thiết kế qui hoạch hệ thống tưới hồ phước lập

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 c

Lời cảm ơn!

Trải qua thời gian 14 tuần 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 “Quy hoạch hệ thống thủy lợi hồ chứa nước Phước Lập tỉnh Ninh Thuận”

Với đê tài” Quy hoạch thuỷ lơi hệ thống hồ Phước Lập”thuộc xã Phước Nam huyện Ninh Phước sẽ tìm giải pháp để tích nước vào mùa mưa sử dụng trong mùa khô sẽ đóng góp mang lại hiệu quả cao và sẽ nâng cao đời sống của người dân trong khu vực này Phước Nam là xã nghèo của tỉnh chủ yếu là nông nghiệp Khu vực này đất đai tương đối màu mỡ, nhưng chưa có những công trình thuỷ lợi phù hợp, nên sản suất nông nghiệp còn chậm phát triển, đời sống của một số đồng bào còn khó khăn, cho nên việc xây dựng công trình thuỷ lợi ở đây là việc cần thiết và thực tế

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 củng cố lại kiến thức được học trong 5 năm học và rèn luyện tại trường Trung Tâm ĐH2 – 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, để em có thể hoàn thiện hơn Em xin chân thành cám ơn Th.S, Nguyễn Văn Hoàng và các thầy cô trong trường đã tận tình dạy bảo, truyền đạt những kiến thức quý báu trong quá trình học tập cũng như trong thời gian làm đồ án để em hoàn thành tốt đồ án này

Lời Mở Đầu.

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

+ Điều kiện tự nhiên – kinh tế – Xã hội

- Phần 2: Nội dung tính toán Gồm 5 chương

+ Chương 1: Tính toán các yếu tố khí tượng thủy văn của khu vực

+ Chương 2: Nghiên cứu, đề xuất phương án quy hoạch thủy lợi và bố trí hệ thống công trình cho khu vực

+ Chương 3 :Tính toán xác định nhu cầu dùng nước của hệ thống

+ Chương 4: Thiết kế hệ thống công trình và tính toán khối lượng

+ Chương 5: Xác định hiệu quả kinh tế của dự án

- Phần 3: Kết luận

Hồ phướ

c lập

PHẦN THỨ NHẤT

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC

THIẾT KẾ QH HỆ THỐNG TƯỚI HỒ PHƯỚC LẬP

HUYỆN NINH PHƯỚC- TỈNH NINH THUẬN

Khu vực xây dựng dự án được chia làm hai vùng:

Vùng I : Dự kiến xây dựng hồ chứa nước Phước Lập trên thượng nguồn suối Bầu Ngữ giáp xã Phước Dinh

Vùng II : Khu tưới thuộc hạ lưu suối Bầu Ngữ cách vị trí xây dựng 3 km và cách thị trấn Phước dân 3 km về phía Đông – Nam

Toạ độ địa lý vùng dự án:

• Từ 108o43' đến 109o03'Kinh độ đông

• Từ 11o18' đến 11o39' vĩ độ bắc

2- Đặc điểm địa hình

Khu v ực xây dựng xã Phước Nam -Huyện Ninh Phước-Tỉnh Ninh Thuận

Phía Tây Phước Lập có dãy núi Chà Bang chạy theo hướng Nam –Bắc Dãy núi này chính là ranh giới giữa xã Phước Dinh với xã Phước Minh và xã Phước Nam Về phía Đông Phước Lập có dãy núi MOVIECK chạy theo hướng Đông –Tây Đến gần khu vực Phước Lập hai dãy núi này thấp dần khép lại tạo thành bồn trũng (Lòng suối Phước Lập sau này) Bờ hồ là các sườn dốc thoải có thành phần lớp phủ là bồi tích ít thấm nước trên nền đá gốc

Với điều kiện địa hình như phân tích ở trên rất thuận lợi cho việc xây dựng một

hồ chứa

 Khu đầu mối:

- Một đập đất chắn ngang suối Bầu Ngữ để tạo thành hồ chứa nước

- Một tràn xả lũ được bố trí tại yên ngựa cách đầu đập bên hữu khoảng 500m để

- Đập dâng số 1 và đập dâng số 2 ngăn qua dòng suối Bầu Ngữ để đưa nước vào kênh tưới chính.

- Một cống lấy nước đầu kênh tưới chính

- Một kênh tưới chính dài 2085 m và các cống sau công trình trên kênh

- Sau kênh tưới nhánh, một Kênh tiếp nước vào ao Cà vây và các công trình trên kênh nhánh

3- Đặc điểm khí hậu,khí tượng.

Khu vực nghiên cứu nằm trong khư vực nhiệt đới gió mùa, mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đến đầu tháng 8, trong thời kỳ này vào tháng 5,6 xuất hiện những trận mưa lớn gây nên lũ gọi là lũ tiền mãn Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, lượng mưa chiếm từ 70%÷ 80% tổng lượng mưa trong năm.

Nhiệt độ không khí

Các đặc trưng nhiệt độ không khí TBNN được tính toán ghi ở bảng 2-1

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

Tcp(oC) 24.6 25.8 27.2 28.4 28.7 28.7 28.6 29.0 27.3 26.6 25.9 24.6 27.1

Tmax(0C) 33.5 35.2 36.2 36.6 38.7 40.5 39.0 38.9 36.5 34.9 34.5 34.0 40.5

Tmin(0C) 15.5 15.6 18.9 20.7 22.6 22.5 22.2 21.2 20.8 19.3 16.9 14.2 14.2

 Độ ẩm không khí.

Độ ẩm tương đối trung bình và độ ẩm tương đối thấp nhất ghi ở bảng 2-2

Bảng 2-2 Bảng phân phối các đặc trưng độ ảm tương đối(%)

200 giờ/tháng Biến trình số nắng trong năm ghi ở bảng 2-3

Bảng 2-3 Bảng phân phối giờ nắng trong năm

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

Bảng 2-4 Bảng vận tốc gió các tháng trong năm

V(m/s) 2.3 2.6 2.8 2.5 2.3 2.2 2.5 2.4 2.2 1.8 1.8 2.2 2.3

Để phục vụ tính toán gió thiết kế trong xây dựng công trình, với liệt số liệu vận tốc gió lớn nhất theo 8 hướng chính gồm 2 trạm Nha Hố và Phan Rang tiến hành xây dựng đường tần suất vận tốc gió lớn nhât ghi ở bảng 2-5

Bảng 2-5 Bảng tính vận tộc gió thiết kế theo 8 hướng chính

NE(ĐB)

E(Đ)

SE(ĐN)

S(N)

SW(TN)

W(T)

NW(TB)

lưọng bốc hơi hàng năm 1656 mm Biến trình bốc hơi trong năm tuân theo qui luật lớn về mùa khô , nhỏ về mùa mưa trị số phân phối lượng bốc hơi trung bình nhiều năm và phân phối tổn thất bốc hơi Dz trong năm ghi ở bảng 2-6.

Bảng 2-6 Bảng phân phối lượng bốc hơi trong năm

 Lượng mưa khu tưới.

Chọn trạm cà ná đại diện cho mưa khu tưới, kết quả tính toán lượng mưa khu tưới theo tần suất thiết kế ghi ở bảng 2-7 và kết quả phân phôi lượng mưa thiết kế theo mô hình năm 1997 ghi ở bảng 2-8

Bảng 2-7 Bảng tính toán lượng mưa khu tưới thiết kếP(%) 50 75 Thông số

Bảng 2-8 Bảng phân phối lượng mưa khu tưới

X75(mm) 0.3 0 0 0 48.8 3.2 38.2 11.5 157.5 7.2 117.3 0 384

Dòng chảy năm thiết kế.

Từ các thông số thống kê dòng chảy năm, tính toán dòng chảy năm thiết kế theo hàm phân phối mật độ pearson III có kết quả ghi ở bảng 2-9 Sử dụng mô hình thiết

kế công trình Tân Giang và kết hợp hiệu chỉnh trị số thực đo để làm năm điển hình và tiến hành thu phóng theo giá trị năm thiết kế, kết quả thu phóng năm thiết kế ghi ở bảng 2-10

Bảng 2-9 Dòng chảy năm thiết kế

Zpiche(mm) 151.1 151.4 183.5 156.4 134.1 134.6 161.2 181.6 96.7 78.3 93.9 133.2 165

∆Z(mm) 122.6 122.9 149.0 127.0 108.9 109.3 130.9 147.9 78.5 63.5 76.2 108.2 1345

Qp(m3/s) 0.104 0.068 0.046 Q0=0.116

Bảng 2-10 Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Dòng chảy bùn cát trong sông gồm hai loại thành phần : Bùn cát lơ lửng

và bùn cát di đẩy Mật độ bùn cát lơ lửng lấy theo tài liệu thực đo bùn cát trong vùng Dung tích bùn cát di đẩy lấy theo kinh nghiệm 10% dung tích lơ lửng

Bảng 2-14 Kết quả tính toán dòng chảy bùn cát

4- Đặc điểm thuỷ văn sông ngòi.

-Nước mặt và nước ngầm nghèo nàn , vì trên mặt là lớp cát pha bột sét, địa hình thoải Nước ngầm chỉ tồn tại sâu trong lớp 3 và 4 trên lớp đá Granít

-Kết quả ép nước thí nghiệm cho thấy lượng mất nước qua 2 lớp là trung bình đếm mạnh và qua lớp 3 và 4 là nhỏ

5- Đặc điểm thổ nhưỡng đất đai

a Địa chất lòng hồ

* Lớp phủ:

- Lòng suối là lớp phủ bồi tích loại cát, sạn, sỏi mầu xám vàng , xốp bão hoà nước, chiều dày lớn nhất là 3m, phân bố trong phạm vi hẹp dọc theo lòng suối(1)

- Thềm suối và sườn dốc là lớp cát pha bột sét mầu xám trắng , ẩm , xốp khả năng thấm nước trung bình chiều dày từ 0,8÷3,5m, phân bố ở hai sườn và

thềm suối(2)

* Lớp đá phong hoá (lớp 4) nằm dưới 1,2 và 3, là sản phẩm phong hoá mạnh của

đá Granít , mầu trắng đến xám vàng , cường độ yếu, khả năng thấm nước kém, chiều dày

từ 3,5 ÷ 12m , phân bố trên toàn lòng hồ.

* Đá gốc (lớp 5): nằm dưới lớp 2 phân bố tren toàn vùng , là đá Granít mầu xám

trắng phong hoá nhẹ

Đánh giá : Toàn bộ lòng hồ nằm trên lớp 4 và 5 ít thấm nước , vì vậy khả năng

mất nước sang lưu vực khác là hoàn toàn không xảy ra

b Vật liệu xây dựng

* Đất đắp đập

Đất có các chỉ tiêu cơ lý đảm bảo yêu cầu đắp đập gần khu vực xây dựng hồ chứa nước phước lập rất khan hiếm Vùng trong lòng hồ chủ yếu là dất các và á cát không thể sử dụng để đắp đập

.-Trữ lượng ,cự ly vận chuyển, ưu khuyết điểm của từng bãi ghi ở bảng 2-15

Bảng 2-15

1 Bãi vật liệu A (thôn Phước

lập)

-Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập ghi ở bảng 2-16

17.04.0

13.8519.14

 Nhu cầu dùng nước

Theo quyết định phê duyệt dự án hồ chứa nước Phước Lập có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 170 ha đất trồng lúa, nho và mầu Nhu cầu dùng nước theo các tháng trong năm dược ghi ở bảng 2-17

Dân tộc Chăm Phước Nam 2.808 15.558 5.876 5.186 10.372 Phước Dinh 1.583 7.785 4.605 5.1 2.595 Cộng: 4.391 23.343 10.481 10.376 12.971

Dân cư trong vùng dự án phần lớn là đồng bào dân tộc Chăm, mật độ dân cư trong vùng thưa thớt :157 người/km2, nơi tập trung đông dân nhất là xã Phước Nam và Phước Dinh

2- Tình hình kinh tế

Căn cứ vào số liệu thống kê tình hình sản xuất nông nghiệp của 2 xã Phước Nam và Phước Dinh Hiện trạng về sản xuất nông nghiệp được thống kê như sau:

Bảng 2-1: Bảng thống kê diện tích gieo trồng

TT Loại cây trồng Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)

Dân cư trong vùng dự án sống chủ yếu bằng nghề làm nương rẫy, ruộng và chăn nuôi trâu bò Nước ở đây rất khan hiếm, phụ thuộc hoàn toàn vào thiên nhiên nên mùa màng bấp bênh, đời sống kinh tế rất khó khăn, đời sống văn hóa còn thấp Ngoài ra còn

có một bộ phận nhỏ người Chăm sống làm nghề thủ công hoặc buôn bán nhỏ Đời sống kinh tế còn nhiều khó khăn, bình quân có tới 10%số hộ thiếu ăn

Về chăn nuôi : tuy diện tích rộng nhưng không có quy hoạch khu đồng cỏ nên về mùa khô không đủ thức ăn cho vật nuôi, thậm chí cả nước uống cũng thiếu Chăn nuôi mang tính chất tự phát, giá trị hàng hoá không cao Những vật nuôi chủ yếu được phân

Căn cứ vào số liệu thống kê tình hình sản xuất nông nghiệp của 2 xã Phước Nam

và Phước Dinh Hiện trạng về sản xuất nông nghiệp được thống kê như sau:

Bảng 2-3: Bảng thống kê diện tích gieo trồng

TT Loại cây trồng Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)

Dân cư trong vùng dự án sống chủ yếu bằng nghề làm nương rẫy, ruộng và chăn nuôi trâu bò Nước ở đây rất khan hiếm, phụ thuộc hoàn toàn vào thiên nhiên nên mùa màng bấp bênh, đời sống kinh tế rất khó khăn, đời sống văn hóa còn thấp Ngoài ra còn

có một bộ phận nhỏ người Chăm sống làm nghề thủ công hoặc buôn bán nhỏ Đời sống kinh tế còn nhiều khó khăn, bình quân có tới 10%số hộ thiếu ăn.

Về chăn nuôi : tuy diện tích rộng nhưng không có quy hoạch khu đồng cỏ nên về mùa khô không đủ thức ăn cho vật nuôi, thậm chí cả nước uống cũng thiếu Chăn nuôi mang tính chất tự phát, giá trị hàng hoá không cao Những vật nuôi chủ yếu được phân

3-Các yêu cầu phát triển kinh tế của khu vực

3-1.Phương hướng phát triển kinh tế xã hội của tỉnh

Ninh thuận là một tỉnh ven biển miền Nam Trung Bộ với diện tích 335,2 Km² có số dân là 501.000 người, gồm nhiều dân tộc cùng sinh sống trong đó chủ yếu là dân tộc Kinh (chiếm 79%), dân tộc Chăm (chiếm 10%), dân tộc RăkLây (chiếm 9%), còn lại là các dân tộc khác

Tỉnh Ninh Thuận có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế như : Đất đai, khí hậu, nguồn nước, lao động để phát triển Nông nghiệp Bờ biển dài 105Km, nguồn lợi hải sản phong phú để phát triển ngành nuôi trồng, đánh bắt hải sản và sản xuất muối công nghiệp.Diện tích đất tự nhiên và đất có khả năng trồng rừng lớn để phát triển lâm nghiệp.Nhưng cho đến nay Ninh Thuận vẫn là một tỉnh nghèo vì cơ sở hạ tầng phục vụ cho phát triển kinh tế còn rất yếu kém đặc biệt là cơ sở hạ tầng phục vụ cho nông nghiệp

Mục tiêu phát triển kinh tế của tỉnh Ninh Thuận từ nay cho đến năm 2010 phải đạt được là : Đẩy nhanh phát triển lực lượng sản xuất trên cơ sở phân bố sản xuất hợp lý, phấn đấu vượt qua tình trạng nghèo và kém phát triển, khắc phục nguy cơ tụt hậu, xây dựng tiềm lực kinh tế , nâng cao đời sống của nhân dân Cơ cấu kinh tế tổng thể là Nông

– Ngư – Lâm – Công nghiệp chế biến và dịch vụ Phải phát triển nông nghiệp một cách toàn diện theo hướng sản xuất hàng hoá , gắn với xây dựng nông thôn mới, tăng dần tỉ trọng công nghiệp và dịch vụ với mục tiêu đến năm 2010 giá trị sản phẩm ngành nông nghiệp (nông nghiệp, lâm nghiệp & thuỷ sản) chiếm 30%, công nghiệp-xây dựng chiếm 35%, các ngành dịch vụ chiếm 35% trong cơ cấu GDP toàn tỉnh

Dự kiến đến năm 2010 tổng sản phẩm nội tỉnh (GDP) tăng 2,5 lần so với năm 2000

và GDP bình quân đầu người đạt từ 504 đến 600 USD, bằng 65 - 75% mức bình quân chung cả nước

Với định hướng phát triển theo hướng tăng tỉ trọng 2 ngành công nghiệp và dịch vụ,

dự báo đến năm 2020 ngành công nghiệp sẽ đứng vị trí hàng đầu Một số chỉ tiêu cơ cấu kinh tế theo định hướng nêu trên theo từng thời kỳ được tổng hợp như bảng sau

3-2.Phương hướng phát triển kinh tế của vùng dự án

Như phần hiện trạng Thuỷ lợi và Nông nghiệp đã trình bày cho thấy tiềm năng về đất đai có khả năng canh tác trong vùng dự án là khá lớn : Gần 300 ha, nhưng vì không chủ động được nước tưới nên diện tích có hiệu quả là rất ít

Trong những năm tới để phục vụ cho kế hoạch phát triển kinh tế của Tỉnh thì phải đưa gần 300 ha đất canh tác vào sản xuất 2 vụ/năm chủ động nước tưới với cơ cấu cây trồng

có hiệu quả kinh tế cao như :lúa ,ngô,thuốc lá

1-3: Hiện trạng thuỷ lợi và nhiệm vụ quy hoạch thuỷ lợi cho khu vực dự án

1-3-1:Tình hình hạn hán trong khu vực

Ninh Thuận được bao bọc bởi các dãy núi cao, chỉ có một mặt giáp với biển, lượng mưa trung bình hàng năm chỉ đạt 600 mm, nắng nóng, gió nhiều, bốc hơi mạnh là đặc trưng khí hậu của vùng đất này Chính vì vậy mà đây là một trong những tỉnh khô hạn nhất nước,tình trạng thiếu nước, hạn hán kéo dài luôn thường xuyên diễn ra Từ đó cho thấy rằng việc đầu tư xây dựng các công trình thủy lợi, đặc biệt là các hồ chứa là 1 việc làm hết sức cần thiết và cấp bách trong giai đoạn hiện nay, nhằm chủ động cấp nước cho nông nghiệp, sinh hoạt và các nghành kinh tế khác trong vùng.

1-3-2.Tình hình lũ lụt

Bên cạnh tình trạng hạn hán thì tình trạng lũ cũng là một trong những vấn đề bức xúc của vùng đất duyên hải Nam Trung Bộ này Qua đó cho thấy lũ lụt đã gây ra những thiệt hại hết sức to lớn về tính mạng cũng như tài sản của người dân trong vùng Thêm

1 lần nữa, các biện pháp phòng tránh, hạn chế các thiệt hại do lũ lụt gây ra cần phải cần được xem xét, nghiên cứu một cách thoả đáng trong tiến trình phát triển thuỷ lợi trên địa bàn tỉnh, đặc biệt là việc xây dựng các hồ chứa phòng lũ cho hạ du

1-3-3.Hiện trạng thủy lợi của vùng dự án

Dự án hồ chứa nước Phước Lập sau khi được thực hiện sẽ khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn nước của suối Bầu Ngứ để tưới cho 170 ha đất canh tác hiện nay còn bị hoang hóa hoặc sản xuất 1 vụ nhờ nước trời năng suất cây trồng thấp, thành ruộng sản xuất 2 vụ chủ động nước tưới cho năng suất cây trồng cao và ổn định, trong số này có một phần diện tích đã được khai hoang nhưng không có nước tưới, nhân dân đang canh tác một vụ lúa hoặc một vụ khoai lang

Nhận xét: Khu vực dự án có tiềm năng đất đai ( khoảng gần 170 ha), nhưng vẫn chưa chủ động được nước tưới nên vẫn chưa khai thác được thế mạnh của vùng.Vì vậy, thiết nghĩ việc đầu tư xây dựng các hồ chứa là 1 việc hết sức cần thiết và cấp bách nhằm phát huy thế mạnh của vùng, góp phần nâng cao đời sống của đồng bào dân tộc Chăm

PHẦN THỨ HAI

NỘI DUNG TÍNH TOÁN

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN CỦA

KHU VỰC

1-1: Tính toán các yếu tố khí tượng của khu vực

1.1.1 :Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán

1-1-1-1: 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

1-1-1-2 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 …)

1-1-2 Chọn trạm, tần suất thiết kế và thời đoạn tính toán

1-1-2-1 Chọn trạm tính toán

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 Lập thuộc xã phước Nam, huyện Ninh phước, Tỉnh Ninh Thuận có trạm đo Cà Ná ở gần khu vực nghiên cứu, nằm trong hệ thống lưới khí tượng của thuỷ văn quốc gia:

1-1-2-3 Chọn thời đoạn tính toán

Mô hình mưa vụ thiết kế là tài liệu 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 :Cây lúa, bông , thuốc lá

1-1-3 Phương pháp và kết quả tính toán

1-1-3-1 Tính toán mô hình mưa vụ thiết kế

Mục đích , ý nghĩa

Tính toán mưa tưới thiết kế nhằm mục đích tìm mô hình phân phối mưa vụ thiết kế để phục vụ cho tính toán chế độ tưới hợp lý cho cây trồng, đảm bảo cho cây trồng cho năng suất cao và ổn định

Dựa trên cơ sở mô hình mưa tới thiết kế tính toán được có thể xác định được ượng 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

1-1-3-2: Phương pháp tính toán

Hiện nay thường dùng các phương pháp 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 dược trị số của các đặc trưng thuỷ văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó

Căn cứ vào tình hình số liệu quan trắc khí tượng thuỷ 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 trạm Cà Ná có tài liệu mưa ngày khá dài từ năm 1978 đến năm 2001 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:{ }Χi , i = l 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 thống nhất

Bước 2: Xây dựng đường tần suất

• Đường tần suất kinh nghiệm:

+ Thống kê lượng mưa vụ hàng năm (XVỤi)

+ Sắp xếp lượng mưa vụ theo thứ tự giảm dần

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

X =

1

1 n i i

X

n∑= ( 1.1) Trong đó: Xi là giá trị lượng vụ mưa thứ i

n: là số năm của chuỗi số liệu

+ Tần suất kinh nghiệm có thể tính theo một trong các công thức sau:

Công thức kỳ vọng : P1 = 100%

1

m

n ×+ (1.2)

+ (1.4)

Trong đó: Pi : là tần suất kinh nghiệm ứng với giá trị XVỤi

n: là số năm được chọn

m: là số thứ tự của XVỤi 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 suất 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 (XVUi: Pi%) trên giấy Hazen

• Đường tần suất lý luận:

Để vẽ dược đường tần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm

có thể sử dụng các phương pháp sau:

* Phương pháp môment: Tính toán các đặc trưng thống kê

+ Hệ số phân tán tính theo công thức:

Cv = 1( 1)2

1

n i i k n

( 3)

n i i

*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 diểm 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( , ).c p s σ+X (17) + Thay 3 điểm trên vào phương trình (1.7) lập được hệ phương trình:

σσσ

Từ Cv,Cs,X vụ vẽ được tần suất lý luận.

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 liệuk ngắn, kết quả tính toán sẽ không chính xác

- Nguyên tắc chọn mô hình điển hình:

+ Mô hình điển hình phải có trong 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 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 (1.10)

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

● Kết quả vẽ tần suất lý luận cho các thời vụ được thể hiện lần lượt trong các bảng từ( 2.1 đến 2.8) phụ lục I và trong các hình từ (1đến 4) phụ lục I.

Dựa vào các đường tần suất đã vẽ, ta xác định được lượng mưa vụ ứng với tần suất thiết kế P=75%

Kết quả được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2.9: Lượng mưa ứng với tần suất thiết kế P=75%

a) Tính toán mô hình mưa vụ Năm thiết kế

Từ Phụ lục 1, bảng P1-1 Biểu lượng mưa vụ Năm trạm Cà Ná, thực hiện các

bước tính toán mô hình mưa như sau:

• 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 Phụ lục 1, bảng P1-2 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 thể hiện ở Phụ lục 1, hình P1-3 Đường

tần suất mưa vụ Năm trạm Cà Ná

• Xác định lượng mưa vụ Năm thiết kế và năm điển hình:

Từ kết quả phần mềm đã tính sẳn ghi ở Phụ lục 1, bảng P1-4 Bảng kết quả tính toán tần suất lý luận mưa vụ Năm, ứng với tần suất thiết kế P = 75% lượng mưa vụ là:

Xnăm P75% = 440,10 mm

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

trình bày ở bảng 2-1.

Bảng 2-1 Thống kê mưa vụ Năm những năm gần kề

Chọn năm 1982 làm năm điển hình, có Xnăm = 427,1 mm

• Xây dựng mô hình mưa vụ Năm thiết kế:

Tính hệ số thu phóng theo công thức (1.9): K 440,10 1,0304

427,1

Lượng mưa vụ Năm thiết kế P = 75% là Xnăm = 440,08

b) Tính toán mô hình mưa vụ Đông Xuân thiết kế

Từ Phụ lục 1, bảng P1-6, thực hiện các bước tính toán mô hình mưa như sau:

• Xây dựng đường tần suất:

Thống kê XĐX của các năm và sắp xếp theo thứ tự giảm dần và tính XÑX, Pi, CV,

CS như tính ở mô hình mưa vụ năm

Kết quả tính toán được thể hiện ở Phụ lục 1, bàngP1-7.

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 thể hiện ở Phụ lục 1, hình P1-8

• Xác định lượng mưa vụ Đông Xuân thiết kế và năm điển hình:

Từ kết quả phần mềm đã tính sẳn ghi ở Phụ lục 1, bảng P1-9, ứng với tần suất

thiết kế P = 75% lượng mưa vụ là: XĐX P75% = 11,84 mm

Lập bảng thống kê mưa vụ Đông Xuân những năm gần kề để chọn năm điển

hình, được trình bày ở bảng 2-2.

Chọn năm 1979 – 1980 làm năm điển hình có XĐX = 11,6 mm

Bảng 2-2 Thống kê mưa vụ Đông Xuân những năm gần kề

• Xây dựng mô hình mưa vụ Đông Xuân thiết kế:

Tính hệ số thu phóng theo công thức (1.9): K =11,84 =1,021

11,6Nhân lần lượt hệ số thu phóng trên với lượng mưa ngày của vụ Đông Xuân năm

1979 – 1980 sẽ được mô hình phân phối mưa vụ Đông Xuân với tần suất thiết kế P =

75% Kết quả tính toán được ghi ở Phụ lục 1, bảng P1-18

Lượng mưa vụ Đông Xuân thiết kế P = 75% là XĐX = 11,84 mm

c) Tính toán mô hình mưa vụ Hè Thu thiết kế

Từ Phụ lục, bảng P1-10, thực hiện các bước tính toán mô hình mưa như sau:

• Xây dựng đường tần suất:

Thống kê XHT của các năm và sắp xếp theo thứ tự giảm dần và tính XHT, Pi, CV,

CS như tính ở mô hình mưa vụ năm

Kết quả tính toán được thể hiện ở Phụ lục 1, bảng P1-11.

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 thể hiện ở Phụ lục 1, hình P1-12

• Xác định lượng mưa vụ Hè Thu thiết kế và năm điển hình:

Từ kết quả phần mềm đã tính sẳn ghi ở Phụ lục1, bảng P1-13, ứng với tần suất

thiết kế P = 75% lượng mưa vụ thiết kế là: XHT P75% = 146,20 mm

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

được trình bày ở bảng 2-3.

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

Chọn năm 19 làm năm điển hình có XHT = 144,3 mm

• Xây dựng mô hình mưa vụ Hè Thu thiết kế:

Tính hệ số thu phóng theo công thức (1.9): K=146, 20 1,013

144,3 =

Nhân lần lượt hệ số thu phóng trên với lượng mưa ngày của vụ Hè Thu năm 19 sẽ được mô hình phân phối mưa vụ Hè Thu với tần suất thiết kế P = 75% Kết quả tính toán

được ghi ở phụ lục 1-18

Lượng mưa vụ Hè Thu thiết kế P = 75% là ΣXHT = 146,18 mm

d) Tính toán mô hình mưa vụ Mùa thiết kế

Từ Phụ lục 1, bảng P1-6 Biểu lượng mưa vụ Mùa trạm Cà Ná, thực hiện các

bước tính toán mô hình mưa như sau:

• Xây dựng đường tần suất:

Thống kê Xmùa của các năm và sắp xếp theo thứ tự giảm dần và tính Xmuøa, Pi, CV,

CS như tính ở mô hình mưa vụ năm

Kết quả tính toán được thể hiện ở Phụ lục 1, bảng P1-7 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 thể hiện ở Phụ lục 1, hình P1-8 Đường tần suất mưa vụ Mùa trạm Cà Ná.

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

Từ kết quả phần mềm đã tính sẳn ghi ở Phụ lục 1, bảng1-9 Bảng kết quả tính toán tần suất lý luận mưa vụ Mùa, ứng với tần suất thiết kế P = 75% lượng mưa vụ thiết

kế là: Xmùa P75% = 373,22 mm

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

trình bày ở bảng 2-4.

Bảng 2-4 Thống kê mưa vụ Mùa

Chọn năm 1992 làm năm điển hình có Xmùa = 363,2 mm

• Xây dựng mô hình mưa vụ Mùa thiết kế:

Tính hệ số thu phóng theo công thức (1.9): K =373,22363,2 =1,028

Nhân lần lượt hệ số thu phóng trên với lượng mưa ngày của vụ Mùa năm 1992 sẽ được mô hình phân phối mưa vụ Mùa với tần suất thiết kế P = 75%

Kết quả tính toán được ghi ở Phụ lục 1, bảng 1-10 Mô hình phân phối mưa vụ Mùa thiết kế ứng với P = 75%

Lượng mưa vụ Mùa thiết kế P = 75% là Xmùa = 373,4 mm

Bảng 2.15: Tổng hợp thống kê mưa vụ thiết kế

1-1-3-4 Tính toán bốc hơi và bốc hơi phụ thêm khi có hồ.

a) Mục đích, ý nghĩa

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

b).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

c).Phương pháp tính toán

* bốc hơi trên lưu vực (Zolv)

Lượng nước hơi lưu vưc được tính bằng phương trình cân bằng nước:

Zolv =Xo –Yo (mm) (1.11)

Trong đó:

Xo là lượng mưa năm trung bình nhiều năm của lưu vực

Yolà lượng dòng chảy năm bình quân nhiều năm của lưu vực, được tính theo công thức: Yo =α0.Xo (mm) (1.12)

Với α0là 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 Lập được xác định theo hẹ số dòng chảy lưu vực của các công trình tương tự trong khu vực:

+ Hệ số dòng chảy chuẩn α0 Sông cái Phan Rang α0=0.32

+Hệ số dòng chảy chuẩn α0 Sông Lu α0= 0.38

Chọn hệ số dòng chảy lưu vực hồ Phước Lập ,α0=0,32.

* Bốc hơi mặt hồ (ZN)

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

ZN=K×Ζpiche (mm) (1.13)

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=1,1

Zpiche là lượng bốc hơi năm trung bình nhiều năm

* Lượng chênh lệch bố hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực (∆Ζ)

∆Ζ= ZN-ZOLV

Phân phối chênh lệch bốc hơi trong năm theo bảng 1-3

Bảng 1-3 Phân phối tổn thất bốc hơi ∆Ζ ttrong năm

(mm)

∆Ζ 122.6 122.9 149.0 127.0 108.9 109.3 147.9 78.5 63.5 76.2 108.2 1345 1-1-3-5 Xác định các đặc trưng khí tượng khác (nhiẹt độ, độ ẩm, nắng, gió )

Các đặc trưng khí tượng: nhiẹt độ,độ ẩm, nắng, gió được thu nhập và lấy kết quả

đã tính toán sẵn ở trạm đo khí tượng Cà Ná, xem ở bảng :2-1; 2-2; 2-3; 2-4 của phần 1

1-2 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THUỶ VĂN CỦA KHU VỰC

1-2-1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán

1-2-1-1.Mục đích

Công trình thuỷ lợi và chế độ làm việc của công trình thỷ lợi thường chịu tác

dộng lớn của các yếu tố khí tượng thuỷ văn.Chính vì vậy, để phục vụ cho công tác quy

hoạch, thiết kế, thi công và quản lý vận hành các công trình thuỷ lợi và các công trình

kinh té quốc dân khác, cần phải tính toán các yếu tố khí tượng thuỷ 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 của 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 thuỷ văn thiết kế chính là xác định các đặc trưng

thuỷ văn ứng với một tần suất thiết kế nào đó, từ đó dánh giá khả năng của nguồn nước

đến, so sánh với các yêu cầu dùng nước thực tế của hệ thóng, 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 cáp thoát nước

theo yêu cầu sinh hoạt và sản xuất của tất cả các nghành kinh tế quốc dân

1-2-1-2 Ý nghĩa.

Tính toán chính xác và lựa chọn hợp lý các đặc trưng thuỷ 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 đọng 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

1-2-1-3 Nội dung tính toán

Nội dung tính toán các đặc trưng khí tượng thuỷ văn phục vụ tưới nông nghiệp và cung cấp nước cho các nghành 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 dịnh và đảm bảo tính kinh tế của dự án

1-2-2 Tình toán dòng chảy năm thiết kế

1-2-2-1 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 tài liệu thực đo trong tính toán phải xắp 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 quy 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

Lưu vực hồ Phước Lập được khống chế 3 trạm đo mưa: Phan Rang, cà ná và Nhị

Hà Lượng mưa bình quân nhiều năm tại các trạm Phan Rang X0PR=650mm, Cà Ná X

X0= (X0CN+ X0NH )/2= 710 (mm)

Nhận Xét: Qua ba cách tính ở trên cho ta thấy lượng mưa trung bình nhiều năm ở vùng này dao động xung quanh giá trị 700mm Do đó, lượng mưa trung bình nhiều năm công trình hồ Phước Lập ta chọn X0=700 mm

+Hệ số dòng chảy chuẩn α0 trong khu vực biến động α0= 0.32 ÷0.38

+Hệ số dòng chảy chuẩn α0 Sông cái Phan Rang α0=0.32

+Hệ số dòng chảy chuẩn α0 Sông Lu α0= 0.38

Công trình hồ Phước Lập nằm trong lưu vực sông Lu, nhưng để an toàn trong thiết

kế nên chọn dòng chảy chuẩn Sông cái Phan Rang α0=0.32

- Lớp dòng chảy chuẩn tính được:

Yo = α0 X0 = 224 (mm)

Trong đó:

Yo : Lớp nước chảy trung bình nhiều năm(mm)

X0 : Lượng mưa bình quân lưu vực nhiều năm (mm)

0

α : Hệ số dòng chảy chuẩn

X0 = XBQ= 700 mm

-Xác định Môđuyn dòng chảy

M0 =

5.31

o Y

= 7.15.31

224

= (l/s.km2)

- Xác định lượng dòng chảy chuẩn

Q0 = 310

.F Mo

10

3.161.7

3 =

x

(m3/s)

Trong đó:

F: diện tích lưu vưc ; F= 16.3 km2

Xác định hệ số biến động dòng chảy năm

Cv = 0.4 0.08

)1(

'

+

F M

A o

A’: Xác định theo bảng 2- 4 QPTL C6 – 77, khu vực Ninh Thuận lấy tương tự khu vực Trường Sơn có A’= 2,2

Ta có

Cv = 7.1 (16.3 1) 0,55

2,2

08 , 0 4

Qp (m3 / s) 0.104 0.068 0.046 Q0 = 0.116

1.2.5 Tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế

Phân phối dòng chảy năm thiết kế công trình hồ Phước Lập được tính trong trường hợp không có tài liệu Mượn phân phối dòng chảy đại biểu để tính toán.Trong phần này sử dụng mô hình phân phối dòng chảy thiết kế công trình hồ Tân Giang kết hợp hiệu chỉnh số thực đo để làm phân phối điển hình và tiến hành thu phóng theo giá trị dòng chảy năm thiết kế Kết quả phân phối dòng chảy năm thiết kế tại tuyến công trình

hồ chứa ở bảng sau :

Bảng 2.8 Phân phối dòng chảy năm thiết kế

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

0.05 8

0.03 4

0.06 8

Kết luận: Mô hình phân phối dòng chảy năm trên tương đối chính xác, nên chọn

nó làm mô hình phân phối dòng chảy thiết kế.

1.2.5 Tính toán dòng chảy lũ thiết kế

Lũ là hiện tượng nước trong sông tăng lên một cách nhanh chóng rồi giảm xuống

do những trạn mưa rào lớn gây ra Quá trình thay đổi mực nước và lưu lượng từ trạng thái bình thường cho đến khi đạt giá trị lớn nhất rồi lại trở về trạng thái bình thường gọi

là một trận lũ Lũ là một đặt trưng quan trọng của dòng chảy sông ngòi, nó được dùng để xác định quy mô kích thướt của các công trình tháo lũ, phân lũ

- Dòng chảy lũ thường được đặt trưng bằng:

1.2.6 Tính toán lưu lượng đỉnh lũ thiết kế

Tần suất thiết kế lũ P Theo TCXDVN 285-2002, công trình đập dự kiến xây dựng thuộc cấp IV, tần suất tính toán lũ thiết kế chọn P =1,5 tần suất lũ kiểm tra P=0,5%

Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế là giá trị lớn nhất của một trận lũ ứng với tần suất thiết

kế Do lưu vực hồ chứa Phước Lập không có trạm đo đạc thủy văn nào và có diện tích lưu vực là 16.3 Km2, nên theo quy phạm C6-77 thì có thể dùng công thức cường độ giới hạn để tính lưu lượng đỉnh lũ thiế kế

Công thức có dạng:

Qmax p = q x F = 16,67 x α x Ψ( )τ x Hngp F (m3/s) Trong đó:

- Qmax p: Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế (m3/s)

- Hngp: Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế (mm)

- Ψ( )τ :Tung độ đường cong triết giảm mưa ứng thời gian tính toán.

- F : Diện tích lưu vực ( km2 )

- α: Hệ số dòng chảy đỉnh lũ

Để xác định Hp ta dựa vào tài liệu mưa ngày quan trắc được để thống kê lượng mưa ngày lớn nhất, vẽ đường tần suất lý luận, từ đó xác định được lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế

Đặt các tham số :

-Mô đuyn lưu lượng phụ S : S

np xH

-Thời gian tập trung nước phụ E : E = 16,67 x KxL u S

Ở đây : a – Thông số tập trung nước, lấy m = 0,15

JS - Độ dốc sông (%0)

LS- Chiều dài sông chính (km)

K- Hệ số, lấy K = 2

Như vậy tính :

QmaxP= S x Fp

Qua biến đổi ta có E = τ x 4 S

Theo phân khu mưa rào của giáo trình thủy văn thì lưu vực công trình hồ Phước Lập thuộc vùng mưa XI Từ đó xây dựng đường quan hệ S ~ E sử dụng trong

Tính toán Lượng mưa ngày thiết kế xác định được từ trạm Phan rang Chọn α

=0,80 Lưu vực công trình Phước Lập có diện tích F = 16,3 (km2), chiều dài sông LS

=5,75(km) và độ dốc lòng sông JS = 13,7 (%0)

1.2.7 Tính tổng lượng lũ thiết kế WmaxP

- Tổng lượng lũ thiết kế tính được từ mưa theo công thức :

W maxP= 103 x α x H

TPx F ( m3)Trong đó:

α - Hệ số dòng chảy đỉnh lũ, α =0,795

HTP- Lượng mưa thời đoạn T tính tổng lượng trận lũ thiết kế Công trình thuộc vùng mưa lũ không lớn, chọn T=1 ngày Như vậy, HTP lấy bằng lượng mưa ngày lớn nhất thiết kế (HnP)

Kết quả tính tổng lũ ứng với các tần suất P% tại tuyến hồ Phước Lập

Bảng 2-9 Kết quả tính toán lưu lượng đỉnh lũ và tổng lượng lũ thiết kế

P(%) 0,5 1,0 1,5 2 5 10

1.2.8 Xác định đường quá trình lũ thiết kế

Quá trình lũ thiết kế là quá trình thay đổi lưu lượng theo thời gian của trận lũ có tần suất xuất hiện bằng tần xuất thiết kế Trong trường hợp không có tài liệu đo lũ, có thể xác định đường quá trình lũ thiết kế theo phương pháp khái quát hóa đường quá trình

lũ theo dạng toán học nào đấy

Khu vực hồ Phước Lập có diện tích lưu vực nhỏ, lũ lên nhanh xuống nhanh nên nhánh lên và nhánh xuống của đường quá trình lũ có thể coi là những đoạn thẳng, do đó đường quá trình lũ có thể được khái quát hóa theo dạng tam giác

Từ Qmaxp, Wmaxp ta tính được thời gian của một trận lũ theo công thức:

p

p p

p

Q

W Q

W T

.1800

.2

=

=

Do ảnh hưởng của điều tiết lưu vực và lòng sông nên thời gian lũ lên thường nhỏ hơn thời gian lũ xuống, đường quá trình lũ có dạng không đối xứng Sự bất đối xứng đó được mô tả bằng hệ số không đối xứng γ Hệ số γ phụ thuộc vào diện tích của lưu vực

và các nhân tố điều tiết lưu vực Lưu vực Phước Lập có diện tích nhỏ, ít điều tiết nên chọn γ =1,94

Ta có:

l

x T

T

=γ

Khi đó thời gian của một trận lũ được tính theo công thức:

)1()1

=+

l

x l

x l

T

T T T T T

⇒

94,2

lu l

T

T =

Sau khi tính toán ta thu được kết quả thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.10: Kết quả xác định quá trình lũ thiết kế

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH THUỶ LỢI VÀ BỐ TRÍ

HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC

2-1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung nghiên cứu đề xuất phương án quy hoạch thuỷ lợi

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa

2.1.1.1 Mục đích

Tìm ra những phương án nguồn nước, giải pháp công trình hợp lý để đề xuất phương án qui hoạch hệ thống tưới, giải quyết vấn đề về nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp của khu vực, tăng khả năng tưới tự chảy của hệ thống, góp phần ổn định và phát triển sản xuất, cải thiện và nâng cao mức sống cho nhân dân trong vùng, đặc biệt là đồng bào dân tộc thiểu số

2.1.1.2 Ý nghĩa

Đề xuất và lựa chọn được phương án cấp nước hợp lý cho khu vực có ý nghĩa quyết định về khả năng tận dụng nguồn nước, khả năng đáp ứng các yêu cầu sử dụng nước, hiệu quả sử dụng nguồn nước của hệ thống, giảm tổn thất kinh phí đầu tư cho hệ thống công trình và lợi ích về kinh tế, xã hội, môi trường do hệ thống mang lại Thông

qua nghiên cứu quy hoạch cải tạo sẽ xác định được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật phù hợp với hệ thống.

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

Nội dung nghiên cứu thiết kế qui hoạch hệ thống tưới hồ Phước Lập bao gồm:+ Nghiên cứu đề xuất phương án công trình đầu mối

+ Nghiên cứu đề xuất phương án bố trí hệ thống kênh và công trình trên kênh+ Nghiên cứu đề xuất phương án bố trí các công trình phụ trợ: Nhà quản lý, đường quản lý …

2.2 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

2.2.1 Cấp công trình và các chỉ tiêu tính toán chủ yếu

Theo Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXDVN 285 : 2002 Công trình Thủy lợi – Các Quy định chủ yếu về thiết kế, hệ thống công trình Hồ chứa nước Phước Lập thuộc công trình cấp IV

Các chỉ tiêu tính toán chủ yếu:

- Tần suất tính toán dòng chảy đến: P = 75%

- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn định, kết cấu công trình: P = 1,5%

- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế các công trình tạm phục vụ công tác dẫn dòng và lấp dòng: P = 10%

- Tần suất tính toán mô hình mưa tiêu để tính toán hệ số tiêu: P = 10%

- Tần suất tính toán gió lớn nhất: P = 4% ứng MNDBT

P = 50% ứng MNGC

- Hệ số tin cậy : k = 1,1

2.2.2 Phương án công trình đầu mối

Từ những đặc điềm tự nhiên của khu vực và giải pháp công trình đã được chọn, biện pháp - quy mô công trình được bố trí như sau :

2.2.2.1 Đập dâng

Đập chính có nhiệm vụ ngăn suối Bầu Ngứ tạo nên hồ chứa Đặc điểm nổi bật ở đây là vật liệu đất đắp khá khan hiếm, phải chở từ khoảng cách tương đối xa Vì vậy cần phải chọn hình thức đập thích hợp để vừa đảm bảo tốt nhiệm vụ chống thấm, vừa tận dụng được các loại đất khác để đắp đập

Căn cứ vào tài liệu khảo sát vật liệu đắp đập, trử lượng, sự phân bố của các lớp đất đắp chính cũng như tính chất cơ lý của bãi vật liệu Thôn Phước Lập, bãi B và bãi C, chọn hình thức đập là đập hỗn hợp có thiết bị thoát nước thấm qua đập dạng hỗn hợp.

Nhằm đảm bảo điều kiện thuận lợi thi công cơ giới, quản lý trong quá trình vận hành, đồng thời đảm bảo điều kiện làm việc ổn định của đập chọn chiều rộng đỉnh đập B

=5,0m Phía thượng và hạ lưu đỉnh đập xây gờ chắn bánh bằng đá xây vữa M100 dày 0,30 m, cứ 5m bố trí 1 khe thoát nước Mặt đập được rải cấp phối đất đỏ dày 0,3m có độ dốc i = 4% về 2 phía

Chọn hình thức trồng cỏ trên lớp đất mầu dày 0,1m Chân mái hạ lưu được xây đá bảo vệ với chiều cao tính từ đáy từ 1,0m ÷1,8m tiếp xúc giữa mái hạ lưu đập với nền là rãnh thoát nước bằng đá xây mặt cắt hình thang b = 0,8m ; h = 0,8m ; m = 1,0

Bảng 2-1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu

2.2.2.2 Công trình tháo lũ

Được chọn theo hình thức tự tràn, mặt cắt ngưỡng tràn dạng chữ nhật có bố trí góc lượn trên ngưỡng nhằm thuận dòng chảy, tăng hệ số lưu lượng Trên ngưỡng có bố trí cầu giao thông và mố phai nhằm tăng dung tích hồ vào cuối mùa mưa Nối tiếp giữa thân tràn và lòng suối là các dốc nước I, II và kênh tháo sau dốc, cuối dốc I có bố trí bể tiêu năng Sân trước, thân tràn, tường chắn, cầu giao thông, dốc nước I, bể tiêu năng được làm bằng bê tông và bê tông cốt thép

Bảng 2-2 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của tràn

2.2.2.3 Cống lấy nước đầu mối

Cống lấy nước đầu mối được chọn theo dạng cống ngầm, thân cống có tiết diện tròn Φ400 mm bằng BTCT M 200 dày 0,2 m Thượng lưu có cửa van vận hành cống, có

bố trí cầu công tác bằng bê tông cốt thép, bể tiêu năng sau cống bằng bê tông cốt thép Nước được dẫn về khu hưởng lợi bằng hệ thống kênh dẫn

Bảng 2-3 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của cống đầu mối