(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng công nghệ đo mưa tự động thời gian thực trong vận hành tưới cho hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải

L I CAM OAN
Tác gi xin cam đoan đ tài lu n v n là do tôi làm và đ

cs h

ng d n khoa h c c a

PGS.TS Lê V n Chín.Trong q trình làm tơi có tham kh o các tài li u liên quan nh m
kh ng đ nh thêm s tin c y và c p thi t c a đ tài. Các tài li u trích d n rõ ngu n g c
và các tài li u tham kh o đ

c th ng kê chi ti t. Nh ng n i dung và k t qu trình bày

trong Lu n v n là trung th c, khách quan và phù h p v i th c ti n c a cơng trình. N u
vi ph m tơi xin hồn tồn ch u trách nhi m.

Hà N i, ngày 5 tháng 11n m 2017
TÁC GI

Nguy n Qu c Vi t

i


L IC M

N

Lu n v n th c s k thu t chuyên ngành K thu t tài nguyên n

c v i đ tài “ ng

d ng công ngh đo m a t đ ng trong th i gian th c v n hành t

i cho h th ng

th y nơng B c H ng H i” là q trình nghiên c u, c g ng không ng ng c a b n
thân và đ
ng

c s giúp đ , đ ng viên khích l c a các th y, cơ, b n bè đ ng nghi p và

i thân. Qua trang vi t này tác gi xin g i l i c m n t i nh ng ng

i đã giúp đ

tôi trong th i gian h c t p, nghiên c u khoa h c v a qua.
c bi t, xin chân thànhbày t l i c m n trân tr ng đ n PGS.TS Lê V n Chín đã t n
tình h

ng d n, t o đi u ki n t t nh t cho tơi hồn thành làm lu n v n. Xin chân thành

c m n tồn th q th y, cơ trong B mơn K thu t và Qu n lý t
tài nguyên n

c, Tr

ng

i, khoa K thu t

i h c Thu l i đã t n tình truy n đ t nh ng ki n th c và

kinh nghi m quý báu trong su t quá trình h c t p và th c hi n lu n v n.
Xin chân thành c m n Công ty TNHH MTV KTCTTL B c H ng H i; Các đ n v
liên quan đã giúp đ tơi r t nhi u t q trình kh o sát, xây d ng bài tốn đ n góp ý
hi u ch nh h th ng; đ c bi t là đã ph i h p ki m tra, th nghi m, s d ng đánh giá
k t qu nghiên c u cho tơi trong q trình làm lu n v n.
Cu i cùngtôi xin chân thành c m n gia đình, đ n v cơng tác và các đ ng nghi p đã
h tr tơitrong su t q trình h c t p và th c hi n lu n v n.
Hà N i, ngày 5 tháng 11n m 2017
TÁC GI

Nguy n Qu c Vi t

ii


M CL C
L I CAM OAN .............................................................................................................i
L I C M N ................................................................................................................. ii
M

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

1. S c n thi t c a đ tài ..................................................................................................1
1.1. S l

c h th ng B c H ng H i ..............................................................................1

1.2. S c n thi t c a đ tài ..............................................................................................1

2. M c tiêu nghiên c u ....................................................................................................2
3. Ph m vi nghiên c u .....................................................................................................3
4. Ph

ng pháp nghiên c u .............................................................................................3

4.1. Cách ti p c n ............................................................................................................3
4.2. Ph
CH

ng pháp nghiên c u ..........................................................................................3
NG 1: T NG QUAN ...........................................................................................4

1.1. T ng quan h th ng th y l i B c H ng H i ............................................................4
1.1.1.

c đi m t nhiên..................................................................................................4

1.1.2.

c đi m đ a hình ..................................................................................................4

1.1.3.

c đi m đ t đai, th nh

1.1.4.

c đi m khí h u ...................................................................................................5

ng ...............................................................................5

1.1.5. H th ng kênh chính ..............................................................................................8
1.1.6. H th ng các cơng trình chính ...............................................................................9
1.2. T ng quan các nghiên c u đo m a và gi i pháp đo m a trên th gi i ..................11
1.3. T ng quan v các nghiên c u và gi i pháp đo m a trong ngành th y l i Vi t Nam
.......................................................................................................................................14
1.4. T ng quan v gi i pháp đo m a th c t trong h th ng B c H ng H i .................17
1.4.1. S l
l

c v thi t b đo m a th công đang s d ng trong B c H ng H i (v

ng k ). .......................................................................................................................17

1.4.2. Cách l p đ t và h
CH

NG 2:

ng d n s d ng ....................................................................18

ÁNH GIÁ HI N TR NG V N HÀNH T

I C A H

TH NG

B C H NG H I ..........................................................................................................21
2.1. Cách v n hành c p n

c trong mùa khô ................................................................21

2.1.1. Nguyên t c chung c p n

c: ...............................................................................21
iii


2.1.2. ánh giá v cách v n hành:................................................................................. 21
2.2. Cách v n hành h th ng trong mùa m a: ............................................................... 25
2.2.1. Nguyên t c chung: ............................................................................................... 25
2.2.2. ánh giá v cách v n hành:................................................................................. 25
2.3.

ánh giá nh ng t n t i trong quá trình v n hành hi n nay c a h th ng khi có

m a: ............................................................................................................................... 31
CH

NG 3:

OM AT

NG D NG CÔNG NGH

TRONG V N HÀNH T

NG TH I GIAN TH C

I CHO H TH NG ......................................................... 33

3.1. Gi i thi u công ngh đo m a t đ ng do công ty B c H ng H i s n xu t ........... 33
3.1.1. Thi t b c khí ..................................................................................................... 34
3.1.2. Thi t b đi n t .................................................................................................... 40
3.1.3. Nguyên lý làm vi c ............................................................................................. 45
3.2. B trí l p đ t các thi t b đo m a t đ ng trong h th ng...................................... 47
3.2.1. Hi n tr ng các tr m khí t

ng th y v n trong khu v c ...................................... 47

3.2.2. Ch đ m a trên l u v c ..................................................................................... 47
3.2.3. Ki m đ nh l i các đi m l p đ t t i các tr m c a Công ty.................................... 54
3.3. Xây d ng quan h gi l

ng m a và m c n

c cho các đi m ch t trong th i gian

có m a ........................................................................................................................... 57
3.3.1. S l

c v phân vùng tiêu c a h th ng ............................................................. 57

3.3.2. S l

c v quan h l

ng m a và m c n

3.3.3. Xây d ng quan h gi a l
3.4.

c t i các đi m đ i di n ................... 59

ng m a và m c n

xu t nh ng gi i pháp v n hành t

c t i m t ru ng........................ 62

i cho vùng H i D

ng th i gian có m a .. 65

3.4.1. H

ng d n cài đ t ............................................................................................... 66

3.4.2. H

ng d n s d ng ............................................................................................. 67

K T LU N VÀ KI N NGH ....................................................................................... 69
1. K t lu n ..................................................................................................................... 69
2. Ki n ngh ................................................................................................................... 69
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................................. 71
PH L C 1: K T QU TÍNH TỐN ......................................................................... 72
PH L C 2. CH

NG TRÌNH PH N M M CHO THI T B

OM AT

NG

....................................................................................................................................... 85
iv


DANH M C B NG
B ng 1.1. Nhi t đ trung bình tháng, nhi u n m t i khu v c B c H ng H i ................. 6
B ng 1.2.

mt

ng đ i trung bình tháng trong nhi u n m l u v c B c H ng H i . 6

B ng 1.3. S gi n ng trung bình tháng, n m t i khu v c B c H ng H i ...................... 7
B ng 1.4. T c đ gió trung bình tháng, n m t i khu v c B c H ng H i ........................ 7
B ng 2.1.B ng th ng kê m c n
c pn

ct

i tr

c n m 2004....................................................................................... 21

B ng 2.2.B ng th ng kê m c n

c pn

ct

c trung bình, max, min các đi m ch t trong th i đo n
c trung bình, max, min các đi m ch t trong th i đo n

i sau n m 2004 .......................................................................................... 23

B ng 2.3.B ng th ng kê m c n
B ng 2.4.B ng th ng kê m c n

c và l

ng m a t i th i đi m đ

c trung bình th

i n m 2007 ......... 24

ng l u t i các đi m ch t trong h

th ng t ngày 1/3 đ n ngày 3/5/2007 ............................................................................ 24
B ng 2.5.B ng th ng kê m c n
h th ng vào mùa m a tr

c max, min, và TB nhi u n m t i các đi m ch t c a

c n m 2004 ........................................................................ 25

B ng 2.6.B ng th ng kê m c n

c TB t i th

ng l u các đi m ch t trong h th ng

th i đo n t ngày 18/7 đ n ngày 20/7/2004 .................................................................. 26
B ng 2.7.B ng th ng kê l

ng m a, m c n

đi m ch t c a h th ng vào mùa m a tr
B ng 2.8.B ng th ng kê m c n

c max, min, và TB nhi u n m t i các

c n m 2004................................................. 27

c Max, Min và TB nhi u n m t i các đi m ch t c a

h th ng vào mùa m a sau n m 2004 ........................................................................... 28
B ng 2.9.B ng th ng kê m c n
B ng 2.10.B ng th ng kê l

c t ngày 2/8/2016 đ n ngày 6/8/2016 .................... 29

ng m a t ngày 03/8/2016 đ n ngày 06/8/2016............. 30

B ng 2.11.B ng th ng kê ho t đ ng c a c ng .............................................................. 30
B ng 3.1. Các tr m khí t

B ng 3.2. L

ng trông khu v c B c H ng H i ........................................ 47

ng m a ngày l n nh t th c đo t i m t s tr m trên l u v c .................. 51

B ng 3.3. M t đ l

i tr m nh nh t c n ph i có trên l u v c (theo WMO) ............... 54

(Minimum density of precipitation stations (WMO) .................................................... 54
B ng 3.4. K t qu tính tốn chi u sâu m c n
v

c t i m t ru ng t

ng ng v i l

ng


m a thi t k tr m H i D

ng trong v chiêm .............................................................. 63

B ng 3.5. K t qu tính tốn chi u sâu m c n
m a thi t k tr m H i D

c t i m t ru ng t

ng ng v i l

ng

ng trong v mùa ................................................................. 63

vi


DANH M C HÌNH
Hình 1.1. Thi t b đo c

ng đ m a .............................................................................11

Hình 1.2. Thi t b đo m a ki u kh i l

ng ...................................................................12

Hình 1.3. Thi t b đo m a ki u t ghi ...........................................................................12
Hình 1.4. Thi t b đo m a th công c a ng

i nơng dân trong ru ng ..........................13

Hình 1.5. Thi t b đo m a bánh xe ................................................................................13
Hình 1.6. Thi t b đo m a quang h c có 1 ng khói .....................................................13
Hình 1.7. Thi t b đo m a khơng dây ............................................................................14
Hình 1.8. Thi t b đo m a hi n đ i ................................................................................14
Hình 1.9. Thùng đo m a th cơng .................................................................................15
Hình 1.10. Thi t b đo m a b ng Laser .........................................................................16
Hình 1.1. Thi t b đo m a b ng th cơng ......................................................................17

Hình 1.2. Thi t b đo m a đ

c l p đ t ngoài th c t ..................................................19

Hình 3.1. S đ nguyên lý vi đi u khi n AVR .............................................................42
Hình 3.2. S đ nguyên lý kh i ngu n đi n ..................................................................42
Hình 3.3. S đ nguyên lý kh i đo tín hi u vào 1 .........................................................43
Hình 3.4. S đ nguyên lý kh i đo tín hi u vào 2 .........................................................43
Hình 3.5. S đ nguyên lý kh i truy n tin SIM800A (sms ho c gprs) .........................44
Hình 3.6. B ng đi n t hồn thành ................................................................................44
Hình 3.7. L

ng m a các tháng trung bình nhi u n m t i Gia Lâm - TP.Hà N i ........48

Hình 3.8. L

ng m a các tháng trung bình nhi u n m t i TP. H ng Yên ...................48

Hình 3.9. L

ng m a các tháng trung bình nhi u n m t i Ân Thi- H ng Yên ............49

Hình 3.10. L

ng m a các tháng trung bình nhi u n m t i C m Giàng - H i D

Hình 3.11. L

ng m a các tháng trung bình nhi u n m t i TP. H i D

Hình 3.12. L

ng m a các tháng trung bình nhi u n m t i L

ng .49

ng ................50

ng Tài - B c Ninh .....50

Hình 3.13. B n đ b đ ng tr m a n m2004 ...............................................................52
Hình 3.14. B n đ b đ ng tr m a trung bình nhi u n m ............................................53
Hình 3.15. B n đ b trí tr m đo m a trong l u v c ....................................................56
Hình 3.16. Quan h l

ng m a Xuân Quan và m c n

c th

ng l u Kênh C u ........59

tháng 1 n m 2004 đ n tháng 5 n m 2004. .....................................................................59
vii


Hình 3.17. Quan h l

ng m a Xuân Quan và m c n

c th

ng l u Kênh C u ........ 60

n m 2004 ....................................................................................................................... 60
Hình 3.18. Quan h l

ng m a C u Xe và m c n

c th

ng l u C u Xe .................. 60

(t ngày 30/8/2013 đ n 6/9/2013) ................................................................................. 60
Hình 3.19. Quan h l

ng m a C u Xe và m c n

c th

ng l u C u Xe .................. 61

n m 2013 ....................................................................................................................... 61
Hình 3.20. Bi u đ quan h gi a chi u sâu m c n
H iD

ng m a tr m

ng vào v chiêm .............................................................................................. 64

Hình 3.21. Bi u đ quan h gi a chi u sâu m c n

H iD

c t i m t ru ng và l
c t i m t ru ng và l

ng m a tr m

ng vào mùa ...................................................................................................... 64

Hình 3.22. S đ tính tốn v n hành c ng theo l

ng m a .......................................... 65

Hình 3.23. S đ kh i tính tốn v n hành đóng m c ng ............................................. 66
Hình 3.23. Hình nh b ng nh p s li u đ u vào cho b ng tính tốn ch đ t

i ......... 66

Hình 3.24. Nh p s li u th i gian ................................................................................. 67
Hình 3.25. S đ v n hành t

i t đ ng trong t

viii

ng lai .............................................. 70


M

U

1. S c n thi t c a đ tài
1.1. S l

c h th ng B c H ng H i

H th ng thu l i B c H ng H i n m
b i 4 con sông l n: Sông

trung tâm đ ng b ng B c B , đ

c bao b c

u ng, Sông Lu c, Sông Thái Bình, Sơng H ng. Bao g m

đ a gi i hành chính c a 4 t nh: tồn b t nh H ng Yên, 7 huy n thành ph thu c t nh
H iD

ng, 3 huy n thu c t nh B c Ninh và qu n Long Biên và huy n Gia Lâm thu c

thành ph Hà N i.
Di n tích t nhiên là 192.045ha, đ t nơng nghi p là 146.756ha; dân s kho ng 3 tri u
ng

i.

H th ng đ

c kh i công xây d ng tháng 10/1959 đ n nay đó qua 59 n m v n hành

khai thác và xây d ng b sung, h th ng đã t

ng đ i hoàn ch nh. Các cơng trình

chính trong h th ng:
- C m cơng trình đ u m i c ng Xuân Quan, c ng Báo

áp;

- 235km kênh tr c chính;
- 13 cơng trình đi u ti t trên kênh chính, âu thuy n và c ng đ u kênh;
- Trên 300 tr m b m l n, nh (và kho ng 300 tr m b m do dân t làm);
- Trên 800 c ng t

i tiêu cho ph m vi ≥ 250hecta;

- Hàng ngàn km kênh các lo i và hàng ngàn c ng nh .

1.2. S c n thi t c a đ tài
B c H ng H i là h th ng l n t

i tiêu k t h p, vi c v n hành h th ng d a trên c s

quy trình v n hành, xong do quy trình v n hành mang tính t ng quát và phù h p v i
th i đo n dài.V i các th i đo n ng n đi u ki n khí t
vi c v n hành không đ t đ

ng th y v n di n bi n ph c t p,

c hi u qu cao nh t do thi u nhi u thông tin và ch y u

d a vào kinh nghi m c a b ph n đi u hành.

1


Qua đánh giá t ng k t công tác đi u hành h th ng B c H ng H i nhi u n m qua, vi c
đi u hành h th ng g p r t nhi u khó kh n v a đ m b o nhi m v t

i l i ch đ ng

phòng úng hi u qu :
- R t nhi u tr
n

ng h p trong v mùa, th i ti t đang n ng nóng h th ng t p trung l y

c c ng th ng, khi có thơng tin d báo có m a l n, vi c l y n

ti n hành g n tháo h th p m c n

c ph i d ng l i và

c trong h th ng xu ng m c th p nh t phịng úng,

thì sau đó l i khơng có m a và d n đ n h th ng c n ki t h n thi u n
n

cv ic

ng đ cao đ ch ng h n, làm nh h

c, ph i l y

ng l n đ n cơng trình c ng nh s n

xu t;
- Ngồi ra cịn khó đ i phó và d gây ra ng p úng thi t h i h n là các tr n m a b t đ u
nh và l n d n thành tr n m a l n, ngồi sơng m c n

c tri u đang lên nh n m

2004, 2008;
- Vi c thi u thông tin l

ng m a liên t c, ng

xu th m a đ đ a ra ph

i đi u hành không n m đ

c di n bi n

ng án đi u hành k p th i (theo quy đ nh hi n t i, hàng ngày

l

ng m a đ

c báo v trung tâm 2 l n vào 7h và 19h) d n đ n vi c tiêu n

đ

c phù h p, hi u qu đi u hành th p.

T th c t trên yêu c u thông tin, đ c bi t là l

c ch a

ng m a ph c v công tác đi u hành

các h th ng th y l i nói chung, h th ng th y l i B c H ng H i nói riêng r t c n
thi t. Có đ

c thơng tin l

ng m a liên t c t c th i s là đ u vào cho vi c di n tốn

mơ hình m a dịng ch y, ho c h tr tích c c cho vi c nh n đ nh d báo di n bi n
th y v n trong h th ng các gi ti p theo, tr giúp đ a ra các ph
đ

ng án đi u hành

c k p th i và nh v y m i phát huy t t n ng l c c a h th ng, nâng cao hi u qu

đi u hành t

i tiêu. Chính vì v y vi c “ ng d ng công ngh đo m a t đ ng th i

gian th c trong v n hành t

i cho h th ng th y l i B c H ng H i” gi i quy t

v n đ r t th c t và c n thi t tr giúp cho công tác đi u hành t i h th ng th y l i B c
H ng H i.
2. M c tiêu nghiên c u
-

ánh giá hi n tr ng v n hành và nh ng t n t i trong v n hành t

l i B c H ng H i;
2

i c a h th ng th y


- Xây d ng đ

thi t b đo l
-

c m i quan h gi a l

ng m a và m c n

c trong h th ng khi l p các

ng m a t đ ng th i gian 1h/l n;

ng d ng công ngh đo m a t đ ng th i gian th c trong v n hành t

i cho h

th ng.
3. Ph m vi nghiên c u
it

ng nghiên c u: các cơng trình l y n

c, tháo n

c và đi u ti t n

c chính c a

h th ng th y l i B c H ng H i;
Ph m vi nghiên c u: H th ng th y l i B c H ng H i.
ng pháp nghiên c u

4. Ph

4.1. Cách ti p c n
- Ti p c n th c t : Kh o sát, phân tích các tài li u, s li u, quy trình v n hành, quy

ho ch h th ng;
- Ti p c n các thi t b đã l p đ t trong h th ng và các đ n v th y l i khác;
- Ti p c n h th ng: Coi các cơng trình l y n

c, tháo n

c, h th ng kênh d n và các

công trình đi u ti t trong h th ng là m t h th ng các cơng trình có liên k t và quan
h v i nhau trong quá trình v n hành.
4.2. Ph

ng pháp nghiên c u

- K th a;
- Ph

ng pháp đi u tra, phân tích nguyên nhân hình thành;

- Ph

ng pháp th ng kê tốn h c và th ng kê th c nghi m;

Ph

ng pháp phân tích t

ng t và phân tích t ng h p.

3


CH

NG 1: T NG QUAN

1.1. T ng quan h th ng th y l i B c H ng H i
c đi m t nhiên

1.1.1.

H th ng Thu l i B c H ng H i có v trí đ a lý n m
đ

gi a đ ng b ng sông H ng,

c xác đ nh theo to đ : 20º30’ đ n 21º07’ v đ B c; 105º50’ đ n 106º36’ kinh đ
ông, đ

- Sông

c bao b c b i 4 con sơng l n:
u ng

- Sơng Lu c

phía B c v i đ dài ph n ch y qua h th ng là 67km;
phía Nam v i đ dài ph n ch y qua h th ng là 72km;

- Sơng Thái Bình
- Sơng H ng

phía ơng v i đ dài ph n ch y qua h th ng là 73km;

phía Tây v i đ dài ph n ch y qua h th ng là 57km.

Toàn khu v c r ng: 214.932ha, di n tích ph n trong đê là 192.045ha, ngoài đê
22.887ha (Quy ho ch 2009) bao g m đ t đai c a toàn b t nh H ng Yên (10 huy n), 7
huy n th c a H i D

ng, 3 huy n c a t nh B c Ninh và 2 qu n, huy n c a thành ph

Hà N i.
Dân s trong vùng 2.709.362 ng

i (H i D

ng chi m 35% , H ng Yên 41%, B c

Ninh 13%, Hà n i 10%): M t đ dân s bình qn tồn vùng t 1000 ng
1200 ng
ng

i/km2, trong đó thành th 2980 - 3800 ng

i/km2 đ n

i/km2, nơng thơn 1242

i/km2.

1.1.2.

c đi m đ a hình

a hình có xu h

ng d c d n t Tây B c xu ng ơng Nam hình thành 3 vùng chính:

Vùng ven sông H ng , sông

u ng cao đ ph bi n (+4,0), ch cao nh t +8,0÷ +9,0.

Thành ph n g m: đ t pha cát, đ t th t nh , ít chua, đ t th m n

c cao, m c n

c ng m

n m sâu.
Vùng trung tâm v i cao đ +2,0 đ n +2,5;
Vùng ven sông Lu c, sơng Thái Bình, cao đ ph bi n + 1,0 đ n +1,5. N i th p nh t
4


+0,5, đ t chua, n
1.1.3.

c ng m n m cao.

c đi m đ t đai, th nh

t đai đ

ng

c hình thành do phù sa sơng H ng - Thái Bình, thành ph n c gi i c a đ t

t th t nh đ n th t pha nhi m chua và nghèo lân, chia ra thành các lo i sau:
1 - Lo i đ t phù sa sông H ng không đ

c b i màu nâu th m trung tính, ít chua, đây là

lo i đ t t t r t thích h p cho tr ng màu và lúa cao s n.
2 - Lo i đ t phù sa sông H ng không đ

c b i l ng trung tính ít chua glây trung bình,

lo i đ t này có t ng phù sa dày, thành ph n c gi i đ t th t trung bình đ n th t n ng,
lo i đ t này thích h p cho c y lúa 2 v .
3 - Lo i đ t phù sa sơng H ng có t ng loang l không đ

c b i l ng, màu đ t nâu nh t,

t ng phù sa m ng, thành ph n c gi i t trung bình đ n n ng, b sét hoá m nh, ch t
h u c phân hu ch m th

ng b chua, c n đ

c c i t o.

Trong đó, ch y u là đ t phù sa Glây c a h th ng sông H ng (Phg) chi m t l di n
tích l n nh t.
1.1.4.

c đi m khí h u

L u v c B c H ng H i n m trong vùng đ ng b ng B c B , tuy không giáp v i bi n
nh ng v n ch u nh h

ng c a khí h u mi n duyên h i, hàng n m chia hai mùa rõ r t:

mùa nóng t tháng 4 đ n tháng 10, th i ti t nóng m m a nhi u. Mùa đơng l nh, ít
m a t tháng 11 đ n tháng 3.
1.1.4.1. M a n m
L

ng m a n m trung bình nhi u n m trong vùng nghiên c u đ t 1.400 - 1.600 mm.

Vùng m a l n th
l

ng xu t hi n

khu v c phía Nam và

ơng Nam c a h th ng v i

ng m a trung bình n m đ t 1.548 mm t i Ninh Giang, 1.648 mm t i H ng Yên,

1.523 mm t i H i D

ng, 1423,4mm t i Thu n Thành.

1.1.4.2. Nhi t đ
- Nhi t đ trung bình n m 23,3 0C và phân b khá đ ng nh t;
- Nhi t đ th p nh t: 7,10 oC n m 1996;

5


- Nhi t đ cao nh t: 32,60 oC n m 1980;
- Mùa hè n n nhi t đ trung bình nhi u n m 27,3oC;
- Mùa đơng n n nhi t đ trung bình nhi u n m 19,1oC;
- T ng nhi t trung bình n m 8.400 - 8.500 oC;
- T ng nhi t trung bình mùa nóng 4.800 - 5.000 oC;
- T ng nhi t trung bình mùa l nh 3.300 - 3.500 oC.

B ng 1.1. Nhi t đ trung bình tháng, nhi u n m t i khu v c B c H ng H i
n v : oC

1.1.4.3.

m

-

mt

-

m khơng khí cao nh t

: 91 %.

-

m khơng khí th p nh t

: 26%.

-

m cao nh t trong n m xu t hi n vào tháng 2.

-

m nh nh t trong n m xu t hi n vào tháng 11 và tháng 12.
B ng 1.2.

ng đ i trung bình n m 80-89%.

mt

ng đ i trung bình tháng trong nhi u n m l u v c B c H ng H i
nv:%

6


1.1.4.4.B c h i
L

ng b c h i trong toàn n m

trong vùng t 700 ÷ 800mm. L n nh t là tháng 10 và

11 và nh nh t là tháng 3.
T ng l

ng b c h i theo trung bình nhi u n m là 8730mm, l n nh t tuy t đ i 144,9

mm (tháng 7 n m 1961), nh nh t tuy t đ i 20,8 mm (tháng 2 n m 1988).
1.1.4.5.N ng
Trung bình n m đ t 1.623 gi t i H i D

ng, 1.473 gi t i H ng Yên, 1.589 gi t i

Hà N i.
B ng 1.3. S gi n ng trung bình tháng, n m t i khu v c B c H ng H i
nv:h
Tháng
Tr m
H i D ng
H ng Yên
B c Ninh

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1,34
2,17
2,24

1,54
1,60
1,50

1,08
1,49
1,55

2,50

2,67
2,90

5,24
5,35
5,78

5,25
5,19
5,89

5,57
5,89
6,25

5,03
5,25
5,37

4,98
5,35
5,89

4,21
5,32
5,22

4,34
4,17
5,05

3,02
3,51
3,44

1.1.4.6.Gió
Trung bình tháng n m đ t 1,1-2,4m/s .T c đ gió l n nh t khi có bão đ t trên 40m/s,
23/8/1980 t i H i D

ng, 40,0m/s t i H ng Yên, 33m/s t i B c Ninh;

- Có 2 mùa gió chính: Mùa đơng có gió mùa

n m sau. Mùa hè có gió ơng Nam th

ơng B c, th

ng t tháng 9 đ n tháng 3

ng t tháng 3 đ n tháng 7;

- Gió đơng nam chi m u th trong n m, sau đó là gió

ơng B c. Các h

ng khác

xu t hi n đan xen nhau v i t n xu t th p không thành h th ng;
- T c đ gió c c đ i là 40m/s, h

ng th i Tây Nam.

B ng 1.4. T c đ gió trung bình tháng, n m t i khu v c B c H ng H i
n v : m/s
Tháng
Tr m
H i D ng
H ng Yên
B c Ninh

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

2,33
3,10
2,2

2,43
2,60
2,2

2,30
2,30
2,1

2,40
2,40
2,1

2,47
2,50
2,2

2,35
2,40
2,1

2,38
2,50
2,2

1,96
2,00
1,9

7

IX

X

XI

1,99 2,09 2,05
2,00 2,30 2,30
1,9 2,0 2,0

XII
2,70
2,30
2,1


1.1.4.7.Bão và áp th p nhi t đ i
M a to do nh h

ng c a bão gây ng p l t khá nghiêm tr ng, l

chi m t tr ng l n t i 15 ÷ 20% t ng l
chi m t i 30 ÷ 50% t ng l

ng m a c n m, tháng 8 l

ng m a do bão
ng m a do bão

ng m a tháng.

1.1.5. H th ng kênh chính
T ng s có 235km kênh tr c chính bao g m:
- Kênh Kim S n t Xuân Quan đ n C u C t dài 63,7km , đ a ph n t nhH ng Yên dài

26,7km , đ a ph n H i D

ng 37km;

- Kênh C u An t Sài Th đ n ngã ba C L c dài 50,8km; đ a ph n t nh H ng Yên dài

17,8km , đ a ph n H i D
- Kênh

ng 33km;

i n Biên t L c i n đ n B ng Ngang dài 15km thu c t nh H ng Yên;

- Kênh Tây K S t S t t c ng Tranh đ n ngã ba Tịng Hóa dài 20,4km; ranh gi i gi a

t nh H i D
- Kênh

D

ình

ng và H ng Yên;
ào t Bá Thu đ n ngã ba C L c dài 44,7km; thu c đ a ph n t nh H i

ng;

- Kênh

ình Dù t ngã ba T ng B o đ n TB Nh Qu nh dài 2,3km; thu c t nh H ng

Yên;
- Kênh Tràng K t ngã ba Phúc C u đ n c u Gu t dài 12,7km thu c t nh H i D
- Kênh Cái t C L c đ n L ng khê dài 2,3km thu c đ a ph n t nh H i D

ng;

ng;

- Kênh L ng Khê C u Xe t ngã ba L ng Khê đ n sơng Thái Bình dài 7,4km thu c đ a

ph n t nh H i D

ng;

- L ng Khê An Th t ngã ba L ng Khê đ n sông Lu c dài 4,7km thu c đ a ph n t nh

H iD

ng;

- Kênh Nam K S t t ngã 3 Pháo

2 t nh H i D

ài đ n c ng Vàng Hai dài 8,8km là ranh gi i gi a

ng và H ng Yên;
8


- Kênh L c C u t Kênh C u đ n c ng L c C u dài 1,65km thu c đ a ph n t nh H ng

Yên;
- Kênh

ng Than t Kênh C u đ n c ng

ng Than dài 0,85km thu c đ a ph n t nh

H ng Yên;
- T ng chi u dài b

kênh B c H ng H i: 471,4km; H i D

ng: 314,8km; H ng

n:156,2km.
1.1.6. H th ng các cơng trình chính
1.1.6.1. C m cơng trình đ u m i
(1).C ng Xn Quan (c ng ng m qua đê sông H ng)
C ng Xn Quan hồn thành tháng 5 n m 1959. Có 4 c a bxh = 3,5 x 4m và m t âu
thuy n bxh = 5 x 8,5m. Cao trình đáy c ng Zđc = - 1,00m. Là cơng trình l y n

c

chính c a h th ng B c H ng H i.
(2).C ng Báo áp
C ng g m 4 c a l y n

c; kích th

đ đ y c ng -1,0. C ng Báo
là dâng m c n

c bxh = 5mx 4m và 1 c a thông thuy n 9m, cao

áp m i đ

c xây d ng l i n m 2013 nhi m v ch y u

c h l u Xuân Quan v mùa l đ m b o an toàn cho c ng Xuân Quan

(gi m đ chênh m c n

c sông H ng v i m c n

c h l u c ng Xuân Quan).

1.1.6.2. C m cơng trình tiêu
(1).C ng C u Xe
C ng C u Xe xây d ng n m (1966-1969) làm nhi m v ng n tri u tiêu úng cho h
th ng B c H ng H i v i di n tích tiêu thi t k 151.600ha k t h p giao th ng th y.
C ng dài 12,5m, r ng 56m g m 6 c a tiêu và m t c a âu thuy n chi u r ng m i c a là
8m, âu thuy n có kích th

c 8 x 5,8m.

(2). C ng An Th
C ng xây d ng và hoàn thành n m 1977. Nhi m v c a c ng: cùng v i c ng C u Xe
ng n tri u tiêu úng cho 151.600ha c a B c H ng h i, k t h p giao thông th y.
C ng An Th là c ng bê tông c t thép và đá xây, c ng dài 12m, r ng 5 c a có bxh=
9


8m x 6m, và m t âu thông thuy n có kích th

c b = 8m.

1.1.6.3. Các cơng trình đi u ti t trên kênh
(1).C ng Kênh C u
Xây d ng n m 1961, c ng g m 6 c a kích th

c b x h= 3,2m x 3,7 m và 1 c a thông

thuy n b x h =5 x8m. Cánh c ng b ng thép ki u van ph ng 2 t ng đóng m b ng t i 6
t n.

ây là c ng đi u ti t chính phân ph i n

H ng H i, c ng này th

c cho khu v c cao c a h th ng B c

ng ho t đ ng theo l nh kh ng ch m c n

c th

ng l u ho c

h l u.
(2).C ng Bá Thu
Xây d ng n m 1962 g m 5 c a m i c a có kích th

c b x h = 8m x5,15m, cao trình

đáy c ng -2,0, cánh c ng b ng thép ki u hình cung. Là c ng đi u ti t 1 ch kh ng ch
th

ng l u.

(3).C ng Neo
Xây d ng n m 1962, g m 5 c a có kích th
kích th

c bxh= 8m x 4,5m và 1 c a âu tách riêng

c b x h = 5m x 6m, cao trình đáy c ng -2,0, cánh c ng b ng thép ki u hình

cung. Là c ng đi u ti t 1 ch kh ng ch th
1.1.6.4. C ng phân vùng t

ng l u.

i tiêu

(1).C ng âu thuy n L c i n:
Xây d ng n m 1971 ; qui mô 1 c a b x h = 5m x 5m; âu thuy n L c i n hi n t i làm
vi c nh m t c ng phân vùng t

i tiêu.

(2).C ng Tranh c :
Xây d ng n m 1960 qui mô 1 c a chính bxh=3,0x4,5m và 2 c a bên bxh= 2x 3,15m;
(3).C ng Tranh m i:
Xây d ng n m 1964; qui mô 1 c a bxh = 5,0 x 5,0m.
C ng L c

i n và c ng Tranh làm nhi m v phân vùng th

m thơng ho c đóng kín.
10

ng ho t đ ng

ch đ


1.2. T ng quan các nghiên c u đo m a và gi i pháp đo m a trên th gi i
Theo h s , vi c ghi chép v l

ng m a đ u tiên đ

n m 500 TCN, còn nh ng ng

i s ng

n

i Hy L p c đ i, kho ng

c làng

b t đ u ghi l i l

ng m a vào kho ng

n m 400 TCN.
N m 1441, d

i tri u vua Sejong

m a chu n hóa là th

i

c a tri u đ i Joseon c a Tri u Tiên th

c đo m a đ u tiên.

B đo m a tiêu chu n, đ

c phát tri n vào đ u th k 20, bao g m m t ph u đ vào

m t ng xi-lanh, bán kính 2 cm, n m trong m t thùng l n h n có đ

cao 50 cm. N u n
b tđ

ng kính 20 cm và

c m a tràn vào xi lanh bên trong, thùng ch a bên ngoài l n h n s

c nó. Khi đo đ

c th c hi n, chi u cao c a n

tràn quá m c trong bình ch a l n đ
t ng l

c đo

c trong xi lanh nh đ

c đo, và

c c n th n đ vào m t xi-lanh khác và đo đ m

ng m a.

Vào n m 1921, s n xu t ra thi t b đo m a:

oc

ng đ c a m a (Pluviometer of

intensities).
D ng c đo c

ng đ (ho c thi t b đo đ

dày c a Jardi) là cơng c đo c
trung bình c a l

ng đ

ng m a trong m t

kho ng th i gian nh t đ nh.
Nó s

d ng ngun t c thơng tin ph n

h i. N

c đi đ y phao lên trên, làm cho

"kim conic kim đi u ch nh" th p h n đ
v

t qua cùng m t l

ng n

c đi vào

trong bình ch a, theo cách này .. kim ghi
trên tr ng s l
nó

ng l

ng n

c ch y qua

m i th i đi m -trong mm l

ng m a

trên mét vng
Hình 1.1. Thi t b đo c
Sau đó tr i qua r t nhi u nghiên c u đã đ a ra đ
+ Ki u kh i l

ng: M t máy đo l

ng đ m a
c các thi t k v thi t b đo m a:

ng m a k t h p bao g m m t thùng ch a, đ
11

c

cân đ ghi l i kh i l

ng. M t s mơ hình đo kh i l

ng s d ng m t cây bút trên m t

tr ng quay, ho c b ng cách s d ng m t dây rung g n li n v i m t ng

i ghi d li u.

Thi t b đo m a ki u kh i l

ng

+Funnel and out cover: Ph u thu
+ Collecting bucket: Xô đ ng
+ Balance linkage mechanism: Thanh
cân b ng
+ Pen arm: bút v
+ Rotating chart: gi y v bi u đ
+ Extension spring: Lo xo
Hình 1.2. Thi t b đo m a ki u kh i l
+ Ki u đo n

ng

c t ghi:

Hình 1.3. Thi t b đo m a ki u t ghi
Tr i qua r t nhi u th i k nghiên c u các thi t bi đo m a đ n nay các n

c trên th

gi i đã hoàn thành các s n ph m đo m a công ngh cao, hi n đ i nh chao l t, đo kh i
l

ng, nh gi t t ghi …. các thi t b đo m a này ngày càng đ n gi n, g n nh , d s

d ng, giá thành h p lý.
Sau đây là m t s hình ành các thi t b đo m a đã ch t o trên th gi i:

12


Thi t b đo l

ng m a th công

c a nơng dân trong ru ng

Hình 1.4. Thi t b đo m a th công c a ng

i nông dân trong ru ng
Thi t b đo m a bánh xe.
S

d ng 100 h p bánh CD /

DVD.
+ Plastic funnel: Ph u thu n

c

+ Vessel to collect rain water: B
ph n thu n

cm a

+ Measuring cylinder: Xi lanh đo
Hình 1.5. Thi t b đo m a bánh xe
B đo quang h c có m t ng khói

trên

cùng c a m t photodiode ho c m t
diode laser. L

ng m a đ

cách phát hi n nh ng b t th
h c. Kênh h

c đo b ng
ng quang

ng d n các gi t

tia sáng, sau đó b ng cách đo c

chùm

ng đ

c a ánh sáng nh p nháy, nó có th xác
đ nh đi n t t c đ l

ng m a

Hình 1.6. Thi t b đo m a quang h c có 1 ng khói

13


AcuRite 00899 D ng c

đo

m a không dây.
đo m a không dây c a

B

AcuRite 00899 s truy n d
li u m i 16 giây v i tín hi u
433 MHz nâng cao

Hình 1.7. Thi t b đo m a khơng dây
Thi t b đo m a hi n đ i (rain
gauge)
chính xác: ± 0,2mm

Hình 1.8. Thi t b đo m a hi n đ i
1.3. T ng quan v các nghiên c u và gi i pháp đo m a trong ngành th y l i Vi t
Nam
Trong ngành th y l i Vi t Nam ch có duy nh t m t đ n v Vi n khoa h c th y l i
Vi t Nam, trung tâm công ngh ph n m m nghiên c u và l p đ t các thi t b đo t
đ ng, trong đó có c thi t b đo m a t đ ng. Tuy nhiên các thi t b này ch ch y u là
các thi t b nh p kh u t n

c ngoài, đ n nay các thi t b ch a đ

nguyên nhân:

14

c nhân r ng vì các


- Các thi t b ch y u là nh p ngo i, nên giá thành cho m t tr m đo t

ng đ i cao

(kho ng t 150 tri u đ n 300 tri u tu thu c vào d i đo trên h th ng kênh hay đ u
m i h ch a). N u m t h th ng thu nơng có 20 đi m c n đo thì kinh phí m t kho ng
3 t đ ng. ây là m t v n đ l n r t khó gi i quy t v bài tốn kinh t ;
- Các thi t b khi b h ng khơng có k thu t ho c CBCNV nào có th s a ch a đ

(ch a làm ch đ

c

c công ngh ). ây s là gánh n ng r t l n cho các công ty KTCTTL

trong quá trình s d ng khai thác;
- Các h th ng đ

c đ u t tr

c đây nh h th ng B c H ng H i, B c Ngh An,

Sông Chu... đã không chú ý đ n v n đ ch ng sét lan truy n qua đ
đ

ng đi n tho i,

ng đi n và tín hi u t đ u đo mà ch quan tâm đ n ch ng sét tr c ti p. Vì v y các

h th ng ch ho t đ ng trong th i gian ng n là h ng không ho t đ ng đ

c. Vi c này

đã làm cho lãnh đ o B , ngân hàng ADB cho r ng vi c đ u t công ngh SCADA trên
các h th ng thu nông là không hi u qu .
Các thi t b đo m a hi n t i đ

c dùng trong ngành th y l i:
Thùng đo m a th cơng

Hình 1.9. Thùng đo m a th công

15

Thi t b đo m a b ng Laser precipitation
monit
Laser Distrometer đ c thi t k đ c bi t
trong nhi u ng d ng và đ c tính c a
l ng m a
M t l i th chính c a Distrometer là đ
đo các h t xu ng đ ng kính 0,16 mm.
Nguyên lý đo: Tia laser 785nm
Di n tích đo m a: 46 cm² (23 x 2,0 cm)
Kích th c h t m a: 0,16 đ n > 8 mm
V n t c h t: 0,2 đ n 20 m / s
Phân bi t cho lo i m a phùn, m a, m a
đá, tuy t: > 97% trong so sánh, synopt
và quan sát
C ng đ m a t i thi u: 5mm/h m a
phùn
C ng đ m a t i đa: 250mm/h
T m nhìn trong m a: MOR 0 ... 99,999
m
ph n x radar: Z = -9,9 ..99,9 DBZ

Hình 1.10. Thi t b đo m a b ng Laser
Các thi t b đo m a do đ n v này s d ng đ l p đ t ch y u là các thi t b chao l t
hi n đ i nh p kh u t M , sau th i gian l p đ t các thi t b c ng b lãng quên.
Ngoài ra trên c n

c các Cơng ty KTCTTL khơng có đ n v nào nghiên c u và ch

t o, vì các nguyên nhân:
- Các công ty KTCTTL và các h dùng n

c ch a có khái ni m c p n

Hi n t i các công ty KTCTTL và các h dùng n
h dùng n

c yêu c u t

c ký h p đ ng c p n

c theo m3.

c theo ha, các

i là công ty KTCTTL ph i đáp ng.

- Các đ n v th y nơng ch a có nhân s th c s cho m ng công ngh ;
- Nhà n

c ch a có chính sách khuy n khích rõ ràng đ các cơng ty KTCTTL nâng

cao hi u qu công tác qu n lý đi u hành t

i, tiêu;

Nh v y trong ngành th y l i Vi t Nam ch a th c s trú tr ng đ n công tác nghiên
c u các s n ph m, đ làm ch đ

c công ngh nên h u h t các thi t b đo m a trong
16


ngành th y l i h u h t là đo b ng th công.
1.4. T ng quan v gi i pháp đo m a th c t trong h th ng B c H ng H i
H th ng B c H ng H i tr i qua g n 60 n m qu n lý v n hành,đã có r t nhi u d án
Scada đ

c xây d ng l p đ t trong đó có k đ n thi t b đo m a: Nh d án c a Hàn

Qu c; d án c a c ph n vi n thông Viettel. Tuy nhiên các thi t b này ch ho t đ ng
đ

c 1 th i gian sau đó khơng ho t đ ng đ

c n a nguyên nhân do:

- Các thi t b này ch y unh p kh u, nên không làm ch đ
- Công nhân v n hành ch a đ

c công ngh ;

c đào t o v cơng ngh , do đó ch a đ m nh n đ

c

công vi c s a ch a;
- Các d án nh c a Viettel c ng ch m i d ng l i là thí nghi m;

Chính vì nh ng khó kh n trên, trong h th ng B c H ng H i v n dùng thi t b đo m a
b ng th công. N m 2013 v i s phát đ ng phong trào đ y m nh vi c đ a công ngh
vào công tác qu n lý v n hành h th ng. Tác gi đã nghiên c u, s n xu t thi t b đo
m a t đ ng.
1.4.1. S l
l

c v thi t b đo m a th công đang s d ng trong B c H ng H i (v

ng k ).

Hình 1.1. Thi t b đo m a b ng th công
Thi t b đo m a th cơng g m có 3 ph n chính: (i) b ph n h ng m a; (ii) b ph n giá
đ đ h ng m a; (iii) c c đo m a th công.

17