Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKHOA KỸ THUẬT TÀI NGUYấN NƯỚC-BỘ MễN KỸ THUẬT TÀI NGUYấN NƯỚCMễN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI TIấUGiảng viờn: Trần Tuấn ThạchEmail: thachtt@tlu.edu.vn Tran
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚCBỘ MÔN KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU Giảng viên: Trần Tuấn Thạch Email: thachtt@tlu.edu.vn ĐT: 098 883 8618 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Bộ môn Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU TS Trần Tuấn Thạch Hà Nội, Sep, 07, 2020 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU MỞ ĐẦU Tên môn học: Thiết kế hệ thống tưới, tiêu Thời lượng: 45tiết Mục đích môn học: Trang bị cho sinh viên kiến thức hệ thống thủy lợi, kiến thức hệ thống điều tiết nước mặt ruộng, rút lớp nước mặt hạ thấp mực nước ngầm sau thời gian mưa để tạo chế độ nước thích hợp cho trồng; Tính tốn thiết kế hệ thống tưới, tiêu nước mặt; Tính tốn tiêu nước cho hệ thống; Các biện pháp cần thiết nhằm điều tiết dịng chảy theo khơng gian thời gian; Tính tốn lựa chọn phương án tiêu Yêu cầu môn học (Yêu cầu kiến thức nền): Thủy lực; Thủy văn; Địa chất; Quy hoạch HTTL; Thủy công Giáo trình: Thiết kế hệ thống tưới tiêu – PGS TS Phạm Việt Hoà – 2019 (Nhà suất Bách Khoa Hà Nội) Tài liệu tham khảo: Giáo trình quy hoạch hệ thống thuỷ lợi tập + Giáo trình Thủy văn cơng trình – GS.TS Hà Văn Khối – 2008; Giáo trình Thủy lực T1 + T2 – Đại học thủy lợi; Giáo trình quản lý hệ thống thủy lợi https://www.researchgate.net/publication/339089370_Giao _trinh_Thiet_ke_He_thong_tuoi_tieu Mục tiêu mơn học Khi hồn thành mơn học sinh viên có thể: Tình hình đặc điểm tự nhiên yêu cầu tiêu nước nước ta; Xác định khoảng cách hai kênh tiêu nước mặt nước ngầm; Đánh giá nguyên nhân biện pháp cải tạo đất vùng ngập úng; Tính tốn thiết kế hệ thống tưới tiêu mặt ruộng; Tính tốn tiêu nước cho hệ thống; Các biện pháp cần thiết nhằm điều tiết dịng chảy theo khơng gian thời gian; Tính tốn lựa chọn phương án tiêu Điểm trình Trọng số điểm trình: 30% Chuyên cần: 40% Bài kiểm tra tập: 50% Ý thức học tập, tinh thần tham gia xây dựng bài: 10% Sinh viên nghỉ 20% số tiết lớp => điểm trình = Hình thức thi: Thi viết: lý thuyết + tập, thang điểm 10 CHƯƠNG TÌNH HÌNH, ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ YÊU CẦU TIÊU NƯỚC Ở VIỆT NAM 1.1 Một số đặc điểm tài nguyên đất, nước địa hình vùng nơng nghiệp 1.2 Tình hình hạn hán yêu cầu tưới vùng nơng nghiệp 1.3 Tình hình ngập úng lũ lụt vùng nông nghiệp 1.4 Phương hướng hoạch tưới, tiêu nước • Từ hệ phương trình Saint Venant, ta có hai phương trình viết theo Q h: Q h bs q x t (4.23) QQ Q Q2 h (b ) gA g 0 t B x h x C RA (4.24) Giải hệ phương tŕnh vi phân theo phương pháp sai phân hữu hạn điểm ẩn (Abbott - Ionescu - point) xác định giá trị lưu lượng, mực nước đoạn sông, mặt cắt ngang mạng sông thời điềm khoảng thời gian nghiên cứu Lựa chọn mơ hình thủy lực • Hiện có nhiều mơ hình ứng dụng để tính tốn tiêu nước mặt : • Mơ hình SSARR • Mơ hình KODO1 GS.TS Nguyễn Ân Niên • -Mơ hình VRSAP PGS Nguyễn Nh Kh • Mơ hình WENDY Delft Hydraulics • Mơ hình MITIM • Mơ hình RIBASIM • Mơ hình SWMM • Mơ hình Mike 11 • HECRAS Các tài liệu sử dụng tính tốn Ví dụ: Phụ thuộc cụ thể Mơ hình • 4.9.2.4 Tính tốn thủy lợi hệ thống tiêu a Mục đích: + Mục đích việc tính tốn phải đồng thời xác định được: - Nhu cầu tiêu - Biện pháp tiêu (tự chảy, bán tự chảy, mức độ điều tiết nước, tiêu động lực) - Quy mơ kích thước công trỡnh tiêu + Trong trường hợp xác định biện pháp tiêu, nhu cầu tiêu, quy mơ kích thước cơng trỡnh tiêu tiến hành khơng đồng thời + Để có điều kiện đánh giá mơ phỏng, xác định điều kiện ban đầu, quy mơ kích thước cơng trỡnh cần có sơ đồ rút gọn đơn giản hệ tiêu mô đánh giá b Kiểm nghiệm Xđ thơng số Mơ hình c Tính tốn PA tiêu cho hệ thống d Phân tích kết TT lựa chọn PA tiêu cho hệ thống e Đánh giá hiệu thực giải pháp tiêu cho hệ thống + Sau tính thủy lực sơ đồ tổng thể kết khơng thích hợp ta thay đổi quy mơ kích thước công trỡnh điều kiện ban đầu, biện pháp tiêu ruộng tính tốn lại từ đầu Đó cách thử dần nhanh chóngnhất + Kết tính thủy lực theo dịng khơng ổn định phải cho điều kiện để chọn - Biện pháp tiêu - Quy mơ kích thước cơng trình đảm bảo việc tiêu nước có hiệu (tiêu thời gian quy định theo chế độ chịu ngập đặt ra) - Giá thành sản phẩm nhỏ (vốn - chi phí quản lý nhỏ nhất) 5.3 Tính tốn tiêu nước mặt theo mơ hình thủy lực Mơ hình hóa việc tiêu nước từ đồng ruộng kênh tiêu (ra sông) - Ta thường phải giảI toán tiêu úng mưa rào từ đồng ruộng xuống hệ thống kênh tiêu sông, Hệ số tiêu q tính theo PP thơng thường, khơng chịu ảnh hưởng ngược dịng chảy sơng - Nhưng nhiều vùng nước kênh tiêu dâng cao lũ nguồn, Q tiêu ảnh hưởng thủy triều ảnh hưởng đến việc tháo nước từ đồng ruộng - Do việc tính hệ số tiêu phải gắn với việc tính tốn dịng chảy kênh sơng Điều kiện biên tốn phải mở rộng đến mặt ruộng lượng mưa rơi xuống Trường hợp đồng ruộng kề bên sơng, khơng có đê ngăn cách Lưới sơng chia thành đoạn Đồng ruộng chia thành ô riêng biệt không tràn nước qua Giả thiết biết quy luật phân bố diện tích theo cao độ F = f(z) , diện tích ruộng Fr, quy luật phân bố mưa theo thời gian P=P(t) (Nếu có mưa ngày xem phân bố ngày) - Xét ô ruộng (r) kề bên nút i kề bên lưới sông - Vào thời điểm tính tốn, MN sơng nút i Zi , làm ngập diện tích ruộng phần Fn dịên tích ruộng khơng bị ngập Fkn=Fr-Fn ( Xem hình ) Tại thời điểm này, diện tích khu chứa nước ven sơng tham gia phương trình cân nước nút i Fi phần đồng ruộng bị ngập Fn Khi sơng khơng có đê ngăn cách Lưu lượng mưa ô ruộng tiêu vào sông nút I gồm hai phần: Một phần rơI trực tiếp ruộng bị ngập phần khác hệ số tiêu phần ô ruộng không bị ngập Hình 4.14 Khi sơng khơng có đê P q.Fkn Qvi Fn 360 1000 , m3/s (4.16) P : Cường độ mưa , mm/h q : Hệ số tiêu, l/s/ha Fn : Diện tích phần ruộng bị ngập, Fkn : Diện tích phần ruộng khơng bị ngập Hệ số tiêu q độ sâu mực nước mặt ruộng chia theo bước thời gian với dịng chảy sơng Trường hợp đồng ruộng có đê bao nước tháo sơng qua cống • Chế độ làm việc cống : - Khi MN ngồi sơng lớn MN đồng cống đóng lại ngược lại cống mở để tiêu tự chảy sơng Hình 4.15 Khi sơng tiêu có đê bao Trường hợp đồng ruộng có đê bao nước tháo sơng qua cống • Lưu lượng mưa ô ruộng xác định: (4.17) • MN phần ruộng bị ngập biến đổi theo thời gian xác định theo PTCB: (4.18) Trong : Zr , Z’r Mực nước cuối đầu thời doạn tính Hình 4.16 Q trình đóng, mở cống sơng tiêu có đê bao