Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc Huyện Tam Nông và Huyện Thanh Thủy Tỉnh Phú Thọ

Từ các nguyên nhân trên dẫn đến hiện trạng lòng ngòi tiêu Dậu Dương hiện nay đang bị báo động về sự co hẹp mặt cắt ngang và mức độ bồi lắng lớn, tuyến kênh quanh co uốn khúc do vài chục

pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc Huyện Tam Nông và Huyện Thanh Thủy Tỉnh Phú Thọ” được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi

Hà Nội với sự giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, của các đồng nghiệp và bạn bè

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS TS Nguyễn Tuấn Anh, người hướng dẫn khoa học đã rất chân tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này Xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, các thầy giáo cô giáo các bộ môn – Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội Xin chân thành cảm ơn đến các cơ quan đoàn thể, đồng nghiệp, bạn bè đã giúp

đỡ và góp những ý kiến quý báu trong luận văn này

Cuối cùng xin cảm tạ tấm lòng của những người thân trong gia đình, đã tin tưởng động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này Do hạn chế về trình độ cũng như thời gian và tài liệu thu thập, luận văn chắc chắn không thể tránh khỏi các thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý chân tình của các thầy cô và đồng nghiệp quan tâm tới vấn đề này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2014

Tác giả

Nguyễn Công Viễn

Học viên cao học: 19CTN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh

Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc Huyện Tam Nông và Huyện Thanh Thủy Tỉnh Phú Thọ”

Tác giả xin cam đoan đề tài luận văn được làm dựa trên số liệu, tư liệu thu thập được từ nguồn thực tế…để tính toán ra các kết quả, từ đó mô phỏng đánh giá đưa ra nhận xét Tác giả không sao chép bất kỳ một luận văn hoặc một đề tài nghiên cứu nào trước đó

Hà nội, ngày 20 tháng 05 năm 2014

Tác giả

Nguyễn Công Viễn

MỞ ĐẦU

I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trục ngòi tiêu Dậu Dương là trục tiêu chính cho 8.612,96 ha đất tự nhiên của

7 xã và 1 thị trấn thuộc hai huyện Tam Nông và Thanh Thủy (xã Cổ Tiết, Hương Nộn, Thọ Văn, Dị Nậu, Hưng Hóa, Thượng Nông, Dậu Dương thuộc huyện Tam Nông và một phần diện tích của xã Đào Xá thuộc huyện Thanh Thủy), hiện nay huyện Tam Nông quản lý vận hành trục tiêu này Tổng chiều dài tự nhiên của tuyến ngòi tiêu là 5,93km bắt đầu từ đầm Dị Nậu thuộc xã Dị Nậu chảy qua các xã thuộc hai huyện Tam Nông và Thanh Thủy đến cống tiêu tự chảy Dậu Dương ra sông Hồng thuộc địa phận xã Dậu Dương huyện Tam Nông

Tình trạng hiện nay của kênh Dậu Dương:

- Về chiều rộng mặt thoáng ngòi tiêu Dậu Dương kể từ khi hình thành đến nay chưa được tôn tạo, nạo vét, lòng sông hiện nay bị thu hẹp nghiêm trọng trung bình còn từ 3 đến 8m

- Chất lượng nước: Toàn bộ mặt thoáng của sông bị bèo tây che phủ dày đặc, bèo tây đã tích tụ ở sông năm này qua năm khác không được vớt làm cho nguồn nước bị ô nhiễm, hôi thối ảnh hưởng dân sinh kinh tế trong vùng

- Tác động của con người vào ngòi tiêu Dậu Dương: Con người dần dần đã làm biến mất tính tự nhiên của ngòi tiêu, hai bên bờ của ngòi đang bị thu hẹp để làm đất trồng rau màu Dọc theo tuyến ngòi người dân còn đóng các cọc làm đăng bắt

cá, các cọc đăng bắt cá, các cọc đăng này đã gây tác hại khôn lường về mặt tiêu nước

Từ các nguyên nhân trên dẫn đến hiện trạng lòng ngòi tiêu Dậu Dương hiện nay đang bị báo động về sự co hẹp mặt cắt ngang và mức độ bồi lắng lớn, tuyến kênh quanh co uốn khúc do vài chục năm qua chưa được đề cập đến vấn đề nạo vét, nắn chỉnh khơi thông dòng chảy, mặt cắt ngang và sự bồi lắng của ngòi Dậu Dương

đã làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến hình hình tưới, tiêu nước trong vùng

Về mùa lũ, kênh không còn đáp ứng được yêu cầu tiêu tự chảy, không chôn, trữ được nước tiêu trong thời đoạn khó khăn về tiêu

Về mùa kiệt, kênh cũng không còn đủ khả năng dẫn nước tự chảy, từ đầm Dị Nậu về cấp cho các kênh nhánh, cống nước, trạm bơm cục bộ trong hệ thống để tưới

Vì vậy việc nghiên cứu mô phỏng, đánh giá hệ thống nhằm tạo các cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mô phỏng, đánh giá thực trạng khả năng tiêu nước của hệ thống tiêu Dậu Dương – Phú Thọ, từ đó đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu trong tương lai

III PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Hệ thống tiêu Dậu Dương – Huyện Tam Nông và Huyện Thanh Thủy – Tỉnh Phú Thọ

IV CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tiếp cận các phương pháp nghiên cứu mới về tiêu nước trên thế giới

2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Thu thập các kết quả thực đo các yếu tố đặc trưng khí tượng thủy văn và hệ thống công trình để đánh giá xu thế, diễn biến thay đổi của các yếu tố theo thời gian và không gian

- Phương pháp kế thừa: Chọn lọc các đề tài nghiên cứu khác đã có về các mặt liên quan tới mục tiêu của đề tài này để nghiên cứu thêm chính xác tránh trùng lặp

- Phương pháp phân tích, thống kê: Để tính toán xác định mô hình mưa thiết

kế

- Phương pháp mô hình mô phỏng: Ứng dụng mô hình SWMM của Hoa Kỳ để

mô phỏng hệ thống tiêu nước hiện tại và kiểm tra các phương án cải tạo thiết kế

IV KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

- Đánh giá được hiện trạng hệ thống tiêu Dậu Dương – Tỉnh Phú Thọ bằng phần mền SWMM

- Đề xuất được giải pháp cải tạo nâng cấp hệ thống tiêu Dậu Dương – Phú Thọ

V CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

- M Ở ĐẦU

- CHƯƠNG I: Tình hình chung của khu vực nghiên cứu và hiện trạng của hệ

thống tiêu nước

- CHƯƠNG II: Cơ sở khoa học của các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống

tiêu Dậu Dương

- CHƯƠNG III: Đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống tiêu

- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

- TÀI LIỆU THAM KHẢO

- PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ HIỆN TRẠNG CỦA HỆ THỐNG TIÊU NƯỚC

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Hệ thống tiêu Dậu Dương nằm bên bờ hữu sông Hồng, là địa phận giáp ranh giữa hai huyện Tam Nông và Thanh Thủy

Hình 1 1: Bản đồ vị trí hệ thống tiêu Dậu Dương

Tổng diện tích tự nhiên của lưu vực tiêu là 8.612,96 ha, gồm diện tích của 7 xã

và 1 thị trấn là: Cổ Tiết, Thị trấn Hưng Hóa, Hương Nộn, Thọ Văn, Dị Nậu, Dậu Dương, Thượng Nông (Huyện Tam Nông), Đào Xá (Huyện Thanh Thủy) Vùng dự

án nằm dọc tuyến đê hữu sông Hồng dài trên 11km, là vùng trũng nhất của khu vực,

về phía Tây đồi núi càng dày và độ cao tăng dần, có đỉnh ở độ cao trên 200m; phía Bắc giới hạn bởi đường 32C và xã Văn Lương; phía Nam giới hạn bởi tỉnh lộ 316

và các xã Thanh Đông, Xuân Lộc, Tân Phương

1.1.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

a Nước mặt

Nguồn cấp của hệ thống tiêu là nguồn nước tự nhiên và sinh hoạt chảy ra từ các huyện Thanh Thủy, Thanh Sơn, Tam Nông Nước được tập trung ở đầm Dị Nậu huyện Tam Nông, sau đó theo hệ thống tiêu Dậu Dương tự chảy ra sông Hồng Quan sát bằng mặt thường thấy nước ngòi tiêu Dậu Dương có màu vàng nhạt, trắng đục

b Nước dưới đất

Nước dưới đất tại khu vực hệ thống tiêu Dậu Dương tồn tại chủ yếu trong các trầm tích Đệ tứ bở rời Nước có vị ngọt, trong không mầu, không mùi, không vị, có thể dung cho sinh hoạt và xây dựng

1.1.3 Tính chất cơ lý của đất nền

Để xác định tính chất cơ lý, tính thấm của đất nền tại khu vực dự kiến xây dựng trạm bơm, chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu đất nguyên dạng trong các lỗ khoan tại khu vực trạm bơm để thí nghiệm trong phòng Kết quả tổng hợp chỉnh lý cho giá trị trung bình như sau:

Lớp 1: Nằm ở phần trên cùng trong mặt cắt

Lớp đất đắp: Chủ yếu là đất sét pha lẫn xạn màu nâu vàng, đốm nâu đỏ Kết

cấu kém chặt, trạng thái không đồng nhất Chiều dày lớp trung bình khoảng 2.0m

(xem bản vẽ địa chất) Lớp này chúng tôi không lấy 1 mẫu thí nghiệm

Lớp 2: Lớp 2 phân bố chuyển trực tiếp dưới lớp 1, thành phần là đất sét pha

nặng màu xám nâu, xám hồng, trạng thái dẻo mềm Bề dày đã khoan của lớp này

khoảng 6.0m (xem bản vẽ địa chất)

Lớp 3: Lớp 3 phân bố chuyển trực tiếp dưới lớp 2, thành phần là đất sét màu

xám nâu, xám vàng, đốm đen Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng sen kẹp lẫn nhau

Bề dày đã khoan của lớp này khoảng 7.0m ( xem bản vẽ địa chất)

Lớp 4: Lớp 4 phân bố chuyển trực tiếp dưới lớp 3, thành phần là đất sét màu

xám hồng, đốm xám vàng Trạng thái dẻo mềm Bề dày đã khoan của lớp này

khoảng 2.0m (xem bản vẽ địa chất)

Lớp 5: Lớp 5 phân bố chuyển trực tiếp dưới lớp 4, sét màu xám nâu, xám

xanh, nâu tím Trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Bề dày đã khoan của lớp này

trung bình khoảng hơn 9.0m (xem bản vẽ địa chất)

Lớp 6: Lớp 6 phân bố chuyển trực tiếp dưới lớp 4, sét màu xám nâu, xám đen

lẫn hữu cơ Trạng thái dẻo chảy Bề dày đã khoan của lớp này trung bình khoảng

hơn 3.0m (xem bản vẽ địa chất)

Lớp TK: Lớp TK là thấu kính bùn sét màu xám nâu, chỉ bắt gặp tại hố khoan

LK3 Bề dày đã khoan của thấu kính bùn sét này trung bình khoảng hơn 2.0m (xem

bản vẽ địa chất)

Lớp 7: Lớp 7 phân bố chuyển trực tiếp dưới thấu kính bùn sét, là lớp sét pha

lẫn dăm sạn màu nâu vàng, xám xanh, xám đen đốm trắng Trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng Bề dày đã khoan của lớp này trung bình khoảng hơn 5.0m (xem bản

vẽ địa chất)

1.1.4 Vật liệu xây dựng

Khu vực dự án nằm tiếp giáp với sông Hồng và cách sông Đà 4,5km, qua khảo sát sơ bộ, chúng tôi thấy có khá nhiều bãi bồi cát sỏi Tại một số nơi đang được nhân dân, doanh nghiệp địa phương khai thác, quan sát thấy cát ở đây khá sạch, đa phần là cát hạt nhỏ đến trung Với vị trí địa lý như trên thì trữ lượng là không đáng ngại để đáp ứng nhu cầu về vật liệu cát sỏi cho công trình

1.1.5 Khí tượng, thủy văn

a Lưới trạm thủy văn

Lưu vực vùng dự án nằm ở vùng trung du ven sông Hồng nên số lượng trạm khí tượng phân bố tương đối dày, thời gian hoạt động dài, số liệu đáng tin cậy Do đặc điểm của trung du bắt đầu của sự chuyển tiếp khí hậu đồng bằng và vùng núi cao nên tính đại biểu của trạm khí tượng với bán kính tương đối lớn Bên cạnh đó trên sông Hồng có 1 trạm thủy văn ở thượng và hạ lưu sông Số liệu sử dụng cho dự

án với các trạm, yếu tố và thời gian trình bày ở Bảng 1.1

B ảng 1.1 Danh sách các trạm khí tượng thủy văn, thời gian quan trắc và

các y ếu tố quan trắc ở khu vực dự án

Zp (mm) X (mm)

H (cm)

mưa nhiều Vùng dự án giống như vùng đồng bằng hay vùng núi cao đều biến trình nhiệt phân biệt rõ rệt theo hai mùa, hoặc đều có biến trình nhiệt ngày chênh lệch khá lớn Tình hình mùa đông thường lạnh và khô, còn mùa hè nóng ẩm mưa nhiều Đồng thời vùng lưu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nên thường gây ra mưa lũ rất lớn Vì lưu vực không thuộc trung tâm mưa lớn nhưng đột ngột có năm 1980 xuất hiện 1 ngày mưa lớn nhất là 701,2mm Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm chỉ là 1680,6mm, nhưng tổng lượng mưa mùa mưa chiếm tới

81% tổng lượng mưa năm Đặc trưng khí tượng ở khu vực dự án được biểu hiện qua

số liệu thực đo của trạm Phú Hộ trình bày ở các mục sau

B ảng 1.2: Các đặc trưng nhiệt độ không khí của trạm Phú Hộ

B ảng 1.3: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm, trạm Phú Hộ

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

τtb% 84,7 86,6 88,0 87,0 84,0 84,4 85,5 86,8 84,5 84,0 81,8 83,2 85,0

Τmin% 29,0 30,0 32,0 43,0 34,0 39,0 47,0 49,0 28,0 29,0 29,0 29,0 28,0

- Bốc hơi:

Lượng bốc hơi thường đo bằng ống Piche ở các trạm khí tượng Do đặc điểm

của chế độ nhiệt ẩm nên lượng bốc hơi trên khu vực biến đổi rõ rệt theo mùa hoặc

theo độ cao địa hình Tại Phú Hộ lượng bốc hơi ở vào loại trung bình, sự phân bố có

thay đổi của các tháng bởi ảnh hưởng của nhiệt độ, gió và mưa Tháng xuất hiện

tổng lượng bốc hơi lớn nhất vào tháng 5 là 94,6mm, tháng có lượng mưa bốc hơi

nhỏ nhất là 50,7mm xuất hiện ở tháng 2 Từ chuỗi số liệu đo được của trạm Phú Hộ

Do ảnh hưởng của địa hình hướng gió thịnh hành chung cho toàn khu vụ dự án

theo số liệu của trạm Dậu Dương là hướng Tây bắc hoặc Đông Nam Trong năm có

hai mùa gió phân biệt, gió mùa đông thường bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 4 năm

sau với hướng chủ yếu là gió mùa Đông Bắc mang không khí lạnh và khô, gió mùa

hè với chủ yếu là gió tây nam hoặc gió tây xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 9 Tốc độ

gió lớn nhất tại Phú Hộ đo được là 24m/s xuất hiện vào năm 1994 và 1996 Kết quả

thống kê tốc độ gió từ chuỗi thực đo trạm Phú Hộ trình bày ở Bảng 1.5

B ảng 1.5: Tốc độ gió trung bình, lớn nhất và hướng tại trạm Phú Hộ

và ít xảy ra, tuy nhiên đặc biệt năm 1980 có trận mưa có đỉnh 1 ngày lớn nhất trên 700mm Xét phân bố lượng mưa trung bình nhiều năm của các tháng trong năm, tổng lượng mưa mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 81% tổng lượng mưa cả năm Trong thời kỳ của mùa mưa thì tổng lượng mưa tháng lớn nhất thường tập trung trong 2 tháng là thàng 7 hoặc tháng 8 với tổng lượng mưa 2 tháng chiếm 33% tổng lượng mưa cả năm Nếu xét riêng tháng 8 có tổng lượng mưa lớn nhất năm chỉ chiếm 17% tổng lượng mưa cả năm Trong mùa khô có 3 tháng từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau tổng lượng mưa chỉ chiếm 5,5% tổng lượng mưa cả năm Xét tổng lượng mưa ứng với tần suất tại trạm Phú Hộ theo chuỗi thực đo từ 1960 tới nay trình bày bày ở Bảng 1.6

B ảng 1.6: Lượng mưa trung bình nhiều năm ứng với tần suất thiết kế tại

+ Mực nước lũ lớn nhất năm 1996 tại vị trí trạm bơm Dậu Dương là: 15,70m

- Mực nước ngoài sông:

Lựa chọn mực nước thiết kế ngoài sông Hồng tại vị trí cống thoát ra sông của kênh tiêu Dậu Dương ứng với tần suất lũ 10%

Sử dụng chuỗi tài liệu mực nước ngày trạm Phú Thọ trên sông Hồng nằm về phía thượng lưu tuyến công trình, tiến hành thống kê, tính toán tần suất, kết quả như sau:

B ảng 1.7: Mực nước 1 ngày max sông Hồng tại vị trí trạm thủy văn

Theo đề tài nghiên cứu lũ sông Hồng phục vụ bài toán phòng lũ hạ du sông Hồng, độ dốc thường mực nước ứng trung bình với lũ 5% từ đoạn trạm thủy văn Phú Thọ về tuyến kênh ra Dậu Dương là Js= 1,8x10-4

Khoảng cách từ trạm thủy văn Phú Thọ về đến cửa ra của kênh Dậu Dương là 20.000m Tương ứng chênh cao cột nước tại Dậu Dương xác định theo Bảng 1.8

B ảng 1.8: Mực nước 1 ngày max sông Hồng tại vị trí trạm bơm tiêu Dậu

- Vùng dự án bao gồm 07 xã và 01 thị trấn thuộc 2 huyện Tam Nông và Thanh Thủy, trong đó các xã có hệ thống tiêu Dậu Dương đi qua gồm: Dị Nậu, Hưng Hóa, Dậu Dương, Thượng Nông huyện Tam Nông và xã Đào Xá huyện Thanh Thủy

- Tổng dân số trong vùng hiện tại là 43.670 người Tốc độ tăng dân số bình quân năm 0,98%

- Số dân trong độ tuổi lao động 21.826 người, chiếm 50% tổng dân số

- Lương thực bình quân: 387,5kg/người/năm

1.2.2 Tình hình sử dụng đất đai

Tổng diện tích tự nhiên của lưu vực tiêu Dậu Dương: 8.612,96 ha

+ Diện tích thổ cư, đường xá: 1.512,50 ha + Diện tích đất Lâm nghiệp: 2.717,72 ha

1.2.4 Về cơ cấu sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản

Chuyển dịch cơ cấu kinh tế nội bộ ngành nông nghiệp từ năm 2001 trở lại đây diễn ra nhanh theo hướng tăng mạnh tỷ trọng GTSX lĩnh vực thủy sản, chăn nuôi và giảm dần tỷ trọng lĩnh vực lâm nghiệp, trồng trọt Chuyển dịch cơ cấu ngành nông nghiệp cụ thể như sau:

a Chuy ển dịch cơ cấu lĩnh vực trồng trọt

Về sản xuất lương thực: Diện tích đất sản xuất lương thực tăng 5,22% trong khi mặt bằng đất canh tác giảm 146 ha, diện tích tăng chủ yếu là do tăng vụ Đã tích cực triển khai đưa nhanh giống mới có năng suất cao nên đã đưa năng suất lúa từ 41,5 tạ/ha năm 2001, lên 44,0 tạ/ha năm 2007 Lương thực bình quân đầu người từ

321 kg năm 2001 lên 335 kg vào năm 2007, so với năm 2001 đã tăng 34,0 kg và gấp 1,1 lần

Đối với sản xuất lúa: đã chuyển dịch mạnh cơ cấu các trà lúa, giống lúa Ở vụ Đông xuân, đến nay toàn huyện chiếm trên 56% diện tích Vụ mùa tăng trà lúa sớm lên 55% tổng diện tích để mở diện tích cây trồng vụ đông Vụ đông được chú trọng chỉ đạo mở rộng qua các năm, đến nay đã là vụ sản xuất chính, diện tích cây trồng

vụ đông từ 1.389,5 ha năm 2001 lên 1.490,1 ha năm 2007, góp phần nâng cao thu nhập trên đơn vị diện tích Sự chuyển cơ cấu sản xuất trong nông nghiệp đã xuất trong nông nghiệp đã xuất hiện nhiều mô hình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao Cây công nghiệp dài ngày như cây sơn, diện tích trồng sơn năm 2007 là 445

ha, tăng 317,9 ha so với năm 2001, sản lượng nhựa sơn tăng 3,5 lần (tăng bình quân mỗi năm 21%), giá trị tăng 3,1 lần

Cây công nghiệp ngắn ngày chủ yếu là lạc, đậu tương: diện tích trồng tương đối ổn định khoảng 900 ha, do có sự đầu tư thâm canh và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật nên sản lượng năm 2007 so với năm 2001 tăng 1,37 lần, giá trị sản lượng tăng 3,7 lần

b Chuy ển dịch cơ cấu lĩnh vực chăn nuôi

Năm 2007 tổng giá trị sản xuất lĩnh vực chăn nuôi đạt 48,95 tỷ đồng (giá cố định) Trong cơ cấu ngành nông nghiệp, lĩnh vực chăn nuôi chiếm tỷ trọng 33,2% Trong đó chăn nuôi gia súc chiếm tỷ trọng 59% toàn lĩnh vực chăn nuôi, chăn nuôi chiếm 16% và sản xuất chăn nuôi khác chiếm 14% Tổng đài bò là 18.216 con tăng 1,73 lần, đần trâu có xu hướng giảm, với tổng đần là 3.212 con giảm 0,102 lần; Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng tăng 1,16 lần, sản lượng trứng gia cầm tăng 1,04 lần

so với năm 2001, riêng chăn nuôi gia cầm biến động không lớn về tổng đàn nhưng

có xu hướng giảm số hộ nuôi và tăng quy mô chăn nuôi trong mỗi nông hộ

Về chuyển đồi cơ cấu giống: tỷ lệ lợn ngoại và lợn lai hướng nạc đạt 14% tổng đàn (năm 2007); đàn lợn nái ngoại chiếm 14,3% tổng đàn lợn nái (năm 2007); tỷ lệ đàn bò lai sinh đến năm 2007 đạt 18% tăng 3% lần so với năm 2001

c Lĩnh vực lâm nghiệp

Giá trị sản xuất lâm nghiệp năm 2007 đạt 7,08 tỷ đồng, tăng bình quân 11,3% năm ở giai đoạn 2001-2007 Trồng rừng tập trung mới hàng năm đạt 251,5 ha (năm 2007), trồng cây phân tán bình quân 60.000-80.000 cây/năm, nâng tỷ lệ che phủ của rừng lên 24% năm 2007 Rừng trồng được chăm sóc, bảo vệ và khai thác kế hoạch

do vậy phát triển lâm nghiệp đạt kết quả khá

d Lĩnh vực thủy sản

Những năm gần đây phát triển thủy sản có bước tăng trưởng khá Năm 2007 diện tích nuôi trồng đạt 998,5 ha, sản lượng 1.678,8 tấn (trong đó nuôi trồng 1.366,8 tấn), giá trị sản xuất lĩnh vực thủy sản đạt 12,82 tỷ đồng (giá cố định năm 1994), tăng bình quân 15,49%/năm Trong cơ cấu giá trị sản xuất thủy sản, tỷ trọng nuôi trồng chiếm 90,6%, tỷ trọng khai thác tự nhiên giảm xuống còn 9,4% Hình thức sản xuất và nuôi trồng thủy sản đã chuyển từ quảng canh , phân tán sang tập trung

và thâm canh, bước đầu đưa các giống có năng suất, chất lượng cao vào sản xuất

Đã có 27 trang trại nuôi trồng thủy sản chiếm 49% tổng số trang trại trên địa bàn, trong đó khoảng 19 trang trại có doanh thu trên 50 triệu đồng/năm

1.2.5 Các ngành kinh tế khác

Ngoài sản xuất nông, lâm nghiệp, trong tiểu lưu vực còn có một số nghề nghiệp khác như: làm gạch, ngói, mộc, nề, dịch vụ, kinh doanh nhỏ Tuy vậy số lao động tham gia và tỷ trọng kinh tế không lớn

Tóm lại, nền kinh tế trong vùng hiện tại nông nghiệp vẫn là chủ yếu Tuy nhiên sản xuất nông nghiệp còn nhiều hạn chế: năng suất cây trồng, vật nuôi chưa cao Việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi còn gặp nhiều khó khăn có nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân về hệ thống công trình thủy lợi chưa hoàn

chỉnh, không thường xuyên được duy tu bảo dưỡng, nạo vét với hệ thống kém hệ quả

1.3 Phương hướng phát triển kinh tế, xã hội trong vùng

Với mục tiêu chuyển Tam Nông và Thanh Thủy từ các huyện nông nghiệp hiện nay trở thành một huyện trọng điểm về công nghiệp của tỉnh Phú Thọ giai đoạn

2010 – 2020, phương hướng và mục tiêu phát triển kinh tế cho vùng như sau:

- Phát triển dịch vụ, thương mại, du lịch và đô thị gắn liền với phát triển công nghiệp, đảm bảo an ninh lương thực, cải thiện rõ rệt đời sống vật chất, văn hóa, tinh thần của nhân dân, thay đổi căn bản bộ mặt nông thôn, bảo vệ môi trường và cảnh quan khu vực, đưa Tam Nông là một huyện phát triển mạnh về kinh tế, ổn định về chính trị, an toàn xã hội được đảm bảo

- Tốc độ tăng trưởng GTSX trên địa bàn bình quân thời kỳ 2008 - 2020 là 16,8% /năm, trong đó giai đoạn 2008 – 2010 là 16,8% /năm, giai đoạn 2011 – 2015

là 16,2% /năm , giai đoạn 2016 – 2020 là 12,2% /năm Tốc độ tăng trưởng GTSX ngành công nghiệp và xây dựng bình quân thời kỳ 2008 – 2020 là 22,3% /năm Tốc

độ tăng trưởng GTSX ngành thương mại, dịch vụ bình quân thời kỳ 2008 – 2020 là 15,8 % Tốc độ tăng trưởng GTSX ngành công nghiệp bình quân thời kỳ 2008 -

2020 là 3,8%/năm

- Cơ cấu kinh tế chuyển đổi theo hướng: Tăng tỷ trọng công nghiệp và dịch

vụ, giảm tỷ trọng nông nghiệp:

+ Đến năm 2020, cơ cấu kinh tế: Công nghiệp – xây dựng chiếm 75,61%; thương mại – dịch vụ 19,9 %; nông lâm nghiệp 7,46 %

+ Đến năm 2020, cơ cấu kinh tế: Công nghiệp – xây dựng chiếm 75,83 %; thương mại – dịch vụ 18,89 %; Nông lâm nghiệp 5,28 %

+ Giá trị sản xuất bình quân đầu người trên địa bàn năm 2010 là 25,84 triệu đồng/người/năm

+ Thu ngân sách trên địa bàn đến năm 2010 chiếm 4-45% và đạt khoảng 10% tổng giá trị sản xuất vào năm 2020

Quy hoạch phát triển các lĩnh vực nông, lâm, nghiệp, thủy sản:

a V ề lĩnh vực trồng trọt

Phấn đấu đạt sản lượng lương thực (hoặc giá trị quy đổi ra lương thực tại thời điểm) bình quân đầu người 330 ÷ 350kg/năm Bảo đảm an ninh lương thực cho các đối tượng sinh sống chủ yếu bằng sản xuất nông nghiệp

- Bố trí sản xuất lương thực

Căn cứ quy hoạch sử dụng đất của huyện đến năm 2010, định hướng sử dụng đất đến năm 2020 Căn cứ vào mục đích chuyển đổi đất nông nghiệp sang các mục đích phi nông nghiệp, khả năng đảm tưới, tiêu Quỹ đất nông nghiệp còn lại dự kiến

bố trí vào mục tiêu sản xuất lương thực theo hướng có hiệu quả

- Bố trí sản xuất lúa

Định hướng đến năm 2020, tổng diện tích gieo trồng lúa toàn huyện ở khoảng

3718 ha, năng suất bình quân đạt 53÷55 tạ/ha/vụ (khả năng phấn đấu có thể đạt 60 tạ/ha/vụ) để có sản lượng lúa trên 19.772 tấn

- Bố trí sản xuất ngô

Giai đoạn 2011-2020 diện tích gieo trồng ngô tiếp tục có xu hướng giảm dần tiến tới tương đối ổn định khoảng 900-1000 ha

- Sản xuất cây công nghiệp ngắn ngày

Cây công nghiệp ngắn ngày: tập trung ổn định diện tích cây sắn, phát triển mạnh cây đậu tương, cây lạc với các giống tốt có năng suất, chất lượng để làm hàng hóa và nguyên vật liệu cho công nghiệp chế biến nông, lâm sản Tập trung phát triển nhiều ở xã: Thanh Uyên, Thượng Nông, Hương Nộn, Hưng Hóa, Cổ Tiết, Tề

Lễ

- Sản xuất rau thực phẩm

Phát triển sản xuất rau thực phẩm theo hướng chuyên canh rau an toàn, tiến tới sản xuất rau sạch, chất lượng cao bằng công nghệ trồng trong nhà và trực tiếp ngoài trời nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nội huyện và khu vực lân cận

b V ề lĩnh vực chăn nuôi

- Đưa tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất lĩnh vực chăn nuôi đạt 6,2% năm giai đoạn 2008-2020

- Đưa tỉ trọng giá trị sản xuất lĩnh vực chăn nuôi trong nông nghiệp đạt 33,65% vào năm 2010 và đạt trên 33÷35% vào năm 2020

- Xây dựng vùng sản xuất chăn nuôi tập trung quy mô hộ gia đình, trang trại,

an toàn để có khối lượng sản phẩm chăn nuôi từ các vùng này đạt trên 20% tổng giá trị sản lượng chăn nuôi trên địa bàn toàn huyện vào năm 2010 và đạt trên 30% vào năm 2020

1.4 Hiện trạng các công trình tiêu nước

1.4.1 Đặc điểm hiện trạng

Hệ thống tiêu Dậu Dương được hình thành tự nhiên, có chiều rộng khá lớn: Đoạn 1 từ điểm (C0) đầm Dị Nậu đến điểm (C29) trạm bơm tưới Dậu Dương, dài L1 = 2,86 km, chiều rộng mặt cắt trung bình (bề rộng đáy kênh) từ 5 đến 15 m; Đoạn 2 từ đểm (C29) trạm bơm tưới Dậu Dương đến điểm (D101) cống Dậu Dương dài L2 = 2,98 km, chiều rộng mặt cắt trung bình từ 3-8m, hai bên bờ hệ thống đã được Nhà nước và nhân dân xây dựng, đắp những tuyến bờ vùng nhằm mục đích làm đường giao thông nội đồng và trữ nước, chứa nước tưới, tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp

Tình trạng hiện nay của kênh Dậu Dương:

- Về chiều rộng mặt thoáng hệ thống tiêu Dậu Dương kể từ khi hình thành đến nay chưa được tôn tạo, nạo vét Lòng sông hiện nay bị thu hẹp nghiêm trọng trung bình còn từ 3 đến 8m

- Đoạn ngòi từ trạm bơm tưới Dậu Dương (điểm C29) đến cống Dậu Dương (điểm D101) có chiều dài tự nhiên khoảng L = 2,98 km, tuyến kênh đi uốn lượn, quanh co làm cho dòng chảy không thuận về mặt thủy lực, điều đó cũng có một trong những nguyên nhân chính làm cho hệ thống tiêu Dậu Dương không đảm bảo tiêu thoát kịp cho khu vực dự án về mùa mưa

- Cốt đáy: qua khảo sát của tư vấn, kết quả là trung bình từ (+9,3) ÷ (11,8), ở khu vực tim sông (lòng dẫn chính)

- Chất lượng nước: Toàn bộ mặt thoáng của sông bị bèo tây che phủ dày đặc, bèo tây đã tích tụ ở sông năm này qua năm khác không được vớt làm cho nguồn nước bị ô nhiễm, hôi thối ảnh hưởng dân sinh kinh tế trong vùng

- Tác động của con người vào hệ thống tiêu Dậu Dương: Con người dần dần

đã làm biến mất tính tự nhiên của hệ thống tiêu, hai bên bờ của hệ thống tiêu đang

bị thu hẹp để làm đất trồng rau màu Dọc theo tuyến hệ thống tiêu người dân còn đóng các cọc làm đăng bắt cá, các cọc đăng bắt cá, các cọc đăng này đã gây tác hại khôn lường về mặt tiêu nước

B ảng 1.9 Bảng thống kê mặt cắt hiện trạng ngòi Dậu Dương

Về mùa lũ, kênh không còn đáp ứng được yêu cầu tiêu tự chảy, không chôn, trữ được nước tiêu trong thời đoạn khó khăn về tiêu

Về mùa kiệt, kênh cũng không còn đủ khả năng dẫn nước tự chảy, từ đầm Dị Nậu về cấp cho các kênh nhánh, cống nước, trạm bơm cục bộ trong hệ thống để tưới

1.4.2 Hiện trạng tiêu

Căn cứ vào Bản đồ quy hoạch tiêu và đê điều tỉnh Phú Thọ giai đoạn

2006-2015 và định hướng 2020, hướng tiêu chủ yếu của vùng dự án là tiêu tự chảy ra sông Hồng khi mực nước trên sông Hồng tại cống Dậu Dương xuống thấp

Thống kê diện tích ngập úng của các xã nằm trong lưu vực hệ thống tiêu Dậu Dương thuộc hai huyện Tam Nông và Thanh Thủy như sau:

B ảng 1.10: Tình hình úng ngập vùng dự án

Tổng diện tích ngập úng (ha) Giảm

sản lượng

%(ha)

Mất trắng (ha)

Lúa chiêm Lúa mùa Hoa màu Ao Hồ

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng trên là do kênh dẫn tuy rộng nhưng nông, tuyến ngòi tiêu từ trạm bơm Dậu Dương đến cống tiêu Dậu Dương có chiều dài tự nhiên L2 = 2,98 km quanh co, uốn khúc nhiều, không đảm bảo chuyển tải lưu lượng tiêu trong các thời đoạn cần tiêu, nhất là thời kỳ tiêu đầu vụ, mực nước các chốt tiêu đều phần lớn thỏa mãn yêu cầu tiêu tự chảy khi mực nước ngoài sông Hồng xuống thấp

1.4.3 Hiện trạng các công trình trên ngòi tiêu Dậu Dương

B ảng 1.11: Thống kê các công trình trên ngòi tiêu Dậu Dương

TT Tên công trình Vị trí Kích thước

BxHxL (m)

Cao trình mặt cầu Nhiệm vụ

2 Cầu Giát (Đào Xá) K1 + 741 4 x 4,2 x 7,1 15,63 Giao thông

3 Cầu Mai Lĩnh K2 + 337,3 3,5 x 5,2 x 16,7 16,67 Giao thông

Các cầu giao thông qua ngòi tiêu Dậu Dương cơ bản đã được đảm bảo vận hành bình thường, các công trình còn tốt, đảm bảo phục vụ giao thông vận tải và dân sinh kinh tế Riêng Cầu Mươi được xây dựng từ năm 2002 với nguồn kinh phí của địa phương với kích thước BxHxL=1,5x5,2x8,5m nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho nhân dân hai xã Thượng Nông và Dậu Dương đi lại canh tác ở hai bên bờ kênh Dậu Dương

Kết luận về hiện trạng tiêu: Hiện tại chưa giải quyết được về tiêu, nạn úng

ngập xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng khi mưa lớn, ảnh hưởng thiệt hại đến sản xuất nông nghiệp và môi trường sống Vì vậy cần phải giải quyết ngay vấn đề tiêu cho khu vực

Để tiêu chủ động và triệt để, giải quyết nạn ngập úng, giải pháp duy nhất cho khu vực là tiến hành xây dựng cải tạo các trạm bơm tiêu có công suất đủ lớn, đảm nhận tiêu nước của khu vực ra nguồn tiêu Ngoài ra cần cải tạo, sửa chữa, nâng cấp

hệ thống kênh mương nội đồng nhằm đảm bảo dẫn nước, tiêu thoát nước được tốt phù hợp với lưu lượng của công trình đầu mối

1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 đã đưa ra bức tranh tổng quát về những đặc điểm tự nhiên, thực trạng và các vấn đề cấp bách cần giải quyết của vùng nghiên cứu là vùng tiêu Dậu Dương thuộc huyện Tam Nông Đây là những yếu tố cần được xem xét kỹ trong việc thiết kế và lựa chọn hình thức, kết cấu hợp lý cho các phương án Một đặc điểm đáng chú ý khi nghiên cứu vùng tiêu này đó là từ trước tới nay phương thức tiêu của toàn vùng hệ thống đều dựa trên tiêu tự chảy Trong khi đó thì mực nước sông Hồng đang có xu hướng ngày càng dâng cao vào thời kỳ mùa mưa do sự thay đổi dần của thời tiết, khí hậu và các yếu tố khí tượng thủy văn Do quanh vùng không có sông lớn chảy qua và mật độ ao hồ còn hạn chế nên sông Hồng được coi

là nơi tiêu nước chính của cả khu vực Mực nước sông Hồng dâng cao là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng úng ngập cục bộ, tràn nước bờ kênh gây hư hại cho công trình đặc biệt là trong mùa mưa bão Hiện tại chưa giải quyết được vấn đề tiêu một cách triệt để, nạn úng ngập xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng khi mưa lớn, ảnh hưởng thiệt hại đến sản xuất nông nghiệp và môi trường sống Vì vậy, việc đề xuất các giải pháp cải tạo, nâng cấp hệ thống công trình thuỷ lợi, tăng cường các giải pháp tiêu thoát nước cho toàn vùng là việc làm hết sức cần thiết Các biện pháp đưa ra ở đây là tiến hành xây dựng trạm bơm tiêu có công suất đủ lớn, đảm nhận tiêu nước của khu vực ra nguồn tiêu Ngoài ra cần cải tạo, sửa chữa, nâng cấp hệ thống kênh mương nội đồng nhằm đảm bảo dẫn nước, tiêu thoát nước được tốt phù hợp với lưu lượng của công trình đầu mối

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÁC GIẢI PHÁP CẢI

TẠO, NÂNG CẤP HỆ THỐNG TIÊU DẬU DƯƠNG

2.1 Tính toán mưa tiêu thiết kế

2 1.1 Chọn trạm, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán

2.1.1.1 Ch ọn trạm

Việc chọn trạm khí tượng có ảnh hưởng lớn đến kết quả tính toán, tính chính xác của việc tính toán và chọn ra mô hình khí tượng thiết kế Vì vậy trạm đo khí tượng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Trạm phải nằm gần khu vực quy hoạch, tốt nhất là nằm trong khu vực

- Trạm có tài liệu đo phải đủ dài (từ 15 đến 20 năm trở lên)

- Tài liệu của trạm đã được chỉnh biên xử lý và đảm bảo tính chính xác

Qua quá trình thu thập tài liệu thì ta chọn tài liệu mưa ngày được đo tại trạm

Ba Vì- Thành phố Hà Nội vì trạm cách lưu vực tiêu Dậu Dương 10km và gần lưu vực Dậu Dương hơn trạm Phú Hộ, liệt tài liệu đo từ năm 1970-2004 thỏa mãn các điều kiện trên

2.1.1.2 Ch ọn tần suất thiết kế

Theo QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia công trình thủy lợi, các quy định chủ yếu về thiết kế, đối với diện tích lưu vực tiêu từ 2-10.103 ha thuộc công trình cấp 3, vì vậy tần suất thiết kế cho hệ thống tiêu Dậu Dương là P = 10%

2.1.1.3 Ch ọn mô hình mưa tiêu thiết kế

Theo số liệu mưa của trạm Ba Vì từ năm 1970-2004, mùa mưa thường tập trung hầu hết vào tháng 5 cho đến tháng 10 hàng năm

B ảng 2.1: Lượng mưa trong thời đoạn ngắn trong năm của trạm BaVì

X1: Lượng mưa 1ngày max trong năm

X3: Tổng lượng mưa 3 ngày max trong năm

X5: Tổng lượng mưa 5 ngày max trong năm

X7: Tổng lượng mưa 7 ngày max trong năm

Từ kết quả phân tích số liệu mưa của trạm Ba Vì cho thấy mưa trung bình ngày lớn nhất chiếm từ 47%-94% lượng mưa 3 ngày lớn nhất, lượng mưa 3 ngày lớn nhất chiếm từ 60%-100% lượng mưa 5 ngày lớn nhât, lượng mưa 5 này lớn nhất chiếm từ 62%-100% lượng mưa 7 ngày max (hầu hết đều trên 80%) Căn cứ vào đặc điểm mưa vùng, lượng mưa lớn nhất chủ yếu rơi vào 3 ngày hoặc 5 ngày, trong

đó lượng mưa tập trung vào 5 ngày chiếm tỷ trọng rất lớn Theo thống kê dạng mưa

5 ngày max thể hiện được cả đỉnh và chân của trận mưa, lưu lượng mưa lớn gây ngập úng lớn nhất Vì vậy để đảm bảo cho việc tiêu úng đồng thời phải phù hợp với các yếu tố kinh tế và kỹ thuật nên chọn mô hình tiêu 5 ngày max làm tính toán thiết

kế

2 1.2 Phương pháp tính toán lượng mưa tiêu thiết kế

Hiện nay các phương pháp nghiên cứu và tính toán xác định mô hình mưa tiêu thiết kế có thể chia ra làm 3 phương pháp:

+ Phương pháp vật lý (phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành)

+ Phương pháp tương tự thuỷ văn

+ Phương pháp thống kê xác suất

Trong cả 3 phương pháp trên thì phương pháp thống kê xác suất được ứng dụng và phát triển rộng rãi trong thuỷ văn trên cơ sở coi hiện tượng thuỷ văn là hiện tượng ngẫu nhiên Do mưa là đại lượng ngẫu nhiên nên khi xác định mô hình mưa tiêu thiết kế, sử dụng phương pháp thống kê xác suất là phù hợp nhất

Trên cơ sở lượng mưa đã thu thập, dùng phương pháp thống kê xác suất để:

- Xác định lượng mưa thiết kế

+ Vẽ đường tần suất kinh nghiệm

+ Vẽ đường tần suất lý luận

+ Tra XP ứng với P=10%

- Chọn mô hình mưa điển hình

- Thu phóng xác định mô hình mưa tiêu thiết kế

2 1.2.1 Đường tần suất kinh nghiệm

Đường tần suất theo số liệu thực đo gọi là đường tần suất kinh nghiệm Hiện nay tần suất kinh nghiệm thường được tính theo các công thức sau :

- Công thức trung bình

% 100 n

5 , 0 m

- Công thức vọng số

% 100 1 n

m P

+

- Công thức số giữa

% 100 4 , 0 n

3 , 0 m P

2 1.2.2 Đường tần suất lý luận

Đường tần suất lý luận được xác định qua một số mô hình phân phối xác suất

có đặc điểm phù hợp với tính chất vật lý của hiện tượng thuỷ văn Để vẽ đường tần suất lý luận, ta có thể chọn một trong ba cách sau đây

Phương pháp này tính toán nhanh đường tần suất lý luận, tuy nhiên kết quả chính xác không cao vì bộ thông số thống kê từ mẫu thực đo có sự sai khác với bộ thông số tổng thể Gặp trường hợp có điểm đột xuất không xử lý được và thường cho kết quả thiên nhỏ khi tính các số đặc trưng thống kê Do đó phương pháp này không phán ánh được đầy đủ sự khác nhau giữa đường tần suất lý luận và luật phân

bố kinh nghiệm của mẫu

b Phương pháp 3 điểm:

Cơ sở của phương pháp: là giả định đường tần suất kinh nghiệm vẽ từ mẫu thực đo đã phù hợp với đường tần suất lý luận PIII Trên đường tần suất kinh nghiệm lấy 3 điểm đặc trưng, từ đó giải phương trình tìm ra bộ thông số

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

xử lý điểm đột xuất Xong việc đánh giá tình phù hợp giữa đường tần suất lý luận

và kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan người vẽ

Qua phân tích trên, trong luận văn chọn phương pháp thích hợp dần để vẽ đường tần suất lý luận

Các bước tính toán để vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp dần:

- Tính trị số bình quân theo công thức :

∑

=

= n

i i X n

- Dựa trên cơ sở phương pháp mômen tính

1 - n

) 1 ( 1

.(

Xp là giá trị của đại lượng ngẫu nhiên ứng với xác suất P đã cho trước

- Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với các điểm tần suất kinh nghiệm, bằng cách chấm quan hệ Xp ~ P tính được lên giấy tần suất, nối các điểm

đó lại thành đường tần suất lý luận Nếu đường tần suất lý luận phù hợp với các điểm tần suất kinh nghiệm là được

- Nếu không phù hợp thì thay đổi các thông số bằng cách thay đổi tham số thống kê Cs = mCv thích hợp để đạt được kết quả tốt nhất, tức đường tần suất trùng với đường tần suất kinh nghiệm

2 1.3 Kết quả tính toán

Từ chuỗi tài liệu mưa ngày của trận mưa 5 ngày lớn nhất trạm Ba Vì 2004), dùng phần mềm FFC2008 của PGS.TS Nghiêm Tiến Lam – Khoa Kỹ thuật biển Trường ĐH Thủy lợi và theo phương pháp đường thích hợp như đã trình bày ở trên ta được đường tần suất kinh nghiệm và đường tần suất lý luận trận mưa 5 ngày lớn nhất trạm Ba Vì (Phụ lục 1: PL 1-1)

(1970-Theo kết quả tính toán đường tần suất lý luận, ứng với tần suất P = 10% tra đường tần suất lý luận tìm được lượng mưa X10% = 455,32 (mm)

B ảng 2.2: Các đặc trưng thuỷ văn thiết kế của đường tần suất lý luận

Trạm KT Số liệt tài liệu

)

2 1.4 Chọn mô hình mưa tiêu điển hình

Mô hình mưa tiêu điển hình là mô hình mưa có khả năng xuất hiện nhiều trong thực tế, có lượng mưa xấp xỉ lượng mưa thiết kế và có dạng phân phối tương đối bất lợi cho yêu cầu sử dụng nước Nếu chọn mô hình mưa điển hình để thu phóng thì

mô hình mưa tiêu thiết kế sẽ đúng với thực tế và có mức độ đảm bảo cao khi xảy ra trường hợp bất lợi

Nguyên tắc chọn mô hình mưa 5 ngày max của năm điển hình tương ứng với tần suất p = 10%

- Mô hình mưa điển hình: là mô hình mưa có lượng mưa 5 ngày max xấp xỉ bằng lượng mưa 5 ngày max thiết kế

- Mô hình mưa điển hình là mô hình mưa có dạng phân phối bất lợi (cho hệ số tiêu lớn) đồng thời phù hợp với nguyên nhân gây ra mưa úng ở vùng đó (dạng mưa thường gặp)

Dựa vào liệt số liệu lượng mưa ngày của trạm khí tượng Ba Vì trong 35 năm (1970-2004) có trận mưa 5 ngày max năm 1983 có tổng lượng mưa là 424,1 mm

tương đối phù hợp với điều kiện để chọn phân phối trận mưa điển hình Vậy lấy trận mưa 5 ngày max năm 1983 làm phân phối trận mưa 5 ngày max điển hình

2 1.5 Thu phóng xác định mô hình tính toán

Sau khi xác định được lượng mưa Xp và Xđh, lượng mưa năm điển hình khác với lượng mưa thiết kế nên ta phải thu phóng trận mưa điển hình về trận mưa thiết

kế

Dùng phương pháp thu phóng cùng tỷ số về lượng mưa để bảo toàn hình dạng của trận mưa điển hình và lượng mưa của cả trận là lượng mưa thiết kế Các tung độ của trận mưa điển hình được qui dẫn về trận mưa thiết kế, được xác định theo công thức sau:

Phân phối mưa thiết

kế X(mm)

Hình 2.1:Biểu đồ phân phối mưa 5 ngày max thiết kế tần suất P = 10%

2 2 Tính toán chế độ tiêu cho hệ thống

2 2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán

2.2.1.1 M ục đích

Tính toán yêu cầu tiêu cho một khu vực nào đó là một phần không thể thiếu của công tác quy hoạch thủy lợi bởi nó làm cơ sở cho việc thiết kế các công trình tiêu trong hệ thống thủy lợi Kết quả của phần tính toán này phục vụ cho việc tính toán lưu lượng tiêu của hệ thống, thiết kế kênh, xây dựng trạm bơm, cống… do đó mục đích của việc tính toán yêu cầu tiêu là:

- Xác định hệ số tiêu cho từng loại diện tích tiêu

- Xác định hệ số tiêu cho toàn bộ hệ thống

- Vẽ giản đồ hệ số tiêu theo thời gian

2 2.1.2 Ý nghĩa

Tính toán yêu cầu tiêu cho các loại diện tích đất cũng có ý nghĩa quyết định đến năng lực cũng như hiệu quả làm việc của các công trình trong hệ thống tiêu, tùy thuộc vào mức độ chính xác của kết quả tính toán các yêu cầu tiêu Vì nếu tính toán yêu cầu tiêu càng chính xác thì các thông số thiết kế càng sát với yêu cầu thực tế, công trình sẽ được làm việc an toàn do đó mà phát huy tối đa năng lực của các công trình Các thông số tính toán yêu cầu tiêu sẽ quyết định trực tiếp đến giá thành cũng

như hiệu quả kinh tế của các công trình tiêu do đó nó mang ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lớn

2.2.1.3 N ội dung tính toán

Trong một hệ thống thủy lợi bao gồm nhiều đối tượng cần tiêu như đất trồng lúa, đất trồng cây trồng cạn, đất ao hồ, thổ cư, đường xá, đô thị… thì để xác định được hệ số tiêu tổng hợp cho khu vực cần phải tính hệ số tiêu thành phần vì mỗi loại đất tiêu có những đặc điểm khác nhau

- Tính toán chế độ tiêu cho lúa

- Tính toán chế độ tiêu cho cây trồng cạn, thổ cư, đường xá, đô thị

- Tính toán chế độ tiêu cho cả hệ thống

2 2.2 Phương pháp xác định hệ số tiêu

Hệ số tiêu là lượng nước cần phải đưa ra khỏi một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian để đảm bảo yêu cầu về nước trên diện tích đó của các đối tượng phục vụ

Về nguyên tắc, hệ số tiêu được xác định dựa trên cơ sở tính toán cân bằng nước giữa hai đại lượng nước đến và lượng nước đi để tìm ra độ sâu lớp nước cần tiêu thoả mãn được yêu cầu về tiêu nước của các đối tượng trên khu vực nghiên cứu

a Lượng nước đến (lượng nước mưa, nước thải, nước từ nơi khác chuyển vào vùng tiêu) trong thời đoạn tính toán và lượng nước có sẵn trong vùng khi bắt đầu tính toán hệ số tiêu;

b Lượng nước đi: gồm lượng nước tiêu khỏi vùng, lượng nước tổn thất trong thời đoạn tính toán và lượng nước còn lại cuối thời đoạn tính toán Công thức tổng quát để tính hệ số tiêu như sau:

2 2.2.1 Tiêu cho các đối tượng không phải là lúa nước

t [ ] T

P C q

- qi là hệ số tiêu trong thời gian tính toán thứ i ;

- C là hệ số dòng chảy, được xác định bằng thực nghiệm: C ≤ 1,0 ;

- Pi là tổng lượng mưa rơi xuống trong thời gian tính toán ti;

- [T] là thời gian chịu ngập cho phép của đối tượng tiêu ;

- tilà thời gian mưa được lượng mưa Pi

Tuỳ từng trường hợp cụ thể của đối tượng tiêu tiêu nước mà ti và [T] có thể được tính bằng đơn vị ngày hoặc đơn vị giờ nhưng khi tính toán hệ số tiêu đều phải quy đổi ra số giây

Đối với cây trồng cạn, Pi là tổng lượng mưa rơi xuống trong 1 ngày đo bằng

mm, ti là thời gian của ngày tiêu thứ i tính bằng giây Nếu yêu cầu mưa ngày nào phải tiêu hết ngày đó thì [T] = 0 và hệ số tiêu qi của ngày thứ i xác đinh theo công thức sau:

64 , 8

. i

i

P C

q = (l/s.ha) (2.11) Đối với các khu vực công nghiệp và đô thị hoặc một số đối tượng tiêu nước

khác có yêu cầu tiêu nước rất cao: mưa giờ nào phải tiêu hết giờ đó nên [T] = 0 Trong trường hợp này Pi là tổng lượng mưa rơi xuống tính bằng mm của từng giờ tiêu thứ i còn ti là giờ tiêu thứ i tính bằng giây và hệ số tiêu qi của giờ tiêu thứ i xác định theo công thức sau:

36,0

i

P C

q = (l/s.ha) (2.12)

2 2.2.2 Tiêu cho lúa nước

Đặc điểm cơ bản của cây lúa là có khả năng chịu ngập Khả năng chịu ngập này phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây lúa và được dặc trưng bởi hai yếu tố là độ sâu chịu ngập Amax và thời gian chịu ngập (thời gian tiêu cho phép) [T] Thời gian tiêu cho phép được xác định theo: [T] = t +2

Trong đó:

t: thời gian mưa theo mô hình tính toán (ngày)

Phương trình cân bằng nước mặt ruộng:

Pi - (hoi + qoi) = ± ∆Hi (2.13) Trong đó:

- Pi là lượng mưa rơi xuống ruộng lúa trong thời gian ∆t (mm);

- hoi là lượng nước tổn thất do ngấm và bốc hơi trong thời đoạn ∆t (mm), lượng nước này lấy theo tiêu chuẩn thiết kế hệ số tiêu cho ruộng lúa 14TCN-60-88 đối với đồng bằng Bắc Bộ thường lấy khoảng 5-6 mm/ngày Trong luận văn này ta chọn ho = 5 mm

- qoi là độ sâu lớp nước tiêu được trong thời đoạn tính toán (mm);

- ∆Hi là sự thay đổi tăng hoặc giảm lớp nước mặt ruộng trong thời đoạn tính toán ∆t (mm):

∆Hi = Hci – Hđi (2.14)

- Hci và Hđi là chiều sâu lớp nước mặt ruộng ở cuối thời đoạn và đầu thời đoạn tính toán

Thời đoạn tính toán trong tính toán tiêu nước cho ruộng lúa thường lấy đơn vị

là ngày Hệ số tiêu cho ruộng lúa phụ thuộc vào quá trình lượng nước mưa rơi xuống, hình dạng và kích thước công trình tiêu nước mặt ruộng Công trình tiêu nước ruộng lúa có thể là đập tràn, cống tiêu, ống dẫn hoặc xi phông Thực tế quản lý nước trong các hệ thống thủy lợi cho thấy đập tràn vẫn là loại công trình tiêu nước mặt ruộng được áp dụng phổ biến trong các vùng chuyên canh lúa ở nước ta

Khi công trình tiêu nước mặt ruộng là đập tràn thì đỉnh tràn có cao trình bằng cao trình mực nước mặt ruộng theo chế độ tưới thích hợp nhất Trong tính toán tiêu nước, coi mực nước mặt ruộng trước khi xuất hiện mưa tiêu bằng cao trình ngưỡng tràn Khi nước mưa rơi xuống thì mực nước trong ruộng tăng lên tự động chảy qua tràn và đổ trực tiếp xuống kênh tiêu Trong trường hợp này, tính toán xác định hệ số tiêu nước cho ruộng lúa như sau:

a) Nếu chế độ dòng chảy qua tràn là tự do, thời đoạn tính toán 1 ngày đêm,

diện tích khu tiêu 1 ha, hệ số tiêu mặt ruộng xác định theo hệ phương trình sau:

Wi - 2Hi = qoi (2.15)

(2.17)

Hình 2.2 : Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy tự do

Trong đó:

- b0 : Chiều rộng đường tràn (m/ha);

- H i : Cột nước tràn bình quân trong thời đoạn tính toán (mm) ;

- Hi : Cột nước tiêu cuối thời đoạn tính toán (mm);

- Hi-1: Cột nước tiêu đầu thời đoạn tính toán (mm);

- qoi : Độ sâu tiêu trong thời đoạn tính toán (mm);

- M = m 2.g , với m là hệ số lưu lượng của đập tràn;

- Wi được xác định theo công thức: Wi = (1+β ).Pi - hoi +2.Hi-1

- Pi : Lượng mưa rơi xuống trong thời đoạn tính toán (mm/ngày);

- hoi : Độ sâu tổn thất nước trong thời đoạn tính toán (mm/ngày);

-β : Hệ số hiệu chỉnh độ sâu lớp nước cần tiêu trên ruộng, được xác định theo quy phạm

b) Nếu chế độ dòng chảy qua tràn là chảy ngập: Thời đoạn tính toán là 1 ngày

đêm, diện tích khu tiêu 1 ha, hệ số tiêu mặt ruộng được xác định theo hệ phương trình sau:

Wi - 2Hi = qoi (2.18)

(2.20) Trong đó: σ là hệ số chảy ngập, tra theo quy phạm còn các ký hiệu khác như

đã giới thiệu ở trên

H

hn

Hình 2.3 : Sơ đồ tính toán tiêu nước mặt ruộng bằng đập tràn, chế độ chảy ngập

2.2.2.3 Tính toán h ệ số tiêu sơ bộ cho hệ thống thủy lợi

Các hệ thống thủy lợi đều tồn tại trong nó rất nhiều đối tượng có nhu cầu tiêu nước với quy mô tiêu nước khác nhau Quy mô tiêu nước của một đối tượng tiêu nước i có mặt trong hệ thống là diện tích mặt bằng hứng nước của nó và được khái quát hoá bằng hệ số αi:

- αi : Tỷ lệ diện tích của đối tượng tiêu nước thứ i so với diện tích tiêu của cả

hệ thống thủy lợi;

- ω : Diện tích tiêu của hệ thống thủy lợi

- Fi : Diện tích mặt bằng hứng nước của đối tượng tiêu nước i trong hệ thống thủy lợi;

Hệ số tiêu chung của cả hệ thống thủy lợi có n đối tượng cần tiêu được xác định theo công thức tổng quát sau:

i

n

i i

- qj : Hệ số tiêu chung của toàn hệ thống tại ngày tiêu thứ j;

- qi : Hệ số tiêu của đối tượng tiêu nước thứ i

2 2.3 Xác định hệ số tiêu sơ bộ

2.2.3.1 Xác định hệ số tiêu cho ruộng lúa

a) Tài liệu tính toán

* Tài liệu mưa: Lấy theo mô hình mưa thiết kế (Trạm Ba Vì) Hà Nội

* Khả năng chịu ngập:

Giả thiết trong suốt thế kỷ XXI giống lúa gieo trồng trong hệ thống thủy nông

là không thay đổi Tính toán với trường hợp bất lợi nhất: Trong khoảng thời gian 30 ngày sau khi cấy trên cánh đồng xuất hiện trận mưa lớn đạt tần suất thiết kế Mức

độ chịu ngập đảm bảo năng suất giảm không quá 5%, theo tài liệu của Viện Khoa học Thủy lợi như sau:

- Ngập 275 mm không quá 1 ngày

- Ngập 200 mm không quá 2 ngày

- Ngập 150 mm không quá 4 ngày

* Tổn thất nước:

Tổn thất nước do ngấm và bốc hơi trong thời gian tiêu, lấy theo các kết quả

nghiên cứu trước đây đang được áp dụng là 5 mm/ngày đêm

* Các điều kiện ràng buộc khác: Hệ thống tiêu nước hoàn chỉnh từ đầu mối

đến mặt ruộng Công trình tiêu nước mặt ruộng là đập tràn, chế độ chảy tự do Độ sâu lớp nước mặt ruộng trước khi tiêu là 5 cm

b) Kết quả tính toán hệ số tiêu cho lúa

Sử dụng chương trình tính toán tiêu cho lúa do PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh (Trường ĐHTL) viết, trong trường hợp b0 = 0,27 (m/ha) thỏa mãn các điều kiện kinh tế, kỹ thuật có kết quả tính toán như sau

B ảng 2.4: Kết quả tính toán hệ số tiêu cho lúa với b 0 = 0,27(m/ha)

Hình 2.4: Biểu đồ tính hệ số tiêu của lúa

2.2.3.2 Tính toán h ệ số tiêu cho các đối tượng không phải là lúa

a) Tài liệu tính toán và các điều kiện ràng buộc

- Tài liệu mưa : Sử dụng tài liệu mưa ngày - Bảng 2-3, Bảng 2-5, Bảng 2-7

- Hệ số dòng chảy : Lấy theo kết quả nghiên cứu đề tài khoa học cấp bộ

“Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghiệp hoá và đô thị hoá đến hệ số tiêu vùng

đồng bằng Bắc bộ” do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật thủy lợi thực

b) Kết quả tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu không phải là lúa

Đối với tính toán hệ số tiêu cho các đối tượng không phải là lúa, phương pháp

tính toán đã được trình bày ở mục 2.2.2.1

B ảng 2.6: Kết quả tính hệ số tiêu cho các đối tượng tiêu nước