Ứng dụng mô hình Mike 11 đánh giá hiện trạng và đưa ra các giải pháp nhằm tăng cường khả năng lấy nước của hệ thống thủy lợi Nam Thanh - Hải Dương

Các đặc trưng đó làm cho chế độ thủy lực trở nên hết sức phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng cấp nước và tiêu thoát nước của toàn hệ thống cũng như sự ổn định của lòng dẫn và công trình đầu mối trong suốt cả quá trình khai thác, sử dụng và quản lý hệ thống. Qua mô hình Mike sẽ đánh giá được hiện trạng của hệ thống công trình thủy lợi, từ đó đưa ra được các giải pháp nhằm tăng cường khả năng lấy nước cho hệ thống, đặc biệt là đối với những vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mô hình Mike 11 đánh giá hiện trạng và đưa ra các giải pháp nhằm tăng cường khả năng lấy nước của hệ thống thủy lợi Nam Thanh - Hải Dương TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 24. 2015 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐƯA RA CÁC GIẢI PHÁP NHẰM TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI NAM THANH - HẢI DƯƠNG Mai Thị Ngọc Hằng1 TÓM TẮT Đa số các hệ thống thủy lợi lấy nước và tiêu nước kiểu tự chảy nhờ ảnh hưởng của thủy triều đều bị sông bao quanh, hệ thống thủy lợi Nam Thanh (Hải Dương) là tiêu biểu cho dạng này. Đặc trưng địa hình đó làm cho kết cấu các hệ thống thủy lợi trở nên phức tạp. Trên các hệ thống thường có nhiều cống lấy nước. Hệ thống kênh mương và sông ngòi nội đồng thường có dạng cành cây (mạng hở). Các đặc trưng đó làm cho chế độ thủy lực trở nên hết sức phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng cấp nước và tiêu thoát nước của toàn hệ thống cũng như sự ổn định của lòng dẫn và công trình đầu mối trong suốt cả quá trình khai thác, sử dụng và quản lý hệ thống. Qua mô hình Mike sẽ đánh giá được hiện trạng của hệ thống công trình thủy lợi, từ đó đưa ra được các giải pháp nhằm tăng cường khả năng lấy nước cho hệ thống, đặc biệt là đối với những vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều. Từ khóa: Hệ thống công trình thủy lợi, yêu cầu nước, mike11. 1. MỞ ĐẦU Phần lớn các hệ thống thủy lợi vùng chịu ảnh hƣởng của thủy triều ở Bắc bộ đƣợc xây dựng vào thập kỷ 60 của thế kỷ XX, đến nay đã xuống cấp và hiệu quả lấy nƣớc thấp. Vì vậy, một số hệ thống thủy lợi vùng triều Bắc bộ chƣa đáp ứng đủ nhu cầu nƣớc cho các vùng trong khu vực, hiện tƣợng thiếu nƣớc phục vụ tƣới ải xảy ra khá phổ biến, ảnh hƣởng nhiều đến sản xuất và cuộc sống của nhân dân. Trong phạm vi các tỉnh chịu ảnh hƣởng của thủy triều, việc nghiên cứu các giải pháp nhằm tăng cƣờng khả năng lấy nƣớc của hệ thống thủy lợi chƣa đƣợc tiến hành sâu rộng. Hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung vào việc điều tra, đánh giá hiện trạng các cống lấy nƣớc vùng triều, mà chƣa ứng dụng đƣợc các mô hình thủy lực để tính toán toàn bộ hệ thống sông, kênh và các cống lấy nƣớc. Mô hình Mike là một mô hinh toán thủy lực để mô phỏng dòng chảy ở cửa sông, sông, hệ thống tƣới, kênh dẫn và các vật thể nƣớc khác. 1 ThS. Giảng viên khoa Kỹ thuật Công nghệ, trường Đại học Hồng Đức 85  TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 24. 2015 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Kết hợp giữa phƣơng pháp nghiên cứu lý luận và phƣơng pháp nghiên cứu thực tiến, điều tra, khảo sát thực tế và kế thừa các kết quả nghiên cứu trƣớc đây. - Phƣơng pháp thống kê: Phân tích các tài liệu khí tƣợng, thủy văn trong khu vực nghiên cứu. - Phƣơng pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các nhà khoa học có trình độ chuyên môn cao và nhiều kinh nghiệm thực tế trong quá trình nghiên cứu. 3. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Đặc điểm của hệ thống thủy lợi Nam Thanh Hệ thống thủy lợi Nam Thanh đƣợc xây dựng đã khá lâu, có một số tồn tại nhƣ sau: Các công trình bị hỏng hóc, các cống vận hành thƣờng là thủ công, hầu hết các van bị rò rỉ nƣớc do các gioăng bị lão hóa, hỏng hóc không đƣợc bảo dƣỡng định kỳ thƣờng xuyên, quá trình quản lý lỏng lẻo và ý thức của ngƣời dân địa phƣơng trong bảo vệ công trình còn thiếu tự giác. Hệ thống kênh mƣơng chủ yếu bằng đất đắp, chỉ một số tuyến kênh đƣợc kiên cố hóa bằng bê tông. Hiện tƣợng mất nƣớc trong kênh thƣờng xuyên xảy ra, do việc ngƣời dân tự ý đào phá bờ kênh để lấy nƣớc vào ruộng dẫn đến tổn thất rất lớn. Hàng năm, lƣợng bồi lắng trong lòng kênh rất lớn, làm giảm đi năng lực thiết kế của hệ thống, dòng chảy mất ổn định dẫn đến xói lở bờ kênh, sạt lở bờ… Hệ thống công trình điều tiết trên kênh còn rất ít, bộ phận cửa lấy nƣớc ở trên hệ thống kênh bị hỏng do bị gỉ, không đƣợc lau dầu mỡ cũng dẫn đến mất nƣớc trong hệ thống. 3.2. Tính toán đánh giá hiện trạng tƣới của hệ thống 3.2.1. Chế độ lưu lượng tại các cống đầu mối Chế độ lƣu lƣợng tại các công trình đầu mối không liên tục vì các cống Sông Hƣơng, Thƣợng Đạt, Ngô Đồng, Ngọc Trì lấy nƣớc chịu ảnh hƣởng của thủy triều. Quan hệ giữa lƣu lƣợng và thời gian là quan hệ gián đoạn, phụ thuộc vào mực nƣớc triều ngoài sông và mực nƣớc trong các kênh rạch nội đồng (hình 1). Ngoài ra, chế độ lƣu lƣợng của các cống lấy nƣớc khác trên hệ thống cũng bị gián đoạn (hình 2). 86  TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 24. 2015 [m^3/s] Qua trinh luu luong tai cong song Huong, Ngo Dong 110.0 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 Q(m3/s) 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 -10.0 5-1-2000 7-1-2000 9-1-2000 11-1-2000 13-1-2000 15-1-2000 17-1-2000 19-1-2000 21-1-2000 23-1-2000 25-1-2000 Hình 1. Quá trình lƣu lƣợng tại các cống đầu mối: Sông Hƣơng, Ngô Đồng (tƣới ải vụ Chiêm năm 2000) [m^3/s] Qua trinh luu luong tai cong Thuong Dat 0.0 -0.5 -1.0 ...