Tài liệu ôn tập công trình trên hệ thống thủy lợi

Câu hỏi ôn tập Câu 1: Trình bày mục đích ý nghĩa và nội dung các bước lập kế hoạch dùng nước?  Mục đích ý nghĩa Là cơ sở khoa học để khai thác và phân phối nguồn nước trong HT, Là văn kiện cơ bản và cũng là pháp lệnh điều phối nước cho các đơn vị dùng nước, Giúp triệt để khai thác nguồn nước một cách hợp lý với mục đích thỏa mãn các yêu cầu nước cho các đơn vị dùng nước. Đó là cơ sở để nâng cao năng lực sử dụng tổng hợp nguồn nước và ứng dụng công nghệ cao trong việc quản lý khai thác hệ thống. Từ kế hoạch dùng nước có thể triệt để khai thác nguồn nước một cách hợp lý với mục đích thỏa mãn yêu cầu nước cho các đơn vị dùng nước.  Các bước lập kế hoạch dùng nước 1. Chọn chế độ tưới thích hợp cho các loại cây trồng Dựa vào kinh nghiệm điều tra từ dân Dựa vào kết quả nghiên cứu của các cơ sở nghiên cứu và quy phạm tưới của nhà nước để chọn công thức tưới cho các loại cây trồng. 2. Lập tờ trình dùng nước của cơ sở 3. Xác định hình thức tổ chức tưới ở cơ sở dùng nước Các cơ sở dùng nước tổ chức tưới luân phiên vì: a) Tập trung nguồn nước nâng cao hệ số sử dụng nước, tăng DT tưới, b) Tạo điều kiện phối hợp tốt giữa tưới nước với các khâu lao động khác trên đồng ruộng để tăng năng suất lao động và hiệu suất tưới, tránh lãng phí nước. Nguyên tắc chia tổ tưới luân phiên:  Số tổ luân phiên không nên nhiều, thường vài tổ,  Diện tích mỗi tổ tưới nên cố gắng phân chia đều nhau,  Các đường kênh trong tổ phải chuyển được Qmax,  Phải xét tới tổ chức tưới, tổ chức lao động để phân chia tổ.

Câu hỏi ôn tập

Câu 1: Trình bày mục đích ý nghĩa và nội dung các bước lập kế hoạch dùng nước?

 Mục đích ý nghĩa

- Là cơ sở khoa học để khai thác và phân phối nguồn nước trong HT,

- Là văn kiện cơ bản và cũng là pháp lệnh điều phối nước cho các đơn vị dùng nước,

- Giúp triệt để khai thác nguồn nước một cách hợp lý với mục đích thỏa mãn các yêu cầu nước cho các đơn vị dùng nước Đó là cơ sở để nâng cao năng lực sử dụng tổng hợp

nguồn nước và ứng dụng công nghệ cao trong việc quản lý khai thác hệ thống

Từ kế hoạch dùng nước có thể triệt để khai thác nguồn nước một cách hợp lý với mục đích thỏa mãn yêu cầu nước cho các đơn vị dùng nước

 Các bước lập kế hoạch dùng nước

1. Chọn chế độ tưới thích hợp cho các loại cây trồng

- Dựa vào kinh nghiệm điều tra từ dân

- Dựa vào kết quả nghiên cứu của các cơ sở nghiên cứu và quy phạm tưới của nhà

nước để chọn công thức tưới cho các loại cây trồng.

2. Lập tờ trình dùng nước của cơ sở

Tên

kênh

Loại

cây

trồng

Diện tích tưới (ha)

Giai đoạn sinh trưởng

Số lần tưới

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3

3. Xác định hình thức tổ chức tưới ở cơ sở dùng nước

Các cơ sở dùng nước tổ chức tưới luân phiên vì:

a) Tập trung nguồn nước nâng cao hệ số sử dụng nước, tăng DT tưới,

b) Tạo điều kiện phối hợp tốt giữa tưới nước với các khâu lao động khác trên đồng ruộng để tăng năng suất lao động và hiệu suất tưới, tránh lãng phí nước.

Nguyên tắc chia tổ tưới luân phiên:

 Số tổ luân phiên không nên nhiều, thường vài tổ,

 Diện tích mỗi tổ tưới nên cố gắng phân chia đều nhau,

 Các đường kênh trong tổ phải chuyển được Qmax,

 Phải xét tới tổ chức tưới, tổ chức lao động để phân chia tổ

N 2-1

N 2-2

N 2-3

N 2-4

Các hình thức luân phiên:

a) Luân phiên tập trung (kênh, nhóm kênh)

Ưu điểm:

 Lưu lượng Q tập trung, đường kênh ngắn, hệ số sử dụng nước cao

Nhược điểm:

 Lao động khẩn

 Lưu lượng sử dụng nhỏ.

N 2-1

N 2-3

N 2-2

N 2-4

b) Luân phiên theo tổ

Ưu điểm:

 Khắc phục được nhược điểm của hình thức 1

Nhược điểm:

 Hệ số sử dụng nước giảm nhỏ so với hình thức 1

N 2-1

N 2-3

N 2-2

N 2-4

c) Luân phiên xen kẽ (gữa các kênh, nhóm kênh)

Tổ 2

Tổ 1

Ưu điểm:

 Sức lao động, tổ chức tưới,

 Điều hòa được quyền lợi giữa các hộ dùng nước.

Nhược điểm:

 Hệ số sử dụng nước giảm,

 Không thuận lợi cho việc chăm bón bằng cơ giới sau khi tưới.

Mẫu KHDN của cơ sở

Loại

cây

trồng

Thời

kỳ

tưới

Tổ luân phiên Kênh

Diện tích tưới (ha)

Thời gian

tưới (m 3 /ha)

Lượng nước cần mặt ruộng (1000

m 3 )

Tổng lượng nước cần mặt ruộng

Hệ số

sử dụng nước

Lượng nước cần của kênh (1000

m 3 )

Lưu lượng cần của kênh cấp

1 N1 (m 3 /s)

Từ ngày ngày Đến (1000 m 3 )

Lúa Tưới ải

Câu 2: Mục đích và phương pháp hiệu chỉnh khi lưu lượng giảm từ 5% - 25%?

Câu 3: Mục đích và phương pháp hiệu chỉnh khi lưu lượng giảm lớn hơn 25%?

Câu 4: Mục đích, phương pháp hiệu chỉnh khi lưu lượng cần mặt ruộng thay đổi?

Nguyên nhân thay đổi:

- Do sự thay đổi DT trồng trọt

- Do sự thay đổi mức tưới

I Trường hợp lượng nước cần ≤ ± 10% so với KH

Trường hợp này không cần điều chỉnh lại kế hoạch cũ mà sẽ sử lý trong quá trình thực hiện bằng cách:

- Thay đổi lưu lượng lấy vào

- Kéo dài thêm thời gian lấy nước

- Điều tiết tương hỗ giữa các đường kênh với nhau

II Trường hợp lượng nước cần > ± 10% so với KH

 Qbrut: Lưu lượng đầu kênh theo kế hoạch

 Q’brut: Lưu lượng đâu kênh đã hiệu chỉnh

Trường hợp này phải điều chỉnh lại Q lấy vào đầu kênh các cấp: Q’brut = d Qbrut

d: Hệ số hiệu chỉnh, d = α1-m.(1-η) + α.η;

η: Hệ số sử dụng nước theo kế hoạch của hệ thống kênh ở vị trí tương ứng cần phải hiệu chỉnh

m: Chỉ số ngấm của đất

net

net

Q

Q'

=

α

: Hệ số thay đổi lượng nước cần ở mặt ruộng

Câu 5: Trình bày mục đích, ý nghĩa và các yêu cầu của công tác đo nước?

 Mục đích và ý nghĩa của công tác đo nước trên HTTL

Đo nước trong HTTL là đo đạc các đặc trưng của dòng chảy trên sông và trên kênh: h, v, Q, hàm lượng phù sa tại các mặt cắt cần thiết trên hệ thống nhằm nắm vững tình hình diễn biến của dòng chảy trên hệ thống

 Mục đích:

1 Phục vụ cho công tác phân phối nước và dẫn nước một cách chính xác kịp thời

- Yêu cầu nước và điều kiện nguồn nước dự báo

- Đối chiếu với KH dùng nước, nhằm đánh giá việc thực hiện kế hoạch điều phối nước thực tế đã đạt yêu cầu đặt ra chưa

2 Làm căn cứ để thu thuỷ lợi phí và hạch toán kinh tế trong hệ thống thuỷ lợi

- Yêu cầu nước trong hệ thống luôn luôn thay đổi

- Mức độ thoả mãn một cách đầy đủ của hệ thống cho các hộ dùng nước cũng thay đổi qua từng thời kỳ và theo từng khu vực trong hệ thống

3 Đo nước để thu thập những tài liệu cơ bản

- Dùng để kiểm tra, đánh giá năng lực của hệ thống

- Nâng cấp hệ thống

- Nghiên cứu khoa học

Câu 6 : Các loai trạm đo nước trên hệ thống thủy nông và yêu cầu chung về bố trí các công trình đo nước.

 Các loại trạm đo nước

- Trạm đo nguồn nước,

- Trạm đo nước đầu kênh chính,

- Trạm đo nước ở các điểm chia nước,

- Trạm đo nước ở điểm phân phối nước (đầu các cấp kênh cấp nhỏ)

Với những yêu cầu đặc biệt khác (trạm đo nước chuyên môn):

- Trạm đo để tính cân bằng nước,

- Trạm đo phù sa,

- Trạm đo lưu lượng tiêu nước ngầm,

- Đo lượng tổn thất trên kênh để phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học

 Yêu cầu về bố trí mạng lưới trạm đo nước

- Kết hợp chặt chẽ giữa nhiệm vụ, yêu cầu của công tác quản lý nước và QH kênh mương, công trình của hệ thống thuỷ nông

- Cần triệt để lợi dụng các công trình sẵn có trong hệ thống để đo nước, làm cho mạng lưới công trình được khai thác một cách tổng hợp

- Lòng sông (kênh), đáy sông (kênh), bờ sông (kênh) ở đoạn bố trí trạm đo cần phải

ổn định

- Vị trí trạm phải ở ngoài phạm vi ảnh hưởng của đường nước dâng, sông phải thẳng, mặt cắt ngang đồng đều dọc theo đoạn sông; chiều rộng, độ sâu, độ dốc cần giống nhau

- Không có công trình: cầu, trạm bơm, bến tàu làm ảnh hưởng đến dòng chảy

- Đáy , bờ của đoạn sông hoặc kêhn có trạm đo phải dọn sạch cỏ rác

- Chọn vị trí thuận tiện cho đo đạc, lắp ráp và sửa chữa công cụ đo nước

Câu 7: Trình bày các phương pháp đo mực nước ( 3 phương pháp )

Các đặc trưng cần đo: h, Q và W đã chảy qua kênh hoặc các CT

1. Các phương pháp đo mực nước

a) Thước móc câu

- Dụng cụ đơn giản, có chân đế và thân thước có khắc số đo chiều dài dùng để đo mực nước có chiều sâu nhỏ

b) Thước đo mực nước (cột thuỷ chí)

- Vị trí: Thượng, hạ lưu CT trên kênh hoặc kênh

- Mục đích: đo độ sâu của dòng chảy hoặc cao trình mực nước

c) Máy đo mực nước tự ghi

- Là thiết bị có thể tự động ghi quá trình mực nước trên sông hoặc trên kênh theo thời gian

3.2.1 Dùng thuỷ chí để đo mực nước

- Lợi dụng: tràn, cống, cầu máng, xi phông,

- Vị trí: Ở thượng lưu cách công trình khoảng 3 lần chiều sâu lớn nhất của nước trước cống

+ Cách cửa van khoảng 1/4 chiều rộng một cửa cống

+ Sau cửa van bố trí cách phía sau cửa van khoảng 1/4 chiều rộng một khoang cửa van nhưng không lớn hơn 40cm

+ Cao trình khởi điểm “0” của thước đo nước phải ngang bằng cao trình đáy công trình + Thước đo độ cao mở cống có thể trực tiếp vẽ trên trụ cống, gần đường rãnh của van

Ưu điểm: dễ lắp đặt, dễ sử dụng và quản lý, bố trí được ở nhiều vị trí và công trình khác nhau, đơn giản, giá thành rẻ

Nhược điểm: độ chính xác không cao, phụ thuộc vào chủ quan của người quan trắc Tài liệu đo đạc không thường xuyên, liên tục, phụ thuộc vào thời gian và số lần đọc của người quan trắc

3.2.2 Máy đo mực nước tự ghi

Ưu điểm: Cung cấp tài liệu về mực nước thường xuyên, chính xác, giảm chi phí cho việc quan trắc đo đạc từ các thuỷ chí

3.2.3 Dùng thiết bị tự ghi mực nước có kết hợp với máy tính

Ư

u điểm : cấu tạo gọn nhẹ, đơn giản, số liệu chính xác và liên tục, chế độ đo linh hoạt Nhược điểm: lao động có trình độ khkt, sử dụng máy tính thành thạo Biên độ đo không cao

Câu 8: Mục đích, ý nghĩa phương pháp đo lưu lượng qua tốc độ dòng chảy ( Lưu tốc

kế )

Là xác định được lưu tốc bình quân trên mặt cắt ngang của dòng chảy và diện tích của mặt cắt ướt Từ đó tính toán ra lưu lượng của dòng chảy

Các phương pháp đo lưu tốc:

3.3.1 Phương pháp dùng máy lưu tốc

1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

+ Cấu tạo: - Một số bánh xe có gắn những cánh quạt hoặc một chong chóng có thể quay quanh trục dưới tác dụng của nước chảy

- Một vật nặng

+ Nguyên lý làm việc: - Nước chẩy tác động làm chong chóng quay Số vòng quay của chong chóng trong khoảng thời gian tương ứng với vận tốc của dòng chẩy ( quan hệ này được lập sẵn với từng thiết bị)

2. Chọn mặt cắt và điểm đo đạc

Mặt cắt đo nước nên chọn ở đoạn kênh thẳng, ổn định, có độ dốc đồng nhất, dòng chảy đều

Trên mặt cắt đo đạc có thể bố trí những đường thuỷ trực để đo vận tốc dòng chảy tại các điểm trên thuỷ trực (bảng 3.1 trang 66)

3. Xác định lưu tốc của mặt cắt

Lưu tốc bình quân theo chiều đứng tại mỗi đường thuỷ trực có thể xác định tuỳ theo

số điểm đo trên đường thuỷ trực

- Nếu chỉ đo một điểm : Lưu tốc bình quân của đường thuỷ trực bằng lưu tốc tại điểm có chiều sâu bằng 0,6 chiều sâu đường thuỷ trực (tính từ mặt nước xuống)

- Nếu đo hai điểm: thì các điểm đo tại vị trí 0,2 và 0,8 chiều sâu đường thuỷ trực Lưu tốc bình quân sẽ là:

2

V V

V 0 , 2 + 0 , 8

=

- Nếu đo 3 điểm: thì các điểm đo phải ở tại vị trí 0,2, 0,6 và 0,8 chiều sâu đường thuỷ trực Lưu tốc bình quân sẽ là:

V V

V

V 0 , 2 + 0 , 6 + 0 , 8

=

Để bảo đảm độ chính xác thời gian đo không nên nhỏ hơn 120 giây tại mỗi điểm, số vòng

đo phải > 20vòng (máy kiểu gáo), 100 vòng (máy kiểu cánh quạt)

4 Tính lưu lượng dòng chảy

- V thay đổi theo đường thủy trực ⇒ Q thay đổi

- Để tính chính xác, cần chia mặt cắt làm các phần nhỏ để tính

DT được tính: f1 = 1/2 (h0 + h1).b1

f2 = 1/2 (h1 + h2).b2

fn = 1/2 (hn-1 + hn).bn

b2 b1 h0

b3

hn

bn

Lưu tốc bình quân giữa hai đường thuỷ trực được tính như sau:

+ Vận tốc bộ phận sát bờ:

1 n n

1 1

V 3

2 V

V 3

2 V

−

=

=

+ Vận tốc bộ phận giữa hai đường thuỷ trực:

( 2 3)

2 V V

2

1

( 3 4)

3 V V

2

1

- Lưu lượng từng bộ phận mặt cắt: Qi = fi.Vi

- Lưu lượng chảy qua mặt cắt đo đạc:

∑=

= n

i i

Q

Q

1

Câu 9: Trình bày các phương pháp và các bước lợi dụng Công trình Thủy Công có điều tiết lưu lượng để đo nước.

2 Phương pháp lợi dụng các công trình thuỷ công có khả năng điều tiết lưu lượng để đo lưu lượng.

- Xác định loại công trình, trạng thái chảy qua công trình, sau đó sử dụng công thức tính toán lưu lượng thích hợp

- Kiểm nghiệm hệ số lưu lượng của công trình thực tế, đối chiếu với hệ số lưu lượng

lý thuyết đã cho trong công thức tính toán lưu lượng để xác định được trị số hệ số lưu lượng phù hợp với công thức cụ thể được sử dụng để đo nước

Vẽ đồ thị quan hệ Q ~ H của công trình

a) Phân loại công trình:

5 loại CT có khả năng khống chế lưu lượng:

Loại I: Chảy thoáng kiểu hở, cửa van phẳng thẳng đứng Theo tính chất của mặt cắt loại

này có thể phân làm các tổ:

Tổ 1: cửa lấy nước kiểu hở, mặt cắt chữ nhật, chiều rộng cửa van bằng chiều rộng cửa vào, đáy bằng, sau cống không có ngưỡng

Tổ 2: cửa lấy nước kiểu hở, m/c cống thay đổi, sát ngay sau cửa cống có ngưỡng, hngưỡng = (30 ÷ 40) cm

Loại II: Cửa lấy nước kiểu cống ngầm, chảy thoáng, cửa van phẳng, thẳng đứng có mặt

cắt hình chữ nhật

Loại III: Cửa lấy nước kiểu đường ống ngầm, m/c hình tròn, có van phẳng Dựa theo

tường cánh trước cửa vào và hình thức cửa van có thể chia làm hai tổ:

Tổ 1: Tường cánh vặn vỏ đỗ hoặc phẳng vuông góc hoặc hình chữ bát, cửa van phẳng kiểu thẳng đứng

Tổ 2: Tường cánh và tường ngực dốc theo chiều dốc mái kênh, cửa van nằm nghiêng

Loại IV: Cống có nhiều cửa, cửa van phẳng thẳng đứng Dựa theo sự khác nhau của trụ pin và đáy cống có thể phân thành 3 tổ:

Tổ 1: giữa các cửa có trụ pin ngắn, đáy cống bằng, không có ngưỡng

Tổ 2: giữa các cửa có trụ pin, sát sau cửa cống có ngưỡng

Tổ 3: giữa các cửa có trụ pin dài, đáy cống bằng, không có ngưỡng

Loại V: Công trình có cửa van hình cung

b) Xác định trạng thái chảy qua công trình

Tùy theo mực nước thượng hạ lưu và hình thức mở cửa van, có thể phân thành 5 trạng thái chảy như sau:

a Chảy tự do, cửa van mở hết: Mặt nước không tiếp xúc với đường viền dưới cửa van

Tỷ số giữa chiều sâu mực nước thượng lưu nhỏ hơn 0,7 (hH/H < 0,7) Nếu sát sau cửa van có ngưỡng thì mực nước hạ lưu phải thấp hơn ngưỡng cống (hσ < P2)

b Chảy ngập, cửa van mở hết: Mặt nước không tiếp xúc với đường viền dưới cửa van Tỷ

số giữa chiều sâu mực nước thượng lưu lớn hơn 0,7 (hH/H > 0,7)

Sau cửa van có ngưỡng thì mực nước hạ lưu phải cao hơn ngưỡng cống (hσ > P2)

c Chảy tự do cửa van mở không hết: Mặt nước tiếp xúc với đường viền dưới cửa van, mặt nước sau cửa van thấp hơn độ mở cửa van (h1 < hµ)

d Chảy ngập cửa van mở không hết: Mặt nước tiếp xúc với đường viền dưới cửa van, mặt nước sau cửa van cao hơn độ mở cửa van (h1 > hµ)

e Chảy ngập có áp: Mặt nước hạ lưu cao hơn đỉnh ống ngầm Trường hợp này độ mở cửa cống có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn đường kính cống ngầm (hH > a)

Câu 10: Các công trình điều tiết mực nước và lưu lượng (2 CT bất kỳ)?

4.4 Công trình điều tiết lưu lượng cố định

4.4.1 Thiết bị tự động điều tiết kiểu LINDLY

1. Cấu tạo

Thiết bị gồm:

- Phòng chứa nước có cửa van (6)

- Đường ống tháo (5)

- Cửa sổ nước(1)

- Cửa (3) đề rút xuống ống tháo

chảy ra phía hạ lưu

- Phao và nắp ống phao (2,4)

2 Điều kiện sử dụng

Xây dựng trên đường kênh lấy, tháo,

đầu các kênh sau cống điều tiết

đầu kênh hoặc kết hợp làm điều tiết

3 Nguyên lý làm việc

Khi cần lấy vào một lưu lượng Q không đổi, cửa sổ (3) sẽ được mở ứng với một mực nước thượng lưu nào đấy

Khi mực nước thượng lưu đột ngột tăng lên làm phao nâng lên kéo theo sự thu hẹp bớt cửa sổ (3) để có lưu lượng Q không đổi theo hệ thức dòng chảy qua lỗ

gH 2

Q = µω

H: chênh lệch cột nước thượng hạ lưu Khi H tăng thì ω sẽ phải giảm đi ⇒ Q = Const µ: hệ số lưu lượng

4.4.2 Thiết bị kiểu BREDIS.

1. Cấu tạo:

- Tường chắn ngang kênh (7), - Tấm di động (4)

- Phao (5), - Bản lề (6).

- Lỗ tháo nước (3)

- 2 Nguyên lý công tác

- - Q tháo cố định xuống hạ lưu qua cửa sổ (3) tương ứng với HTL đã xác định

- - Khi HTL tăng lên, phao sẽ được nâng lên làm giảm độ mở của cửa (3) ⇒ giữ cho lưu lượng tháo qua cửa là không đổi

Câu 11: Mục đích, nhiệm vụ, nội dung của việc quản lý, bảo dưỡng CTTL

Mục đích bảo dưỡng, quản lý công trình

Mục đích: nhằm kéo dài tuổi thọ công trình, khai thác tối ưu tài nguyên nước trong hệ thống để thoả mãn yêu cầu dùng nước của khu vực

Nhiệm vụ chủ yếu của công tác quản lý bảo d ưỡng CTTL

- Bảo đảm các CT hoạt động theo đúng thiết kế, quy trình quản lý vận hành

- Phân phối nước kịp thời theo đúng kế hoạch đề ra

- Phát hiện kịp thời các hư hỏng

- Giảm tối đa các loại tổn thất trong quá trình vận hành hệ thống

- Nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của hệ thống tưới, tiêu

- Sử dụng một cách bền vững tài nguyên nước

Nội dung chủ yếu của QL CT bao gồm các mặt sau:

- Quản lý sử dụng công trình.

Phải nắm được tính năng điều kiện sử dụng, các nhân tố phá hoại công trình, lập quy trình thao tác, chế độ làm việc và bảo vệ, kiểm tra sự an toàn của công trình, đánh giá về mặt kỹ thuật và xây phương án quản lý công trình

- Bảo dưỡng và tu sửa công trình