NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TỔN THẤT HỒ CHỨA VỪA VÀ NHỎ VÙNG NÚI TRUNG DU TỈNH VĨNH PHÚC

L IC M

N

♥
Lu n V n”Nghiên c u đánh giá t n th t h ch a v a và nh vùng núi
trung du t nh V nh Phúc”đ

c th c hi n t tháng 12 n m 2010. Ngoài s c

g ng c a b n thân, tác gi đã đ

c s giúp đ nhi t tình c a th y, cô giáo, gia

đình và b n bè.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo TS. oàn Trung L u,
ng

i đã tr c ti p t n tình h

ng d n, giúp đ và cung c p nh ng tài li u,

nh ng thông tin c n thi t cho tác gi hoàn thành Lu n v n này.
Tác gi xin chân thành c m n s giúp đ c a Chi c c Th y l i V nh
Phúc, Công ty TNHH 1 thành viên Th y l i Tam

o, Công ty TNHH 1 thành

viên Th y l i L p Th ch, Công ty TNHH 1 thành viên Th y l i Phúc Yên và
các đ ng nghi p đã cung c p các tài li u c n thi t cho tác gi hoàn thành lu n
v n.

Tuy nhiên do th i gian có h n, trình đ còn h n ch , s li u và công tác x
lý s li u v i kh i l

ng l n nên nh ng thi u xót c a Lu n v n là không th

tránh kh i do đó tác gi r t mong ti p t c nh n đ

c s ch b o giúp đ c a các

th y cô giáo c ng nh nh ng ý ki n đóng góp c a b n bè và c a đ ng nghi p.
Cu i cùng tác gi xin chân thành c m n t m lòng c a nh ng ng

i thân

trong gia đình, b n bè đã đ ng viên giúp đ khích l tác gi trong su t quá trình
h c t p và hoàn thành lu n v n này.
Xin chân thành c m n./.
Hà N i, tháng 3 n m 2011
Tác gi

Ph m Hùng C

ng


M CL C
M
CH

U .........................................................................................................1

NG 1

T NG QUAN V H

CH A VÀ

C TÍNH I U TI T DÒNG CH Y

C A H CH A V A VÀ NH PH C V NÔNG NGHI P ............................3
1.1. H CH A .................................................................................................3
1.1.1. Khái ni m h ch a ................................................................................3
1.1.2. Phân lo i và công trình th y công c a h ch a n
1.1.3.

c tr ng đ a hình h ch a n

c ........................3

c ........................................................5

1.2. I U TI T DÒNG CH Y B NG H CH A ........................................6
1.2.1. Khái ni m đi u ti t dòng ch y b ng h ch a .....................................6
1.2.2. Phân lo i đi u ti t dòng ch y c p n

c ..............................................6

1.2.3. Vai trò đi u ti t dòng ch y c a h ch a trong bài toán c p n

c

cho Nông nghi p ..............................................................................................7
1.3. NH NG

C

I M H

CH A N

C V A VÀ NH

PH C V

NÔNG NGHI P T NH V NH PHÚC ..............................................................8
CH

NG 2

T N TH T TRONG H
2.1. NGUYÊN LÝ VÀ PH
C PN

CH A, CÁC PH
NG PHÁP TÍNH

NG PHÁP XÁC

NH..10

I U TI T DÒNG CH Y

C ..............................................................................................................10

2.1.1. Nguyên lý đi u ti t ..............................................................................10
2.1.2. Ph

ng pháp tính đi u ti t dòng ch y c p n

c .............................11

2.2. T N TH T VÀ PHÂN LO I T N TH T C A H CH A ..............16
2.3. PHÂN TÍCH NHÂN T

NH H

NG, CÁCH XÁC

NH T N TH T

TRONG H CH A ........................................................................................................17
2.3.1. T n th t do b c h i ..................................................................................17
2.3.2. T n th t th m .....................................................................................18


CH

NG 3

TÍNH TOÁN DÒNG CH Y
S

H

N VÀ NHU C U DÙNG N

CM T

CH A T NH V NH PHÚC ...........................................................20

3.1. GI I THI U CÁC H CH A NGHIÊN C U .....................................20
3.1.1. H

i L i ...........................................................................................20

3.1.2. H X H

ng ......................................................................................21

3.1.3. H Thanh Lanh ..................................................................................22
3.1.4. H Vân Tr c .......................................................................................22
3.1.5. H V nh Thành ...................................................................................23
3.2. TÍNH TOÁN DÒNG CH Y
3.2.1. Ph

N TH C T H CH A ....................24

ng pháp tính ...............................................................................24

3.2.2. Tr ng thái tính ....................................................................................26
3.2.3. K t qu tính .........................................................................................27

3.3. KHÔI PH C YÊU C U DÙNG N

C C A H CH A ...................29

3.3.1. H nghiên c u và các tr ng thái tính toán .......................................29
3.3.2. Ph

ng pháp xác đ nh yêu c u dùng n

c ......................................29

3.3.3. K t qu ................................................................................................36
CH

NG 4

XÁC
C PN

NH L

NG T N TH T N

CH

CH A V A VÀ NH

C PH C V NÔNG NGHI P VÙNG NÚI VÀ TRUNG DU

T NH V NH PHÚC ......................................................................................45

4.1. L A CH N CÁC H NGHIÊN C U ..................................................45
4.2. TÍNH TOÁN L

NG N

C T N TH T CÁC H

CH A

NGHIÊN C U ......................................................................................45
4.2.1. Tính toán đi u ti t h ch a ................................................................45
4.2.2. Tính t n th t ........................................................................................46
4.3. ÁNH GIÁ K T QU ...........................................................................67
K T LU N ...................................................................................................69
TÀI LI U THAM KH O ...........................................................................71


DANH M C CÁC HÌNH V
Hình 1.1: Bi u đ đ c tr ng đ a hình h ch a
Hình 1.2: B n đ h th ng h ch a ph c v nông nghi p t nh V nh Phúc
Hình 3.1: Bi u đ quá trình c p n

ch

iL i

Hình 3.2: Bi u đ quá trình c p n

ch X H

Hình 3.3: Bi u đ quá trình c p n

c h Thanh Lanh

Hình 3.4: Bi u đ quá trình c p n

c h Vân Tr c

Hình 3.5: Bi u đ quá trình c p n

c h V nh Thành

ng

DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1.1: Nhu c u n

c c a m t s h t nh V nh Phúc

B ng 2.1: Tiêu chu n th m trong kho n

c

B ng 3.1: Quan h (Z-F) và (Z-V) c a h ch a

iL i

B ng 3.2: Quan h (Z-F) và (Z-V) c a h ch a X H

ng

B ng 3.3: Quan h (Z-F) và (Z-V) c a h ch a Thanh Lanh
B ng 3.4: Quan h (Z-F) và (Z-V) c a h ch a Vân Tr c
B ng 3.5: Quan h (Z-F) và (Z-V) c a h ch a V nh Thành
B ng 3.6: Quá trình dòng ch y đ n l u v c h

iL i

B ng 3.7: Quá trình dòng ch y đ n l u v c h X H

ng

B ng 3.8: Quá trình dòng ch y đ n l u v c h Thanh Lanh
B ng 3.9: Quá trình dòng ch y đ n l u v c h V nh Thành
B ng 3.10: Quá trình dòng ch y đ n l u v c h Vân Tr c
B ng 3.11: K t qu tính toán ch đ t
B ng 3.12: M c t

i q (l/s/ha) t nh V nh Phúc

i cây tr ng t nh V nh Phúc

B ng 3.13: Yêu c u c p n

ch

iL i

B ng 3.14: Yêu c u c p n

ch X H

B ng 3.15: Yêu c u c p n

c h Thanh Lanh

B ng 3.16: Yêu c u c p n

c h V nh Thành

ng


B ng 3.17: Yêu c u c p n

c h Vân tr c

B ng 3.18: Th ng kê di n tích t

i các h nghiên c u

B ng 4.1: T n th t b c h i ph thêm h

iL i

B ng 4.2: T n th t b c h i ph thêm h X H

ng

B ng 4.3: T n th t b c h i ph thêm h Thanh Lanh

B ng 4.4: T n th t b c h i ph thêm h Vân Tr c
B ng 4.5: T n th t b c h i ph thêm h V nh Thành
B ng 4.6: Tính toán t n th t h

iL i

B ng 4.7: Tính toán t n th t h X H

ng

B ng 4.8: Tính toán t n th t h Thanh Lanh
B ng 4.9: Tính toán t n th t h Vân Tr c
B ng 4.10: Tính toán t n th t h V nh Thành
B ng 4.11: K t qu tính l

ng t n th t h

iL i

B ng 4.12: K t qu tính l

ng t n th t h X H

B ng 4.13: K t qu tính l

ng t n th t h Vân Tr c

B ng 4.14: K t qu tính l

ng t n th t h Thanh Lanh

B ng 4.15: K t qu tính l

ng t n th t h V nh Thành

ng


1

U

M
I. TÍNH C P THI T C A

TÀI.

H ch a là lo i công trình th y l i có tính hi u qu cao trong nhi m v
c pn

c và phòng ch ng l b i kh n ng đi u ti t c a h ch a.

kh n ng tr n
mùa thi u n

c trong các mùa th a n

c, tr n

c đ dùng và s d ng trong các

c l khi l v h ch a nh m c t l b o đ m an toàn

cho công trình h ch a và h du h ch a.
n m qua hàng lo t công trình h ch a đ
d ng n

ó chính là

Vi t Nam chúng ta trong nhi u
c xây d ng ph c v cho vi c s

c trong nông nghi p, công nghi p, phát đi n, du l ch...

Trong quy ho ch tính toán thi t k h ch a v i nguyên lý đi u ti t dòng
ch y theo ph
n

ng trình cân b ng n

c gi a l

ng n

c đ n h ch a và l

ng

c tháo ra kh i h ch a v i chu k đi u ti t c a h vi c tính toán t n th t

h ch a trong đó g m hai thành ph n chính là t n th t b c h i ph thêm và
t n th t th m là r t ph c t p b i vì hai thành ph n này không ch ph thu c
vào đi u ki n t nhiên c a vùng xây d ng h mà còn ph thu c vào m c tiêu,
nhi m vu khai thác h su t th i gian qu n lý v n hành.
b

c đ u phân tích đánh giá v ý ngh a v t lý c a t n th t h ch a

c ng nh tính toán đ nh l

ng l

ng t n th t h ch a lu n v n th c s c a em

l a ch n v n đ khoa h c này v i vi c nghiên c u cho m t s h ch a vùng
núi và trung du (thu c t nh V nh Phúc) nh m b

c đ u nghiên c u nh ng c

s khoa h c v vi c đánh giá t n th t c a h ch a v a và nh .
II. M C ÍCH C A

TÀI.

- V lý thuy t: C ng c ki n th c khoa h c v quy ho ch qu n lý tài nguyên
n c, trong đó t p chung vào bài toán qu n lý khai thác tài nguyên n c ph c v
nông nghi p b ng các công trình h ch a.
- V th c t : Thông qua vi c nghiên c u c th v n đ “ t n th t n c h
ch a v a và nh vùng núi trung du t nh V nh Phúc” thu ho ch đ

c nh ng c s

khoa h c, nh ng kinh nghi m th c t cho vi c nghiên c u m r ng v i h ch a
các vùng khác nhau trong toàn qu c.


2

III.

IT

NG VÀ PH M V NGHIÊN C U

it

ng nghiên c u là t n th t b c h i ph thêm và t n th t th m c a

h ch a
Ph m vi nghiên c u là các h ch a v a và nh vùng núi trung du t nh
V nh Phúc
IV. PH

NG PHÁP NGHIÊN C U.

- Ph

ng pháp đi u tra, th c nghi m.

- Ph

ng pháp th ng kê

- Ph

ng pháp tính toán cân b ng n

- Ph

ng pháp t ng h p đ a lý

- Ph

ng pháp mô hình khôi ph c dòng ch y n m (TANK)

c

V. CÁCH TI P C N
- Thu th p các tài li u nh đ a lý t nhiên, th y v n tài nguyên n

c,

hi n tr ng th y l i … và các tài li u liên quan c a các h ch a v a và nh đã
xây d ng c a t nh V nh Phúc.
- i u tra, đo đ c th c nghi m v t n th t n
- ánh giá cân b ng n

c các h ch a

c h ch a c a nh ng n m th c t đi n hình.

VI. B C C LU N V N
tài lu n v n th c s c a em “ Nghiên c u đánh giá t n th t n
ch a v a và nh vùng núi trung du T nh V nh Phúc” đ

ch

c c u trúc 4 ch

ng

và ph n m đ u, k t lu n.
Ch

ng 1: T ng quan v h ch a và đ c tính đi u ti t dòng ch y c a h

ch a v a và nh ph c v nông nghi p
Ch

ng 2: T n th t trong h ch a, các ph

ng pháp xác đ nh

Ch

ng 3: Tính toán dòng ch y đ n và nhu c u dùng n

cm ts h

ch a t nh V nh Phúc

Ch

ng 4: Xác đ nh l

ng t n th t n

c h ch a v a và nh c p n

ph c v nông nghi p vùng núi và trung du t nh V nh Phúc.

c


3

CH
T NG QUAN V H

NG 1

CH A VÀ

C TÍNH I U TI T

DÒNG CH Y C A H CH A V A VÀ NH PH C V NÔNG NGHI P
1.1. H CH A
1.1.1. Khái ni m h ch a
H ch a là n i d tr n
c u dùng và s d ng n
h ch a n

c khi th a n

c c a con ng

c nh m ph c v cho các yêu

i trong th i k thi u n

c.

ng th i

c còn làm nhi m v phòng ch ng l cho công trình h ch a và h

du h ch a. Kích th

c c a h ch a có th nh t vài tr m m3 đ n r t l n,
P

hàng t m3, các h ch a l n ph c v nông nghi p, phát đi n th
P

P

P

ng đ

c xây

d ng trên các thung l ng sông, su i.
1.1.2. Phân lo i và công trình th y công c a h ch a n

c

a, Phân lo i
H ch a đ
- B ch a n

c phân thành các lo i sau đây :
c kín: B ch a n

Lo i này có th đ t trên cao (các tháp n
- B ch a n

c h : lo i này đ

c kín b ng kim lo i, đá ho c bê tông.
c), trên m t đ t ho c

d

in

c.

c xây d ng ngay trên m t đ t ho c v a

đào v a đ p.

- H ch a đ

c xây d ng ngay trên khe su i, trên sông b ng các đ p

ch n ngang sông.
Lo i này th

ng có kích th

c l n và r t l n.

t nh v nh Phúc theo

th ng kê đ n nay có kho ng h n 400 h ch a v a và nh ph c v nông
nghi p, đ

c xây d ng trên các sông su i, có nh ng h ch a hình thành t

nhiên ho c nhân t o. Còn

Vi t Nam theo s li u th ng kê có nh ng h ch a


4

xây d ng trên các sông l n v i dung tích đ n hàng t m3, nh h Hòa Bình
P

P

trên sông à dung tích g n 10 t m3.
P

P

b, Các công trình ch y u c a h ch a
H ch a là m t ph n c a h th ng th y l i, đ

c liên k t v i h th ng

các công trình th y l i khác b i các c a ra c a nó. Các tuy n m t c t t i c a
vào, c a ra g i là các tuy n vào và tuy n ra. M t h ch a đ
h th ng mà s trao đ i n
gi a l

ng n

c vào, l

c mô t nh m t

c c a nó v i các h th ng khác trong m i quan h

ng n

c ra và dung tích ch a.

M t h ch a có th có nhi u tuy n vào và có th có nhi u tuy n ra.
N

c t h ch a qua c a đóng m vào các khu c p n

l u ph c v yêu c u dùng và s d ng c a con ng
xu ng h l u khi l

ng n

cv

t quá kh n ng tr n

c, qua c ng xu ng h
i ho c qua tràn x l
c c a h ch a … Các

công trình ch y u c a h ch a bao g m: đ p ch n n

c, c ng l y n

c và

công trình tháo l . Ngoài ra h ch a còn bao g m các h th ng kênh m
d nn

c t h ch a t i n i s d ng.
-

tuy n ra đ

p ch n đ

c xây d ng

c vào h n

ng n

c vào h , còn

tuy n vào đ

c vào h , ho c làm nhi m v tích

c: Là các c ng l y n

c vào kênh d n đ n các vùng đ

cđ

khác nhau, thông th

c xây d ng v i m c

cc pn

các vùng dân c , nhà máy th y đi n v.v.. .C ng l y n

c nh các khu t

i,

c có nhi u hình d ng

ng là c ng tròn ho c hình ch nh t.

- Công trình tháo l : Công trình tháo l có nhi m v x th a l
n

c

c phía trên nó.

- Công trình l y n
đích l y n

tuy n vào ho c tuy n ra. Các đ p ch n

c xây d ng v i m c đích tích n

xây d ng v i m c đích đi u ti t l
n

ng

ng

c trong mùa l đ m b o an toàn cho công trình ho c đi u ti t phòng l cho

h l u, công trình tháo l có nhi m v b o đ m an toàn cho b n thân công

5

trình kh i b phá h y khi có l l n. N u h ch a có nhi m v phòng l cho h
l u, công trình tháo l s đi u ti t quá trình l u l

ng x xu ng h l u đ đ m

b o h du không b ng p l t khi x y ra l l n. Công trình tháo l có nhi u
lo i nh

đ p tràn ch y t

do, c ng ng m, xi phông ho c hình th c k t

h p. Các công trình tháo l có th là lo i có c a đóng m và không có c a
đóng m .
1.1.3.

c tr ng đ a hình h ch a n

c

c tr ng đ a hình c a h ch a n

cđ

c hi u là các quan h gi a

di n tích m t h (F, km2) dung tích h ch a n

c (V, m3) và chi u sâu bình

P

quân c a n
n

P

c trong h (h, m) v i cao trình m c n

c m t h Z là cao trình m c n

P

P

c trong h (Z, m). M c

c h so v i m t chu n qui

c.

Trong th c t th ng kê qu n lý khai thác h ch a ph c v c p n
phòng ch ng l l t th

ng xây d ng đ c tr ng đ a hình h ch a d

b ng ho c đ th t tài li u v b n đ đ a hình lòng h nh Hình 1.1.

Hình 1.1: Bi u đ đ c tr ng đ a hình h ch a

c,

i d ng


6

1.2. I U TI T DÒNG CH Y B NG H CH A
1.2.1. Khái ni m đi u ti t dòng ch y b ng h ch a
i u ti t dòng ch y là quá trình tích và tháo n

c, kh ng ch s thay

đ i t nhiên c a dòng ch y sông ngòi cho phù h p v i các yêu c u dùng và s
d ng n

c c ng nh phòng ch ng l l t c a con ng

i. H ch a là công trình

th y l i quan tr ng nh t trong h th ng các công trình đi u ti t b i nó có kh
n ng bi n đ i quá trình n

c đ n t nhiên theo không gian và theo th i gian

cho phù h p v i yêu c u c a con ng

i.

1.2.2. Phân lo i đi u ti t dòng ch y c p n

c

phân lo i đi u ti t dòng ch y h ch a n

c ta có th d a vào chu k

đi u ti t, m c đích đi u ti t, m c đ s d ng dòng ch y v.v...
Phân lo i theo chu k đi u ti t (th i gian tích và tháo n

c h ch a) có

các lo i hình th c đi u ti t sau:
-

i u ti t ngày đêm là lo i đi u ti t mà chu k tích, tháo n

là m t ngày đêm (24 gi ). Lo i đi u ti t này th
ho t, phát đi n khi mà yêu c u v n

ng ph c v n

c c a nó
c cho sinh

c trong m t ngày không đ ng đ u.

- i u ti t tu n là lo i đi u ti t có chu k tích và tháo n

c m t tu n (7

ngày), lo i đi u ti t này nh m gi i quy t tình tr ng dùng và s d ng n

c

trong nh ng ngày làm vi c, ngày ngh trong tu n.
-

i u ti t n m là lo i đi u ti t có chu k tích và tháo n

n m (12 tháng). Lo i đi u ti t này nh m tr l i l

ng n

th a n

c (mùa ki t).

c (mùa l ) đ cung c p cho th i k thi u n
-

i u ti t nhi u n m có chu k tích và tháo n

trong đó h ch a s tích n
d ng n

c th a trong mùa

c trong nhi u n m,

c trong m t s n m th a n

c trong nh ng n m thi u n

c liên t c.

c b ng m t

c đ dùng và s


7

1.2.3. Vai trò đi u ti t dòng ch y c a h ch a trong bài toán c p n

c

cho Nông nghi p
V i bài toán c p n
ch a là quá trình tích n

c cho nông nghi p vi c đi u ti t dòng ch y c a h
c trong mùa th a n

c,

mi n B c Vi t Nam đó là

kho ng th i gian t tháng 5 đ n tháng 10 hàng n m đ c p n
tr ng trong mùa thi u n

ct

i cho cây

c t tháng 11 đ n tháng 4 n m sau. Tùy theo lo i

cây tr ng mà vi c tích và c p n

c c a h ch a tuân theo yêu c u c p n

c

b o đ m trong quá trình sinh tr

ng và phát tri n c a cây tr ng. V i các đ c

đi m đó h ch a cho đ n nay v n đang đóng m t vai trò h t s c quan tr ng
trong s n xu t nông nghi p, v i kh n ng đi u ti t l
c pn

ng n

c, h ch a cung

c cho cây tr ng phát tri n.
Có th đ a ra m t s yêu c u v s d ng n

c cho nông nghi p c a

m t s h t nh V nh Phúc nh b ng 1.1
B ng 1.1: Nhu c u n

c c a m t s h t nh V nh Phúc

Yêu c u c p n

T

H

T

ch a

Di n

c (103m3)
P

P

P

P

tích

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

t

i

(ha)
iL i

1
2

X
H

ng

3.900

727

694

959

1.058

681

32

551

1.427

0

298

218

1007

4.937

920

879

1.213 1.339

998

48

808

2.090

0

714

523

1447

1.931

360

344

475

524

344

16

278

720

0

195

143

499

491

468

647

714

714

34

578

1.496

445

326

981

265

253

350

386

253

12

205

531

183

134

367

Thanh
3

Lanh
Vân

4

5

2.631

Tr c
V nh
Thành

1423

0

0

8

1.3. NH NG

C I M H CH A N

C V A VÀ NH PH C V NÔNG

NGHI P T NH V NH PHÚC
Toàn t nh V nh Phúc có h n 400 h ch a v a và nh ph c v nông
nghi p v i dung tích h ch a t vài nghìn mét kh i đ n vài tri u mét kh i.
Các h ch a này làm nhi m v đi u ti t dòng ch y hàng n m ph c v c p
n

c cho nông nghi p v i di n tích t

ha, v i các lo i cây tr ng t

ng đ i thu n nh lúa hai v và các cây màu nh

Ngô, l c, đ u.... Ngoài ph c v t
h

i L i, X H

i thi t k t hàng ch c đ n hàng tr m

i các h ch a này còn ph c v du l ch nh

ng, ph c v c p n

c sinh ho t, công nghi p và đ c bi t

là phòng ch ng l l t cho h du h ch a.
Các h ch a th
n m 60 nh h
k tr
n

ng đ

c xây d ng đã lâu trên các sông su i t nh ng

i L i, nh ng n m 80 nh h X h

c, có ngu n n

ct

ng, Vân Tr c c a th

ng đ i d i dào nh ng v trí xây d ng có vùng tr

c không l n, các h ch a ph c v nông nghi p t nh V nh Phúc th

hình th c đi u ti t n m, v i th i gian tr n
gian c p n

ng có

c t tháng V đ n tháng X, th i

c t tháng XI đ n tháng IV n m sau.

Nh ng n m g n đây, do nhu c u dùng n

c ngày càng t ng, do bi n

đ i khí h u d n đ n m a v i t n su t b t l i x y ra càng nhi u, nhu c u nâng
c p, c i t o h ch a đ ch đ ng phát tri n, b o v ngu n n

c c ng là m t

trong nh ng gi i pháp t t mà t nh V nh Phúc c ng nh các vùng núi và trung
du c a c n

c đang t p chung nghiên c u.

Trong lu n v n này xin gi i thi u b n đ t ng th v trí các h ch a
ph c v nông nghi p c a t nh V nh Phúc và đ c đi m c a m t s h c th
đ

c l a ch n đ nghiên c u:
H

i L i có v trí n m trên đ a bàn xã Ng c Thanh, th xã Phúc Yên

v i di n tích l u v c là 60km2, dung tích h u ích Vh = 25,4 tri u m3. H có

P

P

P

P


9

nhi m v t

i cho h n 2900 ha đ t canh tác c a th xã Phúc Yên, - V nh

Phúc, m t s xã c a huy n Sóc S n – Hà N i.
H X H

ng có v trí n m trên đ a bàn xã Minh Quang, huy n Tam

o trên su i X H

ng b t ngu n t đ nh núi tam đ o, v i di n tích l u v c

là 24km2 , dung tích h u ích Vh = 12,7 tri u m3. H có nhi m v t
P

P

P

P

1800 ha, ngoài ra còn có nhi m v phòng l cho huy n Tam

i trên

o.

H Thanh Lanh có v trí t i xã Trung M , huy n Bình Xuyên v i di n
tích l u v c là 23km2, dung tích h u ích Vh = 9,89 tri u m3. H có nhi m v
P

c pn

ct

P

P

P

i cho 450 ha đ t canh tác c a xã Trung M , Bá Hi n, S n Lôi,

ngoài ra còn có nhi m v c p n

c b sung cho h Gia Khau.

H Vân Tr c có v trí n m t i xã Vân Tr c, huy n L p Th ch, v i Di n

tích l u v c là 19,2km2, dung tích h u ích Vh = 7,6 tri u m3. H có nhi m v
P

c pn

ct

P

P

P

i cho h n 1800 ha đ t canh tác c a các xã Vân Tr c, T Du, Tân

L p, Xuân Lôi và th tr n L p Th ch.
H V nh Thành n m t i xã

o Trù, huy n Tam

o, v i di n tích l u

v c là 19,2km2, dung tích h u ích Vh = 2,36 tri u m3. H có nhi m v t
P

P

cho 685 ha đ t canh tác thu c các xã

P

o Trù, Yên D

P

ng.

i


10

CH

NG 2

T N TH T TRONG H
CÁC PH

NG PHÁP XÁC

2.1. NGUYÊN LÝ VÀ PH
C PN

CH A

NG PHÁP TÍNH

NH
I U TI T DÒNG CH Y

C

2.1.1. Nguyên lý đi u ti t
Các bài toán đi u ti t dòng ch y b ng kho n

cđ uđ

c gi i trên c

s tìm m i quan h gi a quá trình q(t) và V(t) b ng cách s d ng ph
trình cân b ng n

c. Nguyên lý đ

Hi u s gi a l

ng n

đ i dung tích trong kho n

ng

c phát bi u nh sau:

c vào và l

ng n

c ra kh i kho b ng s thay

c trong kho ng th i gian đó.

[Q(t) – q(t)] dt =dV(t)
Trong đó:
+ Q(t) là t ng l u l

ng n

c ch y vào kho; Q(t) =

n

∑ Q (t )
j =1

+ q(t) là t ng l u l

ng n

c ch y ra kh i kho n

j

c;

n

q(t) = q b(t) + q t(t) +
R

R

R

R

∑ q (t )
i =1

i

Trong đó:
- qb(t) là t n th t b c h i: qb(t) = K.F(t).Zn(t)
R

R

R

R

K là h s đ i đ n v K =1/86,4
F(t) là di n tích m t h t i th i đi m t, (Km2);
P

P

Zn(t) l p b c h i trên m t h trong m t đ n v th i gian, trong m t
ngày tính b ng (mm)

- q t(t) là t n th t th m, ph thu c vào m c n
R

R

ki n đ a ch t c a công trình và lòng h

c trong kho Z(t) và đi u


11

q t(t) = ft(Z(t), Dc),
R

R

R

R

R

R

Dc là tham s hình th c đ c tr ng cho đ a ch t c a công trình.
R

R

- qi(t) là quá trình chuy n n
R

c vào ho c ra kh i kho n

R

c

qi(t) = ft {Ai ,Z(t), Zhi(t)}
R

R

R

R

R

R

R

R

Ai là tham s hình th c đ c tr ng cho thông s công tác c a các c a ra;
R

R

Zhi(t) là quá trình m c n
R

c h l u tuy n ra th i (i = 1, m)

R

i v i các bài toán đi u ti t c p n
tr

c tiên ng

i ta ch quan tâm đ n cân b ng n

lu t chuy n n
s đ

c qua công trình l y n

i,

c qua các c a ra

c.

ng pháp tính đi u ti t dòng ch y c p n

Tính toán đi u ti t kho n

c cho t

c mà ch a quan tâm đ n quy

c. Quy lu t chuy n n

c xác đ nh sau khi đã tính toán cân b ng n

2.1.2. Ph

l

c, ch ng h n c p n

c

c là nh m xác đ nh m i quan h gi a 3 đ i

ng V h , q và P. Do s h n ch v s li u quan tr c dòng ch y, do tính ch t
R

R

ph c t p c a v n đ đi u ti t dài h n (đ c bi t là đi u ti t nhi u n m) mà đã
hình thành hàng lo t các ph
giá dòng ch y đ n trong t

ng pháp khác nhau. Tùy thu c vào cánh đánh

ng lai mà ng

toán đi u ti t dòng ch y đó là ph

i ta phân thành 2 ph

ng pháp tính

ng pháp trình t th i gian và ph

ng pháp

th ng kê.
Ph

ng pháp trình t th i gian gi thi t dòng ch y trong t

l i hoàn toàn nh quá kh (c v l
bi u đ n
b ng n
Ph
l

ng lai l p

ng và th t s p x p) t đó so sánh v i

c dùng đ tính toán đi u ti t. Tùy theo cách di n toán khi cân

c l i chia ra ph

ng pháp l p b ng và ph

ng pháp đ gi i.

ng pháp th ng kê gi thi t dòng ch y trong t

ng lai là m t đ i

ng ng u nhiên cùng n m trong m t t ng th v i dòng ch y trong quá kh .
i u đó có ngh a là các đ c tr ng th ng kê c a c t ng th (Q 0 , Cv, Cs) có th
R

R


12

tính t tài li u dòng ch y quan tr c do phân ph i xác su t quy đ nh. T đó so
sánh v i yêu c u dùng n

c s tính toán ra dung tích hi u d ng ng v i m c

b ođ mc pn

ng pháp này đ

n

c P. Ph

c s d ng ch y u cho các kho

c đi u ti t nhi u n m.
Trong lu n v n này em xin trình bày ph

ch y c p n

c b ng ph

Ph

ng pháp tính đi u ti t dòng

ng pháp l p b ng.

ng trình cân b ng n

cđ

c vi t nh sau:

[Q - (q + q x + q z + q f )].∆t= ±∆V
R

R

R

R

R

R

Trong đó:
Q(m3/s) - L u l

ng n

q(m3/s) - L u l

ng n

c dùng và s d ng bình quân trong th i đo n

ng n

c x th a bình quân trong th i đo n tính toán ∆t.

P

P

P

P

c đ n h bình quân trong th i đo n tính toán ∆t.

tính toán ∆t.

qx(m3/s) - L u l
R

R

P

P

q z (m3/s) - L u l
R

R

P

P

ng t n th t do b c h i ph thêm c a kho n

c tính

bình quân trong th i đo n tính toán ∆t.
q f (m3/s) - L u l
R

R

P

P

ng t n th t do th m bình quân trong th i đo n tính

toán ∆t - Th i đo n tính toán (s giây trong 1 tháng).
±∆V(m3) - Là s thay đ i dung tích c a h ch a trong kho ng th i gian
P

P

tính toán ∆t.
Nguyên t c tính toán: Tính th d n cho hai tr

ng h p không k t n

th t và có k t n th t.
* Tính đi u ti t không k t n th t:
tính kho n

c đi u ti t n m th

ng s d ng m u sau:


13

WQ
R

Tháng

Wq

R

R

(103m3)
P

P

P

P

P

P

P

P

P

n

R

(103m3)

P

L

∆V (103m3)
P

(+)

P

(−)

ng
c tích

2

3

4

n

ng
c tháo

(103m3)

(103m3)

6

7

P

1

L

5

P

P

P

P

P

P

P

.....

C ng
Các thành ph n trong b ng:
C t (1): Th t các tháng x p theo n m thu l i (c ng trùng v i n m thu
v n)
C t (2): T ng l

ng n

c đ n c a t ng tháng, (m3), đ
P

P

c xác đ nh theo công

th c:
W Qi = Q i .∆t (m3).
R

R

R

R

P

P

Trong đó:

WQi - L
R

R

ng n

c đ n thi t k tháng th i (i=1÷2)

Q i ((m3/s) - L u l
R

R

P

P

ng n

c đ thi t k tháng th i.

∆t - Th i gian c a 1 tháng, tính b ng giây (s)
C t (3): L

ng n

c dùng và s d ng c a t ng tháng (m3)

C t (4): L

ng n

c th a ( khi W Q >Wq )

P

R

P

R

(4) = (2) – (3)
C t (5): L

ng n

c thi u (khi W Q R

R

(5) = (6) – (7)
Lu tích c t (5) s có dung tích c n tr l i đ đi u ti t đ m b o yêu c u
c pn

c và đó chính là dung tích hi u d ng khi ch a k t n th t.
C t (6): Khi tích n

c thì lu tích c t (5) nh ng chú ý không đ v

quá tr s V h ph n x th a này ghi vào c t (7) khi c p n
P

P
R

R

c thì l y l

t
ng


14

n

c

h ch a n

c tr đi l

ng n

cc nc p

c t (5). L

ng n

c thi u,

b ng (W Q -Wq) khi (W Q R

R

R

R

* Tính đi u ti t có k t n th t
Các thành ph n đ u gi ng nh b ng tính đi u ti t ch a k t n th t
nh ng lúc này l
l

ng n

ng n

c yêu c u

c t (3) là l

ng n

cc nt

i c ng v i

c t n th t.

Có nhi u lo i t n th t c a h ch a đó là t n th t do b c h i ph thêm,
t n th t do th m, t n th t qua các công trình th y công ... T n th t qua công
trình (

p, c ng l y n

c) ph thu c nhi u vào ch t l

ng c a công trình nh

v t li u xây d ng, m c đ qu n lý v n hành công trình ...Thành ph n t n th t
này r t khó xác đ nh trong th c t , h n n a l

ng t n th t qua công trình là

nh b i v y, trong tính toán thi t k h ch a c p n

c th

ng không c n thi t

đ c pđ n
Do v y, đ tính t n th t trong kho n

c đi u ti t n m ng

i ta th

ng

s d ng m u sau:

Tháng

Vi

R

Vi

(103m3)
P

P

Fh

P

P

3

3

P

P

Wb

R

R

Wt

R

R

(103m2) (103m3)
P

P

P

P

P

P

P

P

Wtt

R

R

R

(103m3)

(103m3)

6

7

P

P

P

P

P

P

P

P

(10 m )
1

2

P

3

P

4

5

...
C ng
C t (2) là c t (7) c a bi u m u c ng v i dung tích ch t V c v y V i là
R

dung tích c a h ch a n
n

c b t đ u tích n

c

R

R

cu i m i th i đo n tính toán ∆t i khi h ch a

c, trong thi t k th

R

ng gi thi t tr

R

c đó h ch a n

đã tháo c n đ n H c
R

C t (1); (2);

R

c l y t b ng tính không k t n th t

c

15

C t (3): Vi dung tích bình quân trong h ch a n

c, xác đ nh theo công

th c Vi = (V i-1 +V i )/2
R

R

R

R

C t (4): F h di n tích m t h t
R

C t (5): Wb là l
R

R

ng t n th t do b c h i

R

W bi = ∆Z i . F hi
R

ng ng v i Vi (tra t quan h đ a hình)

R

R

R

R

R

Trong đó: ∆Z i T n th t b c h i m t h đ
R

c tính theo công th c:

R

∆Z=Z n – Z đ (mm)
R

R

R

R

- Xác đ nh l

ng b c h i m t n

c t b c h i đo b ng ng Piche nh sau:

Z n = K.Z pic (mm)
R

R

R

R

K- H s hi u ch nh (K=1,2 ÷ 1,45); trong tính toán ch n K=1,2
Zpic - L
R

ng b c h i trung bình nhi u n m đo b ng ng Piche, l y l

R

ng

b c h i trung bình nhi u n m (mm) ;
+ Xác đ nh l
Xo - L

ng b c h i l u v c: Z đ = Xo - Yo
R

R

ng m a trung bình nhi u n m (mm) ;

Yo - L p dòng ch y trung bình nhi u n m
Yo =

Q0 .t 3
.10 (mm)
F

Trong đó:
Q0 - L u l
R

ng dòng ch y trung bình nhi u n m (m3/s)

R

P

P

t - Th i gian m t n m, tính b ng giây (s)
F - Di n tích l u v c h (km2)
P

C t (6): Wti là l
R

R

Trong đó V i đ
R

R

P

ng t n th t do th m W ti = k.V i
R

c xác đ nh

R

R

R

Wtt =W bi +W ti
R

R

R

R

R

RP

P

R

c t (3)

K là tiêu chu n th m trong h ch a n
C t (7): Wtt là l

R

c, th hi n

B ng 2.1

ng t n th t t ng c ng

R

N u mu n t ng m c đ chính xác c a k t qu tính t n th t thì s d ng


16

s li u v a tính đ l p l i b ng tính t n th t và xác đ nh l i V h. Có th l p l i
R

R

nhi u l n và cách làm nh v y g i là nguyên lý đúng d n; Nh ng th c t cho
th y k t qu thay đ i r t ít nên ch tính m t l n là đ .
2.2. T N TH T VÀ PHÂN LO I T N TH T C A H CH A
T n th t trong h ch a đ
vùng tr n

c hi u là toàn b l

ng n

c th t thoát kh i

c c a h ch a. Trong th c t t n th t h ch a là r t ph c t p v i

nh ng quy trình khác nhau, có th phân lo i các d ng t n th t c b n c a h
ch a đó là t n th t do b c h i ph thêm, t n th t do th m, t n th t qua các
công trình th y công.
- T n th t do b c h i ph thêm là l
tr n

c đó chính là chênh l ch c a l

tr n

c. Trong tính toán ng

ng t n th t sinh ra khi mà h ch a

ng b c h i m t n

i ta c n xác đ nh l

c và m t đ t vùng

ng t n th t b c h i ph

thêm (∆z, mm) và quá trình b c h i ph thêm (∆z i - t i )
R

R

R

R

- T n th t th m h ch a bao g m t n th t th m lòng h và th m b h ,
l

ng t n th t này ph thu c vào đi u ki n đ a hình, đ a ch t th nh

m o c a vùng tr n

c. Trong th c t vi c xác đ nh l

ch a r t khó kh n b i v y th
tích tr n

ng đ

ng, đ a

ng t n th t th m h

c xác đ nh theo t l ph n tr m dung

c c a h ch a theo th i gian và t l % này đ

c xác đ nh tùy

theo đi u ki n đ a ch t, đ a hình c a lòng h .
- T n th t th m qua công trình là m t d ng t n th t r t khó xác đ nh vì
không nh ng ph thu c vào đi u ki n xây d ng công trình đ u m i mà còn
ph thu c vào đ c đi m và quá trình s d ng khai thác công trình ...Tuy v y,
l

ng t n th t này không l n nên trong th c t th

ng không tính đ n.


17

2.3. PHÂN TÍCH NHÂN T

NH H

NG, CÁCH XÁC

NH T N TH T

TRONG H CH A

2.3.1. T n th t do b c h i
B c h i là quá trình chuy n hóa c a n
thái h i, đó là s t n th t n

c t tr ng thái l ng sang tr ng

c trong quá trình cung c p n

c và quá trình t o

thành dòng ch y. N u phân bi t theo b m t c a v t th có s b c thoát h i
n

c thì có b c h i m t n

c Z n , b c h i m t đ t Z đ , b c h i qua th m ph
R

R

R

R

th c v t Z l và b c h i t ng h p t b m t l u v c Z lv .

ph c v cho tính

toán t n th t n

c s ch quan tâm

R

R

R

c trong kho n

R

c khi xác l p cân b ng n

đ n 2 lo i b c h i là Z n , Z lv và s chênh l ch c a chúng. T n th t này ph
R

R

R

R

thu c vào kh n ng b c h i m t n
T n th t b c h i đ

W bi = ∆Z i . F hi
R

R

R

R

R

c và di n tích m t h .

c tính theo công th c:

R

Trong đó:
∆Z i T n th t b c h i ph thêm. Vi c tính toán b c h i ph thêm khi
R

R

thi t k kho n

cg m2b

c: tính l

ng chênh l ch b c h i ∆Z và xác đ nh

phân ph i c a nó.
- Xác đ nh t n th t b c h i ph thêm
∆Z=Z n – Z lv (mm)
R

Zn là l
R

R

R

R

R

ng b c h i m t n c, ph

ng pháp tính toán ph thu c vào s li u

đo đ c trong th c t có 3 lo t d ng c đo b c h i nh sau:
ng Piche đ t trong các l u

các v

n khí t ng, tài li u c a nó ký hi u

(Zp , mm); Thùng GGI – 3000 đ t trong các v n khí t ng (Zv, mm); Thùng
R

R

R

R

GGI – 3000 đ t trên bè n i các ao h (Zb, mm); Cách xác đ nh Zn theo tài li u đo
R

b ng ng Piche nh sau:
Z n = K.Z pic (mm)
R

R

R

R

R

R

R


18

K- H s hi u ch nh (K=1,1 ÷ 1,45); trong tính toán ch n K=1,2

Z pic - L
R

R

ng b c h i trung bình nhi u n m đo b ng ng Piche, l y l

ng

b c h i trung bình nhi u n m (mm) ;
+ Z lv là l
R

ng b c h i l u v c đ

R

c tính theo công th c

Z lv = Xo - Yo
R

R

Xo - L

ng m a trung bình nhi u n m (mm) ;

Yo - L p dòng ch y trung bình nhi u n m
Yo =

Q0 .t 3
.10 (mm)
F

Trong đó:
Q0 - L u l
R

R

ng dòng ch y trung bình nhi u n m (m3/s)
P

P

t - Th i gian m t n m, tính b ng giây (s)
F - Di n tích l u v c h (km2)
P

P

- Xác đ nh phân ph i b c h i (∆Z i ~ t i ) b ng cách thu phóng t l quá
R

trình (∆Zn ~ t) v i h s K =
R

R

R

R

R

∆Z
Zn

2.3.2. T n th t th m
T n th t th m ph thu c vào đi u ki n đ a ch t, đi u ki n th nh
lòng h , hình d ng b , lo i công trình ng n n

c và l

v.v... Trong tính toán đ i v i các h ch a tính b ng l

ng n

c tr

ng c a

trong kho

ng t n th t tháng ho c

n m. Vi c xác đ nh t n th t th m là m t v n đ khó kh n, Vi t Nam nhi u nhà
khoa h c đã nghiên c u và đ a ra tiêu chu n th m trong h ch a, theo tiêu
chu n này v i h ch a có đi u ki n đ a ch t lòng h t t, t c là kh n ng gi

n

c t t thì trong m t n m l

ng n

c th m theo l

ng n

c bình quân t 5 đ n

10 %, l p th m tính theo di n tích bình quân nh h n 0,5 m.
đ a ch t lòng h trung bình thì trong m t n m l

ng n

i v i đi u ki n

c th m theo l

ng n

c

bình quân t 10 đ n 20 %, l p th m tính theo di n tích bình quân t 0,5 đ n 1 m.


19

i v i đi u ki n đ a ch t lòng h x u thì trong m t n m l
l

ng n

ng n

c th m theo

c bình quân t 20 đ n 30 %, l p th m tính theo di n tích bình quân t

1 đ n 2 m.
T n th t th m W ti đ
R

R

c xác đ nh nh sau:

W ti = k.V i
R

RP

P

R

Trong đó V i dung tích bình quân trong h ch a n
R

c, xác đ nh theo

R

công th c Vi = (V i-1 +V i )/2
R

R

R

R

K là tiêu chu n th m trong h ch a n

c.

B ng 2.1: Tiêu chu n th m trong kho n
i u ki n
đ a ch t
lòng h

L

ng n c th m tính theo
l ng n c bình quân

c

L p th m tính theo
di n tích bình quân

N m (%)

Tháng (%)

N m (m)

Ngày đêm
(mm)

T t

5 ÷ 10

0,5 ÷ 1

< 0,5

1÷2

Bình quân

10 ÷ 20

1 ÷ 1,5

0,5 ÷ 1

2÷3

X u

20 ÷ 30

1,5 ÷ 3

1÷2

3÷4


20

CH

NG 3

TÍNH TOÁN DÒNG CH Y
M TS

H

N VÀ NHU C U DÙNG N

C

CH A T NH V NH PHÚC

3.1. GI I THI U CÁC H CH A NGHIÊN C U
Toàn t nh V nh Phúc có h n 400 h ch a v a và nh ph c v nông
nghi p v i dung tích h ch a t vài nghìn m3 đ n vài tri u m3. Trong đó có
P

trên 10 h ch a v i di n tích c p n

P

P

c trên 300 ha. Trong lu n v n này em

ch n 5 h đ nghiên c u, đánh giá t n th t n
H

P

c đó lài h

i L i, h X

ng, h Thanh Lanh, h Vân Tr c, h V nh Thành.

3.1.1. H
H

iL i
i L i đ

c xây d ng t n m 1960 có v trí n m t i xã Ng c

Thanh, th xã Phúc Yên v i di n tích l u v c là 60km2, dung tích h u ích Vh
P

= 25,4 tri u m3. H có nhi m v t
P

P

P

i cho h n 2900 ha đ t canh tác c a th xã

Phúc Yên - V nh Phúc và xã Minh Phú, Minh Trí c a huy n Sóc S n – Hà
N i. Các lo i cây tr ng chính là lúa hai v và các cây màu nh Ngô, l c,
đ u...ngoài ra còn có cây công nghi p ng n ngày khác.
H th ng công trình đ u m i bao g m: Hai tuy n đ p đ t có chi u dài
3060m, cao trình đ nh đ p +24,5m ; tràn x l r ng 32 m có cánh c a đi u
ti t cao 3m, cao trình đ nh tràn +18,5; hai c ng l y n
180. H có dung tích ch t 4,3 tri u m3
P

m cn

c dâng bình th

cao 39 tri u m3

P

c v i kh u đ Φ 70, Φ

cao trình +14,5 m, dung tích ng v i

ng 29,7 tri u m3
P

P

cao trình 21,5 m, dung tích siêu

cao trình +23m.

ng đ c tr ng đ a hình h
và xem Ph l c 3.1

i L i (Z~F~V) nh trong B ng 3.1