cây vụ đông, còn lại một số ít diện tích chuyên màu

I.1.4 Điều kiện khí tượng

- Trạm khí tượng: Trạm Hà Nội, Trạm Hà Đông, Trạm Sơn Tây và Trạm Thạch Thất…

- Nhiệt độ không khí:

Theo tài liệu quan trắc nhiều năm thì nhiệt độ trung bình nhiều năm khu vực Đan Hoài là 23,30C Mùa Đông nhiệt độ trung bình 200C, thấp nhất khoảng 4,50C Mùa Hè nhiệt độ trung bình 280C, cao nhất 410C

Bảng 1-3: Nhiệt độ trung bình tháng, năm: Đơn vị: ( 0 C)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

TB 15,9 17,1 20,1 23,7 27,1 28,6 28,8 28,2 27,1 24,6 21,1 17,6 23,3

- Độ ẩm không khí:

Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm 84% Những tháng mùa Xuân là thời

kỳ ẩm ướt nhất trong năm, độ ẩm trung bình tháng đạt 85% Cỏc thỏng cuối mùa Thu và đầu mùa Đông là thời kỳ khô hanh, độ ẩm trung bình xuống dưới 80%, thấp nhất 60%

Bảng 1-4: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm: Đơn vị: (%)

- Bốc hơi:

Lượng bốc hơi bình quân nhiều năm là 816,1 (mm) Các tháng đầu mùa mưa (từ tháng V đến tháng VII) là cỏc thỏng cú lượng bốc hơi lớn, tháng lớn nhất 87,6

(mm) Các tháng mùa Xuân là cỏc thỏng cú lượng bốc hơi nhỏ, tháng nhỏ nhất 50,9 (mm).

Bảng 1-5: Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm: Đơn vị: (%)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

TB 57,1 50,9 55,2 60,9 84,8 83,6 87,5 68,5 65,4 72,0 66,

3

63, 9

816,1

- Nắng:

Số giờ nắng trung bình nhiều năm 1617 giờ Cỏc thỏng mùa Hè từ tháng V đến tháng X là cỏc tháng nắng nhất trong năm (khoảng 160 ÷ 200 giờ) Tháng II, III là cỏc thỏng ớt nắng (khoảng 50 giờ)

Bảng 1-6: Số giờ nắng trung bình tháng, năm: Đơn vị: (h)

Trong khu vực có hai hướng gió thịnh hành:

+ Mùa Hè (từ tháng V đến tháng X) là gió Đông Nam Trong đó cỏc tháng

VI ,VII, VIII thường có mưa bão Tốc độ gió lớn nhất đạt 34 (m/s)

+ Mùa Đông (từ tháng XI đến tháng IV) thường có gió Đông Bắc Mạnh nhất vào cỏc thỏng XI, XII, kéo dài từng đợt 3 đến 7 ngày, trời hanh khô Tốc độ gió trung bình là 1,8 (m)

Bảng 1-7: Tốc độ gió trung bình tháng, năm: Đơn vị: (m/s)

TB 1,8 2,1 2,2 2,2 2,0 1,8 1,9 1,6 1,6 1,5 1,5 1,6 1,8

Hệ thống nằm sâu trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, ảnh hưởng của các cơn bão không có sức gió mạnh, mà chủ yếu chịu ảnh hưởng mưa lớn, gõy ỳng lụt

- Mưa:

Trong vùng lượng mưa trung bình từ 1600 1700 (mm) và biến đổi tương đối đều Theo số liệu thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm trong vùng như sau: Tại trạm Sơn Tây mưa trung bình nhiều năm là 1762,6 (mm) Tại trạm Thạch Thất là 1696,6 (mm) Số ngày mưa trong năm khoảng 130 140 ngày

Từ tháng VI đến tháng IX là những thỏng cú lượng mưa lớn nhất trong năm Lượng mưa một ngày lớn nhất tại Sơn Tây là 508 (mm) (14/VII/1971)

Bảng 1-8: Lượng mưa trung bình tháng, năm: Đơn vị: (mm)

I.1.5 Điều kiện thủy văn

Vùng quy hoạch có đặc điểm khí tượng thủy văn là khí hậu nhiệt đới gió mùa chung của vùng đồng bằng Bắc Bộ và riêng khu vực Hà nội

Vị trí hệ thống nằm giữa phạm vi ba trạm quan trắc Hà Nội, Hà Đông và Sơn Tây Qua nhiều năm theo dõi đối chiếu thực đo tại hệ thống, phù hợp nhất là tài liệu của trạm Hà Nội

I.1.5.1 Đặc điểm khí hậu

Đặc điểm khí hậu thủy văn vùng quy hoạch chia làm hai mựa khỏ rõ rệt:

- Mùa khô: Từ 25/11 đến 25/4 Nhiệt độ từ 100C đến 250C Nắng ít, lượng mưa

ít, chủ yếu mưa do gió mùa Đông Bắc

- Mùa mưa: Từ 25/4 đến 25/11 Nhiệt độ từ 200C đến 340C Nắng nhiều, mưa nhiều, chủ yếu là mưa rào, mưa lớn, đồng thời với giai đoạn mưa nhiều ở thượng nguồn cỏc sụng và vùng đồng bằng Bắc Bộ

- Các trạm thuỷ văn: Trạm Hà Nội, Trạm Sơn Tây.

I.1.5.2 Mạng lưới sông ngòi

Do nằm trọn trong phạm vi của 4 con sông, nên hệ thống thủy nông Đan Hoài chịu sự ảnh hưởng trực tiếp và có mối quan hệ mật thiết đến chế độ thủy văn của 4 con sông là: sông Hồng, sụng Đỏy, sụng Nhuệ, kênh đào La Khê

• Sông Hồng:

Là con sông lớn nhất miền Bắc, sông có nhiều phù sa, lưu lượng bình quân tháng trung bình nhiều năm tại Sơn Tây đạt khoảng 3.500 (m3/s), tại Hà nội đạt 2.710 (m3/s), và là nguồn cung cấp nước chính của hệ thống

Đặc điểm thủy văn chia làm hai mùa rõ rệt:

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng V đến tháng X Đỉnh lũ hàng năm xuất hiện vào cỏc thỏng VII, VIII Lưu lượng trung bình cỏc thỏng mùa lũ đạt tới 8.000 (m3/s) đến 10.000 (m3/s)

- Mùa kiệt từ tháng XI đến tháng IV năm sau Mực nước sông trong cỏc thỏng

II, III thường xuyên xuống đến mức thấp nhất, và từ sau khi có hồ chứa nước nhà máy thủy điện Hòa Bình, có chịu ảnh hưởng của điều tiết nước hồ Lưu lượng trung bình mùa kiệt từ 800 ÷ 900 (m3/s) Năm 2005 được đánh giá là năm hạn nhất thì mực nước thấp nhất tại trạm thủy văn Hà Nội ngày 13/02/2005 là +1,75 (m), ngày 8/03/2005 là +1,58 (m) tương đương với mực nước tại Cống số 1 Trạm bơm Đan Hoài là +2,90 (m), tại bể hút là +2,70 (m) Đặc biệt ngày 23/02/2007 mực nước tại cống số 1 xuống đến +2,30 (m), trạm bơm Đan Hoài chỉ bơm được 1 máy (tương đương 20% công suất)

Với cao độ ruộng đất của hệ thống từ +4,50 (m) +10,80 (m), ở giới hạn mực nước nhất định nguồn khai thác nước tưới từ sông Hồng trừ mùa lũ có khả năng lấy nước tự chảy, còn chủ yếu phải là tưới bằng động lực Do vậy trong nhiệm vụ thiết

kế năm 1961, xây dựng trạm bơm Đan Hoài là công trình đầu mối tưới và sau đó năm 1992 mới bổ sung làm cống tự chảy phù sa Bá Giang

Bảng 1-9: Mực nước sông Hồng tại cống số 1 (Sau khi có hồ Hòa Bình)

Ngày tháng

Mực nước

Ngày tháng

Mực nước

Bảng 1-10: Mực nước báo động trên sông Hồng

Vị trí Báo động I

(m)

Báo động II ( m )

Báo động III ( m )

Đối với hệ thống thủy nông Đan Hoài, sụng Đỏy chủ yếu làm nhiệm vụ tiêu Tổng diện tích lưu vực tiêu của hệ thống ra sụng Đỏy là 2.792 (ha) Ngoài ra có cung cấp nước tưới cho một số trạm bơm cục bộ nhỏ như Trạm bơm Yên Sở, Trạm bơm Đắc Sở, Trạm bơm Tiền Yên, Trạm bơm Võn Cụn, Trạm bơm Lại Dụ Diện tích tưới 366,3 (ha)

Trường hợp bình thường mực nước tại cống Yên Nghĩa cuối hệ thống việc tiêu

tự chảy tương đối thuận lợi, chỉ có khoảng 60 (ha) thuộc xó Yờn Sở và xã An Thượng huyện Hoài Đức thường tiêu chậm gây ngập úng cục bộ

+ Mực nước thấp nhất mùa kiệt: +1,35 (m) (năm 1998)

+ Mực nước thấp nhất mùa lũ: +2,78 (m) (năm 1997)

Mực nước thiết kế tiêu tại hạ lưu cống Yên Nghĩa là:

+ Mực nước thiết kế ứng với tần suất P = 10% là +5,78 (m)

+ Mực nước kiểm tra ứng với tần suất P = 5% là +6,05 (m)

Trường hợp phân lũ đập Đỏy thỡ không tiêu được mà phải tiêu bằng động lực

• Kênh đào La Khê:

Là kênh đào nối sông Nhuệ với sụng Đỏy Phần nối với sông Nhuệ không có cống điều tiết, phần nối với sụng Đỏy cú cống điều tiết Yên nghĩa Kênh đào La khê chủ yếu để tiêu, mực nước kênh đào La Khê phụ thuộc vào sông Nhuệ

• Sông Nhuệ

Là sông đào lớn, lấy nước từ sông Hồng để tưới cho khu vực Hà Nội đến Hà Nam, đồng thời là trục tiêu từ lưu vực Đan Hoài, Hà Nội, Thanh Oai, Phỳ Xuyờn -

Hà Tây đến Hà Nam ra sụng Đỏy tại Phủ Lý

Mực nước thiết kế tiêu tại thượng lưu cống điều tiết Hà Đông trên sông Nhuệ theo kết quả tính toán rà soát và bổ sung quy hoạch hệ thống năm 1996 đã được Bộ NN&PTNT phê duyệt, áp dụng theo thông báo số 2138 CV/TN ngày 15/10/1988 của Bộ NN&PTNT là:

+ Mực nước thiết kế ứng với tần suất thiết kế P = 10% là +5,80 (m)

+ Mực nước kiểm tra ứng với tần suất kiểm tra P = 5% là +6,05 (m)

I.1.6 Địa chất, địa chất thủy văn

Nguồn nước cung cấp chính cho hệ thống thủy nông Đan Hoài ngoài nước mưa bao gồm nước mặt và nước ngầm, còn lại chủ yếu là do trạm bơm Đan Hoài và cống lấy nước tự chảy Bá Giang cung cấp Trữ lượng nước ngầm trung bình, chất lượng tốt Hiện tại nước ngầm chỉ được nông dân sử dụng cho sinh hoạt

- Lớp 2: Đất ỏ sét nhẹ - trung, xen kẹp ỏ cỏt mầu xỏm nõu, xỏm đen, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy, kết cấu kém chặt Lớp đất này từ cao trình +6 (m) -2 (m), và có chiều dày thay đổi từ 2,1 (m) (hố khoan KM9) 8 (m) (ở hố khoan KM4) Đây là lớp đất có khả năng kém chịu lực, phân bố ở khu vực đầu mối và dọc theo bờ kênh hữu

- Lớp 3a: Đất hữu cơ phân huỷ hoàn toàn thành sét hạt bụi màu xám đen, đen, xốp, kém chặt Đây là lớp đất yếu cú cỏc chỉ số về vật lý và cơ học thấp, chiều dày không lớn khoảng 2 (m) thay đổi từ +4 (m) +2 (m) (ở hố khoan KM ) và từ -2 (m) -4 (m) (ở hố khoan KM3), lớp đất này phân bố ở khu vực sát bờ kờnh bờn tả

- Lớp 3b: Á sét nặng – sét hữu cơ đó phõn huỷ hoàn toàn mầu xỏm nõu, xỏm đen Trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng, kết cấu chặt vừa Lớp đất này phân bố trên toàn bộ khu vực đầu mối, từ +1 (m) -4 (m), có chiều dày biến đổi lớn từ 5 (m) (ở

hố khoan KM1) 13 (m) (ở hố khoan KM9) Đây là lớp đất cú cỏc chỉ tiêu vật lý

và cơ học trung bình, có khả năng chịu lực

- Lớp 4: Đất cát – ỏ cỏt, ỏ sét mầu xám xanh, xỏm nõu lẫn hữu cơ phân huỷ hoàn toàn, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa đến kém chặt Lớp đất được phân

bố trên toàn bộ khu vực đầu mối từ -4 -22 (m), có chiều dày biến đổi lớn từ 5 (m)

(ở hố khoan KM9 – khu vực phía bờ kờnh bờn tả) 18 (m) (ở hố khoan KM1 – khu vực phía bờ kờnh bờn hữu).

- Lớp 5: Á sét trung mầu xỏm nõu, xỏm đen chứa hữu cơ phân huỷ hoàn toàn trạng thái dẻo chảy, kết cấu kém chặt Lớp đất này phân bố nửa phớa bên trái từ cao trình -15 -20 (m) trở xuống Chiều dày chưa xác định do chưa khoan đủ chiều sâu, trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công cần xác định để tính toán lỳn công trỡnh Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu trong bảng 1-11

* Tuyến kênh tưới:

Tuyến kênh đi trên bờ kênh dẫn phía phải, địa chất nền kênh chủ yếu là lớp đất đắp lớp 1, có chiều dày thay đổi từ 2 (m) 8 (m) Phía giáp khu đầu mối từ cao trình +9,5 (m) trở xuống là lớp đất yếu - lớp 2

Vì vậy đoạn kênh đi qua đoạn này cần được xem xét kỹ để sử lý nền trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công

Bảng 1-11: Bảng các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

I.1.7 Nguồn vật liệu xây dựng

Hệ thống thủy nông Đan Hoài nằm trong vùng đồng bằng, tiếp giáp gần với miền trung du và gần biển, các nguồn vật liệu như cát, sỏi, đá vôi, gỗ, than, sắt thép,

xi măng v.v được cung ứng dồi dào, thuận tiện bằng đường thủy và đường bộ Vật liệu khai thác tại chỗ chỉ gồm đất và cát đen khai thác tại sông Hồng khu vực huyện Đan phượng

Phía Tây Nam thuộc huyện Hoài Đức giáp huyện Chương Mỹ có núi đá vôi, điều kiện khai thác vật liệu đá rất tốt

I.1.8 Tình hình giao thông

Trong hệ thống cú cỏc đường giao thông chính là: Quốc lộ 32 Hà Nội đi Sơn Tây hiện tại đang nâng cấp cải tạo, Đường cao tốc Láng - Hòa Lạc đang được mở rộng, các tỉnh lộ 70, 79 và các trục đường liên huyện, liên xã hầu hết đã được trải nhựa hoặc bê tông, hướng chủ yếu từ phớa sụng Hồng ra quốc lộ 32 Dọc theo hệ thống kênh chính tưới có bờ rộng trên 2 (m) Trong nội đồng các bờ vùng, bờ thửa

có điều kiện vận chuyển bằng xe công nông và xe thô sơ nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu xây dựng tới chân công trình Trong hệ thống cũng có 6 (km) đường xe lửa chạy qua, tuy nhiên không có ga và không khai thác vận chuyển

Khu vực được quy hoạch để xây dựng công trình trong địa bàn giao thông tương đối thuận lợi cả về đường bộ lẫn đường thuỷ:

- Đường thuỷ (sông Hồng) rất thuận tiện cho nguồn cung cấp nguyên vật liệu

- Đường cao tốc Láng – Hoà Lạc cắt ngang qua khu vực phía Nam của hệ thống theo chiều Tây sang Đông với chiều dài 7 (km) qua địa phận xã An Thượng, Song Phương, An Khỏnh, Võn Cụn của huyện Hoài Đức

- Quốc lộ 32 Hà Nội – Sơn Tây cắt qua hệ thống theo hướng Đông – Tây và gần song song với biên giới hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức.

- Tỉnh lộ 70 Hà Đông - Nhổn - Dốc Kẻ đi sát gianh giới của hệ thống Đan Hoài với huyện Từ Liêm – Hà Nội

- Tỉnh lộ 72 Hà Đông - Quốc Oai cắt qua phần phía Nam của hệ thống

Ngoài ra cũn cỏc trục đường giao thông liên xã, đê hữu sông Hồng, đê tả Đỏy,

I.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ

Vùng quy hoạch bao gồm huyện Đan phượng, Hoài đức và một phần huyện

Từ liêm là nơi sản xuất lúa chủ yếu của tỉnh Hà Tõy, cú diện tích lớn và năng suất cao Ngoài ra ở đây còn là vùng trồng hoa màu và rau xanh, cung cấp thực phẩm ở ngoại thành Hà Nội Theo số liệu thống kê của hai huyện có được:

I.2.1 Đặc điểm dân số

Hoài đức

Trong độ tuổi LĐ Người 158.997 50 66.216 92.781

- Mật độ dân số:

Bảng 1-13: Bảng chỉ tiêu đánh giá dân số, lao động

BQ diện tích canh tác ha/người 0,028 0,028 0,028

BQ diện tích canh tác ha/ 1 L.đ 0,058 0,054 0,056

BQ diện tích canh tác ha/1L.đ NN 0,096 0,114 0,105

I.2.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp, phân bố các loại cây trồng và thời vụ

I.2.2.1 Cơ cấu đất đai: Theo thống kê của hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức

Bảng 1-14: Bảng thống kê cơ cấu đất đai chủ yếu năm 2005

- Diện tích SX kinh doanh ha 106,52 107,51 214,03

4 Diện tích canh tác ha 3.900,46 5.065,77 8966,23

- Diện tích trồng lúa ha 2.360,96 3456,34 5817,3

- Diện tích chuyên màu ha 992,93 987,76 1980,69

- Diện tích trang trại ha 332,83 416,15 748,98

5 Diện tích đất chưa sử dụng ha 919,74 62,62 982,36

I.2.2.2.Diện tích gieo trồng & diện tích canh tác

Bảng 1-15: Diện tích gieo trồng trong hệ thống thủy nông

Năm Đ.vị Tổng diện

tích

I.2.2.3 Năng suất cây trồng

Bảng : 1-16: Năng suất cây trồng bình quân theo từng thời kỳ

Năm

Lúa xuân (tấn)

Lúa mùa (tấn)

Lúa xuân (tấn)

Lúa mùa (tấn)

Theo kế hoạch sản xuất của hai huyện, dự kiến chỉ tiêu diện tích đến năm 2010 là:

Bảng 1-17: Kế hoạch sử dụng đất đai vùng quy hoạch (đến năm 2010)

nhiên

Đất nông

Đất phi nông nghiệp (ha) Đất ở

I.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực:

Hà Tây là tỉnh giáp với thủ đô Hà Nội, trung tâm văn hóa chính trị của nước ta, hiện tại và trong tương lai Hà Tây là vùng kinh tế trọng điểm của miền Bắc Vì vậy phương hướng phát triển của cả tỉnh là tập trung thu hút đầu tư cho công nghiệp, dịch vụ, du lịch và sản xuất nông nghiệp đảm bảo an ninh lương thực Tháng 10/2006 Thị xã Hà Đụng đó được chuyển thành Thành Phố Hà Đông, mở ra một hướng phát triển mới cho tỉnh Hà Tây

Vùng quy hoạch của hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức cũng đã được định hướng khá rõ rệt:

Trong chiến lược phát triển chung của đất nước và của tỉnh Hà Tây, ở hệ thống thuỷ nông Đan Hoài tình hình sản xuất nông, công nghiệp, dịch vụ có sự chuyển dịch:

I.2.4.1 Về sản xuất nông nghiệp

Diện tích đất nông nghiệp giảm dần từ năm 2000 trở lại đây do sự phát triển của các khu công nghiệp, khu sản xuất kinh doanh dịch vụ

(diện tích đất công nghiệp, đất sản xuất kinh doanh theo thống kê hiện tại là 415,73 (ha)) Trong đó: Đan Phượng 201,92 (ha), Hoài Đức 213,81 (ha)

I.2.4.2 Về lao động

Lao động nông nghiệp có xu hướng giảm mạnh, hiện tại chỉ có 84.938 lao động, chiếm 27% dân số Các khu công nghiệp đang phát triển mạnh Huyện Đan Phượng có cụm công nghiệp Phùng, cụm công nghiệp Tân Lập, Làng nghề Tân Hội huyện Hoài Đức có Khu công nghiệp An Khánh, Lại Yên thu hút 22.402 lao động, chiếm 7% dân số

Các ngành nghề thủ công và tiểu thủ công nghiệp và làng nghề đang được chú trọng phát triển, trong đó:

- Huyện Đan Phượng có xu hướng phát triển các ngành chế biến gỗ và vật liệu xây dựng Gồm cỏc xó Liờn Hà, Liên Hồng, Liên Trung, Tân Hội, Tân Lập, Đan Phượng Ngoài ra lao động còn tập trung cung cấp thực phẩm thiết yếu cho thành phố Hà Nội nên kinh tế phát triển khỏ, cỏc xó còn lại lao động thuần nụng nờn kinh

tế phát triển kém hơn

- Huyện Hoài Đức có xu hướng phát triển các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm và may mặc Gồm cỏc xó Dương Liễu, Minh Khai, Vân Canh, La Phù, An Khánh Đặc biệt là Xã Dương Liễu đầu mối các sản phẩm mì, miến và xã La Phù đầu mối các sản phẩm thực phẩm và may mặc cung cấp cho cả miền Bắc Ngoài ra lao động còn tập trung cung cấp thực phẩm, thiết yếu cho thành phố Hà Đông, kinh

tế phát triển rất mạnh, cỏc xó còn lại lao động thuần nụng nờn kinh tế phát triển kém hơn

- -PHẦN II HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH

Năm 1961 hệ thống thủy nông Đan Hoài được hoàn thành cơ bản và đưa vào

sử dụng năm 1962 Trải qua trên 40 năm hoạt động, cho đến nay hệ thống đã 4 lần được cải tạo nâng cấp:

- 1972: Kiến thiết đồng ruộng Từ năm 1973 - 1975 tiến hành rà soát toàn bộ quy hoạch tưới tiêu, hoàn chỉnh hệ thống kênh mương, quy hoạch lại lưu vực tưới tiêu

- Từ năm 1990 - 1993, nghiên cứu bổ sung, hoàn chỉnh hệ thống bao gồm: Bổ sung cống lấy nước tự chảy Bá Giang, nghiên cứu phương án nâng cấp xõy lỏt và

bê tông hóa kờnh tưới

- Từ năm 1995 - 1998, xây dựng đề án nghiên cứu bổ sung hoàn chỉnh hệ thống tưới tiêu, bao gồm bê tông hóa toàn bộ kênh chính, bổ sung các trạm bơm tiêu cục

bộ, nâng cao quản lý vận hành hệ thống theo hướng hiện đại

- Từ năm 1998 - 2002, tiến hành hoàn chỉnh hệ thống tưới bao gồm kiên cố hóa

hệ thống kênh tưới nội đồng cho hai huyện đồng thời nâng cấp một số kênh cấp 2

II.1.2 Hiện trạng hệ thống tưới

II.1.2.1 Các công trình chủ yếu

a Trạm bơm Đan Hoài

Trạm bơm Đan Hoài được xây dựng năm 1961, nằm trờn đờ sụng Hồng thuộc địa phận xó Liờn Hà huyện Đan Phượng Quy mô công trình gồm 5 tổ máy với tổng lưu lượng 7.700 m3/h, diện tích tưới thiết kế 9.200 (ha)

Phạm vi hoạt động phụ thuộc Cống số 1 giới hạn chỉ được mở khi mức nước sông Hồng dưới báo động 1 là +10,70 (m)

Bảng 2-1: Các thông số kỹ thuật của trạm bơm Đan Hoài

Loại máy bơm DU750 trục đứng Sx tại Rumani

Lưu lượng định mức 7.700 (mm3/h/máy) ; Qtr = 10,69 (m3/s)

b Cống lấy nước tự chảy Bá Giang

Được xây dựng năm 1993, nằm trờn đờ sụng Hồng thuộc địa phận xã Hồng Hà huyện Đan Phượng Quy mô gồm 2 cửa (b x h = 2 x 2,5 (m)), cống có nhiệm vụ lấy nước tự chảy cấp cho hệ thống khi MN sông Hồng từ +9,00 (m) +12,0 (m), nhằm thay thế nhiệm vụ tưới khi trạm bơm Đan Hoài phải ngừng hoạt động, đồng thời lấy

nước tự chảy có nhiều phù sa trong mùa lũ, đảm bảo tưới đủ lưu lượng thiết kế và góp phần tiết kiệm điện năng

Bảng 2-2: Thông số kỹ thuật của cống Bá Giang

Chế độ làm việc lấy nước tự chảy Khi Hs > +9,00 (m)

Cụm công trình đầu mối bao gồm:

Cống số 1 ⇒ Kênh dẫn ⇒ Nhà máy ⇒ Bể xả ⇒ Cống số 2⇒ KC Đan Hoài

- Đoạn 2: Nằm dưới đê sau tháp cống, dài 35 m gồm hai khoang, kích thước mỗi khoang B x H = 2 x (2,8 x 2,2) (m), cao trỡnh đỏy cống +1,40 (m)

d Kênh dẫn

Tuyến kênh dẫn dài L = 600 (m), cao trỡnh đỏy +1,4 (m) +1,2 (m), hệ số mái

m = 2,5 (m), hai cơ ở cao trình +5,40 (m) và +8,00 (m)

e Cống số 2

Cống dẫn nước dưới đê bao sông Hồng nối tiếp từ bể xả trạm bơm với kênh chính: gồm 2 cửa, kích thước 2 x (2,2 x 2,8) (m)

f Kênh chính Đan Hoài

Kênh chính Đan Hoài được bố trí theo chiều dốc của địa hình khu vực, chiều dài kênh 23,5 (km), hiện tại đã được bê tông hoá toàn bộ Dọc tuyến kờnh cú 19 kờnh

nhỏnh cấp 2, trong đó có một số kênh lớn như N1, N4, N8 có 3 điều tiết (ĐT Minh Khai, ĐT Song Phương, ĐT Gốc Gạo), hình thức cửa van phẳng, được vận hành bằng tay ngoài ra cũn cú cỏc cống vượt cấp có diện tích tưới dưới 50 (ha) cũng lấy nước trực tiếp từ kênh chính Theo số liệu điều tra thực tế, diện tích tương lai tưới trực tiếp từ kênh chính Đan Hoài thống kê ở bảng sau:

Bảng 2-3: Bảng thống kê chỉ tiêu cỏc kờnh cấp 2 lấy nước trực tiếp.

Chiều dài (m)

Khẩu độ

DT tưới tương lai

DT CN tương lai

KCH (m)

Bảng 2-4: Chỉ tiêu thiết kế Kênh N4

- Nguồn tưới bổ sung là các trạm bơm tiêu nội đồng kết hợp tưới:

+ Bổ sung lờn kờnh tưới các trạm bơm: Đào Nguyên, Đồng La, Thượng Mỗ, Đồng Nghể.

+ Bơm bằng kênh tưới riêng của trạm bơm như: Đồng Quan, Đìa Sỏo

Bảng 2-5: Thống kê các trạm bơm cấp 2 (năm 2004)

trạm

MN

bể hút

MN

bể xả (m)

Qtk (m 3 /s)

Công suất bơm

Số máy bơm

DT tưới tk

DT thực tưới

Năm xây dựng

II.1.2.2 Đánh giá hiện trạng tưới

Khi thiết kế trạm bơm Đan Hoài và những năm đầu khai thác (từ 1962 - 1972), lưu lượng thiết kế Qtk = 10,69 (m3/s), hệ số tưới vùng đồng 0,65 9l/s/ha), vựng bói 0,4 (l/s/ha) ứng với diện tích tưới thiết kế 9.200 (ha)

Giai đoạn từ năm 1962 - 1972 hệ thống mới xây dựng các hạng mục công trình chủ yếu, phần kênh mương chưa được hoàn chỉnh, toàn bộ hệ thống là kênh đất, điện cung cấp chưa ổn định vì vậy khó tưới được những vùng xa, vùng cao cục bộ Giai đoạn từ năm 1972 - 1982 hệ thống được bổ sung các trạm bơm tưới cục bộ,

do vậy giữ nguyên được diện tích tưới sau khi kiến thiết đồng ruộng Tuy nhiên trong giai đoạn này kênh mương đã bị xuống cấp, lưu lượng giảm và mực nước thấp, khả năng cung cấp nước trong phạm vi hệ thống bị hạn chế Theo thống kê trong dự án hoàn chỉnh hệ thống thủy nông Đan Hoài năm 1993, diện tích thực tưới giảm so với thiết kế, đến năm 1976 còn 8.967 (ha)

Giai đoạn từ năm 1982 - 1992, một số diện tích đất canh tác chuyển sang đất chuyên dùng và một số diện tích lỳa khú tưới (chủ yếu là vựng bói) chuyển sang cây trồng khác, do vậy diện tích tưới giảm xuống còn 8.600 (ha) Khó khăn lớn nhất là về mùa lũ, mực nước sông Hồng lên trờn báo động 1 (m) là +10,7 (m) khi đó

trạm bơm Đan Hoài ngừng hoạt động, không tưới được nờn khụng đáp ứng yêu cầu tưới Năm 1993 cống Bá giang được xây dựng và đưa vào sử dụng, lấy nước tự chảy khi mực nước sông Hồng ≥ +9,00 (m) (chủ yếu cấp cho vụ mùa) Do vậy nguồn nước đảm bảo liên tục, chi phí điện năng giảm.

Bảng 2-6: Bảng thống kê điện năng tiêu thụ hàng năm

Cũng từ năm 1992 đến nay, đã được thực hiện dự án nâng cấp hệ thống và kiên

cố hóa kênh mương bằng nguồn vốn ODA do Bộ Thủy lợi phê duyệt và chương trình kiên cố hóa kênh mương của tỉnh Hà Tây Trong đó:

- Kênh chính Đan hoài đã kiên cố hoá toàn bộ 23,5 (km)

- Các kênh cấp 2 đạt 32,7%

- Kênh cấp 3 nội đồng đạt 40%

Nhờ vậy mực nước tưới được nâng cao hơn, lưu lượng tưới đảm bảo hơn, quy trình tưới chung cho hệ thống được ổn định hơn (Thường tưới dưỡng 4 ngày, 5 đêm và nghỉ từ 3 đến 5 ngày) và đáp ứng yêu cầu tưới đủ cho 3 vụ sản xuất Tuy nhiên, các kênh mương và vùng tưới không được kiên cố hóa đồng bộ và dứt điểm Kênh chính đã kiên cố hóa 100 %; Kênh cấp nội đồng vùng Đan Phượng xong gần hết, vùng Hoài Đức thì lỗ mỗ được một số tuyến, xó Kờnh cấp 2 thỡ cú kờnh xong toàn tuyến, còn nhiều kênh c Nhờ vậy mực nước tưới được nâng cao hơn, lưu lượng tưới đảm bảo hơn, quy trình tưới chung cho hệ thống được ổn định hơn (Thường tưới dưỡng 4 ngày, 5 đêm và nghỉ từ 3 đến 5 ngày) và đáp ứng yêu cầu tưới đủ cho

3 vụ sản xuất Tuy nhiên, các kênh mương và vùng tưới không được kiên cố hóa đồng bộ và dứt điểm Kênh chính đã kiên cố hóa 100 %; Kênh cấp nội đồng vùng Đan Phượng xong gần hết, vùng Hoài Đức thì lỗ mỗ được một số tuyến, xã Kênh cấp 2 thì có kênh xong toàn tuyến, còn nhiều kênh chỉ được từng đoạn, hoặc chưa kiên cố hoá, do vậy về lý thuyết tính toán các hệ số lợi dụng kênh mương, chế độ tưới và quy trình tưới cho từng vùng là bất cập chưa đảm bảo được Đây là một trong những khó khăn tồn tại rất cần được giải quyết

Trong thực tế sản xuất để tăng năng suất và sản lượng, các hộ dùng nước đã thay đổi cơ cấu cây trồng, cải tiến quy trình sản xuất do vậy yêu cầu về hệ số tưới cao hơn, quy trình tưới chặt chẽ hơn

Mặt khác quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển mạnh Trong những năm gần đây, diện tích đất canh tác giảm dần do hình thành các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, đô thị hóa, làng nghề, trang trại chăn nuôi, mở rộng các trục đường giao thông v.v với quy mô tương đối lớn

Trạm bơm đầu mối Đan Hoài với cỏc mỏy sản xuất tại Rumani đã vận hành trên

40 năm, mặc dù được công ty thực hiện quy trình trung, đại tu nghiêm ngặt, có đội ngũ công nhân lành nghề vận hành tốt nhưng không có khả năng kéo dài mãi được nữa Đã đến lúc phải thay thế máy mới Tuy nhiên dự án sửa chữa nâng cấp trạm bơm Đan Hoài chưa được thông qua do chưa có kinh phí

Các trạm bơm cục bộ cấp 2, máy móc, thiết bị xuống cấp, các thiết bị chỉ được thay thế từng phần nên không đồng bộ, hiệu suất giảm, điện năng tiêu thụ có

xu thế tăng Trong 5 năm gần đây, Công ty đã thay thế dần được 7/17 máy bơm tưới các trạm bơm cấp 2, loại máy 1200 (m3/h) như trạm bơm Tiờn Tõn, Đoài Khê, Phương Bảng nhưng tỷ lệ chung còn rất thấp

Một số quan trắc kiểm tra cho thấy hiệu suất của Trạm bơm Đan Hoài đạt sấp sỉ 85%, các trạm bơm cấp 2 đạt từ 80 - 85%

Bảng 2-7 : Bảng thống kê điên năng tiêu thụ của các trạm bơm cấp 2 (KWh)

Năm

T.Bơm

Minh Khai 88.240 72.487 84.480 79.980 87.120Tiên Tân 194.280 199.320 392.160 399.480 392.160Đoài Khê 47.144 46.560 48.920 52.600 47.960Đồng nghể 120.800 164.640 103.520 122.720 74.240Đồng Quan 19.320 21.120 32.280 57.920 52.920

Đìa Sáo 71.760 110.880 52.320 79.680 66.240Phương Bảng 187.000 157.400 193.600 208.200 199.700Đồng La 117.600 158.000 118.000 143.200 145.600

Hệ thống kênh tưới được kiên cố hóa từng phần, phân tán, thiếu đồng bộ, các của cống phân phối trờn kờnh chưa đầy đủ gây tổn thất nước do vậy hệ số lợi dụng kênh mương không được cải thiện nâng cao nhiều, ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình tưới chung của hệ thống

Vùng tưới đang dần bị thu hẹp và ảnh hưởng bởi các dự án công nghiệp, giao thông xen kẽ trong từng vùng tưới nên vấn đề quản lý điều hành tưới phức tạp và khó khăn hơn

Khó khăn về nguồn nước hiện nay là sau khi có hồ Hòa bình, về mùa vụ Đụng Xuõn, mực nước sông thường thấp hơn cùng kỳ những năm trước Thậm chí thấp hơn mực nước thiết kế của Trạm bơm Đan Hoài Điển hình thấp nhất vào ngày 23/ 02/2007, mực nước tại cống số 1 xuống đến +2,30 (m), số máy bơm hoạt động chỉ được 1 máy (bằng 20 % công suất thiết kế)

Hệ thống kờnh tiờu bị xuống cấp, hiện chưa có kinh phí đầu tư nâng cấp cải tạo; hệ thống cống tiêu chưa hoàn chỉnh, các cửa tiêu còn thiếu hệ thống cánh cửa điều tiết; việc quản lý, vận hành các cống tiêu chủ yếu giao cho các đội thủy lợi địa phương quản lý Do vậy còn khá nhiều bất cập trong việc phối hợp điều hành tưới

và tiêu, dẫn đến thất thoát lượng nước và giảm thấp mực nước tưới

II.2 TÌNH HÌNH ÚNG HẠN CỦA KHU VỰC VÀ NGUYÊN NHÂN.

II.3.1 Biện pháp công trình thuỷ lợi

Trạm bơm đầu mối đặt quá xa so với cửa sông Hồng, kênh dẫn là kênh đất, dài

600 (m), rộng trung bình 40 (m) Hàng năm Công ty KTCTTL Đan Hoài phải tiến hành nạo vét bằng thủ công và tàu cuốc, khối lượng trung bình 15.000 (m3) Ngoài

ra, do sự biến đổi của dòng chảy sông Hồng, ở phía cửa sông, có những năm bị bồi lắng tạo thành những bãi bồi cao trên mức đỏy kờnh thiết kế, Công ty phải sử dụng tàu cuốc và các phương tiện khác nạo vét mở luồng lạch để lấy nước, khối lượng khá lớn

Định hướng phát triển thủy lợi của hệ thống dựa vào kế hoạch sử dụng đất đai của hai huyện Đan phượng - Hoài Đức và hai xã của huyện Từ Liờm – Hà Nội Trong quy hoạch này xác định rõ nhiệm vụ sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, các nhiệm vụ khác theo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cũng được xem xét để đưa ra giải pháp hợp lý.

II.3.2 Nhiệm vụ trạm bơm đầu mối

Trong thực tế khu vực đã xây dựng một số trạm bơm tưới với quy mô nhỏ và

hệ thống kênh mương tưới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp

Song do cụng trỡnh đã sử dụng với thời gian dài, công suất nhỏ, đồng thời được thiết kế và thi công cũng như quản lý trong thời điểm mà trình độ khoa học kỹ thuật chưa phát triển như hiện nay, nên công trình không phát huy được khả năng phục vụ cho công việc sản xuất nông nghiệp của người dân trong khu vực

Để khắc phục tình trạng trên cần phải xây dựng trạm bơm Đan Hoài, xây dựng mới kênh tưới chính, cải tạo nâng cấp hệ thống cũ sao cho có đủ công suất để phục vụ tưới cho kịp thời vụ Đáp ứng được nhu cầu dùng nước từng giai đoạn của các loại cây trồng nhằm tăng năng suất, tăng số vòng quay của diện tích trên

nghiệp phát triển nâng cao đời sống nhân dân Xuất phát từ tình hình đó, nhiệm vụ

bức thiết được đặt ra là phải có 1 hệ thống thuỷ lợi để điều phối nguồn nước phục

vụ cho sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tế khác

Từ những đặc điểm trong vùng ta thấy khu vực Đan Hoài cần phải xây dựng một hệ thống công trình thuỷ lợi để phục vụ dân sinh kinh tế Qua nhiều phương án đặt ra như xây dựng đập dâng nước, trạm bơm Ta thấy phương án xây dựng trạm bơm điện để tưới là hợp lý và hiệu quả kinh tế hơn cả

Do vậy việc ra đời trạm bơm Đan Hoài là điều tất yếu khách quan và rất cần thiết cho dân cư trong vùng

Dưới sự chỉ đạo của Đảng, chính quyền hai huyện Hoài Đức – Đan Phượng mà nhân dân đã nhận thức được việc xây dựng hệ thống trạm bơm Đan Hoài là quan trọng và bức thiết Nó đáp ứng được yêu cầu tưới trong vùng hoàn toàn phù hợp với điều kiện tự nhiên, địa hình, giao thông vận tải, mang lại lợi ích kinh tế rất to lớn cho sản xuất nông nghiệp trong vùng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế đang trên đà tiến lên cụng nghiờp hoỏ, hiện đại hoá nông nghiệp

PHẦN III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM BƠM

- 

-III.1 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM BƠM VÀ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG

TRÌNH ĐẦU MỐI

III.1.1 Xác định tuyến công trình

Để xác định tuyến công trình ta phải dựa vào các điều kiện:

+ Hướng lấy nước thuận

Với đồ án này mục đích của trạm bơm được xây dựng để tưới cho 7500 (ha) Nên vị trí đặt trạm bơm ở nơi tương đối thấp, khối lượng đào đắp kênh tưới nhiều

Vị trí đặt trạm bơm nơi sông thẳng, nước chảy tương đối thuận và đảm bảo cao trình chống lũ cho động cơ trong mùa mưa lũ

III.1.2.1 Các phương án bố trí bạm bơm

a Phương án 1: trạm bơm đặt ngoài đê: phương pháp này lấy nguồn nước

trực tiờp từ sông Hồng để tưới cho khu tưới và có những ưu điểm, nhược điểm sau:

- Nhược điểm:

+ Trạm bơm đặt ngoài đê, chịu sự dao động lớn của mực nước sụng nờn kết cấu và thi công phức tạp

+ Khó khăn cho việc bố trí mặt bằng thi công, vận chuyển vật liệu, thiết bị + Xử lý nền móng tốn kém, cấu tạo nhà máy cao phức tạp nên công tác vận hành sửa chữa gặp khó khăn và không an toàn trong mùa mưa lũ

+ Do đặt ở ngoài đờ nờn trạm phải đảm bảo an toàn công tác phòng lũ, khối lượng nhà máy lớn, không thuận lợi cho vận hành sửa chữa , khối lượng nhà máy lớn, không thuận lợi cho vận hành sửa chữa

b Phương án 2: Trạm bơm đặt trong đê – phía đồng (So sánh với phương

án 1)

- Ưu điểm:

+ Mặt bằng bố trí trạm bơm và thi công rộng rãi thuận tiện cho việc thi công và lắp đặt các thiết bị

+ Nhà máy đặt trong đờ nờn an toàn về mùa lũ

+ Việc bố trí trạm biến áp thuận lợi hơn

+ Việc tính toán thiết kế nhà trạm, bể hút, bể tháo sẽ đơn giản hơn

+ Việc quản lý và vận hành nhà máy thuận lợi hơn

+ Nguồn nước đảm bảo phục vụ cho cây trồng cả về mùa lũ

+ Địa chất công trinh tốt hơn, nhà máy xây dựng được cả trong mùa lũ

- Nhược điểm:

+ Phải xây dựng kênh dẫn dài

+ Khối lượng thi công cống qua đê lớn, kết cấu phức tạp, thiết bị đóng

mở lớn

+ Khối lượng nạo vét kênh dẫn hàng năm nhiều, phức tạp, khó khăn

III.1.2.2 So sánh và lựa chọn phương án

Qua việc phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án ta thấy cả 2 vị trí xây dựng đều có khả năng đáp ứng yêu cầu dùng nước như nhau, điều kiện địa chất, khả năng phục vụ của hai phương án là tương tự nhau tuy nhiên phương án 2 có nhiều

ưu điểm hơn vì: Mùa lũ nhà máy vận hành an toàn đảm bảo đủ nhu cầu của các hộ dùng nước, thi công quản lý vận hành thuận lợi, với quy mô, kích thước công trình lớn Vì vậy ta chọn phương án 2 để thiết kế trạm bơm Đan Hoài

Vì phải xây dựng trạm bơm trên vị trí mới nên yêu cầu chính quyền địa phương có giải pháp đền bù đất cho nhân dân để tạo mặt bằng thi công.

III.2.2 Tần suất thiết kế

Theo TCXDVN 285 - 2002 của bộ xây dựng: đối với công trình thuỷ lợi cấp III thỡ cỏc tần suất thiết kế là:

III.3 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THUỶ VĂN KHÍ TƯỢNG III.3.1 Mục đích và ý nghĩa

- Tính toán thuỷ văn là nhằm mục đích xác định các loại mực nước sông tại

vị trí xây dựng trạm bơm Đó là các mực nước thiết kế, mực nước kiểm tra, mực nước phòng lũ Trên cơ sở xác định ra các loại mực nước bể hút, bể xả và căn cứ vào đú tớnh cỏc loại cột nước để chọn máy bơm và tính cao trình nhà máy, các cao trình ngoài nhà máy

- Theo quy hoạch tổng thể khu vực trạm bơm xây dựng có nhiệm vụ tưới cho 7500 (ha)

- Xác định các mực nước thiết kế của sông Hồng tại vị trí xây dựng trạm bơm ứng với các tần suất thiết kế để tính toán ra các cao trình của nhà máy

-Xác định lượng mưa trong thời vụ tính toán ứng với tần suất thiết kế từ đó dựa vào yêu cầu nước của cây trồng để tính toán hệ số tưới cho công trình và chế độ tưới phù hợp cho cây trồng đạt năng suất và chất lượng cao

III.3.2 Chọn trạm đo thuỷ văn khí tượng và thời vụ tính toán

- Trạm đo thuỷ văn khí tượng phải nằm trong khu vực tính toán hoặc lân cận khu vực tính toán

- Trạm đo được chọn phải có liệt tài liệu thuỷ văn đủ dài, liên tục, số liệu đã được chỉnh biên và xử lý

Từ 2 nguyên tắc trên kiểm tra với điều kiện thực tế thấy ở khu lân cận trạm bơm Đan Hoài có rất nhiều trạm đo thuỷ văn khí tượng: trạm Láng - Hà Nội, trạm Sơn Tây, trạm Ba Vì, trạm Hà Đông Song trạm Láng - Hà Nội thoả mãn được các nguyên tắc trên Do vậy em chọn trạm Láng - Hà Nội để tính toán thiết kế nhà máy Căn cứ vào tài liệu nông nghiệp hai huyện Đan Phượng và Hoài Đức thì vụ chiêm (gồm vụ đông + xuõn) bắt đầu từ tháng XII đến tháng V năm sau Còn vụ mùa từ tháng VI đến tháng XI

III.3.3 Các phương pháp tính toán

III.3.3.1 Phương pháp mô men

Cơ sở của phương pháp này cho rằng các đặc trưng thống kê , Cv, Cs được tính từ chuỗi số liệu thực đo X1, X2, X3, …, Xn bằng các đặc trưng thống kê

tương ứng của tổng thể Sau đó ta giả thiết một mô hình xác suất thường dùng nào đấy kiểm tra sự phù hợp giữa mô hình xác suất giả thiết với chuỗi số liệu thực đo, theo phương pháp thống kê nếu đạt yêu cầu ta có thể sử dụng mô hình đó để tính giá trị thiết kế.

Phương pháp mô men cho kết quả tính toán khách quan xong gặp trường hợp

có điểm đột xuất không xử lý được và thường cho kờt quả thiên nhỏ khi tớnh cỏc đặc trưng thống kê

Phương pháp thích hợp cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét và xử

lý điểm đột xuất Xong việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ

III.3.3.3 Phương pháp 3 điểm

Giống như phương pháp thích hợp, phương pháp 3 điểm cũng lấy sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với điểm tần suất kinh nghiệm làm chuẩn mực Song khác ở chỗ các thông số , Cv, Cs tính được theo 3 điểm cho trước

Phương pháp này có ưu điểm là tính toán nhanh hơn, đơn giản nhưng cũng phụ thuộc chủ quan người vẽ

III.3.4 Lựa chọn phương pháp tính toán

Với 3 phương pháp đã trình bày ở trên em thấy phương pháp 3 điểm có nhiều

ưu điểm hơn 2 phương pháp còn lại Vì vậy em chọn phương pháp 3 điểm để vẽ đường tần suõt lý luận

III.3.5 Các bước vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp 3 điểm

Cơ sở: coi đường tần suất lý luận đã phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm Chọn bộ 3 điểm theo một quy tắc nhất định tớnh cỏc tham số thống kê Nếu các tham số tớnh đú cho ta đường tần suất lý luận phù hợp thì bài toán được giải, ngược lại chọn lại bộ 3 điểm

Bước 1: Vẽ đường tần suất kinh nghiệm

Đường tần suất kinh nghiệm được xây dựng từ mẫu tài liệu thực đo Trình tự

Công thức kỳ vọng: Pi% Pi% =

Công thức số giữa:Pi% Pi% =

Trong đó: m: là số thứ tự của các trị số trong liệt số đã sắp xếp

N: là tổng trị số của liệt tài liệuCông thức kỳ vọng thường cho kết quả an toàn hơn được sử dụng tính cho dòng chảy lũ, mưa lũ Công thức số giữa thường tính cho dòng chảy năm, mưa năm

- Tiến hành xây dựng quan hệ giữa những trị số của chuỗi số liệu với xác suất xuất hiện của chúng rồi chấm các điểm lên giấy tần suất Qua trung tâm nhóm điểm

ta vẽ đường cong trơn được đường tần suất kinh nghiệm

Bước 2: Chọn bộ 3 điểm nằm trên đường tần suất vừa vẽ:

A ( P = 5%; X5% ); B ( P = 50%; X50% ); C ( P = 95%; X95% )

Bước 3: Tính hệ số lệch S theo công thức:

- Có S tra ra Cs theo (phụ lục 1) Giáo trình TVCT

- Có Cs tra ra Φ5%; Φ 50%; Φ 95% theo (phụ lục 1) Giáo trình TVCT

Bước 4: Tính σ , và Cv:

- Khoảng lệch quân phương σ được tính theo công thức:

- Kiểm tra lại theo điều kiện;;

với

.Trong đó: : Trị bình quân toán học của đại lượng cần tính toán

: Trị bình quân toán học tính lại theo phương pháp xác suất

Xi : Giá trị của đại lượng thống kê năm thứ i

n : Số năm của chuỗi số liệu, n = 20 năm

Cv: Hệ số phân tán của đại lượng ngẫu nhiên

Cs: Hệ số lệch của đại lượng ngẫu nhiên

Bước 5: Xây dựng đường tần suất lý luận

Với bộ 3 thông số , Cv, Cs đã tính được, sử dụng công thức phân phối xác suất để tính toạ độ các điểm đường tần suất lý luận bằng cách: từ tần suất P tra (phụ lục 3 - 1) – Giáo trình TVCT được Kp => Xp = Kp x Sau đó chấm các điểm

(P; Xp) lên giấy tần suất được đường tần suất lý luận

Bước 6: Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh

nghiệm:

So sánh 2 đường: đường tần suất kinh nghiệm vẽ ở bước 1 và đường tần suất

lý luận vừa vẽ được ở bước 5 thấy không khác xa nhau nhiều thì coi các thông số , Cv, Cs vừa tính được là đúng và coi đó là các thông số thống kê của tổng thể cần tìm và tổng thể đó được thể hiện bởi đường tần suất lý luận

Sau khi đã có được các đường tần suất lý luận cần tìm ta tiến hành tra trên đường tần suất lý luận để tỡm cỏc giá trị thiết kế và kiểm tra

III.3.6 Vẽ đường tần suất lý luận lượng mưa vụ kiệt (vụ chiêm) và phân phối mưa vụ kiệt thiết kế

Sử dụng phần mền tính toán thuỷ văn - 2002 vẽ được đường tần suất lý luận theo phương pháp 3 điểm và hàm phân phối xác suất PEASON III Tra trên đường tần suất lý luận vừa vẽ xác định được tổng lượng mưa vụ kiệt ứng với tần suất 75% là: = 3058,27 (mm)

Dùng phương pháp năm đại biểu để xác định phân phối mưa vụ thiết kế Năm đại biểu được chọn theo các tiêu chuẩn sau:

- Đã xảy ra trong thực tế và đo đạc tính toán được

- Tổng lượng mưa vụ kiệt xấp xỉ bằng tổng lượng mưa vụ kiệt thiết kế

- Có phân phối bất lợi

Từ các tiêu chuẩn trên ta chọn năm điển hình là năm 1987 có:

Vì tổng lượng mưa vụ kiệt thiết kế và năm

1987 có sự sai khác nên phải tiến hành thu phóng theo tỉ lệ:

(Kết quả vẽ đường tần suất lý luận và phân phối lượng mưa vụ kiệt được ghi trong phụ lục 3 - 1)

III.4 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG TRẠM BƠM

III.4.1 Tính toán giản đồ hệ số tưới

III.4.2 Tính toán giản đồ lưu lượng tưới

* Đặc điểm canh tác

Vụ chiêm được tính từ tháng 11 năm trước đến tháng 5 năm sau, thời gian này là mùa khô do vậy lượng mưa rất ít, không đáng kể, chế độ canh tác là chế độ làm ải với hình thức gieo cấy đồng thời Lượng nước cung cấp cho gieo cấy giai đoạn này gồm

+ Lượng nước cung cấp để phục vụ công việc làm đất tức là lượng nước dùng vào việc làm bão hoà tầng đất canh tác (làm ải)

+ Lượng nước đáp ứng yêu cầu sinh trưởng của cây lúa (tưới dưỡng)

Do vậy tính toán chế độ tưới để xác định mức tưới cho vụ chiêm ta cần tính toán mức tưới ải và tưới dưỡng.

- Phương pháp tính toán

Có 2 phương pháp để tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm đó là:

* Phương pháp đồ giải

Phương pháp này dùng đồ thị để xác định ra được các đại lượng trong

phương trình cân bằng nước Ưu điểm chính của phương pháp này đó là tính trực quan trên đồ thị từ đó ta có thể dễ dàng xác định được các giá trị cần thiết, nhược điểm chính của phương pháp đó là khối lượng tính toán lớn và đòi hỏi độ chính xác cao khi vẽ phối hợp

* Phương pháp giải tích

Nội dung đó là áp dụng phương trình cân bằng nước cho từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây lúa để xác định các đại lượng trong phương trình cân bằng nước

+ Ưu điểm chính của phương pháp đó là khống chế lớp nước mặt ruộng đồng đều, kết quả đáng tin cậy

+ Nhược điểm của phương pháp đó là kết quả tính toán không trực quan.Qua kết quả phân tích những ưu điểm, nhược điểm của 2 phương pháp trên ta thấy phương pháp giải tích có nhiều ưu điểm hơn Do đó ta chọn phương pháp giải tích làm cơ sở tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm

* Các tài liệu cơ bản dùng để tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm

- Tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng

Để tính toán được chế độ tưới cho các loại cây trồng, trước hết ta cần xác định được lượng bốc hơi mặt ruộng để xác định lượng nước hao trong phương trình cân bằng nước

Do vậy ở đây em trình bày các phương pháp tính toán cụ thể để xác định lượng bốc hơi ngày (so sánh ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp) để chọn

ra phương pháp tính bốc hơi phù hợp nhất cho khu vực cần tính toán

Lượng bốc hơi mặt ruộng bao gồm:

- Lượng bốc hơi khoảng trống