Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi (Phần 1)

 3 
MỤC LỤC 
Chƣơng 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................. 9 
1.1. TÀI NGUYÊN NƢỚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA TÀI NGUYÊN NƢỚC ......... 9 
1.1.1. Dạng tồn tại và sự tuần hoàn của nƣớc ..................................................... 9 
1.1.2. Sự phân bố của nƣớc ................................................................................ 9 
1.1.3. Đặc trƣng của tài nguyên nƣớc ................................................................. 9 
1.1.4. Đặc điểm của tài nguyên nƣớc ................................................................ 10 
1.1.5. Đặc thù của nƣớc. ................................................................................... 10 
1.2. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU MÔN HỌC ................................................... 11 
1.2.1. Điều tiết nƣớc trong khu vực .................................................................. 11 
1.2.2. Điều tiết nƣớc trong ruộng: .................................................................... 12 
1.3. SƠ LƢỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH .............................. 13 
Chƣơng 2. CẤU TẠO HỆ THỐNG THỦY NÔNG ............................................. 20 
2.1. HỆ THỐNG TƢỚI ........................................................................................ 20 
2.1.1. Nhiệm vụ ................................................................................................ 20 
2.1.2. Cấu tạo .................................................................................................... 20 
2.2. HỆ THỐNG TIÊU NƢỚC ............................................................................. 26 
2.2.1. Nhiệm vụ của hệ thống tiêu nƣớc ........................................................... 26 
2.2.2. Cấu tạo của hệ thống tiêu nƣớc .............................................................. 26 
2.3. CÁC HÌNH THỨC BỐ TRÍ HỆ THỐNG THUỶ NÔNG TƢỚI TIÊU KẾT 
HỢP ....................................................................................................................... 30 
Chƣơng 3. BỐ TRÍ HỆ THỐNG THUỶ NÔNG .................................................. 33 
3.1. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TƢỚI .................................................... 33 
3.1.1. Công trình lấy nƣớc không có đập dâng: ................................................ 33 
3.1.2. Công trình lấy nƣớc có đập dâng ............................................................ 34 
3.1.3. Công trình lấy nƣớc động lực ................................................................. 36 
3.1.4. Công trình lấy nƣớc từ hồ chứa .............................................................. 36 
3.2. BỐ TRÍ HỆ THỐNG KÊNH TƢỚI TIÊU ................................................... 37 
3.2.1. Các bƣớc bố trí hệ thống kênh ................................................................ 37 
3.2.2. Nguyên tắc bố trí hệ thống kênh tƣới ..................................................... 38 
3.2.3 . Bố trí điển hình kênh chính và kênh nhánh ở một số vùng tƣới ............ 40 
3.2.4. Bố trí hệ thống kênh tiêu ........................................................................ 44 
3.2.5. Hình thức bố trí giữa kênh tƣới và kênh tiêu .......................................... 45 
3.3. BỐ TRÍ HỆ THỐNG TƢỚI, TIÊU NƢỚC MẶT RUỘNG .......................... 46 
3.3.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống tƣới tiêu nƣớc mặt ruộng ................ 46 
3.3.2. Bố trí hệ thống điều tiết nƣớc ở khu ruộng lúa ....................................... 47 
3.3.3. Bố trí hệ thống điều tiết nƣớc ở ruộng trồng cạn .................................... 47 
3.4. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TIÊU .................................................... 48 
3.5. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH TRONG HỆ THỐNG THUỶ NÔNG .................... 49 
3.5.1. Bố trí công trình quản lý tƣới tiêu .......................................................... 49 
3.5.2. Bố trí công trình bảo đảm an toàn cho kênh ........................................... 50 
3.5.3. Công trình nối tiếp: ................................................................................. 51 
3.5. 4. Bố trí công trình vƣợt chƣớng ngại vật ................................................. 52 
3.5.5. Bố trí công trình đo nƣớc ........................................................................ 55 
 4 
3.5.6. Bố trí công trình khống chế bùn cát ....................................................... 56 
3.6. BỐ TRÍ MẠNG LƢỚI GIAO THÔNG VÀ CÂY CHẮN GIÓ .................... 56 
3.6.1. Bố trí đƣờng giao thông bộ ..................................................................... 57 
3.6.2. Bố trí đƣờng giao thông thủy .................................................................. 59 
3.6.3. Bố trí các giải cây chắn gió ..................................................................... 59 
Chƣơng 4. CHẾ ĐỘ TƢỚI VÀ YÊU CẦU TƢỚI CHO CÁC LOẠI CÂY 
TRỒNG .................................................................................................................... 62 
4.1. Ý NGHĨA, NỘI DUNG TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƢỚI ................................ 62 
4.1.1. Ý nghĩa chế độ tƣới ................................................................................ 62 
4.1.2. Nội dung chế độ tƣới .............................................................................. 62 
4.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI CHẾ ĐỘ TƢỚI .................................... 63 
4.2.1. Yếu tố khí hậu ......................................................................................... 63 
4.2.2. Yếu tố phi khí hậu .................................................................................. 64 
4.3. LƢỢNG BỐC HƠI MẶT RUỘNG ............................................................... 66 
4.3.1. Khái niệm về lƣợng bốc hơi mặt ruộng ................................................. 66 
4.3.2. Các phƣơng pháp xác định lƣợng bốc hơi mặt ruộng ETc ..................... 67 
4.4. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƢỚI CHO LÖA ..................................................... 84 
4.4.1. Tính toán chế độ tƣới cho lúa theo quan điểm gieo cấy đồng thời ......... 84 
4.4.2. Tính toán chế độ tƣới cho lúa theo quan điểm gieo cấy tuần tự ............. 86 
4.5. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƢỚI CHO CÂY TRỒNG CẠN ............................ 94 
4.5.1. Cơ sở tính toán ........................................................................................ 94 
4.5.2. Xác định chế độ tƣới cho cây trồng cạn ................................................. 96 
4.6. HỆ SỐ TƢỚI – GIẢN ĐỒ HỆ SỐ TƢỚI ..................................................... 98 
4.6.1. Hệ số tƣới................................................................................................ 98 
4.6.2. Giản đồ hệ số tƣới ................................................................................. 100 
4.6.3. Hệ số tƣới thiết kế (qTK) ....................................................................... 103 
Từ giản đồ hệ số tƣới ...................................................................................... 103 
4.7. TÍNH TOÁN LƢU LƢỢNG CỦA HỆ THỐNG KÊNH TƢỚI .................. 103 
4.7.1. Các cấp lƣu lƣợng trên kênh tƣới ......................................................... 103 
4.7.2. Tổn thất nƣớc trên kênh tƣới ................................................................ 104 
4.7.3. Các hình thức phân phối nƣớc .............................................................. 116 
4.7 4. Tính toán lƣu lƣợng thực cần của kênh ................................................ 119 
4.7.5. Tính lƣu lƣợng dẫn trên các cấp kênh tƣới ........................................... 121 
Chƣơng 5. CHẾ ĐỘ TIÊU VÀ YÊU CẦU TIÊU NƢỚC CỦA KHU TIÊU ... 123 
5.1. YÊU CẦU TIÊU NƢỚC CỦA KHU TIÊU ................................................ 123 
5.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên của nƣớc ta. .................................................. 123 
5.1.2.Yêu cầu tiêu nƣớc .................................................................................. 124 
5.1.3. Nguyên tắc tiêu nƣớc do mƣa lớn. ........................................................ 124 
5.2. CHẾ ĐỘ TIÊU ............................................................................................. 125 
5.3. HỆ SỐ TIÊU ................................................................................................ 126 
5.3.1. Khái niệm.............................................................................................. 126 
5.3.2. Phƣơng pháp xác định hệ số tiêu .......................................................... 126 
5.4. TÍNH LƢU LƢỢNG KÊNH TIÊU ............................................................. 130 
5.4.1. Lƣu lƣợng của kênh tiêu đối với hệ thống tiêu lớn .............................. 130 
5.4.2. Lƣu lƣợng của kênh tiêu đối với hệ thống tiêu nhỏ .............................. 130 
 5 
Chƣơng 6. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI VÀ KỸ THUẬT TƢỚI ........................... 133 
6.1. KHÁI NIỆM VỀ PHƢƠNG PHÁP TƢỚI - KỸ THUẬT TƢỚI ................ 133 
6.1.1. Phƣơng pháp tƣới ................................................................................. 133 
6.1.2. Kỹ thuật tƣới: ........................................................................................ 133 
6.1.3. Yêu cầu cơ bản của các phƣơng pháp tƣới ........................................... 133 
6.1.4. Sự lựa chọn các phƣơng pháp tƣới phụ thuộc vào các yếu tố sau: ....... 134 
6.2. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI MẶT ĐẤT ............................................................ 134 
6.2.1. Kỹ thuật tƣới ngập ................................................................................ 134 
6.2.2. Kỹ thuật tƣới giải ................................................................................. 136 
6.2.3. Kỹ thuật tƣới rãnh ................................................................................ 137 
6.3. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI NGẦM ................................................................. 140 
6.3.1. Khái niệm.............................................................................................. 140 
6.3.2. Đặc điểm và phạm vi sử dụng .............................................................. 140 
6.3.3. Kỹ thuật đặt ống ngầm tƣới nƣớc ......................................................... 141 
6.3.4. Kỹ thuật lợi dụng kênh tiêu lộ thiên để tƣới ngầm ............................... 141 
6.4. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI PHUN MƢA ........................................................ 141 
6.4.1. Khái quát ............................................................................................... 141 
6.4.2. Những ƣu điểm nổi bật của tƣới phun mƣa .......................................... 142 
6.4.3. Những nhƣợc điểm của tƣới phun ........................................................ 142 
6.4.4. Phạm vi áp dụng tốt phƣơng pháp tƣới phun mƣa ............................... 142 
6.4.5. Cấu tạo và phân loại hệ thống phun mƣa ............................................. 142 
6.4.6. Vòi phun mƣa và các đặc trƣng ............................................................ 144 
6.4.7. Thiết kế, tính toán hệ thống phun mƣa ................................................. 151 
6.4.8. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật quản lý khai thác .................................. 156 
6.4.9. Tổ chức trong quá trình tƣới và thực hiện ............................................ 159 
6.5. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI NHỎ GIỌT . ........................................................ 160 
6.5.1. Đặc điểm và phân loại .......................................................................... 160 
6.5.2. Cấu tạo hệ thống tƣới nhỏ giọt ............................................................. 161 
6.5.3. Ƣu nhƣợc điểm của hệ thống tƣới nhỏ giọt .......................................... 162 
6.6. CÔNG NGHỆ TƢỚI CỤC BỘ TIẾT KIỆM NƢỚC .................................. 163 
6.6.1. Khái quát chung .................................................................................... 163 
6.6.2. Cấu tạo của hệ thống tƣới cục bộ tiết kiệm nƣớc ................................. 164 
6.6.3. Ƣu nhƣợc điểm của công nghệ tƣới cục bộ tiết kiệm nƣớc .................. 165 
6.6.4. Phạm vi áp dụng ................................................................................... 165 
6.6.5. Xác định các tham số của công nghệ tƣới nhỏ giọt .............................. 165 
Chƣơng 7. THIẾT KẾ KÊNH .............................................................................. 168 
7.1. NHỮNG TÀI LIỆU CƠ BẢN DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ KÊNH ................... 168 
7.1.1. Tài liệu về yêu cầu chuyển nƣớc .......................................................... 168 
7.1.2. Tài liệu về địa hình, địa chất tuyến kênh .............................................. 168 
7.2. CÁC HÌNH THỨC MẶT CẮT KÊNH - CHẾ ĐỘ THUỶ LỰC TRONG 
KÊNH ................................................................................................................. 169 
7.2.1. Các hình thức mặt cắt kênh .................................................................. 169 
7.2.2. Chế độ thủy lực trong kênh................................................................... 173 
7.3. THIẾT KẾ KÊNH TƢỚI ............................................................................. 174 
7.3.1. Các điều kiện cần thỏa mãn khi thiết kế kênh tƣới ............................... 174 
 6 
7.3.2. Nội dung và trình tự thiết kế mặt cắt ngang kênh tƣới ........................ 183 
7.3.3.Thiết kế mặt cắt dọc kênh tƣới .............................................................. 190 
7.3.4. Tính khối lƣợng đào đắp ....................................................................... 193 
7.3.5. Các bản vẽ cần lập khi thiết kế kênh .................................................... 193 
7.4. THIẾT KẾ KÊNH IÊU ................................................................................ 194 
7.4.1. Các điều kiện cần thỏa mãn khi thiết kế kênh tiêu ............................... 194 
7.4.2. Nội dung và trình tự thiết kế mặt cắt ngang kênh tiêu .......................... 196 
7.4.3. Trình tự thiết kế mặt cắt dọc kênh tiêu ................................................. 198 
7.5. THIẾT KẾ KÊNH XÂY VÀ KÊNH BÊ TÔNG. ........................................ 200 
7.5.1. Một số vấn đề trong thiết kế kênh xây và kênh bê tông ....................... 200 
7.5.2. Các yêu cầu đối với kênh xây và kênh bê tông ..................................... 201 
7.5.3. Các bƣớc thiết kế kênh xây và kênh bê tông ........................................ 201 
Chƣơng 8. CÁC BIỆN PHÁP THUỶ LỢI CẢI TẠO ĐẤT .............................. 203 
8.1. BIỆN PHÁP CHỐNG XÓI MÕN VÀ CẢI TẠO ĐẤT BẠC MÀU ........... 203 
8.1.1. Nguyên nhân và tác hại của xói mòn .................................................... 203 
8.1.2. Mục đích và ý nghĩa công tác chống xói mòn ...................................... 206 
8.1.3. Nguyên tắc công tác chống xói mòn ..................................................... 206 
8.1.4. Biện pháp chống xói mòn và cải tạo đất bạc màu ................................ 207 
8.2. BIỆN PHÁP PHÕNG LŨ, CHỐNG ÖNG VÀ CẢI TẠO ĐẤT VÙNG 
TRŨNG ............................................................................................................... 209 
8.2 ... hóm 3 gồm (Q7, Q8, Q9) 
- Phải xác định đƣợc QA (lƣu lƣợng đầu kênh tại A) khi chuyển cho nhóm nào 
để có lƣu lƣợng đầu kênh tại A lớn nhất; 
 - Thông thƣờng thì QA lớn nhất khi chuyển nƣớc cho nhóm xa nhất (nhóm 3); 
 - Khi đã xác định đƣợc lƣu lƣợng tại đầu kênh Q7, Q8, Q9 cho nhóm 3 thì lƣu 
lƣợng đầu kênh tại A có thể xác định bằng công thức sau: 
QA = ( Q7 + Q8 + Q9) + 3.. LS (4.42) 
Trong đó: 
  - hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu nƣớc ngầm và lƣu lƣợng (Q7 + Q8 
+ Q9); 
 L3 - Chiều dài từ đầu kênh đến trung tâm các cửa phân nƣớc nhóm 3. 
b)Tính theo hệ số sử dụng nước của kênh: 
i
dk
Q
Q


 (4.43) 
Trong đó: 
 Qđk- Lƣu lƣợng đầu đƣờng kênh (l/s; m
3
/s); 
  iQ - Tổng lƣu lƣợng tại các cửa phân nƣớc cùng một lúc của đƣờng kênh 
(l/s); 
  - hệ số lợi dụng nƣớc của đƣờng kênh. 
2. Tính lưu lượng nhỏ nhất Qmin 
 Cũng có thể tính nhƣ đối với QTK: Từ qmin trong giản đồ hệ số tƣới rồi tính dồn 
từ dƣới lên. Nhƣng thƣờng để nhanh chóng ta có thể dùng công thức : 
min
min
min
q
Q


 (4.44) 
 với 
1
1 m
m
min

  
 123 
TK
min
q
q
 : Hệ số sử dụng nƣớc ứng với qTK 
3.Tính lưu lượng lớn nhất Qbt 
 Theo kinh nghiệm lƣu lƣợng bất thƣờng tính bằng công thức: 
Qbt = KQTK (4.45) 
 K: Hệ số phụ thuốc vào QTK 
 Khi QTK < 1 m
3
/s thì K = 1,20  1,30 
 QTK = 1  10 m
3
/s K = 1,15  1,20 
 QTK > 10 m
3
/s K = 1,10  1,15 
4. Tính toán lưu lượng đầu hệ thống kênh tưới 
a. Tính theo lưu lượng hao S 
 Áp dụng cách tính lƣu lƣợng cho đoạn kênh, đƣờng kênh đã trình bầy ở trên để 
tính. Cụ thể là tính truyền từ cấp kênh cuối cùng lên đến đầu hệ thống. 
b. Tính theo hệ số lợi dụng nước của hệ thống kênh ht 
 Nếu đã xác định đƣợc hệ số lợi dụng của cả hệ thống thì lƣu lƣợng đầu hệ thống 
tính nhƣ sau: 
.
dht
ht
q
Q


 (4.46) 
Trong đó: 
dhtQ - Lƣu lƣợng đầu hệ thống kênh tƣới (l/s). 
 q - hệ số tƣới (l/s-km). 
  - Diện tích tƣới do hệ thống kênh phụ trách (ha). 
 ht - hệ số lợi dụng nƣớc của hệ thống kênh. 
Chƣơng 5. CHẾ ĐỘ TIÊU VÀ YÊU CẦU TIÊU NƢỚC CỦA KHU TIÊU 
5.1. YÊU CẦU TIÊU NƢỚC CỦA KHU TIÊU 
5.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên của nƣớc ta. 
 124 
 - Nƣớc ta nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới ẩm, mƣa nhiều, lƣợng mƣa năm 
lớn, trung bình một năm lƣợng mƣa tổng cộng tới 1.800 - 2.000 mm. Mƣa phân bố 
không đều, tập trung chủ yếu vào 3 tháng mùa mƣa đến 85%. 
 - Chế độ mực nƣớc của các con sông về mùa mƣa: Vùng trung du và miền núi 
mực nƣớc các sông thấp hơn mực nƣớc khu tiêu, vùng đồng bằng mực nƣớc ngoài 
sông cao hơn mực nƣớc trong đồng, vùng ven biển bị ảnh hƣởng thuỷ triều, khi triều 
lên nƣớc các cửa sông dâng cao nên việc tiêu nƣớc cũng bị ảnh hƣởng. 
 - Địa hình khu tiêu: Các tỉnh ven biển miền trung, vùng trung du và miền núi 
có địa hình rất phức tạp, nơi cao, nơi thấp, đồi núi xen kẽ nhau. Vùng đồng bằng 
sông Hồng, sông Cửu Long có địa hình bằng phẳng, nhƣng sông ngòi, đƣờng xá 
chằng chịt, xóm làng, bãi tha ma, ao đầm .... nằm rải rác khắp các khu tiêu. 
 Do vậy, chỉ có thể khắc phục đƣợc những hạn chế của tự nhiên bằng cách 
thực hiện các biện pháp thuỷ lợi tổng hợp và trên quy mô rộng lớn. 
5.1.2.Yêu cầu tiêu nƣớc 
 - Tiêu nƣớc đạt chế độ chịu ngập cho phép độ sâu [H] và thời gian chịu ngập 
[T] 
 - Đối với cây lúa hmin hcp hmax tùy theo từng giống lúa và từng thời kỳ sinh 
trƣởng của cây lúa. Nếu hcp > hmax phải tiêu ngay. 
 - Đối với cây hoa màu, cây ăn quả min  max tùy theo từng giống cây hoa 
màu, cây ăn quả và từng thời kỳ sinh trƣởng của cây Nếu cp > max phải tiêu 
nƣớc ngay. 
 - Hạ thấp độ sâu mực nƣớc ngầm cho phép đối với ruộng trồng màu. 
 - Tận dụng triệt để khả năng tiêu nƣớc tự chảy, tiêu nƣớc theo trình tự phân 
vùng tiêu. 
5.1.3. Nguyên tắc tiêu nƣớc do mƣa lớn. 
 Quá trình tiêu nƣớc mặt ruộng là quá trình tháo nƣớc mặt ruộng để đảm bảo 
yêu cầu nƣớc cho các loại cây trồng đúng với những yêu cầu kinh tế kỹ thuật nhất 
định. 
 Chế độ tiêu nƣớc mặt ruộng thay đổi phụ thuộc vào một số yếu tố cơ bản nhƣ: 
Loại cây trồng, khí hậu, địa hình, tình hình che phủ đất, thổ nhƣỡng, quy cách thửa 
ruộng tiêu nƣớc và các công trình tiêu nƣớc. 
 125 
 Hoa màu, cây công nghiệp lâu năm và cây ăn quả chịu ngập kém hơn lúa. Do 
đó việc tiêu nƣớc trên mặt đất cần phải khẩn trƣơng hơn, đồng thời ngoài việc tiêu 
nƣớc mặt đất cần giải quyết cả việc tiêu nƣớc trong đất để đảm bảo cho rễ cây khỏi 
bị úng. 
 Để giải quyết tốt vấn đề này cần nắm rõ nguyên tắc tiêu nƣớc sau: 
 - Phân tán nƣớc: là nguyên tắc cao tiêu cao, thấp tiêu thấp, nƣớc ở đâu tiêu ở 
đấy chứ không tập trung vào khu trũng, không cho nƣớc chảy tràn lan từ chỗ này 
sang chỗ khác, tránh gây mức độ căng thẳng cho việc tiêu nƣớc ở những khu vực 
thấp. Phân tán nƣớc còn có nghĩa là lợi dụng khả năng chịu ngập của lúa trữ thêm 
nƣớc trên mặt ruộng để có thể kéo dài thời gian tiêu lớn hơn thời gian mƣa và do đó 
sẽ giảm nhỏ đƣợc hệ số tiêu. 
 + Tiêu nƣớc có điều tiết: Tiêu nƣớc kết hợp với trữ nƣớc, lợi dụng các khu vực 
có khả năng trữ nƣớc nhƣ hồ ao, kênh mƣơng, ruộng nuôi cá... để trữ bớt một phần 
lƣợng nƣớc mƣa rồi tiêu dần vào các thời gian sau khi mƣa hoặc thời gian tiêu nƣớc 
không căng thẳng để giảm nhỏ hệ số tiêu. 
5.2. CHẾ ĐỘ TIÊU 
Khí lƣợng nƣớc đến (chủ yếu là mƣa) nhiều hơn so với yêu cầu của cây trồng 
thì phải tiến hành tiêu tháo lƣơng nƣớc thừa đó. Sự nghiên cứu quá trình lƣợng 
nƣớc đến và số lƣợng thừa dƣ của nƣớc đến mà cần phải tiêu tháo đó chính là 
chế độ tiêu nƣớc. Chế độ tiêu đƣợc đặc trƣng bằng hệ số tiêu - là lƣu lƣợng tiêu trên 
một ha. 
Chế độ tiêu phụ thuộc vào khí hậu, cây trồng, thổ nhƣỡng, địa hình, lớp che 
phủ mặt đất, v.v... Do đó khi tính toán chế độ tiêu cho loại cây trồng nào đó phải 
dựa trên cơ sở của lƣợng mƣa thiết kế trong điều kiện địa hình, thổ nhƣỡng của khu 
trồng trọt. 
Mƣa là yếu tố quan trọng gây úng trong khu trồng trọt. Trong một trận mƣa có 
2 đặc trƣng: 
- Lƣợng mƣa (mm/trận) 
- Cƣờng độ mƣa (mm/ngày) 
Hai đặc trƣng này liên quan chặt chẽ với nhau. Trận mƣa gây úng là trận mƣa 
có cƣờng độ và lƣợng đều lớn. Nhƣng trong thực tế với những trận mƣa dài ngày có 
lƣợng lớn, nhƣng cƣờng độ mƣa lại nhỏ, còn ở trận mƣa rào ngắn ngày tuy có cƣờng 
 126 
độ lớn nhƣng lƣợng mƣa lại nhỏ. Do đó khi chọn trận mƣa thiết kế ta phải nghiên 
cứu để chọn trận mƣa thiết kế có cƣờng độ mƣa và lƣợng mƣa đều tƣơng đối lớn. 
Trong tính toán tiêu úng thƣờng ngƣời ta chọn các trận mƣa 01 ngày, 03 ngày, 05 
ngày, 07 ngày để nghiên cứu chọn trận mƣa thiết kế. 
Về tần suất trận mƣa thiết kế, theo quy phạm chọn tần suất xuất hiện 10% 
Sau khi đã quyết định trận mƣa thiết kế, chọn các trận mƣa trong các tháng mùa 
mƣa, sắp xếp vẽ đƣờng tần suất. Tìm lƣợng mƣa thiết kế ứng với tần suất 10%, chọn 
mô hình mƣa bất lợi để phân phối lƣợng mƣa thiết kế. Cuối cùng ta sẽ có đƣợc 
mô hình mƣa thiết kế, đó là tài liệu quan trọng không thể thiếu đƣợc trong tính toán 
chế độ tiêu. 
Chế độ tiêu đƣợc xác định trên yêu cầu khả năng chịu ngập chịu ẩm của cây 
trồng. Với phƣơng thức tƣới khác nhau của cây trồng thì có phƣơng pháp xác định 
chế độ tiêu khác nhau của cây trồng thì có phƣơng pháp xác định chế độ tiêu khác 
nhau. 
5.3. HỆ SỐ TIÊU 
5.3.1. Khái niệm 
 Theo Tiêu chuẩn thiết kế Hệ số tiêu cho ruộng lúa 14TCN. 60-88: Hệ số tiêu là 
lƣu lƣợng cần làm thoát đi từ một đơn vị diện tích nhằm đảm bảo một chế độ chịu 
ngập nhất định. 
 Hệ số tiêu ký hiệu bằng q có đơn vị là l/s-ha. 
5.3.2. Phƣơng pháp xác định hệ số tiêu 
 1. Phương pháp xác định hệ số tiêu cho ruộng lúa . 
 Hệ số tiêu ở ruộng lúa tính toán trong điều kiện bờ vùng, bờ thửa, bờ khoảnh, 
kênh mƣơng và các công trình tiêu nƣớc hoàn chỉnh, có điều kiện thực hiện đầy đủ 
phƣơng châm tiêu nƣớc. 
 Phƣơng pháp xác định hệ số tiêu là dựa vào phƣơng trình cân bằng giữa nƣớc 
đến, nƣớc đi và nƣớc trữ trong từng thời gian nhất định (tính cho 1 ngày): 
Pi - (h0i + q0i) = iH (5-1) 
Trong đó: 
 Pi – là lƣợng mƣa rơi xuống trong thời đoạn tính toán thứ i (mm). 
 127 
 hoi – lƣợng nƣớc tổn thất do ngấm và bốc hơi trong thời đoạn thứ i (mm) 
 qoi – Lớp nƣớc tiêu hao trong thời đoạn thứ i (mm) 
 iH - lớp nƣớc mặt ruộng thay đổi (tăng hoặc giảm) trong thời đoạn thứ i 
(mm). 
 Ứng với một ngày sẽ có ∆H tƣơng ứng, từ đó xác định lớp nƣớc mặt ruộng 
cuối ngày. 
1i i ia a H 
ai-1: Lớp nƣớc ở đầu ngày tính toán chính là lớp nƣớc cuối ngày hôm trƣớc. 
Lớp nƣớc bình quân ở ruộng trong ngày là: 
1
2
i i
i
a a
a 
Các trị số 
ia của trận mƣa phải phù hợp với khả năng chịu ngập của lúa. 
Lúa là cây trồng phát triển trên môi trƣờng ngập nƣớc, nó có khả năng chịu 
ngập tốt. Khả năng chịu ngập của lúa đƣợc biểu thị ở 2 đặc trƣng: 
- Thời gian chịu ngập. 
- Độ sâu chịu ngập. 
Hai đặc trƣng này quan hệ chặt chẽ với nhau. Thời gian chịu ngập cho phép dài 
thì độ sâu chịu ngập thấp, ngƣợc lại độ sâu chịu ngập lớn thì thời gian chịu ngập 
ngắn lại. 
Độ sâu chịu ngập và thời gian chịu ngập cho phép của lúa đƣợc xác định qua thí 
nghiệm, với yêu cầu bảo đảm năng suất ổn định hoặc bị giảm không đáng kể. 
 Do vậy có thể lợi dụng đặc tính này để trữ nƣớc trên ruộng khi có mƣa lớn, kéo 
dài thời gian tiêu, vì vậy sẽ giảm đƣợc hệ số tiêu cần thiết. 
Đối với giống lúa thấp cây hiện nay ngƣời ta đề nghị khả năng chịu ngập nhƣ 
sau: 
- Ngập 1 ngày không quá 350mm 
- Ngập 3 ngày không quá 250mm 
- Ngập 5 ngày không quá 200mm 
- Ngập 7 ngày không quá 150mm 
 128 
 Dựa vào khả năng chịu ngập của lúa để giải phƣơng trình này xác định qoi . Khi 
tìm đƣợc qoi sẽ tính đƣợc hệ số tiêu tƣơng ứng là: 
0
8,64
i
i
q
q (l/s-ha) (5-2) 
 - Hệ số tiêu phụ thuộc các yếu tố sau: 
 + Lƣợng mƣa, mô hình mƣa, tính chất đất đai địa hình và cây trồng; 
 + Mức độ chống úng, kết cấu và tình trạng của hệ thống tiêu nƣớc. 
2. Phương pháp tính hệ số tiêu cho cây trồng cạn và đất phi canh tác. 
Cây trồng cạn không chịu sự ngập nƣớc mặt đất do đó yêu cầu tiêu nƣớc phải 
nhanh, mƣa ngày nào phải đƣợc tiêu trong ngày đó. Đất phi canh tác bao gồm đất 
thổ cƣ, đƣờng xá... cũng yêu cầu tiêu nƣớc khẩn trƣơng, mƣa đến đâu là tiêu đến 
đấy, thƣờng tính theo mƣa ngày. Do đó hệ số tiêu thƣờng lớn so với lúa. Tính toán 
hệ số tiêu cho cây trồng cạn và đất phi canh tác cũng có chung một phƣơng pháp. 
Hệ số tiêu cây trồng cạn và đất phi canh tác phụ thuộc vào lƣợng mƣa, cƣờng 
độ mƣa, tính ngấm của đất, địa hình, độ dốc mặt đất và tình trạng che phủ mặt đất. 
Các yếu tố trên tác động lẫn nhau khá phức tạp để đơn giản trong tính toán ta giả 
thiết lƣợng mƣa phân bố đều trên mặt đất, cƣờng độ mƣa phân bố đều theo thời 
gian. 
Hệ số tiêu cho cây trồng cạn phụ thuộc vào đƣờng quá trình hình thành dòng 
chảy của cửa tiêu. Quá trình hình thành dòng chảy phụ thuộc vào thời gian mƣa t và 
thời gian tập trung dòng chảy  = l/v (l: chiều dài tiêu nƣớc ; v: vận tốc dòng chảy 
trên khu tiêu). 
a. Các tài liệu cần thiết 
 - Mƣa ngày lớn nhất ứng với tần suất 10%. 
 - Thời gian tập trung dòng chảy của lƣu vực () 
 - Hệ số dòng chảy của lƣu vực. Khi thiếu tài liệu thí nghiệm có thể tra bảng, hệ 
số này phụ thuộc vào loại đất, độ dốc mặt đất. 
 - Thời gian kéo dài của trận mƣa (t). 
 b. Tính toán hệ số tiêu cho cây trồng cạn 
 Hệ số tiêu lớn nhất đƣợc xác định trên cơ sở hình thành dòng chảy trên lƣu vực. 
 129 
 - Dùng công thức kinh nghiệm để xác định: 
8,64
c
P
q
t
 (l/s-ha) (5-3) 
Trong đó: 
 qc – hệ số tiêu ruộng cây trồng cạn hoặc các diện tích không ngập nƣớc trong 
khu tiêu (l/s-ha). 
 P – Lƣợng mƣa tiêu thiết kế (mm) 
 + Nếu P < 200 mm = 0,6 
 + Nếu P 200 mm = 0,7 
 - hệ số dòng chảy thƣờng trong khoảng (0,6 - 0,8) . 
 t- thời gian mƣa (ngày). 
3. Tính hệ số tiêu của khu tiêu (qk ) 
 a. Trường hợp không kể thời gian chậm tới 
 Hệ số tiêu lớn nhất của khu tiêu (qk) bằng hợp các hệ số tiêu thành phần. Hệ số 
tiêu lớn nhất tại cửa tập trung nƣớc là tổng các hệ số tiêu lớn nhất trên các phần đất 
tiêu và đƣợc xác định bằng công thức sau. 
1
...
n
k i i l l m m aq aq tcdx tcdx
i
q q q q q q 
  (l/s-ha) (5-4) 
Trong đó: 
 qk – hệ số tiêu của khu tiêu (l/s-ha) 
 ql – hệ số tiêu của ruộng lúa (l/s-ha). 
 qm: Hệ số tiêu của màu (l/s-ha). 
 qaq: Hệ số tiêu của cây ăn quả (l/s-ha). 
 qtcdx: Hệ số tiêu của thổ cƣ, đƣờng xá (l/s-ha). 
 l, : - tỷ lệ diện tích ruộng trồng lúa 
 m : tỷ lệ diện tích ruộng cây trồng màu, 
 aq : tỷ lệ diện tích của cây ăn quả 
 tcdx : tỷ lệ diện tích thổ cƣ, đƣờng xá.... 
 130 
; ; ;
aql m tcdx
l m aq tcdx
k k k k
  
   
 k

- diện tích khu tiêu (ha); 
  l - diện tích ruộng lúa (ha); 
 m - diện tích ruộng cây trồng màu (ha); 
  aq - diện tích cây trồng cây ăn quả (ha); 
  tcdx - diện tích phi canh tác (thổ cƣ, đƣờng xá) (ha). 
b) Trường hợp kể đến thời gian chậm tới của các nút ra đến cửa tiêu 
 Khi đó phải xét đến thời gian chậm tới từ các nút ra của từng tiểu vùng đến cửa 
ra của hệ thống. Lúc này, lƣu lƣợng lớn nhất của hệ thống và tiểu vùng không xuất 
hiện cùng thời điểm theo đƣờng quá trình hệ số tiêu. 
 4. Chọn hệ số tiêu thiết kế 
Dựa vào giãn đồ hệ số tiêu của hệ thống để chọn hệ số tiêu thiết kế. Thƣờng 
chọn hệ số tiêu lớn nhất trong giãn đồ hệ số tiêu để làm hệ số tiêu thiết kế. 
5.4. TÍNH LƢU LƢỢNG KÊNH TIÊU 
5.4.1. Lƣu lƣợng của kênh tiêu đối với hệ thống tiêu lớn 
Khi tính toán lƣu lƣợng tiêu cho khu vực lớn cần phải xét đến hiện tƣợng 
chậm tới. Lƣu lƣợng lớn nhất của đƣờng quá trình lƣu lƣợng tiêu tại cửa tiêu chính 
là lƣu lƣợng thiết kế của công trình đầu mối tiêu. 
 Hiện tƣợng chậm tới có ảnh hƣởng lớn tới quá trình lƣu lƣợng ở đầu hệ thống. 
Việc tính toán lƣu lƣợng Qmax khá phức tạp phải dựa vào đƣờng quá trình lƣu lƣợng 
tiêu nƣớc của từng kênh trong hệ thống và kết quả tổ hợp. 
 Đƣờng quá trình lƣu lƣợng tiêu tại mặt cắt nào đó sẽ là tổng cộng các đƣờng 
quá trình lƣu lƣợng của các mặt cắt phía trên nó có kể đến hiện tƣợng chậm tới. 
5.4.2. Lƣu lƣợng của kênh tiêu đối với hệ thống tiêu nhỏ 
 Đối với những khu vực diện tích tiêu nƣớc nhỏ, chiều dài của kênh tiêu nhỏ, 
thời gian tập trung nƣớc từ điểm xa nhất về đến vị trí cần tính lƣu lƣợng nhỏ nhất, 
trong trƣờng hợp này dòng chảy từ các diện tích tiêu về đến mặt cắt thiết kế coi nhƣ 
đƣợc tập trung về cùng một lúc, lúc đó lƣu lƣợng tiêu của mặt cắt tính toán đƣợc xác 
 131 
định nhƣ sau: 
 1. Khi công trình đầu mối là cống tiêu tự chảy 
.t kQ q  (l/s) (5-5) 
Trong đó: 
 Qt – Lƣu lƣợng tiêu của mặt cắt cần tính (l/s); 
 qk – hệ số tiêu thiết kế của khu tiêu (l/s-ha); 
  - diện tích khu tiêu (ha). 
 2. Khi công trình đầu mối là trạm bơm tiêu hoặc cống tiêu vùng triều 
T
24
qQ kt  (l/s) (5-6) 
 T – Thời gian làm việc của máy bơm, cống tiêu vùng triều (h) 
Ví dụ: 
 Một khu tiêu có sơ hoạ nhƣ hình vẽ. Kênh tiêu T1 tiêu nƣớc cho diện tích làng 
mạc có hệ số tiêu là 6 l/s-ha, kênh tiêu T2 , T3 tiêu nƣớc cho cây trồng có hệ số tiêu 
là 4 l/s-ha. Tính lƣu lƣợng tiêu tại đầu mối A ? 
 Bài giải 
 - Áp dụng công thức (4-4) để tính hệ số tiêu của khu tiêu 
qk = 1 q1 + 2 q2 + 3 q3 
 Với: 
41,0
850
350
35,0
850
300
24,0
850
200
3
2
1
 132 
 qK = 0,24 6 + 0,35 4 + 0,41 4 = 4,48 (l/s-ha) 
 - Lƣu lƣợng tiêu tại đầu mối A là : 
 Áp dụng công thức (4-5) 
QA = qK K = 4,88 850 = 3808 (l/s)