Thiết kế cải tạo hệ thống tưới cống thái phúc thái thụy thái bình

Từ liệt tài liệu mưa ngày, xác định được lượng mưa vụ của khu vực, sử dụng phầnmềm tính toán thủy văn “FFC 2008” để tiến hành tính toán vẽ đường tần suất lý luậnlượng mưa của các vụ theo

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là Đồ án tốt nghiệp của mình Các kết quả trong Đồ án tốtnghiệp này là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hìnhthức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghinguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả ĐATN

Chữ ký

Đào Thị Ngát

Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuậtTài Nguyên Nước cũng như các thầy cô trong Trường Đại học Thủy lợi đã truyền đạtnhững kiến thức quý báu cho em trong quá trình học đại học, những kiến thức đó là cơ

sở giúp em hoàn thành đồ án này

Cuối cùng, em muốn nói lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh, cổ vũđộng viên, là chỗ dựa tinh thần vững chắc để em hoàn thành đồ án này trong suốt thờigian qua

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 03 tháng 01 năm 2017

Sinh viên

Đào Thị Ngát

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN! ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÃ THÁI PHÚC- HUYỆN THÁI THỤY- TỈNH THÁI BÌNH 1

1.1 Đặc điểm tự nhiên của hệ thống 1

1.1.1 Vị trí địa lý 1

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 2

1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng, địa chất 2

1.1.4 Đặc điểm khí tượng, thủy văn 3

1.2 Điều kiện dân sinh- kinh tế- xã hội và các yêu cầu phát triển của khu vực 6

1.2.1 Tình hình dân sinh 6

1.2.2 Tình hình kinh tế- xã hội 7

1.2.3 Các yêu cầu phát triển kinh tế của khu vực 7

1.3 Hiện trạng thủy lợi 8

1.3.1 Hiện trạng tưới công trình 8

1.3.2 Nhận xét đánh giá chung về hệ thống tưới 9

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH 10

2.1 Tính toán các đặc trưng khí tượng 10

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa 10

2.1.2 Chọn trạm khí tượng 10

2.1.3 Chọn tần suất thiết kế 11

2.1.4 Chọn thời vụ tính toán 11

2.1.5 Vẽ đường tần suất 12

2.1.6 Xác định giá trị lượng mưa thiết kế 15

2.1.7 Xác định mô hình mưa thiết kế 15

2.2 Tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng 17

2.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán chế độ tưới 17

2.2.2 Phương pháp tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng 18

2.2.3 Xác định lượng bốc hơi mặt ruộng: 19

2.2.4 Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ Đông Xuân 22

2.2.5 Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ Hè Thu 31

2.2.6 Tính toán chế độ tưới cho cây trồng cạn 32

2.3 Tính toán hệ số tưới cho toàn hệ thống 36

2.3.1 Hệ số tưới 36

2.3.2 Giản đồ hệ số tưới 37

2.3.3 Hiệu chỉnh hệ số tưới 38

2.4 Xác định chỉ tiêu thiết kế đầu mối 39

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH 40

3.1 Giới thiệu công trình 40

3.2 Thiết kế công trình tưới 40

3.2.1 Tài liệu thiết kế 40

3.2.2 Thiết kế kênh hạ lưu 41

3.2.3 Tính toán khẩu diện cống 44

3.2.4 Tính toán tiêu năng phòng xói 47

3.2.5 Bố trí các bộ phận cống 51

3.2.6 Tính toán thấm dưới đáy cống 57

3.3 Tính toán khối lượng xây dựng công trình 61

3.3.1 Khối lượng đào đắp 61

3.3.2 Khối lượng xây lắp 61

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA DỰ ÁN 63

4.1 Tính toán tổng mức đầu tư 63

4.2 Tính toán hiệu quả kinh tế 65

4.2.1 Mục đích, ý nghĩa, nội dung tính toán 65

4.2.2 Các khái niệm cơ bản và phương pháp tính toán 66

4.2.3 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế 69

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC BẢN Bảng 1 1: Bảng tổng hợp các đặc trưng khí hậu 5

Bảng 1 2: Đặc điểm của đê qua cống 8

YBảng 2 1: Thông số lượng mưa ngày thiết kế ứng với tần suất P = 85% 15 Bảng 2 2 : Chọn năm điển hình và hệ số thu phóng theo từng vụ: 17

Bảng 2 3: Kết quả tính toán lượng bốc hơi tiềm năng ET0 22

Bảng 2 4: Giai đoạn sinh trưởng của lúa Đông Xuân 23

Bảng 2 5: Các chỉ tiêu cơ lý của đất 23

Bảng 2 6: Thống kê kết quả tính chế độ tưới cho lúa vụ Đông Xuân 31

Bảng 2 7: Thời vụ và giai đoạn sinh trưởng của lúa Hè Thu 32

Bảng 2 8: Chế độ tưới cho lúa vụ Hè Thu 32

Bảng 2 9: Thời vụ và giai đoạn sinh trưởng của cây đậu tương 35

Bảng 2 10: Thống kê kết quả tính chế độ tưới cho đậu tương vụ Đông 36

Bảng 2 11: Hệ số tưới của hệ thống 39

Bảng 2 12: Tham số thống kê mưa vụ Đông Xuân 76

Bảng 2 13: Kết quả tính toán tần suất lượng mưa vụ Đông Xuân 78

Bảng 2 14: Mô hình thiết kế vụ Đông Xuân 79

Bảng 2 15: Tham số thống kê lượng mưa vụ Hè Thu(1975-2006) 80

Bảng 2 16: Kết quả tính toán tần suất vụ Hè Thu 82

Bảng 2 17: Mô hình mưa thiết kế vụ Hè Thu 83

Bảng 2 18: Tham số thống kê lượng mưa vụ Đông(1975-2006) 84

Bảng 2 19: Kết quả tính toán tần suất lượng mưa vụ Đông 86

Bảng 2 20: Mô hình mưa thiết kế vụ Đông 87

Bảng 2 21: Bảng tính lượng bốc hơi ETo theo công thức FAO Penman - Monteith 88

Bảng 2 22: Kết quả tính bốc hơi mặt ruộng bình quân trong các giai đoạn vụ Đông Xuân 89

Bảng 2 23: Kết quả tính lượng nước hao vụ Đông Xuân 89

Bảng 2 24: Lượng mưa sử dụng trong vụ Đông Xuân 93

Bảng 2 25: Chế độ tưới cho lúa Đông Xuân 94

Bảng 2 26: Lớp nước mặt ruộng cuối ngày vụ Hè Thu 98

Bảng 2 27: Chế độ tưới cho cây đậu tương 103

Bảng 2 28: Hệ số tưới sơ bộ của hệ thống 108

Bảng 2 29: Lưu lượng yêu cầu đầu hệ thống 109

YBảng 3 1: Bảng tính giá trị hh 49 Bảng 3 2: Bảng tính độ sâu liên hiệp hc 49

Bảng 3 3: Khối lượng đào đắp của công trình 61

Bảng 3 4: Tóm tắt kết quả tính khối lượng xây lắp 62

Bảng 3 5: Khối lượng xây lắp 111

YBảng 4 1: Thu nhập thuần túy tăng thêm trước và sau khi có dự án 70

Bảng 4 2: Phân tích độ nhạy của dự án 71

Bảng 4 3: Chi phí xây dựng xây dựng công trình 111

Bảng 4 4: Chi phí xây dựng công trình 112

Bảng 4 5: Tổng dự toán công trình 113

Bảng 4 6: Giá trị thu nhập thuần túy của 1 ha cây trồng trong điều kiện không có dự án 114

Bảng 4 7: Giá trị thu nhập thuần túy của 1 ha cây trồng trong điều kiện có dự án 115

Bảng 4 8: Giá trị thu nhập dòng NPV và tỷ số B/C với i = 10% ( đơn vị 106 ) 116

Bảng 4 9: Giá trị thu nhập dòng NPV khi chi phí tăng 10% ( đơn vị 106 ) 117

Bảng 4 10: Giá trị thu nhập dòng NPV khi chi phí tăng 20% ( đơn vị 106 ) 118

Bảng 4 11: Giá trị thu nhập dòng NPV khi thu nhập giảm 10% ( đơn vị 106 ) 119

Bảng 4 12: Giá trị thu nhập dòng NPV khi thu nhập giảm 20% ( đơn vị 106 ) 120

Bảng 4 13: Giá trị thu nhập dòng NPV khi chi phí tăng 10% và thu nhập giảm 10% 121

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Bản đồ khu vực công trình 1

Hình 2.1: Đường tần suất lượng mưa vụ Đông Xuân………….……… 77

Hình 2.2: Đường tần suất lượng mưa vụ Đông Xuân………….……… 81

Hình 2.3: Đường tần suất lượng mưa vụ Đông Xuân………….……… 85

Hình 2 4: Giản đồ hệ số tưới sơ bộ……….110

Hình 2 5: Giản đồ hệ số tưới hiệu chỉnh………1

Hình 3 1: Mặt cắt ngang kênh hạ lưu 44

Hình 3 2: Sơ đồ tính toán khẩu diện cống 45

Hình 3 3: Sơ đồ nước chảy trong cống 50

Hình 3 4: Kích thước sân trước và bản đáy cống 53

Hình 3 5: Biểu đồ áp lực thấm và gradien tại cửa ra 58

Hình 3 6:Hệ số cản ở bản đáy công trình 59

YHình 4 1: Phương pháp đồ giải nội suy tuyến tính……….68

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÃ THÁI

PHÚC- HUYỆN THÁI THỤY- TỈNH THÁI BÌNH

1.1 Đặc điểm tự nhiên của hệ thống

1.1.1 Vị trí địa lý

Cống Thái Phúc tại K4+000 đê biển số 7 (cũ) thuộc địa phận xã Thái Phúc, huyện TháiThụy, tỉnh Thái Bình

Xã gồm các thôn: Phúc Tiền, Phúc Trung, Nha Xuyên, Kỳ Nha, Xuân Phố

Tiếp giáp với sông Trà Lý ở phía Nam và Tây Nam Phía Tây Bắc giáp xã Thái Sơn.Phía Tây giáp với xã Thái Hà Phía Nam giáp với xã Thái Thành Phía Đông Nam giáp

xã Thái Thuần Phía Đông và Đông Bắc giáp với xã Thái Hồng và Thái Dương

Lưu vực tưới của cống Thái Phúc nằm ở phía Tây Nam huyện Thái Thuỵ với tổng diệntích tưới 4950ha thuộc 12 xã của huyện Thái Thuỵ

Hình 1 1: Bản đồ khu vực công trình

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Xã Thái Phúc nằm trong vùng đồng bằng châu thổ được bồi đắp bởi phù sa, địa hìnhđồng bằng duyên hải có xu thế cao dần về phía biển

Địa hình khu vực thuộc vùng đất thấp trũng ven sông Trà Lý, mặt bằng bị chia cắt bởiđường xá, sông ngòi kênh mương, làng mạc tạo nên những cánh đồng từ một vài hađến hàng chục ha Địa hình không hình thành hướng dốc rõ rệt Mặt đất cao thấpkhông đồng đều, cao thấp xen kẽ nhau tạo thành hình bát úp Cao độ phổ biến từ(+0.8) đến (+1.00)

1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng, địa chất

Đất nền thiên nhiên trong vùng khảo sát có cấu trúc địa chất gồm các lớp sét, sét phacát pha, cát hạt nhỏ, tuổi Holoxen thuộc hệ tầng Thái Bình (QIV3tb), cấu tạo thườngkẹp, xen kẹp giữa các lớp đất có thành phần khác nhau Theo tài liệu khảo sát địa chất(khoan 2 hố khoan với chiều sâu hố khoan 30m) tại khu vực dự kiến xây dựng côngtrình địa tầng gồm 8 lớp cụ thể như sau:

Lớp 1: là lớp đất đắp phân bố đều khắp khu khảo sát từ cao trình (+2.00) đến (+0.62).Thành phần là sét pha màu nâu, nâu vàng trạng thái dẻo cứng – dẻo mềm

Lớp 2: từ cao trình (+0.62) đến (-0.28) Thành phần là sét pha màu xám nhạt trạng tháidẻo chảy

Lớp 3: từ cao trình (-0.28) đến (-4.28) Thành phần là sét pha cát màu xám, xám tro,lẫn hữu cơ trạng thái chảy

Lớp 4: từ cao trình (-4.28) đến (-14.18) Thành phần là bùn sét pha màu xám, kẹp cátmỏng, lẫn hữu cơ trạng thái chảy

Lớp 5: từ cao trình (-14.18) đến (-19.48) Thành phần là sét màu xám nâu trạng tháidẻo chảy

Lớp 6: từ cao trình (-19.48) đến (-20.28) Thành phần là cát pha màu xám nâu, trạngthái dẻo

Lớp 7: từ cao trình (-20.28) đến (-23.28) Thành phần là sét màu xám, kẹp cát pha,trạng thái dẻo mềm.

Lớp 8: từ cao trình (-23.28) trở xuống Thành phần là sét màu vàng xanh, nâu loang lổ,

trạng thái dẻo cứng

1.1.4 Đặc điểm khí tượng, thủy văn

Là một vùng nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng các điều kiện khí tượngcũng như những đặc trưng chung của vùng về phân bố mùa mưa, mùa khô, các thông

số về mưa, gió, bão, độ ẩm bốc hơi nhiệt độ chế độ thuỷ văn mực nước công trình phụthuộc theo mùa Theo tài liệu đo đạc hàng năm của trạm quan trắc Thuyền Quang cáchcông trình 11km về phía thượng lưu sông Trà Lý thì mực nước sông Trà Lý về mùa lũ:

Mực nước báo động I: (+2.20)

Mực nước báo động II: (+2.70)

Mực nước báo động III: (+3.30)

Về mùa khô mực nước thấp nhất (-0.30)  (+0.80) Đây là công trình nằm ở vùng cửasông gần biển nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều lên xuống, về mùa khô cónước rươi với Hmax = (+1.60)  (+1.70) Về mùa mưa có mực nước triều dâng Hmax =(+2.20)

Mực nước phía đồng:

+ Mùa mưa: - Mực nước max (+1.50)  (+1.60)

- Mực nước thường xuyên (+0.80)  (+1.00)

+ Mùa khô: - Mực nước max khi đổ ải (+1.00)

- Mực nước thường xuyên (+0.00)  (+0.30)

1.1.4.1 Đặc điểm khí hậu

Hệ thống Bắc Thái Bình nằm trong vùng khí hậu đồng bằng Bắc Bộ Đó là kiểu khíhậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh và ít mưa cuối mùa ẩm ướt với hiện tượng

mưa phùn, mùa hè nóng và nhiều mưa Do nằm sát biển nên khí hậu vùng Bắc TháiBình có đặc điểm riêng sau đây:

a) Nhiệt độ

Trên hệ thống có nền nhiệt độ tương đối cao Nhiệt độ trung bình năm ở khoảng 23°C

- 24°C Hàng nằm có 3 tháng(từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau) nhiệt độ trung bìnhtháng dưới 20°C Tháng 1 là tháng lạnh nhất có nhiệt độ trung bình trên dưới 16°C.Mùa hè nhiệt độ tương đối dịu hơn Có 5 tháng từ tháng 5 đến tháng 9 nhiệt độ trungbình 25°C, tháng 7 là tháng nóng nhất có nhiệt độ trung bình trên dưới 29°C

b) Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí tương đối trung bình năm của các vùng trong hệ thống dao độngtrong khoảng 83 – 85% Sự biến đổi độ ẩm giữa các tháng không nhiều Ba tháng mùaxuân là thời kỳ ẩm ướt nhất, độ ẩm trung bình tháng đạt khoảng 87 – 89% hoặc caohơn Các tháng cuối mùa thu và đầu mùa đông là thời kỳ khô hanh nhất, độ ẩm trungbình tháng có thể xuống dưới 80% Độ ẩm ngày cao nhất có thể đạt tới 98% và thấpnhất có thể xuống dưới 64%

c) Bốc hơi

Thông thường bốc hơi có liên quan đến nhiệt độ, nắng, mưa, độ ẩm và gió Theo sốlượng thống kê lượng bốc hơi trung bình năm: 752mm/năm; lượng bốc hơi tháng lớnnhất(tháng11): 90 – 100mm/tháng; lượng bốc hơi nhỏ nhất(tháng 2,3): 37-42mm/tháng

d) Mưa

So với nhiều vùng trong đồng bằng Bắc Bộ thì lượng mưa ở hệ thống là khá lớn Phân

bố lượng mưa trong tỉnh biến đổi theo không gian, thời gian Lượng mưa lớn nhất làphía đông và giảm dần vào sâu trong hệ thống Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng10 vớitổng lượng mưa chiếm 70-80% lượng mưa cả năm Lượng mưa lớn nhất năm ứng vớicác thời đoạn rơi vào các tháng 7, 8, 9

Tổng lượng mưa trung bình năm: 1889,3 mm

Lượng mưa trung bình mùa mưa: 1350,3 mm.

Lượng mưa trung bình mùa khô: 539 mm

e) Gió bão

Hướng gió thịnh hành trong mùa hè là gió Nam và Đông Nam còn mùa đông thường

có gió Bắc và Đông Bắc Tốc độ gió trung bình khoảng 11 – 12 m/s Từ tháng 7 đếntháng 9 có nhiều bão nhất Các cơn bão đổ bộ vào hệ thống thường gây ra mưa lớntrong vài ngày, gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống nhân dân Tốc độ gió lớnnhất trong cơn bão có thể lên tới trên 40 m/s

f) Mây

Lượng mây trung bình năm chiếm 75% bầu trời Tháng 3 u ám nhất có lượng mây cựcđại, chiếm 90% bầu trời Tháng 10 trời quang đãng nhất, lượng mây trung bình chỉchiếm khoảng dưới 60% bầu trời

g) Nắng

Số giờ nắng trung bình hàng năm 1600 đến 1700 giờ Các tháng mùa hè từ tháng 5 đếntháng 10 có nhiều nắng nhất, trên dưới 200 giờ mỗi tháng Các tháng 2, 3 trùng khớpvới những tháng u ám là tháng rất ít nắng, chỉ đạt khoảng 30 đến 40 giờ mỗi tháng

1.1.4.2 Thuỷ văn

Hệ thống thủy lợi Bắc Thái Bình có đặc điểm là xung quanh bao bọc bởi các con sônglớn như sông Hồng, sông Luộc, sông Hóa, sông Trà Lý và biển Là một vùng đồngbằng ở ven biển nên các con sông trên địa bàn đều chịu ảnh hưởng của thuỷ triều, mỗichu kỳ thuỷ triều từ 13 - 14 ngày, chiều cao trung bình của triều là 1m, thuỷ triều tácđộng tới xâm nhập mặn trên các sông lớn, ảnh hưởng đối với nước tưới cho nôngnghiệp

Về mùa kiệt(từ tháng 9 năm trước đến tháng 3 năm sau) sự ảnh hưởng này càng rõ rệt,nước mặn bị lấn đẩy sâu vào trong nội địa ảnh hưởng đến nguồn nước tưới của huyệnThái Thụy

Về mùa lũ(từ tháng 5 đến tháng 8) lượng nước thượng nguồn về nhiều, mực nước tạicác triền sông dâng lên cao, đây là một thuận lợi về nguồn nước nhất là huyện TháiThụy, đồng thời nó cũng là trở ngại chính cho việc tiêu vụ mùa, vì vậy vụ mùa hướngtiêu chính ra biển

Nhìn chung hệ thống thuỷ văn thuận lợi về nguồn nước tưới cho sản xuất nông nghiệp,

kể cả vào mùa khô và bồi đắp phù sa cho vùng đất ngoài đê thuộc các hệ thống sông.Với 5 cửa sông lớn đổ ra biển tạo sự lắng đọng phù sa và bồi đắp phù sa ven biển làthế mạnh lấn biển Mặt hạn chế là hàng năm phải đầu tư sức người, sức của vào việcđắp đê, tu bổ đê sông, đê biển; đồng thời phải đầu tư cho việc thau chua, rửa mặn đấtnông nghiệp ở ven biển do bị ảnh hưởng của thuỷ triều

1.2 Điều kiện dân sinh- kinh tế- xã hội và các yêu cầu phát triển của khu vực

1.2.1 Tình hình dân sinh

Vùng nghiên cứu là vùng trọng điểm trồng lúa của tỉnh, sản xuất nông nghiệp là nghềchính, 90% dân số sống bằng nghề nông, số còn lại làm nghề thủ công, dịch vụ

Vùng dự án là diện tích 12 xã phía Tây Nam huyện Thái Thụy Dân số trong vùng là

29147 người, tương đương với 7276 hộ gia đình, trong đó lao động nông nghiệp là

16030 người

+ Bình quân đất canh tác : 498 m2/ người

+ Bình quân lao động :14 lao động/ha.

+ Tỷ lệ phát triển dân số : 1,2%

+ Lương thực bình quân : 600 kg/người/năm

+ Thu nhập bình quân đầu người: 4 triệu đồng/năm

1.2.2 Tình hình kinh tế- xã hội

Cơ cấu giống và thời vụ gieo cấy:

 Vụ xuân: Lúa xuân sớm chiếm khoảng 80  90% diện tích canh tác, lúa xuân

muộn chiếm 1020% diện tích canh tác Năng suất bình quân: 57,25 Tạ/ha.

 Vụ mùa: Giống lúa ngắn ngày chiếm từ 6570% diện tích canh tác Giống lúatám, nếp chiếm khoảng 5%, giống lúa si và các giống khác chiếm khoảng 25 20% Năng suất bình quân vụ mùa là 44,31 Tạ/ha

 Vụ đông: Vụ Đông trồng một số loại hoa màu như ngô, khoai lang, khoai tây,đậu tương, lạc và một số loại rau Trong đó diện tích trồng cây đậu tương là chủyếu, chiếm 95% diện tích trồng màu

1.2.3 Các yêu cầu phát triển kinh tế của khu vực

Ngoài sản xuất nông nghiệp, trong tiểu lưu vực còn có một số nghề nghiệp khác như:làm gạch, ngói, mộc, nề, … Tuy vậy số lao động tham gia và tỷ trọng kinh tế khônglớn

Tóm lại nền kinh tế trong vùng hiện tại vẫn lấy nông nghiệp làm gốc, nhưng nôngnghiệp trong nền kinh tế còn nhiều hạn chế như: năng suất, sản lượng cây trồng cònthấp, việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng kinh tế còn gặp nhiều khó khăn; một trongnhững nguyên nhân cơ bản là vấn đề thủy lợi của tiểu lưu vực còn một số tồn tại cầnphải được giải quyết kịp thời

1.3 Hiện trạng thủy lợi

1.3.1 Hiện trạng tưới công trình

Cống Thái Phúc nằm dưới đê biển số 7 tại K4+00 thuộc địa phận xã Thái Phúc, huyệnThái Thuỵ Cống được xây dựng năm 1958 về quy mô kết cấu:

- Cống có ba cửa, mỗi cửa rộng B= 2.0m, cao trình đáy cống: (-1,30)

- Chiều dài cống L= 9m nối tiếp thượng hạ lưu cống bằng tường cánh gà

- Mặt cắt đê qua cống:

Bảng 1 2: Đặc điểm của đê qua cống

Kết cấu: Cống lộ thiên, cống có 3 cửa, hai tường và hai trụ bin bằng bê tông, tấm đan,tấm đáy bằng bê tông cốt thép

Phía thượng lưu có dàn van BTCT cánh van bằng thép

Phía hạ lưu dàn van bằng thép hình, cánh van bằng thép

Với gần 60 năm vận hành và sử dụng phần do thời gian, phần do những bất cập trongthiết kế như cống ngắn (L = 9m) độ chênh lệch nước thượng, hạ lưu từ 2,0÷2,8m nên cóthể bị xói ngầm nghiêm trọng vì có biển hiện ở hạ lưu cống hiện tượng mạch sủi mỗi khi

có chênh lệch cột nước lớn ở thượng, hạ lưu

Tường đầu và tường cánh có nhiều vết nứt và có biểu hiện lún không đều

Do cống ngắn nên mặt cắt đê tại vị trí cống quá nhỏ không đảm bảo mặt cắt đê thiết kếnên khi nước lớn và gió bão vị trí này được xếp là điểm xung yếu của phòng chống lụtbão

Dàn van thượng lưu bằng BTCT đã bị nứt và bung sắt ra ngoài, lan can đã bị gẫy, đểgiảm bớt khó khăn cho việc đóng mở giàn van thượng lưu, năm 1972 cống đã được bổsung thêm dàn cánh van bằng thép ở hạ lưu, tuy có giảm bớt được một số phần khó khănsong vẫn chưa đảm bảo được yêu cầu cấp thiết mỗi khi đóng mở cống.

Kênh thượng lưu cống phần lát mái bị xô tụt hoàn toàn và sạt lở nghiêm trọng

Kênh hạ lưu do thiết kế cống trước đây không có bể tiêu năng kết hợp với cống cóchiều dài ngắn, chênh lệch cột nước lớn, hạ lưu cống đã bị xói lở nghiêm trọng, tuy đãnhiều lần sửa chữa gia cố rất tốn kém song vẫn không giải quyết triệt để được hiệntượng xói lở hạ lưu Với tài liệu khảo sát của đơn vị tư vấn cho thấy gần sát sân hạ lưucống vẫn hình thành hố xói sâu đến (-4.50)m, chiều rộng lòng chảo chỗ to nhất lên đến(35÷40)m, gây tình trạng mất an toàn cho công trình

1.3.2 Nhận xét đánh giá chung về hệ thống tưới

Cống Thái Phúc được xây dựng trong thời kỳ sản xuất nông nghiệp còn lạc hậu, giốnglúa thường là giống dài ngày, cây cao vì vậy hệ số tưới thiết kế lúc đó tính toán nhỏ.Đến nay, trong sản xuất nông nghiệp đã có nhiều thay đổi tích cực về cơ cấu giống,thời vụ và số vụ trong một năm cũng tắng tới 4÷5 vụ, vì vậy, yêu cầu về tưới cho câytrồng đòi hỏi cũng cao hơn, thời gian tưới yêu cầu nhanh hơn, hệ số tưới cao hơn, chấtlượng nước tưới cũng đòi hỏi cao hơn Chính vì vậy với hệ số tưới của cống thiết kếtrước đây không còn phù hợp với yêu cầu của phát triển nông nghiệp hiện tại và tươnglai sau này

Để đáp ứng yêu cầu tích cực trong công tác phục vụ cho sản xuất nông nghiệp trướcmắt cũng như tương lai sau này thì việc xây dựng cống Thái Phúc là việc làm cần thiết

và cấp bách

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ CÔNG

2.1.2 Chọn trạm khí tượng

a) Nguyên tắc chọn trạm:

Để có tài liệu khí tượng phục vụ cho tính toán nhu cầu nước ta cần phải chọn trạm khítượng để lấy số liệu và khi trọn trạm ta phải dựa vào các nguyên tắc sau:

- Trạm khí tượng được trọn phải nằm trong hoặc gần khu vực tính toán (thể hiện

được các yếu tố đặc trưng của hệ thống)

- Trạm khí tượng được chọn phải có liệt tài liệu tương đối dài (tài liệu trên 15

năm), bao gồm những năm gần đây

- Trạm khí tượng được chọn phải có liệt tài liệu mưa ngày.

- Tài liệu của trạm phải được chỉnh biên xử lý, đảm bảo độ tin cậy và có tính khái

quát chung cho hệ thống

b) Chọn trạm tính toán:

Tại khu vực Thái Bình và lân cận có rất nhiều trạm khí tượng như: trạm Thái Bình,trạm Nam Định, trạm Hải Phòng… Tuy nhiên, ta lấy số liệu của trạm Thái Bình đểphục vụ tính toán vì trạm Thái Bình ở gần khu vực dự án, trạm có liệt tài liệu mưangày và các tài liệu này đã được chỉnh biên, xử lý và có độ tin cậy cao Do điều kiệnhạn chế nên chỉ có số liệu quan trắc từ năm 1975 đến năm 2006(32 năm)

2.1.3 Chọn tần suất thiết kế

Tần suất thiết kế là tần suất dùng để thiết kế công trình Tần suất thiết kế phụ thuộcvào loại công trình, quy mô kích thước công trình, nhiệm vụ của công trình, tầm quantrọng của công trình và tiềm năng kinh tế của Quốc gia

Tần suất mưa thiết kế được xác định theo QCVN 04 - 05 – 2012 BNNPTNT – Côngtrình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế Diện tích tưới của hệ thống là 4950

ha thuộc công trình cấp III,mức đảm bảo thiết kế của công trình thủy lợi, chọn tần suấtthiết kế cho tưới là P = 85% Vậy ta chọn tần xuất thiết kế là P = 85% khi tính toán cácyếu tố khí tượng cho hệ thống cống Thái Phúc

- Vụ mùa (Vụ Hè Thu) : từ tháng 6 đến tháng 9.

- Vụ màu (Vụ Đông) : từ tháng 10 đến tháng 12.

2.1.5 Vẽ đường tần suất

Đường tần suất là đường quan hệ giữa tần suất tích lũy và giá trị của biến ngẫu nhiên

 Đường tần suất kinh nghiệm:

Đường tần suất kinh nghiệm là đường cong biểu thị quan hệ giữa tần suất P với giá trị

x i tương ứng, trong đó P = P(X≥x i)

Đường tần suất kinh nghiệm chỉ phản ánh được quy luật phân bố xác suất của hiệntượng thủy văn trong phạm vi các giá trị thực nghiệm

- Sắp xếp lượng mưa vụ theo thứ tự giảm dần.

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

´

X=∑X i n

(2.1)

Trong đó: X i là giá trị lượng mưa vụ năm thứ i quan trắc được;

n là số năm của chuỗi số liệu

- Tính tần suất kinh nghiệm có thể tính theo một trong số các công thức sau:

Dạng tổng quát : P i (X≥x i) = n+1−2 a m−a(2.2)

Công thức trung bình (Hazen) (a=0,5) : P i (X≥x i) = m−0.5 n *100% (2.3)

Công thức số giữa (Chegodaep) (a=0,3) : P i (X≥x i) = m−0,3 n+0,4 *100% (2.4)

Công thức vọng số (Weibull) (a=0) : P i (X≥x i) = n+1 m *100% (2.5)

Trong đó: P i là tần suất kinh nghiệm ứng với giá trị X vụ i;

n là số năm được chọn;

m là số thứ tự của X vụ i sau khi sắp xếp

Với cùng một chuỗi các số liệu thì khi tính toán với các công thức trên sẽ cho các kếtquả khác nhau Tuy nhiên, ta nhận thấy:

Khi thiết kế các công trình chống lũ, giá trị thiết kế (mực nước, lưu tốc, lưu lượng…)lớn tương ứng với tần suất thiết kế nhỏ Khi tần suất P < 50% thì với cùng một giá trịtần suất, công thức vọng số cho trị số của đại lượng thủy văn là lớn nhất, do đó thiên

về an toàn

Khi thiết kế các công trình dùng nước, giá trị thiết kế nhỏ tương ứng với tần suất thiết

kế lớn Khi tần suất P > 50% thì với cùng một trị số tần suất, công thức vọng số cho trị

số của đại lượng thủy văn là lớn nhất, do đó cũng thiên về an toàn

Như vậy, công thức vọng số cho kết quả luôn thiên về an toàn nên ta sử dụng côngthức này để tính toán

được đường tần suất kinh nghiệm

 Đường tần suất lý luận:

Đường tần suất lý luận là đồ thị một hàm phân bố xác suất toán học mô tả phân bố xácsuất của đại lượng ngẫu nhiên nhằm ngoại suy các giá trị nằm ngoài các giá trị thựcnghiệm

Có 3 phương pháp để vẽ đường tần suất được dùng phổ biến:

- Phương pháp momen:

Phương pháp momen là phương pháp dựa hoàn toàn vào lý thuyết thống kê để tính racác đặc trưng thống kê Nếu liệt tài liệu dài, phương pháp này tính toán đơn giản,nhanh và cho kết quả tính toán khách quan vì nó tính toán hoàn toàn theo lý thuyết,nên kết quả tính toán sẽ phù hợp với thực tế Tuy nhiên, phương pháp này không xử lýđược các điểm đặc biệt và thường cho kết quả tính toán thiên nhỏ khi tính các đặc

- Phương pháp thích hợp:

Phương pháp thích hợp là phương pháp cho rằng có thể thay đổi các đặc trưng thống

kê trong chừng mực nhất định sao cho mô hình xác suất giả thiết thích hợp nhất vớichuỗi số liệu thực đo Phương pháp này cho ta khái niệm trực quan, dễ dàng nhận xét

và xử lý được điểm đột xuất (khắc phục được nhược điểm của phương pháp mômen).Nhưng phương pháp này tính toán phức tạp do phải thử dần các giá trị của “m” saocho đường tần suất lý luận phù hợp nhất với đường tần suất kinh nghiệm Trong giaiđoạn hiện nay, nhờ sự trợ giúp của máy tính sẽ khắc phục được nhược điểm trên vàđược áp dụng rộng rãi

- Phương pháp 3 điểm:

Phương pháp 3 điểm: Coi như có 3 điểm lý luận lấy trùng với 3 điểm kinh nghiệm Từ

đó ta đi tính ngược lại các thông số Cv, Cs Ưu điểm của hương pháp này là tính toánnhanh, đơn giản Tuy nhiên do tính chất của phương pháp là chọn 3 điểm trên đườngtần suất kinh nghiệm để tính toán nên độ chính xác còn phụ thuộc vào chủ quan người

vẽ, và nếu liệt tài liệu ngắn, kết quả tính toán sẽ không chính xác Phương pháp nàyhiện nay cũng ít được sử dụng

Dựa vào ưu nhược điểm của 3 phương pháp, ta chọn tiến hành vẽ đường tần suất theophương pháp momen

Trình tự xác định đường tần suất theo phương pháp momen:

- Sắp xếp tài liệu lượng mưa theo thứ tự giảm dần

- Chấm các điểm và vẽ đường tần suất kinh nghiệm

n−1 (2.7)

(n−3)∗C v3 (2.8)

- Vẽ đường tần suất lý luận: sử dụng phần mềm FFC2008 và hiệu chỉnh các

thông số X , ´ C s, C v cho hợp lý Kết quả thu được các đường tần suất cho vụĐông Xuân, vụ Hè Thu, vụ Đông như hình 2.1, hình 2.2, hình 2.3 (phụ lục)

2.1.6 Xác định giá trị lượng mưa thiết kế

Tra trên đường tần suất lý luận vừa vẽ được giá trị thiết kế XvụĐông Xuân

TK

; XvụHè Thu

TK

;

X vụĐông TK ứng với tần suất thiết kế P = 85%

Từ liệt tài liệu mưa ngày, xác định được lượng mưa vụ của khu vực, sử dụng phầnmềm tính toán thủy văn “FFC 2008” để tiến hành tính toán vẽ đường tần suất lý luậnlượng mưa của các vụ theo phương pháp Mômen với mô hình phân phối xác suấtPearson III nêu trên được kết quả tổng hợp như bảng 2.1 sau:

Bảng 2 1: Thông số lượng mưa ngày thiết kế ứng với tần suất P = 85%

một mô hình mà dạng phân phối của nó xuất hiện nhiều lần nhất.

- Chọn theo quan điểm mô hình bất lợi: đối với tưới, mưa phân phối bất lợi tức làvào những thời kì cần nhiều nước thì lại ít mưa (VD: với vụ Đông Xuân khi đổ ảicần nhiều nước nhưng lại ít mưa), vào những thời kì cần ít nước thì lại có nhiềungày mưa và lượng mưa lớn

Do đó ta chọn năm điển hình theo quan điểm thường xuyên xuất hiện để công trìnhxây dựng được hợp lý và kinh tế hơn

 Tính hệ số thu phóng:

Có 2 phương pháp thu phóng:

- Phương pháp thu phóng cùng tỷ số: phương pháp này bảo toàn hình dạng của trậnmưa điển hình và lượng mưa cả trận là lương mưa thiết kế Phương pháp nàythích hợp cho thời kì canh tác dài ngày

- Phương pháp thu phóng cùng tần số: 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 Nhưngcác hệ số K1, K2,K3, K n khác nhau nhiều thì hình dạng trận mưa điển hình khôngđược bảo toàn

Căn cứ vào lượng mưa vụ thiết kế tính toán được mô hình mưa vụ thực tế của trạm khítượng Thái Bình, tiến hành chọn mô hình mưa vụ điển hình và xác định hệ số thu phóng K p như đã nêu, kết quả trong bảng 2.2 sau đây:

Bảng 2 2 : Chọn năm điển hình và hệ số thu phóng theo từng vụ:

2.2 Tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng

2.2.1 Mục đích, ý nghĩa và nội dung tính toán chế độ tưới

 Nội dung tính toán chế độ tưới:

- Thời gian tưới: Là thời gian thực hiện mức tưới (t ngày)

- Thời điểm tưới: Xác định ngày nào phải tưới

- Mức tưới(m): Là chiều dày lớp nước tưới cho cây trồng thỏa mãn nhu cầu nướccủa cây.

+ Mức tưới mỗi lần(m): Là lượng nước cung cấp cho một đơn vị diện tích ở lần tướithứ i nào đó(m3/ha hoặc mm)

+ Mức tưới tổng cộng(M): Là tổng cộng tất cả mức tưới mỗi lần trong một thời đoạntính toán nào đó(m3/ha hoặc mm)

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

- Dựa vào phương trình cân bằng cân bằng nước trên mặt ruộng:

mi + P0i + W0i = Whao + Wci + Wtháo (2.12)Trong đó: mi : Mức tưới

P0 : Lượng mưa được sử dụng trong thời đoạn tính toán

W0i : Lượng nước có sẵn trên ruộng đầu thời đoạn tính toán

Whao : Tổng lượng nước hao trong thời đoạn tính toán

Wci : Lượng nước cần có ở cuối thời đoạn tính toán cho lúa theo công thứctăng sản (amin ÷amax)

Wtháo : Lượng nước phải tháo đi khi lớp nước trên ruộng vượt quá amax

Trong đó: Wc : Lượng nước cuối thời đoạn tính toán

amin ÷amax : Lớp nước trên mặt ruộng(hay lượng nước có trong đất đối vớicây hoa màu) để cây trồng có thể sinh trưởng, phát triển cho năng suất cao và ổn định.

Vì trong mỗi thời kỳ sinh trưởng và phát triển của lúa đòi hỏi lượng nước cần cung cấp

là khác nhau nên phương trình cân bằng nước sẽ khác nhau:

 Chia thành các thời đoạn tính toán – nhiều giai đoạn tính toán

 Dựa vào các trị số trong phương trình cân bằng nước trong từng thời đoạn đểtính toán các yêu tố cần thiết

 Các tài liệu phục vụ cho tính toán:

- Tài liệu về cây trồng: gồm có về thời vụ, giai đoạn sinh trưởng,

- Tài liệu khí hậu: lượng mưa, bốc hơi,

- Hình thức canh tác: gieo cấy tuần tự hay gieo cấy đồng thời

 Phương pháp tính toán chế độ tưới cho cây trồng : Phương pháp giải tích

Trong các phương trình cân bằng nước, để tính chế độ tưới cho lúa và cho cây trồngcạn, lượng bốc hơi bề mặt ruộng là thành phần có ảnh hưởng lớn đến mức tưới Do đó,trước hết ta đi xác định thành phần này

2.2.3 Xác định lượng bốc hơi mặt ruộng:

Lượng bốc hơi mặt ruộng thực tế đối với cây trồng được xác định theo công thức tổngquát:

Trong đó: Et c: Lượng bốc hơi mặt ruộng thực tế theo thời gian tính toán(mm);

ET0: Lượng bốc hơi cây trồng tham khảo, tính theo các công thức kinhnghiệm(mm);

K c : Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào loại cây trồng và giai đoạn sinh trưởng,xác định qua thực nghiệm

Do đó, để xác định lượng bốc hơi mặt ruộng Et c ta chỉ cần đi xác định lượng bốc hơicây trồng tham khảo ET0 Lượng bốc hơi cây trồng tham khảo ET0 được tổ chức FAO

– Monteith có độ chính xác cao, có thể dự đoạn chính xác ET0 trong phạm vi thay đổinhiều ở các vùng khí hậu khác nhau Do vậy trong đồ án này, tôi sử dụng phương phápPenman- Monteith để tính toán ET0.

Trong đó: T: nhiệt độ bình quan ngày tính toán(oC);

∆: độ nghiêng của đường quan hệ của nhiệt độ với áp suất hơi bão hòa tạinhiệt độ T(kPa.oC-1),∆ được xác định theo hệ thức:

R a : bức xạ ở lớp biên của lớp khí quyển(MJ/m2-ngày)

R a = 37,6dr(ω ssinΨsinδ + cosΨcoscosδsinω s)

ω s = arccos(-tanΨcostanδ) (rad)

Ψcos: góc vĩ đôh địa lý (rad);

δ: góc lệch theo ngày (rad);

δ = 0,409sin(0,0172J – 1,39)

dr: khoảng cách tương đối theo ngày:

dr = 1 + 0,033cos(0,0172J)

J : số thứ tự theo ngày tính toán;

R nL: bức xạ tỏa ra bởi năng lượng hút được ban đầu (MJ/m2-ngày):

R nL = 4,903*10-9(T max+273,16)4

+(T min+273,16)4

2 (0,34 - 0,14√e d )(0,1 + 0,9N n)

Tmax , Tmin : nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất (oC);

e d : áp suất hơi nước thực tế ở nhiệt độ không khí trung bình (mbar), e d được xác

Ti : nhiệt độ không khí trung bình của tháng thứ i (oC);

Ti - 1 : nhiệt độ không khí trung bình của tháng thứ i – 1 (oC);

Uh: tốc độ gió đo ở độ cao h mét so với mặt đất (m/s);

h : chiều cao cột đo tốc độ gió (m)

Với các tài liệu khí tượng đã thu thập được, lập bảng tính ET0 theo công thức Penman

- Monteith, nội dung tính toán như ở bảng 2.21(phụ lục)

Kết quả tính ET0 thu gọn như bảng sau:

Bảng 2 3: Kết quả tính toán lượng bốc hơi tiềm năng ET0

Từ thực tế gieo cấy vụ Đông Xuân ở miềm Bắc trong đồ án này, em chọn phươngpháp tính chế độ tưới cho lúa Đông Xuân theo hình thức gieo cấy tuần tự.

Đặc điểm của chế độ tưới cho lúa Đông Xuân theo hình thức gieo cấy tuần tự: thờigian làm ải và thời gian tưới dưỡng trên cánh đồng là xen kẽ nhau Thửa cấy trướcchín trước, thửa cấy sau chín sau nên thời vụ trên cánh đồng không đồng đều Trêncánh đồng có nhiều chế độ tưới khác nhau Chế độ tưới thiết kế phải là chế độ tướitổng hợp từ các chế độ tưới khác nhau đó

2.2.4.2 Tài liệu tính toán

Tài liệu về thời vụ và giai đoạn sinh trưởng của lúa Đông Xuân:

Bảng 2 4: Giai đoạn sinh trưởng của lúa Đông Xuân

T

ngà y

Hệ số Kc

 Thời gian gieo cấy: tg = 10 ngày

 Công thức tưới cho lúa 30 ÷ 80

 Các chỉ tiêu cơ lý của đất lúa:

Bảng 2 5: Các chỉ tiêu cơ lý của đất

2.2.4.3 Nguyên lý tính toán

Nguyên lý tính toán về cơ bản là chia toàn bộ thời kỳ sinh trưởng của lúa thành nhữngđoạn nhỏ, xác định các thành phần nước hao và nước có thể lợi dụng được của toàn bộcánh đồng trong từng thời đoạn và tính ra mức nước hao của từng thời đoạn đó Ở mỗithời đoạn phải xác định các lượng nước hao khác nhau ở các thửa ruộng để tính ralượng nước hao ở toàn bộ hệ thống tưới và sử dụng phương trình cân bằng nước đểtính ra lượng nước cần cung cấp (mức tưới)

2.2.4.4 Tính toán lượng nước hao trong gieo cấy tuần tự

 Lượng nước hao trên ruộng lúa gồm hai thành phần:

-Lượng nước hao do ngấm: lượng nước này chủ yếu phụ thuộc vào đất đai, thổnhưỡng, mực nước ngầm Lượng nước hao do ngấm bao gồm ngấm bão hòa trongthời gian đầu đưa nước vào ruộng và ngấm ổn định trong suốt thời gian sinhtrưởng của lúa

- Lượng nước hao do bốc hơi mặt ruộng: lượng nước chủ yếu phụ thuộc vào điềukiện khí hậu và cây trồng

 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần:

- Xét khu ruộng có diện tích: Ω.

 Tính lượng tổn thất do ngấm bão hòa:

Sự ngấm hút trên ruộng lúa thường xảy ra khi mới bắt đầu cho nước vào ruộng sau khimới bắt đầu cho nước vào ruộng sau khi đã cày và phơi ruộng xong Đây là giai đoạnnước ngấm vào đất làm cho tầng đất trên nước ngầm đạt tới trạng thái bão hòa nước.Quá trình này được đặc trưng bởi hai đại lượng:

Thời gian ngấm bão hòa được xác định theo công thức sau:

tb = [AH (1−β0)

Trong đó:A: độ rỗng đất, được tính bằng % thể tích đất;

H: độ sâu tầng đất trên mực nước ngầm (mm);

β0:độ ẩm trong tầng đất trước khi đưa nước vào ruộng, tính bằng % độ rỗng A;

α: chỉ số ngấm của đất;

K0: hệ số ngấm hút bình quân trong đơnvị thời gian thứ nhất, K0 = K1

1−α;

K1: cường độ ngấm hút ở cuối đơn vị thời gian thứ nhất (mm/ngày)

Với các tài liệu đã cho, ta có:

tn: thời gian ngâm ruộng;

∑t st: thời gian sinh trưởng;

tb: thời gian bão hòa tầng đất mặt ruộng

Ke: hệ số ngấm ổn đinh của đất trồng lúa (mm/ngày);

a: lớp nước mặt ruộng bình quân trong giai đoạn tính toán, lấy a = 30mm;

H: chiều dày tầng đất canh tác (mm)

Wmax = eh = 10*1,5*500+30500 = 15,9 m3/ha-ngày = 1,59 mm/ngày

 Tính lượng nước hao do bốc hơi mặt ruộng ứng với các thời đoạn sinh trưởngcủa lúa:

Do thời kỳ sinh trưởng của lúa được chia thành nhiều thời đoạn và mỗi thời đoạn cócường độ bốc hơi mặt ruộng là khác nhau do ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh,

độ che phủ mặt ruộng…

Vì vậy ta phải tính quá trình hao nước cho từng thời đoạn, tùy thuộc vào thời gian củamỗi thời đoạn hao nước mà ta có các dạng đường quá trình hao nước tương ứng

Bốc hơi mặt ruộng được đăch trưng bởi các đại lượng sau:

Cường độ bốc hơi mặt nước trung bình được xác định theo công thức:

 Khi tg < th thì Wmax = 10e´h(m3/ha-ngày)

 Khi tg = th thì Wmax = 10e´h(m3/ha-ngày)

Kết quả tính toán bốc hơi mặt ruộng qua các thời kỳ sinh trưởng của lúa Đông Xuân ởbảng 2.22(phụ lục).

Sau khi xác định được các loại nước hao trên ruộng lúa ta đi tính toán cường độ haonước tổng cộng tại mặt ruộng của cả vụ như bảng 2.23(phụ lục)

 Xác định lượng mưa sử dụng trong tính toán chế độ tưới cho lúa gieo cấy tuầntự:

Lượng mưa thiết kế được sử dụng trong tính toán chế độ tưới lúa Đông Xuân là lượngmưa rơi xuống trên các diện tích xaye ra hao nước Diện tích hao nước thay đổi dophương pháp gieo cấy tuần tự có đặc điểm là trong thời kỳ gieo cấy không phải toàn

bộ cánh đồng đều bước vào thời kỳ hao nước mà diện tích hao nước tăng dần từ ngàybắt đầu cấy đến ngày thứ tg, khi mà tất cả các thửa ruộng đều bước vào thời kỳ haonước sau đó ổn định đến ngày th rồi tiếp tục giảm xuống bằng 0 ở ngày thứ tg + th vìcác thửa ruộng lần lượt kết thúc thời kỳ hao nước Lợng mưa rơi trên các thửa ruộngxảy ra quá trình hao nước được xác định theo công thức:

Pi: lượng mưa thiết kế với tần suất P = 85% ở ngày thứ i rơi trên diện tích xảy ra quátrình hao nước

α i: được xác định theo 3 giai đoạn, phụ thuộc vào diện tích hao nước Cụ thể như sau:

 Giai đoạn đầu vụ: Từ ngày đưa nước vào ruộng đến ngày tg = 10, thời kỳ nàydiện tích hao nước tăng lên, do đó:

α i = t t1

g

(2.21)

t1: thời gian tính từ lúc bắt đầu cho nước vào ruộng đến ngày có mưa;

tg: thời gian gieo cấy

 Giai đoạn giữa vụ: Tính từ ngày tg + 1 =10 + 1 = 11 đến ngày tn + ∑t st = 113,thời kỳ này diện tích hao nước ổn định

α i = 1

 Giai đoạn cuối vụ: Được tính từ ngày tn + ∑t st +1 = 114 đến ngày kết thúc toàn

bộ quá trình sinh trưởng của lúa tn + ∑t st + tg = 123

α i =1- t3

t g

t3: khoảng thời gian từ ngày thứ th = tn + ∑t st =113 đến ngày có lượng mưa Pi.

Vậy, với các thời đoạn gieo cấy thời gian sinh trưởng và các công thức tính (2.21) theocác giai đoạn, lượng mưa thiết kế ứng với tần suất 85% ta tính được lượng mưa rơitrên các diện tích xảy ra hao nước như ở bảng 2.24(phụ lục)

Độ sau lớp nước ban đầu được xác định theo hệ thức:

h0 = a0t + a’

0tα ' t (mm)Trong đó:

a0t: lớp nước mặt ruộng đã có đầu thời đoạn tính toán trên các diện tích đã gieo cấy,tính bình quân cho một ha đại diện (mm);

a’

0t: lớp nước sẵn có trên diện tích sẽ gieo cấy trong thời đoạn ∆ t (mm);

α ' t: tỷ diện tích gieo cấy trong thời đoạn ∆ t so với tổng diện tích α'

t = t t

g.

hoi = 0 +30101 = 3 mm

- Công thức tưới tăng sản:

Công thức tưới tăng sản trong chế độ tưới lúa làm ải được xác định theo công thức:

(hmin ÷ hmax) = α i([h min]÷ [h max])với [h min]÷ [h max] = 30 ÷80 mm

và α cũng được xác định theo 3 giai đoạn của vụ như đối với xác định lượng mưa

Kết quả tính toán được đưa luôn vào bảng tính chế độ tưới cho lúa vụ Đông Xuân(phụlục).

- Xác định chế độ tưới:

Vì đặc điểm của phương pháp gieo cấy tuần tự là trên cánh đồng có nhiều chế độ tướikhác nhau, chế độ tưới ải và tưới dưỡng xen kẽ nhau Song cơ sở của việc xác địnhmức tưới của các thời kỳ đó vẫn dựa trên phương trình cân bằng nước mặt ruộng

Phương trình cân bằng nước mặt ruộng đối với vụ lúa Đông Xuân:

hci = h0i + ∑m i + ∑P 0i -∑K i -∑ET ci - ∑C i (2.22)Trong đó: hci : lớp nước mặt ruộng cuối thời đoạn tính toán (mm);

hoi : lớp nước mặt ruộng đầu thời đoạn tính toán (mm);

∑mi : tổng lượng nước tưới trong thời đoạn tính toán (mm);

∑Poi : tổng lượng nước mưa sử dụng được trong thời đoạn tính toán (mm); ∑Ki : tổng lượng nước ngấm xuống đất trong thời đoạn tính toán(mm/ngày);

∑ETci: tổng lượng bốc hơi mặt ruộng trong thời đoạn tính toán (mm/ngày); ∑Ci : tổng lượng nước tháo đi trong thời đoạn tính toán Khi lớp nước mặtruộng lớn hơn độ sâu lớp nước cho phép phải tháo đi, do đó ∑Ci = hci – [hmax]i

Điều kiện ràng buộc của phương trình:

[hmin]i ≤ hci ≤ [hmax]i jmm

Để giải đúng dần phương trình (2.22) ta dùng phương pháp lập bảng Với các đạilượng đã biết ta giả thiết một giá trị mức tưới m sau đó sử dụng phương trình cân bằngnước tính được lớp nước mặt ruộng cuối thời đoạn So sánh lớp nước này với côngthức tưới (điều kiện ràng buộc của phương trình), nếu thỏa mãn điều kiện thì m giảthiết là phù hợp,nếu không phải giả thiết lại, cụ thể như sau:

 Nếu với m giả thiết tính ra được hc< hmin thì giả thiết lại bằng cách tăng m lên

và xác định lại hc cho đến khi thỏa mãn: ([hmin] ≤ hc ≤ [hmax]) thì thôi

 Nếu với m giả thiết tính ra được hc> amax thì giả thiết lại bằng cách giảm mxuống và xác định lại hc cho đến khi thỏa mãn: ([hmin] ≤ hc ≤ [hmax]) thì thôi.Trong trường hợp nếu mưa quá lớn, không phải tưới (m=0) thì phải tháo bớt lượngnước mưa đi, chỉ để lại trên ruộng một lớp nước đúng bằng amax, lượng nước tháo đibằng lượng nước tính được khi chưa tháo trừ đi lượng nước lớn nhất cho phép theocông thức tưới tăng sản [hmax]

Cứ làm như vậy cho đến hết thời gian sinh trưởng của lúa, ta sẽ tính được số lần tướicho lúa, mức tưới mỗi lần, tổng mức tưới của toàn vụ, tổng lượng nước hao do ngấm

và bốc hơi mặt ruộng, tổng lượng mưa và tổng lượng nước tháo đi trong suốt cả vụ

Từ đó ta xây dựng được chế độ tưới cho vụ Đông Xuân như bảng 2.25(phụ lục)

Trong vụ Đông Xuân tổng mức tưới cần cung cấp cho lúa là 370 mm = 3700 m3/ha và

số lần tưới, ngày tưới cũng như mức tưới mỗi lần được ghi trong bảng sau:

Bảng 2 6: Thống kê kết quả tính chế độ tưới cho lúa vụ Đông Xuân

2.2.5 Tính toán chế độ tưới cho lúa vụ Hè Thu

Do yêu cầu tưới nước về vụ Hè Thu không căng thẳng như vụ Đông Xuân Mặt khácđặc điểm của lúa Hè Thu là chênh lệch thời vụ ít ảnh hưởng đến kết quả tính toán chế

độ tưới nên chúng ta có thể không cần xét đến sự dịch chuyển thời vụ

Chế độ canh tác của lúa Hè Thu là chế độ làm dầm(không có thời đoạn hao nước dongấm bão hòa mà chỉ có quá trình hao nước do ngấm ổn định và hao nước do bốc hơimặt ruộng), hình thức gieo cấy đồng thời