Tiêu chuẩn ngành 14TCN 60:1988 về hệ số tiêu cho ruộng lúa

• Số hiệu: 14TCN60:1988
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn ngành
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 1988

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

14TCN 60-88

HỆ SỐ TIÊU CHO RUỘNG LÚA

Tiêu chuẩn này quy định những nguyên tắc, phương pháp cần được tuân thủ trong tính toán hệ số tiêu nước mặt do mưa đối với vùng trồng lúa là chủ yếu.

Khi sử dụng các hệ số quy định trong tiêu chuẩn này cần phân tích lựa chọn cho phù hợp với tình hình cụ thể của từng vùng, từng địa phương.

1. CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG TÍNH TOÁN TIÊU NƯỚC

1.1. Hệ số tiêu là lưu lượng cần làm thoát đi từ một đơn vị diện tích nhằm đảm bảo một chế độ chịu ngập nhất định.

Hệ số tiêu được ký hiệu là q và có đơn vị thường dùng là 1/S - ha.

Độ sâu tiêu là lớp nước mặt ruộng cần làm thoát đi trong thời gian một ngày đêm nhằm đảm bảo một chế độ chịu ngập nhất định.

...

...

...

q =           trong đó:

q tính bằng 1/S - ha

q₀ tính bằng mm/ngày

Hệ số tiêu phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:

- Lượng mưa, mô hình mưa, tính chất đất đai địa hình và cây trồng.

- Mức độ chống úng, kết cấu và tình trạng của hệ thống tiêu nước.

Hệ số tiêu được phân thành hệ số tiêu mặt ruộng và hệ số tiêu tại công trình đầu mối.

1.2. Tiêu nước mặt do mưa trong hệ thống thủy nông cần được thực hiện theo nguyên tắc "Phân tán nước và tiêu nước có điều tiết".

Phân tán nước là thực hiện nguyên tắc cao tiêu cao, thấp tiêu thấp, nước ở đâu tiêu ở đấy, tránh việc dồn nước vào vùng thấp rồi mới tiêu đi.

...

...

...

1.3. Để đảm bảo việc thực hiện đầy đủ các nguyên tắc tiêu nước hệ thống thủy nông phải là một hệ thống hoàn chỉnh, hệ thống điều tiết nước mặt ruộng phải đầy đủ bờ vùng, bờ thửa, bờ khoảnh và công trình tháo nước mặt ruộng.

2. CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN

2.1. Để xác định hệ số tiêu nước mặt ruộng cần chuẩn bị các tài liệu cơ bản sau:

1. Sơ đồ kiến thiết đồng ruộng;

2. Loại công trình tháo nước mặt ruộng được ứng dụng;

3. Tình hình tập trung nước ngoại lai vào ruộng lúa trong quá trình tiêu nước;

4. Lượng mưa, tính toán;

5. Lượng nước tiêu hao trên ruộng lúa trong quá trình tiêu nước.

2.2. Khả năng điều tiết nước trên ruộng lúa.

...

...

...

Khả năng chịu ngập được đánh giá bằng thời gian ngập và mức độ ngập.

Ở dạng tổng quát, mức độ ngập được đánh giá bằng hệ số:

K =              trong đó:

H: Độ sâu lớp nước mặt ruộng

H₁: Chiều cao của cây lúa

Khả năng chịu ngập cho phép là mức độ ngập và thời gian ngập không gây ra mức giảm sản lớn hơn mức giảm sản quy định. Vượt quá thời gian giới hạn đó lúa được gọi là ngập úng.

2.2.2. Khả năng chịu ngập của lúa thay đổi phụ thuộc vào thời kỳ ngập, nhiệt độ, độ đục của nước cũng như tốc độ nước chảy trong ruộng.

Khả năng chịu ngập của cây lúa ứng với mức giảm sản nhỏ hơn 10% như sau:

a) Giai đoạn cấy - bén chân

...

...

...

- Ngập 3/4 chiều cao cây lúa không quá 3 ngày

- Không được để ngập 100% chiều cao cây lúa.

b) Giai đoạn đẻ rộ, làm đòng

- Ngập 1/2 chiều cao cây trong 5 ngày

- Không được để ngập quá 3/4 chiều cao cây lúa.

2.3. Mưa.

2.3.1. Mưa là một thành phần quan trọng trong tính toán hệ số tiêu ở ruộng lúa. Mưa tiêu được đặc trưng bằng 2 yếu tố cơ bản là lượng mưa và mô hình mưa.

Tần suất tính toán mưa tiêu lấy theo quy định của Tiêu chuẩn Nhà nước "Quy phạm chung về thiết kế công trình thủy lợi" QPVN-08-76.

Lượng mưa được sử dụng trong tính toán trong hệ số tiêu là lượng mưa của các trận mưa rào 1 ngày max, 3 ngày max, 5 ngày max, 7 ngày max.

...

...

...

a) Tính chất bao của các nhóm ngày mưa lớn nhất (tính chất trận mưa 1 ngày max nằm trong trận mưa 3 ngày max, trận mưa 3 ngày max nằm trong trận mưa 5 ngày max, trận mưa 5 ngày max nằm trong trận mưa 7 ngày max).

Nếu tính chất này là phổ biến thì các trận mưa dài ngày sẽ nguy hiểm hơn các trận mưa ngắn ngày.

b) Số ngày mưa có hiệu quả trong các trận mưa. (Lượng mưa có hiệu quả có lượng lớn hơn lượng bốc hơi và ngấm nên sẽ tạo nên dòng chảy mặt).

Đối với mỗi loại mưa rào, số ngày mưa có hiệu quả xác định theo công thức:

N =                         trong đó:

Bn tổng số các ngày mưa có hiệu quả trong n trận mưa rào đưa ra xem xét.

Khi trận mưa ngắn ngày nằm trong trận mưa dài ngày và có cùng xấp xỉ số ngày mưa có hiệu quả thì trận mưa ngắn ngày sẽ nguy hiểm hơn trận mưa dài ngày.

c) Thời gian ngừng mưa sau các trận mưa lớn nhất.

Nghiên cứu thời gian ngừng mưa sau các trận mưa lớn nhất nhằm quyết định thời gian tiêu của các trận mưa đó.

...

...

...

T = t + Δt ≤ [T]   trong đó

t: thời gian mưa (ngày);

Δt: thời gian ngừng mưa sau các trận mưa (ngày)

[T]: Thời gian chịu ngập tối đa cho phép của lúa ở một mức ngập nhất định (ngày)

Đối với vùng Bắc bộ và Trung bộ có thể lấy Δt = 2 ngày.

Đối với vùng Nam bộ, ứng với các trận mưa dài ngày, thời gian tiêu có thể lấy bằng thời gian mưa, tức Δt = 0.

2.3.4. Mô hình mưa tiêu là sự phân bố lượng mưa theo các ngày của trận mưa, trong đó, vị trí của ngày mưa lớn nhất có ảnh hưởng quyết định tới chất lượng và hiệu quả của công tác điều tiết nước tại ruộng.

Trong tính toán mô hình mưa được lựa chọn là mô hình mưa đại biểu hoặc mô hình mưa bất lợi.

Mô hình mưa bất lợi là mô hình mưa có vị trí ngày mưa lớn nhất ở phía cuối.

...

...

...

Ở vùng đồng bằng Bắc bộ và Trung bộ, trên các loại đất đã trồng lúa lâu ngày, trị số h₀ thường từ 5-6 mm/ngày.

2.5. Hệ thống công trình tháo nước mặt ruộng bao gồm hệ thống bờ ruộng và công trình tháo nước từ ruộng ra kênh.

Tác dụng điều tiết của các loại công trình này được thể hiện qua hệ số đồng đều

λ =           trong đó:

: Trị số trung bình của đường quá trình hệ số tiêu.

q_max­: Trị số lớn nhất của hệ số tiêu trong đường quá trình hệ số tiêu.

Hiện nay sử dụng hai loại công trình sau đây làm công trình tháo nước mặt ruộng.

- Đập tràn tháo nước;

- Ống tháo nước đặt sát hoặc thấp hơn mặt ruộng.

...

...

...

3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TIÊU

3.1. Tính toán hệ số tiêu nước mặt ruộng lúa tức tìm cách xác lập đường quá trình hệ số tiêu từ ruộng ra kênh tiêu tương ứng với một mô hình mưa đã biết, một loại công trình tháo nước mặt ruộng đã biết và một chế độ chịu ngập đã biết.

Quy mô kích thước của công trình tháo nước mặt ruộng được gọi là thích hợp với công trình đó, tận dụng được tối đa khả năng chịu ngập của lúa để điều tiết nước đồng thời đường quá trình hệ số tiêu có hệ số đồng đều cao nhất.

4.2. Nội dung chủ yếu của phương pháp tính toán hệ số tiêu là giải đồng thời phương trình cân bằng nước trên mặt ruộng và phương trình động lực qua công trình tháo nước.

Tùy theo thể loại công trình tháo nước mặt ruộng và trạng thái chảy qua công trình mà phương trình này có biến đổi đi ít nhiều.

4.2.1. Trong trường hợp công trình tháo nước mặt ruộng là đập tràn, chế độ chảy là tự do, thời đoạn tính toán là 1 ngày đêm, khu tiêu có diện tích 1 ha, hệ phương trình tính toán như sau:

W_i  - 2               … (1a)

(1) q_oi = 0,274Mb₀^3/2   … (1b)

(H_i + H_i-1)/2             … (1c)

...

...

...

:       Thủy đầu tiêu bình quân trong thời đoạn tính toán (mm)

H_{i­   :}               Thủy đầu tiêu cuối thời đoạn tính toán (mm)

H_i-1:       Thủy đầu tiêu đầu thời đoạn tính toán.

q_oi :       Độ sâu tiêu trong thời đoạn tính toán (mm/ngày)

b₀  :       Chiều rộng của đập tràn tiêu cho 1 ha (m/ha)

M = m trong đó:

m: hệ số lưu lượng của đập tràn;

W_i = (1+β)P_i - h_oi + 2H_i-1   trong đó:

P₁: lượng mưa rơi xuống trong thời đoạn tính toán (mm/ngày)

...

...

...

β: Hệ số hiệu chỉnh độ sâu lớp nước cần tiêu trên ruộng

β = β₁ + β₂ + β₃

trong đó:

β₁ - Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng choáng chỗ của cây lúa làm cho mực nước ruộng tăng hơn so với mức bình thường;

Trị số β₁ thay đổi từ 0,05 - 0,20 tùy theo giống lúa và giai đoạn sinh trưởng.

β₂ - Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng của sự tập trung bắt buộc lượng mưa rơi xuống trên bờ ruộng bờ mương xuống ruộng lúa.

Trị số β₂ = 0,03 - 0,05 (theo kết quả đo đạc ở một số nơi đã tiến hành kiến thiết đồng ruộng).

β₃ - Hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng của sự tập trung bắt buộc các lượng mưa rơi xuống trên các diện tích không thể chứa nước hoặc ruộng màu lân cận vào ruộng lúa rồi mới tiêu đi.

...

...

...

Trị số β₃ được xác định theo công thức:

β₃ =          trong đó:

C: Hệ số dòng chảy lấy từ 0,8 - 0,9

Ω_f: Diện tích không thể chứa nước tập trung nước mưa vào khu ruộng lúa có diện tích là Ω_l

Ω_l: Diện tích ruộng lúa.

Trị số b₀ được giả thiết trong hệ phương trình (1) sẽ được coi là hợp lý nếu với trị số đó khả năng chịu ngập của lúa được tận dụng tới mức tối đa và đường q₀ ~ t có trị số cao.

4.2.2. Trong trường hợp công trình tháo nước là đập tràn, chế độ chảy là chảy ngập (hình 2), khu tiêu có diện tích 1 ha, thời đoạn tính toán là 1 ngày đêm, hệ phương trình tính toán hệ số tiêu sẽ là:

W_i - 2 = q_oi                 …(2a)

q_oi = 0,274M σ b₀^3/2    …(2b)

...

...

...

=                …(2c)

Hình 2

Trong phương trình (2) σ là hệ số ngập, còn các ký hiệu khác như đã nêu trên.

Trị số σ có thể xác định theo các kết quả nghiên cứu của N.N Pavlopxki hay của Bêrôzinxki.

Trên thực tế ở ruộng lúa trị số H và hn (hình 2) biến đổi không lớn nên σ biến đổi ít và cho phép sử dụng một trị số hệ số ngập σ trong tính toán.

Trị số này do người thiết kế quyết định và được coi như một chỉ tiêu cần thỏa mãn khi thiết kế hệ thống tiêu nước.

4.2.3. Trong trường hợp công trình tháo nước là ống tháo đặt sát hoặc thấp hơn mặt ruộng (hình 3) chế độ chảy tự do, khu tiêu có diện tích 1 ha, thời đoạn tính toán là 1 ngày đêm, hệ phương trình tính toán hệ số tiêu trở thành:

            q_oi = W_i - 2                                        (3a)

...

...

...

            = (H­_i + H_i-1)/2                                     (3c)

Hình 3

trong đó:

Ω: Tiết diện ống tiêu (cm^2)

d: Chiều cao ống tiêu trong trường hợp ống hình chữ nhật hoặc đường kính nếu là ống tròn.

: Độ sâu lớp nước mặt ruộng bình quân trong thời đoạn tính toán (mm)

H_i, H_i-1: Độ sâu lớp nước mặt ruộng cuối và đầu thời đoạn tính toán (mm)

4.2.4. Trong trường hợp công trình tháo nước mặt ruộng là ống tháo đặt sát hoặc thấp hơn mặt ruộng (hình 3) chế độ chảy là chảy ngập, khu tiêu có diện tích là 1 ha, thời đoạn tính toán là 1 ngày đêm, hệ phương trình tính toán hệ số tiêu trở thành:

...

...

...

(4)        q_oi = 0,274M Ω (1-x)^1/2^1/2                     

            = (H­_i + H_i-1)/2                                    

trong đó:

x = (/) được gọi là mức độ ngập x > 0,75 - 0,80

: Độ sâu trung bình lớp nước ở hạ lưu cống tiêu trong thời đoạn tính toán.

Các ký hiệu khác như trên:

Trên thực tế trị số x biến đổi không lớn và có thể dùng công trình điều tiết đầu kênh cấp IV khống chế nên cho phép coi x = const. Trị số này do người thiết kế quyết định và coi là một chỉ tiêu cần thỏa mãn khi thiết kệ hệ thống tiêu nước.

Hình 4

...

...

...

5.1. Hệ số tiêu lưu vực phản ảnh nhu cầu tiêu nước tại mặt ruộng, khả năng điều tiết nước dọc đường chuyển nước, tính chất tập trung dòng chảy trong hệ thống kênh tiêu và những ảnh hưởng của công trình đầu mối và nguồn nước tới hệ số tiêu.

Để xác lập đường quá trình hệ số tiêu của lưu vực cần giải quyết hai vấn đề sau:

a) Tính toán xác định khả năng điều tiết nước trên các diện tích có khả năng trữ nước khác ngoài ruộng lúa.

b) Sơ đồ hóa hệ thống tiêu và tính thủy lực cho hệ thống.

5.2. Trong khu tiêu ngoài ruộng lúa các diện tích có khả năng trữ nước khác là hồ ao khu trũng bỏ hóa, khu nuôi cá, kênh mương v.v…

Tổng khả năng trữ nước đơn vị hay tổng hệ số tiêu có thể giảm nhỏ theo nguyên tắc trữ nước (1/s-ha) xác định theo công thức:

ΣΔq_trữ =             trong đó:

q_trữ: Tổng hệ số tiêu có thể giảm nhỏ (1/s-ha)

H_tk: Chiều sâu trữ nước thiết kế (mm)

...

...

...

H_tk­ = H - Σ (P - h₀)

trong đó:          H: Chiều sâu trữ nước thực tế (mm)

                        P: Tổng lượng mưa rơi xuống (mm) trong thời gian tính toán

                        h₀: Tổng lượng tổn thất do ngấm và bốc hơi trong thời gian tính toán (mm)

Chiều sâu H cần xác định cho việc trữ nước và tháo lượng nước đã trữ được ưu tiên tiến hành bằng tự chảy.

Tổng nhu cầu tháo từ khu trữ xác định theo công thức.

ΣΔq_tháo =         …(1/s-ha)

Với hai đại lượng ΣΔq_trữ và ΣΔq_tháo tiến hành việc điều chỉnh giản đồ hệ số tiêu tại mặt cắt kênh có tiến hành việc trữ và tháo nước.

5.3. Việc lựa chọn phương pháp tổng quát thiết kế hệ thống tiêu nước mặt do mưa phụ thuộc vào các điều kiện quan trọng như mưa, tình hình diễn biến mực nước nơi nhận nước tiêu, điều kiện địa hình của khu tiêu, kết cấu của hệ thống tiêu và loại công trình đầu mối.

...

...

...

Bước 1: Tính toán hệ số tiêu mặt ruộng, tính toán xác định các khả năng trữ nước khi tiêu dọc đường chuyển nước.

Bước 2: Tính toán thủy lực hệ thống kênh mương nhằm xác định quy mô kích thước của kênh mương công trình đồng thời rút ra giản đồ hệ số tiêu tại công trình đầu mối hoặc giản đồ hệ số tiêu của lưu vực.

Ở các vùng thấp ven biển, nguồn nước chịu ảnh hưởng của thủy triều, sự diễn biến của mực nước triều ở nguồn nước có ảnh hưởng tới điều kiện thoát nước từ ruộng ra kênh tiêu và phạm vi ảnh hưởng này có thể khá xa.

Trong trường hợp này, việc ứng dụng phương pháp tính toán theo hai bước tách rời như đã trình bày là không phù hợp mà cần tiến hành đồng thời cả hai bước đã nói. Cụ thể là đường quá trình hệ số tiêu mặt ruộng và đường quá trình hệ số tiêu lưu vực sẽ được xác định đồng thời với việc xác định quy mô kích thước của hệ thống tiêu theo quy luật của dòng chảy không ổn định trong kênh hở.

PHỤ LỤC SỐ 1

KHẢ NĂNG CHỊU NGẬP CỦA LÚA

Bảng 1

Giống lúa

...

...

...

Chiều cao cây (cm)

Hệ số K

Mức giảm sản % so với đối chứng

3 ngày

4 ngày

5 ngày

6 ngày

7 ngày

8 ngày

...

...

...

Cấy bén chân

15-30

0,50

0,75

1,00

1,3

2,5

16,0

...

...

...

14,6

50,7

2,5

20

81,5

Đẻ nhánh

40

...

...

...

0,75

1,00

0

0

7,5

8,5

8,5

20

...

...

...

8,7

14,6

38,3

Cuối dòng

72

1,00

36,4

...

...

...

78,4

Mộc tuyền

Cấy bén chân

35

0,50

0,75

1,00

...

...

...

1,8

25

0

10,5

28,5

1,5

...

...

...

35,5

Đẻ nhánh

63

0,50

0,75

1,00

0

22

27,5

...

...

...

3,5

27,5

43

3,5

27,5

60,5

Cuối dòng

...

...

...

1,00

50,1

63,7

73,8

Bảng 2

Tình hình ngập của giống lúa ngắn ngày theo các tài liệu của Hà Lan

...

...

...

(5 - 7 cm)

Mức độ giảm sản %

Số ngày với mức nước ngầm cao

1 - 2

3 - 4

5 - 6

5 - 15 cm

15 - 25 cm

25 - 30 cm

...

...

...

5

7

9

12

10

15

25

35

15

...

...

...

40

50

Bảng 3

Mức giảm sản của lúa (%) khi bị ngập hoàn toàn trong nước theo các tài liệu của Triều Tiên

Số ngày ngập

Giai đoạn sinh trưởng

1

3

5

...

...

...

Bén rễ

Chắc xanh

Đẻ nhánh

Làm đòng

Ngậm sữa

Chín

25

15

25

...

...

...

5

5

55

45

95

50

5

20

100

...

...

...

100

50

10

20

100

95

100

50

10

...

...

...

BẢNG 4

Sản lượng lúa khi bị ngập trong khoảng thời gian 0 - 40 ngày sau khi cấy (% so với điều kiện bình thường) theo các tài liệu của Nhật Bản

Thời gian ngập

(ngày)

Độ sâu ngập (mm)

1

2

3

...

...

...

5

6

7

8

9

10

80 - 100

125

150

...

...

...

200

225

250

275

300

325

350

375

400

...

...

...

450

475

500

525

550

575

600

100

99,8

...

...

...

98,3

97,5

97,0

96,5

96,0

95,5

95,0

94,5

94,0

...

...

...

93,3

92,9

92,5

92,1

91,8

91,5

91,2

91,0

99,9

...

...

...

98,2

96,0

94,8

94,4

93,5

91,4

88,4

86,0

84,3

...

...

...

81,3

80,0

79,0

78,0

77,0

76,3

75,5

75,0

74,5

...

...

...

99,4

96,7

93,5

91,7

90,5

88,5

85,7

81,5

78,0

...

...

...

72,5

70,8

68,6

67,0

65,5

64,3

63,0

62,1

61,2

...

...

...

99,8

99,2

95,6

91,8

89,6

88,0

86,1

82,7

77,5

...

...

...

69,0

65,9

63,4

61,1

59,0

57,3

55,7

54,0

52,8

...

...

...

50,5

99,8

99,0

94,4

90,0

87,4

85,5

83,5

79,7

...

...

...

67,5

62,9

59,2

56,8

53,5

51,0

49,0

47,0

45,0

...

...

...

42,0

40,5

99,7

98,8

94,2

89,4

86,5

84,3

81,8

...

...

...

71,0

65,0

60,5

56,9

53,6

50,8

48,0

45,7

43,4

...

...

...

39,4

37,5

35,8

99,7

98,6

94,0

88,7

85,5

83,0

...

...

...

75,7

68,0

62,5

58,1

54,5

51,0

48,0

45,0

42,3

...

...

...

37,5

35,3

33,0

36,8

99,6

98,3

93,9

88,8

84,9

...

...

...

79,3

74,5

66,9

60,9

56,6

53,0

49,4

46,3

43,2

...

...

...

37,6

39,3

32,7

30,2

37,3

99,6

98,0

93,9

87,9

...

...

...

88,7

78,6

73,4

65,1

59,3

55,1

51,5

47,8

44,5

...

...

...

38,3

35,4

32,7

30,0

27,3

24,9

99,5

99,7

93,8

...

...

...

83,5

79,5

77,8

72,2

63,4

57,7

53,6

50,0

46,2

...

...

...

39,5

36,3

33,3

30,3

27,4

24,5

21,5

BẢNG 5

Sản lượng lúa khi bị ngập trong khoảng thời gian 40 - 60 ngày sau khi cấy (% so với điều kiện bình thường) theo các tài liệu của Nhật Bản

...

...

...

(ngày)

Độ sâu ngập (mm)

1

2

3

4

5

6

7

...

...

...

9

10

100-125

150

175

200

225

250

275

...

...

...

325

350

375

400

425

450

475

500

525

...

...

...

575

600

100

99,8

99,2

98,7

98,3

97,7

97,0

...

...

...

95,8

95,2

94,5

93,8

93,1

92,3

91,4

90,4

89,4

...

...

...

87,0

85,5

100

99,5

98,5

97,8

97,0

96,0

95,0

...

...

...

93,2

92,0

90,7

89,5

88,1

86,5

84,9

83,0

81,1

...

...

...

76,2

73,5

100

99,1

98,0

96,8

95,7

94,5

93,3

...

...

...

90,4

88,8

87,1

85,3

83,3

81,0

78,7

76,1

73,3

...

...

...

66,5

62,0

100

98,8

97,3

95,7

94,3

92,8

91,1

...

...

...

87,5

85,5

83,4

81,2

78,8

76,0

73,3

70,3

66,9

...

...

...

58,7

53,3

100

98,5

96,5

94,7

92,9

91,0

88,9

...

...

...

84,5

82,2

79,6

77,9

74,2

71,0

67,8

64,4

60,5

...

...

...

50,9

44,6

100

98,4

96,1

94,2

91,8

89,5

87,2

...

...

...

82,3

79,6

76,8

73,9

70,7

67,3

63,3

59,4

55,6

...

...

...

45,0

37,7

100

98,3

95,5

93,6

90,6

88,0

85,5

...

...

...

80,0

77,0

73,9

70,7

67,2

63,5

59,7

55,3

50,6

...

...

...

39,0

30,7

100

98,2

95,3

93,1

90,0

87,1

84,5

...

...

...

78,7

75,5

72,3

68,9

65,2

61,4

57,3

52,7

47,8

...

...

...

35,5

26,6

100

98,1

95,2

92,5

89,4

86,3

83,3

...

...

...

77,3

74,1

70,6

67,0

63,3

59,2

54,9

50,1

45,0

...

...

...

32,1

22,6

100

98,0

95,0

92,0

88,8

85,5

82,5

...

...

...

76,0

72,6

69,0

65,2

61,3

57,0

52,5

47,5

42,2

...

...

...

38,6

18,5

BẢNG 6

Sản lượng lúa khi bị ngập trong khoảng thời gian từ 65 - 95 ngày sau khi cấy (% so với trường bình thường) theo các tài liệu của Nhật Bản

Thời gian ngập

(ngày)

Độ sâu ngập (mm)

1

2

...

...

...

4

5

6

7

8

9

10

100 - 125

150

...

...

...

200

225

250

275

300

325

350

375

400

...

...

...

450

475

500

525

550

575

600

100

99,8

...

...

...

98,7

98,3

97,7

97,0

96,2

95,8

95,2

94,5

93,8

...

...

...

92,9

92,5

92,1

91,8

91,5

91,2

91,0

100

99,5

...

...

...

97,8

97,0

96,0

95,3

94,3

93,2

92,0

90,7

89,5

...

...

...

86,5

84,9

83,0

81,0

78,7

76,2

74,5

100

99,1

...

...

...

96,8

85,7

94,5

93,3

91,9

90,4

88,8

87,1

85,3

...

...

...

81,0

78,7

76,1

73,3

70,2

66,5

62,0

100

98,8

...

...

...

95,7

94,3

92,8

91,1

89,4

87,5

85,5

83,4

81,2

...

...

...

76,0

73,3

70,3

66,9

63,1

58,7

53,3

100

98,5

...

...

...

94,7

92,9

91,0

88,9

86,8

84,5

82,2

79,6

77,0

...

...

...

71,0

67,8

64,4

60,5

56,0

50,9

44,6

100

98,4

...

...

...

94,2

91,8

89,5

87,2

84,8

82,3

79,6

76,8

73,9

...

...

...

67,3

63,3

59,9

55,6

50,7

45,0

37,7

100

98,3

...

...

...

93,6

90,6

88,0

85,5

82,7

80,0

77,0

73,9

70,7

...

...

...

63,5

59,7

55,3

50,6

45,3

39,0

31,1

100

98,2

...

...

...

93,2

90,0

87,1

84,5

81,6

78,7

75,5

72,3

68,9

...

...

...

61,4

57,3

52,7

47,8

42,2

35,5

27,9

100

98,1

...

...

...

92,5

89,4

86,3

83,5

80,6

77,3

74,1

70,6

67,0

...

...

...

59,2

54,9

50,1

45,0

39,1

32,1

24,7

100

98,0

...

...

...

92,0

88,8

85,5

82,5

79,5

76,0

72,6

69,0

65,2

...

...

...

57,0

52,5

47,5

42,2

36,0

28,6

21,5

Bảng 7

...

...

...

- Ngập toàn bộ cây lúa không được quá 4 ngày.

- Sau đó phải hạ thấp mực nước xuống để lúa vươn cao trên mặt nước 15 cm. Thời gian hạ thấp này không được quá 5 ngày và thời gian duy trì mực nước này ít nhất là 5 ngày và tiếp đó có thể để lúa ngập lại lần thứ 2.

Hình 1

PHỤ LỤC SỐ 2

CÁC TRỊ SỐ

Bảng 8

Trị số β theo các kết quả nghiên cứu của Viện NCKH thủy lợi

...

...

...

Giai đoạn sinh trưởng

Cấy bén chân

Đẻ nhánh

Làm đòng

Giống lúa cũ

0,07

0,10

0,13

Giống lúa mới

...

...

...

0,16

0,19

PHỤ LỤC 3

MỘT SỐ THÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN HỆ SỐ TIÊU.

Thí dụ số 1: Cho các tài liệu sau:

a. Mô hình mưa 3 ngày max như bảng 9

Bảng 9

Ngày

...

...

...

Thứ 2

Thứ 3

Lượng mưa (mm)

161,8

31,8

20,9

b. Công trình tiêu nước là một cửa tràn có chiều rộng đơn vị b₀ = 0,1 m/ha đỉnh tràn đặt cách mặt ruộng 0,1 m hệ số lưu lượng của đập tràn m = 0,4.

c. Lượng nước tiêu hao do ngấm và bốc hơi hàng ngày càng là 5mm/ngày.

d. Chế độ chịu ngập được quy định như sau:

...

...

...

- Thời gian ngập quá 250mm không được quá 1 ngày.

- Thời gian ngập quá 200mm không được quá 3 ngày.

Lớp nước mặt ruộng trước khi tiêu ở ngang đỉnh đập tràn.

g. Trị số β = 0,10.

Hãy tính toán đường quá trình hệ số tiêu trong trường hợp trên và cho nhận xét về kết quả tính toán.

Lời giải

a. Ta xem mực nước ở kênh tiêu cấp cuối cùng luôn luôn thấp hơn đỉnh đập tràn, chế độ chảy là chảy tự do (hình 2) nên có hệ phương trình tính toán như sau:

q_oi = w_i - 2…              (a)

q_oi = 0,274 Mb₀^3/2…    (b)

...

...

...

Hình 2

b. Hệ phương trình trên sẽ được giải bằng đồ thị.

Muốn vậy xây dựng quan hệ (b)

q_oi = 0,274Mb₀^3/2 với b₀ = 0,1m; m = 0,4

q_oi = 0,274.0,4.0,1^3/2 hay

q_oi = 0,049^3/2…           (1)

Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng 10 và đồ thị 3.

Bảng 10

...

...

...

10

40

80

120

200

300

q₀ (mm/ngày)

1,55

12,38

...

...

...

64,40

138,59

254,6

Đồ thị 3

Tính q₀ và H cho ngày tiêu thứ nhất theo đầu bài mực nước trước khi tiêu ở ngang đỉnh đập tràn, có nghĩa là H₀ = 0 tính cho ngày thứ 1.

W­₁ = (1 + β) P₁ - h₀ + 2H₀

W₁ = 1,1.161,8 - 5 + 2,0 = 173

Vẽ quan hệ q_oi = 173 - 2H_i … (2)

...

...

...

cho q_oi = 30mm/ngày, H_i­ = 71 mm.

Với trị số thủy đầu tiêu bình quân ngày thứ nhất H = 71 mm tính được thủy đầu tiêu cuối ngày H_i

= (H_i + H_i-1)/2 hay H_i­ = 2- H₀. Từ đó:

H_i = 2,71 = 142 mm.

Lớp nước mặt ruộng bình quân ngày thứ nhất và lớp nước mặt ruộng cuối ngày sẽ là:

= 71 + 100 = 171 mm

a₁ = 142 + 100 = 242 mm

Trị số H₁ = 142 mm sẽ là thủy đầu tiêu đầu ngày tiêu thứ 2

Vậy: W₂ = 1,1 . 31,8 - 5 + 2.142

...

...

...

Với trị số W₂ ta sẽ tiếp tục tính toán cho ngày tiêu thứ 2 và tính toán tiếp tục cho đến khi thủy đầu tiêu cuối ngày trở về giá trị ban đầu H₀ = 0.

Kết quả tính toán như trên được đưa vào bảng…

Bảng 11

P

mm/ngày

mm/ngày

(mm)

q_oi­

...

...

...

H_i

(mm)

a_i

(mm)

161,8

31,8

20,9

173

314

...

...

...

151

91

59

35

71

123

91

63

40

...

...

...

15

30

67

42

25

12

8

3

142

...

...

...

78

48

32

20

10

174

223

191

163

...

...

...

126

115

c. Tiếp theo ta kiểm tra kết quả tính toán bằng đồ thị ở bảng 11 theo phương trình cân bằng nước.

Ta có:

Σ(1 + β)p_i - Σ(h_oi + q_oi) = H_i - H_i-1

Vế trái của phương trình trên sẽ là:

1,1(161,8 + 31,8 + 20,9) - (7.5 + 30 + 7 + 42 + 25 + 12 + 3) = 14mm

Vế phải sẽ là: 10 - 0 = 10mm

Chênh lệch: 14 - 10 = 4 mm

...

...

...

Vậy kết quả tính toán đảm bảo độ chính xác cho phép.

Việc kiểm tra kết quả tính toán như trên cũng cần được tiến hành cho mỗi thời đoạn tính toán (từng ngày một).

d. Xác định hệ số đồng đều theo công thức: λ = q₀/q_0max

Ta có:  = (30 + 67 + 42 + 25 + 12 + 8 + 3)/7

= 187/7 = 26,71 mm/ngày

Như vậy: λ = 187/67 = 0,4

c. Nhận xét về kết quả tính toán: Qua kết quả tính toán ở bảng 11 ta thấy: lớp nước mặt ruộng còn thấp hơn chiều sâu chịu ngập cho phép nhưng thời gian tiêu quá kéo dài.

Theo quy định về thời gian tiêu chỉ là 5 ngày, nhưng ở đây tuy đã tiêu 7 ngày nhưng lớp nước mặt ruộng chưa trở về vị trí ban đầu

(H₀ = 0 và a = 100 mm)

...

...

...

Thí dụ số 2:

Hãy tính toán đường quá trình hệ số tiêu mặt ruộng, hệ số đồng đều và chọ nhận xét về kết quả tính toán với các số liệu đã cho như trong ví dụ 1 những công trình tiêu nước mặt ruộng là một ống tiêu có d = 0,1m đặt sát đáy mặt ruộng.

Lời giải: Hệ phương trình tính toán trong trường hợp này là:

q_oi = W_i -2H_i

q_oi = 0,274MΩ (- d/2)^2

= (H_i + H_i-1)/2

Với m = 0,6 ta có:

q_oi = 0,274.0,6 .7,85(H_i - d/2)^1/2

hay: q_oi = 5,76(H_i - d/2)^1/2 …                    (3)

...

...

...

Bảng 12

H (mm)

100

150

200

250

300

350

400

...

...

...

40,6

57,6

70

81

91,4

100

108,5

Bằng cách giải đồ thị (đồ thị 4) như đã trình bày ở trên ta có kết quả tính toán hệ số tiêu ở bảng 13.

...

...

...

Bảng 13

P

(mm/ngày)

H_i

(mm)

q_oi

(mm/ngày)

H_i­

...

...

...

a

(mm)

161,8

31,8

20,9

373

458

369

267

...

...

...

195

156

118

58

68

57

31

114

176

...

...

...

100

157

195

156

118

Hệ số đồng đều λ = /q_0max

q₀ = (58 + 68 +57 + 31)/4 = 53,5

= 53,5/68 = 0,78

Qua kết quả tính toán ở bảng 13 ta thấy với kích thước ống d = 0,1m ta có được hệ số λ cao nhưng chưa tận dụng được khả năng chịu ngập lớp nước mặt ruộng thấp và thời gian tiêu ngắn hơn quy định.

...

...

...

Thí dụ số 3:

Tại mặt cắt A của một hệ thống kênh tiêu ta có giản đồ hệ số tiêu như bảng 14…

Bảng 14

P (mm/ngày)

53

122

79

18

72

...

...

...

q(1/s-ha)

0,92

3,70

5,25

5,13

5,05

...

...

...

2,66

0,92

0,23

Sau mặt cắt A ta có một dung tích trữ nước với tỷ lệ diện tích trữ α_t = 0,08 chiều sâu trữ H = 0,7m lượng tổn thất h₀ = 5mm/ngày.

Hãy tính toán điều chỉnh giản đồ hệ số tiêu trên cơ sở tận dụng dung tích trữ nước đó.

Lời giải:

Xác định tổng dung tích trữ theo công thức:

ΣΔq_trữ = (H_tk/8,64) α_t

H_tk = H - Σ(P - h₀)

...

...

...

ΣΔq_trữ = (700 - (344 - 5.5))/8,64.0,08 = 3,5  1/s - ha

Xác định tổng dung tích tháo theo công thức:

ΣΔq_tháo = (H - h₀)/8,64. α_t

ΣΔq_tháo = (700 - 9,5)/8,64 . 0,08 = 6,10  1/s - ha

Với 2 đại lượng ΣΔq_trữ và ΣΔq_tháo đó, ta tiến hành điều chỉnh giản đồ hệ số tiêu như bảng 15.

Bảng 15

Hệ số tiêu trước khi điều chỉnh

(1/s - ha)

Quy trình điều tiết

...

...

...

(1/s - ha)

Trữ

(1/s - ha)

Tháo

(1/s - ha)

0,92

3,70

5,25

5,13

...

...

...

4,62

2,66

0,92

0,23

1,0

1,0

1,0

...

...

...

0,7

2,4

3,0

...

...

...

3,70

4,25

4,13

4,05

4,12

3,36

3,32

3,23

...

...

...

ΣΔq_tháo = 6,10 1/s - ha