Lập dự án đầu tư xây dựng hệ thống tưới t3

2.1 Mục đích và nội dung tính toán 2.1.1 Mục đích Nhằm xác định các quy luật của nguồn nướcmực nước, lưu lượng và tổng lượngdòng chảy và các yếu tố về khí tượng: mưa, bốc hơi … ứng với t

Sau 14 tuần nghiên cứu, tìm hiểu cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầygiáo PGS.TS Phạm Ngọc Hải, các thầy cô ở các bộ môn khác và sự giúp đỡ của bạn

bè, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Lập dự án đầu tưxâydựng hệ

thống tưới T3” Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế của công trình thủy

lợi và vận dụng kiến thức đã học Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang chuẩn

bị cho tương lai trước khi bước vào nghề với công việc thực tế

Đồ án này gồm 5 phần cơ bản:

- Phần I: Tình hình chung

- Phần II: Tính toán các chỉ tiêu phục vụ cho lập dự án đầu tư

- Phần III: Đề xuất phương án và bố trí phương án

- Phần IV: Thiết kế công trình đầu mối

- Phần V: Tính toán kinh tế

Phần VI – Kết luận

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng do kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệmthực tế chưa có nên trong đồ án còn nhiều thiếu sót Em rất mong được sự góp ý củacác thầy cô để đồ án của em hoàn thiện hơn và bổ sung thêm kiến thức cho em trướckhi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô – những người đã tận tình giảng dạytrong suốt 4 năm qua, cung cấp những kiến thức cần thiết cho tương lai của chúng em

Hà nội, ngày 03 tháng 1 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Lương Nguyễn Chinh

PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC

1.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực

1.1.1 Vị trí địa lý và địa hình tự nhiên

Phía Bắc giáp xã Lục Ba, thị trấn Đại Từ và hồ Núi Cốc

Phía Nam giáp huyện Phổ Yên và thành phố Thái Nguyên

Phía Đông giáp dãy Núi Trước và hồ Núi Cốc

Phía Tây giáp dãy Tam Đảo

1.1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Khu tưới với diện tích 860 ha tương đối tập trung, tạo thành một dải đồng bằngchạy theo hướng Nam – Bắc dọc theo suối Ký Phú kẹp giữa dãy núi Trước và dãy núiTam Đảo

Cao trình cao nhất:+86 m ở khu vực xóm Chuối, xã Ký Phú

Cao độ thấp nhất: +46 m ở khu vực hồ Núi Cốc, thuộc xã Vạn Thọ

Khu tưới tương đối bằng phẳng,dốc đều từ Nam xuống Bắc và từ Tây sangĐông,có chiều dài trung bình 6,5 km và chiều rộng trung bình 1,8km Cao trình bìnhquân khu tưới 57m

Lưu vực hồ mở rộng ở thượng nguồn với bề rộng khoảng 601m Theohướng dốc theo chiều dòng chảy, độ rộng lưu vực giảm nhanh, có chỗ còn khoảng 300

m và thu hẹp dần Lưu vực hồ tại tất cả các phía đều là núi bao bọc, tập trung nước từnúi cao xuống thung lũng và tạo thành vùng trũng rất thuận tiện cho xây dựng hồ chứa.Với địa hình, địa mạo như vậy khu vực T3 là nơi có tiềm năng phát triển nôngnghiệp: có cánh đồng tập trung và tương đối bằng phẳng nên có thể trồng các câylương thực và thực phẩm

1.1.2 Tình hình khí tượng thủy văn

Có hai trạm khí tượng là Ký Phú và Đại Từ gần tuyến công trình nhất có số liệu

đo đạc lớn hơn 20 năm, trong đó trạm Ký Phú chỉ đo đạc tài liệu mưa năm gần ngaytuyến công trình nên cũng có thể đại biểu cho mưa trên khu tưới của hồ Trạm mưaĐại Từ có số liệu dài 37 năm,ngoài tài liệu đo đạc mưa còn có cả các tài liệu đo khítượng như nhiệt độ độ ẩm, gió, bốc hơi, nằm ở phía bắc khu tưới và cách khoảng 8 kmnên cũng có thể sử dụng trong tính toán cần thiết

Bên trong lưu vực hồ chứa không có trạm đo mưa hoặc dòng chảy nào.Tuy nhiênkhu vực xung quanh hồ chứa có một số trạm thủy văn có số liệu đo dạc tương đối nhưtrong bảng 1

Bảng 1-1:Tình hình các trạm đo mưa,dòng chảy khu vực xung quanh hồ chứa

Tên trạm đo Diện tích lưu vực

(km 2 ) Vị trí so với tuyến công trình

Đại Từ là 1 trong các huyện nằm trong vùng ấm của tỉnh Thái Nguyên Để làm

rõ hơn các đặc điểm về khí tượng trong khu vực T3, em có sử dụng tài liệu của 1 sốtrạm khí tượng như Ký Phú, Thái Nguyên, Đại Từ

a)Về mưa

Do ảnh hưởng của vị trí địa lý, đặc biệt là dãy núi Tam Đảo có cao độ 1140m sovới mặt biển bao bọc Đại Từ thường có lượng mưa lớn nhất Tỉnh, trung bình lượngmưa hàng năm từ 1800mm – 2000mm Tuy nhiên, lượng mưa vào mùa khô (từ tháng

11 đến tháng 4 năm sau) chỉ chiếm 6 -9% lượng mưa cả năm, đặc biệt là tháng 12 vàtháng 1, 2 mưa rất ít Ngược lại những tháng mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10) thìlượng mưa lại rất lớn, gây ngập úng trong cánh đồng

Như vậy, cả lượng mưa và phân phối mưa đều không đáp ứng được yêu cầu của nôngnghiệp Thêm nữa, Đại Từ là khu vực miền núi nên hiện tượng lũ quét, sạt lở đất diễn

ra vào mùa mưa lũ ảnh hưởng nghiêm trọng tới sự phát triển nông nghiệp

Bảng 1-2: Lượng mưa trung bình tháng của 1 số trạm quanh khu vực tưới

Tốc độ gió năm trung bình nhiều năm: 11,74(m/s)

Bảng 1-6: Tốc độ gió trung bình tháng - Trạm Thái Nguyên (m/s)

+) Đặc điểm sông ngòi:

Khu tưới có mạng lưới sông suối khá dày đặc Như suối Hàm Long, Hai Huyện,suối Cầu Bến, suối Đá Đen, suối Mang Tin, suối Ký Phú

Các suối như Hai Huyện, Mang Tin, Cầu Bến, Đá Đen, Hàm Long là các suốinhỏ, có diện tích từ 1- 2 km2 Lượng nước của các con suối này khá nhỏ, không đủ đápứng cho nhu cầu nông nghiệp của khu vực

Suối Ký Phú có diện tích 17km2, bắt nguồn từ một vùng núi cao của dãy TamĐảo, với các đỉnh có cao trình khoảng 1400m so với mặt biển So với các khu vựckhác trên lưu vực sông Cầu, đây là vùng cao nhất, địa hình dốc, chia cắt, nhất là ởthượng nguồn Địa hình thấp dần theo hướng Tây Nam –Đông Bắc, cao trình mặt đấttại tuyến công trình chỉ còn 85m và tại khu tưới chỉ còn khoảng 50m

Do vậy, suối Ký Phú là nguồn cung cấp nước tưới chủ yếu cho khu vực ở đây.Bên cạnh đó còn có hệ thống sông Công có lưu vực 951km2 bắt nguồn từ vùngnúi Ba Lá huyện Định Hóa chạy xuống theo hướng Bắc Nam với chiều dài chạy quahuyện Đại Từ khoảng 2km Dòng sông này bị chặn ở Đại Từ tạo thành hồ Núi Cốc cómặt nước rộng khoảng 25km2, chứa khoảng 175 triệu m3 nước, điều hòa dòng chảy vàcung cấp nước tưới cho đất đai các huyện thuộc phía Nam Thái Nguyên

Ngoài ra, hệ thống các sông suối, khe như suối La Bằng, Quân Chu, Cát Nê…cũng là nguồn nước quan trọng cho đời sống và trong sản xuất của Huyện

Một số đặc trưng cơ bản của suối Ký Phú đến xóm Chuối :

+) Diện tích lưu vực:

+) Chiều dài lưu vực:

+) Bề rộng trung bình lưu vực:

+) Độ cao trung bình lưu vực:

+) Chiều dài sông chính:

+) Độ dốc trung bình lòng sông chính:

+) Độ dốc trung bình lưu vực:

17 km2

7,5 km601m556m7,5 km16,7‰

30,2%

Từ những đặc điểm trên ta có thể nhận thấy rằng lưu vực có hệ thống sông, suối,khe rạch dày đặc nhưng lưu lượng không đều, mùa khô dòng chảy cơ bản rất nhỏ thậmchí bằng không nên không có nguồn nước đảm bảo để tưới cho cây trồng Nhữngngày mưa to, nước lớn thường xảy ra lụt cục bộ Do vậy, nếu chỉ dựa vào dòng chảy

cơ bản để tưới cho khu vực là chưa đủ yêu cầu phải có biện pháp công trình để có thểtích nước trong mùa lũ và dùng lượng nước trữ lại đó để tưới cho mùa kiệt

+) Điều kiện thảm phủ: Thảm phủ ở khu vực này tương đối dày

1.1.3 Tình hình địa chất và thổ nhưỡng của khu vực

1.1.3.1 Tình hình địa chất

Vùng lập dự án được hình thành cách đây 230 triệu năm vào giữa kỷ Trias

do hoạt động của núi lửa phun trào cụ thể tình hình của khu vực như sau:

a Khu vực lòng hồ

Bao phủ mặt đất tự nhiên là tầng đất trồng trọt dày khoảng 30 – 50 cm

Lớp tiếp theo gồm 3 tầng xen kẽ: khu vực lòng suối là tầng cuội, sỏi, đá tảnglẫn lộn được lắp nhét băng cát và sạn; tầng pha tàn tích nằm ở sườn và đỉnh đồi; khuvực còn lại là tầng cuội, sỏi, đá tảng lẫn lộn được lắp nhét bằng đất và cát Lớp nàydày khoảng 3 -5 m

Lớp dưới cùng là tầng cát kết, sạn kết,bột kết, sét kết, đá gốc nằm xen kẽ nhau

b Khu vực tuyến công trình

Đất thổ nhưỡng (đất trông trọt) lẫn nhiều rễ cây mục, tơi xốp bao phủ gần nhưtoàn bộ bề mặt đất

Lớp tiếp theo gồm 4 tầng xen kẽ:

Tầng cuội sỏi, đá tảng lẫn lộn được lấp nhét bằng cát và sạn phân bố ở phần lòngsông, thành phần cuội là Riolit

Tầng cuội sỏi, đá tảng lẫn lộn được lấp nhét bằng cát, đất pha cát phân bố ở rìalòng sông (thành phần cuội là đá mắc ma Riolit);

Tầng đất sét hoặc á sét màu vàng có lẫn ít cuội, sỏi trong cạnh trạng thái nửacứng đến cứng phân bố ở rìa bờ phải, nguồn gốc Aluvi;

Tầng pha tàn tích sườn đồi, thành phần là sét hoặc á sét có màu nâu vàng, vàngnhạt, có lẫn các mảnh dăm sạn trạng thái nửa cứng đến cứng;

Tầng đá gốc gồm sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết xen kẽ nhau từ mặt đất đến độsâu khảo sát bị phong hóa

1.1.3.2 Tình hình thổ nhưỡng

Theo đánh giá sơ bộ phần lớn đất đai trong khu tưới là đất thịt pha sét nhẹ và đấtcát pha có tầng đất canh tác dày (30-50cm), đất đai trong khu vực có độ màu mỡ trungbình, hơi bị chua, thích hợp cho việc trồng lúa và các loại cây hoa màu: ngô, khoailang…

Đất trồng trọt thuộc loại á cát, á sét hoặc đất sét, có màu xám tro, xám nâu hoặcxám vàng, lẫn nhiều chất hữu cơ (thân rễ cây mục) tơi xốp bao phủ gần như toàn bộ bềmặt đất tự nhiên

Khu vực quy hoạch T3 có tổng diện tích đất tự nhiên là 5469.62 ha, trong đó:

- Đất nông nghiệp là 4384.06 ha chiếm 80,1% tổng diện tích đất tự nhiên Gồmđất ruộng hình thành do tích tụ phù sa của các sông suối, đất có tầng dày, hàm lượngmùn, đạm ở mức khá, hàm lượng lân, kali ở mức trung bình đến khá, loại đất này thíchhợp cho các loại cây lương thực và các loại cây màu Đất đồi núi hình thành trên phiếnthạch và đá mẹ có màu vàng đỏ, tầng đất mỏng, thành phần cơ giới thịt nhẹ đến trungbình, nghèo dinh dưỡng và có độ dốc khá, thích hợp cho các loại cây lâm nghiệp vàcông nghiệp lâu năm

- Đất phi nông nghiệp là 935.98 chiếm 17,1% tổng diện tích đất tự nhiên Gồmđất làm nhà ở và đất chuyên dùng

- Đất chưa sử dụng là 1302.58 ha chiếm 28,8% tổng diện tích đất tự nhiên Toàn

bộ diện tích này là đất đồi núi chưa sử dụng, đây là diện tích của các đồi núi trọc hiệnnay nhân dân dùng làm bãi chăn thả hoặc bỏ hoang hóa Trong kỳ quy hoạch cần đưatoàn bộ diện tích đất này phục vụ mục đích nông nghiệp (trồng rừng sản xuất), gópphần nâng cao độ che phủ, giữ nước, chống xói mòn, đảm bảo an toàn sinh thái Mộtphần nhỏ là đất ven sông suối, không thể canh tác được và cũng không thể khai thác

cát sỏi vì sẽ gây xói lở bờ ảnh hưởng đến diện tích canh tác, vì vậy trong thời gian quyhoạch sẽ giữ nguyên diện tích trên.

1.2 Tình hình kinh kế - xã hội

1.2.1 Phân khu hành chính và dân cư

1.2.1.1 Phân khu hành chính

Huyện Đại Từ là 1 huyện miền núi bao gồm nhiều đơn vị hành chính nhất Tỉnh:

29 xã, và 2 thị trấn là Đại Từ và Quân Chu

Tuy nhiên trong khu vực tưới T3 thì chỉ có 4 xã được cung cấp nước từ hồ này

Đó là: Ký Phú, Cát Nê, Vạn Thọ, Văn Yên

1.2.1.2 Dân cư a)Dân số: Theo điều tra dân số năm 1999: Tổng dân số của khu vực T3 là:20878

người

Tổng số lao động là:9834 người, chiếm 47% dân số, chất lượng nguồn lao động

và mật độ dân số không đồng đều, dân cư tập trung ở chân núi, ven suối và dọc theođường quốc lộ 304

Có 8 dân tộc anh em cùng chung sống: Kinh, Tày, Nùng, Sán chay, Dao, Sán dìu,Hoa, Ngái…chiếm 16,12% dân số cả tỉnh Thái Nguyên

b)Mật độ dân số: Mật độ dân số bình quân: 274,65 người/ km2

c)Nghề sống chính : Nghề sống chủ yếu của người dân ở đây là làm nông nghiệp

(chiếm 94%) Các ngành nghề khác chiếm 6% còn lại

d)Mức sống: Do phong tục lạc hậu, quy mô sản xuất nhỏ bé, giao thông đi lại còn khó

khăn, các công trình thủy lợi chưa được đầu tư nên năng suất cây trồng và sản lượng

của nông nghiệp còn thấp, đời sống của bà con đang còn thấp và rất khó khăn Thu

nhập bình quân trong năm 2004 ước tính là 3 triệu/ người

e)Đời sống văn hóa: Các hoạt động văn hóa giáo dục trong những năm gần đây đã có

những tiến bộ, phát triển sâu rộng và phong phú, đa dạng về thể loại như hoạt động thểdục thể thao, các buổi giao lưu văn nghệ và các hoạt động văn nghệ khác Thực hiệntoàn dân xây dựng đời sống văn hóa ở khu dân cư

1.2.2 Hiện trạng kinh tế

1.2.2.1 Kinh tế nông nghiệp a)Trồng trọt

Cây trồng lương thực (lúa, ngô) Lúa là cây trồng chính, diện tích gieo cấy hàngnăm từ 12000 đến 12500ha Sản lượng lương thực có hạt năm 2004 đạt 68150 tấn,tăng 3% so với năm trước Bình quân lương thực đạt 400kg/người/năm.

Các loại cây công nghiệp được nhân dân quan tâm và trồng tương đối phổ biếntrên các ruộng cao chủ yếu là tập trung cây chè Loại cây này thường ổn định về diệntích và năng suất hàng năm đều có sự tăng trưởng tuy còn ở mức thấp

Diện tích chè hàng năm khoảng 350 – 380ha, tổ chức gieo ươm được các giốngchè mới như LDP1 và TR1777 tại các hộ gia đình Phương hướng chung ở đây làngoài trồng những cây lương thực phục vụ cho đời sống còn chú trọng phát triển cácgiống cây công nghiệp cho năng suất và lợi ích kinh tế cao phù hợp với tình hình đấtđai thổ nhưỡng của vùng

+) Diện tích rừng: Diện tích rừng toàn huyện là 24468ha Trong đó rừng trồng là9000ha, rừng tự nhiên là 15000ha

Hiện nay nhiều diện tích rừng trồng đã đến tuổi khai thác, mặt khác diện tích đất

có khả năng lâm nghiệp còn khá lớn, cần phủ xanh để nâng cao độ che phủ và cũng làtiềm năng để phát triển cây lâm nghiệp có giá trị cao

1.2.2.2 Kinh tế công nghiệp và các ngành kinh tế khác a)Công nghiệp

Chủ yếu là khai thác, sơ chế khoáng sản và chế biến nông sản Huyện có 2 mỏthan là mỏ Làng Cẩm – xã Phúc Linh và mỏ Núi Hồng – xã Yên Lãng Dự án mỏ đakim Núi Pháo – Nuiphaovica (liên doanh với một công ty của Canada) bắt đầu đượctriển khai

b)Các ngành kinh tế khác

+) Các ngành kinh tế dịch vụ: Có các chợ họp theo phiên với các mặt hàng đadạng, ngoài ra còn có các dịch vụ khác từ kinh doanh lớn như các cửa hàng sửa chữa

xe máy, cơ khí đến các ngành nghề nhỏ hơn như may mặc hoặc xay xát

+) Du lịch: Điểm du lịch quan trọng nhất của Đại Từ là khu du lịch Hồ Núi Cốcvới diện tích 25km2, dung tích 175 triệu m3 Đây là khu du lịch thu hút nhiều kháchtrong và ngoài tỉnh đến nghỉ và tham quan, đồng thời cũng là nơi cung cấp nước phục

vụ sản xuất và sinh hoạt cho các huyện phía nam của tỉnh Thái Nguyên

Ngoài ra còn có 1 số điểm di tích lịch sử khác như: Núi Văn – Núi Võ ở Văn Yên

và Ký Phú; di tích 27/7 (xã Hùng Sơn); khu đài tưởng niệm Thanh niên xung phong(xã Yên Lãng); Nơi thành lập chi bộ Đảng đầu tiên (xã La Bằng) và các khu di lịchsinh thái Vườn Quốc Gia Tam Đảo trải dài trên 11 xã

Đại Từ còn là nơi nối liền khu di tích lịch sử ATK (huyện Định Hóa) với TânTrào ( tỉnh Tuyên Quang)

+) Giao thông: Những năm qua phong trào làm đường giao thông nông thôn chưaphát triển đều khắp, các tuyến đường giao thông chưa được đầu tư nâng cấp gây ranhiều khó khăn cho việc đi lại của nhân dân Do chất lượng công trình còn kém nêntrong những năm sắp tới cần phải nâng cấp tu sửa nhằm tạo điều kiện cho nhân dân đilại làm ăn buôn bán thuận tiện, sản xuất thuận tiện hơn

+) Văn hóa giáo dục: Hiện tại ở đây có 3 cấp học: mầm non, tiểu học vàtrung học cơ sở Tuy nhiên, cơ sở vật chất chưa đáp ứng yêu cầu, đặc biệt là chưa cótrường THPT nên 1 số học sinh chỉ tham gia hết chương trình trung học cơ sở

1.2.3 Yêu cầu phát triển kinh tế trước mắt và lâu dài

Xã Ký Phú-Xã Cát Nê-Xã Vạn Thọ, đây là khu vực kinh tế đầy tiềm năng củahuyện Đại Từ Nhiệm vụ yêu cầu phát triển kinh tế trong tương lai mà huyện đặt racho khu vực rất lớn và quan trọng Mỗi xã với tổng diện tích canh tác=1000ha chiếm1/6 tổng diện tích toàn huyện Phương hướng phát triển kinh tế đặt ra là:

1.2.3.1 Tăng vụ và tăng năng suất cây trồng

+) Trồng 2 vụ lúa trên toàn bộ diện tích canh tác hiện nay của khu vực T3 là 860

ha đưa năng suất đạt từ 2,5 tấn/vụ hiện tại phấn đấu đạt 5 tấn/vụ

+) Đưa 100% diện tích canh tác vào sản xuất vụ đông xuân ở những cánh đồng

tưới chủ động với các loại ngô, khoai lang, lạc

+) Đưa hệ số quay vòng ruộng đất từ(1,8-2,06) hiện nay phấn đấu lên n=3 lần

+) Phát triển chăn nuôi đàn đại gia súc như trâu,bò phấn đấu ít nhất mỗi hộ có từ3-4 con trâu bò

+) Phát triển cây công nghiệp trên khu đồi cao(chè-cà phê-…)và trồng cây lâmnghiệp tăng thảm phủ thực vật và cải tạo môi trường

1.2.3.2 Phát triển nông nghiệp theo hướng hàng hóa

Theo qui hoạch tổng thể của tỉnh, phương hướng, nhiệm vụ, mục tiêu phát triểnđến năm 2010 là:

Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn Phát triển toàndiện nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa gắn với công nghiệp chế biến, tăngdần tỉ trọng củacây công nghiệp, cây ăn quả, cây chăn nuôi Hình thành các vùng sảnxuất nông sản hàng hóa tham gia xuất khẩu, hình thành các vùng nguyên liệu chocông nghiệp chế biến…

Đối với diện tích đất nông nghiệp đã khai thác, cần áp dụng các biện pháp khoahọc kĩ thuật và công nghệ để tăng nhanh năng suất Đối với phần diện tích đất nôngnghiệp chưa khai thác được cần đầu tư vốn để khai thác hết tiềm năng

Hướng phát triển một số cây trồng chính: Cây lúa, cây ngô, cây thực phẩm, câycông nghiệp ngắn ngày(bông, mía, chè…), cây công nghiệp dài ngày và cây ăn quả

1.2.3.3 Phát triển dịch vụ và các ngành kinh tế khác

+) Dịch vụ: Cần khuyến khích và đẩy mạnh phát triển các loại hình thương dịch vụ phục vụ sản xuất và đời sống, xây dựng các cụm dịch vụ đầu mối để hìnhthành thị trường thông suốt nhằm đẩy nhanh quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế nôngnghiệp và nông thôn

mại-+) Công nghiệp-tiểu thủ công nghiệp: Chủ yếu phát triển công nghiệp chế biếnnông lâm sản thực phẩm, khai thác vật liệu xây dựng và nghành nghề truyền thống +) Cơ sở hạ tầng:

- Phát triển và nâng cấp hệ thống giao thông từ quốc lộ đến tỉnh, huyện lộ vàđường liên xã

- Hiện đại hóa mạng lưới bưu điện, mạng lưới thông tin liên lạc, điện khí hóanông thôn

+) Nước sạch nông thôn: Xây dựng chương trình cấp nước sạch nông thôn,phấnđấu đến năm 2010 đạt tỉ lệ 100% dân số được dùng nước sạch

+) Khoa học công nghệ và môi trường: Đến năm 2010 hướng tập trung chủ yếuvào lĩnh vực:

- Ứng dụng công nghệ sinh học để cải tạo giống và phòng trừ dịch bệnh

- Cơ giới hóa khâu canh tác và thu hoạch

- Phát triển rộng rãi công nghệ thông tin và tin học

- Vệ sinh môi trường: khai thác hợp lý các tài nguyên thiên nhiên, trồng và bảo

vệ rừng Có biện pháp xử lý nước thải ô nhiễm

1.3 Hiện trạng thủy lợi của khu vực

1.3.1 Hiện trạng phân vùng tưới của khu vực

1.3.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo của từng vùng a)Vùng thung lũng của suối: Lưu vực suối Ký Phú có diện tích tính đến cửa ra tại Vai

Miếu là F = 17 km2, xung quanh có núi bao bọc tạo dáng lòng hồ; cửa ra của lưu vực(tại Xóm Chuối – Ký Phú) kẹp giữa 2 quả đồi cách nhau khoảng 200 m rất thuận lợicho việc xây dựng đập dâng nước tạo hồ chứa

b)Khu tưới: Khu tưới nằm bên phải thung lũng Khu tưới tương đối bằng phẳng, dốc

đều từ Nam xuống Bắc và từ Tây sang Đông,có chiều dài trung bình 6,5 km và chiềurộng trung bình 1,8km Cao trình bình quân khu tưới 57m

1.3.1.2.Đặc điểm về nguồn nước a)Nguồn nước mặt: Chủ yếu là hệ thống sông suối dày đặc trong khu vực, một phần ở

các ao hồ nhỏ Lượng nước này là lượng nước sinh hoạt và nước tưới chủ yếu của khuvực

b )Nguồn nước mưa: Lượng mưa ở khu vực này khoảng 1200 -2000mm/năm,mùa khô

lượng mưa rất nhỏ không đủ nước để trồng trọt Lượng nước này phục vụ cho sinhhoạt và bổ sung lượng nước tưới cho diện tích canh tác

c)Nguồn nước ngầm: Do điều kiện về kinh tế xã hội, kỹ thuật nên việc khai thác nước

ngầm phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp của huyện còn hạn chế, hiện tạiviệc khai thác nước ngầm chưa đáp ứng được nhu cầu sinh hoạt của nhân dân Việckhai thác nước ngầm mới chỉ được thực hiện thông qua hình thức giếng khơi, giếngkhoan.Nước ngầm rất ít ,khai thác tốn kém nên không là nguồn nước để sản xuất nôngnghiệp

1.3.2 Hiện trạng hệ thống tưới trong khu vực

1.3.2.1 Công trình đầu mối

Hệ thống thủy lợi bao gồm các hồ chứa, đập dâng, hệ thống kênh mương và cáccông trình khác Một phần kênh mương được cứng hóa phục vụ tốt cho việc tưới tiêu,

số còn lại vẫn là mương đất, trong thời gian tới cần có kế hoạch để tiếp tục xây dựng

số kênh mương này nhằm đáp ứng tốt hơn nữa công tác thủy lợi của địa phương, gópphần nâng cao năng suất cây trồng, cải thiện kinh tế cho người dân

Hiện trạng thủy lợi của khu vực 4 xã Ký Phú-Vạn Thọ-Cát Nê-Văn Yên gồm cócác công trình thủy lợi loại nhỏ như:

- Trên suối Ký Phú có Vai Phung xây dựng năm 1965, vai Cây San

- Trên suối Mang Tin có vai Mang Tin, vai Ông Trình

- Trên suối Hai Huyện có vai Huyện, vai Xay xây dựng năm 1966

- Trên suối Cầu Bến có vai Đa xây dựng năm 1986

- Trên suối Hàm Long có vai Làng xây dựng năm 1960

Đây là các công trình đập dâng loại nhỏ chỉ có tác dụng nâng cao đầu nước sửdụng dòng chảy cơ bản của các con suối không có khả năng điều tiết Vì vậy điều kiệnphục vụ tưới rất hạn chế: chỉ được 137ha/860ha

Khu vực quy hoạch T3 chưa có hệ thống thủy lợi một cách chủ động và vững chắc

1.3.2.2 Hệ thống kênh mương dẫn nước

Nhìn chung toàn bộ hệ thống kênh mương trong khu vực xuống cấp trầm trọng,kênh mương chủ yếu là kênh đất, có chỗ bị xói lở sau khi tu sửa được 1 thời gian ngắnlại xói lở nhiều hơn Hiện tượng bồi lấp lòng kênh là khá phổ biến trên toàn tuyến ảnhhưởng nghiêm trọng tới khả năng chuyển dẫn nước

Khu vực tưới của 4 xã có hệ thống kênh mương nhỏ Nước lấy từ cống đượcphân cho 2 kênh:

a)Kênh Vạn Thọ: Xuất phát từ cống đi song song với suối Ký Phú cắt qua suối Cầu

Bến, gặp kênh cũ, đi theo kênh này tới đường 304 chia làm 2 nhánh:

- Nhánh 1: Đi men theo quốc lộ 304 tưới cho 30 ha của Ký Phú

- Nhánh 2: đi thẳng về Vai Xay (qua suối Cầu Bến bằng bậc nước) Sau đó cócác kênh nhánh cấp 3 đi theo đường kênh cũ của xã Vạn Thọ, dọc theo trung tâm xã,tưới cho 154 ha

b)Kênh Cát Nê: Từ cửa cống lấy nước chạy men theo sườn đồi về phía nam theo

đường đồng mức 86, 87 vòng qua phía nam xóm Đồng Gốc; kết thúc tại khu sáttrường học, gần ủy ban Xã Cát Nê Tuyến kênh này phụ trách khoảng 240 ha đất canhtác của xã Cát Nê nằm dưới cao trình +85m

1.3.2.4 Đánh giá về mức độ hư hỏng và xuống cấp của công trình và kênh mương

Về công trình đầu mối: Các công trình này đã được xây dựng từ rất lâu, qui mônhỏ, hiện đang trong tình trạng rò rỉ, xuống cấp Các công trình khác hầu như là cáccông trình tạm, sau đó được tu bổ dần, không có cửa lấy nước đầu kênh để điều tiết vàchống lũ Do đó vào mùa mưa, nước tràn vào khu tưới, dòng nước mang theo cát, sỏigây xói lở, bạc màu và ngập úng, nhất là vùng thượng hạ lưu đập làm ảnh hưởng tớinăng suất của cây trồng Hiện nay, các đập này không còn đảm bảo phục vụ sản xuấtnông nghiệp

1.3.2.5 Đánh giá về khả năng tưới của khu vực

Do những công trình thủy lợi khu vực này nhỏ, chỉ có tác dụng nâng cao mựcnước mà không có tác dụng điều tiết lưu lượng Do thiếu thốn về nguồn nước đồngthời khả năng điều tiết giữa mùa khô và mùa mưa rất kém nên thực tế khả năng tướicủa khu vực như sau:

Bảng 1-8: Diện tích bình quân hạn trong khu vực

Năm Diện tích canh tác

(ha)

Diện tích tưới (ha)

Diện tích bán hạn (ha)

Diện tích hạn (ha)

Tỷ lệ diện tích hạn (%)

Trong vùng có gần 80% dân số sống bằng nghề nông nhưng việc sản xuất nôngnghiệp lại hoàn toàn phụ thuộc vào thiên nhiên, sản xuất bấp bênh không ổn định, đờisống người dân vất vả.

Theo tình hình chung của khu vực có thể nói rằng khu vực có tiềm năng lớn vềphát triển kinh tế nông nghiệp, nhưng gặp nhiều khó khăn nên chưa được khai thác

Do đó, đầu tư xây dựng và phát triển vùng là một việc làm cần thiết giải quyết vấn đề

thủy lợi “Lập Dự án đầu tư xây dựng hệ thống tưới T3” là yêu cầu cấp bách,có ý

nghĩa to lớn đối với sự phát triển kinh tế nông nghiệp của Tỉnh Thái Nguyên nóichung, huyện Đại Từ nói riêng

1.3.3.1 Nhiệm vụ của đồ án: Xây dựng được hệ thống tưới đáp ứng được 1 cách đầy đủ

nước để phát triển nông nghiệp nhằm tăng năng suất và tăng vụ và đáp ứng được nhu cầu của

các ngành kinh tế khác.

1.3.3.2 Nội dung của đồ án : Để đáp ứng được nhiệm vụ trên, nội dung của đồ án “ Lập

dự án đầu tư xây dựng hệ thống tưới T3” gồm những nội dung sau:

a)Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật phục vụ cho lập dự án đầu tư

- Tính toán các đặc trưng khí tượng thuỷ văn

- Tính toán yêu cầu nước của khu vực

b)Đề xuất phương án và tính toán phương án

- Đề xuất phương án bố trí hệ thống tưới cho khu vực

- Tính toán phương án

c)Thiết kế công trình đầu mối

d)Tính toán kinh tế của dự án

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT PHỤC VỤ

CHO LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN.

2.1 Mục đích và nội dung tính toán

2.1.1 Mục đích

Nhằm xác định các quy luật của nguồn nước(mực nước, lưu lượng và tổng lượngdòng chảy) và các yếu tố về khí tượng: mưa, bốc hơi … ứng với tần suất thiết kế đãchọn từ đó đánh giá được khả năng cấp nước cũng như thoát nước của khu vực để đề

ra các phương án quy hoạch, thiết kế và quản lý vận hành các công trình thủy lợi, cungcấp đủ nước tưới tạo điều kiện tăng năng suất cây trồng, thúc đẩy sự phát triển ngànhnông nghiệp và các nghành kinh tế khác nhau của khu vực

2.1.2 Ý nghĩa

Việc tính toán các đặc trưng khí tượng thủy văn có ý nghĩa quan trọng, giúp tínhtoán các khả năng về nguồn nước và các yêu cầu về cấp nước Từ đó đưa ra cácphương án về quy hoạch, thiết kế, thi công và quản lý hệ thống công trình thủy lợi

2.1.3 Nội dung tính toán

Tính toán mưa tưới thiết kế.

Tính toán lượng mưa ngày lớn nhất trong năm của khu vực

Tính toán bốc hơi và bốc hơi chênh lệch khi có hồ

Tính toán các đặc trưng khí tượng khác

Tính toán các đặc trưng thủy văn:

-Dòng chảy năm thiết kế

-Dòng chảy lũ thiết kế

Lượng bùn cát trong dòng chảy đến của hồ

2.2 Tính toán mưa tưới thiết kế

+) Mục đích : Tìm ra mô hình phân phối mưa ngày của 1 vụ nào đó ứng với tần suất

thiết kế

+) Ý nghĩa: Từ mô hình phân phối mưa ngày của vụ ứng với tần suất thiết kế ta dựa

vào phương trình cân bằng nước để tính toán nguồn nước tưới, hoặc yêu cầu nước củacây trồng

+) Nội dung tính toán

- Tính toán mô hình mưa thiết kế vụ chiêm

- Tính toán mô hình mưa thiết kế vụ mùa

- Tính toán mô hình mưa thiết kế vụ đông

2.2.1 Chọn trạm tính toán và tần suất thiết kế cho tưới

2.2.1.1 Chọn trạm tính toán a)Nguyên tắc chọn trạm

Trạm tính toán là trạm mà tài liệu của nó được sử dụng cho việc tính toán các chỉtiêu, các thông số kỹ thuật, cụ thể ở đây là tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn Vìvậy trạm đo mưa được chọn để tính toán phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Trạm phải nằm trong hoặc gần khu vực mà dự án trực tiếp phục vụ tưới (thểhiện được các yếu tố đặc trưng của hệ thống)

- Trạm mưa có số năm quan trắc đủ dài và phải có tài liệu mưa ngày (tài liệu phảitrên 20 năm)

- Tài liệu của trạm phải đủ dài và phải có tính khái quát chung cho hệ thống

b)Chọn trạm

Có hai trạm Ký Phú và Đại Từ gần tuyến công trình nhất có số liệu đo đạc lớnhơn 20 năm, trong đó trạm Ký Phú cách tuyến công trình 0,4km về phía Bắc; còn trạmĐại Từ cách tuyến công trình 11km về phía Bắc

Ta có thể lựa chọn một trong 2 trạm làm trạm mưa đại biểu cho khu tưới của hồ

Ở đây, ta chọn trạm Ký Phú làm trạm mưa đại biểu Trạm mưa này có số liệu dài 40năm, và còn có cả tài liệu về bốc hơi

Một số tài liệu về nhiệt độ, độ ẩm, số giờ nắng, tốc độ gió…cả 2 trạm Ký Phú vàĐại Từ đều không có nên ta có thể sử dụng tài liệu về phần này của trạm Thái Nguyên

2.2.1.2 Chọn tần suất thiết kế cho tưới

Tần suất thiết kế là tần suất dùng để thiết kế công trình

Việc xác định được tần suất thiết kế là việc rất quan trọng nhằm xác định lượngnước cần tưới và chế độ cũng cấp nước cho cây trồng Tần suất thiết kế phụ thuộc vàonhiều yếu tố: khí tượng, tài liệu quan trắc của các trạm khí tượng (bảng đo mưa), thời

vụ cây trồng và loại cây trồng

Theo bảng 4.1 TCXDVN 285-2002 - Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu

về thiết kế: Ta chọn tần suất thiết kế P=75% là tần suất thiết kế tính toán tưới cho cácloại cây trồng

2.2.2 Thời đoạn tính toán và phương pháp tính toán

2.2.2.1 Chọn thời đoạn tính toán

Căn cứ vào đặc điểm khí hậu, kế hoạch canh tác của các vùng trong hệ thống thìthời đoạn tính toán được chia làm 3 vụ chính như sau:

a)Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành: Phương pháp này dựa trên cơ

sở phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu và mặt đệm đến các hiện tượng thủyvăn, tính toán các đặc trưng thủy văn bằng các công thức tính toán trực tiếp thậm chíbao gồm các công thức lý thuyết, kinh nghiệm, bán kinh nghiệm

b)Phương pháp xác suất thống kê: Trên cơ sở lý thuyết thống kê xác suất, xem các đặc

trưng thủy văn là các đại lượng ngẫu nhiên, vẽ đường tần suất và xác định được trị sốcủa các đặc trưng thủy văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó Điều kiện tiên quyếtcủa phương pháp là phải có liệt số liệu cần thiết đáng tin cậy để tính toán các đặc trưngthống kê

Trong phương pháp này gồm có 2 phương pháp tính toán nhỏ:

+) Phương pháp tính toán trực tiếp

+) Phương pháp dùng lưu vực tương tự: Dùng các lưu vực có tính tương tự về địahình, địa mạo, độ dốc, diện tích, thảm phủ thực vật…giống với lưu vực nghiên cứu.Trên cơ sở tính toán các thông số thống kê của lưu vực tương tự ta sẽ có các thông sốthống kê của lưu vực cần nghiên cứu

Trong đồ án này em chọn phương pháp thống kê xác suất để tính toán vì tài liệu

có số năm quan trắc dài và liên tục

2.2.3 Tính toán mô hình mưa vụ thiết kế

2.2.3.1 Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác xuất a)Bước 1:Chọn mẫu:

Mẫu được chọn từ chuỗi tài liệu thực đo, để mẫu càng gần với tổng thể, mẫu phảiđảm bảo các tiêu chuẩn là: có tính đại biểu, tính độc lập và tính đồng nhất:

+) Tính đại biểu: Mẫu được chọn có những tính chất của tổng thể và đại diện chotổng thể

+) Tính độc lập: Các số liệu của mẫu không phụ thuộc vào nhau

+) Tính đồng nhất: Mẫu được gọi là đồng nhất nếu nó cùng loại, cùng nguyênnhân hình thành, hay cùng điều kiện xuất hiện Các tài liệu về khí tượng, thủy văn thuthập phải cùng thời kỳ và phải có tính liên tục

Với những điều kiện như vậy, mẫu được chọn ở đây là chuỗi tài liệu của trạmĐại Từ, với số liệu mưa ngày là 37 năm, liên tục từ năm 1961 đến năm 1998

b)Bước 2:Xây dựng đường tần suất

• Đường tần suất kinh nghiệm:

Đường tần suất kinh nghiệm là đường cong biểu thị mối quan hệ giữa tần suất Pvới giá trị xi tương ứng, trong đó P = P(X xi ) được tính theo 1 trong các công thứcsau:

+) Công thức trung bình của Ha-zen: 100 %

n

5 , 0 m

+) Công thức vọng số của Weibull và Kritsky-Menken: 100 %

1 n

m P

+

=

+) Công thức số giữa của Che-gô-đa-ép: 100 %

4 , 0 n

3 , 0 m P

+

−

=Với các công thức trên thì: m – số thứ tự của năm trong liệt tài liệu đã sắp xếp

n - là số phần tử của liệt tài liệu hay là số năm quan trắcTrong các công thức tính toán tần suất kinh nghiệm trên thì công thức vọng sốthường được dùng trong tính toán dòng chảy mưa lũ, tính toán dòng chảy năm, mưa

năm nên cho kết quả an toàn hơn, hiệu quả hơn Vì vậy, em sử dụng công thức vọng số

của Weibull và Kritsky-Menken: 100 %

1 n

m P

+

=

để tính toán tần suất kinh nghiệm

Để xác định đường tần suất kinh nghiệm ta tiến hành theo các bước sau:

- Thống kê các tài liệu của mẫu (số liệu thực nghiệm, đo đạc hoặc quan sát) Sắpxếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ và đánh số thứ tự kèm theo

- Tính tần suất P công thức: 100 %

1 n

m P

+)Phương pháp ba điểm: Coi như có 3 điểm lý luận lấy trùng với 3 điểm kinh

nghiệm Từ đó ta đi tính ngược lại các thông số Cv, Cs

Thông thường 3 điểm này được chọn ngẫu nhiên nhưng để thuận tiện cho việctính toán và đảm bảo độ chính xác A-lếch-xây-ép đề nghị chọn 3 điểm như sau: P2 =50%, P1, P3 lấy đối xứng với P2

- Ưu điểm của phương pháp: nhanh chóng, đơn giản

- Nhược điểm: Kết quả không phản ánh được hết quy luật vì 3 điểm được chọnchưa thể đại diện cho hết đặc trưng của khu vực.

+) Phương pháp thích hợp: Là phương pháp cho rằng có thể thay đổi các đặc

trưng thống kê trong chừng mực nhất định sao cho mô hình xác suất giả thiết thích hợpnhất với chuỗi số liệu thực đo

- Ưu điểm của phương pháp: Cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét và xử lýđiểm đột biến

- Nhược điểm của phương pháp: Việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lýluận và đường tần suất kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan của người vẽ

Trong quá trình phân tích các ưu, nhược điểm của từng phương pháp vẽ đườngtần suất lý luận em chọn vẽ đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp với môhình phân phối xác suất Pearson III để tính toán cho đồ án của mình vì phương phápnày có thể lấy từ các điểm tần suất kinh nghiệm để kiểm nghiệm đường tần suất lýluận 1 cách nhanh chóng và đơn giản hơn các phương pháp khác

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

- Sắp xếp chuỗi số liệu theo thứ tự từ lớn đến nhỏ, tính tần suất kinh nghiệm rồi

vẽ đường tần suất kinh nghiệm

- Tính các tham số thống kê theo các công thức sau:

Đối với trị số bình quân:

∑

=

= 401

1

i i

x n X

Đối với hệ số phân tán Cv:

Cv =

2 40

1

) 1 1

Tất cả các bước này đều được thực hiện trên phần mềm vẽ đường tần suất

c)Bước 3: Xác định trị số thiết kế

Tra trên đường tần suất lý luận giá trị thiết kế XvụP ứng với tần suất thiết kế P=75%

d)Bước 4: Xác định mô hình mưa điển hình

- Mô hình mưa được chọn phải là mô hình đã xảy ra trong thực tế, tức là nằmtrong miền thống kê

(2-1)

(2-2)

- Là mô hình có lượng mưa gần bằng với lượng mưa ứng với tần suất thiết kế.

Có 3 phương pháp xác định mô hình mưa điển hình:

+) Phương pháp dựa trên quan điểm thường xuyên xuất hiện: Là dựa vào nhữngtrận mưa thường xuyên xuất hiện trong tài liệu quan trắc Chọn trong số các mô hình

có Xvụ Xvụ,P một mô hình mà dạng phân phối của nó xuất hiện nhiều nhất

- Ưu điểm: Công trình đòi hỏi kinh phí ít, mà lại cho hiệu quả cao

- Nhược điểm: Gặp những năm có thời tiết bất lợi thì công trình khó có thể đảmbảo được

+) Phương pháp dựa trên quan điểm bất lợi cho tưới: Đối với tưới, mưa phânphối bất lợi tức là vào những thời kỳ cần nước thì lại mưa ít, vào những thời kỳ cần ítnước thì lại có nhiều ngày mưa với lượng mưa lớn

- Ưu điểm: Công trình đảm bảo được sự an toàn

- Nhược điểm: Công trình có vốn đầu tư lớn, hoạt động hiệu quả không cao.+) Phương pháp chọn năm thực tế: Chọn năm thực tế có phân phối xác suất nằmgần năm thiết kế ứng với tần suất thiết kế P

- Ưu điểm: Chọn nhanh, tính toán đơn giản

- Nhược điểm: Do sự thay đổi tuân theo quy luật tự nhiên nên năm thực tế đãxuất hiện rồi sẽ không xuất hiện lại nữa

Qua việc phân tích ưu, nhược điểm của các phương pháp trên em sử dụngphương pháp xác định mô hình mưa điển hình dựa trên quan điểm bất lợi

e)Bước 5: Thu phóng mô hình mưa điển hình thành mô hình mưa thiết kế :

Vì lượng mưa điển hình khác với lượng mưa thiết kế nên ta phải thu phóng môhình mưa vụ điển hình Có hai phương pháp là:

- Phương pháp thu phóng cùng tỷ số: Là phương pháp sử dụng cùng 1 tỷ số đểthu phóng quá trình năm điển hình thành quá trình dòng chảy năm thiết kế Phươngpháp này đơn giản

- Phương pháp thu phóng cùng tần suất: Phương pháp này phù hợp cho trận mưathiết kế có cùng lượng mưa với thời đoạn ngắn tương ứng với tần suất thiết kế.Nhưng các hệ số thu phóng K1, K2, …, Kn khác nhau thì hình dạng của trận mưa khôngđược bảo tồn

Trong đồ án này do tính cho mưa vụ và rất gần mô hình mưa xảy ra trong thực tế

và để đơn giản em chọn phương pháp thu phóng cùng tỷ số

Hệ số thu phóng: dh

P X

X

K = = 75 %Trong đó: +) K - hệ số thu phóng

+) XP=75% - lượng mưa mô hình thiết kế ứng với tần suất P = 75% (mm)

+) Xdh - lượng mưa mô hình phân phối điển hình (mm)

Tính lượng mưa ngày của vụ thiết kế: Xitk = Xidh K (mm)

Trong đó: +) Xitk - lượng mưa ngày thứ i thiết kế (mm)

+) Xidh - lượng mưa ngày thứ i điển hình (mm)

2.2.3.2 Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế của vụ chiêm a)Xác định đường tần suất

•Đường tần suất kinh nghiệm:

Với các bước thực hiện như đã nêu trên, tính toán lượng mưa vụ chiêm trong từngnăm Sau đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần, rồi dùng công thức vọng số để tính toán xácđịnh tần suất kinh nghiệm Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 2.1 (Phụ lục)

•Đường tần suất lý luận:

+) Tính lượng mưa bình quân vụ chiêm nhiều năm (từ năm 1961 đến 1998) theo

công thức:

)(33,450

40

1 40 1

mm X

với n= 40, Ki = X

Xi

Tính toán ta được Cv = 0,53

+) Tính hệ số thiên lệch theo công thức Cs = m Cv, giả thiết các giá trị của m saocho đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm ta được m =2 =>Cs= 1,06

(2-3)

(2-4)

Toàn bộ quá trình tính toán trên được thực hiện trên phần mềm vẽ đường tần suấtTSTV2002 của Cục Thủy Lợi Ta có kết quả tính toán thể hiện ở hình 2.1 (Phụ lục)

b)Xác định lượng mưa vụ chiêm thiết kế: Với tần suất thiết kế P= 75% tra đường tần

suất lý luận mưa vụ chiêm tại trạm Đại Từ ta có lượng mưa vụ ứng với P = 75% là

X75% = 245,51 mm

c)Chọn mô hình mưa điển hình: Căn cứ vào phương pháp chọn năm điển hình theo

quan điểm phân phối bất lợi ta chọn được năm 1997 là năm có mô hình mưa bất lợinhất cho vụ chiêm Vì:

- Năm 1997 có giá trị lượng mưa gần với lượng mưa thiết kếX vụ chiêm = 228,5 mm

- Sự phân phối rất không đồng đều được thể hiện: trong những thời kỳ cần nước nhưthời kỳ làm ải thì mưa ít, tháng 1 có 7,3 (mm),tháng 2 không có mưa trong khi đó giaiđoạn sau này cây trồng không cần nhiều nước thì mưa lại rất nhiều, tổng lượng mưatháng 5 là:67,5(mm) Hay có những ngày lượng mưa tập trung rất lớn như ngày 15/4(20 mm) nhưng các ngày sau đó không có mưa đến ngày 22/4 thì lượng mưa còn rất ít2,5 mm Vậy chọn vụ chiêm năm 1997 có Xvụ chiêm = 228,5 (mm) là mưa vụ điển hình

để thiết kế mô hình mưa vụ chiêm ứng với tần suất P = 75%

d)Thu phóng mô hình mưa vụ chiêm thiết kế

+) Tính hệ số thu phóng: Kp = X đh

X75%

= 228 , 5

51 , 245

0,92+) Công thức thu phóng xác định mô hình mưa vụ thiết kế:Xtki = Kp Xđhi Trongđó: Xtki và Xđhi là lượng mưa ngày thứ i của mô hình thiết kế và mô hình điển hình.Kếtquả tính toán mô hình mưa vụ chiêm thiết kế được thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2-2:Mô hình mưa vụ chiêm

Ngày Năm điển hình(1997) Năm thiết kế

•Đường tần suất kinh nghiệm:

Với các bước thực hiện như đã nêu trên, tính toán lượng mưa vụ mùa trong từngnăm Sau đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần, rồi dùng công thức vọng số để tính toán xácđịnh tần suất kinh nghiệm

Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 2.3 (Phụ lục )

•Đường tần suất lý luận:

+) Tính lượng mưa bình quân vụ mùa nhiều năm (từ năm 1961 đến 2000) theo

công thức: 1488,4 ( )

40

1 40 1

mm X

+) Tính hệ số phân tán Cv theo công thức sau:

Cv = ( 1)

)1(

với n= 40, Ki = X

Xi

Tính toán ta được Cv = 0,35

+) Tính hệ số thiên lệch theo công thức Cs = m Cv, giả thiết các giá trị của m saocho đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm ta được m =2 =>Cs=0,7

Toàn bộ quá trình tính toán trên được thực hiện trên phần mềm vẽ đường tầnsuất Ta có kết quả tính toán thể hiện ở hình 2.2 (phụ lục)

b)Xác định lượng mưa vụ mùa thiết kế

Với tần suất thiết kế P= 75% tra đường tần suất lý luận mưa vụ mùa tại trạm Đại

Từ ta có lượng mưa vụ ứng với P = 75% là X75% = 1109,26 mm

c)Chọn mô hình mưa điển hình : Theo cách chọn năm điển hình như trên, tương tự đối

với vụ mùa, ta chọn năm 1962 có X vụ mùa = 1199,8 mm là mưa vụ điển hình để thiết kế

mô hình mưa vụ mùa ứng với tần suất P = 75% Vì:

- Năm 1962 có giá trị lượng mưa gần với lượng mưa thiết kếX vụ mùa = 1199,8 mm

- Sự phân phối rất không đồng đều được thể hiện: Có những ngày lượng mưa tập trungrất lớn như7/6 (41, 7mm), nhưng những ngày kề sau nó như 8/6 thì không có mưa hay9/7 8 mưa rất ít (3,9mm)

-Vào tháng thu hoạch như tháng 9 thì mưa nhiều ,lượng mưa lên đến 289,6 mm

d)Thu phóng mô hình mưa vụ mùa thiết kế

+) Tính hệ số thu phóng: Kp = X đh

X75%

= 1199 , 8

26 , 1109

0,92+) Công thức thu phóng xác định mô hình mưa vụ thiết kế: Xtki = Kp Xđhi

Trong đó: Xtki và Xđhi là lượng mưa ngày thứ i của mô hình thiết kế và mô hìnhđiển hình

Kết quả tính toán mô hình mưa vụ mùa thiết kế được thể hiện trong bảng 2.4

Bảng 2-4 : Mô hình mưa vụ mùa thiết kế

82.3

76.09

Ngày Năm điển hình(1962) Năm thiết kế

2.2.3.4 Kết quả tính toán mô hình mưa thiết kế của vụ đông

a)Xác định đường tần suất

•Đường tần suất kinh nghiệm:

Với các bước thực hiện như đã nêu trên, tính toán lượng mưa vụ đông trong từngnăm Sau đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần, rồi dùng công thức vọng số để tính toán xácđịnh tần suất kinh nghiệm

Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 2.5 (Phụ lục)

•Đường tần suất lý luận:

+) Tính lượng mưa bình quân vụ đông nhiều năm (từ năm 1961 đến 2000) theo

công thức: 522,58 ( )

40

1 40 1

mm X

với n= 40, Ki = X

Xi

Tính toán ta được Cv = 0,54

+) Tính hệ số thiên lệch theo công thức Cs = m Cv, giả thiết các giá trị của m saocho đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm ta được m =1,5 =>Cs=0,81.

Để quá trình vẽ đường tần suất được đơn giản và nhanh chóng thì ta thực hiện trênphần mềm vẽ đường tần suất Ta có kết quả tính toán thể hiện ở hình 2.3(Phụ lục)

b)Xác định lượng mưa vụ đông thiết kế: Với tần suất thiết kế P= 75% tra đường tần

suất lý luận mưa vụ đông tại trạm Ký Phú Từ ta có lượng mưa vụ ứng với P = 75% là

X75% = 316,22mm

c)Chọn mô hình mưa điển hình : Theo cách chọn năm điển hình như trên, tương tự đối

với vụ đông, ta chọn năm 1995 có X vụ đông = 369 mm là mưa vụ điển hình để thiết kế

mô hình mưa vụ đông ứng với tần suất P = 75% do:

- Năm 1995 có giá trị lượng mưa gần với lượng mưa thiết kế X vụ đông = 369 mm

- Sự phân phối rất không đồng đều được thể hiện: có ngày lượng mưa tập trung rất lớnnhư 2/9 lượng mưa lên tới 257 mm nhưng liền kề sau nó là ngày 3/9 lượng mưa có 83(mm).Ngày 4/9 mưa rất ít có 1mm và những ngày sau hầu như không mưa

d)Thu phóng mô hình mưa vụ đông thiết kế

+) Tính hệ số thu phóng: Kp = X đh

X75%

= 369

22 , 316

0,86+) Công thức thu phóng xác định mô hình mưa vụ thiết kế: Xtki = Kp Xđhi

Trong đó: Xtki và Xđhi là lượng mưa ngày thứ i của mô hình thiết kế và mô hìnhđiển hình

Kết quả tính toán mô hình mưa vụ đông thiết kế được thể hiện ở bảng 2.6

Bảng 2-6 :Mô hình mưa vụ đông thiết kế

Ngày Năm điển hình(1995) Năm thiết kế

2.3 Tính toán mưa 1 ngày max của khu vực.

+Mục đích ,ý nghĩa : Tính toán mưa 1 ngày max nhằm xác định được lượng mưa 1ngày lớn nhất đến lưu vực,để tính toán dòng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế.Từ đó sẽtính toán được lưu lượng lũ,tổng lượng lũ cũng như đường quá trình lũ đến mà ta sẽxác định được quy mô,kích thước công trình phòng lũ,đảm bảo an toàn cho công trình

và vùng hạ du

+Nội dung tính toán :

-Chọn trạm tính toán

-Vẽ đường tần suất lý luận

-Xác định lượng mưa 1 ngày max ứng với tần suất thiết kế

2.3.1 Chọn trạm tính toán

Tính toán mưa 1 ngày max là tính toán cho lượng mưa 1 ngày lớn nhất vùng

trạm khí tượng ở vùng thượng lưu để tính toán Trong đồ án này em chọn trạm Ký Phú

để tính toán ,trạm Ký Phú có tài liệu từ năm 1961 đến năm 2000

2.3.2 Xây dựng đường tần suất lý luận của trạm Ký Phú.

Trong chuỗi tài liệu mưa ngày của trạm Ký Phú ta chọn mỗi năm 1 giá trị mưangày lớn nhất để tập hợp vẽ thành đường tần suất theo phương pháp thích hợp

Kết quả tính toán thể hiện ở bảng 2.7 và hình 2.4 (phụ lục)

N=40 năm từ năm 1961 đến 2000

X max= 158,87(mm)

Cv = 0,51với m =4 ta có Cs = 2,09

2.3.3 Xác định lượng mưa 1 ngày max ứng với tần suất thiết kế.

Căn cứ vào tần suất thiết kế tra trên đường tần suất lý luận xác định được lượngmưa 1 ngày max ứng với tần suất thiết kế đó Sơ bộ ta có Bảng kết quả tính toán lượngmưa 1 ngày max

Bảng 2-8:Bảng kết quả tính toán lượng mưa 1 ngày max- trạm Ký Phú

X(mm ) 453,03 418,78 394,68

360,99

2.4 Tính toán bốc hơi và bốc hơi chênh lệch khi có hồ

2.4.1 Mục đích ,ý nghĩa và nội dung tính toán

2.4.1.1 Mục đích: Bốc hơi là sự tổn thất nước trong quá trình cung cấp nước và hình

thành dòng chảy Tính toán bốc hơi nhằm tìm ra quá trình chênh lệch giữa bốc hơi mặtnước và bốc hơi lưu vực và lượng bốc hơi này được phân phối theo từng tháng.Từ đótính toán tổn thất của hồ chứa

2.4.1.2 Ý nghĩa: Tính toán bốc hơi có ý nghĩa quan trọng, giúp xác định tổn thất nước

trên khu tưới và kho nước, từ đó tính toán chế độ tưới phù hợp, đảm bảo cung cấp đủnước cho cây trồng, đồng thời tính toán điều tiết hồ hợp lý, tận dụng được lượng nướcđến Nói xa hơn là việc tính toán lượng bốc hơi chênh lệch khi có hồ ảnh hưởng tớiquy mô cũng như kích thước của hồ chứa

c)Nội dung tính toán

- Tính toán bốc hơi mặt nước

-Tính bốc hơi lưu vực

-Tính bốc hơi phụ thêm

- Phân phối bốc hơi chênh lệch hồ trong năm

2.4.2 Chọn trạm tính toán

Trong toàn khu vực tưới và hồ có 1 vị trí có tài liệu đo bốc hơi là: Trạm Đại Từ,

có tài liệu bốc hơi ống Pitche; có số tài liệu đo lượng bốc hơi tháng, năm ống Pitche là

28 năm

2.4.3 Tính toán bốc hơi chênh lệch khi có hồ

2.4.3.1 Xác định lượng bốc hơi chênh lệch khi chưa có hồ

Lượng bốc hơi chênh lệch được tính theo công thức sau:

lv

n Z Z

Trong đó: Z0n – bốc hơi mặt nước trung bình năm.

lv

Z – bốc hơi trung bình năm của lưu vực.

• Xác định lượng bốc hơi mặt nước trung bình năm:

Ta có bảng bốc hơi ống Pitche – trạm Đại Từ

Bảng 2-9: Bốc hơi ống Pitche – trạm Đại Từ

Trong đó:

+) K1, K2 – các hệ số chuyển từ ống Pitche sang ống đặt trên bè Tùy theo từng vùng

mà các hệ số này nhận các giá trị khác nhau, với vùng tưới khu vực Đại Từ theo sốliệu được cung cấp thì: K1 = 1,3; K2 = 1,2

+) Zp – Bốc hơi ống Pitche trung bình nhiều năm: Zp = 731 (mm)

n

Z0 = Zth = K1 K2 ZP = 1,3.1,2.731 = 1140,36 (mm)

• Xác định lượng bốc hơi trung bình năm của lưu vực:

Lượng bốc hơi mặt đất trong thời kỳ 1 năm được xác định như sau:

i i n

Với: Xi - lượng mưa của năm thứ i

n – số năm quan trắc lượng mưa năm: n=37

0

Y – lớp dòng chảy năm bình quân nhiều năm: Y0 = X0 .α.

Với α – hệ số dòng chảy năm, theo quy phạm thủy lợi C6-77 (bảng 2.2; 2.4, vớitỉnh Thái Nguyên thuộc vùng Đông Bắc) ta xác định được α theo công thức sau

α = 0,88 - 1818 , 57

616 88

, 0

Mô hình phân phối các tháng của lượng bốc hơi chênh lệch ta lấy theo mô hìnhphân phối của lượng bốc hơi mặt nước bình quân năm.

+) Hệ số thu phóng: Ki = n ăm

ni Z

Z

0 0

Với: Z0ni – lượng bốc hơi mặt nước trung bình tháng thứ i của nhiều năm

Z0n năm – lượng bốc hơi ống Pitche trung bình nhiềunăm: Z0n năm = 731 (mm).Khi đó, chênh lệch bốc hơi hàng tháng trong năm tính theo công thức:

Trong lưu vực của hệ thống tưới T3, thì chỉ có trạm Thái Nguyên là có tài liệu về các đặc

trưng khí tượng Hơn nữa nó cũng nằm trong lưu vực của hệ thống tưới nên mang đầy đủ các đặc trưng của lưu vực hệ thống tưới Do vậy, ta chọn trạm Thái Nguyên làm trạm tính toán các

đặc trưng khí tượng này.

2.5.1.1 Nhiệt độ: Khu vực có nhiệt độ tương đối ôn hòa, chênh lệch giữa các tháng trong

năm không lớn

Nhiệt độ trung bình hàng năm: 16 - 280C

(2-8)

(2-9)

Nhiệt độ bình quân tháng nóng nhất: 36,290C

Nhiệt độ bình quân tháng lạnh nhất: 9,020C

Bảng 2-11: Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm Thái Nguyên.

Tháng Nhiệt độ trung bình tháng ( 0 C) Nhiệt độ thấp nhất ( 0 C) Nhiệt độ cao nhất ( 0 C)

Độ ẩm trung bình thấp nhất trong năm: 44,15%

Bảng 2-12: Độ ẩm bình quân tháng tại trạm Thái Nguyên.

Bảng 2-14: Tốc độgió bình quân tháng tại trạm Thái Nguyên

Trung

bình 1,47 1,6 1,54 1,61 1,75 1,5 1,55 1,34 1,36 1,39 1,39 1,41

2.6 Tính toán các đặc trưng thủy văn

2.6.1 Phân tích tài liệu dòng chảy và chọn trạm tính toán

Do khu vực nghiên cứu không có tài liệu đo đạc dòng chảy năm nên ta cần ápdụng phương pháp lưu vực tương tự và phương pháp tổng hợp địa lý để xác địnhlượng dòng chảy năm thiết kế Theo phương pháp tương tự thủy văn ta phải chọn lưuvực sông tương tự lân cận đã được nghiên cứu dòng chảy năm để chuyển trực tiếphoặc gián tiếp kết quả đó cho lưu vực sông nghiên cứu

*Nguyên tắc chọn lưu vực tương tự:

Lưu vực tương tự là lưu vực có nhiều tài liệu và có điều kiện hình thành dòng chảytương tự như lưu vực nghiên cứu Lưu vực tương tự phải có những đặc điểm sau :

- Là lưu vực có cùng điều kiện khí hậu của lưu vực tính toán

- Điều kiện địa hình, địa chất và thổ nhưỡng, mức độ che phủ của rừng tương tựnhư lưu vực nghiên cứu

- Diện tích lưu vực tương tự không chênh quá nhiều so với lưu vực nghiên cứu.Trong tính toán nên chọn lưu vực tương tự có diện tích chênh lệch không quá 10 lần sovới lưu vực nghiên cứu

- Chất liệu tài liệu tốt và có tài liệu đủ dài để xác định chính xác các tham sốthống kê của đường tần suất dòng chảy năm.

- Có tài liệu quan trắc cùng thời gian với lưu vực nghiên cứu, quan hệ tương quantuyến tính giữa lượng dòng chảy năm 2 lưu vực chặt chẽ

Lưu vực Cầu Mai nằm trong hệ thống sông Cầu cách tuyến công trình khoảng22km về phía Đông Bắc, có tài liệu đo đạc tốt, thỏa mãn các nguyên tắc của lưu vựctương tự, có thể chọn lưu vực tương tự Diện tích hứng nước của lưu vực này có saikhác ít so với lưu vực hồ chứa nhưng lưu vực Cầu Mai có tài liệu đo đạc dài (19năm),

có diện tích 27,7 Km2

Lưu vực Tân Cương tuy gần hồ chứa hơn nhưng có diện tích gấp hơn 30 lần lưuvực hồ, tài liệu đo dạc cũng chỉ có đến năm 1976 nên chỉ có thể tham khảo trong tínhtoán khi cần thiết

2.6.2 Tính toán dòng chảy thường xuyên ứng với tần suất thiết kế

2.6.2.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán a)Mục đích : Tính toán dòng chảy năm với tần suất thiết kế là đi xác định dòng chảy

đến hồ chứa từng tháng trong năm thiết kế

b)Ý nghĩa: Lượng dòng chảy năm và mô hình phân phối có ảnh hưởng trực tiếp đến

dung tích hiệu quả của hồ chứa, là cơ sở để xác định đúng quy mô, kích thước củacông trình và xây dựng biểu đồ phân phối nước hợp lý

Việc tính toán không chính xác có thể dẫn đến công trình quá lớn hoặc quá nhỏ,công trình quá lớn sẽ gây lãng phí vốn đầu tư, công trình quá nhỏ không đáp ứng đượcyêu cầu dùng nước và có thể mất an toàn trong quá trình hoạt động

c)Nội dung tính toán

+) Tính trị số dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế

+) Tính phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế

2.6.2.2 Tính toán dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế

Do lưu vực không có tài liệu thống kê nên ,đo đạc nên ta phải dùng phương pháp lưuvực tương tự để tính toán dòng chảy năm cho lưu vực

• Bước 1:Tính đại lượng dòng chảy năm thiết kế cho trạm tham khảo là trạmCầu Mai