Thiết kế qui hoạch hệ thống tưới hồ phước trung

Vận tốc gió trung bình các tháng trong năm Để phục vụ tính toán vận tốc gió lớn nhất thiết kế trong xây dựng công trình, với số liệu vận tốc gió lớn nhất theo 8 hướng chính đã quan trắc

LỜI CÁM ƠN!

Trải qua thời gian thực tập và làm đồ án tốt nghiệp, nhờ sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Hoàng và các thầy cô trong trường, đến nay em đã hoàn thành những nhiệm vụ đã đặt ra với đề tài “Thiết kế Quy hoạch

hệ thống tưới hồ Phước Trung, xã Phước Trung, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận”.

Trong quá trình làm đồ án, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân còn có sự trao đổi giúp đỡ của các bạn trong lớp Vì thời gian có hạn mà nội dung cần giải quyết tương đối nhiều, được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn em đã giải quyết những vấn đề cơ bản và tương đối hoàn chỉnh.

Trong thời gian làm đồ án đã giúp em cũng cố lại kiến thức được học trong 5 năm học và rèn luyện tại trường Đại học Thủy Lợi Vì kiến thức còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất momg nhận được sự đóng góp của thầy cô, bạn bè để em có thể hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn nhà trường, khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, bộ môn Thủy Nông, và các thầy cô giáo đã tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án này Trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, mong các thầy cô giáo trong

bộ môn chỉ bảo, góp ý kiến để em cũng cố thêm kiến thức của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!

Ninh Thuận, ngày 15 tháng 4 năm 2010

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

LỜI MỞ ĐẦU 6

BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH TỈNH NINH THUẬN 7

BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH HUYỆN BÁC ÁI 8

PHẦN THỨ NHẤT: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC Chương 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH THẾ - XÃ HỘI 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG 1.1.1 Vị trí địa lý 9

1.1.2 Đặc điểm địa hình 9

1.1.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 10

1.1.4 Đặc điểm thủy văn sông ngòi 14

1.1.5 Đặc điểm thổ nhưỡng đất đai 14

1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ CÁC YÊU CẦU PHÁT TRIỂN CỦA KHU VỰC 1.2.1 Tình hình dân sinh 16

1.2.2 Tình hình kinh tế 17

1.2.3 Các yêu cầu phát triển kinh tế của khu vực 18

1.3 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ NHIỆM VỤ QUI HOẠCH THỦY LỢI CHO KHU DỰ ÁN 1.3.1 Hiện trạng thủy lợi 19

1.3.2 Nhiệm vụ qui hoạch thủy lợi cho khu dự án 20

PHẦN THỨ HAI: NỘI DUNG TÍNH TOÁN Chương 2: TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN KHU VỰC 2.1 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG CỦA KHU VỰC 2.1.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 21

2.1.2 Chọn trạm, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán 21

2.1.3 Tính toán mô hình mưa vụ thiết kế 22

2.1.4 Tính toán bốc hơi và bốc hơi phụ thêm khi có hồ 32

2.1.5 Xác định các đặc trưng khí tượng khác (nhiệt độ, độ ẩm, nắng, gió …) 34

2.2 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THỦY VĂN CỦA KHU VỰC 2.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán 34

2.2.2 Tính toán dòng chảy năm thiết kế 35

2.2.3 Tính toán dòng chảy lũ thiết kế 40

2.2.4 Tính toán dòng chảy bùn cát 45

Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH THỦY LỢI VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC 3.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH THỦY LỢI 3.1.1 Mục đích, ý nghĩa 48

3.1.2 Nội dung nghiên cứu đề xuất phương án qui hoạch thủy lợi 48

3.2 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 3.2.1 Mục đích, ý nghĩa 48

3.2.2 Lựa chọn hình thức lấy nước và vị trí công trình đầu mối 49

3.2.3 Phương án công trình đầu mối 49

3.3 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN HỆ THỐNG KÊNH VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH 3.3.1 Nghiên cứu đề xuất phương án hệ thống kênh 50

3.3.2 Nghiên cứu đề xuất phương án các công trình trên kênh 53

3.4 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 3.4.1 Nhà quản lý 60

3.4.2 Công trường 60

3.4.3 Đường quản lý 60

Chương 4: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH NHU CẦU DÙNG NƯỚC CỦA HỆ THỐNG 4.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NỘI DUNG TÍNH TOÁN 4.1.1 Mục đích, ý nghĩa 61

4.1.2 Nội dung tính toán 61

4.1.3 Phương pháp tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng 61

4.2 TÍNH TOÁN LƯỢNG BỐC HƠI MẶT RUỘNG 4.2.1 Mục đích, ý nghĩa 63

4.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến bốc hơi mặt ruộng 63

4.2.3 Các phương pháp tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng 63

4.2.4 Tính toán lượng bốc hơi nước mặt ruộng 66

4.3 BỐ TRÍ CƠ CẤU CÂY TRỒNG 4.3.1 Mục đích, ý nghĩa 69

4.3.2 Các chỉ tiêu cơ lý đất 69

4.3.3 Cơ cấu và thời vụ cây trồng 69

4.4 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO CÁC LOẠI CÂY TRỒNG, CHẾ ĐỘ TƯỚI CỦA HỆ THỐNG 4.4.1 Hình thức canh tác, cơ sở và phương pháp tính toán, các tài liệu tính toán 70

4.4.2 Tính toán chế độ tưới cho cây Mía 73

4.4.3 Tính toán chế độ tưới cho cây Bông vụ khô 81

4.4.4 Tính toán chế độ tưới cho cây Thuốc lá vụ mùa 86

4.4.5 Tính toán chế độ tưới cho hệ thống 89

4.5 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH NHU CẦU DÙNG NƯỚC CỦA HỆ THỐNG 4.5.1 Mục đích, ý nghĩa 95

4.5.2 Các tài liệu liên quan dùng trong tính toán 95

4.5.3 Tính toán lưu lượng thiết kế 95

Chương 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG 5.1 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC 5.1.1 Mục đích, ý nghĩa 102

5.1.2 Nhu cầu nước của nông nghiệp 102

5.1.3 Nhu cầu nước của chăn nuôi 103

5.1.4 Nhu cầu nước của sinh hoạt 104

5.1.5 Nhu cầu nước của hệ thống 104

5.1.6 Tính toán cân bằng nước của hệ thống 105

5.2 ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA 5.2.1 Mục đích, ý nghĩa 106

5.2.2 Nguyên lý tính toán điếu tiết hồ 106

5.2.3 Xác định các đặc trưng địa hình hồ chứa 107

5.2.4 Xác định mực nước chết và dung tích chết 108

5.2.5 Các tài liệu liên quan đến tính toán điếu tiết hồ 109

5.2.6 Tính toán điều tiết hồ chứa năm bằng phương pháp lập bảng 110

5.2.7 Tính toán mực nước dâng bình thường 112

5.3 THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC DƯỚI ĐẬP ĐẤT 5.3.1 Những vấn đề chung 113

5.3.2 Thiết kế kênh hạ lưu 119

5.3.3 Tính khẩu diện cống 120

5.3.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 124

5.3.5 Chọn cấu tạo cống 128

5.3.5 Tính toán kết cấu cống 130

5.4 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CỐNG 135

Chương 6: XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA DỰ ÁN 6.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC TÍNH TOÁN KINH TẾ 137 6.2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

6.2.1 Nội dung tính toán 137

6.2.2 Phương pháp tính toán 137

6.3 TÍNH TOÁN CHI PHÍ CHO DỰ ÁN 138

6.3.1 Tính tổng mức đầu tư ban đầu của dự án 138

6.3.2 Chi phí quản lý vận hành 138

6.4 THU NHẬP THUẦN TÚY CỦA DỰ ÁN 139

6.5 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU HIỆU QUẢ KINH TẾ 6.5.1 Chỉ tiêu giá trị thu nhập ròng hiện tại – Net present Value (NPV) 139

6.5.2 Hệ số nội hoàn – Internal Rate of Return (IRR) 140

6.5.3 Tỷ số thu nhập với chi phí B/C – Benefit Cost Ratio ( BCR) 141

6.6 THỜI GIAN HOÀN VỐN CỦA DỰ ÁN 141

6.7 XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CẢM CỦA DỰ ÁN 142

6.8 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 6.8.1 Hiện trạng môi trường trước khi có dự án 143

6.8.2 Ảnh hưởng của môi trường khi có dự án 143

6.8.3 Diễn biến của môi trường 144

6.8.3 Biện pháp khắc phục 145

PHẦN THỨ BA: KẾT LUẬN 146

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 147

LỜI MỞ ĐẦU

Dự án đầu tư hồ chứa nước Phước Trung là 1 trong 5 tiểu dự án của dự án Hệ thống thủy lợi vừa và nhỏ tỉnh Ninh Thuận Dự án này được đầu tư bằng nguồn vốn tài trợ bởi cơ quan phát triển Pháp (AFD) và vốn ngân sách Tỉnh.

Hồ chứa nước Phước Trung thuộc xã Phước Trung, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận có mặt thoáng khoảng 0,449 km 2 , với dung tích khoảng 2,133 triệu m 3 , được hình thành bởi đập chính bằng đất dài 1.500m, với mực nước dâng bình thường +88.80m tham gia vào công trình đầu mối còn có đập tràn rộng 50m, cống lấy nước

và kênh dẫn nước Khu hưởng lợi của công trình có diện tích canh tác khoảng 270 ha của xã Phước Trung Đây là vùng đất tương đối màu mỡ đã được canh tác trồng cây lương thực từ bao đời nay, nhưng việc tưới nước hoàn toàn trông chờ vào đập dâng Nha Húi trên suối Ngang phụ thuộc rất nhiều vào tự nhiên, còn mưa còn nước, hết mưa hết nước Chính vì vậy, đời sống người dân tại đây phần lớn là nghèo nàn, sản xuất nông nghiệp gặp nhiều rủi ro

Được Trung ương chấp thuận tạo nguồn vốn từ vốn vay AFD Pháp để xây dựng hồ chứa nước Phước Trung, Ban quản lý dự án ngành Cơ sở Hạ tầng nông thôn tỉnh Ninh Thuận đã ký kết hợp đồng kinh tế với Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Bình Thuận lập Báo cáo nghiên cứu khả thi công trình này Đến nay Tỉnh đã phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi công trình này và triển khai bước tiếp theo là Thiết

kế kỹ thuật thi công để sớm đưa công trình vào thi công, nhanh có nước cung cấp đủ nhu cầu cho nông nghiệp, và phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng cho năng suất cao, từng bước cải thiện đời sống nhân dân trong khu vực.

Được giao đồ án tốt nghiệp với tên đề tài “Thiết kế qui hoạch hệ thống tưới

hồ Phước Trung” Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Hoàng, đã

nghiên cứu và đưa ra một số biện pháp thiết kế qui hoạch hệ thống tưới, nội dung gồm 3 phần:

- Phần 1: Tình hình chung của khu vực

+ Chương 1: Điều kiện tự nhiên – kinh tế – Xã hội.

- Phần 2: Nội dung tính toán Gồm 5 chương

+ Chương 2: Tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn của khu vực.

+ Chương 3: Nghiên cứu, đề xuất phương án quy hoạch thủy lợi và bố trí

hệ thống công trình cho khu vực.

+ Chương 4: Tính toán xác định nhu cầu dùng nước của hệ thống.

+ Chương 5: Thiết kế hệ thống công trình và tính toán khối lượng.

+ Chương 6: Xác định hiệu quả kinh tế của dự án.

- Phần 3: Kết luận.

KHU VỰC

HỒ CHỨA

PHƯỚC TRUNG

KHU VỰC

HỒ CHỨA

PHƯỚC TRUNG

KHU VỰC

HỒ CHỨA PHƯỚC TRUNG

KHU VỰC

HỒ CHỨA PHƯỚC TRUNG

PHẦN THỨ NHẤT

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC

Chương 1

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ – XÃ HỘI

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỆ THỐNG

1.1.1 Vị trí địa lý

Hồ chứa nước Phước Trung dự kiến xây dựng trên suối Ngang, thuộc xã Phước Trung, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận Khu hưởng lợi nằm gọn trong xã Phước Trung với diện tích khoảng 270 ha, ở độ cao 40 ÷ 80m so với mặt nước biển Nằm cách thị xã Phan Rang Tháp Chàm khoảng 28 km về phía Tây – Tây Bắc

Hồ chứa nước Phước Trung dự kiến xây dựng có toạ độ là 108°55’ độ kinh Đông và 11°42’ độ vĩ Bắc, thuộc vùng trước các dãy núi cao Sô Ngang, tuyến đập đất chạy theo hướng Đông Tây, cắt ngang dòng Suối Ngang để lấy nước cung cấp cho vùng đất canh tác của đồng ruộng Chà Dum và nước sinh họat cho nhân dân trong vùng

Dạng địa hình thung lũng – tích tụ bao gồm phần thung lũng giữa núi, các thềm sông suối và bãi bồi, dạng địa hình này phát triển theo hướng kéo dài từ Đông Bắc

xuống Tây Nam, với đặc trung là chiều rộng hẹp, bề mặt tương đối bằng phẳng Cao

độ thay đổi từ 70 ÷ 90m

Lớp phủ thực vật của vùng thay đổi rõ rệt theo độ cao Trên núi cao, lớp phủ thực vật còn khá phong phú, càng xuống thấp lớp phủ càng thưa dần Vùng thấp, nhiều chỗ đã bị khia thác triệt để, có chỗ đã trơ sỏi đá Nói chung, thảm phủ thực vật nghèo nàn và mỏng làm cho khả năng giữ nước của lưu vực càng kém đi

Với đặc trưng dạng địa hình tại khu vực nghiên cứu cho thấy có thể hình thành một hồ chứa có dung tích lớn hơn 2 triệu m3 Mặt cát ngang lòng hồ có dạng chữ V mặt bằng thi công tương đối thuận lợi

1.1.2.2 Khu tưới

Khu tưới nằm dọc hai bên bờ suối Ngang và đường liên xã Đồng Mé – Phước Trung Hiện bên bờ tả khu tưới đã được canh tác bằng nguồn nước đập Nha Húi Địa hình có hướng dốc chính từ Bắc xuống Nam và đạng dốc phụ từ Đông sang Tây Tuy nhiên trong khu tưới địa hình có dạng bát úp nên diện tích tưới nhỏ hơn nhiều so với diện tích tự nhiên

Khu vực phía bên kia đường liên xã trước kia là khu rừng thưa, bụi rậm hiện nay người dân đã bắt đầu khai hoang Địa hình khu vực này bị chia cắt khá lớn bỏi các

tụ thủy và cũng có dạng bát úp

1.1.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng

1.1.3.1 Tình hình lưới trạm và tài liệu quan trắc

Trong khu vực nghiên cứu có các trạm đo đạc các yếu tố khí tượng thủy văn

nghiệt Lượng mưa năm trung bình nhiều năm lưu vực vào khoảng 900mm, biến trình mưa hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô

Mùa khô gồm 9 tháng, bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 8 năm sau

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 kết thúc vào tháng 11, chỉ tồn tại 3 tháng nhưng lượng mưa chiếm 54% lượng mưa năm

Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu được thiên nhiên ưu đãi có lượng bức xạ hàng năm lên đến 150 ÷ 170 Lcal/cm2, là môi trường tốt cho sinh trưởng phát triển của vật nuôi và cây trồng nhiệt đới

a) Nhiệt độ không khí

Lưu vực nghiên cứu được thừa hưởng chế độ bức xạ mặt trời nhiệt đới có cân bức xạ trong năm luôn luôn dương và ít biến động, mang tính nhiệt đới rõ rệt Chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ tháng nóng nhất và nhiệt độ tháng nhỏ nhất từ 5 ÷ 6°C Nhiệt độ trung bình ngày hầu như vượt trên 25°C trừ một số ngày chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới Bảng phân bố nhiệt độ trung bình nhiều năm (°C) trình bày ở Bảng 1-2.

Bảng 1-2 Phân phối các đặc trưng nhiệt độ không khí

ẩm thấp nhất xấp xỉ 75% do kết quả của hiệu ứng Fơn Từ tháng 9 đến tháng 10 độ ẩm tăng nhanh và giảm dần từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Độ ẩm không khí tương đối

trung bình và độ ẩm tương đối thấp nhất ghi ở trong Bảng 1-3.

Bảng 1-3 Phân phối các đặc trưng độ ẩm tương đối

Bảng 1-4 Phân phối số giờ nắng trong năm

Giờ nắng 266 271 312 268 247 183 242 206 198 183 191 222 2789

d) Gió

Vùng dự án chịu ảnh hưởng chế độ gió mùa gồm hai mùa gió chính trong năm là gió mùa đông và gió mùa hạ Vận tốc gió trung bình hàng tháng dao động từ 2 ÷ 3 m/s,

biến trình vận tốc gió trung bình nhiều năm trong năm ghi ở trong Bảng 1-5.

Bảng 1-5 Vận tốc gió trung bình các tháng trong năm

Để phục vụ tính toán vận tốc gió lớn nhất thiết kế trong xây dựng công trình, với số liệu vận tốc gió lớn nhất theo 8 hướng chính đã quan trắc tại 2 trạm Nha Hố và Phan Rang tiến hành xây dựng đường tần suất vận tốc gió (Vmax) kết quả được ghi ở

Bảng 1-7 Phân phối lượng bốc hơi trong năm

Zpiche (mm) 151,1 151,4 183,5 156,4 134,1 134,6 161,2 181,6 97,6 78,3 93,9 133,2 1.656

f) Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực

Lượng mưa phân bố theo không gian lớn dần từ Đông sang Tây, từ Nam đến Bắc

Đối với lưu vực Phước Trung trong phạm vi đồ án này, lượng mưa trung bình nhiều năm lấy theo trạm khí tượng thủy văn Nha Hố,

Kết quả tính toán được trình bày ở trong Bảng 1-8.

Bảng 1-8 Biểu lượng mưa năm trạm Nha Hố (1978 ÷ 2004)

3

Xtb 2,6 1,6 11,4 21,9 78,7 74,4 74,9 59,6 144,4 159,9 150,1 62,7 842,3

g) Lượng mưa gây lũ

Lượng mưa lớn nhất xảy ra chủ yếu là do ảnh hưởng của bão, dãi hội tụ nhiệt đới hoặc do gió mùa Đông Bắc kết hợp với địa hình gây nên Thống kê tài liệu quan trắc lượng mưa một ngày lớn nhất đã đo được trong một số năm gần đây tại các trạm

mưa trong khu vực tỉnh Ninh Thuận thể hiện Bảng 1-9.

Bảng 1-9 Thống kê một số trận mưa lớn trong vùng

Trạm Phan Rang Ba tháp Tân Mỹ Nha Hố Khánh Sơn Cam Ranh

X1 ngày (mm) > 215 288,4 235 323,2 360 470

1.1.4 Đặc điểm thủy văn sông ngòi

1.1.4.1 Đặc trưng thủy lý địa hình lưu vực

Có tất cả 2 lưu vực liên quan đến tính toán xây dựng công trình là:

- Lưu vực hồ Phước Trung: Đây là lưu vực chính hứng nước tạo nguồn hình thành hồ chứa Dòng chính của lưu vực là suối Ngang và đập dâng chính của hồ chứa

dự kiến chắn ngang suối này

- Lưu vực đập Ô Căm: Nằm trên nhánh suối Choro thượng nguồn lưu vực suối Ngang Nguồn nước của lưu vực này sẽ được chuyển một lượng nhất định về suối Ngang bổ sung cho hồ chứa Phước Trung

Đặc trưng thủy lý các lưu vực tính đến vị trí tính toán xác định trên bản đồ tỷ lệ

1/25.000 được thể hiện trong Bảng 1-10.

Bảng 1-10 Đặc trung thủy lý của các lưu vực trong vùng

1.1.4.2 Chế độ dòng chảy

Chế độ dòng chảy của lưu vực suối Ngang biến động lớn, phân bố không đều trong năm Mùa khô lượng nước rất nhỏ, từ tháng 1 đến tháng 4 hầu như không có nước Mùa mưa dòng chảy cũng không thường xuyên, hết mưa thì lòng suối hết nước Cũng như mừa mưa, mùa lũ đến chậm, bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc tháng 12, song không ổn định theo các năm

Chế độ lũ thường là lũ đơn, đỉnh nhọn, cường suất lũ lên lớn, thường tập trung dòng chảy ngắn, kết thúc nhanh

1.1.5 Đặc điểm thổ nhưỡng đất đai

1.1.5.1 Điều kiện thổ nhưỡng

Đất trong khu tưới chủ yếu là loại đất feralit phát triển trên đá granit, thành phần cơ giới là đất cát pha thịt nhẹ, tầng canh tác dày hơn 100cm Độ dốc từ 0° ÷ 8°

phù hợp với các loại cây trồng như mía, bông …

1.1.5.2 Đặc điểm địa chất

Trong khu vực nghiên cứu có mặt các đá cổ và trầm tích đệ tứ

Các đá cổ là các thành tạo Macma, thành phần trung tính đến các acid bao gồm: granit, granodionit … Thành phần khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh, fenspat, mica và một số ít khoáng vật phụ khác

Các trầm tích đệ tứ là sản phẩm của các quá trình phong hóa đá gốc dưới dạng tổng hợp của các tác nhân phong hóa, các quá trình bào mòn xâm thực, vận chuyển và tích tụ

1.1.5.3 Đặc điểm địa chất thủy văn

Nước dưới đất rất nghèo, các đá gốc và phần lớn lớp vỏ phong hóa đều không

có khả năng chứa nước

Nước chỉ tồn tại trong các lớp cát cuội sỏi, á cát bồi tích với trữ lượng rất nhỏ Nguồn cung cấp cho nước dưới đất là nước mưa

1.1.5.4 Đánh giá điều kiện địa chất công trình lòng hồ

Qua tài liệu khảo sát có thể kết luận vùng hồ Phước Trung không có khả năng thấm nước vì: bờ hồ và đáy hồ đều cấu tạo bởi các đá Macma xâm nhập bền vững ít thấm nước Khả năng thấm mất nước qua các thung lũng bên cạnh cũng như xuống đáy hồ là rất hạn chế

Về khả năng sạt lở bờ hồ: do cấu tạo địa chất tốt và độ rổng không lớn, lòng hồ nhỏ, độ dài truyền sóng không quá 2km, sẽ không có sạt lở quan trọng xảy ra

Nguồn vật liệu trực tiếp bồi lắng lòng hồ là từ suối Ngang vẫn đang trong thời

kỳ xâm thực mạnh, nhưng dưới lòng hồ hầu hết là nền đá gốc cứng chắc nên độ bồi lắng xảy ra chậm

1.1.5.5 Đánh giá điều kiện địa chất công trình vùng tuyến đầu mối

Tuyến đập đất có chiều dài khoảng hơn 800m Nền và vai đập là đá gốc Macma cứng chắc, đá có khả năng chịu tải cao, đảm bảo ổn định về mặt kháng trượt cho nền đập và khả năng chống thấm tốt Lớp phủ trên toàn tuyến nhìn chung mỏng (< 5m) Khi thiết kế thi công cũng cần giải quyết tốt vấn đề tiếp xúc của đập với nền đá

Tuyến đập tràn nằm trên nền đá granit phong hóa từ mạnh đến vừa Mức độ thấm nước vào loại nhỏ, nền tràn chịu tải tốt

Tuyến cống ở đầu mối cũng nằm trên nền đá gốc ít nứt nẻ, khà năng chịu tải và chống thấm tốt Nhìn chung việc xử lý địa chất khu vực các công trình đầu mối không phức tạp

1.1.5.6 Đánh giá điều kiện địa chất vùng tưới

Đất đai của khu vực tưới hồ Phước Trung tương đối bạc màu, nghèo dinh dưỡng Qua tài liệu khảo sát, phân bố trên bề mặt hầu như toàn vùng tưới với bề dày

từ 0,5 đến 1,0 m là: Á sét nặng ÷ Á sét nhẹ, màu xám lơ đen ÷ xám nâu, trạng thái nửa cứng ÷ dẻo cứng (Lớp 1a)

Bảng 1-11 Các đặc trung cơ lý của đất mặt vùng tưới

Độ dẻo B 0,26

1.1.5.7 Nguồn vật liệu xây dựng

- Đất đắp đập: Lấy trong lòng hồ và ở hạ lưu đập trong phạm vi bán kính 1 ÷ 2

km Đối với đất đắp lõi đập một phần lấy tại bãi hạ lưu công trình với cự ly khoảng 9 km

- Cát: Cát lấy tại khu vực sông Đồng Mé cách vị trí công trình khoảng 10 km Trữ lượng cát tại đây khá lớn đủ đáp ứng yêu cầu sử dụng

- Đá: Có thể khai thác tại chỗ cự ly khoảng 2 km, trữ lượng phong phú, chất lượng tốt.

1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ VÀ CÁC YÊU CẦU PHÁT TRIỂN CỦA KHU VỰC

1.2.1 Tình hình dân sinh

1.2.1.1 Tình hình dân sinh xã hội

Dân cư trong vùng rất thưa thớt chủ yếu là người Rắc Lây, đời sống kinh tế thấp, chủ yếu sống làm nghề nương rẫy Trong vùng có một trường tiểu học, một trạm

xá và một bưu điện Trình độ văn hóa của dân tộc rất thấp

1.2.1.2 Chăn nuôi

Trong khu vực tiểu dự án có khoảng 950 con bò, 90 con trâu, 450 con lợn … Việc chăn nuôi ở đây mang tính tự cung tự cấp ở qui mô gia đình

1.2.1.3 Điện

Điện lưới đã được kéo về để phục vụ sinh hoạt và sản xuất.

1.2.1.4 Nước sinh hoạt

Trong xã chưa có hệ thống nước để sinh hoạt Hiện người dân sử dụng nước suối Ngang Tuy nhiên dòng chảy không có quanh năm, nên tình trạng thiếu nước vẫn xảy ra trong mùa khô nắng hạn.

1.2.2 Tình hình kinh tế

1.2.2.1 Sản xuất nông nghiệp

+ Đất trồng cây hàng năm: 1.986,61 ha

• Đất ruộng lúa, màu: 109,50 ha

• Trồng cây hàng năm: 368,50 ha

Diện tích nằm trong khu vực tiểu dự án là 270 ha nằm gọn trong xã Phước Trung Nông nghiệp là hoạt động sản xuất chính, lực lượng lao động chiếm 90% trong khu vực Dân số trong khu vực tiểu dự án là 1.872 người (312 hộ), bình quân đất đai của 1 hộ là 0,865 ha

a) Sản xuất lúa: Trước đây lúa là cây trồng chính trong khu vực tiểu dự án

nhưng nay do chuyển đổi cây trồng, nên diện tích thu hẹp lại còn khoảng 30 ha Hiện nay đang tưới 1 vụ mùa nhưng năng suất thấp, khá bấp bênh, hàng năm đều phải chống hạn, có năm bị mất mùa nặng Năng suất bình quân trong khu vực là 2T/ha

b) Cây trồng khác: Chủ yếu là cây bắp lai, bắp địa phương và thuốc lá Những

cây trồng này trồng trên chân ruộng cao và dựa vào nước trời, năng suất thấp 1,5 ÷ 2 T/ha

1.2.2.2 Hiện trạng lâm nghiệp

Trong khu vực có khoảng 5.049 ha đất lâm nghiệp Tập trung nhiều là rừng đầu nguồn của xã Phước Trung Rừng ở đây thuộc loại nghèo, không có nhiều loại gỗ quí Càng xuôi về hạ du, rừng càng thưa dần và phần lớn là bụi rậm

Gần đây địa phương đã ngăn chặn được nạn phá rừng bừa bãi, đồng thời hàng năm có kế hoạch trồng rừng mới Trong vùng ngập của lòng hồ chứa nước dự kiến, chủ yếu là bụi rậm và một ít diện tích canh tác hoa màu

1.2.2.3 Hiện trạng giao thông

Trong khu vực có đường Đồng Mé - Phước Trung nối liền từ quốc lộ 27 đi vào đến xã Phước Trung Đường rãi đất cấp phối rộng 6,5m Đây cũng chính là đường vận

chuyển vật liệu xây dựng khi thi công hồ chứa nước Phước Trung Ngoài ra một số đường liên thôn trong xã cũng đã được nâng cấp thành đường cấp phối

1.2.3 Các yêu cầu phát triển kinh tế của khu vực

1.2.3.1 Ngành nông nghiệp

a) Cơ cấu đất nông nghiệp

Theo định hướng phát triển nông nghiệp Việt Nam đến 2020: “Xây dựng nền nông nghiệp Việt Nam tăng trưởng nhanh và bền vững theo hướng nền nông nghiệp sinh thái, thực hiện đa canh – đa dạng hoá sản phẩm, kết hợp nông – công nghiệp chế biến, từng bước công nghiệp hoá, tăng nhanh nông sản hàng hoá, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của nhân dân trong nước ngày càng cao, xuất khẩu đạt hiệu quả cao, nâng nhanh đời sống nhân dân và xây dựng nông thôn mới”

Để phát triển kinh tế, dân sinh và xã hội xã Phước Trung trong lưu vực tưới hồ Phước Trung phù hợp với yêu cầu phát triển chung của khu vực khác trong huyện, trong chiến lược phát triển kinh tế đã đề ra phương hướng lấy nông nghiệp là chính Kết hợp với việc tỷ lệ dân số với việc nâng cao năng suất và sản lượng, khai thác tiềm năng đất và lao động Dự kiến những năm tới sẽ mở rộng diện tích trồng cây vụ đông

và cây công nghiệp và diện tích đồng cỏ…nâng cao hệ số sử dụng ruộng đất trên cơ sở đáp ứng những biện pháp kỹ thuật thâm canh nông nghiệp toàn diện kết hợp với biện pháp kỹ thuật về thuỷ lợi chủ động đảm bảo yêu cầu tưới và tiêu nước

b) Phát triển chăn nuôi

Sau trồng trọt, chăn nuôi là một ngành kinh tế có thu nhập khá và đang trên đà phát triển mạnh Hiện tại chăn nuôi chỉ chiếm 20-25% tổng thu nhập của ngành nông nghiệp Hướng phát triển chăn nuôi từ nay đến năm 2010 là nâng dần tỷ trọng thu nhập trong chăn nuôi lên trên 30% Trong chăn nuôi, ưu tiên phát triển đàn gia súc có sừng như bò, dê, cừu

1.2.3.2 Ngành lâm nghiệp

Giá trị sản xuất của ngành lâm nghiệp chiếm tỉ trọng nhỏ trong tất cả các ngành nông lâm thuỷ cộng lại (trên 1%), nhưng rừng lại đóng một vai trò rất quan trọng trong việc điều hoà khí hậu và nguồn nước Theo số liệu thống kê trong những năm gần đây diện tích rừng chiếm 46% diện tích tự nhiên, dự kiến đến năm 2010 nâng diện tích rừng lên 56%

1.3 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ NHIỆM VỤ QUI HOẠCH THỦY LỢI CHO KHU DỰ ÁN

1.3.1 Hiện trạng thủy lợi

Trong khu vực tiểu dự án hiện có hệ thống công trình Ô Căm – Nha Húi đang khai thác sử dụng nguồn nước cơ bản của suối Ngang và suối Cho Mo, phục vụ tưới cho 290ha đất canh tác Hệ thống gồm:

1.3.1.1 Đập Ô Căm

Được xây dựng trên suối Cho Mo với nhiệm vụ chuyển lưu lượng nước cơ bản của suối Cho Mo tiếp qua suối Ngang, bổ sung nguồn nước cho đập Nha Húi và Mỹ Hiệp ở hạ lưu, đồng thời tưới cho 20 ha lúa 2 vụ của xã Phước Trung Đập được xây dựng từ năm 1973 bằng vật liệu đá xây sau đó được bọc thêm lớp áo bằng bê tông Kênh chính dài 1,5km, chạy men theo sườn núi

1.3.1.2 Đập Nha Húi

Được xây dựng trên suối Ngang với nhiệm vụ tưới cho 270 ha lúa 1 vụ của xã Phước Trung và xã Nhơn Sơn Đập được xây dựng từ năm 1973 bằng vật liệu đá xây Hiện nay đập đã xuống cấp và cống đầu mối mất tác dụng Kênh chính dài 9,3km

Ngoài ra hệ thống còn cấp nước tưới cho đập Mỹ Hiệp 100 ha đất canh tác thuộc xã Mỹ Sơn huyện Ninh Sơn nằm trên suối Sa Ra (hạ lưu của suối Ngang), cách đập Nha Húi 6 km

Hệ thống công trình Ô Căm – Nha Húi là hệ thống đập dâng, sử dụng dòng chảy cơ bản nên hiệu quả khai thác công trình còn thấp chủ yếu chỉ tưới 1 vụ Hiện nay do yếu tố mặt đệm thực vật của lưu vực thượng nguồn các suối giảm, dòng chảy càng lúc càng có xu hướng bất lợi Hàng năm thường bị thiếu nước tưới cuối vụ và úng ngập những tháng mưa

1.3.2 Nhiệm vụ qui hoạch thủy lợi cho khu dự án

1.3.2.1 Nhiệm vụ

- Xây dựng hồ chứa nước để điều tiết lượng nước đến của Suối Ngang trong đó

có sử dụng một phần nước của suối Cho Mo nhằm đảm bảo cung cấp nước tưới cho

270 ha gồm: 135 ha luân canh cây bông vụ khô + cây thuốc lá và 135 ha chuyên canh mía của xã Phước Trung

- Xây dựng hệ thống cung cấp nước sinh hoạt cho xã Phước Trung đến năm

2020 với mức cấp 60l/người/ngày đêm với nguồn nước lấy từ hồ Phước Trung

1.3.2.2 Cơ cấu và thời vụ cây trồng

Căn cứ vào đặc điểm tự nhiên, tập quán canh tác và phương hướng sản xuất nông nghiệp của khu vực tiểu dự án, cơ cấu và thời vụ cây trồng được xác định khi có nguồn nước tưới chủ động như sau:

- Cơ cấu 1: Chuyên canh mía (từ tháng 1 đến tháng 11 năm)

- Cơ cấu 2: Luân canh bông + thuốc lá

+ Bông vụ khô : từ tháng 1 đến tháng 6

+ Thuồc lá : từ tháng 8 đến tháng 11

1.3.2.3 Phương án xây dựng công trình

Dựa trên phương hướng sản xuất nông nghiệp của tỉnh, huyện liên quan đến khu vực, tập quán sản xuất và sử dụng nguồn nước, đề nghị 2 phương án để luận chọn xây dựng công trình như sau :

* Phương án 1: Sử dụng nguồn nước của lưu vực suối Ngang và 1 phần nguồn

nước của lưu vực Ô Căm để tưới cho 270 ha gồm:

Bông vụ khô và thuốc lá: 135 ha

* Phương án 2 : Chỉ sử dụng nguồn nước của lưu vực suối Ngang để tưới cho

193 ha gồm:

Bông vụ khô và thuốc lá: 150 ha

Trong phạm vi đố án này, chọn phương án 1 để bố trí và tính toán.

PHẦN THỨ HAI

NỘI DUNG TÍNH TOÁN

Chương 2 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN KHU VỰC

2.1 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG CỦA KHU VỰC

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán

2.1.1.1 Mục đích, ý nghĩa

Các yếu tố khí tượng của khu vực quyết định đến các yếu tố thủy văn của khu vực, từ đó tác động gián tiếp đến công trình thủy lợi và chế độ làm việc của công trình thủy lợi thông qua các yếu tố thủy văn mà nó gây nên

Mặt khác các yếu tố khí tượng của khu vực như nhiệt độ, độ ẩm không khí, ánh sáng, gió, bốc hơi, lượng mưa … ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của cây trồng và

cơ cấu cây trồng của khu vực, ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ tưới của từng loại cây trồng

Xác định các yếu tố khí tượng của khu vực chính là xác định các đặc trưng thủy văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó, từ đó đánh giá khả năng của nguồn nước đến, so sánh với các yêu cầu dùng nước thực tế của hệ thống, để tính toán tưới tiêu cho cây trồng trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau, đồng thời tìm biện pháp công trình và lập các phương án về nguồn nước và khu nhận nước tiêu, đảm bảo cấp thoát nước theo yêu cầu sinh hoạt và sản xuất của tất cả các ngành kinh tế quốc dân

2.1.1.2 Nội dung tính toán

Nội dung tính toán các các yếu tố khí tượng của khu vực phục vụ tưới nông nghiệp và cung cấp nước cho các ngành kinh tế khác gồm:

+ Tính toán mô hình mưa vụ thiết kế

+ Tính toán mưa năm của khu vực

+ Tính toán bốc hơi và bốc hơi phụ thêm khi có hồ

+ Xác định các đặc trưng khí tượng khác (nhiệt độ, độ ẩm, nắng, gió …)

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

2.1.2.1 Chọn trạm tính toán và tần suất thiết kế

a) Nguyên tắc chọn trạm tính toán

- Trạm đo được chọn để tính toán phải nằm trong hoặc gần vùng được tưới, thể hiện được chế độ mưa đặc trưng của khu vực

- Trạm có số năm quan trắc đủ dài (≥ 20 năm), tài liệu đã được chỉnh biên hợp

lý, đảm bảo độ tin cậy cao

b) Chọn trạm tính toán

Hồ chứa nước Phước Trung thuộc xã Phước Trung, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận có một số trạm đo ở gần khu vực nghiên cứu, nằm trong hệ thống lưới khí tượng thuỷ văn quốc gia:

+ Phía Đông có trạm Ba Tháp, cách khoảng 12 km

+ Phía Tây Nam có trạm Nha Hố, cách khoảng 9 km

+ Phía Tây có trạm Tân Mỹ, cách khoảng 13 km

Chọn trạm tính toán là trạm Nha Hố, vì các lý do sau:

+ Gần vùng được tưới nhất

+ Có số liệu đo mưa và khí tượng liện tục từ 1978 ÷2004 (26 năm)

2.1.2.2 Chọn tần suất thiết kế

Theo quy phạm TCXD VN 285 - 2002 công trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế, bảng 4.1 đối với các dự án về nguồn nước phục vụ tưới nông nghiệp hiện nay ở nước ta thì tần suất thiết kế cho tưới là P = 75%.

2.1.2.3 Chọn thời đoạn tính toán

Mô hình mưa vụ thiết kế là tài liệu phục vụ tính toán chế độ tưới cho cây trồng,

vì vậy chọn thời đoạn tính toán theo thời đoạn sinh trưởng của cây trồng gồm:

- Chuyên canh cây Mía: từ tháng 1 đến tháng 12, diện tích: 130 ha (vụ năm)

- Luân canh cây bông và thuốc lá, diện tích: 140 ha

+ Bông vụ khô : từ tháng 01 đến tháng 5 (vụ năm)

Dựa trên cơ sở mô hình mưa tưới thiết kế tính toán được có thể xác định được lượng nước thừa, thiếu đối với từng loại cây trồng trong từng thời đoạn khác nhau Do

đó tính toán chế độ tưới cho cây trồng hợp lý, đảm bảo cung cấp đủ nước theo yêu cầu của cây trồng đồng thời tiết kiệm được lượng nước tưới

2.1.3.2 Phương pháp tính toán

Hiện nay thường dùng các phương pháp nghiên cứu tính toán sau:

+ Phương pháp phân tích căn nguyên

+ Phương pháp lưu vực tương tự

+ Phương pháp tổng hợp địa lý

+ Phương pháp thống kê xác suất

Trong 4 phương pháp trên thì phương pháp thống kê xác suất được ứng dụng

và phát triển rộng rãi hơn cả Trên cơ sở lý thuyết thống kê xác suất, xem các hiện tượng khí tượng là các hiện tượng ngẫu nhiên, vẽ đường tần suất và xác định được trị

số của các đặc trưng thủy văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó

Căn cứ vào tình hình số liệu quan trắc khí tượng thủy văn và yêu cầu tính toán

để chọn phương pháp tính toán thích hợp, hoặc cũng có thể sử dụng kết hợp cả 4 phương pháp trên

Với trường hợp tính mưa tưới thiết kế, trạm tính toán được chọn là Nha Hố có tài liệu mưa ngày khá dài từ năm 1978 đến năm 2004 Vì vậy chọn phương pháp tính toán là phương pháp thống kê xác suất

Nội dung tính toán theo phương pháp thống kê xác suất như sau:

 Bước 1: Chọn mẫu: {xi}, i = 1,n

Mẫu được chọn từ chuỗi tài liệu thực đo của trạm, để mẫu càng gần với tổng thể, mẫu phải đảm bảo là: có tính đại biểu, tính độc lập và tính đồng nhất

 Bước 2: Xây dựng đường tần suất.

 Đường tần suất kinh nghiệm :

+ Thống kê lượng mưa vụ hàng năm (Xvụ i )

+ Sắp xếp lượng mưa vụ theo thứ tự giảm dần

+ Tính lượng mưa vụ bình quân nhiều năm theo công thức:

n i

i =1

1

Trong đó: Xi là giá trị lượng mưa vụ năm thứ i

n là số năm của chuỗi số liệu

+ Tính tần suất kinh nghiệm có thể tính theo một trong các công thức:

m là số thứ tự của Xvụ i sau khi sắp xếp

Công thức kỳ vọng bao giờ cũng cho kết quả lớn hơn công thức số giữa và công thức trung bình Tần suất lớn khả năng xuất hiện lượng mưa nhiều do đó công thức kỳ vọng cho kết quả an toàn, nên thường dùng công thức kỳ vọng để tính

Vẽ đường tần suất kinh nghiệm (Xvụ i ~ Pi %) trên giấy Hazen

 Đường tần suất lý luận :

Để vẽ được đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm có thể sử dụng các phương pháp:

• Phương pháp mô men: Tính toán các đặc trưng thống kê

+ Hệ số phân tán tính theo công thức:

2 i

i 1 V

∑

(2.6)

Từ các tham số X , Cvuï V, CS trên vẽ được đường tần suất lý luận

Phương pháp mômen có ưu điểm là nếu liệt tài liệu dài, phản ánh đầy đủ quy luật thống kê của đặc trưng thủy văn thì kết quả tính toán sẽ phù hợp với thực tế Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là không xử lý được các điểm đặc biệt và thường cho kết quả tính toán thiên nhỏ khi tính các đặc trưng thống kê

• Phương pháp thích hợp:

+ Lần lượt tính X và Cvuï V theo các công thức (2.1) và (2.5)

+ Hiệu chỉnh Xvụ, CV, CS cho đến khi đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm (dạng đường Pearson III hoặc Kritxki-Menken)

Điều kiện ứng dụng dạng đường Pearson III: CS ≥2CV (2.7)

Các sai số cho phép trong khi hiệu chỉnh:

+ Sai số (tuyệt đối) trị số bình quân: C XV

=n

Nếu sử dụng chương trình phần mềm máy tính để xây dựng đường tần suất thì phương pháp thích hợp giúp cho việc điều chỉnh sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và các điểm kinh nghiệm nhanh và dễ dàng

• Phương pháp 3 điểm: dựa vào các giả thiết:

+ Đường tần suất là đường P III

+ Đường tần suất lý luận và kinh nghiệm trùng nhau hoàn toàn

+ Đường tần suất lý luận và kinh nghiệm trùng nhau khi có 3 điểm trùng nhau, thường chọn 3 điểm đó là các điểm ứng với 5%; 50%; 95%.

Cách vẽ đường tần suất lý luận:

+ Chọn trên đường tần suất kinh nghiệm 3 điểm là X5; X50; X95

+ Từ giả thiết đường tần suất là đường P III ta có phương trình:

Xp = Φ(CS, P).σ + X (2.11)+ Thay 3 điểm trên vào phương trình (4.7) lập được hệ phương trình:

X5 = Φ(CS, 5).σ + X

X50 = Φ (CS, 50).σ + X (2.12)

X95 = Φ (CS, 95).σ + X + Từ hệ phương trình (4.8) giải được Cs, σ, X

+ Tính CV

X

σ

=

Từ CV, CS,X vẽ được đường tần suất lý luận.vuï

Phương pháp 3 điểm có ưu điểm là tính toán nhanh và đơn giản Nhưng không đánh giá được sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và các điểm kinh nghiệm ở các khoảng ngoài 3 điểm đã chọn, và nếu liệt tài liệu ngắn, kết quả tính toán sẽ không chính xác

- Nguyên tắc chọn mô hình điển hình:

+ Mô hình điển hình phải có trong liệt tài liệu quan trắc

+ Xvụ đh≈ Xvụ P

- Phương pháp chọn:

+ Chọn theo quan điểm phân phối bất lợi: Đối với tưới, mưa phân phối bất lợi tức là vào những thời kỳ cần nhiều nước thì lại mưa ít, vào những thời kỳ cần ít nước thì lại có nhiều ngày mưa với lượng mưa lớn

+ Chọn theo quan điểm thường xuyên xuất hiện: Chọn trong số các mô hình

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

• Thu phóng: Có hai phương pháp thu phóng

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

- Phương pháp thu phóng cùng tỷ số: Phương pháp này bảo toàn hình dạng của

trận mưa điển hình và lượng mưa cả trận là lượng mưa thiết kế

Ta chọn phương pháp thu phóng cùng tỷ số, vì tính toán mưa vụ nên cần mô hình mưa xảy ra trong thực tế như sau:

+ Tính hệ số thu phóng: K= vuï P

vuï ñh

X

+ Xác định mô hình mưa vụ thiết kế: Xtk i = K.Xđh i (2.14)

Trong đó: Xvụ P là lượng mưa vụ thiết kế ứng với tần suất P

Xvụ đh là lượng mưa vụ của năm điển hình

Xđh i là lượng mưa ngày thứ i của mô hình điển hình

Xtk i là lượng mưa ngày thứ i mô hình mưa vụ thiết kế

2.1.3.3 Tính toán mô hình mưa vụ Năm thiết kế

a) Xây dựng đường tần suất

Thống kê Xnăm của các năm và sắp xếp theo thứ tự giảm dần

Tính: Xnăm , CV, CS và Pi lần lượt theo công thức (2.1), (2.5), (2.6) và (2.2)

Kết quả tính toán được thể hiện ở trong Bảng 2-1

Bảng 2-1 Tham số thống kê mưa vụ Năm theo công thức mô men

Sử dụng phần mềm Tính toán thủy văn “TSTV-2002” vẽ đường tần suất lý luận

theo phương pháp mô men và hiệu chỉnh CV, CS của đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp

Kết quả đường tần suất lý luận mưa vụ Năm thể hiện ở Hình 2-1 trang 28 và kết quả tính toán tần suất lý luận được trình bày ở trong Bảng 2-2.

Bảng 2-2 Kết quả tính toán tần suất mưa vụ Năm

Hình 2-1 Đường tần suất mưa vụ Năm trạm Nha Hố

b) Xác định lượng mưa vụ Năm thiết kế và năm điển hình

Ứng với tần suất thiết kế P = 75% lượng mưa là: Xnăm P75% = 642,84 mm

Lập bảng thống kê mưa vụ Năm những năm gần kề để chọn năm điển hình,

được trình bày ở Bảng 2-3.

Bảng 2-3 Thống kê mưa vụ Năm những năm gần kề

Chọn năm 1995 làm năm điển hình, có Xnăm = 653,90 mm

c) Xây dựng mô hình mưa vụ Năm thiết kế

Tính hệ số thu phóng theo công thức (1.9): K=642,84 =0,983

653,90Nhân lần lượt hệ số thu phóng trên với lượng mưa ngày của vụ Năm năm 1994

sẽ được mô hình phân phối mưa vụ Năm với tần suất thiết kế P = 95%

Kết quả tính toán mô hình phân phối mưa vụ Năm được ghi ở Bảng 2-4

Bảng 2-4 Mô hình phân phối mưa vụ Năm thiết kế ứng với P = 75%

2.1.3.4 Tính toán mô hình mưa vụ Mùa thiết kế

a) Xây dựng đường tần suất

Thống kê Xmùa của các năm và sắp xếp theo thứ tự giảm dần

Tính: Xmùa , CV, CS và Pi lần lượt như mưa vụ Năm

Kết quả tính toán được thể hiện ở trong Bảng 2-5

Bảng 2-5 Tham số thống kê mưa vụ Mùa theo công thức mô men

Sử dụng phần mềm Tính toán thủy văn “TSTV-2002” vẽ đường tần suất lý luận

theo phương pháp mô men và hiệu chỉnh CV, CS của đường tần suất lý luận theo phương pháp thích hợp

Kết quả đường tần suất lý luận mưa vụ Mùa thể hiện ở Hình 2-2 và kết quả tính toán tần suất lý luận được trình bày ở trong Bảng 2-6, trang 31.

Hình 2-2 Đường tần suất mưa vụ Mùa trạm Nha Hố Bảng 2-6 Kết quả tính toán tần suất mưa vụ Mùa

b) Xác định lượng mưa vụ Mùa thiết kế và năm điển hình:

Ứng với tần suất thiết kế P = 75% lượng mưa là: Xmùa P75% = 380,40 mm

Lập bảng thống kê mưa vụ Mùa những năm gần kề để chọn năm điển hình,

được trình bày ở Bảng 2-7.

Bảng 2-7 Thống kê mưa vụ Mùa

Chọn năm 1997 làm năm điển hình có Xmùa = 377,0 mm

c) Xây dựng mô hình mưa vụ Mùa thiết kế:

Tính hệ số thu phóng theo công thức (1.9): K=380,40 =1,009

377,00Nhân lần lượt hệ số thu phóng trên với lượng mưa ngày của vụ Mùa năm 1997

sẽ được mô hình phân phối mưa vụ Mùa với tần suất thiết kế P = 75%

Kết quả tính toán mô hình phân phối mưa vụ Mùa được ghi ở Bảng 2-8

Bảng 2-8 Mô hình phân phối mưa vụ Mùa thiết kế ứng với P = 75%

Đơn vị: mm Tháng

Bốc hơi là sự tổn thất nước trong quá trình tạo thành dòng chảy và quá trình cung cấp nước Do đó tính toán bốc hơi nhằm mục đích phục vụ cho tính toán tổn thất nước trong khu tưới và ở kho nước

Việc tính toán bốc hơi có ý nghĩa quan trọng, giúp xác định được lượng nước tổn thất kho nước và trên khu tưới, từ đó tính toán chế độ tưới phù hợp, đảm bảo cung cấp đủ nước theo yêu cầu của các loại cây trồng và tính toán điều tiết hồ hợp lý

2.1.4.2 Nội dung tính toán

- Xác định lượng bốc hơi lưu vực

- Xác định lượng bốc hơi mặt hồ

- Xác định lượng chênh lệch bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực

2.1.4.3 Phương pháp tính toán

a) Bốc hơi trên lưu vực (Z OLV )

Lượng bốc hơi lưu vực được tính bằng phương trình cân bằng nước:

Với α0 là hệ số dòng chảy trung bình nhiều năm

Trong lưu vực không có trạm đo dòng chảy, nên hệ số dòng chảy lưu vực hồ Phước Trung được xác định theo hệ số dòng chảy lưu vực của các công trình tương tự trong khu vực:

+ Công trình Tân Giang: α0 = 0,38

+ Công trình Cam Ranh: α0 = 0,50

Chọn hệ số dòng chảy lưu vực hồ Phước Trung, α0 = 0,42

b) Bốc hơi mặt hồ (Z N )

Lượng bốc hơi mặt hồ được tính theo công thức kinh nghiệm từ dụng cụ đo bốc hơi Piche

ZN = k×Zpiche (mm) (2.17)Trong đó:

k là hệ số hiệu chỉnh bốc hơi đo bằng ống Piche, được xác định bằng thí nghiệm, theo số liệu thí nghiệm của khu vực k = 1,25

Zpiche là lượng bốc hơi năm trung bình nhiều năm

c) Lượng chênh lệch bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực (∆Z)

Kết quả tính toán được ghi trong Bảng 2-9.

Bảng 2-9 Phân phối bốc hơi Z0LV, ZN và tổn thất bốc hơi ∆Z trong năm

Z 0LV (mm) 1,5 0,9 6,6 12,7 45,7 43,2 43,4 34,6 83,7 92,8 87,1 36,4 488,5

2.1.5 Xác định các đặc trưng khí tượng khác (nhiệt độ, độ ẩm, nắng, gió …)

Các đặc trưng khí tượng: nhiệt độ, độ ẩm, nắng, gió … được thu nhập và lấy

kết quả đã tính toán sẳn ở trạm đo khí tượng thủy văn Nha Hố, xem ở Bảng 1-2; 1-3;

1-4; 1-5; 1-6 của Chương 1.

2.2 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THỦY VĂN CỦA KHU VỰC

2.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán

2.2.1.1 Mục đích

Công trình thủy lợi và chế độ làm việc của công trình thủy lợi thường chịu tác động rất lớn của các yếu tố khí tượng thủy văn Chính vì vậy, để phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế, thi công và quản lý vận hành các công trình thủy lợi và các công trình kinh tế quốc dân khác, cần phải tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn có liên quan và tác động tới công trình

Các yếu tố khí tượng thuỷ văn được chọn để làm căn cứ xác định các biện pháp

và quy mô kích thước công trình, các giới hạn và phương thức điều khiển công trình được gọi là các đặc trưng thuỷ văn thiết kế

Xác định các đặc trưng thủy văn thiết kế chính là xác định các đặc trưng thủy văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó, từ đó đánh giá khả năng của nguồn nước đến, so sánh với các yêu cầu dùng nước thực tế của hệ thống, để tính toán tưới tiêu cho cây trồng trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau, đồng thời tìm biện pháp công trình và lập các phương án về nguồn nước và khu nhận nước tiêu, đảm bảo cấp thoát nước theo yêu cầu sinh hoạt và sản xuất của tất cả các ngành kinh tế quốc dân

2.2.1.2 Ý nghĩa

Tính toán chính xác và lựa chọn hợp lý các đặc trưng thủy văn thiết kế có ý nghĩa rất quan trọng trong việc đưa ra các ý đồ chiến lược trong quy hoạch, thiết kế, thi công, quản lý hệ thống công trình cả về kinh tế và kỹ thuật, đó là cơ sở để xác định hình thức, quy mô, kích thước công trình, đảm bảo cho công trình hoạt động an toàn,

không gây gián đoạn trong việc cấp nước, mang lại hiệu quả không chỉ về mặt kỹ thuật mà cả về kinh tế.

2.2.1.3 Nội dung tính toán

Nội dung tính toán các đặc trưng khí tượng thủy văn phục vụ tưới nông nghiệp

và cung cấp nước cho các ngành kinh tế khác gồm:

+ Tính toán dòng chảy năm bình quân nhiều năm (chuẩn dòng chảy năm).+ Tính toán dòng chảy năm thiết kế

+ Tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế

+ Tính toán dòng chảy lũ

+ Tính toán dòng chảy bùn cát

Tất cả các thông số đặc trưng thuỷ văn trên sẽ phục vụ cho công việc quy hoạch, thiết kế, thi công quản lý các công trình Vì vậy cần xác định chúng một cách chính xác nhằm đảm bảo làm việc ổn định và đảm bảo tính kinh tế của dự án

2.2.2 Tính toán dòng chảy năm thiết kế

2.2.2.1 Mục đích, ý nghĩa

Dòng chảy năm là lượng nước chảy qua mặt cắt cửa ra của lưu vực trong thời gian một năm Để tiện lợi tính toán các đặc trưng dòng chảy năm thiết kế phục vụ cho xây dựng công trình Do đó từ tài liệu liệt thực đo trong tính toán phải sắp xếp lại theo năm thủy văn Năm thủy văn là năm bắt đầu từ mùa lũ trước và kết thúc cuối mùa kiệt năm sau

Tính toán dòng chảy năm nhằm mục đích đánh giá được tình hình nguồn nước đến, từ đó tính toán điều tiết hồ chứa cho phù hợp theo yêu cầu dùng nước cho các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người

Tính toán dòng chảy năm và phân phối dòng chảy năm có ý nghĩa xác định tiềm năng nguồn nước của một con sông hay hệ thống sông, từ đó có cơ sở qui hoạch tính toán khai thác sử dụng nguồn nước một cách hợp lý, có hiệu quả cao nhất phục

vụ cho các ngành kinh tế xã hội

2.2.2.2 Nội dung tính toán

Các nội dung chính nghiên cứu dòng chảy năm:

+ Xác định lượng dòng chảy bình quân nhiều năm (dòng chảy chuẩn)

+ Nghiên cứu sự thay đổi dòng chảy từ năm này sang năm khác

+ Nghiên cứu sự phân phối dòng chảy trong năm

2.2.2.3 Chọn trạm tính toán và tần suất thiết kế

a) Nguyên tắc chọn trạm tính toán

- Trạm đo được chọn để tính toán phải nằm trong hoặc gần vùng được tưới, thể hiện được chế độ mưa đặc trưng của khu vực

- Trạm có số năm quan trắc đủ dài (≥ 20 năm), tài liệu đã được chỉnh biên hợp

lý, đảm bảo độ tin cậy cao

b) Chọn trạm tính toán

Hồ chứa nước Phước Trung thuộc xã Phước Trung, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận có một số trạm đo ở gần khu vực nghiên cứu, nằm trong hệ thống lưới khí tượng thuỷ văn quốc gia:

+ Phía Đông có trạm Ba Tháp, cách khoảng 12 km

+ Phía Nam có trạm Nha Hố, cách khoảng 9 km

+ Phía Tây có trạm Tân Mỹ, cách khoảng 13 km

Chọn trạm tính toán là trạm Nha Hố, vì các lý do sau:

2.2.2.4 Phương pháp tính toán (ít tài liệu đo đặc thủy văn)

Do công trình được xây dựng tại nơi có trạm thuỷ văn (Nha Hố), do chuỗi tài liệu quan trắc không thỏa mản yêu cầu vể tính đại biểu của mẫu, nên không thể vẽ được đường tần suất Trong trường hợp này để xác định các tham số thống kê của đường tần suất cần phải kéo dài tài liệu bằng phương pháp phân tích tương quan, được tiến hành theo 2 phương pháp sau: Phương pháp trực tiếp và phương pháp gián tiếp

a) Phương pháp trực tiếp:

Sử dụng quan hệ tương quan để bổ sung những số liệu còn thiếu trong lưu vực nghiên cứu, sau đó vẽ đường tần suất để xác định thông số thống kê dòng chảy năm

- Kéo dài tài liệu theo phương pháp lưu vực tương tự

- Kéo dài tài liệu theo quan hệ tương quan giữa mưa năm và lớp dòng chảy năm

- Sử dụng mô hình tính toán thủy văn

b) Phương pháp gián tiếp:

Sử dụng quan hệ tương quan để xác định các tham số thống kê dòng chảy năm,

mà không cần vẽ đường tần suất theo số liệu quan trắc của lưu vực nghiên cứu Các tham số thống kê cần xác định là Q0, M0, W0 và Y0

• Theo quan hệ tương quan mưa ~ dòng chảy

Phương pháp này được xây dựng dựa vào quan hệ giữa lượng mưa (X) và độ sâu dòng chảy (Y), được thể hiện qua công thức:

n n0 0

1

X1Z

Y0 là lớp nước chảy trung bình nhiều năm (mm)

X0 là lượng mưa bình quân lưu vực nhiều năm (mm), theo công thức (2.1)

n là thông số phản ánh đặc điểm địa hình

Z0 là lượng bốc hơi lớn nhất của lưu vực (mm)

Tra bảng 2-3, QPTL-C6-77 Khu vực công trình thuộc tỉnh Ninh Thuận có thể lấy theo vùng tương tự là Trường Sơn, có: n = 0,9 và Z0 = 1.400 mm

Q

Kết quả tính cho lưu vực suối Ngang thể hiện ở Bảng 2-10.

Bảng 2-10 Chuẩn dòng chảy năm của lưu vực suối Ngang

Lớp dòng chảy năm chuẩn Y0 mm 354

 Hệ số phân tán C V : Xác định theo công thức Va-kre-xen-ski

V 0,4 0,08 0

Kết quả dòng chảy năm thiết kế được xác định như ở Bảng 2-11.

Bảng 2-11 Dòng chảy năm thiết kế của lưu vực suối Ngang

 Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Phân phối dòng chảy năm thiết kế là phân phối dòng chảy năm có lượng dòng chảy tương ứng với tần suất thiết kế Dòng chảy năm thiết kế của lưu vực suối Ngang được phân phối theo dạng mưa của nhóm năm ít nước (năm điển hình) và hiệu chỉnh theo quan hệ: mưa ~ dòng chảy của khu vực

Các bước xác định phân phối dòng chảy năm thiết kế như sau:

- Chọn năm điển hình theo các nguyên tắc sau:

+ Phải là năm có tài liệu tin cậy, có lượng dòng chảy năm xấp xỉ lượng dòng chảy năm thiết kế

+ Có phân phối bất lợi: mùa kiệt kéo dài, tỷ lệ lượng dòng chảy mùa kiệt so với lượng dòng chảy cả năm nhỏ.

Từ Bảng 1-8 Biểu lượng mưa năm trạm Nha Hố, thực hiện các bước tính toán

Y0, Q và W theo các công thức (2.21), (2.22) và (2.23), ta tính được lưu lượng dòng chảy năm lưu vực và phân mùa dòng chảy năm suối Ngang

Kết quả được thể hiện ở Bảng 2-12 và Bảng 2-13

Bảng 2-12 Lưu lượng dòng chảy năm lưu vực suối Ngang