BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI KS ĐỖ THỊ QUÝ LUẬN VĂN THẠC SỸ TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC SỰ KHÓ KHĂN VỀ LẤY NƯỚC CỦA CÁC TRẠM BƠM DỌC SÔNG HỒNG VỀ MÙA KIỆT Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số : 60-62-30 HÀ NỘI, NĂM 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LUẬN VĂN THẠC SỸ TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC SỰ KHÓ KHĂN VỀ LẤY NƯỚC CỦA CÁC TRẠM BƠM DỌC SÔNG HỒNG VỀ MÙA KIỆT Chuyên ngành: Mã số: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 60-62-30 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Dương Thanh Lượng ThS Nguyễn Mạnh Trường NGƯỜI THỰC HIỆN LUẬN VĂN: KS Đỗ Thị Quý HÀ NỘI, NĂM 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn .9 T T T T T T T T T T T T T T CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Tổng qt lưu vực sơng Hồng - Thái Bình đặc điểm hệ thống cấp nước cho đồng sông Hồng 10 T T T T 1.1.1 Tổng quan lưu vực sơng Hồng - Thái Bình: 10 T T 1.1.2 Đặc điểm hệ thống cơng cơng trình cấp nước: .13 1.1.2.1 Hệ thống hồ chứa 13 1.1.2.2 Hệ cơng trình cấp nước hạ du .15 1.2 Tổng quan trạng trạm bơm xây dựng .19 T T T T T T T T 1.2.1 Máy móc thiết bị .19 1.2.1.1 Máy bơm: 19 1.2.1.2 Động cơ: 20 1.2.1.3 Máy biến áp hệ thống điện .21 1.2.1.4 Hệ thống nước kỹ thuật: .22 1.2.1.5 Thiết bị thơng gió nhà máy: 22 T T T T T T T T T T T T 1.2.2 Công trình trạm 23 1.2.2.1 Nhà máy bơm: .23 1.2.2.2 Bể hút 24 1.2.2.3 Bể tháo 24 1.3 Đánh giá trạng làm việc hiệu tưới trạm bơm xây dựng mùa kiệt 24 T T T T T T T T T T 1.3.1 Đánh giá trạng làm việc số hệ thống cơng trình trạm bơm lớn năm kiệt 24 1.3.1.1 Hệ thống cơng trình cống – trạm bơm Phù sa (Hà Tây) .24 1.3.1.2 Hệ thống cơng trình cống - trạm bơm Đan Hồi (Hà Tây) 26 T T T T T T 1.3.2 Đánh giá hiệu phục vụ tưới trạm bơm: .27 T T 2 1.3.2.1 Nước sông mùa hạn ngày cạn kiệt: 27 1.3.2.2 Trạm bơm già cỗi: 29 T T T T CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CÁC TRẠM BƠM 31 2.1 Tính tốn nhu cầu tưới 31 T T T T 2.1.1 Tính tốn hệ số tưới 31 2.1.1.1 Tính tốn mơ hình mưa thiết kế 31 2.1.1.2 Tính toán, xác định chế độ tưới cho loại trồng 34 2.1.1.3 Tính tốn hệ số tưới: .40 T T T T T T T T 2.1.2 Tính tốn đường q trình lưu lượng yêu cầu cho trạm bơm: .47 2.1.2.1 Tính đường q trình lưu lượng tưới cho trạm bơm Đại Định: 47 2.1.2.2 Tính đường q trình lưu lượng tưới cho trạm bơm Phù Sa: .48 2.1.2.3 Tính đường trình lưu lượng tưới cho trạm bơm Ấp Bắc: 49 2.1.2.4 Tính đường q trình lưu lượng tưới cho trạm bơm Hồng Vân: 50 2.2 Các kịch điều hành hệ thống sông Hồng 51 T T T T T T T T T T T T 2.2.1 Căn xây dựng kịch bản: 51 2.2.1.1 Theo đặc điểm hình thành dòng chảy kiệt: 51 2.2.1.2 Theo chế độ vận hành hồ chứa: 52 2.2.1.3 Theo phát triển hệ thống hồ chứa đầu nguồn: 52 T T T T T T T T 2.2.2 Hệ thống kịch bản: 52 2.3 Tính toán mực nước bể hút trạm bơm ứng với kịch điều hành 55 T T T T 2.3.1 Ứng dụng mơ hình MIKE 11 để tính tốn thuỷ lực mạng sông Hồng 55 2.3.1.1 Cơ sở lý thuyết sơ đồ giải toán thuỷ lực 55 2.3.1.2 Sơ đồ mạng lưới sông biên tính tốn 62 2.3.1.3 Các tài liệu phục vụ tính tốn 64 T T T T T T T T 2.3.2 Tính tốn mực nước bể hút trạm bơm: 65 2.3.2.1 Trạm bơm Đại Đinh: .66 2.3.2.2 Trạm bơm Phù Sa: 68 2.3.2.3 Trạm bơm Đan Hoài: 70 2.3.2.4 Trạm bơm Ấp Bắc: .73 T T T T T T T T T T CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC TRẠM BƠM ỨNG VỚI CÁC KỊCH BẢN ĐIỀU HÀNH 76 3.1 Kiểm tra lưu lượng yêu cầu 76 T T T T 3.1.1 Tính tốn đường q trình lưu lượng trạm bơm ứng với kịch 76 3.1.1.1 Tính cột nước máy bơm thời kỳ: 76 3.1.1.2 Xác định lưu lượng máy bơm thời kỳ: 76 T T T T T T 3.1.2 Kiểm tra lưu lượng yêu cầu: .89 3.1.2.1 Trạm bơm Đại Định (máy bơm PL – 7101): 89 3.1.2.2 Trạm bơm Ấp Bắc (máy bơm DU – 750): 92 3.2 Kiểm tra hiệu suất máy bơm: 94 T T T T T T T T 3.2.1 Trạm bơm Đại Định (máy bơm PL - 7101): 94 T T 3.2.2 Trạm bơm Ấp Bắc (máy bơm DU - 750): .97 3.3 Kiểm tra tượng khí thực: .99 T T T T 3.3.1 Trạm bơm Đại Định (máy bơm PL - 7101): 100 T T 3.3.2 Trạm bơm Ấp Bắc (máy bơm DU - 750): .104 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CẢI TẠO KHẮC PHỤC NHỮNG KHÓ KHĂN VỀ LẤY NƯỚC CỦA CÁC TRẠM BƠM DỌC SÔNG HỒNG VỀ MÙA KIỆT .109 4.1 Trạm bơm Đại Định 109 4.2 Trạm bơm Phù Sa 112 4.3 Trạm bơm Đan Hoài 113 4.4 Trạm bơm Ấp Bắc 115 T T T T T T T T T T T T 4.5 Các giải pháp khắc phục khó khăn lấy nước cho trạm bơm dọc sông Hồng mùa kiệt 118 T T 4.6 Các giải pháp trạm bơm xây dựng 120 T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 122 Kết luận: 122 Kiến nghị: .122 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TÍNH TỐN T T T T T T BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân bố tổng lượng nước trung bình năm sông 11 TU Bảng 1.2 Giá trị Za Zb cống tưới 16 TU Bảng 1.3 Số lấy nước tưới trung bình số cống lấy nước 17 TU Bảng 2.1 Danh sách trạm khí tượng chọn 32 TU Bảng 2.2 Tính tốn thơng số thống kê thuỷ văn 33 TU Bảng 2.3 Xác định hệ số thu phóng Kp 34 TU Bảng 2.4 Thời vụ giai đoạn sinh trưởng lúa chiêm 39 TU Bảng 2.5 Thời vụ giai đoạn sinh trưởng lúa mùa 40 TU Bảng 2.6 Lưu lượng bình qn tháng kiệt (đã khơi phục) năm kiệt 54 TU Bảng 2.7 Các kịch điều hành theo điều kiện hệ thống 55 TU Bảng 3.1 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 1A) 77 TU Bảng 3.2 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 2A) 78 TU Bảng 3.3 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 1B) 80 TU Bảng 3.4 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 2B) 81 TU Bảng 3.5 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 1A) 83 TU Bảng 3.6 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 2A) 84 TU Bảng 3.7 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA 1B) 86 TU Bảng 3.8 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA - 2B) 87 TU Bảng 3.9 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 1A) 100 TU Bảng 3.10 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 2A) 101 TU Bảng 3.11 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 1B) 102 TU Bảng 3.12 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 2B) 103 TU Bảng 3.13 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 1A) 104 TU Bảng 3.14 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 2A) 105 TU Bảng 3.15 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 1B) 106 TU Bảng 3.16 Tính tốn kiểm tra tượng khí thực máy bơm (PA - 2B) 107 TU HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí địa lý lưu vực sơng Hồng - Thái Bình lãnh thổ Việt Nam 10 TU Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống thuỷ nông khu vực đồng sông Hồng .18 TU Hình 1.3 Q trình mực nước cơng trình đầu mối trạm bơm Phù sa 25 TU Hình 1.4 Q trình mực nước cơng trình đầu mối trạm bơm Đan Hồi .26 TU Hình 1.5 Dòng nước bị thu hẹp 28 TU Hình 1.6 Nước rút để lại khoảng đất nứt nẻ 28 TU Hình 2.1 Giản đồ hệ số tưới vùng Hà Đông ứng với tần suất 75% 43 TU Hình 2.2 Giản đồ hệ số tưới vùng Hà Đông ứng với tần suất 85% 43 TU Hình 2.3 Giản đồ hệ số tưới vùng Phúc Yên ứng với tần suất 75% 44 TU Hình 2.4 Giản đồ hệ số tưới vùng Phúc Yên ứng với tần suất 85% 44 TU Hình 2.5 Giản đồ hệ số tưới vùng Sơn Tây ứng với tần suất 75% 45 TU Hình 2.6 Giản đồ hệ số tưới vùng Sơn Tây ứng với tần suất 85% 45 TU Hình 2.7 Giản đồ hệ số tưới vùng Việt Trì ứng với tần suất 75% 46 TU Hình 2.8 Giản đồ hệ số tưới vùng Việt Trì ứng với tần suất 85% 46 TU Hình 2.9 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 75% 47 TU Hình 2.10 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 85% 48 TU Hình 2.11 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 75% 48 TU Hình 2.12 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 85% 49 TU Hình 2.13 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 75% 49 TU Hình 2.14 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 85% 50 TU Hình 2.15 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 75% 50 TU T U Hình 2.16 Đường trình lưu lượng yêu cầu tưới thời kỳ ứng với tần suất 85% 51 TU Hình 2.17 Sơ đồ giải 57 TU T U Hình 2.18 Sơ đồ sai phân điểm cho phương trình liên tục 58 TU T U Hình 2.19 Sơ đồ sai phân điểm cho phương trình động lượng .60 TU T U Hình 2.20 Sơ đồ mạng lưới hệ thống sơng Hồng Thái Bình .63 TU T U Hình 2.21 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1A .66 TU T U Hình 2.22 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2A .66 TU T U Hình 2.23 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1B .67 TU T U Hình 2.24 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2B .67 TU T U Hình 2.25 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1A .68 TU T U Hình 2.26 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2A .69 TU T U Hình 2.27 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1B .69 TU T U Hình 2.28 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2B .70 TU T U Hình 2.29 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1A .71 TU T U Hình 2.30 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2A .71 TU T U Hình 2.31 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1B .72 TU T U Hình 2.32 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2B .72 TU T U Hình 2.33 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1A .73 TU T U Hình 2.34 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2A .74 TU T U Hình 2.35 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 1B .74 TU T U Hình 2.36 Đường trình mực nước bể hút ứng với phương án 2B .75 TU T U Hình 3.1 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 1A) 79 TU T U Hình 3.2 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 2A) 79 TU T U Hình 3.3 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 1B) .82 TU T U Hình 3.4 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 2B) .82 TU T U Hình 3.5 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 1A) 85 TU T U Hình 3.6 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 2A)Bảng 3.7 Tính lưu lượng máy bơm thời kỳ (PA 1B) .85 TU T U Hình 3.7 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 1B) .88 TU T U Hình 3.8 Đường trình mực nước bể hút bể tháo (PA - 2B) .88 TU T U Hình 3.9 Đường trình lưu lượng trạm bơm ứng (PA - 1A) 89 TU T U Hình 3.10 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 2A) .90 TU T U Hình 3.11 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 1B) .90 TU T U Hình 3.12 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 2B) .91 TU T U Hình 3.13 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 1A) .92 TU T U Hình 3.14 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 2A) .92 TU T U Hình 3.15 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 1B) .93 TU T U Hình 3.16 Đường trình lưu lượng trạm bơm (PA - 2B) .93 TU T U Hình 3.17 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 1A) .94 TU T U Hình 3.18 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 2A) .95 TU T U Hình 3.19 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 1B) .95 TU T U Hình 3.20 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 2B) .96 TU T U Hình 3.21 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 1A) .97 TU T U Hình 3.22 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 2A) .97 TU T U Hình 3.23 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 1B) .98 TU T U Hình 3.24 Phạm vi làm việc máy bơm (PA - 2B) .98 TU T U 110 mực nước bể hút thiết kế mà không xảy tượng khí thực máy bơm đảm bảo độ ngập miệng ống hút để khơng khí khơng lọt vào máy bơm Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu tưới tiêu cần thường xuyên nạo vét cửa lấy nước, kênh dẫn để khơi thơng dòng chảy Chú ý vận hành máy bơm phải đảm bảo mực nước bể hút nằm miệng ống hút chiều cao h (theo yêu cầu chế tạo nhà máy) Để tránh xốy mặt R R khơng khí chui vào ống hút làm cho máy bơm bị rung động Để đảm bảo khơng có tượng khí thực cho phép máy bơm làm việc phạm vi chiều cao hút nước cho phép 4.1.2 Đảm bảo lưu lượng yêu cầu Từ tháng đến tháng (đây khoảng thời gian đổ ải) đường lưu lượng yêu cầu tương ứng với phương án nằm đường lưu lượng khả đáp ứng trạm bơm Tuy nhiên phương án B có khoảng cách đường gần so với phương án A Như thời kỳ đổ ải trạm bơm Đại Định không đáp ứng đủ lưu lượng yêu cầu, tháng lại đáp ứng lưu lượng yêu cầu Như để khắc phục tình trạng thiếu nước trạm thời kỳ đổ ải, ta kiến nghị giải pháp xử lý sau: * Giải pháp phi cơng trình - Kéo dài thời gian đổ ải, đẩy lùi thời gian gieo cấy phía trước, tiến hành gieo cấy để làm hạ thấp đường lưu lượng yêu cầu, giảm căng thẳng nhu cầu cấp nước thời kỳ Giải pháp đề xuất để tiến hành phải phụ thuộc vào nhiều yếu tố tập quán canh tác, thời vụ gieo cấy, khí hậu thuỷ văn, cấu giống lúa Ưu điểm phương pháp giúp hạ thấp đường lưu lượng yêu cầu, giảm chi phí quản lý, giảm căng thẳng dùng nước tưới tiêu Nhược điểm phương pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đem áp dụng đại trà 111 - Chuyển đổi diện tích đất trồng khơng có khả đáp ứng đủ nước tưới sang sản xuất trồng khác cho kịp thời vụ - Chuyển đổi thời vụ canh tác (phụ thuộc vào tập quán canh tác, khí hậu) - Nếu địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu phù hợp ta chuyển đổi cấu trồng Trạm bơm Đại Định xây dựng từ lâu, với máy bơm PL- 7101, đến thơng số khơng lúc ban đầu dẫn đến tình trạng tiêu tốn điện hiệu suất không cao (cao đạt 73,5 %) Để tăng khả bơm cấp nước trạm, ta đề xuất số giải pháp công trình sau: * Giải pháp cơng trình - Tu sửa máy móc, bảo dưỡng thiết bị trạm để tăng hiệu suất làm việc trạm Đồng thời tiến hành nạo vét cửa khẩu, kênh dẫn, tu bổ hệ thống kênh mương nhằm làm giảm tổn thất nước - Bổ sung thêm máy bơm, phương pháp có ưu điểm làm tăng lưu lượng yêu cầu, trì lâu dài tốn - Lắp thêm trạm bơm dã chiến để tiếp nước cho trạm bơm, trạm bơm dã chiến thường bố trí vị trí nguồn nước thấp, nhằm hỗ trợ cho trạm bơm bơm đủ nước cho đồng ruộng Biện pháp mang tính khả thi cao, có nhiều trạm bơm địa phương tiến hành theo biện pháp 112 Hình 4.1 Cơng ty thuỷ lợi sơng Đáy tiến hành lắp đặt trạm bơm dã chiến - Bơm nước trước ngày tưới để tích nước kênh, ao, hồ Xây dựng trạm bơm nội đồng để bơm nước vào ruộng - Thay đổi đường đặc tính, góc nghiêng cánh quạt máy bơm để tăng lưu lượng (chú ý tình trạng tải máy bơm) - Xây thêm trạm bơm có lưu lượng Qtk bên cạnh trạm có để hỗ trợ bơm nước cho trạm 4.2 Trạm bơm Phù Sa Ứng dụng mơ hình Mike 11 xác định đường trình mực nước sông trạm bơm Phù Sa ứng với kịch điều hành (hình 2-25 đến 2-28) Coi mực nước bể hút lấy mực nước sơng vị trí trạm bơm (tổn thất cột nước từ sông đến bể hút không) Với mực nước bể hút thiết kế +5,3 m ta thấy mực nước bể hút tính tốn thời kỳ trạm bơm Phù Sa ứng với phương án không đạt mực nước bể hút thiết kế trạm bơm, có ngày đạt mực nước thiết kế Trong thực tế trạm bơm thường xuyên không bơm đủ nước, hàng năm đến thời kỳ nước kiệt công ty thủy lợi sông Tích phải huy động lực lượng lớn cơng nhân để lắp đặt trạm bơm dã chiến xuyên qua cống tự chảy Nguyên nhân thứ năm 2002 tiến hành tu sửa trạm bơm thay toàn máy bơm Pháp (thiết kế năm 1932) máy bơm chìm Hàn Quốc, cao trình đặt máy từ + 4,52 m lên + 5,25 m, nguyên nhân thứ hai mực nước bể hút thiết kế tính với tần suất 75 % Từ ta nêu lên số giải pháp khắc phục sau: - Thực tế, trạm bơm tu sửa năm không sử dụng được, sử dụng trạm bơm dã chiến mang tính chất tạm thời tốn Kiến nghị đề xuất phá bỏ trạm bơm cũ, xây để đảm bảo lâu dài, tiết kiệm chi phí - Dâng mực nước sơng, đắp đập tạm có cao trình thấp sơng Hồng (cao trình +3), đập tạm thường dùng đập tạm cố định cao su - Về mùa lũ hồ Hồ Bình cần phải xả thêm nước xuống hạ du thuỷ điện 113 Sơn La đưa vào sử dụng cần cung cấp thêm nước nhằm khắc phục tình trạng khơ hạn mùa kiệt Khi xảy tình trạng khơ hạn, mực nước sông hạ thấp, không đủ cung cấp nước tưới cho đồng ruộng, đề xuất số phương án chống hạn sau: - Chuyển đổi diện tích đất trồng khơng có khả đáp ứng đủ nước tưới sang sản xuất trồng khác cho kịp thời vụ - Chuyển đổi thời vụ canh tác (phụ thuộc vào tập quán canh tác, khí hậu) - Nếu địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu phù hợp ta chuyển đổi cấu trồng - Tu sửa máy móc, bảo dưỡng thiết bị trạm để tăng hiệu suất làm việc trạm Đồng thời tiến hành nạo vét cửa khẩu, kênh dẫn, tu bổ hệ thống kênh mương nhằm làm giảm tổn thất nước - Bổ sung thêm máy bơm, phương pháp có ưu điểm làm tăng lưu lượng yêu cầu, trì lâu dài tốn - Lịch thời vụ gieo cấy tiến hành đổ ải số vùng khu vực tưới hệ thống Phù Sa nên tiến hành tiến hành chậm so với lịch chung tỉnh từ - ngày để giảm bớt căng thẳng cho hệ thống sông Nhuệ tạo điều kiện lấy nước vào khu vực Trạm bơm Phù Sa vận hành sớm lịch đổ ải đại trà khoảng10 ngày để cấp nước cho vùng cuối kênh - Bơm nước trước ngày tưới để tích nước kênh, ao, hồ Xây dựng trạm bơm nội đồng để bơm nước vào ruộng - Thay đổi đường đặc tính, góc nghiêng cánh quạt máy bơm để tăng lưu lượng (chú ý tình trạng tải máy bơm) - Xây thêm trạm bơm có lưu lượng Qtk bên cạnh trạm có để hỗ trợ bơm nước cho trạm 114 4.3 Trạm bơm Đan Hoài Sau tính tốn xác định đường q trình mực nước sơng trạm bơm Đan Hồi ứng với kịch điều hành (hình 2-29 đến 2-32) Coi mực nước bể hút lấy mực nước sông vị trí trạm bơm (tổn thất cột nước từ sơng đến bể hút không) Với mực nước bể hút thiết kế +3,2 m ta thấy mực nước bể hút tính tốn thời kỳ trạm bơm Đan Hoài ứng với phương án đạt mực nước bể hút thiết kế, khơng xảy tượng khí thực máy bơm đảm bảo độ ngập miệng ống hút để khơng khí khơng lọt vào máy bơm, để đảm bảo hiệu tưới tiêu cần thường xuyên nạo vét cửa lấy nước, kênh dẫn để khơi thơng dòng chảy Chú ý vận hành máy bơm phải đảm bảo mực nước bể hút nằm miệng ống hút chiều cao h (theo yêu cầu chế tạo nhà máy) Để tránh xoáy mặt R R khơng khí chui vào ống hút làm cho máy bơm bị rung động Để đảm bảo khơng có tượng khí thực cho phép máy bơm làm việc phạm vi chiều cao hút nước cho phép Nếu xảy tình trạng thiếu nước tưới cho vụ đơng xn, khắc phục số biện pháp sau: Khi xảy tình trạng khơ hạn, mực nước sông hạ thấp, không đủ cung cấp nước tưới cho đồng ruộng, đề xuất số phương án chống hạn sau: - Chuyển đổi diện tích đất trồng khơng có khả đáp ứng đủ nước tưới sang sản xuất trồng khác cho kịp thời vụ - Chuyển đổi thời vụ canh tác (phụ thuộc vào tập quán canh tác, khí hậu) - Nếu địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu phù hợp ta chuyển đổi cấu trồng 115 Hình 4.2 Xây dựng trạm bơm dã chiến trạm bơm Xuân Phú - Tu sửa máy móc, bảo dưỡng thiết bị trạm để tăng hiệu suất làm việc trạm Đồng thời tiến hành nạo vét cửa khẩu, kênh dẫn, tu bổ hệ thống kênh mương nhằm làm giảm tổn thất nước - Bổ sung thêm máy bơm, phương pháp có ưu điểm làm tăng lưu lượng yêu cầu, trì lâu dài tốn - Lắp thêm trạm bơm dã chiến để tiếp nước cho trạm bơm, trạm bơm dã chiến thường bố trí vị trí nguồn nước thấp, nhằm hỗ trợ cho trạm bơm bơm đủ nước cho đồng ruộng Biện pháp mang tính khả thi cao, có nhiều trạm bơm địa phương tiến hành theo biện pháp - Bơm nước trước ngày tưới để tích nước kênh, ao, hồ Xây dựng trạm bơm nội đồng để bơm nước vào ruộng - Thay đổi đường đặc tính máy bơm, góc nghiêng cánh quạt máy bơm để tăng lưu lượng (chú ý tình trạng tải máy bơm) - Xây thêm trạm bơm có lưu lượng Qtk bên cạnh trạm có để hỗ trợ bơm nước cho trạm 4.4 Trạm bơm Ấp Bắc 4.4.1 Mực nước bể hút T 116 Sau tính tốn xác định đường q trình mực nước sơng trạm bơm Ấp Bắc ứng với kịch điều hành (hình 2-33 đến 2-36) Coi mực nước bể hút lấy mực nước sơng vị trí trạm bơm (tổn thất cột nước từ sông đến bể hút không) Với mực nước bể hút thiết kế +3 m ta thấy mực nước bể hút tính tốn thời kỳ trạm bơm Ấp Bắc ứng với phương án không đạt mực nước bể hút thiết kế trạm bơm, có ngày đạt mực nước thiết kế, bơm nước xảy tượng khí thực Từ ta nêu lên số giải pháp khắc phục sau: - Có thể tiến hành xây nhà trạm để đảm bảo lâu dài, tiết kiệm chi phí - Dâng mực nước sơng, đắp đập tạm có cao trình thấp sơng Hồng (cao trình +3), đập tạm thường dùng đập tạm cố định cao su - Về mùa lũ hồ Hồ Bình cần phải xả thêm nước xuống hạ du thuỷ điện Sơn La đưa vào sử dụng cần cung cấp thêm nước nhằm khắc phục tình trạng khơ hạn mùa kiệt 4.4.2 Lưu lượng yêu cầu T Từ tháng đến tháng (đây khoảng thời gian đổ ải) đường lưu lượng yêu cầu tương ứng với phương án nằm đường lưu lượng khả đáp ứng trạm bơm Khoảng cách đường lưu lượng yêu cầu đường khả đáp ứng xa nhau, điều cho thấy thời kỳ đổ ải lượng nước thiếu lớn Như thời kỳ đổ ải trạm bơm Ấp Bắc không đáp ứng đủ lưu lượng yêu cầu, tháng lại đáp ứng lưu lượng yêu cầu Như để khắc phục tình trạng thiếu nước trạm thời kỳ đổ ải, ta kiến nghị giải pháp xử lý sau: * Giải pháp phi cơng trình - Chuyển đổi diện tích đất trồng khơng có khả đáp ứng đủ nước tưới sang sản xuất trồng khác cho kịp thời vụ - Chuyển đổi thời vụ canh tác (phụ thuộc vào tập quán canh tác, khí hậu) 117 - Nếu địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu phù hợp ta chuyển đổi cấu trồng * Giải pháp cơng trình - Tu sửa máy móc, bảo dưỡng thiết bị trạm để tăng hiệu suất làm việc trạm Đồng thời tiến hành nạo vét cửa khẩu, kênh dẫn, tu bổ hệ thống kênh mương nhằm làm giảm tổn thất nước - Bổ sung thêm máy bơm, phương pháp có ưu điểm làm tăng lưu lượng yêu cầu, trì lâu dài tốn - Bơm nước trước ngày tưới để tích nước kênh, ao, hồ Xây dựng trạm bơm nội đồng để bơm nước vào ruộng - Xây thêm trạm có lưu lượng Qtk bên cạnh trạm có để hỗ trợ bơm nước cho trạm - Hạ thấp trạm bơm tiến hành xây trạm bơm, phương án xây khả thi để đảm bảo tính lâu dài, tiết kiệm chi phí biện pháp sử dụng trạm bơm dã chiến 4.4.3 Hiệu suất máy bơm T Trạm bơm Ấp Bắc gồm máy bơm DU- 750 làm việc thời kỳ, dao động khoảng (54.36% – 63.64%) Phương án có vùng hiệu suất làm việc thấp phương án 2, hiệu suất lớn máy bơm 70% Như vùng hiệu suất máy bơm làm việc thấp so với hiệu suất thiết kế máy bơm Để tăng hiệu suất làm việc máy bơm ta kiến nghị giải pháp sau: - Thay đổi đường đặc tính, góc nghiêng cánh quạt máy bơm để tăng lưu lượng (chú ý tình trạng tải máy bơm) 4.4.4 Hiện tượng khí thực T Máy bơm DU - 750 làm việc thời kỳ xảy tượng khí thực, thời kỳ vận hành trạm khơng đảm bảo an tồn, gây hư hại cho máy móc Để cải thiện tình trạng này, ta đề xuất vài giải pháp 118 sau: - Chỉ cho phép máy bơm làm việc phạm vi hút nước cho phép, mực nước xuống thấp, ngừng hoạt động máy bơm - Xây trạm bơm dã chiến hỗ trợ trạm bơm có thời kỳ thiếu nước - Bơm trước ngày tưới tích trữ ao, hồ, xây dựng trạm bơm nội đồng để bơm nước vào ruộng 4.5 Các giải pháp khắc phục khó khăn lấy nước cho trạm bơm dọc sông Hồng mùa kiệt Trong nội dung đồ án nghiên cứu trạng, xác định điều kiện làm việc trạm bơm Đại Định, Phù Sa, Đan Hoài, Ấp Bắc, chọn trạm bơm Đại Định Ấp Bắc để kiểm tra lưu lượng yêu cầu, hiệu suất máy bơm kiểm tra tượng khí thực Với trạm bơm chưa có điều kiện kiểm tra cụ thể đồ án, ta đề xuất vài biện pháp đối phó với tình trạng khơ hạn sau: * Giải pháp phi cơng trình - Kéo dài thời gian đổ ải, đẩy lùi thời gian gieo cấy phía trước, tiến hành gieo cấy đồng thời làm hạ thấp đường lưu lượng yêu cầu, giảm căng thẳng nhu cầu cấp nước thời kỳ Giải pháp đề xuất để tiến hành phải phụ thuộc vào nhiều yếu tố tập quán canh tác, thời vụ gieo cấy, khí hậu thuỷ văn, cấu giống lúa - Chuyển đổi diện tích đất trồng khơng có khả đáp ứng đủ nước tưới sang sản xuất trồng khác cho kịp thời vụ - Chuyển đổi thời vụ canh tác (phụ thuộc vào tập quán canh tác, khí hậu) - Nếu địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu phù hợp ta chuyển đổi cấu trồng * Giải pháp công trình 119 - Tu sửa máy móc, bảo dưỡng thiết bị trạm để tăng hiệu suất làm việc trạm Đồng thời thường xuyên tiến hành nạo vét cửa khẩu, kênh dẫn, cải tạo hệ thống kênh mương nhằm làm giảm tổn thất nước - Bổ sung thêm máy bơm, phương pháp có ưu điểm làm tăng lưu lượng yêu cầu, trì lâu dài tốn - Lắp thêm trạm bơm dã chiến để tiếp nước cho trạm bơm, trạm bơm dã chiến thường bố trí vị trí nguồn nước thấp, nhằm hỗ trợ cho trạm bơm bơm đủ nước cho đồng ruộng - Bơm nước trước ngày tưới để tích nước kênh, ao, hồ Xây dựng trạm bơm nội đồng để bơm nước vào ruộng - Thay đổi đường đặc tính, góc nghiêng cánh quạt máy bơm để tăng lưu lượng (chú ý tình trạng tải máy bơm) - Xây thêm trạm có lưu lượng Qtk bên cạnh trạm có để hỗ trợ bơm nước cho trạm - Hạ thấp trạm bơm tiến hành xây - Nếu trạm bơm tính tốn cao trình đặt máy sai mùa kiệt bơm ln có tượng khí thực phải sửa chữa nâng cấp trạm bơm để đảm bảo tượng khí thực - Khi vận hành máy bơm phải đảm bảo mực nước bể hút nằm miệng ống hút chiều cao h (theo yêu cầu chế tạo nhà máy) Để tránh xốy mặt khơng R R khí chui vào ống hút làm cho máy bơm bị rung động - Để đảm bảo khơng có tượng khí thực cho phép máy bơm làm việc phạm vi chiều cao hút nước cho phép - Đối với trạm bơm lấy nước vị trí lòng sơng có nhiều bãi cát chốn dòng chảy thí phải có biện pháp chỉnh trị dòng sơng - Hiện nay, giáo sư Trần Văn Công cộng viện khoa học Thuỷ lợi Việt 120 Nam tiến hành cải tiến cánh bơm, nghiên cứu loại máy bơm mớibơm cột hút sâu ven sông, suối với khả hút chân không cao hẳn loại máy bơm thông thường, hạ máy, di chuyển máy cột nước xuống thấp Máy bơm có khả chống hạn tốt, dự kiến thời gian tới viện khoa học thuỷ lợi tiến hành lắp đặt đại trà nhiều địa phương tiếp tục nghiên cứu chế tạo loại máy bơm có cơng suất cực lớn, lên tới 75- 130 kW, lưu lượng đạt 2.000- 3.000 m3/h P P 4.6 Các giải pháp trạm bơm xây dựng - Khi chọn vị trí đặt trạm bơm tưới nên đặt ngồi đê Cơng trình lấy nước đặt mép nước lớn nhà máy bơm đặt bãi sông Tuy nhiên phải gia cố móng khơng nhà máy dễ bị đẩy mùa lũ Khi mực nước sông dao động lớn 4m, sử dụng máy bơm thông thường nhà máy phải xây nhiều tầng, nhà máy nóng ồn Ví dụ: trạm bơm Ấp Bắc, Đan Hồi, Hồng Vân, Bạch Hạc Để khắc phục tồn chúng tơi đề xuất nên sử dụng máy bơm chìm - Khi xây trạm bơm cần phải tính toán mực nước theo yêu cầu thiết kế - Ở phần tính tốn mực nước bể hút thấy mực nước bể hút trạm bơm Phù Sa, Ấp Bắc thường xuyên thấp mực nước bể hút thiết kế (tính ứng với tần suất 75% theo quy phạm) Chúng tơi kiến nghị nên tính mực nước bể hút thiết kế ứng với tần suất 90% để đáp ứng nhu cầu tưới Việc chọn tài liệu thuỷ văn để tính mực nước bể hút thiết kế nên chọn trạm thuỷ văn cấp I tài liệu đáng tin cậy - Khi vận hành máy bơm phải đảm bảo mực nước bể hút nằm miệng ống hút chiều cao h (theo yêu cầu chế tạo nhà máy) Để tránh xốy mặt khơng R R khí chui vào ống hút làm cho máy bơm bị rung động - Để đảm bảo khơng có tượng khí thực cho phép máy bơm làm việc phạm vi chiều cao hút nước cho phép 121 - Phải thường xuyên nạo vét cửa lấy nước, kênh dẫn để khơi thơng dòng chảy - Đối với trạm bơm lấy nước vị trí lòng sơng có nhiều bãi cát chốn dòng chảy thí phải có biện pháp chỉnh trị dòng sơng 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Luận văn giải vấn đề sau: - Đánh giá trạng cơng trình thiết bị hệ thống trạm bơm - Đánh giá trạng làm việc thực tế năm gần mùa kiệt số hệ thống trạm bơm lớn lấy nước sơng Hồng - Ứng dụng mơ hình MIKE11 để tính tốn mực nước bể hút trạm bơm lấy nước sông Hồng ứng với kich điều hành hồ Hồ Bình - Đánh giá khả làm việc trạm bơm lấy nước sông Hồng mùa kiệt ứng với kịch điều hành hồ Hồ Bình: Về lưu lượng, hiệu suất tượng khí thực - Đề xuất số giải pháp xây dựng vận hành ứng phó với mực nước khác nhau: trạm bơm Đại Định, Phù Sa, Đan Hoài, Ấp Bắc Đề xuất giải pháp khắc phục cho trạm bơm dọc sông Hồng, trạm bơm xây Kiến nghị: Trong luận văn xây dựng kịch điều hành hệ thống sông Hồng xét đến điều hành theo hệ thống (hồ Hồ Bình + Thác Bà) chưa xét đến điều hành hệ thống sau có hồ Tuyên Quang Sơn La Do cần phải tiếp tục nghiên cứu để đánh giá khả làm việc trạm bơm hệ thống sông Hồng với kich điều hành hệ thống có thêm hồ Tuyên Quang Sơn La 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Xây dựng (2002), Tiêu chuẩn xây dựng Việt nam TCXDVN 285:2002, NXB Xây dựng, Hà Nội Vũ Văn Tảo, Nguyễn Cảnh Cầm (1987), Giáo trình Thuỷ lực tập I, Trường Đại học Thuỷ lợi, NXB Đại học Trung học chun nghiệp Hồng Lâm Viện, Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Văn Tích (2006), Giáo trình Máy bơm trạm bơm, Trường đại học Thuỷ lợi, NXB Từ điển Bách khoa, Hà Nội Phạm Ngọc Hải, Tống Đức Khang, Bùi Hiếu, Phạm Việt Hồ (2006), Giáo trình Quy hoạch thiết kế hệ thống thuỷ lợi tập I, NXB Xây dựng, Hà Nội Đỗ Cao Đàm, Trịnh Quang Hoà, Hà Văn Khối, Đoàn Trung Lưu, Nguyễn Năng Minh, Lê Đình Thành, Dương Văn Tiển (1993), Giáo trình Thuỷ văn cơng trình, Trường Đại học Thuỷ lợi, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Lê Chí Nguyện (2003), Một số vấn đề sở nghiên cứu hệ thống tưới tiêu, cấp thoát nước động lực, Tập giảng cao học, Trường Đại học Thuỷ lợi, Hà Nội Tiếng Anh 124 PHỤ LỤC TÍNH TỐN ... THẠC SỸ TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC SỰ KHÓ KHĂN VỀ LẤY NƯỚC CỦA CÁC TRẠM BƠM DỌC SÔNG HỒNG VỀ MÙA KIỆT Chuyên ngành: Mã số: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước 60-62-30... ĐỀ XUẤT CẢI TẠO KHẮC PHỤC NHỮNG KHÓ KHĂN VỀ LẤY NƯỚC CỦA CÁC TRẠM BƠM DỌC SÔNG HỒNG VỀ MÙA KIỆT .109 4.1 Trạm bơm Đại Định 109 4.2 Trạm bơm Phù Sa 112 4.3 Trạm. .. Trạm bơm Đan Hoài 113 4.4 Trạm bơm Ấp Bắc 115 T T T T T T T T T T T T 4.5 Các giải pháp khắc phục khó khăn lấy nước cho trạm bơm dọc sông Hồng mùa kiệt 118 T T 4.6 Các