Tải bản đầy đủ

Đồ án thiết kế hệ thống tưới

Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

MỤC LỤC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI LỘC ĐẠI- QUẾ SƠN, QUẢNG NAM...........................3
CHƯƠNG 1.
1.1.

TỔNG QUAN VÀ TÀI LIỆU THIẾT KẾ.......................................................................3

Đặc điểm tự nhiên của hệ thống................................................................................................................3

1.1.1.

Vị trí địa lý.............................................................................................................................................3

1.1.2.

Đặc điểm địa hình................................................................................................................................3


1.1.3.

Đặc điểm khí hậu..................................................................................................................................4

1.2.

Hiện trạng thủy lợi khu vực.......................................................................................................................6

1.2.1

Hiện trạng khu hưởng lợi....................................................................................................................6

1.2.2

Hiện trạng khu thủy lợi........................................................................................................................6

1.2.3

Cần thiết đầu tư và nhiệm vụ dự án....................................................................................................7

1.2.4

Nhiệm vụ thiết kế hệ thông tưới..........................................................................................................7

1.3

Tài liệu tính toán..........................................................................................................................................8

1.3.1

Tài liệu về khí hậu....................................................................................................................................8

1.3.1.1

Tài liệu mưa..........................................................................................................................................8

1.4

Tài liệu về địa hình...................................................................................................................................9

1.5

Tài liệu về thổi nhưỡng............................................................................................................................9

1.6

Tài liệu về nông nghiệp............................................................................................................................9

CHƯƠNG 2.
2.1

TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI.........................................................................................12

Tính toán xác định chế độ tưới cho các loại cây trồng..........................................................................12

2.1.1

Phương pháp xác định chế độ tưới cho cây trồng...........................................................................12

2.1.2

Phương pháp xác định lượng bốc hơi mặt ruộng ETc....................................................................14

2.1.3

Giới thiệu chương trình CROPWAT 8.0...........................................................................................15

2.2. Tính toán chế độ tưới cho toàn hệ thống.....................................................................................................15
2.2.1
thu)

Hệ số tưới, giản đồ hệ số tưới và hiệu chỉnh giản đồ hệ số tưới cho 2 mùa vụ ( Đông xuân, hè
15

2.2.2

Chọn hệ số tưới thiết kế.....................................................................................................................24

HƯƠNG 3. BỐ TRÍ HỆ THỐNG TƯỚI…………………………………………………….25
3.1.

Phương án về nguồn nước và hình thức lấy nước.................................................................................25

3.3.

Phương án bố trí hệ thống tưới và công trình trên kênh......................................................................25

3.1.1

Bố trí kênh (được thể hiện trên bình đồ khu tưới)............................................................................25

3.1.2

Bảng thống kê kênh và các công trình trên kênh..............................................................................25

SVTH: Nguyễn Từ

trang 1


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới
CHƯƠNG 4.
4.1.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

THIẾT KẾ KÊNH TƯỚI................................................................................................27

Tính toán lưu lượng của hệ thống kênh tưới................................................................................27

4.1.1.

Khái niệm về Qnet, Qbrut...........................................................................................................................27

4.1.2.

Tính toán lưu lượng thiết kế cho các kênh ...........................................................................................27

4.2.

Tính toán thiết kế mặt cắt dọc và mặt cắt ngang kênh chính………………………………………36

4.2.1. Nguyên lý thuyết kế………………………………………………………………………………………37
4.2.2. Các điều kiên cần thỏa mãn khi thiết kế kênh tưới……………………………………………………….37
4.2.3. Đảm bảo điều kiện tưới tự chảy………………….……………………………………………………….37
4.2.4. Thiết kế mặt cắt ngang …………………………………………………………………………………..37
4.2.5. Xác định cao trình thiết kế trên kênhchín……….……………………………………………………….38
4.3.

Tính toán khối lượng đào đắp kênh:........................................................................................................43

SVTH: Nguyễn Từ

trang 2


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI LỘC ĐẠI- QUẾ SƠN, QUẢNG NAM
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VÀ TÀI LIỆU THIẾT KẾ

1.1. Đặc điểm tự nhiên của hệ thống
1.1.1. Vị trí địa lý
Hồ chứa nước Lộc Đại có cụm công trình đầu mối dự kiến xây dựng trên suối Lộc Đại
thuộc thôn Lộc Đại, xã Quế Hiệp, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam nằm ở toạ độ địa lý sau:
Vĩ độ Bắc

o

:

15 44’10”

Kinh độ Đông :

108 12’12”

o

Trung tâm khu tưới cách thành phố Tam Kỳ 35 km về phía Tây Bắc theo đường chim
bay. Khu hưởng lợi nằm dọc 2 bên suối Lộc Đại và trải dài ra đến đường ĐT611 và các cánh
đồng của xã Quế Thuận có diện tích đất canh tác nông nghiệp là 500 ha chiếm 10% diện tích
đất tự nhiên vùng dự án .
Vĩ độ Bắc

o

:

15 42’00”

Kinh độ Đông :

108 13’12’’

o

Hình 1.1 Bản đồ vị trí dự án

SVTH: Nguyễn Từ

trang 3


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

1.1.2. Đặc điểm địa hình
Đặc trưng địa hình khu vực thuộc vùng trung du. Vùng đầu mối được bao bọc bởi các
dãy núi có độ cao trung bình +800.00m ở phía Tây Bắc như núi Hòn Tàu, Đá Bèo, ở phía
Tây Nam và Nam là các dãy núi thấp có cao độ trung bình +175,0m như núi Động Mông và
rải rác gò đồi thấp, khu hưởng lợi có cao độ từ +48.00m ở phía Tây và thấp dần xuống cao
trình +22.00m ở phía Nam và giáp sông Ly Ly. Địa hình khu vực bị chia cắt mạnh bởi các
sông suối trong khu vực như suối Tiên, và các suối nhỏ khác.
 Khu vực lòng hồ:
Căn cứ vào bản đồ UTM tỉ lệ 1/25.000 và bản đồ địa hình lòng hồ 1/2.000 đã khảo sát,
cho thấy lưu vực hồ chứa nước Lộc Đại nằm trong thung lũng của núi Động Mông, cách tuyến
tỉnh lộ ĐT611 khoảng 5km về phía Nam. Địa hình lưu vực hồ chứa có dạng hình rẽ quạt được
2

hình thành từ những tụ thuỷ lớn. Lưu vực hồ tính đến tuyến công trình là 5,6km độ dốc sườn
lưu vực khá lớn, nhất là bên rìa trái của núi Hòn Tàu. Hướng dốc địa hình tuỳ theo hướng các tụ
thuỷ chảy ra suối chính Lộc Đại nhưng nhìn chung theo hướng chính là từ Tây sang Đông.
Với điều kiện này sự tập trung dòng chảy mùa mưa lũ nhanh và có tốc độ dòng chảy lớn sẽ
gây ra sự bào mòn mạnh ở mặt sườn lưu vực cũng như bồi lắng lớn ở kho nước.
Trên mặt lưu vực hồ hiện nay không có dân sinh sống nhưng có khoảng 5 ha đất canh tác
lúa nước, còn lại rừng cây trồng theo các chương trình phủ xanh đất trống, đồi trọc cũng góp
phần hạn chế xói mòn bề mặt lưu vực đáng kể.
Các đặc trung chính của lưu vực :

Diện tích lưu vực

2

F = 5,6 km

 Chiều dài suối chính

L = 4,8 km

 Chiều dài suối nhánh

Ln = 1,6 km

 Bề rộng lưu vực trung bình

B = 1,0km

 Khu vực hưởng lợi :
Khu vực hưởng lợi của dự án hiện nay đã được khai thác từ lâu đời để thâm canh lúa nước,
sắn, mía và các loại cây màu khác như lạc, đậu ... Đây là khu vực mang tính chất địa hình vùng
núi với các chân ruộng bậc thang ,độ dốc địa hình lớn chuyển tiếp từ khu vực hồ xuống các
sông suối như sông Ly Ly, suối Lộc Đại, suối Tiên. Hướng dốc chủ yếu theo hướng từ Tây
SVTH: Nguyễn Từ

trang 4


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

sang Đông với cao độ trung bình từ +48.00m đến +22.00m.
1.1.3. Đặc điểm khí hậu
a. Nhiệt độ
o

o

Nhiệt độ trung bình hằng năm 25,5 C so với nhiệt độ chuẩn của nhiệt đới là 21 C nên
vùng dự án có lượng nhiệt dồi dào, khá thuận lợi cho cây trồng phát triển theo hướng phong
phú, đa dạng các loại cây trồng
o

o

Nhiệt độ tối cao là 34,2 C và nhiệt độ tối thấp là 19,3 C
b. Độ ẩm không khí
Độ ẩm trong khu vực khá cao, độ ẩm trung bình hàng năm là 84%, cao nhất vào các
tháng mùa mưa từ tháng 9 năm trước đến tháng 3 năm sau. Độ ẩm cao nhất xảy ra là tháng 12
(88%), độ ẩm thấp nhất là 77%(tháng 7)
c. Tốc độ gió
Tốc độ gió trung bình 1,8m/s. Gió mạnh nhất trong các tháng mùa Đông giao động với vận
tốc gió trung bình từ 1,8-2,2m/s.
d. Số giờ nắng
Nắng là một yếu tố khí hậu có quan hệ chặt chẽ với bức xạ mặt trời và bị chị phối bởi
lượng mây trên khu vực. Về mùa đông do thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn hơn và lượng
mây nhiều nên số giờ nắng cũng ít hơn. Số giờ nắng thấp nhất là tháng 12, tháng 11 và tháng
1. Về mùa hè, thời gian chiếu sáng dài và lượng mây ít nên số giờ chiếu sáng nhiều hơn mùa
đông. Cao nhất là tháng 5, trung bình số giờ chiếu sáng mỗi ngày 8,1 giờ. Với tổng số giờ
nắng trung bình hằng năm 2268 giờ/năm, trung bình là 2,26 giờ/ngày được phân phối trong
các tháng như sau:
e. Lượng bốc hơi
Bốc hơi ống piche trung bình nhiều năm là 1101 mm, tính chuyển từ bốc hơi piche
sang bốc hơi chậu A (mặt nước tự do )với hệ số chuyển đổi từ piche sang chậu là K=1,462 (số
liệu Trạm Đà Nẵng
f. Mưa
Khu vưc hồ chứa Lộc Đài thuộc vùng khí hậu chuyển tiếp giữa 2 vùng trung du và miền
SVTH: Nguyễn Từ

trang 5


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

núi của Quảng nam với khí hậu nắng nhiều, mưa năm lớn, lớp phủ thực vật chưa bị phá huỷ
nhiều nên dòng chảy cơ bản còn dồi dào hơn so với các vùng trung du, đồng bằng khác trong
tỉnh Quảng Nam

1.2. Hiện trạng thủy lợi khu vực
1.2.1 Hiện trạng khu hưởng lợi
Khu hưởng lợi của thuộc hai xã Quế Hiệp và Quế Thuận, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng
Nam, có cao trình từ +22m đến +48m, là vùng còn khó khăn về nguồn nước tưới.
Tổng diện tích tự nhiên của hai xã là 58,4 km2. Trong đó diện tích nằm ở cao trình trên
+50.0m là đất chỉ có thể trồng bạch đàn và đất cho lâm nghiệp là 3.930 ha. Đất thổ cư, đất xây
dựng cơ bản như trường học, bệnh viện và các công trình phúc lợi công cộng chiếm, đất khác
bao gồm sông suối, đường sá... chiếm 861 ha. Đất nông nghiệp nằm trong hệ thống tưới của hồ
chứa nước suối Tiên và Hồ chứa nước Cây Thông là 400 ha.
Như vậy diện tích đất còn lại của khu tưới là khoảng 500 ha. Với 500 ha đất nông
nghiệp hiện nay hàng năm chỉ gieo trồng được 100 ha lúa một vụ, 200 ha sắn, còn lại là
gieo trồng các loại cây hoa màu ngắn ngày do không có đủ nguồn nước tưới.
1.2.2 Hiện trạng khu thủy lợi
Vùng dự án đến nay vẫn chưa được đầu tư thích đáng về thuỷ lợi, đa số sử dụng nước
trời là chính, ngoại trừ 200 ha do hồ suối Tiên cung cấp. Trong khu vực hiện nay chỉ có các
đập dâng tạm lấy nước suối Lộc Đại để tưới cho khoảng 30 ha ruộng thấp của thôn Lộc Đại
xã Quế Hiệp, nhưng mùa khô cũng thường thiếu nước do chỉ tận dụng lưu lượng cơ bản là
chính.
1. Hồ chứa nước suối Tiên nằm ở phía Bắc dự án, có vị trí công trình đầu mối tại
thôn Nghi Thượng xã Quế Hiệp, được xây dựng vào năm 2006 để tưới cho 200 ha. Tuy nhiên
kênh mương phải cắt qua nhiều sông suối trong khu vực như suối Tiên, suối Lộc Đại, do đó
lượng tổn thất nước lớn, sản xuất nông nghiệp bị bấp bênh vì thường xuyên thiếu nước nhất
là vào vụ Hè Thu. Những năm hạn hán nguồn nước khô kiệt nên nguồn tưới và sinh hoạt
đều thiếu trầm trọng.
SVTH: Nguyễn Từ

trang 6


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

2. Hồ chứa nước Cây Thông trên suối nhỏ nằm ở phía Đông dự án, hiện tại nguồn
nước chỉ đảm bảo tưới cho diện tích theo thiết kế khoảng 150ha vùng phía đông, không
đủ nước cung cấp khu vực cuối khu tưới.
3. Đập dâng Lộc Đại được xã đầu tư xây dựng nằm trong lòng hồ Lộc Đại để khai
thác lưu lượng mùa kiệt lấy nước tưới và sinh hoạt. Hiện nay, đập này có thể tưới cho 30 ha
đất ruông thấp thuộc đất canh tác của thôn Lộc Đại xã Quế Hiệp, nhưng do đập có tính thời
vụ, tạm thời, sử dụng lưu lượng cơ bản của dòng chảy suối Lộc Đại là chính nên mùa khô
thường xuyên thiếu nước.
Căn cứ theo yêu cầu dùng nước trong khu vực dự án thì hồ chứa nước Lộc Đại nếu được
đầu tư xây dựng sẽ đảm nhận tưới hầu hết phần diện tích đất canh tác từ hạ lưu hồ Lộc Đại
đến giáp sông Ly Ly với diện tích 500 ha. Đây là khu vực canh tác hiện nay đang thiếu
nước trầm trọng.
1.2.3 Cần thiết đầu tư và nhiệm vụ dự án
Vùng dự án thuộc hai xã Quế Hiệp và Quế Thuận diện tích đất tự nhiên khoảng 5.840ha
trong đó có khoảng 500 ha đất canh tác nông nghiệp chưa có nước tưới. Dân cư trong vùng
khoảng 11.771 người, chủ yếu sinh sống bằng nghề nông, nhưng năng suất bấp bênh vì đa
số dựa vào nguồn nước trời là chính. Bình quân thu nhập đầu người quy ra thóc là
200kg/năm, đời sống nhân dân trong vùng còn nhiều khó khăn.
Hiện nay lân cận khu vực trên địa bàn hai xã đã được đầu tư xây dựng 02 công trình thuỷ
lợi nhưng chỉ đảm bảo tưới cho khoảng 350ha diện tích canh tác của thôn NGhi Thượng xã
Quế Hiệp và thôn 1 xã Quế Thuận, còn lại một số diện tích đất nông nghiệp không có nước
twói nên năng xuất, sản lượng bấp bênh và không ổn định.
Thực trạng tưới ở xã Quế Hiệp cũng khó khăn không ít vì hiện nay tuy có hồ suối Tiên đã
được xây dựng năm 2006 với năng lực tưới 200ha nhưng cũng chỉ giải quyết nước chủ yếu
cho thôn Nghi Thượng xã Quế Hiệp
Trong khu vực lòng hồ, hiện nay có đập Lộc Đại, đây là đập tạm lấy nước tại suối Lộc
Đại để tưới cho khoảng 30 ha ruộng thấp của thôn Lộc Đại, nhưng với hình thức đập dâng tận
dụng dòng chảy cơ bản do đó cũng rất bị động, nhất là gặp những năm hạn hán như những
năm gần đây thường xảy ra tình trạng thiếu nước trầm trọng. Vì vậy, việc đầu tư xây dựng hồ
chứa nước Lộc Đại nhằm phục vụ tưới chủ động cho khoảng 500 ha diện tích đất nông

SVTH: Nguyễn Từ

trang 7


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

nghiệp, góp phần vào việc giải quyết được vấn đề thiếu lương thực, để từng bước ổn định và
nâng cao đời sống nhân dân trong vùng, cải tạo môi trường sinh thái và giao thông nội vùng,
tạo điệu kiện để phát triển kinh tế xã hội địa phương là hết sức cần thiết, phù hợp với nguyện
vọng của nhân dân trong vùng.
1.2.4 Nhiệm vụ thiết kế hệ thông tưới
Theo điều tra thực tế tình hình canh tác, phương hướng sản xuất nông nghiệp của xã
Quế Hiệp và Quế Thuận thì diện tích canh tác cần cung cấp nước tưới của dự án hồ Lộc
Đại như sau : lúa 2 vụ, màu 2 vụ, mía 1 vụ cả năm
+ Lúa Đông Xuân : 400 ha
+ Lúa Hè Thu

: 300 ha

+ Lạc Đông Xuân : 50 ha
+ Lạc Hè Thu

: 50 ha

1.3 Tài liệu tính toán
1.3.1 Tài liệu về khí hậu

1.3.1.4.1

Tài liệu mưa

Bảng 2.1 Lượng mưa trung bình nhiều năm, tần suất thiết kế 85%(mm)
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tổng

X(mm) 65.14 32.57 32.57 51.32 98.70 35.5 234.91 85.8 378.02316.83 144.1 276.3 1752.2
3 khí trung7bình nhiều năm 0
6
1.3.1.5.1 Tài liệu nhiệt độ không
Bảng 2.2 Nhiệt độ không khí tháng trung bình nhiều năm (oC)
Tháng 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 Năm
B
21.6 23.1 25.3 27.6 29.5 29.6 29.5 30.4 27.2 25.3 23.4 21.6 25.8
1.3.1.6.1 Tài liệu độ ẩm không khí tháng trung bình nhiều năm
Bảng 2.3 Độ ẩm không khí tháng trung bình nhiều năm (%)
Tháng
D

1
88

2
87

SVTH: Nguyễn Từ

3
85

4
82

5
80

6
78

7
77

trang 8

8
78

9
84

1
0
87

11
8

1
2
8


m
83.6


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công
8

1.3.1.7.1

9

Tài liệu về tốc độ gió bình quân, năm
Bảng 2.4 Tốc độ gió bình quân tháng, năm (km/day)

Tháng 1
D

2

130

155

1.3.1.8.1

3

4

223 205

5

6

268 230

7
260

8

9

10

11

215 214 169 118

12

Năm

90

189.8

Tài liệu về số giờ nắng tổng cộng trung bình tháng nhiều năm

Bảng 2.5 Số giờ nắng tổng cộng trong ngày, trung bình theo tháng (h)
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Năm

B

4.0

5.2

6.5

7.3

8.0

7.8

7.9

7.2

6.5

5.0

3.4

2.5

5.9

Bảng 2.6 Cao độ, vĩ độ của trạm khí tượng
Số hiệu đề tài
Cao độ(m)
Vĩ độ Bắc
Kinh độ Đông

B
7
15.6
116

1.4 Tài liệu về địa hình
Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/5000
Mặt cắt dọc tuyến kênh chính: Tỷ lệ đứng : 1/100, tỷ lệ ngang: 1/2000
Mặt cắt ngang tuyến kênh chính: Tỷ lệ : 1/2
1.5 Tài liệu về thổi nhưỡng
Bảng 2.7. Tốc độ thấm nước mưa lớn nhất (maximum rain infiltration rate) (mm/day)
Số hiệu đề tài
B
15
Vụ Đông Xuân
Vụ Hè Thu
35

SVTH: Nguyễn Từ

trang 9


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
Tài liệu về nông nghiệp
Bảng 2.8 Thời gian gieo xạ của các loại cây trồng
Số hiệu đề tài
Lúa Đông Xuân
Lúa Hè Thu
Lạc Đông Xuân
Lạc Hè Thu

B
20/11
20/05
05/02
05/06

Tst(ngày)
140
120
90
90

Bảng 2.9. Lớp nước mặt ruộng a (mm) – maximum water depth
Số hiệu đề tài
Lúa Đông Xuân
Lúa Hè Thu

B
150
130
Bảng 2.10 Giai đoạn sinh trưởng và hệ số sinh lý Kc của cây lúa

Giai đoạn
sinh trưởng

SVTH: Nguyễn Từ

Stage (day)

Kc

trang 10

Rooting
depth

Puddling
depth

Critical
dep

Yield
res


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Lúa ĐX

Lúa HT

Kc
dry

Kc
wet

(m)

(m)

frac

Nursery

15

15

0.7

1.2





0.2

---

Landprep

15

15

0.3

1.05

0.4



---

Initial

25

20

0.5

1.1



0.4

1.0

Develop
ment

30

30









1.09

Mid
season

40

35

1.05

1.2



0.5

1.32



0.6

0.5

Lateseason
Total

0.1


0.6
30

20

140

120

0.7

1.05

1.1

Chiều cao tối đa cây lúa (crop height) = 1 m

Bảng 2.11 Giai đoạn sinh trưởng và hệ số sinh lý Kc của cây lạc

Giai đoạn sinh
trưởng

Stage

kc

(day)

Initial

20

0.5

Development

30

Mid-season

30

1.15

Late-season

10

0.90

Total

90

Critical
dep

(m)

frac

0.3

0.45

0.20

---

1.10

0.45

0.75

0.60

0.40

0.7

Yield res

1.15

Chiều cao tối đa cây lạc (crop height) = 0.4 m

SVTH: Nguyễn Từ

Rooting
depth

trang 11


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

CHƯƠNG 2.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI

2.1 Tính toán xác định chế độ tưới cho các loại cây trồng
2.1.1 Phương pháp xác định chế độ tưới cho cây trồng
2.1.1.1 Định nghĩa chế độ tưới
Chế độ tưới ( irrigation regime for crops): chế độ tưới cho cây trồng bao gồm: thời điểm cần
tưới, thời gian và mức tưới mỗi đợt, số đợt tưới và mức tưới cho toàn vụ và trong thời gian sinh
trưởng của cây trồng.
Mức tưới mỗi lần mi (irrigation rate)(m3/ha): Lượng nước cần tưới cho mỗi đợt tưới trên mỗi
đơn vị diện tích canh tác.
Mức tưới tổng cộng hay còn gọi là mức tưới toàn vụ M (total irrigation rate) (m3/ha): Lượng
nước tưới tổng cộng cho một đơn vị diện tích canh tác trong suốt thời gian sinh trưởng của cây
trồng.
2.1.1.2 Phương pháp xác định chế độ tưới cho cây lúa (theo TCVN 8168:2012)
SVTH: Nguyễn Từ

trang 12


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Trong canh tác cây lúa, có hai thời kỳ tưới quan trọng: tưới ải (làm đất)- M1 và tưới dưỡng
(sinh trưởng) – M2
Lượng nước tưới cho thời kỳ làm ải M1:
M1= W1+W2+W3+W4 -10CP (m3/ha)
• W1: Lượng nước cần thiết để làm bảo hòa tầng đất canh tác
W1 = 10AH(1- βo) (m3/ha)
A- Độ rỗng của đất theo thể tích (%)
H – Độ sâu tầng đất canh tác (mm)
βo – Độ ẩm ban đầu của đất tính theo % A
• W2- lượng nước cần để tạo thành lớp nước mặt ruộng
a- độ sâu cần tạo thành lớp nước mặt ruộng (mm)
W2 = 10a (m3/ha)
• W3- lượng nước ngấm ổn định trong thời kỳ làm đất
K- Hệ số ngấm của đất (mm/ngày)
ta- thời gian làm đất (ngày)
tb – thời gian bảo hòa tầng đất canh tác (ngày)
W3 = 10K((H+a)/H)(ta-tb)
• W4- Lượng bốc hơi mặt nước tự do trong thời kỳ làm đất
W4 = 10E.ta
E- cường độ bốc hơi mặt nước tự do trung bình (mm/ngày)
• CP- lượng mưa hiệu quả sử dụng trong thời kỳ làm đất
C- hệ số sử dụng nước mưa
P – Lượng mưa thiết kế
• Lượng nước cần tưới trong thời kỳ cây sinh trưởng
ETc- Nhu cầu nước của cây trồng
Peff – lượng mưa hiệu quả
M2 = ETc-Peff
• Tính toán lượng nước cần tưới cho lúa theo CROPWA 8.0
2.1.1.3 Phương pháp xác định chế độ tưới cho cây hoa màu
SVTH: Nguyễn Từ

trang 13


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

• Đối với cây trồng cạn – dùng phương pháp tưới ẩm- phải duy trì độ ẩm thích hợp trong đất β
trong giới hạn độ ẩm lớn nhất và độ ẩm héo (nhỏ nhất)
βmin<β < βmax
Phương trình cân bằng nước (TCVN 9170:2012)
mi = (Whi + Wci) - (Woi + ΣPoi + ΔWHi + Wni)
mi : lượng nước cần tưới trong thời đoạn tính toán (m3/ha);

Whi: lượng nước hao trong thời đoạn tính toán, (m3/ha);
Wci: Lượng nước cần trữ trong đất canh tác ở cuối thời đoạn tính toán, (m3/ha);
Woi: Lượng nước sẵn có trong đất ở đầu thời đoạn tính toán, (m3/ha);
ΣPoi: Lượng nước mưa rơi xuống được cây trồng sử dụng trong thời đoạn tính toán,
(m3/ha);
Whi = 10e=ETc.ti
Wci = 10.βci.γk.Hi hoặc Wci =10.βci.A.Hi
ETc: Lượng nước bốc hơi mặt ruộng thực tế (mm/d)
γk: Dung trọng khô của đất, (T/m3);
A: Độ rỗng của đất, tính theo % thể tích đất;
βci: Độ ẩm của đất ở cuối thời đoạn tính toán. Tùy thuộc vào tài liệu phân tích đất, β ci có thể tính
theo dung trọng khô hoặc rỗng;
Hi: Độ sau rễ cây tại thời điểm tính toán, (mm)
Wβmin,i Wci Wβmax,i
Woi = 10.βoi.γk.Hi hoặc Woi =10.βoi.A.Hi
βoi: là độ ẩm của đất ở đầu thời đoạn tinh toán, %
Hoi: độ sâu rễ cây ở đầu thời đoạn tính toán, mm
ΔWHi = 10.βoi.γk.(Hi- Hi-1) hoặc Woi =10. A.βoi.(Hi- Hi-1)
Hi: Là độ sâu tang đất ẩm nuối cây ở thời đoạn tính toán, mm
SVTH: Nguyễn Từ

trang 14


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Hi-1: Độ sâu tầng đất ẩm nuôi cay ở thời đoạn trước đó, mm
ΣPoi=10.Σαi.Ci.Pi
Pi: Lượng mưa thực tế rơi xuống ruộng (mm)
Ci: hệ số biểu thị phần nước mưa có thể ngấm xuống đất để bổ sung vào lương lượng nước cần
tưới, xác định theo kinh nghiệm;
Ci = 1- Ϭi
Ϭi: Hệ số dòng chảy xác định theo thí nghiệm hiện trường;
αi: Hệ số sử dụng nước mưa trong quá trình tính toán chế độ tưới cho cây trồng cạn
2.1.2 Phương pháp xác định lượng bốc hơi mặt ruộng ETc
- Lượng bốc hơi mặt ruộng thực tế đối với cây trông nào đó được xác định theo công thức
tổng quát:
ETc=Kc.ETo
ETc – lượng bốc hơi mặt ruộng thực tế theo thời gian tính toán;
ETo – lượng bôc hơi tham khảo (bốc hơi chuẩn), tính theo công thức dựa theo kết quả
thực nghiệm trong một điều kiện xác định nào đó;
Kc - hệ số cây trồng, phụ thuộc vào loại cây trồng và các giai đoạn sinh trưởng của cây
trồng được xác định thông qua thực nghiệm.
Trong phần mềm CROPWAT 8.0 sử dụng công thức Penman sửa đổi để tính toán ETo

Trong đó:
T - nhiệt độ bình quân ngày tính toán(oC)
Δ – độ dốc của áp suất hơi nước trên đường cong quan hệ nhiệt độ
Es – áp suất hơi nước bảo hòa (K.Pa):
Rn – chênh lệch giữa bức xạ tăng và bức xạ giảm của sóng ngắn và sóng dài (mm/day):
G – mật độ dòng nhiệt của đất (MJ/m2day)
U2 – tốc độ gió ở độ cao 2 met (m/s)
ETo _ bốc hơi tham chiếu ( mm/ ngày)
2.1.3 Giới thiệu chương trình CROPWAT 8.0
SVTH: Nguyễn Từ

trang 15


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Sử dụng phần mềm CROPWAT để tính toán xác định nhu cầu nước, chế độ tưới và kế hoạch
thực hiện tưới cho các loại cây trồng tại mặt ruộng và cây trồng cạn trong các điều kiện khác
nhau. Đây là chương trình tính toán tưới cho các loại cây trồng đã được áp dụng phổ biến trên
toàn thế giới, được tổ chức Lương thực - Nông nghiệp của Liên hiệp quốc FAO công nhận. Kết
quả tính toán cụ thể cho cây Lúa và cây Lạc vụ Đông Xuân và vụ Hè Thu
2.2. Tính toán chế độ tưới cho toàn hệ thống
2.2.1 Hệ số tưới, giản đồ hệ số tưới và hiệu chỉnh giản đồ hệ số tưới cho 2 mùa vụ ( Đông
xuân, hè thu)
Việc lập giản đồ hệ số tưới nhằm mục đích xác định được số ngày tưới, mức tưới, hệ số tưới.
Sau đó tiến hành xác định số ngày tưới, số ngày nghỉ, hệ số tưới thiết kế cho toàn khu tưới. Trên
cơ sỡ đó để xác định quy mô công trình.
q – hệ số tưới (l/s/ha)
m – mức tưới (m3/ha);
- tỷ lệ diện tích của các lọa cây trồng, không thứ nguyên;
t - thời gian thực hiện mức tưới m, (ngày)
Hệ thống tưới cho hai loại cây trồng lúa và lạc, hệ số tưới được tính như sau

Đối với vụ đông xuân:
Month
Nov

Decade
1

Nov
Nov
Dec
Dec
Dec
Jan
Jan

2
3
1
2
3
1
2

SVTH: Nguyễn Từ

Stage
Nurs/LP
r
Init
Init
Init
Deve
Deve
Deve
Mid

LÚA ĐÔNG XUÂN
Kc
ETc
ETc
coeff
mm/day
mm/dec
1.06
2.82
16.9
1.07
1.1
1.1
1.1
1.07
1.05
1.03

2.55
2.46
2.3
2.13
2.19
2.25
2.31
trang 16

25.5
24.6
23
21.3
24.1
22.5
23.1

Eff rain
mm/dec
37.5

Irr. Req.
mm/dec
49.1

75.8
56.1
28.5
10.4
11.6
14.1
12.8

0
0
0
10.9
12.5
8.3
10.3


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới
Jan
Feb
Feb
Feb
Mar
Mar
Mar

Month
Feb
Feb
Feb
Mar
Mar
Mar
Apr
Apr
Apr
May

3
1
2
3
1
2
3

Decade
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1

Mid
Mid
Mid
Late
Late
Late
Late

Stag
e
Init
Init
Deve
Deve
Deve
Mid
Mid
Mid
Late
Late

1.03
1.03
1.03
1.02
0.98
0.94
0.91

Kc
coeff
0.50
0.5
0.52
0.67
0.85
1.01
1.04
1.04
1
0.84

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công
2.51
2.7
2.9
3.15
3.31
3.43
3.55

LẠC ĐÔNG XUÂN
ETc
ETc
mm/day
mm/dec
1.31
7.9
1.4
14
1.61
12.9
2.26
22.6
3.1
31
3.95
43.5
4.31
43.1
4.56
45.6
4.62
46.2
4.08
20.4
287.2

Diện tích thiết kế:
+ Lúa Đông Xuân: 400 ha
+ Lạc Đông Xuân : 50 ha
Hệ số tưới:

SVTH: Nguyễn Từ

27.6
27
29
25.2
33.1
34.3
14.2
371.3

trang 17

14.9
17.9
19.9
19.1
19.6
19.9
4.8
363.0

Eff rain
mm/dec
10.7
19.9
19.1
19.6
19.9
13.3
0.1
0
0
0
102.7

12.7
9.1
9.1
6.1
13.5
14.4
7.6
163.6

Irr. Req.
mm/dec
0.0
0
0
3
11.1
30.2
42.9
45.6
46.2
20.4
199.5


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

– hệ số tưới (l/s/ha)
– mức tưới (m3/ha); với là lớp nước duy trì trên mặt ruộng
- tỷ lệ diện tích của các lọa cây trồng, không thứ nguyên;
;
- thời gian thực hiện mức tưới m, (ngày), ( là tỉ lệ của lượng nước cần trong một thời
đoạn trên lượng nước cần trong một ngày)

Hệ thống tưới cho hai loại cây trồng lúa và lạc, hệ số tưới được tính như sau:
Yêu cầu hiệu chỉnh
Hệ số tưới phân phối đồng đều, cụ thể (qmin / qmax ) ≥ 0.4
Nguyên tắc hiệu chỉnh.
SVTH: Nguyễn Từ

trang 18


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

- Thay đổi thời gian mỗi lần tưới t
-

Xê dịch ngày tưới chính của ngày tưới chính (nên di chuyển về phía trước).

- Thay đổi mức tưới mỗi lần nhưng không quá 5%
Giản đồ hệ số tưới đã hiệu chỉnh (q~t)
VỤ ĐÔNG XUÂN
m (m3/ha)
q
Thời gian
t
Từ gian Đến ngày ( ngày ) lúa
lạc
( l/s.ha )
11/01/18 11/10/18
10
515
0
0.48
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
12/19/18 12/20/18
2
104
0
0.48
12/21/18 12/25/18
4
209
0
0.48
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
01/19/19 01/20/19
2
104
0
0.48
01/21/19 01/23/19
3
133
0
0.41
02/09/19 02/10/19
2
89
0
0.41
02/11/19 02/13/19
3
154
0
0.48
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
03/08/19 03/10/19
3
141
31
0.45
03/11/19 03/13/19
3
141 110
0.48
03/29/19 03/31/19
3
78
317
0.36
04/01/19 04/03/19
3
0
925
0.36
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
04/21/19 04/22/19
2
0
690
0.40
nghỉ
nghỉ
0
0
0
0.00
Tổng Cộng

SVTH: Nguyễn Từ

40

trang 19

166
8

207
3

qtk= 0,48


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Giản đồ hệ số tưới sơ bộ (q~t)
0.800
0.700
0.600
0.500
q (l/s.ha)

q lạc(l/s.ha)
q lúa(l/s.ha)

0.400
0.300
0.200
0.100
0.000

6 10 10 10 10 11 10 10 11 6 10 8 10 10 11 10 10 10 5
t ( ngày)

Giản đồ hệ số tưới đã hiệu chỉnh (q~t)
0.60
0.50
0.40
q (l/s.ha) 0.30
0.20

q (l/s.ha)

0.10
0.00

10 0 0 0 2 4 0 2 3 2 3 0 3 3 3 3 0 2 0
t (ngày)

Đối với vụ hè thu:
SVTH: Nguyễn Từ

trang 20


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

Decade

Stage

May

1

Nurs/LPr

Kc
coeff
1.06

May
May
Jun
Jun
Jun
Jul
Jul
Jul
Aug
Aug
Aug
Sep

2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1

Init
Init
Deve
Deve
Deve
Mid
Mid
Mid
Mid
Late
Late
Late

1.07
1.1
1.1
1.09
1.08
1.07
1.07
1.07
1.07
1.04
0.95
0.91

Month

Month
Jun
Jun
Jun
Jul
Jul
Jul
Aug
Aug
Aug
Sep

Decade
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1

Stag
e
Init
Init
Deve
Deve
Deve
Mid
Mid
Mid
Late
Late

Kc
coeff
0.50
0.5
0.54
0.71
0.89
1.03
1.04
1.04
0.96
0.8

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công
LÚA HÈ THU
ETc
ETc
mm/day
mm/dec
5.14
30.9

Eff rain
mm/dec
0.0

Irr. Req.
mm/dec
80.9

53.9
61.1
55.5
55.1
54.9
54.8
55
60
54
52.1
49.5
4
640.8

0
0.1
27
40.4
31.2
16.9
8.8
12.6
14.8
15.9
29.6
5
202.3

211.8
61
28.6
14.7
23.7
37.9
46.2
47.4
39.2
36.2
19.9
4
651.4

LẠC HÈ THU
ETc
ETc
mm/day
mm/dec
2.52
15.1
2.52
25.2
2.74
27.4
3.63
36.3
4.59
45.9
5.29
58.1
5.29
52.9
5.24
52.4
4.53
49.8
3.54
7.1
370.3

Eff rain
mm/dec
16.2
40.4
31.2
16.9
8.8
12.6
14.8
15.9
29.6
10.1
196.5

5.39
5.55
5.55
5.51
5.49
5.48
5.5
5.45
5.4
5.21
4.5
4

Diện tích thiết kế:
+ Lúa Hè Thu
SVTH: Nguyễn Từ

: 300 ha
trang 21

Irr. Req.
mm/dec
1.7
0
0
19.4
37.1
45.6
38
36.5
20.2
7.1
205.6


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới
+ Lạc Hè Thu

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

: 50 ha

Hệ số tưới
– hệ số tưới (l/s/ha)
– mức tưới (m3/ha); với là lớp nước duy trì trên mặt ruộng
- tỷ lệ diện tích của các lọa cây trồng, không thứ nguyên;
;
- thời gian thực hiện mức tưới m, (ngày), ( là tỉ lệ của lượng nước cần trong một thời
đoạn trên lượng nước cần trong một ngày)

Hệ thống tưới cho hai loại cây trồng lúa và lạc, hệ số tưới được tính như sau:
Yêu cầu hiệu chỉnh
Hệ số tưới phân phối đồng đều, cụ thể (qmin / qmax ) ≤ 0.4
Nguyên tắc hiệu chỉnh.
SVTH: Nguyễn Từ

trang 22


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

- Thay đổi thời gian mỗi lần tưới t
-

Xê dịch ngày tưới chính của ngày tưới chính (nên di chuyển về phía trước).

- Thay đổi mức tưới mỗi lần nhưng không quá 5%
Thời gian
Từ
ngày
05/03/1
8
05/08/1
8
05/21/1
8
06/09/1
8
06/11/1
8
06/29/1
8
07/01/1
8
07/17/1
8
07/21/1
8
08/08/1
8
08/18/1
8
08/21/1
8
nghỉ

Đến
ngày

(ngày)

05/07/18

5

05/20/18

13

05/24/18

4

06/10/18

2

06/11/18

1

06/30/18

2

07/03/18

3

07/20/18

4

07/24/18

4

08/10/18

3

08/20/18

3

08/22/18

2

nghỉ

Tổng cộng

SVTH: Nguyễn Từ

t

m (m3/ha)
lúa
775
2013
620

lạc

(l/s.ha)

0

1.08

0

1.08

0

1.08

300

17

151

0

248

0

397

203

485

389

497

478

405

39

380

383

0

250
0

273
0

46

6521

1782

trang 23

q

1.05
1.05
0.86
1.00
0.95
1.00
0.95
1.03
1.03
0.00
qtk=1.0
8


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Giản đồ hệ số tưới sơ bộ (q~t)
1.60
1.40
1.20
1.00
q(l/s.ha)

q lạc (l/s.ha)
q lúa (l/s.ha)

0.80
0.60
0.40
0.20
0.00

6 10 11 6 10 10 10 10 11 10 10 11 2
t (ngày)

Giản đồ hệ số tưới đã hiệu chỉnh (q~t)
1.20
1.00
0.80
q (l/s.ha)

0.60

q (l/s.ha)

0.40
0.20
0.00

5 13 4

2

1

2

3

4

4

3

3

2

0

t (ngày)

2.2.2 Chọn hệ số tưới thiết kế
Hệ số tưới thiết kế là hệ số tưới mà kênh mương và các loại công trình trong hệ thống tưới có
khả năng làm việc thường xuyên và đảm bảo yêu cầu cấp nước của hệ thống nên hệ số tưới được
chọn là hệ số tưới thiết kế phải thõa mãn hai yêu cầu sau:
- Chọn hệ số tưới lớn nhất : qTK=qmax
- Thời gian hoạt động với hệ số tưới đó : t 20 ngày
Căn cứ từ bảng số liệu trên ta chọn qtk = 1.08
SVTH: Nguyễn Từ

trang 24


Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống tưới

CHƯƠNG 3.
3.1.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Chí Công

BỐ TRÍ HỆ THỐNG TƯỚI

Phương án về nguồn nước và hình thức lấy nước

Nguồn nước: xây dựng hồ chưa Lộc Đại cách khu hưởng lợi 5 km giúp cho khu tưới
không bị động về nước tưới trong mùa thiếu nước
Hình thức lấy nước: kênh tự chảy
3.2.

Nguyên tắc bố trí hệ thống tưới
Bố trí kênh tưới phụ thuộc nhiều yếu tố nhất là điều kiện địa hình và địa chất. Khi bố trí ta

cần bố trí theo những nguyên tắc sau:
- Tuyến kênh chính phải bố trí ở những địa thế cao để có thể khống chế được toàn khu tưới,
tưới tự chảy vào mặt ruộng. Nên bố trí kênh theo đường sóng trâu để có thể khống chế được
diên tích hai bên kênh, giảm chiều dài kênh.
- Bố trí kênh phải xét đến điều kiện lợi dụng tổng hợp đường kênh: phát điện, vận tải thủy,
cung cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp.
- Khi bố trí phải xét đến các mặt liên quan (Địa giới hành chính, địa giới sản xuất, quy hoạch
đất đai trong khu vực ) để phát huy tác dụng của kênh mà không mâu thuẩn với các mặt đó. Các
kênh cấp nước nên bố trí để có thể khống chế diện tích tưới của từng xã, từng khu sản xuất để
tránh tình trạng tranh chấp nước.
- Bố trí kênh cấp trên phải tạo điều kiện cho việc bố trí kênh cấp dưới và bố trí công trình
trên kênh.
- Tạo điều kiện tốt cho việc bố trí hệ thống kênh tiêu.
- Phương án bố trí phải vượt qua ít chướng ngại vật, ít công trình trên kênh, khối lượng đào
đắp nhỏ, rẻ tiền, dễ thi công, dễ quản lý.
- Cần bố trí kênh ở những nơi có địa chất tốt để lòng kênh ổn định, không bị xói lở, ít bị ngấm
nước.

3.3.

Phương án bố trí hệ thống tưới và công trình trên kênh

3.1.1 Bố trí kênh (được thể hiện trên bình đồ khu tưới)

3.1.2 Bảng thống kê kênh và các công trình trên kênh
SVTH: Nguyễn Từ

trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×