Giáo trình quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi - Chương 7

Hệ thống tiêu nước mặt ruộng Nhiệm vụ của hệ thống điều tiết nước mặt ruộng là phải rút lớp nước mặt trong thời gian mưa và hạ thấp mực nước ngầm sau thời gian mưa để tạo ra chế độ nước thích hợp cho cây trồng. Khả năng chịu ngập của các loại cây trồng rất khác nhau. Đối với cây trồng cạn như bông, đậu... khả năng chịu ngập rất kém. Thực tế cho thấy rằng, nếu nước đọng lại trên ruộng bông dưới 10 cm trong 1 ngày thì năng suất bông sẽ giảm, nếu ngập 6 -...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi - Chương 7 232 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi Ch−¬ng 7 HÖ thèng tiªu n−íc mÆt ruéng NhiÖm vô cña hÖ thèng ®iÒu tiÕt n−íc mÆt ruéng lµ ph¶i rót líp n−íc mÆt trong thêi gian m−a vµ h¹ thÊp mùc n−íc ngÇm sau thêi gian m−a ®Ó t¹o ra chÕ ®é n−íc thÝch hîp cho c©y trång. Kh¶ n¨ng chÞu ngËp cña c¸c lo¹i c©y trång rÊt kh¸c nhau. §èi víi c©y trång c¹n nh− b«ng, ®Ëu... kh¶ n¨ng chÞu ngËp rÊt kÐm. Thùc tÕ cho thÊy r»ng, nÕu n−íc ®äng l¹i trªn ruéng b«ng d−íi 10 cm trong 1 ngµy th× n¨ng suÊt b«ng sÏ gi¶m, nÕu ngËp 6 ÷ 7 ngµy th× b«ng sÏ chÕt. Mét sè c©y l−¬ng thùc nh− ng«, khoai... n−íc ngËp 10 ÷15 cm kh«ng ®−îc ®Ó qu¸ 2 ÷ 3 ngµy. Thêi gian chÞu ngËp cã quan hÖ víi chÊt ®Êt vµ ®iÒu kiÖn khÝ hËu. §èi víi lo¹i ®Êt nÆng ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao th× thêi gian chÞu ngËp (cho phÐp) gi¶m. C©y lóa cã kh¶ n¨ng chÞu ngËp tèt h¬n. Kh¶ n¨ng chÞu ngËp cña lóa l¹i thay ®æi theo giai ®o¹n sinh tr−ëng. Theo c¸c tµi liÖu thÝ nghiÖm th× biÓu ®å m« t¶ quan hÖ gi÷a sè ngµy ngËp cña lóa víi tû lÖ gi¶m n¨ng suÊt. Tiªu n−íc mÆt ruéng nh»m ®¸p øng c¸c yªu cÇu: - Yªu cÇu tiªu tho¸t ®éc tè trong ®Êt canh t¸c vµ t¹o ®é Èm thÝch hîp cho c©y trång ph¸t triÓn. Khi mùc n−íc ngÇm qu¸ cao sÏ lµm cho c©y trång ph¸t triÓn kÐm, do ¶nh h−ëng cña muèi ®éc vµ c¸c chÊt ®éc kh«ng ®−îc ph©n gi¶i, do ®ã ph¶i cã biÖn ph¸p h¹ thÊp mùc n−íc ngÇm, b¶o ®¶m ®é Èm thÝch hîp cho sù ph¸t triÓn b×nh th−êng cña c©y trång. - Yªu cÇu tiªu n−íc röa mÆn ®Ó c¶i t¹o ®Êt mÆn ®èi víi vïng ®Êt bÞ nhiÔm mÆn, ®ång thêi ph¶i chèng H×nh 7.1: ¶nh h−ëng cña thêi gian ngËp n−íc mÆn t¸i sinh khi mùc n−íc ngÇm ®èi víi n¨ng suÊt lóa thêi kú ®Î nh¸nh d©ng cao. - Yªu cÇu canh t¸c n«ng nghiÖp. CÇn ph¶i t¹o cho ®Êt ®é Èm thÝch hîp ®Ó m¸y mãc lµm ®Êt ho¹t ®éng tèt, ph¶i h¹ vµ khèng chÕ mùc n−íc ngÇm ë ®é s©u thÝch hîp (th−êng ph¶i c¸ch mÆt ®Êt 0,5 ÷ 0,6 m). 233 Ch−¬ng 7 - HÖ thèng tiªu n−íc mÆt ruéng HÖ thèng ®iÒu tiÕt n−íc mÆt ruéng bao gåm hÖ thèng tiªu tho¸t n−íc mÆt b»ng kªnh hë vµ hÖ thèng tiªu tho¸t n−íc ngÇm b»ng kªnh hë hoÆc hÖ thèng èng ngÇm. 7.1. HÖ thèng kªnh tiªu n−íc mÆt ruéng Sau khi m−a, hÖ thèng kªnh tiªu cÇn ph¶i rót hÕt n−íc m−a trªn mÆt ruéng trong kho¶ng thêi gian ngËp cho phÐp b¶o ®¶m cho c©y trång tr¸nh ®−îc thiÖt h¹i do ngËp óng. ViÖc tiªu n−íc trªn mÆt ruéng cã quan hÖ víi viÖc tr÷ n−íc trªn ruéng, qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y cña n−íc m−a vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c kªnh tiªu. HÖ thèng tiªu n−íc mÆt ruéng bao gåm hÖ thèng tiªu cho lóa vµ cho c©y trång c¹n. §èi víi hÖ thèng tiªu trªn ruéng lóa ®· kÕt hîp tr×nh bµy trong ph−¬ng ph¸p t−íi ngËp cho lóa (ch−¬ng 6) v× vËy ë ®©y chØ tr×nh bµy hÖ thèng tiªu n−íc mÆt ruéng cho c©y trång c¹n. 7.1.1. Kh¶ n¨ng tr÷ n−íc mÆt ruéng cña c©y trång c¹n Dßng ch¶y s¶n sinh do m−a, mét bé phËn bÞ chÆn gi÷ trªn hÖ thèng kªnh t−íi vµ c«ng tr×nh mÆt ruéng, tõ ®ã sÏ gi¶m nhá ®−îc c−êng ®é tiªu n−íc vµ l−îng n−íc tiªu ë mÆt ruéng. B¶n th©n tÇng ®Êt cña ruéng trång trät cã thÓ tr÷ l¹i l−îng n−íc m−a do thÊm, khi l−îng tr÷ Èm t¨ng lªn th× bæ sung vµo n−íc ngÇm lµm cho mùc n−íc ngÇm d©ng cao. Tuy nhiªn, cÇn ph¶i h¹n chÕ viÖc d©ng cao mùc n−íc ngÇm ®Ó ®Ò phßng mùc n−íc ngÇm cã thÓ g©y t¸c h¹i ®èi víi c©y trång. H×nh 7.2: TÇng ®Êt tr÷ n−íc - Thêi gian tiªu n−íc cho phÐp ®èi víi ®Êt mµu: t + τ ≤ [T] (7.1) trong ®ã: t - thêi gian m−a; τ - thêi gian rót n−íc sau m−a; [T] - thêi gian tiªu cho phÐp. - Kh¶ n¨ng tr÷ n−íc cho phÐp ®−îc x¸c ®Þnh: W = A.H.(βmax − β0) + A.H1.(1 − βmax) (7.2) trong ®ã: W - l−îng n−íc cã thÓ tr÷ (m3) hoÆc (m3/ha); H - chiÒu dµy tÇng ®Êt trªn mùc n−íc ngÇm (m); A - ®é rçng cña ®Êt (% thÓ tÝch ®Êt); β0 - ®é Èm ban ®Çu cña ®Êt (%A); βmax - søc tr÷ n−íc tèi ®a cña ®Êt (%A); H1 - ®é d©ng cao cña mùc n−íc ngÇm cho phÐp do mao qu¶n (m). 234 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi Tõ ®©y ta cã thÓ rót ra ®iÒu kiÖn khèng chÕ vÒ yªu cÇu tiªu: K0(t + τ)1 - α ≤ W 1 ⎛ W ⎞1−α K víi K 0 = 1 t+τ≤⎜ ⎟ vµ: (7.3) 1− α ⎝ K0 ⎠ T×nh h×nh chung, khi l−îng n−íc thÊm cña m−a vµo tÇng ®Êt chøa n−íc v−ît qu¸ kh¶ n¨ng tr÷ n−íc th× ph¶i x©y dùng hÖ thèng tiªu tho¸t l−îng n−íc m−a qu¸ nhiÒu tr¸nh cho c©y trång bÞ h¹i. 7.1.2. Qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y trªn ruéng c©y trång c¹n §Ó thÊy râ t¸c dông cña kªnh tiªu vµ bè trÝ hîp lý hÖ thèng tiªu n−íc, ta sÏ ph©n tÝch qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y trªn ruéng. Trªn ruéng trång c©y trång c¹n, khi m−a nÕu c−êng ®é m−a v−ît qu¸ tèc ®é thÊm cña ®Êt th× sÏ h×nh thµnh dßng ch¶y. NÕu ®Êt cã mét ®é dèc nhÊt ®Þnh th× líp n−íc sÏ vËn chuyÓn theo h−íng dèc vÒ kªnh tËp trung n−íc. ë phÝa ®Çu khu ruéng, diÖn tÝch tËp trung n−íc bÐ do ®ã ®é dµy líp n−íc sÏ bÐ theo sù gia t¨ng cña diÖn tÝch tËp trung n−íc, ®é dµy líp n−íc sÏ t¨ng lªn, cã nghÜa cµng c¸ch xa phÝa ®Çu ruéng th× ®é dµy líp n−íc cµng lín. Khi ®é dèc mÆt ®Êt vµ t×nh h×nh che phñ gièng nhau th× thöa ruéng cµng dµi, ®é s©u líp n−íc ngËp phÝa cuèi ruéng cµng lín. Sau khi ngõng m−a, thêi gian rót n−íc cµng chËm vµ thêi gian chÞu ngËp cµng lín. Nh− vËy sÏ bÊt lîi ®èi víi c©y trång. §Ó tr¸nh ¶nh h−ëng kh«ng tèt ®èi víi c©y trång ta cÇn ®µo kªnh tiªu rót ng¾n chiÒu dµi d ...