nghiên cứu cơ sở khoa học vận hành tối ưu các công trình điều tiết trên các trục tiêu chính hệ thống các trạm bơm tiêu hà nam - nam định

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Sự cần thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 1
3. Phương pháp nghiên cứu 1
4. Nội dung nghiên cứu 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan tình hình khu vực 3
1.1.1 Vị trí địa lý 3
1.1.2 Đặc điểm địa hình 3
1.1.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 4
1.1.4 Đặc điểm đất đai thổ nhưỡng 7
1.2 Tổng quan về các kết quả nghiên cứu tính toán hệ thống sông ở ngoài nước. 8
1.3 Tổng quan về các kết quả nghiên cứu tính toán hệ thống sông ở trong nước 11
1.4 Nhận xét chung: 13
1.5 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu 14
CHƯƠNG II: CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HIỆN TRẠNG THỦY LỢI 17
2.1 Nhiệm vụ và quy mô hệ thống 17
2.2 Hiện trạng các con sông chính trong hệ thống 17
2.3 Hiện trạng các công trình trong hệ thống 19
2.3.1 Công trình đầu mối 20
2.3.2 Hệ thống kênh mương và các công trình trên kênh 22
2.4 Đánh giá hiện trạng các công trình đã có. 23
2.5 Tài liệu thủy văn 24
2.5.1 Tài liệu mưa 24
2.5.2 Tài liệu địa hình 26
2.6 Phân khu tiêu 27
2.6.1. Mục tiêu phân khu, phân ô tiêu 27
2.6.2. Những cơ sở và nguyên tắc để phân khu, phân ô tiêu 28
2.6.3. Xác định các trục tiêu và phân khu tiêu 30
2.6.4. Phân ô trong các khu tiêu đã được xác định 31

2.6.5. Xác định quan hệ F ~ Z theo ô, theo khu và toàn hệ thống 34
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CƠ SỞ KHOA HỌC
VẬN HÀNH TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG 35
3.1 Cơ sở lý thuyết 35
3.1.1 Phương pháp nghiên cứu 35
3.1.2 Mô hình thủy lực VRSAP 35
3.3. Mô hình tiêu úng nội đồng 36
3.3.1. Mục đích tính toán mô hình 36
3.3.2. Cấu trúc của mô hình 36
3.3.3. Điều kiện tính toán 39
3.4. Kiểm định mô hình tiêu úng 41
3.4.1. Kết quả tính toán từ mô hình 41
3.4.2 Diễn biến diện tích đất ngập tại mỗi phân khu tiêu 44
3.4.3 Tổng hợp kết quả tính để chọn phương án 56
Kết luận 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Phân bố cao độ ruộng đất khu vực Nam Hà 4
Bảng 1.2 Đặc trưng khí hậu trung bình trạm Nam Định. 5
Bảng 2.1 Các thông số thiết kế của 6 trạm bơm động lực 20
Bảng 2.2 Công trình đầu mối của các lưu vực tiêu 21
Bảng 2.3 Công trình đầu mối của các phân khu tưới 22
Bảng 2.4 Hệ thống kênh trục tiêu chính và các công trình trên kênh 22
Bảng 2.5 Tỷ lệ lưu lượng của các trạm bơm so với thiết kế 23
Bảng 2.6 Lượng mưa bình quân tháng của 25
một số trạm khí tượng trong vùng (mm) 25
Bảng 2.7 Lượng mưa ngày lớn nhất của một số trạm khí tượng trong vùng (mm) 25
Bảng 2.9 Phân bố cao độ ruộng đất khu vực 6 TBĐL 26
Bảng 2.10 Bảng phân bố diện tích theo cao độ toàn vùng 6 trạm bơm(ha) 27

Bảng 2.11 Kết quả phân khu tiêu hệ thống 6 trạm bơm 32
Bảng 2.12 Kết quả phân ô tiêu hệ thống 6 trạm bơm 33
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu đặc trưng của các trục tiêu chính
37
Bảng 3.2 Số mặt cắt địa hình của mạng sông, kênh tiêu chính 38
Bảng 3.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của các công trình điều tiết 39
Bảng 3.4 Bảng các tổ hợp đóng mở cống 42


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Bản đồ khu tiêu Nam Hà 6
Hình 2.1 Mô hình lượng mưa dng trong tính toán 26
Hình 3.1 Hiệu chỉnh mô hình mực nước tại Như Trác và tại Cầu Sắt 42
Hình 3.2 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 12 của khu tiêu Như Trác. 45
Hình 3.3 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 18 của khu tiêu Như Trác. 45
.Hình 3.4 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 38 của khu tiêu Như Trác. 46
Hình 3.5 Biểu đồ diện tích ngập khu tiêu Như Trác. 46
Hình 3.6 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 4 của khu tiêu Hữu Bị. 47
Hình 3.7 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 64 của khu tiêu Hữu Bị. 48
Hình 3.8 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 34 của khu tiêu Hữu Bị. 48
Hình 3.9 Biểu đồ diện tích ngập khu tiêu Hữu Bị 49
Hình 3.10 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 2 của khu tiêu Cốc Thành. 50
Hình 3.11 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 18 của khu tiêu Cốc Thành. 50
Hình 3.12 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 63 của khu tiêu Cốc Thành. 51
Hình 3.13 Biểu đồ diện tích ngập khu tiêu Cốc Thành 51
Hình 3.14 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 2 của khu tiêu Vĩnh Trị.
52
Hình 3.15 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 64 của khu tiêu Vĩnh Trị. 53
Hình 3.16 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 35 của khu tiêu Vĩnh Trị. 53
Hình 3.17 Biểu đồ diện tích ngập khu tiêu Vĩnh Trị 54

Hình 3.18 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 2 của khu tiêu Cổ Đam. 55
Hình 3.19 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 58 của khu tiêu Cổ Đam. 55
Hình 3.20 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 64 của khu tiêu Cổ Đam. 56
Hình 3.21 Biểu đồ diện tích ngập khu tiêu Cổ Đam 56
Hình 3.22 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 3 của 5 khu vực tiêu. 57
Hình 3.23 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 18 của 5 khu vực tiêu. 57
Hình 3.24 Biểu đồ diện tích ngập trường hợp 61 của 5 khu vực tiêu. 58
Hình 3.25 Biểu đồ diện tích ngập của 5 khu tiêu 58
Hình 3.26 Biểu đồ các trường hợp cho diện tích ngập nhỏ nhất 59


1
M U
1. S cn thit ca ti
Hà Nam và Nam Định là hai tỉnh thuộc vùng đồng chiêm trũng v v mựa
ma l thờng xuyên trong tình trạng ngập úng. gii quyt tỡnh trng nay, h
thng cỏc trm bm ln ó c xõy dng t nhng nm 1970. Tuy nhiờn, cụng
trỡnh u mi cng nh h thng kờnh mng, cụng trỡnh trờn kờnh ó trờn 40 nm
khai thỏc, s dng, n nay ó xung cp nghiờm trng. Cỏc thit b mỏy múc
cụng trỡnh u mi hng húc, xung cp nờn hiu sut bm khụng cao . Cỏc cụng
trỡnh iu tit gia cỏc phõn khu cha hot ng hp l v hiu qu . Chớnh vỡ vy
vic nghiờn cu cỏc phng ỏn vn hnh ti u cỏc cụng trỡnh iu tit trờn cỏc trc
tiờu chớnh h thng cỏc trm bm tiờu trong khu vc l ht sc cn thit.
2. Mc tiờu nghiờn cu
Nghiờn cu nhm tỡm ra cỏc phng ỏn úng /m phi hp cỏc cng sao cho
din tớch ngp ca cỏc khu tiờu l nh nht t ú tỡm ra c phng ỏn hp lý nht
cho din tớch vựng tiờu l ln nht.
3. Phng phỏp nghiờn cu
(1) Tip cn tnghp
Xem khu vc nghiờn cu l mt phn ca lu vc tiờu, trong ú cỏc iu

kin cu thnh h thng gm: a hỡnh, a cht, khớ hu, nc, sinh vt, con ngi,
phng thc qun lý, khai thỏc .v.v, l cỏc thnh phn ca h tng tỏc cú quan
h rng buc, tỏc ng ln nhau.
(2) Tip cn k tha, phỏt trin cỏc kt qu nghiờn cu v tip thu cụng ngh
+ Tip cn cỏc kt qu nghiờn cu v tớnh toỏn ng lc hc dng chy trờn
th gii v trong nc nht l cỏc kt qu vng nghiờn cu.
+ S dng cỏc cụng c tiờn tin trin khai thc hin ti nh: S dng
cỏc phn mm VRSAP (Vietnam River System and Plan , GS Nguyn Nh Khuờ )
c ci biờn bi GVHD v cỏc ph n mm ng dng khỏc phc v cụng tỏc tớnh
toỏn, d bỏo mc nc khu vc.

2
4. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên, những thông số kỹ thuật cơ bản
của khu vực nghiên cứu.
- Thu thập số liệu cao trình các cống then chốt làm việc trong khu tiêu
- Tính toán thủy lực hệ thống sông nội đồng
- Tính toán xác định được phạm vi ngập úng: diện tích ngập, mức độ ngập

3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan tình hình khu vực
1.1.1 Vị trí địa lý
Hệ thống thủy nông Nam Hà là hệ thống liên tỉnh, bao gồm tỉnh Hà Nam ở
phía Bắc và tỉnh Nam Định ở phía Nam, nm trải dài từ 20°36’15” đến 20°36’45”
vĩ độ Bắc, bề ngang kéo dài từ 105°55’ đến 106°13’ kinh độ Đông. Địa giới hành
chính được giới hạn bởi:
- Phía Bắc và Đông Bắc là sông Hồng, giáp với tỉnh Thái Bình.
- Phía Tây và Tây Bắc là sông Đáy, giáp với huyện Duy Tiên, Kim Bảng.
- Phía Đông và Đông Nam là sông Đào, giáp với huyện Nam Trực, Nghĩa Hưng.
- Phía Nam và Tây Nam là sông Đào và sông Đáy, giáp với tỉnh Ninh Bình và
huyện Nghĩa Hưng.
1.1.2 Đặc điểm địa hình
Lưu vực có tổng diện tích tự nhiên 85.326 ha, với địa hình phức tạp, cao thấp
xen kẽ, nhiều khu lòng chảo. Khu vực gồm các đơn vị hành chính: các huyện Lý
Nhân, Thanh Liêm, Bình Lục, Vụ Bản, Ý Yên, Mỹ Lộc, thành phố Phủ Lý và thành
phố Nam Định.
Ruộng đất phần lớn có cao độ +0,75 - +1,5m; một số vùng cao ở Bắc Lý

Nhân, ven sông Đào, sông Châu; một số vng đất trũng cốt +0,7 - +0,8m ở Bình
Lục, Ý Yên, Vụ Bản; một số nơi có đồi núi như ở Vụ Bản, Thanh Liêm, Ý Yên.
Tình hình phân bố cao độ ruộng đất được thể hiện trong Bảng 1.1

4
Bảng 1.1 Phân bố cao độ ruộng đất khu vực Nam Hà
Cao độ (m)
Diện tích (ha)
Tỷ lệ (%)
% cộng dồn
< 0,5
3.113,75
3,65
3,65
0,5 - 0,75
12.857,75
15,07
18,72
0,75 - 1,0
22.127,15
25,93
44,65
1,0 - 1,25
16.506,87
19,34
63,99
1,25 - 1,5
8.567,78
10,04
74,03

1,5 - 1,75
6.046,78
7,09
81,12
1,75 - 2,0
4.098,62
4,80
85,92
2,0 - 3,0
6.384,12
7,48
93,40
> 3,0
2.491,25
2,92
96,32
Đồi núi
406,25
0,48
96,80
Ao hồ
2.734,86
3,20
100,00

Với đặc điểm địa hình khu vực cao thấp xen kẽ, nhiều nơi lng chảo, đặc biệt
với diện tích đất màu và phi canh tác 31.639 ha (chiếm 37%) nên việc đầu tư giải
quyết tiêu úng cho khu vực còn gặp nhiều khó khăn và tốn kém.
1.1.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn
Có thể nói đặc điểm khí hậu của vùng mang tính chất chung của vng đồng

bng Bắc Bộ, trong năm chia ra hai ma mưa và khô rõ rệt.
- Nhiệt độ trung bình nhiều năm 23,5°C, thấp nhất tuyệt đối là 5°C và cao
nhất tuyệt đối là 40°C. Tháng nóng nhất là tháng VII (29,2°C), tháng lạnh nhất là
tháng I (16,3°C).
- Độ ẩm các tháng trung bình đều lớn hơn 80%, độ ẩm trung bình nhiều năm
tại Nam Định là 86%, cao nhất là tháng III (91%) và thấp nhất là tháng VII (82%).
- Tốc độ gió trung bình nhiều năm tại Nam Định là 2,3 m/s, tốc độ gió trung
bình tháng không có sự thay đổi nhiều giữa các tháng, trong đó lớn nhất vào các
tháng X (2,5 m/s), nhỏ nhất vào tháng III (2,0 m/s). Tốc độ gió lớn nhất từng đo

5
được tại Nam Định là 48 m/s, trong mùa mưa lũ tốc độ gió lớn nhất thường xảy ra
vào các tháng VIII, IX và X.
- Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm đo bng ống piche là 800 - 840 mm.
Tại Nam Định là 810 mm, trong đó tháng lớn nhất đạt 103 mm (tháng VII) và nhỏ
nhất là 38 mm (tháng III)
- Lượng mưa trung bình nhiều năm từ 1500 - 1800 mm, ma mưa thường từ
tháng V đến tháng X, tháng mưa lớn nhất là tháng VIII, lượng mưa 3 tháng lớn nhất
(VII, VIII, IX) chiếm hơn 60% tổng lượng mưa cả năm. Tại Nam Định lượng mưa
trung bình nhiều năm đạt 1740 mm, tháng mưa nhiều nhất là tháng IX (320 mm), và
mưa ít nhất vào tháng III (7,8 mm).
Nguyên nhân gây mưa lớn của khu vực thường do bão, áp thấp nhiệt đới, dải
hội tụ nhiệt đới Các trận mưa lớn lịch sử trong khu vực là tháng VIII/1971, tháng
IX/1985. Hai năm này do mưa lớn đã gây lũ lụt rất nghiêm trọng trên lưu vực sông
Đáy và vng hạ lưu dẫn đến ngập úng trên diện rộng, một số nơi bị vỡ đê.
Một số thông số khí hậu bình quân của trạm Nam Định như trong Bảng 1.2
Bảng 1.2 Đặc trưng khí hậu trung bình trạm Nam Định.
Tháng
Đặc trưng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm

Nhiệt độ (°C) 16,3 17,1 19,6 23,3 27,1 28,7 29,2 28,5 27,3 25,2 21,3 18,0 23,5
Độ ẩm (%) 86 89 91 90 86 83 82 86 86 85 83 84 86
Gió (m/s) 2,4 2,3 2,0 2,3 2,4 2,3 2,4 2,0 2,2 2,5 2,2 2,3 2,3
Mưa (mm) 24,5 29,5 7,8 93,3 172,5 205,2 232,6 299,3 320,7 224,6 64,2 27,1 1740
Bốc hơi (mm) 52 39 38 48 82 91 103 76 68 78 71 65 810

6
Hình 1.1 Bản đồ khu tiêu Nam Hà





7
1.1.4 Đặc điểm đất đai thổ nhưỡng
Đất đai toàn vng đại bộ phận có nguồn gốc là phù sa. Trong số 85.326 ha đất
tự nhiên của vùng chỉ có trên 400 ha đất có nguồn gốc từ phiến thạch, đó là vng
đồi núi của huyện Thanh Liêm, Vụ Bản, Ý Yên.
- Vng đồng bng trũng đất chua nghèo lân với độ pH: 4,1 - 5,0; pH
R
2
RO từ 4,6
đến 5,5 tức là từ chua đến vừa; hàm lượng P
R
2
ROR
5
R thấp (<0,05%). Tuy nhiên có cấp
nước thủy lợi thì vng đất này có thể thích hợp cho nhiều loại cây trồng như cây
lương thực, cây màu, cây công nghiệp và các loại cây ăn quả khác.

- Vng đồi bán sơn địa phía Tây chủ yếu là đất nâu vàng trên phù sa cổ, đất đỏ
vàng trên đá phiến sét, đất nâu đỏ và mn đỏ vàng, đất nâu đỏ trên đá vôi. Nhìn
chung thành phần N, P và tỷ lệ mùn thấp, độ chua cao. Hiện trạng đất ở đây cũng
phù hợp với sự phát triển của nhiều loại cây trồng như chè, lạc, lúa, ngô, sắn và một
số cây ăn quả như vải, chuối
Dưới tác động nhiều năm của điều kiện tự nhiên, con người, đất ph sa đã bị
biến đổi nhiều: Ở những nơi cao bị rửa trôi, đất trở nên bạc màu, khô cn; ngược lại
ở những nơi trũng thấp, quanh năm có nước thì bị gley hóa, tích đọng nhiều chất
như sắt, nhôm, mangan ảnh hưởng lớn đến cây trồng (vùng Thanh Liêm, Vụ Bản,
Ý Yên). Do bị ngập úng thường xuyên nên quá trình phân giải chất hữu cơ trong
điều kiện yếm khí rất chậm chạp và sinh ra các chất làm kìm hãm cây trồng như
H
R
2
RS, CHR
4
R, SOR
2
R Các chất này kết hợp với sắt, nhôm trong đất tạo thành các dạng
firit bám vào rễ cây, gây khó khăn cho việc hút các chất dinh dưỡng của cây và gây
nên hiệ
n tượng thối rễ ở cây.
Từ khi 6 trạm bơm điện lớn được xây dựng, những vng trũng đã thoát khỏi
cảnh úng ngập triền miên. Nhưng một vấn đề phát sinh là những vng trước đây
ngập nước, đất mang tính chất phèn tiềm tàng, pH = 5,5, thì sau khi tiêu nước, đất
phèn tiềm tàng trở thành phèn hiện thực. Nguyên nhân do đất được phơi ải, các
dạng firit bị ôxy hóa tạo thành các sunfat sắt, nhôm, tạo thành các axit tự do, đất trở
nên rất chua , pH ≤ 4. Điển hình là khu vực Ý Yên, Vụ Bản, Bình Lục. Do vậy việc
tiêu triệt để sẽ giảm hiệu quả thực tế rất nhiều nếu như giai đoạn tiếp theo không

8
thực hiện được việc tưới đầy đủ nhm thau chua, ém phèn của đất. Đây là đặc điểm
riêng biệt về kết hợp liên hoàn giữa tưới và tiêu của lưu vực.
Có thể nói, đất đai trong khu vực là đất phù sa sông Hồng, có độ phì tự nhiên
màu mỡ. Địa hình cao thấp xen kẽ, đa dạng về loại đất. Trong đất đang diễn ra 2
quá trình thoái hóa:
- Quá trình gley hóa diễn ra ngay ở lớp đất mặt thuộc các loại đất địa hình
thấp, tạo ra nhiều chất độc hại kìm hãm quá trình sinh trưởng và phát triển của cây
trồng.
- Quá trình kết von xảy ra ở các loại đất địa hình cao, ảnh hưởng đến kết cấu
đất, cản trở quá trình canh tác.
Nhìn chung, đất vùng này giàu tiềm năng, độ phì nhiêu khá, giàu hữu cơ, N,
P. Tầng đất nông nghiệp dày, phù hợp nhiều loại cây trồng. Tuy vậy, khi hệ thống 6
trạm bơm điện lớn được quy hoạch lại, cần xem xét các vấn đề về đa dạng hóa nông
nghiệp, bố trí cơ cấu cây trồng (lúa, màu, cây ăn quả, cây công nghiệp ), về thời vụ
(lúa 1 vụ, 2 vụ, các vụ màu ), cùng vật nuôi hợp l (cá nước ngọt, thủy sản ) trong
khu vực với những điều kiện thủy lợi mới.
1.2 Tổng quan về các kết quả nghiên cứu tính toán hệ thống sông ở ngoài nước.
Hiện tại để tính toán chảy lũ kiệt, xâm nhập mặn, trạng thái ô nhiễm hữu cơ,
trên các hệ thống kênh sông của Việt Nam các kỹ sư và cán bộ kỹ thuật thường
dùng một số phần mềm máy tính của nước ngoài và trong nước.
Về mặt học thuật các mô hình tính toán dòng chảy và chất lượng nước trong
sông đều xuất phát từ hệ phương trình Saint – vennant một chiều (ở các dạng khác
nhau) và phương trình lan truyền chất một chiều. Tuy nhiên sơ đồ và thuật toán giải
các hệ phương trình này lại khác nhau tùy thuộc tác giả của từng mô hình, từ đó độ
chính xác của kết quả cũng như thời gian tính trên máy có khác nhau.
Dưới đây thống kê một số mô hình dòng chảy và chất lượng nước thông dụng
trên thế giới đã được giới thiệu trong nhiều tài liệu tham khảo:
Mô hình MIKE11: là mô hình thuộc họ mô hình MIKE, có tính thương mại
trên thế giới, là mô hình do Viện Thủy lực Đan Mạch xây dựng. Đây thuộc lớp mô

9
hình thủy lực và chất lượng nước loại một chiều và 2 chiều có độ tin cậy rất cao,
thích ứng với các bài toán thực tế khác nhau. Mô hình này đã được áp dụng rất phổ
biến trên thế giới để tính toán, dự báo lũ, chất lượng nước và xâm nhập mặn.
Để tính dòng chảy trong sông kênh MIKE 11 sử dụng hệ phương trình Saint –
vennant một chiều, hệ phương trình sai phân được giải trực tiếp và bng phương
pháp lặp, vì vậy tốc độ tính chậm và cần có kinh nghiệm xử lý khi tạo điều kiện ban
đầu. Trong MIKE 11 đã xét các công trình cống đập phổ biến, tuy nhiên đôi khi gặp
trường hợp không ổn định khi phải vận hành công trình.
Nhìn chung những ưu nhược điểm của bộ MIKE 11 như sau:
- Ưu điểm:
+ Là phần mềm thương mại nên phần giao diện rất mạnh, hữu hiệu.
+ Phần kết nối với công cụ GIS rất mạnh kể cả tạo Database (mặc dù phải cần
thêm các phần mềm GIS như ArcView hay ArcGIS,…)
+ Các tiện ích đầy đủ, dễ cho người sử dụng.
+ Thuận tiện cho việc giải quyết các bài toán vừa và nhỏ.
- Nhược điểm:
+ Không biết được phần lõi (phần thuật toán, tổ chức chương trình,…) nên
người sử dụng không thể cải biên, cập nhập mà phải qua nơi bán, khi đó phải trả
thêm tiền và mất thời gian chờ đợi,…)
+ Khi phải tính toán cho bài toán lớn như đồng bng sông Cửu Long trong
một thời gian dài (mô phỏng cả một năm cho lũ và cạn) MIKE 11 đi hỏi nhiều thời
gian tính trên máy không không thuận tiện cho giai đoạn chạy hiệu chỉnh vì phải
chạy rất nhiều lần mời hiệu chỉnh được một tham số nên tốn thời gian chạy trên
máy hơn nữa để tạo điều kiện ban đầu đi hỏi nhiều kinh nghiệm và thường phải
xuất phát từ bước thời gian nhỏ…
+ Độ chính xác của kết quả tính, đặc biệt cho các bài toán lan truyền chất
(mặn, BOD, DO,…) nhiều khi không đảm bảo do bản chất thuật toán được sử dụng
(khuếch tán số dẫn đến nồng độ âm hoặc nồng độ sát biên lớn hơn biên khi không

có nguồn trong miền).

10
+ vì là phần mềm thương mại nên giá thành rất đắt, mỗi license, dạng khóa
cứng, chỉ dng được cho một máy tính, hoặc cũng có phiên bản chạy nối kết máy
tính trên mạng nhưng giá thành cho hơn nhiều.
+ Nhiều nghiên cứu trong nước đã sử dụng mô hình MIKE 11 để làm công cụ
tính toán thủy lực và chất lượng nước. Nhưng sau khi hoàn thành dự án không
chuyển giao công nghệ được vì các cơ quan hưởng lợi từ dự án không có bản quyền
sử dụng MIKE 11 và dự án cũng thường không có đủ kinh phí để mua phần mềm
chuyển giao.
Mô hình ISIS: do các nhà thủy lực Anh xây dựng, giống như bộ MIKE 11,
phần mềm ISIS cũng sử dụng hệ phương trình Saint – vennant một chiều cho dòng
chảy và phương trình lan truyền chất một chiều cho mặn. Khác với MIKE 11, trong
ISIS sử dụng sơ đồ sai phân Preissmann cho dòng chảy và lan truyền mặn.
Vì là phần mềm thương mại, ISIS cũng có phần giao diện khá đẹp và tiện
dụng, tuy nhiên cũng bọc lộ một số yếu điểm và khó khăn khi giải quyết bài toán
trên phạm vi rộng, nhiều liên kết như đồng bng sông Cửu Long.
Mô hình EFDC (Environmental Fluid Dynamic Code): Mô hình được cơ
quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (US EPA) phát triển từ năm 1980. Là mô hình tổng
hợp dng để tính toán thủy lực kết hợp với tính toán lan truyền chất 1,2,3 chiều. Mô
hình có khả năng dự báo các quá trình dòng chảy, quá trình sinh, địa hóa và lan
truyền mặn.
Mô hình SOBEK: phần mềm này do Delft, Hà Lan phát triển gồm phần dòng
chảy tính toán ô nhiễm 1,2 chiều, đã nối kết với công cụ GIS. Các yếu tố ô nhiễm
được mô phỏng bng phương trình lan truyền chất một chiều có kể tới quá trình
biến đổi sinh hóa của các chất ô nhiễm được giải bng phương pháp sai phân. Mặc
dù có các lựa chọn các sơ đồ, nhưng do bản chất của lược đồ
sai phân, kết quả tính
vẫn bị ảnh hưởng bởi hiện tượng khuếch tán số.

Mô hình Qual2-E: phần mềm này do cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (US
EPA) phát triển và đã áp dụng rộng rãi ở Mỹ và một số nước Châu Âu. Qual2-E
cũng sử dụng hệ phương trình Saint – vennant và lan truyền chất một chiều và giải

11
bng phương pháp sai phân và có thể sử dụng cho nhiều yếu tố ô nhiễm (BOD, DO,
tảo, Nitơ, phốt pho…). Nhược điểm của Qual2-E là chỉ áp dụng cho mạng sông đơn
giản có dạng hình cây (không áp dụng cho mạng sông dạng mạch vòng); thiết diện
kênh sông phải đều dạng hình thang, hay hình chữ nhật và không chịu ảnh hưởng
của thủy triều.
Mô hình Duflow: Đây là phần mềm được phát triển bởi Viện Thủy lực của
Hà Lan. Phần mềm này được thiết kế để sử dụng cho nhiều mục tiêu (tính triều, lũ,
sử dụng nước,…). Duflow cũng giải quyết các bài toán lan truyền chất trong kênh
sông có các công trình. Duflow có giao diện đồ họa tiện dụng. Vì đây là phần mềm
thiết kế chủ yếu cho giảng dạy và đào tạo, cho nên khi sử dụng cho các bài toán lớn
cần có cải biên.
1.3 Tổng quan về các kết quả nghiên cứu tính toán hệ thống sông ở trong nước.
Do các yêu cầu thực tiễn quy hoạch và sử dụng tài nguyên nước, nhiều chuyên
gia trong nước phải tự xây dựng các bộ phần mềm, để khi cần thiết có thể tự sửa đổi
và cập nhập thuật toán, mã nguồn (code) để có thể đáp ứng được các yêu cầu tính
toán cụ thể. Các bộ phần mềm do các cán bộ trong nước được nhắc tên và áp dụng
nhiều cho các dự án trong nước gồm:
Phần mềm VRSAP: đây là bộ phần mềm được xem là đầu tiên cho tính toán
thủy lực mạng kênh sông, do cố GS Nguyễn Như Khuê phát triển sau đợt thực tập ở
Hà Lan vào năm 1978. Từ khi ra đời chương trình này đã được các kỹ sư trong
nước sử dụng rộng rãi và thành công cho nhiều dự án quy hoạch tài nguyên nước
trên đồng bng sông Hồng và đồng bng sông Cửu Long. Trong quá trình áp dụng,
chương trình VRSAP đã được hoàn thiện dần từ chạy trên môi trường DOS chuyển
sang môi trường WINDOWS. Về cơ bản chương trình VRSAP đã đáp ứng được các
yêu cầu tính toán, tuy nhiên do nhu cầu phát triển, kích cỡ của các bài toán quy

hoạch cũng tăng dần, không chỉ ở mức độ đồng bng của Việt Nam mà ở mức độ
châu thổ (chẳng hạn cả ở Việt Nam và Cămpuchia) và phải mô tả với thời gian dài,
với các kịch bản phức tạp về vận hành các hệ thống cống đập.
Một số ưu, nhược điểm của VRSAP (khi chưa nâng cấp):

12
+ Đáp ứng được các yêu cầu tính toán cho các bài toán lớn của đồng bng
Sông Cửu Long mặc dù phải tính riêng lũ kiệt.
+ Có chương trình nguồn, có thể hiểu thuật toán và có thể chủ động sử chữa,
thay đổi, mặc d để hiểu được surce codes không phải dễ dàng.
+ Giao diện cn đơn giản và chưa đẹp.
+ Tốc độ tính toán còn chậm do phải tính lặp.
+ Khả năng nối kết với công cụ GIS và Database chưa mạnh.
+ Cách tổ chức số liệu cần được nâng cấp.
Phần mềm HydroGIS: là phần mềm của TS Nguyễn Hữu Nhân. Đây là phần
mềm mới được xây dựng trong một số năm gần đây. HydroGIS cũng giải hệ
phương trình Saint – vennant một chiều bng sơ đồ sai phân Preissmann, nhưng giải
trực tiếp hệ sai phân bng phương pháp lặp nên tốc độ tính toán chưa nhanh. Để kết
hợp với phần vẽ tác giả đã thêm một số điểm tính trung gian. Gần đây, TS Nhân có
thêm phần tính toán chảy xiết bng phương pháp sóng động học, tuy nhiên trên
vùng núi có những đoạn vừa chảy xiết, vừa chảy êm thì phương pháp sóng động
học không áp dụng được.
Phần mềm MK4: là phần mềm của PGS.TS Lê Song Giang, Đại Học Bách
Khoa TP Hồ Chí Minh. Đây là phần mềm mang tính học thuật nhiều hơn và chủ yếu
dùng trong giảng dạy. Việc áp dụng cho các bài toán thực tế lớn còn hạn chế. Phần
giao diện của MK4 khá tốt và đang trong giai đoạn phát triển.
Phần mềm SAL (hay SALBOD): là phần mềm của GS.TS Nguyễn Tất Đắc.
Phần mềm này được xây dựng từ những năm 80 của thế kỷ 20 (với các phiên bản
khác nhau qua quá trình hoàn thiện) đã được áp dụng cho nhiều dự án lớn trên Đồng
bng sông Cửu Long, hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai – Thị Vải, kể cả sử dụng

cho các dự án quốc tế (thủy lực, mặn, ô nhiễm, chua phèn). SAL cũng giải hệ
phương trình Saint – vennant một chiều bng sơ đồ sai phân Preissmann. Tuy nhiên
trong SAL đã dng phương pháp tuyến tính hóa nên không cần giải lặp. Mặt khác
trong SAL, trước tiên dùng các công thức truy đuổi để đưa về giải hệ phương trình
có ẩn số chỉ là mực nước tại nút hợp lưu và sử dụng thuật toán giải ma trận thưa nên

13
tốc độ tính toán nhanh. Dùng SAL có thể tính được các yếu tố dòng chảy (mực
nước, lưu lượng, vận tốc,…) tính được độ mặn và một số yếu tố của chất lượng
nước (ô nhiễm hữu cơ, nước làm mát, phèn,…) Nhược điểm của SAL là phần giao
diện, kết nối GIS và Databse. Phần này đang trong quá trình xây dựng và hoàn
thiện. Phần học thuật của SAL là cơ sở chính trong cải tiến VRSAP cho nên có tên
là VRSAP-SAL.
1.4 Nhận xét chung:
Hà Nam và Nam Định là hai tỉnh thuộc đồng bng chiêm trũng, về ma mưa
lũ thường xuyên trong tình trạng ngập úng. Để giải quyết tình trạng này, hệ thống
các trạm bơm lớn đã được xây dựng từ những năm 1970. Tuy nhiên, công trình đầu
mối cũng như hệ thống kênh mương, công trình trên kênh đã trên 40 năm khai thác,
sử dụng, đến nay đã xuống cấp nghiêm trọng. Hệ thống thủy nông Bắc Nam Hà là
hệ thống liên tỉnh, bao gồm tỉnh Hà Nam ở phía bắc và Nam Định ở phía nam (hình
1.1). Địa giới hành chính giới hạn bởi:
- Bắc và Đông bắc là sông Hồng và giáp tỉnh Thái Bình.
- Tây và Tây bắc là sông Đáy, giáp với huyện Duy Tiên, Kim Bảng.
- Đông và Đông nam là sông Đào giáp với huyện Nam Trực và Nghĩa Hưng.
- Nam và Tây Nam là sông Đào và sông Đáy giáp tỉnh Ninh Bình và huyện
Nghĩa Hưng.
Hướng dốc chính của địa hình là từ bắc xuống nam, địa hình tương đối bng
phẳng, chỉ có vùng phía Tây của khu vực hệ thống là có đồi cao (thuộc Thanh
Liêm). Các sông ngòi chính của hệ thống gồm:
- Sông Hồng là sông bao quanh một phần phía bắc và phía đông vng dự án,

đây là con sông lớn nhất có nhiệm vụ cấp nước cho hệ thống qua các trạm bơm Như
Trác, Hữu Bị I và Hữu Bị II.
- Sông Đào Nam Định có chiều dài 23 km và diện tích lưu vực 185 km
P
2
P, Sông
Đào nối sông Hồng với sông Đáy là sông bao quanh phía nam và đông nam và là
nguồn cấp nước cho hạ lưu sông Đáy và hệ thống thủy nông Bắc Nam Hà vào mùa
khô, tiêu thoát nước thải và nước mưa trong ma lũ từ các trạm bơm tiêu từ hệ

14
thống. Dọc theo sông Đào có nhiều cống và trạm bơm lớn như Quán Chuột, Kênh
Cao, Cốc Thành, Vĩnh Trị,…
- Sông Đáy có tổng diện tích lưu vực 5800 km
P
2
P, chiều dài sông từ Trung Hà
đến cửa Ba Lạt là 230 km. Sông Đáy bao quanh hệ thống thủy nông Bắc Nam Hà ở
phía tây. Dọc sông Đáy thuộc hệ thống sông Bắc Nam Hà có nhiều cống và trạm
bơm tưới tiêu kết hợp.
Ngoài các sông lớn bao quanh hệ thống, trong nội đồng còn có sông Châu
Giang nối giữa sông Đáy với sông Hồng. Trước kia sông Châu Giang ăn thông với
sông Hồng, nhưng do bồi tụ nên nay nó là sông cụt, chỉ còn một hứng nhập lưu với
sông Đáy qua cống điều tiết tại Phủ L. Sông Châu Giang là sông tiêu nước trong
ma mưa cho vng với lưu vực 368 km
P
2
P và dài 27 km. Ngoài ra trong mùa khô,
sông Châu Giang còn cung cấp nước cho các huyện Bình Lục, Lý Nhân và Mỹ Lộc.
Các sông nội địa vùng hệ thống cn có các sông như Mỹ Đô, sông Kinh Thày, sông

Biên Hòa, sông Chanh. Các sông này vừa làm nhiệm vụ tưới đồng thời vừa là
những trục tiêu chính của các trạm bơm lớn được liên hệ với nhau bng các cống và
đập điều tiết hoặc âu thuyền. Các công trình điều tiết giữa các phân khu chưa hoạt
động hợp lý và hiệu quả. Chính vì vậy việc nghiên cứu các phương pháp vận hành
tối ưu các công trình điều tiết trên các trục tiêu chính hệ thống các trạm bơm tiêu
trong khu vực là hết sức cần thiết. Nghiên cứu này nhm tìm ra các phương án
đóng/ mở phối hợp các cống sao cho diện tích ngập của các khu tiêu là nhỏ nhất từ
đó tìm ra được phương án hợp lý nhất cho diện tích vùng tiêu là lớn nhất.
Để giải quyết các bài toán trên tác giả đã sử dụng phần mềm VRSAP
(Vietnam River System and Plan, GS Nguyễn Như Khuê) được cải biên bởi TS
Nguyễn Cao Đơn và các phần mềm ứng dụng khác để phục vụ công tác tính toán,
dự báo mực nước khu vực.
1.5 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Hà Nam và Nam Định là hai tỉnh thuộc vng đồng chiêm trũng. Lưu vực của
hệ thống được bao bọc bởi các con sông lớn như sông Hồng, sông Đáy, sông Đào
ngoài ra trong nội đồng còn có Sông Châu Giang và một số sông nhỏ khác và v ề

15
ma mưa lũ thường xuyên trong tình trạng ngập úng. Để giải quyết tình trạng này ,
hệ thống các trạm bơm lớn đã được xây dựng từ những năm 70 của Thế kỷ trước.
Hệ thống này được tiêu bng động lực qua 6 đầu mối chính là Như Trác, Hữu Bị (ra
sông Hồng), Cốc Thành (ra sông Đào Nam Định), Nhâm Tràng, Cổ Đam, Vĩnh Trị
(ra sông Đáy). Ngoài ra cn có một số đầu mối trạm bơm mới được bổ sung để
nâng cao khả năng tiêu gồm : Quán Chuột, Sông Chanh, Kinh Thanh, Quỹ Độ, Yên
Bng, Yên Quang, Quang Trung, Đinh Xá, Triệu Xá Từ đó đến nay, hệ thống các
trạm bơm này đã góp phần gi ải quyết cơ bản nạn úng ngập triền miên, góp phần cải
thiện đời sống nhân dân trong vùng.
Tuy nhiên, công trình đầu mối cũng như hệ thống kênh mương, công trình
trên kênh đã trên 40 năm khai thác, sử dụng, đến nay đã xuống cấp nghiêm trọng.
Các thiết bị máy móc ở công trình đầu mối hỏng hóc, xuống cấp nên hiệu suất bơm

không cao, lưu lượng thiết kế không đạt, hầu hết chỉ đạt ở 70 - 75% năng lực thiết
kế. Các trục tiêu chính từ năm 1976 đến nay chưa được nạo vét nên bị bồi lắng, gây
cản trở đến dòng chảy. Qua khảo sát các tuyến kênh cho thấy, nhìn chung các kênh
tiêu đảm bảo đủ chiều rộng thiết kế nhưng mặt cắt bị biến dạng và bồi lấp nghiêm
trọng, cao trình đáy kênh tiêu hiện tại thường cao hơn cao trình thiết kế từ 0,8 - 1,0
m, nhiều nơi trên 1,0 m. Hiện nay, các công trình đầu mối có tổng năng lực bơm
nước ra sông với lưu lượng Q = 246,83 m
P
3
P/s, đạt hệ số tiêu trung bình toàn vùng q =
2,89 l/s.ha. Hệ thống kênh trục chính bị bồi lấp rất nhiều nên không đảm bảo việc
dẫn nước tiêu về đầu mối trạm bơm, vì vậy nhiều khi trong đồng vẫn úng mà trạm
bơm phải ngừng hoạt động vì không đủ nước bơm, làm cho năng lực công trình đầu
mối đã yếu lại càng yếu. Một số lưu vực có hệ thống kênh tiêu quá dài nên việc dẫn
và tháo nước về bể hút cũng chậm hơn, nhất là những vùng xa lại có địa hình thấp
do vậy việc tiêu úng cho những vùng này gặp càng nhiều khó khăn hơn . Các công
trình điều tiết giữa các phân khu chưa hoạt động hợp l và hiệu quả.
Do những nguyên nhân nêu trên, nên hàng năm trong hệ thống còn úng
nghiêm trọng, làm cho nền sản xuất nông nghiệp chưa thật ổn định, chưa chủ động
về canh tác, nhất là chưa đưa được nhiều giống lúa ngắn, cây năng suất cao vào

16
đồng ruộng. Do đó, vấn đề sửa chữa, khôi phục và mở rộng đã được thực hiện đảm
bảo sản xuất và phát triển kinh tế - xã hội trong vùng. Song, hiện nay công tác quản
l, điều hành cũng như vận hành hợp l các công trình đi ều tiết trên các trục tiêu
chính nhm phát huy đư ợc hết khả năng công suất của hệ thống, mang lại hiệu quả
kinh tế cao vẫn cn gặp những khó khăn nhất định.
Chính vì vậy việc " Nghiên cứu cơ sở khoa học vận hành tối ưu các công trình
điều tiết trên các trục tiêu chính hệ thống các trạm bơm tiêu Hà Nam-Nam Định" để
các cơ quan quản l có thể chủ động xây dựng kế hoạch vận hành một cách khoa

học, sử dụng tài nguyên một cách hợp l và bền vững là rất thiết thực và cần thiết.

17
CHƯƠNG II: CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ
HIỆN TRẠNG THỦY LỢI
2.1 Nhiệm vụ và quy mô hệ thống
Nhiệm vụ chính của hệ thống gồm:
- Đảm bảo nước tưới và tiêu thoát cho toàn bộ 8 đơn vị hành chính trong vùng
hệ thống trong điều kiện thời tiết bình thường. Hạn chế diện tích mất trắng trong
những năm lũ vượt báo động 3.
- Tiêu nước cho diện tích phi canh tác trong ma mưa, kết hợp cấp nước phục
vụ sinh hoạt và các nhu cầu khác như giao thông.
Cụ thể hiện nay hệ thống đảm nhiệm tưới vụ chiêm xuân 47.000 ha, vụ mùa
46.000 - 46.500 ha, vụ đông 13.000 - 15.000 ha; tiêu nước với diện tích tiêu mặt
bng 85.326 ha.
2.2 Hiện trạng các con sông chính trong hệ thống
Lưu vực của hệ thống Nam Hà được bao bọc 4 phía bởi các đoạn sông (Xem
hình 1.1)
- Sông Hồng là sông bao quanh một phần phía Bắc và phía Đông vng quy
hoạch, đây là con sông lớn nhất có nhiệm vụ cấp nước cho hệ thống qua các trạm
bơm Như Trác, Hữu Bị I và Hữu Bị II.
- Sông Đào Nam Định có chiều dài 23 km và diện tích lưu vực 185 km
P
2
P, sông
Đào nối sông Hồng với sông Đáy là sông bao quanh phía Nam và Đông Nam và là
nguồn cấp nước cho hạ lưu sông Đáy và hệ thống Nam Hà vào mùa khô, tiêu thoát
nước thải và nước mưa trong ma lũ từ các trạm bơm tiêu. Thực tế sông Đào Nam
Định là phân lưu của sông Hồng tại Phù Long ở phía bắc thành phố Nam Định và
chảy vào sông Đáy. Dọc theo sông Đào có nhiều cống và trạm bơm lớn như Quán

Chuột, Kênh Cao, Cốc Thành, Vĩnh Trị
- Sông Đáy có tổng diện tích lưu vực 5800 km
P
2
P, chiều dài sông từ Trung Hà
đến cửa Ba Lạt là 230 km. Sông Đáy bao quanh hệ thống Nam Hà ở phía Tây. Đây
là sông khá lớn nhưng hiện nay đang bị suy thoái do nguồn nước từ sông Hồng bị

18
cắt, tuy nhiên vẫn cn nước từ các nguồn khác bổ sung như sông Hoàng Long, sông
Nhuệ. Dọc sông Đáy thuộc hệ thống Nam Hà có nhiều cống và trạm bơm tưới tiêu
kết hợp.
- Ngoài các sông lớn bao quanh hệ thống, trong nội đồng còn có sông Châu
Giang nối giữa sông Đáy và sông Hồng, đây là con sông ngang thuộc địa phận tỉnh
Hà Nam. Trước kia sông Châu ăn thông với sông Hồng, nhưng do bồi tụ nên nay nó
là sông cụt, chỉ còn một hướng nhập lưu với sông Đáy qua cống điều tiết tại Phủ Lý.
Sông Châu là sông tiêu nước trong ma mưa cho vng với diện tích lưu vực khoảng
368 km
P
2
P và dài 27 km. Ngoài ra, trong mùa khô, sông Châu còn cung cấp nước cho
các huyện Bình Lục, Lý Nhân và Mỹ Lộc.
- Trong nội địa khu vực có một mạng lưới các sông làm nhiệm vụ tưới, đồng
thời là những trục tiêu chính của các trạm bơm lớn trong hệ thống được nối với
nhau qua các cống điều tiết như An Bài, Cánh Gà, Mỹ Đức
+ Sông Sắt dài 37,7 km là trục tiêu chính của hệ Vĩnh Trị.
+ Sông Châu dài 27,3 km là trục tiêu của hệ Hữu Bị.
+ Sông Mỹ Đô dài 10,5 km là trục tiêu của hệ Cổ Đam.
+ Sông Kinh Thủy dài 18 km là trục tiêu của hệ Cổ Đam.
+ Sông Biên Hòa dài 12,6 km là trục tiêu của hệ Cổ Đam.

+ Sông Chanh dài 8,8 km là trục tiêu của hệ Cốc Thành.
Về điều kiện thủy văn, số liệu đo đạc thủy văn ở một số trạm trên sông Hồng,
sông Đáy, sông Đào cho thấy:
- Chế độ dòng chảy sông Hồng chi phối lớn đến việc tiêu thoát nước của hệ
thống ra phía Đông. Sông Đáy ở phía Tây có chế độ dòng chảy phân mùa trong
năm, ma khô lượng nước sông Đáy rất ít vì nguồn nước từ sông Hồng không còn
nên chế độ nước trong mùa khô phụ thuộc vào các sông nhánh như sông Tích, sông
Thanh Hà, sông Hoàng Long và sông Nhuệ. Trong đó các sông Tích (diện tích 1300
km
P
2
P), sông Hoàng Long (1515 kmP
2
P), sông Nhuệ (1070 kmP
2
P) đóng góp đáng kể
nguồn nước cho sông Đáy.

19
- Riêng sông Đào ở phía Nam hệ thống là nguồn bổ sung nước chủ yếu từ
sông Hồng cho hạ lưu sông Đáy vào ma khô, trung bình mỗi năm khoảng 20 tỷ m
P
3
P
được chuyển từ sông Hồng cho hạ lưu sông Đáy. Lưu lượng trung bình trong mùa
cạn của sông Đào là khoảng 250 - 300 m
P
3
P/s. Vào ma lũ, lưu lượng nước sông Đào
khá lớn, như năm lũ lịch sử VIII/1971 lưu lượng lớn nhất của sông Đào tại tuyến

Nam Định lên tới 6700 m
P
3
P/s.
- Một điều đáng lưu  là do tiêu thoát lũ của sông Đáy từ đoạn trung lưu
xuống hạ lưu kém, lại bị bổ sung nước từ sông Hồng qua sông Đào nên khi gặp
triều cường thì lũ rút rất chậm làm ảnh hưởng đến tiêu nước của hệ thống nên gây
ngập úng dài ngày cho các vng trũng.
2.3 Hiện trạng các công trình trong hệ thống
Diện tích tưới tiêu toàn hệ thống 85.326 ha với hệ số tưới thiết kế 0.81 l/s.ha
và hệ số tiêu 2,9 l/s.ha (có vng được nâng lên 4,1 l/s.ha).
- Hiện trạng cơ sở vật chất:
+ Trạm bơm điện loại lớn: Hiện có tổng số 6 trạm bơm điện lớn với tổng số
35 tổ máy. Các trạm bơm lớn đều do Công ty khai thác công trình thủy lợi Bắc Nam
Hà quản lý.
+ Trạm bơm điện loại nhỏ các loại: Hiện có tất cả 19 trạm, trong đó có 3 trạm
do Công ty khai thác công trình thủy lợi Bắc Nam Hà quản lý, còn lại do các Công
ty thành viên quản lý.
+ Tổng lưu lượng tiêu thiết kế trực tiếp ra sông Hồng, sông Đào và sông Đáy
là 1,3 triệu m
P
3
P/h.
+ Tổng lưu lượng tưới theo thiết kế là 420.000 m
P
3
P/h.
- Công trình trong hệ thống
+ Trên toàn hệ thống có tới 894 cống tưới, 573 cống tiêu, 153 cống luồn, xi
phông và cống dưới đê.

+ 432 kênh tưới, 343 kênh tiêu.
+ Hệ thống được chia thành 5 vùng tưới và 7 lưu vực tiêu khác nhau.

20
2.3.1 Công trình đầu mối
Từ năm 1964 đến năm 1972, trong vng quy hoạch đã xây dựng 6 trạm bơm
điện lớn với tổng lưu lượng thiết kế 220 m
P
3
P/s, tiêu cho 77.448 ha, đạt hệ số tiêu 2,9
l/s.ha. Đến năm 1973, do một số vng đất cao không tiêu tự chảy được nên hệ thống
được điều chỉnh và bổ sung một số công trình cần thiết. Từ năm 1964 đến năm 1972
trong hệ thống thủy nông đã xây dựng 6 trạm bơm độc lập với các thông số trong
bảng 2.1:
Bảng 2.1 Các thông số thiết kế của 6 trạm bơm động lực
STT Trạm bơm Loại máy Số máy
Diện tích tiêu
(ha)
Lưu lượng
tiêu (m3/s)
1
Cốc Thành
o
Π
6-145
7
18.705
56
2
Cổ Đam

o
Π
6-145
7
21.210
56
3
Hữu Bị
o
Π
6-145
4
10.835
32
4
Vĩnh Trị
o
Π
6-145
5
14.784
40
5
Nhâm Tràng
o
Π
6-87
6
5.508
18

6
Như Trác
o
Π
6-87
6
6.406
18

Tổng số


77.448
220
Ghi chú: Theo nhiệm vụ thiết kế năm 1963
Tổng lưu lượng thiết kế 220m
P
3
P/s tiêu cho 77.448 ha, đạt hệ số tiêu q=2,9l/s-ha.
Đến năm 1973 do một số vng đất cao không tiêu tự chảy được nên hệ thống được
điều chỉnh và bổ sung một số công trình cần thiết:
- Hệ Như Trác: Q=18m
P
3
P/s, diện tích được điều chỉnh: 6.800 ha
- Hệ Hữu Bị: Q=32m
P
3
P/s, diện tích được điều chỉnh: 8.400 ha
- Hệ Cốc Thành: Q=56m

P
3
P/s, diện tích được điều chỉnh: 24.817 ha
Xây dựng thêm một số trạm bơm tiêu:
+ Sông Chanh: 34x4000 m
P
3
P/h
+ Quán Chuột: 20x1000 m
P
3
P/h
+Kênh Gia: 20x1000 m
P
3
P/h (chủ yếu tiêu cho thành phố)
- Hệ Vĩnh Trị: Q=40 m
P
3
P/s; diện tích tiêu được điều chỉnh: 17.850 ha
Xây dựng thêm một số trạm bơm tiêu:
+ Yên Bng: 13x1000 m
P
3
P/h
+ Yên Quang: 20x1000 m
P
3
P/h

21
- Hệ Cổ Đam: Q=56mP
3
P/h diện tích tiêu được điều chỉnh: 18.672 ha
Xây dựng thêm một số trạm bơm tưới tiêu kết hợp:
+ Triệu Xá: 20x1000m
P
3
P/h +3x4000mP
3
P/h
+Năm 1992 xây dựng thêm trạm bơm tiêu Quỹ Độ: 20x1000m
P
3
P/h, nhận tiêu
cho phần diện tích 2.832 ha.
+ Năm 1997 xây dựng thêm cho trạm bơm tiêu Đinh Xá, Q = 12 m
P
3
P/s, kết hợp
với trạm bơm Triệu Xá, tiêu cho 3.633 ha.
- Hệ Nhâm Tràng: Q = 18m
P
3
P/s; diện tích tiêu 6.850ha
+ Năm 1993 xây dựng thêm trạm bơm tiêu Kinh Thanh: 12x4000m
P
3
P/h, tiêu
cho phần diện tích 2.195 ha.

- Vng đất cao 6 xã Bắc L Nhân và Bình Nghĩa xây dựng thêm trạm bơm
Quang Trung 19x4000 m
P
3
P/h, tiêu cho 1.937 ha.
Ngoài ra trong hệ thống đã xây dựng 179 trạm bơm nhỏ nội đồng để phục vụ
tưới tiêu cục bộ. Tổng diện tích tiêu cho toàn vùng là 85.326ha.
Hiện tại tình hình vng tưới và lưu vực tiêu của hệ thống như trong các Bảng
2.2 và 2.3
Bảng 2.2 Công trình đầu mối của các lưu vực tiêu
STT Lưu vực tiêu Trạm bơm Q (m
P
3
P/s) Diện tích (ha)
Hệ số tiêu
(l/s.ha)
1
Như Trác
Như Trác
13,03
6.800
1,91
2
Hữu Bị
Hữu Bị
22,5
8.400
2,68
3 Cốc Thành
Cốc Thành

43,1
24.817 3,02
Sông Chanh
28,0
Quán Chuột
4,0
4 Cổ Đam
Cổ Đam
42,8
18.672 3,41
Quỹ Độ
12,0
Triệu Xá
9,0
5 Vĩnh Trị
Vĩnh Trị
30,7
17.850 1,93
Yên Bng
4,0
Yên Quang
4,0
6 Nhâm Tràng
Nhâm Tràng
12,6
6.850 3,59
Kinh Thanh
12,0
7
Quang Trung

Quang Trung
9,1
1.937
4,69

Tổng

246,83
85.326