Quản lý công trình thủy lợi
Đồ án môn học
QUẢN LÝ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI

LẬP VÀ HIỆU CHỈNH KẾ HOẠCH DÙNG NƯỚC CHO CÔNG
TRÌNH THUỶ LỢI
===============****************===============

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 1


Quản lý công trình thủy lợi

A.TÀI LIỆU VÀ YÊU CẦU TÍNH
1. Các tài liệu cho trước:
1.1 Sơ đồ hệ thống và diện tích tưới của hệ thống:

A

KC

F2-6

N1-1

N

N 1-3 N 1-5



N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

N1-1

Đề
C

1330

1250


BC

CD

CE

HF

BG

GH

HF

Chiều
dài (km)

22

17

15

12

12

15

10


600

300

0.842

0.835

0.826

0.841

0.836

0.839

0.835

0.850

0.860

0.875

1.3 Đất ngấm trung bình hệ số ngấm m = 0,4
1.4 Bảng 1.4 : Hệ số tưới của năm kế hoạch dùng nước (P = 85%)
Số liệu đầu bài
q~t


12/05
30/05
10/07
25/07
07/08

ngày
06/01
16/01
23/01
25/02
21/03
18/04
09/05
29/05
15/06
17/07
02/08
25/08

ngày
18
5
7
28
15
9
15
18
16

tuần

I

III

IV

V

12,

VI

VII

VIII

IX

X

XI

40,

61,

41,



5
35,

0
18,

0
19,

8,0

4

8

6,0

0
12,

6

5
43,

5
65,

0


0

0

4,0

Trung tuần
Hạ tuần

II

1.6 Loại và kích thước công trình đầu mối
a. Đập :
Đập kiểu Ô-phi-xê-rốp
- Chiều dài L = 105 m

- Chân đập rộng B = 4,55 m

- Chiều cao H = 5,26 m

- Cao trình chân đập

- Đỉnh rộng b = 1,9 m

- Hệ số lưu lượng thiết kế m =0,49

∇
cđ



Cao trình kênh bằng cao trình đáy cống
Vào thời kỳ thứ 8 của tháng thứ 5 xảy ra một trận mưa kéo dài với tổng lượng
P = 20 mm ngoài kế hoạch dùng nước

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 4


Quản lý công trình thủy lợi

2. Yêu cầu
2.1 Tính và vẽ đường quá trình yêu cầu nước ở đầu hệ thống ứng với năm P =
85%.
2.2 Tính toán và vẽ đường quá trình lưu lượng có thể lấy vào đầu hệ thống ứng
với năm P = 85%.
2.3 Vẽ biểu đồ phối hợp nguồn nước và xác định tình trạng thừa thiếu nước ( vẽ
trên tờ giấy kẻ ly).
2.4 Tính và điều chỉnh các kế hoạch dùng nước ứng với thời kỳ lưu lượng thiếu
so với kế hoạch 5%QKH


a.Phương án tính toán lưu lượng

CIII
Qbrut

= 0,76 (l/s-ha)

q max

= 0,76 (l/s-ha)

q min

= 0,52 (l/s-ha)

đầu kênh QA :

Coi kênh mương ở đây có 3 cấp ( I, II, III )
Ta phải tính toán trình tự từ kênh cấp III đến kênh cấp II rồi đến kênh cấp I theo
phương pháp và trình tự tính toán đã học, đã làm ở giáo trình TN tập I và đồ án môn
học Thuỷ Nông ( phần tính toán thiết kế kênh mương).
b.Tính lưu lượng lấy tại đầu kênh cấp III ( QbrC3 )
C3
brut

Q

qtk .ω iCIII
=


Từ biểu đồ ta tra ηi theo ωi

Bảng 3: Quan hệ ω ̴
ω
(ha)

η

η

1330

1000

1250

1250

1550

1050

2250

1100

1450

1150

(m3/s)

STT

Kênh

q(l/s-ha)

ω (ha)

η

Qbr(m3/s)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

N1-1
N1-2
N1-3
N1-5
N1-7

0.856
0.856
0.85
0.861
0.842
0.86
0.852
0.858

1.184
0.882
1.110
1.110
1.386
0.927
2.031
0.972
1.293
1.019

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 7


Quản lý công trình thủy lợi
11

N2-6



B3

B2
KC

F2-6

N1-1

N

N 1-3 N 1-5

N 1-7

B
N

N

N 2-4

2-2

G
H
N2-3

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

định từ thí nghiệm hoặc thực đo.
Đất làm kênh là loại đất ngấm trung bình có chỉ số ngấm là m =0.4, A= 1.9 ..
Bảng 1.2: Kết quả xác định lưu lượng
TT

Kênh

1
2
3
4
5
6
7

DE
CD
BC
FH
HG
GB
BA

η HT

=

HT
Qnet
HT

10
15
22

0.277
0.620
0.887
0.303
0.464
0.981
2.113

0,76.14330.10 −3
17.01

(m3/s)

Qbr(m3/s
)
1.663
4.275
6.272
2.158
4.887
8.826
17.01

= 0.64

1.3.Tính quá trình lưu lượng yêu cầu (Qyc ∼ t) tại đầu hệ thống ( trong các thời

η TK

Với

HT
η TK

m = 0,4

q

α= i
m

+ α −1 
qTK

αm
HT

trong đó : qtk=0.76 (l/s-ha)

hệ số sử dụng nước ứng với qTK (

tk
η HT

= 0,64 ).Kết quả tính toán được thể

hiện trong bảng sau :

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

ω (ha)

α

ηi

Qiyc(m3/s)

14330
14330
14330
14330
14330
14330
14330
14330
14330

16.248
17.017
14.892
17.017
14.892
14.697
12.330
12.927
14.697
12.330
14.697
17.017

Tư
ngày
22/12
12/1
17/1
31/01
10/3
10/4
25/4
12/5
28/05
10/7
24/07
7/9

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N


8
9
19

16.248
17.017
14.892
17.017
14.892
14.697
12.33
12.927
14.697
12.33
14.697
17.017


Quản lý công trình thủy lợi
Biểu đồ 1.3: Quá trình lưu lượng yêu cầu tại đầu hệ thống (Qyc ∼ t)

Nhận xét:Từ biểu đồ quan hệ ( Qyc – t )ta thấy từ 12/1 đến 16/1; 31/1 đến 28/2
và 7/9 đến 25/9 có giá trị Qyc lớn nhất (Qyc = 17.017 m3/s), còn 25/4 đến 5/5 và 10/07
dến 17/07 có giá trị nhỏ nhất ( Qyc = 12.33 m3/s ).
2.Tính toán và vẽ đường quá trình lưu lượng có thể lấy vào đầu hệ thống
ứng với năm tần suất P = 85% ( ̴ t )
-

Đây là việc tính toán phối hợp nguồn nước, khi nước lấy tự chảy, có đập dâng


+ Từ → = Q ik → tra bảng →

Lập

hKi = ( ) .

Với m0 = 2. - m
+ Đã có Mặt cắt kênh chính sau cống lấy nước
SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 11


Quản lý công trình thủy lợi
b = 7.5 m

n = 0,0225

m = 1,5

i = 0,00017

Cao trình đáy kênh bằng cao trình đáy cống cửa vào ( đk = đccv )
Nếu hk < hc = 2.3(m ) thì chảy tự do (Hình vẽ bài ra)
Nếu hk>hc thì chảy ngập.
Bảng 2.1.1: Quan hệ Qk ̴ hk
Qk

F(Rln)


0.0022
0.0020
0.0018

0.717
0.928
1.145
1.311
1.502
1.697
1.845
1.950
2.100
2.219
2.319
2.400
2.450
2.533

10.460
8.082
6.550
5.721
4.993
4.420
4.065
3.846
3.571
3.380
3.234

2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3

0.625
0.932
1.288
1.578
1.932
2.306
2.600
2.814
3.125
3.373
3.530
3.756
3.864
4.043

Chảy tự do
Chảy tự do
Chảy tự do

+ Tự do nếu 
HTC = hk + Z
Thì

Q = m.∑bc. .

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 12


Quản lý công trình thủy lợi
m tra ở bảng tra thuỷ lực
hK
> 0,75 ÷ 0,85
+ Chảy ngập: Nếu H TC

Thì Q =.. = ..
Trong đó:
• : hệ số chảy ngập tra bảng tính thủy lực theo m:
• m = 0,35 => = 0,93
Trường hợp 2: Khi HTC > hC (2,1m), hk > hC dòng chảy ngập loại 1
Tính theo dòng chảy qua cống có áp: Qc = φc.ωc. (m3/s)
z = HTC - hk =
Trong đó:
φc =
= ξvào + ξra = 0,15 + 2
Rc là bán kính thủy lực của toàn mặt cắt (dòng chảy có áp): Rc =
ωc là diện tích mặt cắt ngang cống (m2)
χc là chu vi mặt cắt ngang cống


SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 13

: bc = 1,2 m


Quản lý công trình thủy lợi
 Giả sử: QC ( Như QK ở bảng trên vì ta coi QC = QK).

+ Trường hợp 1: Khi HTC < hC = 2,3m, hk ≤ hc .Khi đó cống ngầm chảy không áp
(chảy tự do)
Áp dụng công thức : Chảy tự ngập: Qc = ..
 z = HTC - hk =
Trong đó:
• : hệ số chảy ngập tra bảng tính thủy lực theo m:
• m = 0,35 => = 0,93

Bảng 2.1.2: Quan hệ Qc ~ HTC
Qk

hk

bc

bc.hk

Z


0.017
0.03
0.048
0.066
0.099

0.642
0.962
1.336
1.644
2.031

0.974
0.969
0.964
0.960
0.951

>0.75 ~ 0.85
Thỏa mãn
điều kiện
chảy ngập

+ Trường hợp 2: khi hk > hc , coi cống chảy ngập qua cống có áp
Áp dụng công thức : Qc = ϕ c.ω c.
z = H TC - hk =
ϕc =

1
1 + ∑ξc +

hk

ωc

ωk

ωc/ωk

Ξc

φc

Z

Htc

hk/Htc

20
25
30
35
40
45
50
55
60

2.306
2.6

0.401
0.347
0.312
0.293
0.268
0.257
0.241

0.378
0.457
0.509
0.576
0.623
0.650
0.686
0.702
0.726

0.765
0.748
0.737
0.724
0.715
0.710
0.704
0.701
0.697

0.200
0.326

h k >h c
H TC >h c

Từ bảng trên ta xác định được mối quan hệ giữa Qc và S
 Vẽ Biểu đồ Qc

S

Cao trình mực nước sông thay đổi theo lưu lượng giả thiết vì S =HTC + đccv =hk + Z
+11.6(m). (cao trình đáy cống = +11.6(m )

Quan hệ Qc

S

Qk

hk

Z

▼Đcc
v

Htc

2

0.625


0.066

11.6

1.644

15

1.932

0.099

11.6

2.031

20

2.306

0.200

11.6

2.506

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 15



0.484

11.6

3.298

35

3.125

0.682

11.6

3.807

40

3.373

0.913

11.6

4.286

45

3.53


2.162

11.6

6.205

Biểu đồ Quan hệ Qc
2.2.Thành lập quan hệ QTr ~ S
Qtr = m.bđ..H3/2

Tính lưu lượng
Trong đó:

+ bđ = L = 105 (m) chiều dài đập
+ m = 0.49 khi H = HTK = 1.5 (m) ( Đề cho)
≠

σh

+ Khi H HTK thì m’ = m .
Nếu 0,8 ≤ ≤ 1 => m’ = m.(0,88 + 0,12.)
Nếu < 0,8 => m’ = m.( 0,785 + 0,25)
Nếu > 1 => m’ = m
+ g = 9,81m3/s
 Giả thiết Htr  m’ Qtr  Qtr ~ S

- Cao trình mực nước sông được xác định:
S



Bảng 2.2: Tính toán lưu lượng tràn và cột nước tràn
Htr gt

Htrgt/Htk

σH

m'

Qtr

CTDD

0
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.5
1.6
1.8
2

0
0.067

0.479
0.484
0.488
0.49
0.49
0.49
0.49

5.8
16.7
49.1
93.7
157.8
222.9
295.8
376
418.7
461.2
550.4
644.6

14.35
14.35
14.35
14.35
14.35
14.35
14.35
14.35
14.35

13.631
14.106
14.350
14.450
14.550
14.750

0
0
0
0
0
0
0
5.8
16.7
49.1

2
4
7
10
15
20
22.9
24.1
25.3
27

2


Quản lý công trình thủy lợi
14.950
15.150
15.350
15.550
15.750
15.850
15.950
16.150
16.350

93.7
157.8
222.9
295.8
376
418.7
461.2
550.4
644.6

30.5
32.5
34.4
36.5
38.6
39.6
40.7
41.2


qi

QYC

QKN

%QKH

Ghi chú

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

20/4
22/4
30/4
5/5
20/5
23/5
30/5
13/6
17/7
30/7

9
9
5
4
3
10
10
8
12
10
2
6
5
9
3
3
13
8
7

14.697
14.697
12.33
12.33
12.927
12.927
14.697
14.697
12.33
14.697

4
9.2
10.4
10.4
9
9.8
10.8
9.6
6
12
12.5
12.5
9.8
11.6
7.8
7.8
25
26.4
26.6

5% - 25%
5% - 25%
Thưa nước
5% - 25%
5% - 25%
>25%
>25%
Thưa nước
Thưa nước
Thưa nước

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 18


Quản lý cơng trình thủy lợi
20
21
22
23

1/8
7/9
11/9
21/9

2/8
10/9
20/9

Thưa nước

Trong đó: ∆Q= QYC - QKN

∆Q%=

QYC − QKN
QYC

100%

Xác định thời kỳ thiếu nước, tỷ lệ thiếu ∆Q% để đề ra trường hợp hiệu chỉnh kế
hoạch dùng nước.
Nhận xét: Từ kết quả trên ta nhận thấy rằng nếu lấy nước theo kế hoạch đã đề
ra thì sẽ khơng đảm bảo u cầu dùng nước của hệ thống: thời gian thiếu nước kéo dài
từ cuối tháng 12 của năm trước đến 30/5 của năm, sau lượng nước thiếu rất nhiều có
lúc lên đến 75.38%Qyc, nhưng có thời gian lại liên tục thừa nước từ 1/6 đến tháng 25/9.
Do vậy ta cần hiệu chỉnh lại kế hoạch dùng nước của hệ thống để phù hợp với tình
hình thực tế

3. Tính và điều chỉnh các kế hoạch dùng nước ứng với thời kỳ lưu lượng
thiếu so với kế hoạch 5%QKH

SVTH: Nguyễn Hồng Long_Lớp 51N

qi

QYC

Trang 19

QKN

%QKH

Ghi chú


Quản lý công trình thủy lợi
4

10/4

20/4

10

0.64

14.697

12


ηα=

Bảng 3.2.1: Tính Toán Lại Lưu Lượng Kênh CIII (m3/s)
Kênh

Diện
tích (ha)

α

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

ησ

Trang 20

Qtk

Qnet

Qbrut

(m3/s)

(m3/s)

(m3/s)


Quản lý công trình thủy lợi

0.855
0.855
0.855
0.855
0.855

0.73
0.73
0.73
0.73
0.73
0.73
0.73
0.73
0.73
0.73
0.73

0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65


kênh

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

E
D'E
D
C'D
C
B'C
N1
F
H'F
H
G'H


SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 21

Qbr
(m3/s)
1.380
1.657
3.660
4.281
5.394
6.282
7.466
1.870
2.202
4.472
4.939
7.877
8.861
8.861
16.327
18.560

ηtk

0.833
0.855
0.859



với

Q'brut =Q'N1 -Q'N1-3 -Q ttB'C
C–D:
Trong đó :

KH

Q B'C
brut

với = 10A.L. (m3/s)

1-3
Q1-1
brut Q brut
lấy ở bảng 3.2.2 ;
,
lấy ở bảng 3.2.1

Tính tương tự cho các kênh còn lại
TÝnh víi kªnh N2: TÝnh kªnh N2-1, N2-2, … kªnh nh¸nh N2
y B"G =

•

Kênh nhánh

Q 'B"

N2-5

1.380
8.861
0.935
2.003
4.939
0.979
1.291
2.202
1.024

Y

Η

Qtt

ηy

γy

0.914

0.75

0.888

0.874



0.997

0.683

0.906

0.890

0.672

0.670

0.536

0.86

0.820

0.511

0.357

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 23

Q'br
0.874
5.665

đến ngày 20/2 có 10 ngày, thời gian này có

∆

Q>25%Qyc .Hệ số tưới trường hợp này

là q=0.75 (l/s.ha)
Thời gian
STT

Từ
ngày

Đến ngày

Số ngày

12

11/2

20/2

10

qi

QYCYC

QKN

Do đó ta phân thành 2 tổ:
- Tổ 1: Phụ trách kênh N1
- Tổ 2: Phụ trách kênh N2

SVTH: Nguyễn Hoàng Long_Lớp 51N

Trang 24


Quản lý công trình thủy lợi
4.2 Xác định lưu lượng lấy vào đầu kênh các cấp theo kế hoạch
Đưa về bài toán đi xác định hệ số sử dụng nước và xác định thời gian tưới luân
phiên của một hệ thống có :
Qyc =18,301 (m3/s)

ứng với qi = 0,75 (l/s-ha)

Qkn= 9,8 (m3/s)
4.2.1 Xác định hệ số sử dụng nước của các tổ khi tưới luân phiên
η LPN 1 =

Yêu cầu:

Tìm
η LPN 2

η KH ⋅ β + α m − ⋅β
αm

η KH ⋅ β + α m − ⋅β

1
+ α m −1
N1
η TK

αm
1
N2
η TK

+ α m −1

=

=

10, 4
1
+ 10, 4 − 1
0,796
10, 4

1
+ 10, 4 − 1
0,859

= 0.796

= 0.859