Nghiên cứu xác định mực nước thiết kế bể tháo hợp lý cho trạm bơm tiêu Lê Tính huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ (Luận văn thạc sĩ file word)

-1 –

PHẦN MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay nước ta có trên 10.000 trạm bơm phục vụ tưới tiêu. Hệ thống
các trạm bơm này đã góp phần quan trọng trong canh tác nông nghiệp, dân
sinh kinh tế. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân, cho đến nay hầu hết các loại
máy bơm, các trạm bơm ở khắp các tỉnh thành trong cả nước đều có nhiều
vấn đề cả về thiết kế, quản lý vận hành khai thác, hiệu quả sử dụng... Nhìn
chung, cần phải có những nghiên cứu cụ thể từng vấn đề để có được những
giải pháp, từng bước cải thiện hiệu quả cho từng loại máy bơm đã và đang
được sử dụng.
Đối với các trạm bơm tiêu nước mưa ra sông mà mực nước sông dao
động lớn trong mùa mưa hoặc lũ ngồi sơng khơng trùng tần suất xuất hiện
với mưa trong đồng thì nhiều khi mưa lớn trong khu tiêu nhưng mực nước
ngồi sơng vẫn còn thấp.
Đặc biệt khi nghiên cứu các trạm bơm trạm bơm tiêu có nơi nhận nước
tiêu là các con sơng lớn chảy qua nhiều vùng địa lý như sông Hồng, sông Đà,
sông Lô, sông Thao, sông Mã, sông Lam…Mực nước thiết kế bể tháo của các
trạm bơm này lấy theo quy phạm là các mực nước ứng với tần suất theo cấp
cơng trình và có cùng tần suất xuất hiện với mưa lớn trong đồng. Cách tính
như vậy thường cho mực nước thiết kế bể tháo cao. Trong quá trình bơm tiêu
nước thực tế mực nước xuất hiện thường thấp hơn nhiều, khi ta dùng cột nước
thiết kế tính với mực nước này để chọn ra loại máy bơm thì thực tế máy bơm
đa số làm việc với hiệu suất thấp gây lãng phí năng lượng tiêu thụ.
Trong phạm vi luận văn này nghiên cứu lựa chọn mực nước bể tháo thiết
kế hợp lý cho trạm bơm Lê Tính - Phú Thọ để đạt hiệu suất cao trong quá
trình làm việc.

Luận văn thạc

sỹ

Nguyễn Hồng Sơn –
21Q21


II.

MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1. Mục đích nghiên cứu:
Đề xuất lựa chọn mực nước bể tháo thiết kế hợp lý cho trạm bơm Lê
Tính để trạm bơm làm việc đạt hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng bơm.
2.2. Phạm vi nghiên cứu:
Trạm bơm Lê Tính- Huyện Lâm Thao - Tỉnh Phú Thọ
III.

CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Cách tiếp cận:
- Thực tiễn quản lý hệ thống các trạm bơm tiêu
- Tiếp cận hệ thống: Tiếp cận, tìm hiểu, phân tích từ tổng thể đến chi tiết,
đầy đủ và toàn diện;
- Sử dụng tiến bộ khoa học công nghệ.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
Đánh giá bước đầu về phương pháp xác định mực nước thiết kể bể xả
của trạm bơm tiêu hiện nay dựa trên kết quả tính toán chênh lệch mực nước
bể tháo trạm bơm và mực nước sông của trạm bơm tiêu. Dùng phương pháp
sau để thực hiện:
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa.

- Phương pháp kế thừa: Chọn lọc các đề tài nghiên cứu khác đã có về các
mặt liên quan tới mục tiêu của đề tài này để nghiên cứu thêm chính
xác.
- Phương pháp phân tích, thống kê.
- Phương pháp mơ hình mô phỏng


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1.Tình hình chung việc xác định mực nước bể tháo các trạm bơm tiêu
trong cả nước.
Trong gần 20 năm trở lại đây, khi việc sử dụng các máy bơm và trạm
bơm để tiêu nước được phát triển ở đồng bằng Bắc Bộ, nhiều vấn đề thuộc
về các khâu thiết kế cơng trình, chọn sử dụng máy bơm đã được giải quyết.
Tuy nhiên cũng còn một số vấn đề khá cơ bản chưa được giải quyết thích
đáng. Một trong những vấn đề trên là xác định cột nước địa hình thiết kế,
trong đó yếu tố cần đề cập trước tiên là mức nước bể tháo thiết kế.
Bài báo “Một phương pháp xác định cao trình đáy cống xả của trạm bơm
tiêu” tại tạp chí số 38- (3/2012) của tác giả Nguyễn Tuấn Anh, Đỗ Minh
Thu “. Nội dung bài báo này giới thiệu một phương pháp xác định cao trình
đáy cống xả của trạm bơm tiêu dựa trên lý thuyết phân tích hệ thống và tối
ưu hóa. Trong phương pháp này, hàm mục tiêu được chọn là tổng chi phí xây
dựng và quản lý quy về năm đầu nhỏ nhất. Phương pháp đã được áp dụng
cho một trạm bơm cụ thể trong thực tế và cho kết quả đáng tin cậy. Phương
pháp tính tốn này nên được áp dụng trong công tác thiết kế các trạm bơm
tiêu nước mưa ra sông, đặc biệt là các trạm bơm mà ở đó lũ ngồi sơng
khơng trùng tần suất xuất hiện với mưa trong đồng.
Tác giả La Đức Dũng và Nguyễn Tuấn Anh tạp chí số 43-tháng 12/2013
có bài viết “Đánh giá bước đầu về phương pháp xác định mực nước thiết kế
bể xả của các trạm bơm tiêu”. Nội dung Bài báo giới thiệu kết quả đánh giá
bước đầu về phương pháp xác định mực nước thiết kế bể xả của các trạm

bơm tiêu hiện nay dựa trên liệt tài liệu quan trắc thực tế của trạm bơm Nhân
Hòa, Hà Nam. Qua so sánh mực nước bể tháo và mực nước sông trong thời
gian từ năm 2004 đến năm 2011, bài báo đã đánh giá sơ bộ được mức độ


lãng phí cột nước bơm dẫn đến điện năng bơm tăng thêm của trạm bơm do
đáy kênh tháo được thiết kế thiên cao.
Tạp chí số 47-tháng 12/2014, hai tác giả La Đức Dũng và Nguyễn Tuấn
Anh cũng có bài viết: “Đề xuất cách xác định cao trình thiết kế đáy kênh tháo
của các trạm bơm tiêu” dựa trên nguyên tắc tiết kiệm năng lượng bơm. Qua
xem xét so sánh tổng điện năng tiêu thụ của trạm bơm tương ứng với các
trường hợp cao trình đáy kênh tháo được xác định ứng với mực nước bể tháo
thiết kế tần suất 10%, 30%, 40%, 50% và 60% của hai trạm bơm tiêu thuộc
hệ thống Bắc Nam Hà, bài báo kiến nghị để lựa chọn cao trình thiết kế đáy
kênh tháo hợp lý nên xem xét một số tần suất thiết kế của mực nước bể tháo
thay vì 10% như hiện nay.
Điển hình nhất tại hội nghị khoa học năm 1984 - Đại học Thủy lợi
GS.TS Hồng Lâm Viện đã có bài báo nói về “Vấn đề kinh tế xác định mực
nước trạm bơm tiêu vùng Đồng bằng Bắc Bộ”.
Vấn đề xác định mực nước bể tháo thiết kế chưa phù hợp, liên quan đến
vấn đề thiết kế trạm bơm, chọn sử dụng máy bơm và vấn đề quy hoạch của
trạm bơm phù hợp cho tiêu nước vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Hiện nay mực nước bể tháo thiết kế được lấy bằng mực nước bình quân
ngắn ngày (1,3,5,7 ngày) cao nhất ứng với tần suất thiết kế tiêu 10% hoặc
20%. Điều này thừa nhận rằng mưa lũ trong đồng và mực nước ngoài sông
trùng tần suất.
Phương pháp này không suất phát từ một cơ sở đúng đắn và cho kết quả
không phù hợp với yêu cầu về kỹ thuật và nhất là về kinh tế.
Tiến hành phân tích nghiến cứu sự tương quan giữa mưa trong đồng và
mực nước lũ ngồi sơng. Tài liệu được dùng để phân tích là tài liệu mực

nước từ tháng 6 đến tháng 10 của các trạm đo mực nước trên các triền sông


Hồng, Lơ, Thái Bình và tài liệu mưa của các trạm đo mưa thuộc phạm vi
miền đồng bằng: Hà Nội,Việt Trì, Sơn Tây.
Bằng phương pháp phân tích tương quan, các tác giả đã đưa ra những
kết quả sau:
+ Sự tương quan giữa mưa trong đồng và mực nước ngồi sơng của hệ
thống sơng Hồng và sơng Thái Bình là khơng xảy ra. Sự gặp gỡ mực nước
bình quân ngắn ngày (1,3,5,7 ngày) lớn nhất ứng với tần suất p=10% ở ngồi
sơng với các trận mưa bình qn ngắn ngày (1,3,5 ngày) lớn nhất ứng với tần
suất 10% trong đồng hầu như không xuất hiện.
+ Sự gặp gỡ giữa các trận mưa lớn nhất trong các năm thống kê và mực
nước bình quân tháng lớn nhất ứng với tần suất 25% là 26% -:- 42% và ứng
với tần suất 50% là 41%-:- 58% tổng số các trận mưa xảy ra. Sự gặp gỡ giữa
các trận mưa lớn trong các năm thống kê và mực nước bình quân vụ ứng với
tần suất 25% là 32% -:- 58% và ứng với tần suất 50% là 47% -:- 78% các
trận mưa lớn trong năm.
Để giải quyết vấn đề đó các tác giả tiến hành nghiên cứu đặc tính của
nguồn nhận nước tiêu ở vùng đồng bằng sơng Hồng và sơng Thái Bình.
1.1.1. Đặc tính nguồn nhận nước tiêu ảnh hưởng đến tính năng cơng
tác của máy bơm
Nguồn nhận nước tiêu gồm: nguồn nhận nước tiêu là ao hồ, sông nội địa
và nguồn nhận nước tiêu là sông thiên nhiên. Thực tế ở vùng đồng bằng Bắc
Bộ nguồn nhận nước tiêu là ao hồ và sơng nội địa (sơng Bắc Hưng Hải, sơng
sơng Nhuệ…) có tính chất hạn chế và chịu ảnh hưởng của mực nước các sơng
thiên nhiên. Vì vậy số lượng trạm bơm tiêu đề ra nguồn nhận nước tiêu trên
không nhiều và thường nhỏ.
Nguồn nhận nước tiêu chủ yếu là hệ thống sơng Hồng và sơng Thái
Bình. Để phân tích đặc tính các sơng có ảnh hưởng đến tính năng cơng tác

của máy bơm và trạm bơm, các tác giả dùng phương pháp phân tích xác suất
cho từng trạm đo mực nước ở các sông.
Số lần xuất hiện của 1 cấp
Xác suất xuất hiện P% = Tổng số lần xuất hiện các cấp mực nước
Với mỗi con sơng, tùy theo nó dài hay ngắn mà chọn từ 2 -:- 6 trạm đo
để tính tốn.
Tài liệu mực nước từ tháng 6 đến tháng 10 của 33 trạm được chọn để
tính tốn được thu thập tại Cục kỹ thuật điều tra cơ bản thuộc Tổng cục khí
tượng thủy văn. Các tài liệu đều đã được chỉnh biên và có liệt kê từ 17 năm
trở lên (có 2 trạm 13 năm: Thắng Cương- sơng Cầu, Cầu Sơn -Sơng Thương)
Những kết quả tính tốn đã cho thấy:
a/ Chênh lệch mực nước giữa biên cao thấp z của phạm vi mực nước
thường xuất hiện ở các vùng giáp trung du khoảng 490 cm, ở các vùng giữa
vào khoảng từ 100 -:- 400 cm và các vùng dọc theo bờ biển từ 25 -:- 100 cm.
b/ Nếu lấy sơng Hồng và sơng Thái Bình làm trục chính (sơng Đáy làm
trục phụ) thì càng về hạ lưu, đường qua hệ mực nước z = f (P%) càng ổn
định, xác suất xuất hiện lớn nhất ở vùng giáp trung du khoảng Pmax = 4,4 - 5,8
% và ở ven biển Pmax = 36,5 - 39,2 % (ứng với lũy tích xác suất P=50%).
c/ Căn cứ vào đường lũy tích xác suất mực nước của sông, 80% mực
nước xuất hiện từ các mực nước z = (0,6-1,7) Ztb
-

Với sông Hồng và sông Ninh Cơ từ mực nước

z = ( 0,8 - 1,5) Ztb ;
-

Với sơng Đáy và sơng Thái Bình từ mực nước

z = ( 0,7 - 1,7) Ztb ;
-

Với sông Cầu, sông Thương từ mực nước

z = ( 0,6 - 1,7) Ztb ;


-

Với sông Đào Nam Định, sông Luộc từ mực nước

z = ( 0,7 - 1,6) Ztb ;
Sông Trà Lý từ mực nước z = (0,6 – 1,6) Ztb
Những kết luận trên đã cho thấy rằng:
+/ Nếu sử dụng mực nước bình quân ngắn ngày lớn nhất ứng với tần
suất 10% làm mực nước bể tháo thiết kế như trước đây thì phần lớn thời gian
trạm bơm tiêu sẽ làm việc với các mực nước bể tháo cao hơn nhiều so với
mực nước nguồn nhận nước tiêu. Điều này gây ra một tổn hao năng lượng
đáng kể.
+/ Để có thể bao trùm được phạm vi thường xuất hiện của mực nước
nguồn nhận nước tiêu, các máy bơm được dùng đã tiêu nước cho các vùng ở
đồng bằng sông Hồng, sông Thái Bình cần phải có phạm vi sử dụng với hiệu
suất lớn ứng với sự thay đổi cột nước từ 2 -:- 4 m, lớn nhất là 5 m.
1.1.2. Quan hệ giữa năng lượng tiêu hao với các mực nước bể tháo
khác nhau.
Phương pháp xác định là so sánh tổng năng lượng tiêu nước hàng năm
của trạm bơm có mực nước bể tháo thiết kế lấy bằng mực nước có xác suất
xuất hiện lớn nhất làm mực nước bể tháo thiết kế EPmax%.

Tính tốn được thực hiện với năm có mực nước xuất hiện trung bình
trong những năm thống kê, tức là nếu biểu thị t1 là thời gian cần tiêu nước
trong năm ứng với mực nước bể tháo Zt1 và T là tổng thời gian cần tiêu trong
năm.
Ứng dụng quan hệ trên để tính tốn cho các trạm bơm Vĩnh Trị, Nhâm
Tràng và Vân Đình trên sơng Đáy, trạm bơm Cốc Thành, sông Chanh trên
sông Đào Nam Định, trạm bơm Hữu Bị, Như Trác và trạm bơm Hà Nội trên


sông Hồng, trạm bơm Kim Bôi, Hiền Lương trên sông Cầu, trạm bơm Cống
Sao trên sơng Luộc.
Kết quả tính tốn cho thấy rằng nếu mực nước thiết kế Z tk xác định cao
hơn mực nước trung bình thường xuất hiện Z Pmax 20% thì năng lượng tổn hao
thêm 5 -:- 15 %, nếu cao hơn 40% thì năng lượng tổn hao thêm 13 -:- 38 % và
nếu cao hơn 60% thì năng lượng tổn hao thêm 23 -:- 64 %.
1.1.3. Sự tăng giảm của vốn đầu tư xây dựng khi mực nước bể tháo
thiết kế thay đổi
Mực nước bể tháo càng thấp thì bể tháo càng đặt sâu, cơng trình càng
đặt sâu, do đó vốn xây dựng càng tăng lên. Để xác định mức độ ảnh hưởng
của yếu tố này đến việc quyết định mực nước bể tháo thiết kế tác giả đã tiến
hành tính tốn cụ thể cho trạm bơm Vân Đình là cơng trình có dao động mực
nước nguồn nhận nước tiêu khá lớn (khoảng 4m).
Khi tính tốn sử dụng các loại hình cơng trình tháo nước như nhau. Khi
độ sâu tăng lên thì tăng thêm trọng lượng đào đắp, khối lượng bê tông cống
tháo nước, tường bể tháo, cơng trình hộ mặt cũng tăng lên (do chiều dài cống
tăng lên, tường bể tháo sâu thêm…)
Từ kết quả nhận thấy rằng độ tăng của vốn đầu tư xây lắp khi đặt bể
tháo sâu so với vốn toàn bộ cơng trình trạm bơm là khá nhỏ. Vì vậy yếu tố
vốn đầu tư chi phối không lớn đến việc xác định mức nước. Độ tăng vốn đầu
tư xây lắp của trạm bơm Vân Đình khi mực nước thiết kế bể tháo giảm.

Những kết luận trên đây cho thấy rằng mực nước bể tháo thiết kế được
xác định như hiện nay là thiên quá cao dẫn đến cột nước địa hình thiết kế
thiên cao. Nếu dùng các cột nước đó để chọn máy bơm hoặc làm các thông
số thiết kế máy bơm thì đại bộ phận thời gian tiêu nước máy bơm sẽ làm việc
với hiệu suất thấp.


Như vậy, để xác định cột nước địa hình hợp lý, cần nghiên cứu xác định
mực nước bể tháo phù hợp sao cho máy bơm làm việc phần lớn thời qian
trong vùng hiệu suất cao và năng lượng tiêu thụ ít nhất mà khối lượng cơng
trình khơng tăng q nhiều.
1.2.Tình hình hoạt động thực tế tại trạm bơm Lê Tính
Hệ thống thủy nơng Lê Tính nằm trên địa bàn huyện Lâm Thao, trung
tâm huyện cách thành phố Việt Trì 10 km.
1.2.1.
1.2.1.1.

Tng quan v huyện Lâm Thao
Điều kiện tự nhiên

Lõm Thao là huyện trung du nằm về phía tây nam của tỉnh Phú Thọ,
nằm dọc theo đường 320 và quốc lộ 32C. Trung tâm huyện cách thành phố
Việt Trì 10km. Có vị trí giới hạn như sau :
- Phía bắc: giáp thị xã Phú Thọ và huyện Phù Ninh.
- Phía nam: giáp Sơng Hồng.
- Phía đơng: giáp thành phố Việt Trì.
- Phía tây: giáp Sơng Thao và huyện Tam Nơng.
Tổng diện tích tự nhiên tồn huyện là 9.754,59 ha.Trong đó đất nơng
lâm nghiệp là 5.269,46 ha. Có 14 xã thị trấn, dân số 111.100 người, mật độ dân số
trung bình là 1140 người/Km2, bình qn đất nơng nghiệp là 480 m2/người, tỷ lệ

phát triển dân số trung bình từ 0,8-1% tỷ lệ người kinh chiếm 100%
Về kinh tế : Lâm Thao là huyện có nhiều lợi thế về nơng nghiệp nhưng
tốc độ phát triển chậm, do ảnh hưởng của thiên tai, bão lốc, sâu bệnh... nên
chưa khai thác hết tiềm năng đất đai và lao động.
Các yếu tố khí tượng thuỷ văn, mực nước trong khu vực như sau:
1/ Nhiệt độ khơng khí: Đơn vị (0C)
-

Nhiệt độ lớn nhất : 41 0c


- 10 –

T

-

Nhiệt độ nhỏ nhất : 4 07

-

Nhiệt độ trung bình của nhiều năm (n = 22
năm)
IV

V

VI

VII VIII

Bảng: 1.1

I

II

III

IX

X

XI

8.5

9.6

12.2 16.2 19.8 22.4 22.9 23.0 21.0 16.3 12.9

XII

ĐT
Tmax 26.1 28.3 30.5 32.9 36.9 37.1 36.8 36.3 34.8 29.5 29.5 27.5
Tmin
TTB

9.3

16.0 16.9 19.8 23.5 26.9 28.5 28.5 28.1 26.9 23.2 20.9 17.8

2/ Độ ẩm tương đối của khơng khí (%)
-

Độ ẩm tương đối trung bình năm
84%

-

Độ ẩm tương đối TB tháng năm
1997

Bảng: 1.2

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

79

84

86

86

89

86

82

87

92

89

83

83

3/ Nắng: Đơn vị giờ
-

Số giờ nắng trong năm lớn nhất: 1452 giờ (năm 1990)

-

Số giờ nắng trong năm nhỏ nhất: 1130 giờ (năm 1997)Số
giờ nắng qua các tháng trong năm 1997.
Bảng: 1.3

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

56

19

7

28

197

164

66

163

111

158

129

32

4/ Bốc hơi: Đơn vị mm

Luận văn thạc
sỹ

-

Lượng bốc hơi năm lớn nhất : 1154,3 mm

-

Lượng bốc hơi năm nhỏ nhất : 740,2 mm

-

Lượng bốc hơi năm trung bình 872,6 mm

-

Lượng bốc hơi tháng trung bình của nhiều năm (27 năm)
Nguyễn Hồng Sơn –
21Q21


Bảng: 1.4
I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

51.5 48.6 54.3 65.2 94.3 100.2 89.1 76.2 76.4 78.7 73.5 67.4
5/ Gió (Đơn vị m/s)
-

Tốc độ gió mạnh nhất 28 m/s theo hướng SE (Đơng Nam)

-

Tốc độ gió trung bình 1,5 m/s.

(Hướng gió)
N

W

E

S

Bảng: 1.5
T
I
ĐT
14.0
Vmax

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

16.0

20.0

20.2

28.0

24.0

24.0

20.0

14.0

14.0

14.0

24.0

Hướng

SE

SE

SW

SE

SE

NW

SW

E

NE,SE NE

NW

SW

Vmin

11.8

12.4

12.5

13.6

14.0

14.7

13.1

12.3

10.3

10.9

10.0

11.3

VTB

1.45

1.54

1.77

2.09

2.0

1.68

1.68

1.41

1.14

1.09

1.04

1.14

Hướng và tốc độ gió mạnh nhất trung bình qua các tháng, tính cho 22
năm và tốc độ gió trung bình tháng.
6/ Mưa
a/ Mưa 1 ngày max:
-

Liệt tài liệu đã dùng tính tốn từ năm 1968-:- năm 1997

-

n

= 30 năm

-

Xo

=

151 mm

=

0,447

- Cv


- Cs

=

2,0

- X2%

=

347,3 mm

b/ Lượng mưa năm:
-

Tài liệu đã dùng tính tốn từ năm 1970 -:- năm 1997

-

n

= 28 năm

- Xo

=

1732 mm

- Cv

=

0,201

- Cs

=

0,50

- X2%

=

2529 mm

- X10%

=

2182 mm

- X50%

=

1697 mm

- X75%

=

1472 mm

- X95%

=

1212 mm

c/ Lượng mưa vụ mùa (mùa mưa từ T.V -:- T.X) :
-

Liệu tài liệu đã dùng tính toán năm 1970 -:- năm 1997

-

n

= 28 năm

- Xo

=

1423 mm

- Cv

=

0,229

- Cs

=

0,50

- X2%

=

2191 mm

- X10%

=

1864 mm

- X50%

=

2006 mm

- X75%

=

1181 mm

d/ Lượng mưa vụ chiêm (Từ tháng XI-:-IV) :
-

Liệu tài liệu đã dùng tính tốn từ năm 1968-:-năm 1997

-

n

- Xo

= 30 năm
=

327,4 mm


- Cv

=

0,316

- Cs

=

1,50

- X2%

=

1,9 x 327,4 =

622,1 (mm)

- X10%

=

1,41 x 327,4 =

416,6 (mm)

- X5%

=

1,62 x 327,4 =

530,4 mm

- X75%

=

0,77 x 327,4 =

252,1 mm

7/ Mực nước và chất lượng nước sông Thao tại vị trí cơng trình
a- Mực nước lũ ngồi sơng Thao tại vị trí cơng trình
Bảng: 1.6: Mực nước báo động tại cống Trịnh
Báo động BĐ1 BĐ2 BĐ3
Mực nước (m)

14.80

15.80

16.80

Bảng: 1.7: Đặc trưng thuỷ văn và Hp% tại cống Trịnh
Đặc trưng T. Văn Ký hiệu Hmax năm
Năm tính tốn

Hmax T1

Hmax T2

1968-1997

1968-1997

1968-1997

Số năm tính tốn

N

30

30

30

Trị số bình qn

Ho

1577

812.5

797.6

Hệ số phân tán

Cv

0,058

0,071

0,079

Hệ số thiên lệch

Cs

0,5

1,0

1,0

Hp = Kp. Ho

H2%

17.83

959

949

Hp = Kp.Ho

H5%

17.36

926

909

Hp = Kp.Ho

H10%

16.70

894

877

H20%

16.41

Mực nước lớn nhất trong đồng là: H max = + 13.25
Mực nước H10% trong đồng là: H10% = + 11.15
Mực nước nhỏ nhất trong đồng là: H min = + 10.50
b- Chất lượng nước:


Qua kết quả phân tích mẫu nước sơng Thao tại vị trí trạm bơm cho
thấy hàm lượng các chất khống, hoà tan nằm trong nước đều ở mức thấp. So
sánh với tiêu chuẩn TCVN 6773:2000 về chất lượng nước mặt dùng cho tưới
ruộng đều đạt trong phạm vi cho phép. Cụ thể như sau:
Bảng: 1.8
TT Chỉ tiêu Phưong pháp
1

PH

M1

TCVN 6492:199

M2
6,5

6,6

6,7
194

5,5-:-9

TDS (mg/l) Phương pháp nội bộ

3

TSS (mg/l)

TCVN 6200:1996

17

29

24

80

4

As (mg/l)

TCVN 6626:200

0,05

0,05

0,05

0,1

1.700

2.000

2.000

10.000

ColiForm(M Phương pháp nội bộ

172

TCVN

2

5

164

M3

-

PN/100ml)
6

DO (mg/l) Phương pháp nội bộ

4,28

4,16

4,52

>2

1.2.1.2. Tài nguyên thiên nhiên
Trong khu vực có các mỏ cao lanh, sét có trữ lượng lớn, chất lượng
đảm bảo phục vụ tốt cho các ngành cơng nghiệp, gốm sứ thủy tinh, ngồi ra
trong khu vực khơng có tài ngun khống sản nào khác
1.2.1.3. Tình hình kinh tế xã hội
+ Về kinh tế: Lâm Thao là huyện có nhiều lợi thế về nơng nghiệp như đất đai
tương đối bằng phẳng màu mỡ, con người cần cù và sáng tạo trong lao động,
là nơi giao lưu với các huyện và các tỉnh trong khu vực lân cận thuận tiện.
Song nền kinh tế còn nhiều bất cập, tốc độ phát triển chậm, văn hoá xã hội ở
mức trung bình, do ảnh hưởng của thiên tai cũng như bão lốc, sâu bệnh ... nên
chưa khai thác hết tiềm năng đất đai và lao động. Đời sống người dân Lâm
Thao cịn gặp nhiều khó khăn, việc đầu tư cho sản xuất nơng nghiệp cịn hạn
chế, đặc biệt là khâu thuỷlợi phục vụ cho sản xuất nông nghiệp .


Bảng: 1.9: Dân số của các xã trong vùng
STT

Tên xã Số hộ S
Sơn Vy
Thạch Sơn
Hợp Hải
Kinh Kệ

Sơn Dương
Tứ xã
Bản Nguyên
Vĩnh Lại

9
10

o khẩu
2.202
1.871
800
1.271
939
2.266
2.265
1.956

Cao xá
TT Lâm Thao

11 TT Hùng Sơn
Tổng cộng

2.546
2.275
2.636
21.027

8.814

7.346
3.075
5.321
4.505
9.112
9.134
8.220
8.976
8.545
9.726
82.774


Bảng: 1.10 : Diện tích đất tự nhiên các xã

TT

Tên xã Tổng
diện
tích

Đất

Đất

Đất

nơng

chun

khác

lâm

dùng

Đất ở

nghiệp

(ha)

(ha)

(ha)

chưa sử
dụng
(ha)

(ha)
1 Sơn Vy

660,7

2 Thạch Sơn

518,89

3 Hợp Hải

531,74

4 Kinh Kệ

620,98

5 Sơn Dương

393,14

6 Tứ xã

829,57

7 Bản Nguyên

761,09

8 Vĩnh Lại

1.024,2

9 Cao xá
10 TT Lâm
Thao
11TT Hùng Sơn
Tổng

425,1

92,2

48,1

176,4

109,2

38,4

15,0

195,0

47,7

15,8

2,6

384,2

102,1

28,7

6,8

336,9

32,4

16,8

0,5

577,3

127,9

373,0

84,7

46,2

-

514,5

133,3

40,4

5,5

56,0

3,0

0,8

1.035,3

670,0

128,0

47,8

13,4

573,32

206,6

149,1

48,2

8,8

456,53
7405,46

296,9
4155,90

76,6
1083,20

50,9
437,30

13,6
67,40

- Các xã có tổng sản lượng quy thóc đạt 10.711 tấn, bình qn lương thực đầu
người 300 kg/năm, ổn định đàn trâu bò, đàn lợn tăng 17%, mở rộng diện tích
ni cá vụ để có tổng sản lượng cá 600 – 700 tấn/năm.
- Phát triển vùng cây ăn quả với quy mô 500 ha với cơ cấu cây ăn quả chính là
nhãn, chuối, na....


- Thực hiện và đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn
theo hướng giảm tỷ trọng nông nghiệp, gia tăng tỷ trọng ngành nghề dịch vụ,
tiểu thủ công nghiệp, tăng giá trị thu nhập trên một đơn vị diện tích,đảm


bảo an toàn lương thực. Muốn đạt được các mục tiêu đã đặt ra, giải pháp thực
hiện là:
- Sản xuất tạo ra nhiều sản phẩm hàng hóa, tạo vùng sản xuất tập trung, xác
định cây, con mũi nhọn có thế mạnh trong vùng.
- Tiếp thu đưa nhanh tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất. Trên cơ sở làm tốt công tác
khuyến nơng, khuyến ngư, từ đó tạo đà để nâng cao năng suất cây trồng, vật
nuôi và năng suất lao động.
- Để sản xuất nơng nghiệp phát triển để có vốn đầu tư. Đối với vốn cho xây
dựng cơ bản lớn đề nghị nhà nước cấp. Đồng thời tranh thủ vốn của các

chương trình 327, 120, vốn người nghèo và vốn tự có, vốn vay để xây dựng
cơ sở hạ tầng và phát triển sản xuất.
- Căn cứ vào điều kiện đất đai khẳng định cây con chủ yếu của vùng nghiên
cứu là cây lúa, con cá, con ong, con vịt, cây ăn quả: nhãn, chuối, na...
- Thực hiện đổi mới cơ cấu giống và cơ cấu mùa vụ. Khẳng định thời vụ xuân
sớm, mùa sớm và xuân muộn cho năng suất cao đồng thời có điều kiện tăng
hệ số sử dụng đất.
- Vùng ven sông: Cây trồng chủ yếu: cây lúa, ngơ, chuối
- Vùng đồi gị giáp ranh giữa vùng núi và vùng ven sơng tạo thành các lịng
chảo trên đồi, bố trí cây ăn quả chủ yếu là ao vùng nhãn và na, dưới ruộng
bố trí 1 lúa 1 cá trên cơ sở tạo các bờ vùng ngăn lũ và tiến hành tích tụ ruộng
đất.
- Đất đồi núi tập trung trồng rừng hỗn giao là nguyên liệu giấy đồng thời
chú ý trồng rừng phòng hộ bằng các cây bản địa.
+ Về văn hoá xã hội:
Các xã trong vùng dự án đều có trường tiểu học và huyện có trường PTTH.
Cơ sở vật chất nhìn chung cịn nhiều thiếu thốn, nhà cửa xuống cấp nghiêm
trọng, các trạm y tế xã qui mô xây dựng chưa đáp ứng nhu cầu khám chữa


bệnh, trang bị dụng cụ khám chữa bệnh còn thiếu thốn. Đồng thời chưa có
biện pháp khắc phục ơ nhiễm môi trường ở các xã thường xuyên bị thiên tai.

TB Lê Tí h

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực Trạm bơm tiêu Lê Tính


1.2.2. Tổng quan về trạm bơm tiêu Lê Tính.
*Nhiệm vụ thiết kế:

Hệ thống thủy nơng Lê Tính nằm trên địa bàn huyện Lâm Thao. Đây là
nơi cung cấp lương thực, thực phẩm và rau quả chính cho tồn tỉnh Phú Thọ
nói chung và thành phố Viết Trì nói riêng. Kinh tế trong khu vực chủ yếu là
phát triển nông nghiệp, do vậy cơng tác thủy lợi đóng vai trị quan trọng trong
việc phát triển kinh tế huyện.
Do đặc điểm địa hình trong khu vực huyện Lâm Thao nghiêng dần từ
tây bắc xuống Đơng Nam, do vậy khi có mưa lượng nước trong khu vực đổ
dồn về khu vực vùng trũng Lê Tính thuộc xã Vĩnh Lại. Trạm bơm Lê Tính
làm nhiệm vụ bơm tiêu qua cống Trịnh đổ ra ngoài sơng Hồng. Là vị trí hợp
bởi 2 sơng: sơng Thao và sông Đà cùng chịu ảnh hưởng chế độ thủy văn của 2
sông. Khi mực nước sông Hồng thấp, lượng nước trong đồng dồn về có thể
tiêu qua cống tự chảy, qua cống Trịnh ra sơng.
Tổng diện tích lưu vực cần tiêu là: 4.573 ha
Hệ thống trạm bơm tiêu Lê Tính được xây dựng năm 1981 và hồn
thành đưa vào sử dụng năm 1986 phục vụ tiêu cho 11 xã và thị trấn, trong đó
9 xã thuộc huyện Lâm Thao: Sơn Vi, TT Lâm Thao, Hợp Hải, Kinh Kệ, Sơn
Dương, Tứ Xã, Bản Nguyên, Vĩnh Lại, Cao Xá và 2 xã Tân Đức, Thụy Vân
thuộc thành phố Viết Trì với tổng diện tích tiêu úng 4.573 ha. Từ năm 1986
đến năm 2010 về vụ chiêm chỉ đáp ứng tiêu được 70% diện tích, cịn vụ mùa
khơng cấy được khoảng 400ha do bị ngập úng.
Hệ thống thủy nơng Lê Tính được UBND tỉnh Phú Thọ, sở nông
nghiệp và phát triển nông thôn quan tâm đề nghị đầu tư xây dựng từ năm
2004, hồ sơ lập dự án đầu tư do Công ty cổ phần tư vấn xây dựng nông
nghiệp và phát triển nông thôn Phú Thọ lập để đăng ký sử dụng từ nguồn vốn
JBIC, song do nguồn vốn nên chưa được đầu tư, việc nghiên cứu đề xuất đầu


tư cơng trình hệ thống thuỷ nơng Lê Tính được UBND tỉnh Phú Thọ đề xuất
xây dựng trong nhiều năm.
Năm 2007 Trạm bơm Lê Tính bắt đầu được triển khai cải tạo, nâng cấp.

Thời gian thực hiện dự án trong 4 từ năm 2007 -:- 2010. Dự án cải tạo hệ
thống đầu mối Trạm bơm Lê Tính cụm cơng trình đầu mối như sau:
* Tuyến kênh dẫn:
Chiều dài tuyến kênh dẫn L= 233 m
Lưu lượng thiết kế: Q=26,51 m3/s
Độ dốc i=0,005
Chiều rộng đáy kênh: B=21m
Hệ số mái m=1,5
Cao trình đáy kênh: (+9.10 -:- +7.93)
Cao trình bờ kênh: +13.90
Bề rộng mặt bờ kênh B= 3m
*Tuyến kênh tự chảy:
Chiều dài tuyến kênh tự chảy L= 357 m
Lưu lượng thiết kế: Q=26,51 m3/s
Độ dốc i=0,0002
Chiều rộng đáy kênh: B=11m
Hệ số mái m=1,5
Cao trình đáy kênh: (+8.75 -:- +9.08)
Bề rộng mặt bờ kênh B= 3m
* Tuyến kênh xả:
Chiều dài tuyến kênh xả L= 1.250 m
Lưu lượng thiết kế: Q=26,51 m3/s
Độ dốc i=0,000009
Chiều rộng đáy kênh: B=11 m


Cao trình đáy kênh: (+11.70 )-:- +8.74)
Hệ số mái m=2
Bề rộng mặt bờ kênh B= 3m
* Nhà Trạm bơm

+ Sửa chữa nhà trạm theo kích thước máy mới và thiết bị đồng bộ
+ Thiết bị bơm: Thay thế 13 tổ máy bơm cũ bằng thiết bị bơm. Lưu lượng
Q=8000 m3/h; Hb =6,7m; động cơ N = 200KW
+ Xây dựng cụm điều tiết kết hợp đặt thiết bị vớt rác
+ Xây dựng nhà quản lý và lắp đặt các trang thiết bị

Hình 1.2: Hình ảnhTrạm bơm tiêu Lê Tính
Từ tháng 6 năm 2010 cơng trình đưa vào vận hành khai thác. Hiện trạng
về tiêu trong vùng chỉ có duy nhất trạm bơm Lê Tính đảm nhận. Thiết kế
Trạm bơm Lê Tính có các thơng số kỹ thuật chủ yếu như sau:


- Hệ số tiêu thiết kế:

q= 5,80 l/s.ha;

- Lưu lượng tiêu thiết kế:

Q= 26,51m3 /s;

- Mực nước thiết kế tại bể xả: + 16,80m
- Mực nước lớn nhất tại bể xả: + 17,20m
- Mực nước bể hút thiết kế:

+ 11,15m

- Mực nước bể hút lớn nhất: + 13,25m
- Mực nước bể hút nhỏ nhất: + 10, 50m

Hình 1.3: Cắt ngang nhà máy bơm - Trạm bơm tiêu Lê Tính

1.2.3. Quá trình vận hành, phân tích và đề ra nhiệm vụ nghiên cứu.
Phân tích sơ bộ mực nước bể tháo qua các năm vận hành và nhận thấy
thực tế nhỏ hơn nhiều so với thiết kế đã xây dựng.
Để có nghiên cứu đề xuất lựa chọn mực nước thiết kế bể tháo hợp lý cho
trạm bơm Lê Tính. Cần có thống kê số liệu thực tế đo đạc, thực địa tại trạm


bơm. Trạm bơm Lê Tính trong thời gian bắt đầu khi bơm tiêu cho tới kết thúc
bơm. Thống kê mực nuớc bể xả Zbể tháo(m) và mực nuớc bể hút Z bể hút
(m) cho 5 năm gần đây nhất như sau:
Bảng: 1.11
Ngày bơm
tiêu
Năm 2010
26/7/2010
27/7/2010
28/7/2010
29/7/2010
30/7/2010
31/7/2010
1/8/2010
25/8/2010
26/8/2010
27/8/2010
28/8/2010
29/8/2010
30/8/2010
31/8/2010
1/9/2010
2/9/2010

26/9/2010
27/9/2010
Năm 2011
25/6/2011
26/6/2011
27/6/2011
28/6/2011
23/7/2011
24/7/2011

Zbể tháo
(m)

Z bể hút
(m)

12,21
12,10
12,08
12,00
11,95
11,90
11,85
11,80
12,80
12,72
12,60
12,78
12,68
12,52

12,38
12,10
11,90
12,10
11,50
12,01
12,20
12,15
12,00
11,80
12,00
11,90

11,40
11,90
11,89
11,75
11,50
11,25
11,10
11,00
11,95
11,80
11,75
11,60
11,50
11,30
11,20
11,00
10,90

10,95
10,80
11,45
11,95
11,55
11,15
10,80
11,95
11,65

Hđh
(m)
0,81
0,20
0,19
0,25
0,45
0,65
0,75
0,80
0,85
0,92
0,85
1,18
1,18
1,22
1,18
1,10
1,00
1,15

0,70
0,56
0,25
0,60
0,85
1,00
0,05
0,25

Hi
(m)

1,86
1,25
1,24
1,30
1,50
1,70
1,80
1,85
1,90
1,97
1,90
2,23
2,23
2,27
2,23
2,15
2,05
2,20

1,75
1,61
1,30
1,65
1,90
2,05
1,10
1,30

η

(%)

64,6
60,5
60,4
60,8
62,2
63,5
64,2
64,5
64,9
65,3
64,9
67,1
67,1
67,3
67,1
66,5
65,9

66,9
63,9
62,9
60,8
63,2
64,9
65,9
59,5
60,8


Ngày bơm
tiêu

Hđh
(m)

Hi

η

Zbể tháo
(m)

Z bể hút
(m)

25/7/2011

11,80

11,30

0,50

1,55

62,5

26/7/2011

11,70

11,00

0,70

1,75

63,9

1/8/2011

12,40

11,90

0,50

1,55

62,5

2/8/2011

12,20

11,50

0,70

1,75

63,9

3/8/2011

11,90

11,00

0,90

1,95

65,2

11/8/2011

11,80

11,80

0,00

1,05

59,2

12/8/2011

11,50

11,00

0,50

1,55

62,5

24/8/2011

12,80

11,95

0,85

1,90

64,9

25/8/2011

12,20

11,85

0,35

1,40

61,5

26/8/2011

11,80

10,80

1,00

2,05

65,9

Năm 2012

13,13

11,60

1,53

2,58

69,4

26/7/2012

14,00

12,00

2,00

3,05

72,6

27/7/2012

14,00

12,00

2,00

3,05

72,6

28/7/2012

13,95

12,00

1,95

3,00

72,2

29/7/2012

13,95

11,95

2,00

3,05

72,6

30/7/2012

13,90

11,95

1,95

3,00

72,2

31/7/2012

13,86

11,90

1,96

3,01

72,3

1/8/2012

13,85

11,90

1,95

3,00

72,2

2/8/2012

13,80

11,85

1,95

3,00

72,2

3/8/2012

13,70

11,83

1,87

2,92

71,7

4/8/2012

13,70

11,80

1,90

2,95

71,9

5/8/2012

13,68

11,80

1,88

2,93

71,8

6/8/2012

13,68

11,78

1,90

2,95

71,9

7/8/2012

13,60

11,78

1,82

2,87

71,4

8/8/2012

13,56

11,72

1,84

2,89

71,5

9/8/2012

13,30

11,72

1,58

2,63

69,8

(m)

(%)