Quy hoạch thủy lợi hệ thống tưới VT PA1

- Mục đích: Việc đi xác định các quy luật của nguồn nước mực nước, lưu lượng và tổng lượngdòng chảy và các yếu tố khí tượng; mưa, bốc hơi…ứng với tần suất thiết kế đãchọn nhằm đánh giá đ

MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC 6

NGHIÊN CỨU 6

1.1 Đặc điểm tự nhiên của khu vực nghiên cứu 6

1.1.1 Vị trí địa lý: 6

1.1.2 Địa hình, sông ngòi: 6

1.1.3 Khí hậu, thủy văn: 7

1.1.4 Tình hình đất đai, địa chất thủy văn: 10

1.2 Tình hình kinh tế xã hội, phương hướng phát triển: 11

1.2.1 Tình hình kinh tế xã hội: 11

1.2.2 Phương hướng phát triển: 12

1.3 Hiện trạng hệ thống thủy lợi của khu vực nghiên cứu 13

1.3.1 Hiện trạng công trình và năng lực hoạt động công trình 13

1.3.2 Nhận định chung và phương hướng hoàn chỉnh hệ thống công trình thủy lợi .15

1.4 Nhiệm vụ của đồ án 16

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG 18

2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 18

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa 18

2.1.2 Nội dung tính toán 18

2.2 Tính toán mô hình mưa thiết kế 19

2.2.1 Phương pháp tính toán 19

2.2.2 Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác suất 20

2.2.3 Tính toán mô hình mưa thiết kế 24

2.3 Tính toán lượng bốc hơi mặt hồ 32

2.3.1 Mục đích, ý nghĩa 32

2.3.2 Bốc hơi mặt nước Zn 32

2.3.3 Bốc hơi lưu vực Zlv 33

2.3.4 Bốc hơi phụ thêm Z 34

2.4 Tính toán dòng chảy lũ 35

2.4.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 35

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO CÁC LOẠI CÂY TRỒNG 41

3.1 Mục đích và nội dung tính toán 41

3.1.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 41

3.1.2 Phương pháp và kết quả tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng ETC 42

3.2 Tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm 47

3.2.1 Đặc điểm canh tác và phương pháp tính toán 47

3.2.2 Nội dung tính toán chế độ tưới cho lúa chiêm theo quan điểm gieo cấy đồng thời 48

3.2.3 Các tài liệu cơ bản 50

3.2.4 Kết quả tính toán 51

3.3 Tính toán chế độ tưới cho lúa mùa 55

3.4 Tính toán chế độ tưới cho cây ngô vụ đông 58

3.4.1 Đặc điểm canh tác 58

3.4.2 Mục đích ý nghĩa, các tài liệu tính toán 58

3.4.3 Nội dung và kết quả tính toán 59

3.5 Tính toán xây dựng giản đồ hệ số tưới cho toàn hệ thống 61

3.5.1 Mục đích, ý nghĩa 61

3.5.2 Tính toán hệ số tưới sơ bộ cho toàn hệ thống 62

3.5.3 Điều chỉnh giản đồ hệ số tưới và chọn hệ số tưới thết kế 63

3.6 Tính toán quá trình yêu cầu nước đầu hệ thống 64

3.6.1 Mục đích, ý nghĩa 64

3.6.2 Các tài liệu cần thiết 65

3.6.3 Nguyên lý chung 65

3.6.4 Nội dung và kết quả tính toán 65

CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUI HOẠCH HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI CHO KHU VỰC 69

4.1 Mục đích, ý nghĩa 69

4.2 Nội dung nghiên cứu đề xuất phương án Quy hoạch hệ thống thủy lợi 69

4.2.1 Các tài liệu cần thiết 69

4.2.2 Đề xuất phương án quy hoạch 73

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA 75

5.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung 75

5.3 Nguyên lý tính toán: 77

5.4 Tính toán điều tiết hồ chứa 78

5.4.1 Tính dung tích chết và cao trình mực nước chết 78

5.4.2 Tính dung tích hiệu quả và mực nước dâng bình thường 82

5.5 Tính toán điều tiết lũ 87

5.5.1 Mục đích, ý nghĩa 87

5.5.2 Nguyên lý tính toán 87

5.5.3 Nội dung và kết quả tính toán 88

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ KÊNH 92

6.1 Mục đích, tài liệu tính toán 92

6.2 Lựa chọn giải pháp kiên cố hoá, bọc lót kênh mương 92

6.2.1 Những cơ sở để lựa chọn giải pháp kiên cố hoá 92

6.2.2 Lựa chọn giải pháp kiên cố hoá 94

6.3 Tính toán lưu lượng của hệ thống kênh tưới 97

6.3.1 Tính lưu lượng thiết kế 97

6.3.2 Lưu lượng lớn nhất Qmax và lưu lượng nhỏ nhất Qmin 98

6.4 Các yêu cầu cần được thỏa mãn khi thiết kế kênh 98

6.5 Xác định mặt cắt dọc, ngang của kênh chính 101

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 154

Để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp thì công tác thuỷ lợi rất quantrọng, cha ông ta đã từng nói: “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống” Và muốn

có đủ nước để sản xuất thì hệ thống thuỷ lợi phải tốt Qua đây ta thấy rằng việc cảitạo và nâng cấp hệ thống thuỷ lợi có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả sản xuất

Các hệ thống thuỷ nông của nước ta hiện có đều được xây dựng từ rất lâu, nên

đã bị hư hỏng và xuống cấp nghiêm trọng Mặt khác chưa được xây dựng đồng bộ

và hoàn thiện, do đó việc quản lý khai thác vận hành gặp nhiều khó khăn, sẽ làmmất nước trên tuyến kênh, nước không đến được mặt ruộng dẫn đến không đápứng được nhu cầu, diện tích tưới thực tế bị giảm sút gây khó khăn cho nông nghiệp

Để đáp ứng được nhu cầu tưới trong khu vực thì phải có biện pháp quan tâm đầu tưsửa chữa, bảo dưỡng và xây dựng mới các công trình đầu mối, kênh chính và cáckênh nhánh lớn

Sau 14 tuần nghiên cứu, tìm hiểu cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy

cô giáo Th.s: Trịnh Kim Sinh, và Th.s: Trần Tuấn Thạch, em đã hoàn thành đồ

án tốt nghiệp với đề tài “ Quy hoạch thủy lợi hệ thống tưới VT- PA1” 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 trướckhi bước vào nghề với công việc thực tế

Đồ án này gồm 6 chương :

- Chương I : Phân tích đặc điểm tự nhiên của khu vực nghiên cứu

- Chương II : Tính toán xác định các yếu tố khí tượng

- Chương III: Tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng

- Chương IV: Nghiên cứu đề xuất phương án quy hoạch hệ thống công trình thủylợi cho khu vực

- Chương V : Tính toán điều tiết hồ

- Chương VI : Tính toán chuyên đề thiết kế kênh

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng do kiến thức còn hạn chế và kinhnghiệm thực tế chưa có nên trong đồ án còn nhiều thiếu sót Em rất mong được sựgóp ý của các thầy cô để đồ án của em hoàn thiện hơn và bổ sung thêm kiến thức

truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua.

Hà Nội, ngày 30 tháng 09 năm 2013

Sinh viên thực hiện:

Vi Thị Lanh

+ Phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên, Tuyên Quang.

+ Phía Nam giáp xã Liễn Sơn (huyện Lập Thạch), Thái Hòa và ĐạiĐình (huyện Tam Dương)

+ Phía Đông giáp xã Đại Đình (huyện Tam Dương)

+ Phía Tây giáp xã Bắc Bình, Quang Sơn, Hợp Lý (huyện Lập Thạch)

1.1.2 Địa hình, sông ngòi:

1.1.2.1 Địa hình, địa mạo.

Vùng nghiên cứu nằm ở phía tây nam dãy Tam Đảo bị chia cắt mạnh bởi đồi núi,suối khe, đất canh tác là các dải thung lũng nhỏ và hẹp, độ dốc lớn, thảm phủ thựcvật chỉ có ở dãy Tam Đảo thuộc rừng Quốc Gia khá phong phú, còn lại là một sốđất trống đồi trọc và một phần là cây bản địa mỏng

Địa hình có dạng hình sin dốc dần theo hướng Đông Bắc-Tây Nam và nghiêng theohướng Tây Bắc Đông Nam

Khu vực lòng hồ là phần thung lũng nằm ở trung lưu suối Lạnh, cao độ thayđổi từ +60,0 ÷ +100, lòng hồ có chiều dài từ 700 ÷ 800m, có dãy Tam Đảo chạy 2bên, sườn núi dốc 25 ÷ 400 mức độ phân cách không mạnh, chân núi tiếp cận vớithềm suối, độ dốc lòng hồ trung bình 1.5%, lòng hồ không có đá vôi Suối Lạnh cónước quanh năm, địa hình dốc nên lũ về rất nhanh, ở lòng hồ có 3 trại nhỏ của trại

tù Vĩnh Quang II không có nhà dân

Vùng tưới có xu hướng dốc dần từ Bắc xuống Nam và nghiêng ra sông PhóĐáy, cao độ thấp nhất cần tưới ở vùng hạ lưu đập +58m sau đó giảm dần xuốngcòn + 100 đến +150 tại cuối bãi tưới, do bị chia cắt bởi các đồi nhỏ nên diện tíchtưới khá phân tán

1.1.2.2 Sông ngòi.

Khu vực nghiên cứu có nhiều sông, suối:

tính đến cầu Bến Trang (cửa suối Vực Chuông) có diện tích lưu vực 850 km2 làđường danh giới về phía Tây Nam của khu 1.

-Suối Lạnh bắt nguồn từ dãy núi Tam Đảo có độ cao 1400 ÷ 1600 m phía bắc

xã Đạo Trù chảy theo hướng Nam đến thôn Vĩnh Quang (xã Đạo trù) chia 2 nhánh,

1 nhánh đổ ra sông Phó Đáy theo hướng Tây, nhánh còn lại đổ ra nhập với suối VựcChuông tại thôn Tân Phú xã Đạo Trù và đổ ra sông Phó Đáy tại cầu Bến Trang,chiều dài suối là 7.5 km, ở vị trí xây dựng công trình là 4.6 km

-Suối Lân bắt nguồn từ dãy Tam Đảo chảy theo hướng Nam về nhập với suốiVực Chuông tại cửa suối Ôn, có chiều dài 4 km

-Suối Bạc bắt nguồn từ dãy Tam Đảo chảy theo hướng Nam nhập vào suốiThai Léc (Đạo Trù) tại thôn Tân Lập, chiều dài 2.5 km

-Suối Thai Léc bắt nguồn từ dãy Tam Đảo chảy theo hướng Tây Nam nhậpvào suối Vực Chuông tại thôn Tân Phú xã Đạo Trù, chiều dài 5 km

-Suối Đồng Mỏ và Tân Lỏng là 2 suối nhỏ bắt nguồn từ dãy đồi phía ĐôngNam của xã Đạo Trù chảy theo hướng Tây là thượng nguồn của suối Vực Chuông

-Suối Vực Chuông bắt nguồn từ cửa ra của các suối nhỏ trên chảy theohướng Nam đổ vào sông Phó Đáy tại cầu Bến Trang, chiều dài 3 km

Các suối này hầu hết đều bắt nguồn từ dãy Tam Đảo chảy trong địa phận xãĐạo Trù và đổ ra sông Phó Đáy, còn các suối nội địa của 3 xã còn lại hầu nhưkhông có

Theo tính toán Môdun dòng chảy kiệt ứng với tần xuất P = 75% là 24.5 l/km2

là 1 chỉ số cao so với các vùng khác trong tỉnh Độ dốc bình quân của các suối ởthượng nguồn là 15-20%, hạ lưu là 3-5% nên thường xảy ra lũ xô, lũ quét khi mưa

-Lượng mưa trung bình nhiều năm : X0 = 1679 mm

-Lượng mưa nhỏ nhất năm: Xmin = 1002 mm

-Lượng mưa lớn nhất năm: Xmax = 2608 mm

Bảng 1.1: Vận tốc gió lớn nhất, trung bình tháng tại trạm Vĩnh Yên

Bảng 1.2: Độ ẩm tương đối các tháng tại trạm Vĩnh Yên:

Số giờ nắng tại trạm Vĩnh Yên ( đặc trưng trung bình tháng ):

Số giờ nắng trung bình tháng : 141.8 giờ/thángTổng giờ nắng tại Vĩnh Yên là 1702 giờ/nămTháng I II III

1.1.3.2 Đặc điểm thủy văn:

Sông Phó Đáy chảy vào địa phận Vĩnh Phúc từ xã Quang Sơn (Lập Thạch) ở bên bờphải và xã Yên Dương ở bên bờ trái, chảy giữa huyện Lập Thạch (bên phải) và haihuyện Tam Dương, Vĩnh Tường (bên trái) dài 41.5 km, rồi đổ vào sông Lô, giữa xãSơn Đông (Lập Thạch) và xã Việt Xuân (Vĩnh Tường) phía trên cầu Việt Trì độ200m Sông Phó Đáy có lưu lượng bình quân 23 m3/s Lưu lượng cao nhất là 833

m3/s, mùa khô kiệt lưu lượng chỉ 4 m3/s, có quãng sông cạn tới mức lội qua được

-Sông Lô chảy vào giang phận Vĩnh Phúc từ xã Quang Yên (Lập Thạch) qua xãViệt Xuân (Vĩnh Tường) đến ngã ba Bạch Hạc thì đổ vào sông Hồng, có chiều dài

34 km Sông Lô có lưu lượng dòng chảy bình quân (năm 1996) 1.213 m3/s, về mùamưa lên tới 3.230 m3/s, cao nhất năm 1966 là 6.560 m3/s, đột xuất ngày 20/8/1971

lên tới 14.000 m3/s Mực nước lúc cao nhất so với mực nước lúc thấp nhất thườngchênh nhau 6m, năm 1971 chênh tới 11.7m, năm 1996 chênh 6.27m

- Sông Hồng có lưu lượng dòng chảy trung bình trong cả năm là 3.860m3/s, lớn gấp

4 lần lưu lượng sông Thao, gấp đôi lưu lượng sông Đà, gấp 3 lưu lượng sông Lô.Lưu lượng dòng chảy thấp nhất về mùa cạn là 1.870 m3/s Lưu lượng dòng chảytrung bình trong mùa mưa lũ là 8.000m3/s Lưu lượng lớn nhất là 18.000m3/s Mựcnước cao trung bình là 9.75m, hàng năm lên xuống thất thường nhất là về mùamưa, có những cơn lũ đột ngột nước lên nhanh chóng có khi tới 3m trong vòng 24giờ Mực nước đỉnh lũ thường cao hơn mực nước mùa kiệt trên dưới 9m (Trong cơn

lũ lịch sử năm 1971 chênh tới 11.68m)

1.1.4 Tình hình đất đai, địa chất thủy văn:

1.1.4.1 Đất đai:

Huyện Lập Thạch nằm trên một địa tầng rất vững vàng, rất cổ xưa, nơi "trẻ" nhấtcũng cách ngày nay trên 200 triệu năm Từ địa tầng đó đã xuất hiện hai thành tạomagma xâm nhập trải dài nằm 2 bên bờ sông Phó Đáy

Tầng đất bề mặt được che phủ bởi lớp thổ nhưỡng thực vật, lớp sườn tàn tích và hỗnhợp cuội sỏi tảng lăn, có nhiều lớp đá, tầng đá Riolit bị phong hóa

- Có trữ lượng đất sét, đất cao lanh phân bổ nhiều lượng cát sỏi lớn, thành phần chủyếu là Riolit Granit, thạch anh, cát kết và cát thô có thể khai thác làm vật liệu xâydựng trong quá trình làm đập

- Có nhiều loại đất như đất Glây được hình thành ở vùng trũng ngập nước, đất cát hình thành

do sự bồi tụ tại chỗ hoặc rửa trôi ở đồi núi, đất tầng mỏng, nhiều nhất vẫn là nhóm đất xám baogồm đất ruộng được hình thành do bồi tụ các sản phẩm rửa trôi ở thung lũng và đất đồi núiđược hình thành trên nền phù sa cổ, đá nai, phiến thạch, cuội kết

- Phù sa ở đây chủ yếu được vận chuyển bởi dòng chảy của sông Phó Đáy hàmlượng không lớn bồi đắp hình thành nên loại đất phù sa chua, có thành phần cơ giới

từ cát pha đến thịt pha sét

1.1.4.2 Địa chất, thủy văn:

Ngoài các sông suối, nơi đây còn có các tầng chứa nước địa chất thủy văn :

-Tầng chứa nước Proterozoi: Cấu tạo bởi các đá biến chất cao, chủ yếu là đá phiếngơnai, quaczit, ămphibolit Nước ở tầng chứa proterozoi trong, chất lượng rất tốt,lưu lượng nhỏ; tuy nhiên ở những đới phá huỷ, đập vỡ, lưu lượng nước có thể đạt

trên 5 lít/giây Tầng phá huỷ của tầng chứa Proterozoi có nước chất lượng tốt, có thểnghiên cứu đóng chai làm nước giải khát

- Tầng chứa nước Mezozoi: Cấu tạo bởi các đá phun trào Triat giữa và muộn và các

thành tạo chứa than của hệ tầng Văn Lãng Chất lượng nước không đều, có nơi bịnhiễm sắt, lưu lượng nhỏ

- Tầng chứa nước Kainozoi: Đây là tầng chứa nước quan trọng Tuy nhiên do vỏphong hoá mỏng nên lưu lượng nước không lớn, phần lớn chỉ sâu 4 - 5m đã gặp đágốc Tầng chứa nước đứt gãy: Trong các đới phá huỷ, nước tập trung với các tiềmnăng lớn, chất lượng tốt

- Tầng chứa nước đứt gãy: Được hình thành trên các đứt gãy, nước tập trung với

tiềm năng lớn, chất lượng tốt

Nguồn nước ngầm có trữ lượng không lớn nằm phân bố ở nhiều nơi, lưu lượng cóthể khai thác vào khoảng 20000÷30000 m3/ngày đêm, lưu lượng nước ngầm từ cácgiếng khoan của người dân vào khoảng 15000 m3/ngày đêm

1.2 Tình hình kinh tế xã hội, phương hướng phát triển:

Nguồn sống chính là nông nghiệp, trồng và khai thác rừng

Ngoài nông nghiệp thì người dân còn làm việc trong các ngành nghề khác như:Nông lâm nghiệp, thuỷ sản công nghiệp – xây dựng thương mại - dịch vụ, trồng vàkhai thác rừng Tuy nhiên mức sống của nhân dân trong vùng vẫn còn ở mức thấp,vẫn có những nơi nhân dân chưa có điện dùng để lao dộng sản xuất, nhiều hộ đóinghèo chiếm tỷ lệ cao, trình độ hiểu biết văn hóa còn hạn chế

Thu nhập chính của nhân dân trong vùng đều từ nông nghiệp Theo số liệu thống kênăm 2008 thì lương thực bình quân đầu người năm 2008 là 300kg/năm thấp hơnbình quân chung cả tỉnh (371kg/năm) Do thu nhập thấp nên mức độ tích luỹ để táiphát triển chỉ đạt 9.1% tổng nhu nhập GDP của hộ/năm (bằng 1/2 tích luỹ trung

bình của nông dân vùng ĐBSH) Số hộ nông dân có mức tích luỹ từ 1 ÷ 3 triệu đồngchiếm tỷ lệ 5.5%, loại 3.1 ÷ 10 triệu đồng chiếm 15.5%.

- Cơ sở hạ tầng: Các công trình thuộc cơ sở hạ tầng hiện tại của các xã tính đến năm 1998

Nhìn chung cơ sở còn nghèo nàn lạc hậu, cả vùng chỉ có duy nhất 1 trường cấp

3 Đường giao thông đi lại còn là đường đất chiếm hơn 70% Vì vậy các xã này

được xếp vào loại nghèo còn kém phát triển mặc dù tiềm năng đất đai còn rất

phong phú

1.2.2 Phương hướng phát triển:

Phương hướng phát triển giai đoạn 2010  2015

- Tập trung sản xuất nông nghiệp, khai thác triệt để tiềm năng đất hoang,

phấn đấu đến năm 2010 đưa mức lương thực bình quân cho 1 người dân 350 đến

400kg/năm

- Là vùng có diện tích rừng lớn tập trung quan trọng trong chiến lược pháttriển kinh tế xã hội, bảo vệ môi trường sinh thái, phát triển du lịch cho tỉnh và toànvùng lân cận

- Phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật, như điện, đường, cấp nước, thông tin liênlạc.

- Phấn đấu nhân dân có điện dùng trong sinh hoạt, phục vụ sản xuất nôngnghiệp

- Phát triển nguồn nhân lực trên cơ sở nâng cao mặt bằng dân trí toàn dân, chútrọng bồi dưỡng nhân tài, cán bộ quản lý đầu đàn, đào tạo công nhân kỹ thuật

- Trồng rừng phủ xanh đồi trọc, trồng cây lấy gỗ, cây làm nguyên liệu công

nghiệp cây ăn quả và cây có giá trị kinh tế cao

- Xậy dựng cơ sở hạ tầng như điện đường trường trạm, công trình văn hóa,

thủy lợi để nâng mức sống và trình độ dân trí cho nhân dân

- Phấn đấu không còn hộ đói nghèo

- Hạ tỷ lệ sinh đẻ xuống còn 1.5% - 1.8%

1.3 Hiện trạng hệ thống thủy lợi của khu vực nghiên cứu

1.3.1 Hiện trạng công trình và năng lực hoạt động công trình

- Hiện trạng công trình tưới

TT Tên Công

trình

Địađiểm(xã)

Hìnhthứccôngtrình

Quimô

Whữuích(10m3)

Năng lực phục

vụ hiện tại

Ftưới(ha)

Thuộcxã

đào trù

Đập

Kênh

XuânHòa16

Đây là các công trình hầu hết do địa phương tự làm vì vậy nó là những công trìnhnhỏ không kiên cố Do xây dựng từ lâu lại không được tu sửa nên đã xuống cấptrầm trọng, hư hỏng, hiệu quả phục vụ thấp, nó chỉ đạt hiệu quả được khoảng 50-60% cho vụ chiêm Còn lại phụ thuộc vào nước mưa.

Do ruộng đất canh tác nằm xen kẹp giữa các vùng đồi núi, cao trình cao, độ dốc lớn tiêu thoátnhanh nên không có công trình tiêu

Thiên tai đối với 4 xã trong khu dự án chủ yếu là hạn hán, thiếu nước cho sản xuất và sinhhoạt, còn úng lụt không đáng kể vì ruộng đất ở cao, độ dốc lớn nên tiêu thoát nhanh

1.3.2 Nhận định chung và phương hướng hoàn chỉnh hệ thống công

Để xóa đói giảm nghèo bình quân lương thực/đầu người/ năm đạt từ 400 ÷ 450kg.Trong đó từ nông nghiệp 300÷350kg từ các nguồn khác 100÷150kg

Muốn vậy tập trug khai thác hết diện tích hiện có, ưu tiên cho cây lúa nước,diện tích cây tròng phấn đấu đạt như sau:

- Lúa chiêm: 1373ha × 3.8T/ha = 5.217.4T

- Lúa mùa: 1373ha × 3.5T/ha = 4.8085.5T

- Cây vụ đông: 960ha × 1.5T/ha = 1.440T

- Cây màu đồi: 1000ha × 1.5T/ha = 1.500T

- Về thủy lợi:

Tìm biện pháp cấp nước tưới chủ dộng cho toàn bộ diện tích trồng lúa, cây vụ đông,tạo nguồn cho tưới cây vùng cây đồi và nước sinh hoạt cho dân

1.3.2.2 Phương hướng hoàn chỉnh hệ thống công trình thủy lợi.

- Căn cứ vào điều kiện địa hình của 4 xã ta phân thành 5 tiểu vùng tưới như sau

+ Tiểu vùng 1: Bắc xã Đạo trù được giới hạn bởi dãy núi ngang, đỉnh 1527qua hồ nhỏ trại từ Vĩnh Quang đến thượng nguồn hồ Phân Lân.

+ Tiểu vùng 2: Phần còn lại thuộc xã Đạo Trù

+ Tiểu vùng 3: Toàn bộ xã Yên Dương và một phần phía bắc xã Bồ Lý giớihạn bởi suối vực chuông

+ Tiểu vùng 4: Phần còn lại của xã Bồ Lý

+ Tiểu vùng 5: Toàn bộ xã Xuân Hòa

Diện tích đất nông nghiệp các vùng như sau:

- Đề xuất các công trình thủy lợi:

Quan điểm cấp nước: Do điều kiện địa hình, tập quán canh tác, cơ cấu cây trồngtrong khu dự án được bố trí: Trồng lúa ở vùng thấp có địa hình thay đổi ít, màu bốtrí ở vùng cao, vùng đồi Cả diện tích lúa và màu đồi thường phân tán, rải rác ít cóvùng tập trung Điều kiện cấp nước tưới cho cây lúa và màu rất khó khăn Giaiđoạn này chỉ đề cập đến cấp nước tưới trực tiếp cho lúa, màu bãi và màu vụ đôngtrồng trên đất trồng lúa, còn màu đồi chỉ tạo nguồn bằng nước hồi qui và tạo tăng độ

ẩm cho cây – không tưới trực tiếp

Căn cứ vào điều kiện địa hình tìm biện pháp công trình để khai thác tối đa tiềmnăng của các sông suối hiện có phục vụ cho tưới

1.4 Nhiệm vụ của đồ án.

Quy hoạch hệ thống thủy lợi giải quyết vấn đề tưới cho 4 xã Đạo Trù, YênDương, Bồ Lý và Xuân Hòa- phía bắc huyện Lập Thạch- tỉnh Vĩnh phúc đảm bảotránh lãng phí nước, tăng hệ số sử dụng nước, nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng năngsuất cây trồng

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG

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

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa.

- Mục đích:

Việc đi xác định các quy luật của nguồn nước (mực nước, lưu lượng và tổng lượngdòng chảy) và các yếu tố khí tượng; mưa, bốc hơi…ứng với tần suất thiết kế đãchọn nhằm 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,cung cấp đủ nước tưới tạo điều kiện tăng năng suất cây trồng, thúc đẩy sự phát triểnngành nông nghiệp trong khu vực

- Ý nghĩa:

Tính toán chính xác và lựa chọn hợp lý các đặc trưng thủy văn thiết kế có ý nghĩarất quan trọng trong việc đưa ra các ý đồ chiến lược trong quy hoạch, thiết kế, thicông, quản lý hệ thống công trình cả về kinh tế và kỹ thuật, đó là cơ sở để xác địnhhình thức, quy mô, kích thước công trình, đảm bảo cho công trình hoạt động antoàn, phát huy tối đa tác dụng của công trình, mang lại hiệu quả cả về kinh tế và kỹthuật

Dựa vào lượng mưa thiết kế và yêu cầu nước của các loại cây trồng để đề xuấtphương án bố trí hệ thống tưới và thiết kế công trình cho phù hợp, vì vậy việc tínhtoán mưa tưới thiết kế có ảnh hưởng trực tiếp tới việc xác định quy mô, kích thướccông trình thủy lợi

2.1.2 Nội dung tính toán.

2.1.2.1 Chọn tần suất tính toán.

Là mức đảm bảo về an toàn đối với công trình và an toàn đối với chế độ cung cấpnước trong trường hợp xảy ra các hiện tượng thủy văn, khí tượng đặc biệt gây pháhoại lớn đến công trình

Tần suất thiết kế phụ thuộc vào: quy mô kích thước công trình, nhiệm vụ công trình,tiềm năng kinh tế của mỗi quốc gia đã được chuẩn hóa thành quy phạm

Theo TCXDVN 285-2002 chọn tần suất tình toán là P = 85%

2.1.2.3 Thời đoạn tính toán

Dựa vào điều kiện thời tiết, khí hậu và tập quán canh tác của khu vực và thời vụcủa các loại cây trồng trong khu vực ta chọn thời đoạn tính toán mưa cho các vụnhư sau:

a Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành:

Phương pháp này đựa trên việc phân tích ảnh hưởng của các nhân tố mặt đệm, lậpquan hệ giữa các nhân tố đó với các đặc trưng khí tượng thủy văn bằng các phươngtrình cân bằng nước hoặc các mô hình công thức thực nghiệm Việc xác định các hệ

số kinh nghiệm cho tính toán rất khó khăn dùng khi không có tài liệu

b Phương pháp dùng các trạm tương tự:

Phương pháp này dùng những trạm tham khảo có tính tương tự và đại diện cho khíhậu thủy văn khu vực thiết kế Trạm này phải đạt yêu cầu:

- Lưu vực tương tự và lưu vực nghiên cứu có diện tích xấp xỉ hoặc gầnbằng nhau

- Địa hình, địa mạo tương tự

- Cùng một vùng khí hậu, có điều kiện về hướng gió cũng như các nguyênnhân gây mưa giống nhau Tốt nhất là cùng lưu vực sông

Trên cơ sở tính được các thông số thống kê của trạm tham khảo X¯ , CV, CS ta sẽ

có các thông số thống kê của khu vực cần nghiên cứu

c Phương pháp thống kê xác suất:

Trên cơ sở lý thuyết thống kê xác suất, xem các đặc trưng thủy văn là các đại lượngngẫu nhiên, vẽ đường tần suất và xác định được trị số của các đặc trưng thủy vănứng với một tần suất thiết kế nào đó Điều kiện tiên quyết của phương pháp là phải

có liệt số liệu cần thiết đáng tin cậy để tính toán các đặc trưng thống kê

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

2.2.2 Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác suất.

Mẫu được chọn từ chuỗi tài liệu thực đo, để mẫu càng gần với tổng thể, mẫu phảiđảm bảo các tiêu chuẩn đó 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 cho tổng 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 nguyên nhânhình 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 trạm ĐạoTrù, với số liệu mưa ngày là 31 năm, liên tục từ năm 1961 đến năm 1991

Bước 2: Xây dựng đường tần suất

 Đường tần suất kinh nghiệm:

Đường tần suất kinh nghiệm là đường tần suất được xây dựng từ mẫu tài liệu thực

đo Là đường cong biểu thị quan hệ giữa tần suất P với giá trị Xi Để vẽ được đườngtần suất kinh nghiệm thì tài liệu mưa phải liên tục và nhiều hơn 20 năm

- Thống kê lượng mưa vụ hàng năm

- Sắp xếp số liệu lượng mưa vụ theo thứ tự giảm dần

- Tính tần suất kinh nghiệm: Tính tần suất xuất hiện của những trị số đãsắp xếp này Trong tính toán thủy văn thường sử dụng 3 công thức sau đểtính tần suất kinh nghiệm:

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

n: Số năm tính toán có trong liệt

P: Tần suất kinh nghiệm ứng với Xvụ iTrong 3 công thức trên thì công thức số vọng thường cho kết quả an toàn hơn, được

sử dụng tính cho dòng chảy lũ, mưa lũ Công thức số giữa thường tính cho dòngchảy năm, mưa năn Vì vậy trong đồ án này em sử dụng công thức số vọng (2-3) đểtính toán tần suất kinh nghiệm

Vẽ đường tần suất kinh nghiệm quan hệ Pi(%) ¿ Xi trên giấy Hazen

 Đường tần suất lý luận:

Có 3 phương pháp chính dùng để vẽ đường tần suất lý luận:

a Phương pháp Mômen:

Là phương pháp dựa hoàn toàn vào lý thuyết thống kê để tính ra đặc trưngthống kê

- Ưu điểm:

Phương pháp này tính toán nhanh, kết quả khách quan vì nó tính toán hoàn toàntheo lý thuyết, nên các thống kê phản ánh đúng quy luật.

- Nhược điểm:

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 ´x, Cv, Cs Phương pháp này chỉ phù hợp trường hợp có đầy đủ số

liệu Thực tế tính toán cho thấy rằng với tài liệu dài n≥50 đường tần suất lý luận vẽ theo

phương pháp mô men so với thực nghiệm khá phù hợp, nhưng với n ngắn thì độ sai khác giữa

2 đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm sẽ rất lớn

b.Phương pháp ba điểm:

Phương pháp này lấy sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận với đường tần suấtkinh nghiệm làm chuẩn mực, các thông số X, Cv, CS, được tính theo 3 điểm chotrước

- Ưu điểm: Tính toán nhanh chóng, đơn giản

- Nhược điểm:

+ Kết quả phụ thuộc vào chủ quan của người vẽ

+ Những điểm giữa 3 điểm này chưa chắc đã phù hợp

+ Khi có ít tài liệu thì không đủ khống chế các điểm đầu và cuối dẫn đếnkhông chính xác Vì vậy mà phương pháp này cần chuỗi tài liệu tương đốidài và Cv nhỏ

c Phương pháp thích hợp:

Là phương pháp cho rằng có thể thay đổi các đặc trưng thống kê trong chừng mực nhấtđịnh sao cho mô hình xác suất giả thiết thích hợp nhất với chuỗi số liệu thực đo

- Ưu điểm: Cho ta khái niệm trực quan dễ dàng nhận xét và xử lý đột biến

- Nhược điểm: việc đánh giá tính phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tầnsuất kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chủ quan của người vẽ

Qua quá trình phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, kết hợp với tài liệumưa ngày của trạm Đạo Trù, trong đồ án này em chọn vẽ đường tần suất lý luậntheo phương pháp thích hợp với mô hình phân phối xác suất Pearson III để tính toán

vì phương pháp này có thể lấy từ các điểm tần suất kinh nghiệm để kiểm nghiệmđường tần suất lý luận một cách nhanh chóng đơn giản hơn các phương pháp khác

+) Xây dựng đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp như sau:

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

vẽ đường tần suất kinh nghiệm

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

X là hệ số mô đuyn lượng mưa

- Giữ nguyên X¯ và Cv, chọn hệ số lệch Cs = mCv, thay đổi m cho đến khi đường

tần suất lý luận tương đối phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm

Các bước này đều được thực hiện trên phần mềm vẽ đường tần suất

- Chọn theo quan điểm phân phối bất lợi:

Đối với mưa tưới: Vào những thời kỳ cần nhiều nước thì mưa ít, vào những thời kỳcần ít nước như lúc chuẩn bị gặt lại mưa nhiều

+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

- Chọn theo quan điểm thường xuyên suất hiện:

Là dựa vào những trận mưa thường xuyên xuất hiện trong tài liệu quan trắc Chọntrong số các mô hình có Xvụ ¿ Xvụ P, một mô hình mà dạng phân phối của nó xuấthiện nhiều nhất

+Ưu điểm: Công trình đòi hỏi ít kinh phí, hiệu quả cao

+Nhược điểm: gặp những năm có thời tiết bất lợi thì công trình khó có thể đảm bảo được

- Phương pháp năm thực tế:

Chọn năm thực tế có phân phối xác xuất nằm gần năm ứng với tần suất thiết kế P

+Ưu điểm: Chọn nhanh tính toán đơn giản

+Nhược điểm: Do sự tuân theo quy luật tự nhiên nên năm thực tế đã xuất hiện rồithì sẽ không suất hiện nữa

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

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 mô hìnhmưa vụ điển hình Có hai phương pháp là:

- Phương pháp thu phóng cùng tỷ số: Là phương pháp sử dụng cùng 1 tỷ số để thu

phóng quá trình năm điển hình thành quá trình dòng chảy năm thiết kế Phương

pháp này đơn giản

- Phương pháp thu phóng cùng tần suất: Phương pháp này phù hợp cho trận mưa thiết 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 không được 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: K=

X P 85 %

X đh (2-3) Trong đó:

+) K: hệ số thu phóng

+) XP=85% : lượng mưa mô hình thiết kế ứng với tần suất P = 85% (mm)

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

Tính lượng mưa ngày của vụ thiết kế: Xitk= Xidh× K (mm) (2-4)

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

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

2.2.3 Tính toán mô hình mưa thiết kế.

2.2.3.1 Tính toán mô hình mưa thiết kế cho vụ chiêm ứng với tần suất 85%

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 từng

năm Sau đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần, rồi dùng công thức vọng số để tính toán xác định 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 1991) theo

Tính toán ta được CV = 0.56

+) Tính hệ số thiên lệch theo công thức Cs = mCv Giả thiết các giá trị của m sao

cho đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm ta được m=1,

CS = 0.57

Toàn bộ quá trình tính toán trên được thực hiện trên phần mềm vẽ đường tần suất FFC2008 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= 85% tra đường tần suất lý luận mưa vụ chiêm tại trạm Đạo

Trù ta có lượng mưa vụ ứng với P = 85% là X P85%= 144.41 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 năm 1985 là năm có mô hình mưa bất lợi cho vụ chiêm vì:

- Năm 1985 có giá trị lượng mưa gần với lượng mưa vụ chiêm thiết kế Xđh ¿

XP85%

- Sự phân bố mưa không đồng đều thể hiện: Trong thời kỳ cần nhiều nước như thời

kỳ làm ải thì mưa ít tháng 1 lượng mưa chỉ đạt 2.6 mm tháng 2 đạt 7.5 mm, nhưng

đến thời kỳ gần thu hoạch lại mưa nhiều, lượng mưa lớn nhất vào ngày 12/5 đạt

60.5 mm

d Thu phóng mô hình mưa vụ chiêm thiết kế

Vì lượng mưa điển hình khác lượng mưa thiết kế, do đó ta phải thu phóng lại mô

Xtki = Kp ¿ XđhiTrong đó: Xtki và Xđhi là lượng mưa ngày thứ i của mô hình thiết kế và mô hình điển hình

Kết quả tính toán mô hình mưa vụ chiêm thiết kế được thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Mô hình mưa vụ chiêm

- Đường tần suất kinh nghiệm:

Với các bước thực hiện như đã nêu trên, tính toán lượng mưa vụ mùa trong từng

năm Sau đó sắp xếp theo thứ tự giảm dần, rồi dùng công thức vọng số để tính toán xác định 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 1991) theo

+) Tính hệ số thiên lệch theo công thức Cs = m Cv , giả thiết các giá trị của m sao

cho đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm ta được m = 3

và

CS =1.14

Toàn bộ quá trình tính toán trên được thực hiện trên phần mềm vẽ đường tần suất FFC2008 của Cục Thủy Lợi 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= 85% tra đường tần suất lý luận mưa vụ mùa tại trạm Đạo

Trù ta có lượng mưa vụ ứng với P = 85% là X P85% = 690.22 mm

c Chọn mô hình mưa điển hình

Theo nguyên tắc chọn mô hình mưa điển hình, chọn năm có lượng mưa vụ mùa gầnbằng X P85%= 690.22 mm, có thể chọn một trong các năm:

Năm 1974 có Xđh = 786,2 mmNăm 1977 có Xđh = 671.5 mmNăm 1989 có Xđh = 739 mmTrong các năm trên ta chọn năm 1989 có Xđh = 739 mm là mưa vụ điển hình để thiết

kế mô hình mưa vụ mùa ứng với tần suất P=85% vì:

Năm 1989 có lượng mưa gần với lượng mưa thiết kế Xđh=739 mm ¿ XP85%=690.22 mm

Sự phân phối rất không đồng đều được thể hiện có những ngày lượng mưa lớn vàtập trung như ngày 11/6 lượng mưa đạt 150 mm, lượng mưa nhỏ nhất chỉ 5 mm

d Thu phóng mô hình mưa vụ mùa thiết kế.

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

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

Bảng 2.4: Mô hình mưa vụ mùa

Ngày VINăm điển hình ( 1989 )VII VIII IX VI Năm thiết kếVII VIII IX

- 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 toánxác định 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 1991) theo công thức:

b Xác định lượng mưa vụ đông thiết kế

Với tần suất thiết kế P= 85% tra đường tần suất lý luận mưa vụ đông tại trạm ĐạoTrù ta có lượng mưa vụ ứng với P = 85% là X P85% = 33.89 mm

c Chọn mô hình mưa điển hình

Căn cứ vào phương pháp chọn năm điển hình theo quan điểm phân phối bất lợi tachọn được năm 1975 là năm có mô hình mưa bất lợi nhất cho vụ đông vì:

- Năm 1975 có giá trị lượng mưa gần với lượng mưa thiết kế Xđh = 50.3 mm

- Lượng mưa phân bố nhỏ và không đều, lượng mưa lớn nhất vào ngày 12/12 đạt20.7 mm nhưng những ngày tiếp theo đó lượng mưa rất ít và hầu như không cómưa

Vậy chọn vụ chiêm năm 1975 có Xđh = 50.3 (mm) là mưa vụ điển hình để thiết kế

mô hình mưa vụ chiêm ứng với tần suất P85%= 33.89 mm

d Thu phóng mô hình mưa vụ đông thiết kế.

Xtki = Kp ¿ Xđhi

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

345678910

141516171819

212223242526

28293031

2.2.3.4 Tính toán mưa 1 ngày max của khu vực.

+) Mục đích: Tính toán mưa 1 ngày max nhằm xác định được lượng mưa 1 ngàylớn nhất đến lưu vực, để tính toán dòng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế Từ đó sẽtính toán xác định được lưu lượng lũ, tổng lượng lũ, cũng như đường quá trình lũ

đến mà ta sẽ xác định được quy mô, kích thước công trình phòng lũ, đảm bảo antoàn cho công trình vùng hạ du

+) Nội dung tính toán:

- Vẽ đường tần suất lý luận

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

Từ tài liệu thực đo chuỗi số mưa 1 ngày max trạm Đạo Trù, ta chọn mỗi năm 1 giátrị mưa ngày lớn nhất để tập hợp vẽ thành đường tần suất theo phương pháp thíchhợp

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

Tra đường tần suất lý luận ta xác định được lượng mưa 1 ngày max ứng với tầnsuất thiết kế: X P2% = 309.38 (mm)

2.3 Tính toán lượng bốc hơi mặt hồ.

2.3.1 Mục đích, ý nghĩa.

a Mục đích:

Bốc hơi là sự tổn thất nước trong quá trình cung cấp nước và hình thành dòng chảy.Mục đích tính toán bốc hơi là tìm ra quá trình chênh lệch giữa bốc hơi mặt nước vàbốc hơi lưu vực trung bình của các tháng trong năm trung bình nhằm tính toán tổnthất của hồ trong quá trình tính toán điều tiết hồ hợp lý

b 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 đủ nước cho

cây trồng, đồng thời tính toán điều tiết hồ hợp lý, tận dụng được lượng nước đến,

tính toán lượng bốc hơi chênh lệch khi có hồ ảnh hưởng tới quy mô cũng như kích

thước của hồ chứa

2.3.2 Bốc hơi mặt nước Z n

Trên bề mặt lưu vực có các loại bốc hơi:

+ Bốc hơi mặt đất Zđ.

+ Bốc hơi mặt nước Zn

+ Bốc hơi qua lá của thảm phủ thực vật Z1

Khi xây dựng hồ chứa, phần diện tích mặt hồ bị ngập nước có thêm sự tổn

thất nước do chênh lệch giữa bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực Chênh lệch bốc hơi được tính bằng: Zo Zno  Zlvo

Trong đó:+Z và no Z là bốc hơi mặt nước và lưu vực hồ trung bình nhiều năm lvo

+Z và no Z ứng với thời đoạn 1 năm lvo

Lượng bốc hơi mặt nước được phân phối như sau: Đơn vị: mm

Tính bốc hơi bình quân lưu vực

Lượng bốc hơi bình quân lưu vực trong thời gian nhiều năm được tính từ phương

trình

Zlv0 = X0-Y0 Trong đó:

+ X0: Lượng mưa năm trung bình nhiều năm của lưu vực.X0 = 1678 mm + Y0: Lượng dòng chảy năm bình quân nhiều năm của lưu vực

+ Zlv: Là lượng bốc hơi lưu vực (mm)

1

0

1 1

1

n n

X Z

+ Z0 là lượng bốc hơi chênh lệch khi có hồ, Z0 = 378.28 mm

+ Z0 là tổng lượng bốc hơi trung bình tháng nhiều năm Z0 = 1132.4 mm

K =

ΔZZ0

∑Z n 0 =

378 281132.4=0 334+ Xác định phân phối bốc hơi chênh lệch khi có hồ chứa:

Zi = Zi × KTrong đó:

+ Zi là lượng bốc hơi chênh lệch tháng thứ i.

c Nội dung tính toán

- Tính toán lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất: Qmax

- Tính toán tổng lượng lũ lớn nhất: Wmax

- Tính toán quá trình lũ thiết kế (Q ~ t)lũ TK

2.4.2 Phương pháp và kết quả tính toán.

Do lưu vực không có tài liệu quan trắc thủy văn nên lưu lượng đỉnh lũ thiết kếphải tính theo công thức Trong thực tế có rất nhiều dạng công thức tính toán đỉnh

lũ thiết kế, dưới đây là một số công thức hay dùng

+ Tính theo công thức triết giảm:



Được xây dựng trên cơ sở tổng hợp từ tài liệu thực đo, công thức có dạng:

Q max P=q100×(100F )n×λ P×F× δ

QmaxP - lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P% (m3/s)

q100 - mô đuyn đỉnh lũ ứng với tần suất P = 10% quy toán về diện tích lưu vựcthống nhất 100 km2 lấy trên bản đồ q100 10%

n - hệ số triết giảm mô đuyn đỉnh lũ, lấy theo bản đồ phân khu

p - hệ số đổi tần suất theo bảng khi p  10%

F - diện tích lưu vực

Thường sử dụng đối với lưa vực lớn, còn với lưu vực nhỏ thì kém chính xác

+ Tính theo công thức cường độ giới hạn:

CT: Qmax p= Ap× ϕ×HP× F×δ1

HP - lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế P%

Ap - mô đuyn đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện δ1 = 1 Lấy Aptrong bảng 4-6, QPTL C677, tuỳ thuộc vào đặc trưng địa mạo thuỷ văn của lòngsông Фs và thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τd

φ - hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng 4-2 QPTL C677, tuỳ thuộc vào loại đất

cấu tạo nên lưu vực, lượng mưa thiết kế HP, và diện tích lưu vực F

c - hệ số phụ thuộc vào lớp dòng chảy lũ

Công thức này đảm bảo độ chính xác tương đối cao, đơn giản nên dễ sử

dụng

+ Tính theo công thức Alecxâyep:

Đây là công thức tính lũ cho các lưu vực nhỏ và vừa, được ứng dụng

rộng rãi trong thực tế và được trình bày trong nhiều tài liệu Công thức có

dạng như sau:

+ Ψt - tung độ đường cong triết giảm mưa.

+ φ - hệ số sét đến tính điều tiết của lưu vực

Công thức này chỉ là dạng khác của công thức cường độ giới hạn

+ Tính theo công thức Đ.L Xô-cô-lôp-sky:

- Lưu lượng đỉnh lũ tính theo công thức:

Q max P=0 278×α×(H TP−H0)

T L F f δ1 δ2 δ3+Q ng

Trong đó: + α: Hệ số dòng chảy lũ, theo bảng 4-2, QPTL - C677

+ HTP : Lượng mưa lớn nhất trong thời gian tính toán T (s)

tương ứng với tần suất thiết kế P%

+ H0: Lớp tổn thất ban đầu

+ TL:Thời gian lũ lên

+ δ1 : Hệ số triết giảm đỉnh do ảnh hưởng điều tiết của ao, hồ,đầm lầy trên lưu vực

+ δ2 : Hệ số triết giảm đỉnh do ảnh hưởng điều tiết của lớp

phủ thực vật

+ δ3 : Hệ số triết giảm đỉnh do ảnh hưởng điều tiết của lòng

sông

+ Qng : Lưu lượng nước ngầm trước khi có lũ

+ f: Hệ số hình dạng lũ, đại lượng không thứ nguyên

+ F: Diện tích lưu vực (km2)

+Qmax P : Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế

- Công thức được diễn toán trên cơ sở chặt chẽ rõ ràng, xét được cả tổnglượng, quá trình lũ, xét đến các nhân tố ảnh hưởng tới tính điều tiết lũ của

lưu vực Thường được áp dụng cho lưu vực lớn hoặc vừa, ít áp dụng cholưu vực nhỏ.

Diên tích lưu vực hồ Vĩnh Thành là 19 km2, nhỏ hơn 100 km2 (theoQPTL C677), thuộc lưu vực nhỏ nên chọn công thức cường độ giới hạn

để tính toán Công thức này đảm bảo độ chính xác tương đối cao, đơn giảnnên dễ sử dụng

+ Xác định lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế Hp:

- Từ tài liệu quan trắc lượng mưa ngày trạm khí tượng Đạo Trù thống kêđược lượng mưa một ngày lớn nhất của các năm

- Dùng phần mềm TSTV 2002 - Đặng Duy Hiển vẽ đường tần suất lý luận

Lưu vực hồ Vĩnh Thành có diện tích bằng 19 km2, nên thuộc công trình cấp

V, có tần suất thiết kế Ptk = 2%, tra trên đường tần suất lý luận được lượngmưa ngày cần tìm:

Hp = Xp=2% = 309.38 (mm/ngày)

+)Tính toán mô đuyn dòng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế (Ap):

Thời gian d xác định theo bảng 4-3, QPTL C677, tuỳ thuộc vào hệ số địamạo thủy văn của sườn dốc Фd và vùng mưa IV (bảng 4-8, QPTL C677)

Фd được xác định theo công thức sau:

Φ d= (1000 bC)0,6

m d J d0,3.(ϕ H P)0,4 Trong đó: + bC : Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực, được xác định

theo công thức:

b C= F 1.8×( L+∑L ) (km )

+ (L + L) - chiều dài sông chính và sông nhánh trên lưu

vực (km):

L + L = 4.6+ 10 = 14.6 (km)

+ F: Diện tích lưu vực; F = 19 (km2)

Thay số ta được: b C=

191.8×14 6=0 72 (km).

+ md : Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc, phụ thuộc vào bề

mặt sườn lưu vực, lấy theo bảng 4-4, QPTL C677, bề mặt lưu vực có cỏ

mọc trung bình, nhà cửa không quá 20% được: md = 0.1

Jd - độ dốc của sườn, tính theo 000 ; dốc lưu vực Jd =613 000

Hp = 309.38 (mm/ngày),  = 0.7

Thay vào ta được: φ d=

(1000×0 72 )0.60.1×6130.3×(0.7×309.38)0.4=8 79Với kết quả trên theo QPTL C677 thấy khu vực hồ Vĩnh Thành thuộc

vùng mưa IV, kết hợp với Фd = 8.79 , tra bảng 4-3, QPTL C677, ta được

thời gian tập trung nước trên sườn dốc là: d = 71.11 (phút)

Công thức:

Φ S=1000 L

m J1/3 F1/4.( ϕ H P)1 /4Trong đó: + m: Thông số tập trung nước trong sông, phụ thuộc vào

tình hình sông suối của khu vực, lấy theo bảng 4-5, QPTL C677 với sông

miền núi ta lấy m = 7

+ L - chiều dài suối chính: L = 4.6 (km)

Thay vào được:

φs= 1000×4.6 7×651/3×(0.7×309.38)1 /4= 42.6

Với d = 71.11 (phút) và ФS = 42.6 tra bảng 4-6 QP TL C677, được mô

đuyn đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P = 2% là Ap = 0.059

WmaxP = 4.115×106 (m3)

Q (m3/s) QmaxP = 234.54 (m3/s)

Thay Ap; ;Hp; F; và 1 vào công thức (2.17) được lưu lượng lũ ứng

với tần suất thiết kế là: QmaxP = 0.057× 0.7× 309.38×19× 1 = 234.54 (m3/s)

Tổng lượng lũ thiết kế được tính theo lượng mưa ngày lớn nhất, với :