bai giang he thong tuoi nuoc 2

Chơng VI:

Kỹ Thuật TIÊU

Kỹ thuật tiêu là phơng pháp đa nớc thừa ra khỏi mặt ruộng để bảo
đảm điều kiện sinh trởng của cây trồng.
Căn cứ vào loại cây trồng và hình thức tới có thể chia kỹ thuật tiêu ra 3
loại chính nh sau:
- Tiêu nớc mặt cho ruộng cây trồng cạn.
- Tiêu nớc ngầm cho ruộng cây trồng cạn.
- Tiêu nớc mặt cho ruộng trồng lúa nớc.
I. Tiêu nớc mặt cho ruộng trồng cạn
1. Khái niệm:
Nh phần kỹ thuật tới đã nói, việc bố trí hệ thống tới cho ruộng trồng
cạn phụ thuộc vào chiều dài rãnh tới, chiều dài giải ruộng, điều kiện cơ giới,
địa hình mặt ruộng... Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào yêu cầu tiêu nớc mặt
ruộng. Do đó để bố trí hệ thống điều tiết nớc ruộng phải có sự kết hợp chặt
chẽ giữa các yếu tố kỹ thuật tới và kỹ thuật tiêu.
Cây trồng cạn là cây trồng tới ẩm nh vừng, ngô, đậu, khoai, mía... Khi
ma lớn tạo thành lớp nớc trên mặt ruộng gây úng cho cây trồng, nên cần phải
tiêu lớp nớc đó ra khỏi ruộng trong một thời gian nhất định. Kích thớc ruộng
tiêu phụ thuộc vào tính chất đất trồng, lợng ma và cờng độ ma.
Nếu cờng độ ma P lớn hơn tốc độ ngấm nớc vào đất thì lúc đó bắt
đầu sinh ra dòng chảy ở mặt ruộng. Lớp nớc này tăng dần rồi bắt đầu chảy
theo độ dốc của mặt ruộng. ở đầu ruộng lớp nớc nông, ở cuối ruộng thấp hơn
nên lớp nớc dày hơn (Hình 6.1)

141


P

I

K

I

Hình 6.1
Lớp nớc tại mỗi một mặt cắt phụ thuộc vào thời gian ma và diện tích
hứng nớc phía trên mặt cắt đó. Nếu chiều dài ruộng tiêu lớn thì lớp nớc trong
ruộng sau khi ma sẽ dày. Lớp nớc này cần phải tiêu sau khi ma. Để giảm
bớt chiều sâu chịu ngập và rút ngắn thời gian chịu ngập cần phải thu nhỏ chiều
dài ruộng (khoảng cách giữa 2 rãnh tiêu). Từ đó ta thấy rằng nếu bố trí rãnh
tiêu càng dày thì tác dụng tiêu nớc càng tốt (tiêu nớc nhanh và cây trồng
không bị ngập lâu).
Khoảng cách giữa 2 rãnh tiêu 1 là yếu tố quan trọng nhất trong tính toán
kỹ thuật tiêu, nó phụ thuộc vào cờng độ ma, tốc độ ngấm nớc vào đất, độ
dốc, độ nhám mặt ruộng. ảnh hởng của các yếu tố này rất phức tạp nên
thờng phải qua thí nghiệm để xác định, hoặc dùng những số liệu của khu vực
tơng tự.
Trờng hợp thiếu tài liệu có thể ớc tính, theo các giả thiết sau:
- Phân bố ma điều, cờng độ ma không đổi.
- Điều kiện che phủ mặt đất nh nhau.
- Tốc độ dòng chảy mặt ruộng đều nhau.
- Tính chất đất và tốc độ ngấm trên mặt ruộng nh nhau.
2. Xác định các yếu tố kỹ thuật tiêu nớc:
a. Xác định lu lợng đơn vị trên ruộng tiêu:
Lấy một giải ruộng có chiều rộng 1m để tính toán, trục tung là độ sâu
lớp nớc, trục hoành là chiều dài thửa ruộng tiêu. Tâm trục là đầu thửa ruộng.
142

- Độ dốc mặt ruộng là i.
- Độ nhám mặt ruộng là n.

y

y

x

x
Hình 6.2
Khảo sát tại mặt cắt x, tại đó có độ sâu nớc là y. Lu tốc và lu lợng
qua mặt cắt x đó là Vx và qx.
Qua 3 yếu tố trên ta có thể viết:
qx = x . Vx
Trong đó:

x = y x 1
Vx = Có quan hệ với i và n.

Với giả thiết nh trên ta có thể xem nớc chảy trên ruộng là chảy ở trạng
thái ổn định nên:
Vx = C1 Ri

R : bán kính thuỷ lực R =


y .1

=
y
1 + 2y

(vì lớp nớc rất mỏng nên có thể xem R = y)
i : Độ dốc mặt ruộng
C1 : Hệ số sezi, theo Bazanh thì có thể tính nh sau:
C1 =

87
n
1+
R

143


Vậy

87
n
1+
y

Vx =

87
y i
y +n

yi =

87 i
.y
y +n

Vx =

y rất nhỏ so với n (n tại ruộng từ 1,5 ữ 4,0, trong lúc đó y khoảng 0,05m)

y bên cạnh n, vậy:

do đó ta có thể giản lợc

Vx =

Ta đặt:

C=

87 i
.y
n
87 i
nên có:
n

Vx = Cy
Vậy lu lợng tại mặt cắt x là:
qx = x . Vx = y x Cy

q x = C y2

(6-1)

b. Lớp nớc cuối ruộng tiêu:

Lu lợng tại x là qx = Cy2
Khi x = 1 (chiều dài ruộng tiêu) thì y = h (lớp nớc cuối ruộng tiêu)
Lúc đó ta có:
qi = c . h2

(6-2)

Độ sâu h có quan hệ với cờng độ ma, tốc độ thấm, chiều dài thửa
ruộng. Để xác định h theo các quan hệ trên ta xem xét tính chất dòng chảy tại
mặt cắt x và x + dx.

144


P

y
x

dy
K

l

dx

Hình 6-3
Tại mặt cắt x có

qx = C y2

Tại mặt cắt x + dx có

qx + dx = C (y + dy)2

Lu lợng tăng thêm trên đoạn dx là dq.
dq = qx + dx - qx = C (y + dy)2 - C y2
= 2 Cy dy + C (dy)2
Bỏ qua trị số C (dy)2 vì rất nhỏ so với Cy2
Vậy

dq = 2 Cy dy

(6-3)

Mặt khác ta thấy rằng sở dĩ có lu lợng tăng thêm trong đoạn dx, vì
cờng độ ma P lớn hơn cờng độ ngấm K.
Lợng ma trên đoạn dx là

P dx . 1

Lợng ngấm trên đoạn dx là

K dx . 1

Vậy lu lợng tăng thêm trên đoạn dx là:
q = (P - K) dx

(6-4)

Cân bằng (1) và (2) ta có:
(P - K) dx = 2 Cy dy
Tích phân 2 vế ta có với điều kiện biên

Ta có:

x=0

có

y=0

x=1

có

y=h

1

1

0

0

(P - K) dx = 2C y dy

(P - K) l = C h2
145


Có thể viết:
PK
. P . l = Ch2
P

=

PK
P

là hệ số dòng chảy
Vậy:

h=

Pl
C

(6-5)

c. Lợng nớc tại mặt ruộng khi ma:

Sau khi ma, lớp nớc cuối ruộng là h, ruộng có chiều dài l, chiều rộng
1m, đờng mặt nớc theo một đờng cong nhất định.
Vậy lợng nớc còn lại sau khi ma là: W = à . l . h . 1
à : là hệ số hình dạng của đờng mặt nớc trong trờng hợp này
thờng à = 2/3.
Vậy

Wcòn =

2
lh
3

Wcòn =

2 . P l
l
3
C

(6-6)

Lợng Wcòn cũng có thể xác định từ lu lợng và thời gian tiêu nớc sau
khi ma.
Ta gọi: t : Thời gian ma
[t]: thời gian tiêu nớc cho phép với khả năng chịu ngập cây trồng
t0 : thời gian tiêu nớc sau khi ma.
Vậy phải thoả mãn điều kiện:
t + t0 < [t]
Sau khi ma, lợng nớc còn lại Wcòn sẽ phân làm 2 phần:

- Một phần tiêu khỏi mặt ruộng với lu lợng tiêu q0 là W0 = q0 t0

146


- Một phần ngấm vào ruộng với hệ số ngâm K là Wn =

Vậy

Kl

Wcòn = t0 q 0 +

2


1
lKt0
2

(6-7)

d. Chiều dài ruộng tiêu l:

Lu lợng tiêu bình quân là q0.
q0 = C h

2

Trong đó h : Độ sâu lớp nớc bình quân ở cuối rãnh tiêu h =

2

Vậy

C h2
h
q0 = C =
4
2

Thay

h=

q0 =

Pl
vào q0 ta có:
C
C Pl Pl
.
=
4 C
4

Thay q0 vào:
Kl

Wcòn = t0 q o +
2

Ta có:

Wcòn =

t0
( P l + 2 K l)
4

(6-8)

Mặt khác:

Wcòn =

2 Pl
l
3
C

(6-9)

Cân bằng (1) và (2) ta có:
2 P l t 0l
l
=
(P + 2K)
3
C
4

t0 =


8 Pl
1
l
x

3
C
P + 2 K
147

h
2


Biến đổi

Vậy

P K
P + 2K =
P + 2K = P + K
P
Pl
8
C
t0 =
3 P+K

Từ trên rút ra l:
9 C ( P + K )2 t 0
l=
64
P
C ( P + K )2 t 0
l
7P

(6-10)

Công thức tính theo đơn vị chiều dài l mm, cờng độ ma và ngấm là
mm/ngày, thời gian t0 tính bằng giờ (h). Nếu đổi công thức trên ra các đơn vị
sau: l tính bằng m và t0 tính bằng sec.
Thì chiều dài ruộng tiêu đợc viết nh sau:
1 C ( P + K )2 t 20
l=
2
P
C ( P + K )2 t 20
l=
2 (P K)
ii. tính toán tiêu ngầm cho cây trồng cạn
1. Tác dụng điều tiết mực nớc ngầm của rãnh tiêu:

Tại khu trồng trọt, nếu ma kéo dài, nớc sẽ ngấm liên tục xuống đất
làm cho mực nớc ngầm dâng cao, ảnh hởng đến tầng đất ẩm nuôi cây làm
cho cây trồng cạn bị úng. Do đó phải xây dựng hệ thống tiêu nớc ngầm để
tháo lợng nớc thừa ra khỏi ruộng. Việc tiêu nớc ngầm nhanh hay chậm phụ

thuộc vào khoảng cách và độ sâu của các rãnh tiêu.
Nếu khoảng cách giữa các rãnh tiêu lớn thì tốc độ dốc mặt nớc ngầm
nhỏ, lợng nớc ngầm chảy ra rãnh tiêu ít hơn lợng nớc ma ngấm xuống
148


đất, nếu ma kéo dài thì mực nớc ngầm dâng cao. Do đó phải xác định
khoảng cách của rãnh tiêu thích hợp với tốc độ ngấm không thay đổi thì mực
nớc ngầm dâng cao tới mức độ nhất định (không ảnh hởng đến cây trồng) rồi
ngừng lại và duy trì ở mức độ đó dẫu cho ma vẫn kéo dài. Khi ma tạnh rãnh
tiêu có tác dụng làm hạ thấp mực nớc ngầm.
Qua đó ta thấy rằng nếu khoảng cách giữa 2 rãnh tiêu bố trí hợp lý thì
rãnh tiêu có tác dụng điều tiết nớc ngầm rõ rệt. Trong thời kỳ đầu của trận ma
rãnh tiêu có khả năng hạn chế sự dâng cao của nớc ngầm, ma kéo dài thì rãnh
tiêu có khả năng duy trì nớc ngầm ở độ sâu nhất định không cho ảnh hởng đến
cây trồng. Khi ma tạnh thì rãnh tiêu có khả năng hạ thấp mực nớc ngầm.
Trong tính toán tiêu nớc ngầm cho ruộng trồng cạn, giữa chiều sâu và
khoảng cách rãnh tiêu nớc ngầm có quan hệ rất chặt chẽ. Khi thiết kế thờng
xác định chiều sâu của rãnh tiêu nớc, rồi căn cứ vào chiều sâu đó để xác định
khoảng cách giữa hai rãnh tiêu nớc ngầm.
Mực nớc ngầm đợc hạ thấp nhiều hay ít, nhanh hay chậm chủ yếu
phụ thuộc vào khoảng cách 2 rãnh tiêu, chiều sâu rãnh tiêu và tính chất ngấm
của đất.
Z

S

d

h
b
Z

Hình 6-4
Giữa khoảng cách L và độ sâu S của rãnh tiêu có mối quan hệ hình học
nh sau:
S=Z+h+

Lb
tang
2

149


Trong đó:
L : Khoảng cách giữa 2 rãnh tiêu
S : Chiều sâu rãnh tiêu
b : Chiều rộng đáy rãnh tiêu
h : Chiều sâu nớc trong rãnh tiêu
Z : Chiều sâu lớn nhất của tầng đất ẩm nuôi cây, không cho phép nớc
ngầm xâm nhập.
: Góc đờng cong mặt nớc ngầm phụ thuộc vào tính chất ngầm
của các loại đất.
tang

Loại đất

Đất cát

0,005 ữ 0,025

Đất thịt pha cát

0,02 ữ 0,05

Đất thịt pha sét

0,03 ữ 0,07

Loại đất

tang

Đất sét

0,05 ữ 0,11

Đất sét nặng

0,06 ữ 0,12

Qua công thức trên ta thấy rằng S và L có quan hệ chặt chẽ với nhau.
Nếu rãnh tiêu đào sâu thì có thể tăng khoảng cách rãnh tiêu, còn rãnh tiêu nông
thì các rãnh tiêu có khoảng cách dày hơn. Mỗi biện pháp đều có những u
khuyết điểm riêng của nó.
Nếu dùng biện pháp đào sâu rãnh tiêu để tăng khoảng cách rãnh tiêu thì:
- Thuận tiện cho cơ giới hoá, giảm nhỏ diện tích dùng cho kênh mơng
do các kênh bố trí tha.

- Tuy nhiên do khoảng cách rãnh tiêu lớn làm cho việc hạ thấp nớc
ngầm không đều ảnh hởng đến sự phát triển cây trồng trên đồng ruộng.
- Rãnh tiêu sâu, việc thi công sẽ khó khăn trong việc tìm khu nhận nớc
tiêu.
Nếu dùng biện pháp thu hẹp khoảng cách rãnh tiêu thì có những u
khuyết điểm sau:
150


- Rãnh tiêu bố trí dày, mặt ruộng bị chia cắt thành nhiều mảnh nhỏ, ảnh
hởng đến hoạt động canh tác cơ giới. Để khắc phục có thể thay rãnh tiêu lộ
thiên bằng hệ thống rãnh tiêu ngầm.
- Rãnh tiêu nông làm cho độ sâu nớc ngầm hạ xuống đồng đều hơn,
không ảnh hởng xấu đến cây trồng.
- Rãnh tiêu nông việc thi công có dễ dàng hơn, tuy nhiên rãnh tiêu chóng
bị bồi lấp, dễ mọc cỏ dại.
Trong thực tế, đối với vùng không bị mặn yêu cầu khống chế mực nớc
ngầm ở độ sâu thờng 1,5m ở vùng đất mặn thì chiều sâu khống chế thờng từ
1,8 đến 2,5m. Khoảng cách rãnh tiêu còn phụ thuộc vào chất đất, thờng vào
khoảng 200 ữ 300m (ứng với chiều sâu nói trên).
2. Tính toán tiêu ngầm cho rãnh tiêu hoàn chỉnh.

Rãnh tiêu hoàn chỉnh là rãnh tiêu mà đáy của nó đặt trên tầng không
thấm.
a. Tính toán lu lợng tiêu vào rãnh tiêu trong khi ma để bảo đảm
không cho mực nớc ngầm dâng cao.
h
(l - x)

P0

z
dh

h

q1

K
x

0
b
x

dx
(x + dx)
l

Hình 6-5

151


Tính toán trên đơn vị chiều rộng là 1m. Phạm vi xem xét 1/2 khoảng
cách giữa 2 rãnh tiêu xem xét trên trục toạ độ Oh, Ox tâm O tại trung điểm của
đáy rãnh tiêu.
Ta gọi:

q1 : Lu lợng đơn vị chảy từ 1 bên vào rãnh tiêu

q2 = 2q1 : Lu lợng chảy từ 2 bên vào rãnh tiêu
b : Một nửa chiều rộng của khoảng cách 2 rãnh tiêu L
P0 : Lợng nớc ma ngấm vào đất
K : Hệ số ngầm của đất
h0 : Chiều sâu lớp nớc của rãnh tiêu
qx : Lu lợng đơn vị tại mặt cắt x

Lu lợng đơn vị qx có thể xác định từ 2 cách:
- Lu lợng qx do lợng ma ngấm vào đất trên diện tích (1 - x) x 1
qx = P0 (l - x) l

(6-12)

- Lu lợng qx đợc tính là lu lợng ngầm qua mặt cắt x có tiết diện là
(h x 1)
qx = (h . 1) K

dh
dx

(6-13)

Cân bằng (1) và (2) ta có:
P0 (l - x) = Kh

dh
dx

P (l - x) dx = K h d h
Tích phân 2 vế theo x và h

P0 (l x)dx = K h d h
2
2
P0 lx - P0 x = Kh
2
2

Lấy theo điều kiện biên Khi x = l
152

h=H


và

x=b

h = h0

Sau đó biến đổi ta có:
P0 (l - b0)2 = K(H2 - h02)
Vid b0 << 1 nên có thể xem (l - b0)2 l2
P0 l2 = K(H2 - h02)
Từ (1) ta có

qx = P0 (l - x)

Khi x = 0 thì ta đợc

q1 = P0 l

Vậy công thức trên có thể viết:
P0 l2 = q1 b = K (H2 - h02)
K (H 2 h 20 )
q1 = P0 l =
l

Vậy

(6-14)

b. Độ sâu mực nớc ngầm tại trung tâm hai rãnh tiêu:

Khi rãnh tiêu làm việc thì đờng mực nớc ngầm có dạng hình cong
điểm cao nhất nằm ở trung tâm hai rãnh tiêu. Để bảo đảm cây trồng sinh trởng
tốt, mực nớc ngầm phải nằm ngoài tầng đất ẩm nuôi cây, do đó nếu tại trung
tâm giữa hai rãnh tiêu mực nớc ngầm thoả mãn điều kiện đó thì toàn bộ diện
tích ruộng cũng có mực nớc ngầm nằm sâu hơn tầng đất ẩm nuôi cây.
Từ công thức:
Rút ra đợc:
Gọi

P l = K (H2 - h02)
H=

P l 2 K h 20
K

Z là đồ sâu mực nớc ngầm tại trung tâm hai rãnh tiêu
S : độ sâu rãnh tiêu

Ta có:
Vậy:

Z=S-H
Z=S-

P l 2 K h 20
K

153

(6-15)


c. Thời gian hạ mực nớc ngầm:

Sau khi tạnh ma, nớc ngầm vẫn tiếp tục tiêu ra rãnh (từ 1 bên) với lu
lợng là q1, sau thời gian t0 mực nớc trung tâm 2 rãnh tiêu sẽ hạ từ H1 xuống H2.

dh

Z
S

H1
h

H2

h0
L
2
L

Hình 6-6
Ta xem xét với chiều rộng đơn vị là 1m. Sau thời gian điện tử, lợng
nớc tiêu thoát là q1 dt, mực nớc ngầm ở trung tâm sẽ hạ xuống dH, khối
lợng nớc ngầm đợc thoát ra rãnh tiêu là:
A(1 - max) l dH = ldh

(6-16)

Vậy ta có:
q1 dt = l d h
K (H 2 h 20 )
Thay q1 =
vào phơng trình trên, mặt khác h02 << H2 nên có
l
thể bỏ qua.
K

H2
dt = l H
l

l2 d H
.
dt =
K H2

Tích phân 2 vế với giới hạn:

t=0

H = H1

t = t0

H = H2

154


l2
0 dt = K

t0

H2

dH

H

2

H1

Do t tăng thì H giảm, để phơng trình phù hợp với thực tế ta đặc dấu âm

bên vế phải phơng trình, tức là:
l 2 H dH
0 dt = K H H 2

t0

2

1

l2 1
t =

K
H
t
0

H1

0

H2

1
l2 1


+
t0 =

K H 2 H1
Vậy

1
l2 1


t0 =

K H 2 H1

(6-17)

d. Khoảng cách giữa hai rãnh tiêu:

Từ

t0 =

l2 =

l2 1
1

rút ra l

K H 2 H1
K t0
K t 0 H1 H 2
=

1
1 ( H1 H 2 )



H 2 H1

l=

K t 0 H1 H 2
( H1 H 2 )

Khoảng cách giữa hai rãnh tiêu L = 2 l
Vậy

L=2

K t 0 H1 H 2
( H1 H 2 )

(6-18)

3. Tính toán rãnh tiêu không hoàn chỉnh:

Rãnh tiêu không hoàn chỉnh là trờng hợp tầng không thấm nằm rất sâu,
hoặc tầng không thấm có hạn, những rãnh tiêu đặt cao hơn tầng không thấm.
155


h

H


h0

x




Rãnh tiêu không
hoàn chỉnh
h

H





x

a

Hình 6-7
a. Tính toán lu lợng tiêu:

Để đơn giản trong tính toán ta xem đờng đẳng áp tiêu nớc vào rãnh là
đờng tròn có tâm tại trung tâm rãnh tiêu.

Góc = + là góc độ của nớc ngầm chảy vào rãnh, trong đó:
: Là góc phía trên trục x, có thể xem = artg H/l.
: Là góc phía trên trục x, có thể xem = artg a/l.
Nếu tầng không thấm nằm rất sâu thì xem = 900.
Lu lợng tiêu đơn vị (trên 1m rộng) chảy từ 1 bên vào rãnh tiêu là q1.
156


Tại vị trí x, lợng nớc ma ngấm vào đất là:
q1 = P0 (1 - x)

(6-19)

Và cũng tại mặt cắt x, lợng nớc ngấm vào rãnh là:
dh
q1 = 2 x
K
360

dx

(6-20)

Lợng nớc ma ngấm xuống phải đợc tiêu thoát vào rãnh tiêu, do đó
ta cân bằng (6-19) và (6-20)
dh
P0 (l - x) = 2 x
K
360 dx

P0 l

P0 dx = 2 K
dh

x
360




Tích phân 2 vế theo điều kiện biên
Khi

x = t0

h = h0

x=l

h=H

P0 l

P0 dx = 2 K
dh
x
360

l


P0l . ln x - P0x = 2 K
h
360
r
P0l . ln

H

h0

l

- P0 (l - r0) = 2 K
(H - h0)
r0
360

Do l >> r0 nên bỏ qua r0 trong số hạng P0 (l - r0). Vậy ta có:
l


P0l ln 1 = 2 K
(H h 0 )

360
r0

Ta biết rằng nếu x = l thì ta sẽ có lu lợng chảy vào rãnh là q1 = P0l, do
đó ta thay q1 vào công thức trên và rút ra:

157



2 K
(H h 0 )
360

q=
l
ln 1
r

(6-21)

thay ln 2,72 = 1 vào trên ta có:

2 K
(H h 0 )
360

q1 =
l
ln

2,72 r0

(6-22)

Lu lợng từ 2 bên chảy vào rãnh tiêu là q2
q2 = 2 q1
b. Mực nớc ở trung tâm 2 rãnh tiêu:

Từ công thức lu lợng rút ra đợc H:
360 P0 l
l
ln
+ h0
H =

2 K 2,72 r
c. Thời gian hạ mức nớc ngầm sau khi ma:

Cũng lý luận nh phần rãnh tiêu hoàn chỉnh ta có:
q1 dt = - l d H

Thay


2 K
(H h 0 )
360

vào trên
q1 =

l
ln
2,72 r0

2 K
(H h 0 )
360
dt = - l d H
ln 2,72 r0
l
2,72
dt =
dH

2 K
(H h 0 )
360
l . ln

158

(6-23)


Tích phân 2 vế với điều kiện

l
2,72 r0
0 dt =

2 K

360

t0

l . ln

H2

t=0

H = H1

t = t0

H = H2

dH

(H h

H1

0

)

l
H

2,72 r0
t =
. ln H

0
H
2K
360
t0

l ln

2

1

t0 =

l 360
l
H h
ln 1 0

ln
2 K 2,72 r0 H 2 h 0

(6-24)

4. Khoảng cách giữa hai rãnh tiêu ngầm:

Từ công thức t0 rút ra đợc l:
l=

2 K t0
H h
l
360
ln 1 0

ln
2,72 r0 H 2 h 0


(6-25)

Khoảng cách giữa hai rãnh tiêu ngầm L = 2 l
L=2l
III. Tiêu nớc ở ruộng lúa

Ruộng lúa tới ngập, khi ma lớp nớc mặt ruộng dâng cao cần phải tiêu
nớc để hạ lớp nớc xuống theo yêu cầu sinh trởng của cây trồng. Chiều dài
và chiều rộng thửa ruộng lúa nớc đợc xác định theo yêu cầu của tới. Do đó
đối với kỹ thuật tiêu nớc cho ruộng lúa là cần xác định hình thức công trình
tiêu và kích thớc của nó.
1. Kích thớc thửa ruộng lúa nớc:

Thửa ruộng là đơn vị canh tác nhỏ nhất cần đạt các yêu cầu sau:
- Bảo đảm duy trì lớp nớc ruộng theo công thức tới tăng sản.
159

- Tiêu nớc kịp thời khi có ma lớn.
- Thuận tiện cho canh tác và chăm sóc quản lý mặt ruộng.
Để đảm bảo tới tiêu kịp thời, mặt ruộng cần phải bằng phẳng, độ dốc
theo chiều dọc khoảng từ 0,001 đến 0,0005. Vậy chiều dài thửa l = 50 ữ 100m.
Để bảo đảm thuận lợi cho việc chăm sóc thu hoạch, chiều rộng thửa ruộng
khoảng 20 đến 30m là vừa. Để thuận tiện cho công tác quản lý ruộng đất, số
thửa trên 1ha nên bằng nhau. Tổng hợp các yêu cầu trên, diện tích thửa ruộng
hợp lý đề nghị bằng 1/4 ha (kích thớc là: Dài 100m, rộng 25m) hoặc 1/8 ha
(kích thớc là 50m x 25m)
2. Bố trí tới tiêu trong thửa ruộng:

Các thửa ruộng đợc bố trí tới tiêu độc lập, không tới tiêu liền thửa,
tới tràn lan chiều dài thửa ruộng chính là khoảng cách giữa hai kênh tới tiêu
cuối cùng, kênh tới đặt phía ruộng cao, kênh tiêu đặt phía ruộng thấp. Bố trí
cửa lấy nớc tới và cửa tiêu ở hai đầu thửa ruộng
Kênh tổới

Cửa lấy nổớc tổới

Bờ ruộng
Thửa ruộng
Kênh tiêu

Cửa tiêu nổớc

Hình 6-7
3. Cửa tiêu nớc từ ruộng ra rãnh tiêu:

Để tiêu nớc từ ruộng nớc ra rãnh tiêu ngời ta thờng đặt các loại

công trình sau:
a. Đờng tràn tiêu nớc tự động cố định:

Xây dựng đờng tràn tại bờ với chiều cao cố định hmax, khi ma lớp nớc
trong ruộng cao quá hmax sẽ tự động tràn ra rãnh tiêu. Công trình tràn đợc xem
160


nh là đập tràn đỉnh rộng. Chiều rộng đờng tràn đợc xác định theo yêu cầu
tiêu nớc đợc tính toán ở chơng "Chế độ tiêu".

a

a

hmax

Đờng tràn tiêu nớc cố định

hmax

Cửa tràn tiêu có rãnh phai
Hình 6-8

b. Cửa tràn tiêu tự động:

Trên bờ rãnh tiêu xây dựng 2 mố của cửa tiêu nớc, có rãnh để đặt phai
(bằng gỗ). Tuỳ theo yêu cầu giữ nớc ở từng thời kỳ của cây mà đặt chiều cao
của cửa phai ở độ cao thích hợp hmax. Nói chung đỉnh của phai thờng đặt ở
mức nớc cao nhất của thời kỳ sinh trởng đó. Khi ma mực nớc trong ruộng

cao quá đỉnh phai, nớc sẽ tự động tiêu vào rãnh. Công trình này có thể thay
đổi chiều cao hmax trong từng thời kỳ sinh trởng của cây trồng. Công trình tiêu
nớc loại này đợc xem là một đập tràn thành móng.
c. Công trình tiêu nớc bằng ống tiêu ngầm:
ống tiêu ngầm có tiết diện hình tròn hoặc hình vuông, có thể làm từ vật

liệu bất kỳ thậm chí cả tre, bơng, gỗ. Tấm nắp đậy có thể theo kiểu tấm rút lên
xuống hoặc tấm xoay.

rãnh tiêu

Ruộng

ống tiêu
Hình 6-9
161


Chơng VII:

Bố trí hệ thống thuỷ nông

i. cấu tạo hệ thống thuỷ nông
Hệ thống thuỷ nông là một tập hợp các công trình làm nhiệm vụ phục vụ
tới tiêu cho sản xuất nông nghiệp. Hệ thống thuỷ nông bao gồm các thành
phần sau:
1. Nguồn nớc tới:
Nguồn nớc tới có thể là nớc mặt hoặc nớc ngầm, nhng đối với
nớc ta thì nớc mặt là nguồn nớc tới chủ yếu. Nguồn nớc mặt là nớc trên
sông, suối, ao hồ hoặc nguồn nớc thải từ khu công nghiệp và dân c.

2. Công trình đầu mối tới:
Tuỳ theo quan hệ giữa lu lợng, mực nớc của nguồn nớc và yêu cầu
của khu tới, cùng với điều kiện địa hình, địa chất mà có những loại cụm công
trình đầu mối khác nhau nh:
- Lấy nớc không đập: Công trình đầu mối là cống lấy nớc.
- Lấy nớc có đập dâng: Công trình đầu mối là đập dâng, cống lấy nớc
và cống xả cát.
- Lấy nớc hồ chứa: Công trình đầu mối là đập ngăn sông, hồ chứa, cống
lấy nớc, tràn xà lũ, cống xả cát.
- Lấy nớc động lực: Công trình đầu mối là trạm bơm tới.
3. Hệ thống kênh mơng tới:
Hệ thống kênh mơng tới làm nhiệm vụ chuyển nớc từ nguồn nớc về
đến mặt ruộng để cung cấp cho cây trồng. Kênh mơng có nhiều cấp, tuỳ theo
quy mô và địa hình khu tới mà có từ 3 đến 5 cấp kênh.
162


4. Hệ thống kênh mơng tiêu:
Kênh tiêu làm nhiệm vụ tiêu nớc thừa ra khỏi khu trồng trọt để đảm bảo
điều kiện sinh trởng cây trồng. Kênh tiêu cũng có các cấp kênh nh kênh tới.
5. Hệ thống điều tiết nớc ruộng:
Hệ thống điều tiết nớc ruộng là hệ thống kênh mơng tạm thời hoặc
bán cố định nằm gọn trong diện tích giới hạn bởi kênh cấp 5 và khoảng cách
của 2 kênh cấp 5 kề nhau. Diện tích này trong điều kiện cơ giới hiện đại là một
đơn vị canh tác cơ giới hoàn chỉnh.
6. Công trình đầu mối tiêu và khu nhận nớc tiêu:
Công trình đầu mối tiêu là công trình làm nhiệm vụ tiêu tháo toàn bộ
lợng nớc thừa ra khỏi khu trồng trọt. Công trình đầu mối tiêu thờng là cống
tiêu hoặc trạm bơm tiêu.
Khu nhận nớc tiêu thờng là sông suối ao hồ biển.

7. Công trình trong hệ thống thuỷ nông:
Để đảm bảo phân phối nớc và dẫn nớc tới mặt ruộng và tiêu nớc
thừa ra khỏi hệ thống cần phải có hàng loạt công trình trong hệ thống. Công
trình trong hệ thống gồm các loại sau:
a. Công trình quản lý tới tiêu: Gồm các loại nh cống lấy nớc, cống
điều tiết, công trình đo nớc (đo lu lợng, mực nớc).
b. Công trình vợt chớng ngạt vật: Loại công trình này gồm có: cầu
máng, xi phông, cống luồn, bậc nớc, dốc nớc...
c. Công trình bảo đảm an toàn cho kênh mơng: Loại công trình này
gồm có: tràn ngang, cống tháo, cuối kênh...
8. Mạng lới giao thông trong hệ thống thuỷ nông:
Mạng lới giao thông trong hệ thống là để phục vụ cho việc canh tác,
chăm sóc cây trồng, quản lý kênh mơng và công trình trong hệ thống thuỷ
nông.
163


II. Xác định nguồn nớc và lợng nớc yêu cầu của
khu tới
1. Xác định nguồn nớc tới:
a. Các loại nguồn nớc tới:
Nguồn nớc cung cấp cho khu tới bao gồm: nớc mặt, nớc ngầm và
nớc tái sử dụng từ khu công nghiệp và khu dân c, trong đó nguồn nớc tới
chủ yếu là nớc mặt.
Nớc mặt đất bao gồm nớc từ sông suối và nớc ao hồ có nguồn dòng
chảy bổ sung. Đối với nớc ta thuộc vùng nhiệt đới gió mùa lợng ma lớn tạo
dòng chảy trên sông suối khá phong phú, nên nguồn nớc tới chủ yếu là
nguồn nớc mặt từ sông suối.
Nớc ngầm bao gồm nớc ngầm tầng trên (nằm trên tầng không thấm)
và nớc ngầm tầng sâu. Trong đó nớc ngầm tầng trên đợc cung cấp từ nớc

ma, nằm sát mặt đất, khai thác dễ dàng, nên nó là một trong những nguồn
nớc tới cho vùng đất trồng trọt xa nguồn nớc mặt hoặc nguồn nớc mặt
thiếu thốn và khó khai thác.
Nớc thải từ khu công nghiệp và khu dân c là nguồn nớc tới tái sử
dụng, khi dòng nớc thải để tới cần chú ý đến chất lợng nớc.
b. Nguyên tắc chọn nguồn nớc tới: Khi chọn nguồn nớc tới cần
chú ý các yêu cầu sau:
- Nớc tới phải bảo đảm đợc chất lợng phù hợp với yêu cầu của cây
trồng về mặt hàm lợng bùn cát, độ khoáng hoá, nhiệt độ nớc.
- Có điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi cho việc xây dựng công trình
đầu mối và bố trí kênh dẫn vào khu tới.
- Việc thi công công trình thuận lợi, giá thành xây dựng thấp.
- Công trình lấy nớc không gây ô nhiễm và ảnh hởng đến điều kiện
môi sinh.
164


- Nguồn nớc tới phải bảo đảm về lợng nớc yêu cầu của cây trồng
trong khu tới theo mùa, theo năm hoặc theo một chu kỳ thuỷ văn.
c. Sơ bộ tính toán nguồn nớc tới:
Sau khi xác định đợc nguồn nớc tới, sơ bộ xác định vùng công trình
đầu mối để xây dựng công trình lấy nớc vào khu tới. Từ vị trí công trình đầu
mối, xác định lu vực tập trung nớc, từ đó tính toán lu lợng đến của nguồn
nớc theo tần suất thiết kế (P = 75%) và phân phối lợng dòng chảy theo năm
thiết kế.
Cùng với việc xác định dòng chảy đến của nguồn nớc, sơ bộ xác định
mực nớc của nguồn nớc tại vị trí công trình đầu mối đã chọn. Nói tóm tại ta
phải xác định đợc (QS ~ t) và (HS ~ t) theo tần suất thiết kế.
2. Xác định sơ bộ lu lợng và mực nớc yêu cầu của khu tới tại đầu mối:
a. Lu lợng yêu cầu của khu tới:

Lu lợng yêu cầu của khu tới tại công trình đầu mối đợc xác định sơ
bộ theo công thức:
Qđầu mối = QK =

q.


(7-1)

Trong đó:
q : Hệ số tới thiết kế
: Diện tích trồng trọt khu tới
: Hệ số lợi dụng nớc của hệ thống tới

Hệ số phải đợc tính toán qua lu lợng tổn thất trên kênh. Trong tính
sơ bộ thì có thể xác định theo diện tích khu tới và tính chất ngấm của kênh
đất nh sau:

165