Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 4
1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống 4
1.1.1.Vị trí địa lý, diện tích 4
1.1.2.Đặc điểm khu tiêu Vân Đình 4
1.1.3. Đất đai thổ nhưỡng 4
1.1.4. Điều kiện thủy văn 5
1.1.5. Địa chất ,địa chất thuỷ văn. 6
1.1.6. Nguồn vật liêu xây dựng. 8
1.1.7. Nguồn điện. 8
1.1.8. Tình hình giao thông vận tải. 8
1.2. Tình hình dân sinh kinh tế 8
1.2.1. Đặc điểm dân số 8
1.2.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp và phân bố các loại cây trồng và thời vụ. 9
1.2.3. Các nghành sản suất khác. 9
1.2.4. Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực. 9
CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ CÁC BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH 10
2.1. Hiện trạng hệ thống thủy lợi 10
2.1.1. Về tưới 10
2.1.2. Về tiêu 11
2.2. Tình hình hạn úng trong khu vực và nguyên nhân 11
2.2.1. Tình hình hạn hán 11
2.2.2. Nguyên nhân 11
2.3. Biện pháp công trình thuỷ lợi và nhiệm vụ của trạm bơm đầu mối 12
2.3.1 Biện pháp công trình thuỷ lợi 12
2.3.2.Nhiệm vụ trạm bơm đầu mối 12
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 13
3.1. Xác định vị trí trạm bơm và bố trí tổng thể công tình đầu mối 13
3.1.1. Xác định vị trí trạm bơm 13
3.1.2. Bố trí tổng thể công trình đầu mối 13

3.2. Xác định cấp công trình, tần suất thiết kế 14
3.2.1. Xác định cấp công trịnh 14
3.2.2. Xác định tần suất thiết kế 14
3.3.Tính toán các yếu tố thủy văn 15
3.3.1. Mục đích: 15
3.3.2. Tài liệu tính toán 15
3.3.3. Phương pháp tính toán 15
3.4. Xác định QTK,Qmax, Qmin 17
3.4.1.Tính Q TK 17
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BƠM 19
4.1. Thiết kế kênh dẫn, kênh tháo 19
4.1.1. Thiết kế kênh dẫn 19
4.1.2. Thiết kế kênh tháo 22
4.2. Tính toán các mực nước 23
4.2.1 Mực nước bể hút 23
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
1
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
4.2.2. Mực nước bể xả 26
4.3. Tính toán các cột nước của trạm bơm 27
4.3.1. Cột nước thiết kế 27
Cột nước thiết kế của trạm bơm cũng như cột nước thiết kế của máy bơm tính theo
công thức: 27
4.3.2. Cột nước lớn nhất trong trường hợp kiểm tra 28
4.3.3. Cột nước nhỏ nhất trong trường hợp kiểm tra 28
4.4. Chọn máy bơm, động cơ kéo máy bơm 29
4.4.1. Chọn máy bơm 29
4.5. Thiết kế nhà máy 33
4.5.1. Chọn loại nhà máy 33
4.5.2. Cấu tạo các bộ phận công trình 33

4.5.3. Kích thước và cao trình chhủ yếu của nhà máy 36
4.6.Thiết kế công trình ngoài nhà máy 43
4.6.1. Bể hút 43
4.6.2. Thiết kế bể tháo 46
4.6.2.1. Nhiệm vụ và yêu cầu khi thiết kế bể tháo 46
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG NHÀ MÁY 53
5.1. Thiết kế hệ thống điện 53
5.1.1. Chọn sơ đồ lắp dây 53
5.1.2. Bố trí hệ thống điện 54
5.1.3. Tính toán hệ thống điện cao áp 54
5.1.4. Tính toán thiết kế hệ thống điện hạ áp 60
2. Chọn thiết bị đo dòng điện 63
5.1.4.3. Chọn các thiết bị chính khác 64
5.2. Thiết kế hệ thống điện nước trong nhà máy 66
5.2.1.Nhiệm vụ 66
5.2.2. Bố trí hệ thống điện nước 66
5.3. Hệ thống thông gió trong nhà máy 70
5.3.1 Nhiệm vụ: 70
5.3.2 Tính toán hệ thống thông gió 71
5.4. Hệ thống bơm nước chữa cháy: 76
5.5. Hệ thống bơm dầu 77
CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH 78
6.1. Tính ứng suất đáy móng. 80
6.1.1. Xác định hệ trục quán tính chính trung tâm 80
6.1.2. Xác định tải trọng tác dụng lên công trình N, M 83
6.1.3. Tính toán kiểm tra trong hai trường hợp 89
6.2. Xác định sức chịu tải dọc trục của cọc đơn 92
6.3. Xác định số lượng cọc 93
6.4. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc trong móng 95
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN KINH TẾ 96

7.1. Tính tổng dự toán xây dựng công trình 96
7.1.1.Chi phí xây dựng (GXD ) 96
7.1.2. Tính chi phí thiết bị (GTB ) 98
7.1.3. Chi phí quản lý dự án (GQLDA ) 101
7.1.4. Chi phí tư vấn (GTV ) 102
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
2
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
7.1.5. Chi phí khác (GK) 103
7.1.6 . Chi phí dự phòng (GDP) 104
7.2. Tính toán kinh tế 105
7.2.1. ý nghĩa của viêch đánh giá hiệu quả kịm tế 105
7.2.2. Tổng chi phí của dự án 106
7.2.3. Xác định tổng lợi ích của dự án 108
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
3
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
CHƯƠNG 1. TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG
1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống
1.1.1.Vị trí địa lý, diện tích.
Tổng diện tích khu tiêu Vân Đình là 2923 ha bao gồm Nam Thanh Oai, Tây
Phú Xuyên và Bắc Ứng Hòa của tỉnh Hà Tây cũ nay là Hà Nội, được giới hạn bởi :
- Phía Bắc giáp kênh chính La Khê, kênh N15 La Khê và tỉnh lô 71
- Phía Đông giáp đê sông Nhụệ
- Phía Nam giáp đê sông Vân Đình
- Phía Tây giáp đê sông Đáy
1.1.2.Đặc điểm khu tiêu Vân Đình
● Đây là một vùng trũng, hướng dốc từ Tây sang Đông và từ Bắc xuống Nam.
Địa hình thấp ở phía đê sông Nhuệ và cao dần ra phía đê sông Đáy. Vùng ven sông
Nhuệ có cao độ từ 2.5m trở xuống ven vùng sông Đáy hầu hết diện tích có cao độ từ 3

đến 5 m
● Xét mặt thủy chế khu tiêu Vân Đình kẹp giữa 2 con sông là sông Đáy và Sông
Nhuệ .Về mùa lũ mặt đất tự nhiên của khu vực thấp hơn mực nước sông Đáy tạo ra
một thủy chế hết sức bất lợi cho khu tiêu trong mùa lũ
1.1.3. Đất đai thổ nhưỡng
Mang tính chất chung của khí hậu miền Bắc Việt Nam nhiệt đới gió mùa. Mùa
Đông lạnh cuối mùa ẩm ướt với hiện tượng mưa phùn, mùa hạ nóng mưa nhiều
- Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm 23
o
4C trong đó các tháng 12, tháng 1 và tháng 2 nhiệt độ
trung bình xuống dưới 20
o
C. Các tháng mùa hè nhiệt độ trung bình trên 25
o
C
- Độ ẩm
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
4
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
Độ ẩm tương đối.Mùa Xuân độ ẩm cao trung bình 89%.Thời kì khô hanh ( cuối
thu và đầu Đông )độ ẩm xuống trung bình dưới 80%
- Bốc hơi
Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm trong vùng khoảng 858 mm
Mùa khô lượng bốc hơi bình quân tháng nhiều năm 61,3 mm
Mùa mưa lượng bốc hơi bình quân tháng nhiều năm 81,5 mm ( tháng 5 bốc hơi
bình quân trên 100 mm)
- Tình hình mưa và phân bố mưa
+ Đây là vùng có lượng mưa tương đối lớn và phân bố không đều
+ Mùa mưa từ tháng V đến tháng XI chiếm 70

80÷
% tổng lượng mưa cả năm và
chủ yếu tập trung vào 3 tháng VII, VIII, IX.
+ Ngoài ra khu vực còn chịu ảnh hưởng của bão.Bão thường gây ra mưa lớn có
những trận mưa lên tới 400 mm.Thời gian mưa có khi lên tới 5
7÷
mm gây ra tình
trạng ngập úng trong khu vực
Bảng 1.1: Mô hình mưa thiết kế
P%
Lượng mưa ngày (mm)
1 2 3 4 5
X10% 32,5 244,5 47,7 37 31,1
X20% 27 198,4 39,3 30,2 25,3
1.1.4. Điều kiện thủy văn
1.1.4.1. Mạng lưới sông ngòi
Khu tiêu Vân Đình nằm kẹp giữa 2 con sông là sông Nhuệ và sông Đáy . Nối liền
2 con sông này là kênh tiêu Vân Đình cũng là trục tiêu chính của trạm bơm
1.1.4.2. Đặc điểm sông ngòi
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
5
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
Về mùa lũ mực nước sông Nhuệ và Sông Đáy dâng cao tạo nên 1 thủy thể hết sức
bất lợi cho khu vực trong mùa lũ
Sông Đáy là sông nhận nước tiêu của khu vực tiêu.Mực nước sông Đáy ảnh hưởng
do mực nước thượng nguồn và chịu sự phân lũ của sông Hồng. Sự xuất hiện giữa mực
nước lớn ngoài sông và mưa gây ngập úng trong khu tiêu là gần như không có quan hệ.
1.1.4.3. Tài liệu thủy văn
Bảng 1.2 : Mực nước sông Đáy tại cửa tiêu Vân Đình
STT Năm 1ngàymax 5ngày max

1 1984 470.40 359.33
2 1985 487.39 376.32
3 1986 450.80 275.71
4 1987 490.00 378.93
5 1988 539.65 428.59
6 1989 597.15 483.47
7 1990 568.40 283.55
8 1991 411.60 300.53
9 1992 513.52 402.45
10 1993 450.80 339.73
11 1994 444.27 333.20
12 1995 712.13 590.61
13 1996 526.59 415.52
14 1997 670.32 559.25
15 1998 459.95 258.72
16 1999 628.51 483.47
17 2000 499.15 283.55
18 2001 462.56 310.99
19 2002 695.15 584.08
20 2003 620.00 487.00
1.1.5. Địa chất ,địa chất thuỷ văn.
● Địa chất
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
6
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
- Địa chất của nơi dự kiến xây dựng trạm bơm nằm trong lớp phủ đệ tứ có nguồn
gốc hỗn hợp sông biển chủ yếu bồi tụ của sông
- Đất nền thuộc loại đất mềm yếu kết cấu không chặt. Địa tầng khu vực chia làm 4
lớp:
Lớp 1: Đất đắp. Lớp này không đồng nhất có thể là sét hoặc á sét ở trạng thái dẻo

cứng đến nửa cứng, dày khoảng 4 m, phân bố từ cao trình +5,00 ÷ +2,00.
Lớp 2: Đất sét nặng màu nâu hồng, xám xanh, xám vàng trạng thái dẻo cứng đến
dẻo mềm, kết cấu chặt vừa. Lớp này có chiều dày trung bình từ 2,00 ÷ 3,00 m.
Phân bố ở cao trình từ +2,00 ÷ +0,00.
Lớp 3: Đất á sét màu xám gụ, nâu sẫm, nâu đen trạng thái dẻo chảy đến chảy. Lớp
này có kết cấu kém chặt, trong đất có lẫn các thớ cát mỏng khoangr 1
m2,1÷
, đôi
chỗ có lẫn các vật chất hữu cơ, thành phần hữu cơ chủ yếu là gỗ mục đã và đang
phân giải, chiều dày lớp thay đổi từ 7 ÷ 8m.
Lớp 4: Cát hạt bụi đến hạt trung màu xám tro, có chỗ lấn sét và á cát hoặc á sét
nhẹ. Trạng thái bão hoà nước, kết cấu bở rời. Thành phần chủ yếu là cát thạch anh
có lẫn ít mica. Chiều dày lớp chưa được xác định. Phân bố ở cao trình -12m trở
xuống
Bảng 1.3 : Bảng các chỉ tiêu cơ lí của đất nền
Số hiệu
Lớp đất
Cao độ
(m)
tn
γ
(T/m
3
)
k
γ
(T/m
3
)
bh

γ
(T/m
3
)
C
T/m
2
ϕ
∆
(T/m
3
) n

ε
1 +5
2+÷
1,79 1,2 0,79 3
0
39’ 2,7 0,52 1,1
2 +2
0
÷
1,8 1,25 0,8 5
0
0,54 0,84
3 0
12−÷
1,86 1,28 1,85 2,9 10
0
30’ 2,7 0,58 1,36

4 < -12 1,89 1,42 1,9 2,7 10
0
2,7 0,9 0,8
● Địa chất thuỷ văn
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
7
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
Tầng chứa nước nằm trong lớp đất cát ở dưới cao trình -14 m .Nước áp lực có mực
nước ngầm ổn định ở cao độ 0 m.Mực nước ngầm có liên quan đến mực nước sông
Đáy
1.1.6. Nguồn vật liêu xây dựng.
Vật liệu xây dựng địa phương khá phong phú và đầy đủ
-Đá có ở mỏ đá Gò Má
-Cát vàng l ấy ở bãi Kim Bôi cách công trình 46 km
-Cát đen khai thác tại sông Đáy
-Xi măng: Lấy tại nhà máy xi măng Tiên Sơn cách công trình 15 km.
Điều kiện khai thác vật liệu hết sức thuận lợi cho việc thi công công trình
1.1.7. Nguồn điện.
Vùng dự án có 2 trạm điện trung gian có thể cung cấp điện cho trạm bơm mà
không cần sửa chữa nâng cấp
Trạm trung gian Vân Đình 35 KV cách khu xây dựng trạm bơm khoảng 450m
1.1.8. Tình hình giao thông vận tải.
-Giao thông vận tải chủ yếu trên sông Đáy chỉ có tàu thuyền trọng tải vừa và
nhỏ.Mùa kiệt việc đi lại ở phía thượng lưu rất khó khăn.
-Tuyến đường 22 đi qua khu dự án tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển vật
liệu trang thiết bị máy móc của dự án.
1.2. Tình hình dân sinh kinh tế.
1.2.1. Đặc điểm dân số.
- Tổng số dân trong khu vực 56.600 người trong đó số người trong độ tuổi lao
động 21.986 người .Tỉ lệ gia tăng dân số hàng năm 2%

Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
8
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
-Nghề nghiệp: chủ yếu là làm ruộng một số xã có nghề phụ truyền thống
1.2.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp và phân bố các loại cây trồng và thời vụ.
-Tổng diện tích lưu vực 2923 ha trong đó diện tích đất canh 80% diện tích đất tự
nhiên
-Cây trồng chính là lúa và hoa màu .Sản suất nông nghiệp nhìn chung chưa phát
triển hệ số quay vòng của đất chưa cao chưa tận dụng được hết tài nguyên do tình
trạng ngập úng thường xuyên
- Nguyên nhân :Do công tác thuỷ lợi chưa hoàn thiện.
1.2.3. Các nghành sản suất khác.
● Công nghiệp
Công nghiệp chưa phát triển khu Vân Đình chưa có nhà máy công nghiệp nào
●Dịch vụ, hạ tầng
Lương thực, thực phẩm và các mặt hàng nhu yếu phẩm khác có thể mua ngay tại
thị trấn Vân Đình và các xã trong khu vực xây dựng đảm bảo cung cấp đầy đủ và kịp
thời.
●Năng lượng
Điện lưới quốc gia đã đến tất cả 22 xã trong lưu vực tiêu
●Cung cấp nước sinh hoạt
Toàn bộ các xã trong lưu vực chưa có nước máy nhân dân đều dùng nước giếng
khoan hoặc nước giếng khơi , có những gia đình vẫn dùng nước sông và nước ao
1.2.4. Phương hướng phát triển kinh tế của khu vực.
Theo tinh thần chung của đại hội đảng là ổn định kinh tế xã hội mà mục tiêu trước
mắt là từng bước xóa đ ói giảm nghèo từng bước ổn định và nâng cao đời sống nhân
dân. Sản xuất nông nghiệp vẫn giữ vai trò then chốt trong cơ cấu ngành nghề của vùng.
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
9
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước

Sau khi Trạm bơm tiêu Vân Đình đi vào hoạt động sẽ thúc đẩy sản xuất nông nghiệp
trong vùng.
CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ CÁC BIỆN PHÁP CÔNG TRÌNH
2.1. Hiện trạng hệ thống thủy lợi.
2.1.1. Về tưới
Các công trình tưới nhìn chung đã giải quyết được hết các vấn đề tưới trong khu
vực.Nguồn tưới chủ yếu bằng động lực được đưa từ trạm bơm La Khê dọc theo ven
sông Đáy chảy vào hệ thống kênh tưới cấp 1 và cấp 2 để dẫn nước vào các thửa
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
10
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
ruộng .Mặt khác nước được lấy từ sông Nhuệ bằng các trạm bơm nhỏ và hệ thống kênh
Vân Đình .Về cơ bản việc cung cấp tưới được đảm bảo
2.1.2. Về tiêu
- Hệ thống kênh tiêu
Trục tiêu chính Vân Đình được xây dựng từ 1937 và một vài kênh tiêu cấp 1 như
Yên Cốc , Tân Phương , Bắc Quảng Họa.Các hệ thống kênh tiêu hiện chưa có đủ khả
năng dẫn nước tiêu cho toàn khu dự án chiều dài kênh dẫn mặt cắt kênh còn thiếu nên
khả năng tải nước của kênh còn quá nhỏ so với yêu cầu .Các kênh tiêu cấp 1 cấp 2 và
nội đông khác chưa được xây dựng
Để đảm bảo dẫn nước tiêu cho khu vực cần tiến hành mở rộng các kênh tiêu hiện có
và xây dựng thêm một số kênh tiêu cấp 1 cấp 2 và nội đồng
- Hệ thống trạm bơm tiêu
Để tiêu nước cho khu Vân Đình ra sông Đáy có 5 trạm là Ngọ Xá, Đoàn Xá
,Hoàng Dương ,Cao Xuân Dương và Phương Trung với 100 máy bơm các loại gồm 28
máy bơm 8000m
3
/h, 10 máy 4000 m
3
/h, và 62 máy 1000m

3
/h
2.2. Tình hình hạn úng trong khu vực và nguyên nhân.
2.2.1. Tình hình hạn hán
Vùng trũng trong khu vực (chiếm khoảng 15% diện tích vẫn bị ngập úng trong
thời kì mưa lớn : năm 1994 ngập úng 1892 ha, năm 1996 ngập úng 1496 ha
2.2.2. Nguyên nhân.
- Các trạm bơm tiêu nội đồng xây dựng mang tính chắp vá không theo quy hoặch
và tuỳ tiện nên chỉ giải quyết bơm tiêu cục bộ chỉ giải quyết được khi mưa nội đồng
nhỏ
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
11
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
- Các trạm bơm tiêu ra sông Nhuệ và kênh Vân Đình cũng là các trạm bơm
nhỏ.Thực tế chỉ làm việc khi mực nước sông tại các cửa tiêu thấp(<4,5 m) còn khi cao
hơn thì không làm việc được .
2.3. Biện pháp công trình thuỷ lợi và nhiệm vụ của trạm bơm đầu mối
2.3.1 Biện pháp công trình thuỷ lợi
Để đảm bảo tiêu úng cho khu tiêu cần xây dựng trạm bơm Vân Đình để tiêu úng
cho 2923 ha
2.3.2.Nhiệm vụ trạm bơm đầu mối
- Tiêu nước cho hoa màu vụ mùa phải đảm bảo ngày nào tiêu hết ngày đó .
- Tiêu nước cho phần thổ cư đường xá vào ao hồ trũng nằm xen kẽ trong khu tiêu.
- Tiêu nước cho lúa và hoa màu vụ xuân khi có mưa vào cuối vụ.
Trong các nhiệm vụ trên nhiệm vụ tiêu nước cho lúa và hoa màu vụ mùa là quan
trọng nhất vì thời gian từ tháng 7 đến tháng 11 mưa rào mực nước sông dâng cao.
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
12
n Tt Nghip K S Nghnh K Thut Ti Nguyờn Nc
CHNG 3. TNH TON CC THễNG S C BN

3.1. Xỏc nh v trớ trm bm v b trớ tng th cụng tỡnh u mi
Bể xả
Kênh dẫn
Nhà máy
ống đẩy
Sông Đáy
Kênh xả
Cống qua đê
Bể hút
3.1.1. Xỏc nh v trớ trm bm
V trớ t trm bm phi m bo sao cho tng kinh phớ xõy dng l thp nht, lm
vic an ton trong mựa l, ng thi vic tiờu thoỏt nc c thun li. Cn c vo
a hỡnh, a cht, iu kin kinh t giao thụng, iu kin thy vn vv. D kin trm
bm Võn ỡnh c xõy dng ti thụn Thanh m
3.1.2. B trớ tng th cụng trỡnh u mi
Da vo bn a hỡnh khu vc 1/500, da vo ch tiờu c lý ca cỏc lp t
di múng cụng trỡnh trong cm u mi ra hai phng ỏn b trớ cụng trỡnh u
mi
Phng ỏn 1: B thỏo xa nh mỏy:
u im: d quan sỏt ng ng y, khụng cú khp ni nờn khụng rũ r, nh mỏy
c thong thoỏng, kờnh x ngn hn nờn im bt khi lng o p. Khi trm bm
lm vic khụng lm mt n nh b thỏo
Sinh Viờn: Hong Th Thu Liu Lp 47N2
13
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
Nhược điểm: Vì có một đoạn ống đẩy nối nhà máy với bể tháo nên hai công trình
lún không đều sẽ ảnh hưởng đến ổn định của ống đẩy, mặt bằng nhà máy rộng
Phương án 2: Bể tháo sát nhà máy
Ưu điểm: Toàn bộ máy bơm, ống đẩy, cửa ra ống đẩy nằm chọn ven trong nhà
máy bơm và bể tháo lún không đều thì ống đẩy không bị ảnh hưởng gì, máy vẫn làm

việc bình thường. Tổn thất qua ống đẩy ít, tiết kiệm kinh phí ống đẩy
Nhược điểm: Khi nhà máy làm việc gây rung động bể tháo, dẫn đến mất ổn định
bể tháo, kênh tháo dài
Chọn phương án: Để nhà máy thông thoáng, bể tháo không bị rung động khi máy
bơm làm việc, chọn phương án một bể tháo xa nhà máy
3.2. Xác định cấp công trình, tần suất thiết kế
3.2.1. Xác định cấp công trịnh
Để công trình đạt được hai yếu tố là kinh tế và kỹ thuật thì việc tính toán các mực
nước sông, mực nước sông thiết kế, mực nước sông ứng với tần suất thiết kiểm tra tại
vị trí xây dựng phải dựa vào cấp bậc công trình.
Do trạm bơm đặt trong hệ thống thuỷ nông nên ta dựa vào diện tích tiêu để xác
định cấp công trình. Trạm bơm Vân Đình tiêu cho 2923 ha nên theo TCXDVN 285-
2002 bảng 2.1 quy định công trình này thuộc công trình cấp III
3.2.2. Xác định tần suất thiết kế
Ứng với cấp công trình này thì quy định tần suất tính toán như sau
- Mức đảm bảo thiết kế của công trình P = 90%
- Mực nước thiết kế ứng với tần suất P = 10%
- Tần suất lũ kiểm tra ( Mực nước ngày lớn nhất ) P = 5%
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
14
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
3.3.Tính toán các yếu tố thủy văn
3.3.1. Mục đích:
Sản xuất nông nghiệp chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó có yếu tố khí
hậu, đặc biệt là lượng mưa. Có những năm mưa nhiều, lại có những năm mưa ít. Mưa
nhiều gây úng ngập, lượng mưa quá ít thì sẽ hạn hán. Lượng mưa phân bố không đều
theo không gian và thời gian, trong khi cây trồng đòi hỏi một chế độ nước thích hợp.
Tính toán thủy văn là nhằm mục đích tìm ra quy luật phân bố lượng mưa theo thời gian
cũng như quá trình diễn biến của mực nước sông nhằm phục vụ cho việc tính toán chế
độ tưới, tiêu để từ đó tìm ra các thông số của công trình, lập kế hoạch quản lý và vận

hành hệ thống.
3.3.2. Tài liệu tính toán
- Tài liệu mực nước: Tài liệu mực nước dùng trong tính toán là mực nước sông
Đáy trung bình các tháng mùa lũ, có liệt quan trắc 20 năm kể từ năm 1984 đến năm
2002.
3.3.3. Phương pháp tính toán
Tính toán các yếu tố thủy văn là đi xác định các mực nước thiết kế, các mực nước
này được xác định bằng phương pháp thống kê toán học dựa trên liệt nhiều năm
Trong phương pháp thống kê có thể vẽ đường tần suất bằng phương phap:
- Phương pháp 3 điểm: Phương pháp này đơn giản, tinbs toán nhanh tuy nhiên phụ
thuộc vào chủ quan của người vẽ do đó kết quả không được chính xác, phương pháp 3
điểm chỉ áp dụng cho dạng phân phối PIII
- Phương pháp momen: Phương pháp này cho kết quả mang tính khách quan
nhưng thiên nhỏ
- Phương pháp thích hợp: là phương pháp vẽ đương tần suất theo các tham số
thống kê được tính bằng phương pháp momen. Sau đó căn cứ vào sự phân tích ảnh
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
15
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
hưởng của các tham số thống kê đến dạng đường tần suất lý luận, đây là phương pháp
đơn giản cho kết quả khá chính xác nhưng ít nhiều cũng phụ thuộc vào chủ quan của
người vẽ.
Nội dung phương pháp thích hợp
Bước 1 : Sắp xếp số liệu thủy văn từ lớn đến nhỏ, tính tần suất kinh nghiệm rồi
chấm điểm kinh nghiệm lên giấp tần suất.
Theo chuỗi số liệu thực đo, tính tần suất kinh nghiệm P
i
theo công thức kỳ vọng:

%100*

1n
i
P
i
+
=
(3-1)
Trong đó:
i- Số thứ tự của số liệu thống kê tương ứng trong bảng sau khi xắp xếp;
n- Số năm của liệt số liệu.
Chấm các điểm có toạ độ (X
i
, P
i
) lên giấy tần suất ta được các điểm tần suất kinh
nghiệm.
Bước 2 : Tính các tham số thống kê
X
; C
v
; C
s
theo công thức tính momen
X
=
∑
n
i
x
n

1
1
( 3-2)

( )
( )
Xn
XX
C
i
V
1
2
−
−
=
∑
( 3-3 )

( )
( )
3
3
3
1
3 XCn
XX
C
V
n

i
i
s
−
−
=
∑
=
( 3-4)
Trong đó
X
: Là đại lượng bình quân của đại lượng ngẫu nhiên
x
i
: Là các giá trị của mẫu
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
16
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
C
V
: Hệ số phân tán
C
s
: Hệ số thiên lệch
n : Số năm của chuỗi số liệu
Bước 3 : Với các giá trị
X
; C
v
; C

s
đã xác định, dùng bảng tra đường tần suất của
Kritsky- Menken vẽ đường tần suất lý luận (x
p
– P) lên giấy tần suất. Nếu đường này
phù hợp với các điểm kinh nghiệm là được, trong trường hợp ngược lại thì dựa vào sự
phân tích ảng hưởng các tham số thống kê đến đường tần suất để tăng hay giảm giá trị
của tham số cho đến khi đường tần suất lý luận phù hợp với các điểm kinh nghiệm thì
thôi.
3.3.3.1.Xác định mực nước sông H
1ng.max
, H
5ng.max
, ứng với các tần suất
Tính toán các mực nước thiết kế (sử dụng phần mềm TTTV 2002 ).
- Từ số liệu mực nước sông Đáy 1 ngày max tại trạm Vân Đình tính được mực
nước sông 1 ngày max ứng với tần suất P= 5% : H
%5
max1ngày
= 7,21m
Từ số liệu mực nước sông Đáy 5 ngày lớn nhất tính được mực nước trung bình 5
ngày lớn nhất ứng với tần suất P=10% là :H
%10
max5ngay
= 5,56 m
3.4. Xác định Q
TK
,Q
max
, Q

min

3.4.1.Tính Q
TK
3.1.1.1. Mục đích tính toán
Dùng để tính toán thiết kế kênh các công trình trên kênh đồng thời là cơ sở chọn số
máy bơm
Q
tk
=q
tk
.
ω
Trong đó :
q
tk
:hệ số tiêu thiết kế .
ω
: Diện tích khu vực cần tiêu.
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
17
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
Q
tk
:Lưu lượng thiết kế .
Thay số:
Q
TK
=6,8
×

2923 =19876.4 l/s=19,87 m
3
/s .
3.4.1.2.Tính Q
max
.
● Mục đích tính toán
Dùng để kiểm tra xói lở kênh và xác định độ cao an toàn của đỉnh bờ
kênh:Q
max
=k.Q
tk
K : hệ số phụ thuộc vào Q
tk
Q
TK
< 1 m
3
/s : k= 1,2
÷
1,3
Q
tk
=
101÷
m
3
/s : k=1,15
÷
1,2

Q
tk
>10 m
3
/s k=1,1
15,1÷
Chọn k=1,15
Vậy Q
max
=1,15.19,87= 22,85 m
3
/s
3.4.1.3. Tính Q
min
Dùng để kiểm tra khả năng bồi lắng lòng kênh , kiểm tra khả năng tiêu tự chảy và
thiết kế các công trình điều tiết trên kênh
Q
min
=
TK
Q
3
1
=
87,19
3
1
= 6,62 (m
3
/s).

Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
18
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BƠM
4.1. Thiết kế kênh dẫn, kênh tháo
4.1.1. Thiết kế kênh dẫn.
4.1.1.1. Nhiệm vụ
Dẫn nước từ nguồn vào bể hút của trạm bơm
4.1.1.2. Yêu cầu
- Đảm bảo dẫn đủ nước ổn định không gây bồi lắng xói lở
- Kênh dẫn phải đào sâu khi chiều sâu đào lớn hơn 5 m thì cứ cách 5 m phải làm
một cơ có chiều rộng lớn hơn 1m
4.1.13. Xác định các yếu tố mặt cắt kênh
● Hệ số mái m
` Dựa vào tính chất đất và chiều sâu mực nước trong kênh. Tra bảng 9.6 giáo trình
thuỷ nông tập 1 được m=1,5 (đất sét pha cát)
● Hệ số nhám lòng kênh
Dựa đất lòng kênh và điều kiện khai thác trên lòng kênh như cỏ mọc đất đá
Tra bảng 9.8 giáo trình thuỷ nông tập 1 được n=0,025
● Độ dốc đáy kênh
Độ dốc kênh được chọn phải đảm bảo ổn định lòng kênh không gây bồi lắng xói lở
Với vùng đồng bằng sơ bộ chọn i= 2.10
-4

4.1.14. Trình tự thiết kế kênh
Thiết kế kênh dựa trên phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi nhất về thủy lực
● Chiều sâu dòng chảy trong kênh
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
19
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước

Được xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm
h =
3
QA
(4-1)
Trong đó:
A là hệ số thường lấy từ 0,7 – 1,0. Chọn A = 0,7
Q là lưu lượng thiết kế kênh dẫn 20m
3
/s
Thay số: h=0,7.
3
87,19
= 1,89 m
● Tính chiều rộng đáy kênh
Q= 19,87 m
3
/s , h=1,89 m, m=1,5, n=0,025 , i=2.10
-4

Tra phần mềm tính kênh được b=11,48m. Để dễ dàng thi công chọn b=12 m
Tính lại h
Q=19.87m
3
/s , b=12 m, m=1,5, n=0,025 , i=2.10
-4
ta tính được h=1,85 m
4.1.1.5. Kiểm tra mặt cắt kênh
Để đảm bảo kênh ổn định, không bị bồi lắng và không bị xói lở cần phải thỏa mãn
các điều kiện sau:

- Điều kiện ổn định không bị xê dịch, đổi dòng:
[ ]
β>=β
h
b
- Điều kiện không xói lở: V
max
<
[ ]
kx
V
.
- Điều kiện không bồi lắng: V
min
>
[ ]
kl
V
.
Trong đó:
[ ]
kx
V
,
[ ]
kl
V
là tốc độ không xói, không lắng cho phép phụ thuộc vào tính chất đất
nơi tuyến kênh đi qua, lưu lượng chảy trong kênh và hàm lượng phù sa.
V

max
, V
min
là tốc độ dòng chảy trong kênh khi dẫn với lưu lượng gia cường (Q
max
)
và lưu lượng nhỏ nhất (Q
min
).
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
20
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
V
max
=
max
max
Q
ω
, V
min
=
min
min
Q
ω
.
max
ω
= (b + mh

max
)h
max
,
min
ω
= (b + mh
min
) h
min
.
Như vậy để xác định V
max
, V
min
phải tính toán độ sâu nước trong kênh khi dẫn với
các lưu lượng tương ứng Q
max
, Q
min
.
h
max ,
h
min
được xác đinh như trên .
Từ Q
max
= 22,85 m
3

/s ,Q
min
=6,62 m
3
/s b=12 m ,n=0,025, m=1,5,i=0,0002. Sử dụng
phần mềm tính kênh ta có
Bảng 4-1: Kết quả xác định V
max
, V
min
● Kiểm tra điều kiện không xói lở : V
max
<
[ ]
kx
V
.
Sử dụng công thức Ghiếckan xác định tốc độ không xói cho phép:

[ ]
1,0
kx
kQV =
(m/s).
Trong đó: Q là lưu lượng gia cường, Q =22.85 m
3
/s.
k là hệ số quyết định bởi tính chất đất nơi tuyến kênh đi qua.
Tra bảng 4.1 sách bài tập và đồ án môn học trạm bơm và máy bơm ứng với đất
pha sét vừa thì k = 0,62.

Thay các trị số k, Q vào:
[ ]
85,085,22.62,0
1,0
==
kx
V
(m/s).
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
TT Q(m
3
/s) h(m) ω(m
2
) V(m/s)
Max 22,85 2 30 0.76
Min 6.62 0.98 13.1 0.51
21
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
So sánh V
max
= 0.76 m/s và
[ ]
kx
V
= 0,85 m/s nhận thấy V
max
<
[ ]
kx
V

thỏa mãn điều kiện
không xói lở.
● Kiểm tra điều kiện không bồi lắng V
min
>
[ ]
kl
V
.
Sử dụng công thức GhiếcKan theo quy phạm của Liên Xô xác định tốc độ không
lắng cho phép:
[ ]
2,0
kl
AQV =
(m/s)
Trong đó:
Q là lưu lượng nhỏ nhất, Q =6,62 m
3
/s.
A là hệ số phụ thuộc vào tốc độ chìm lắng của hạt bùn cát. Chọn A=0,33.
Thay các trị số A, Q vào:
[ ]
2,0
62.6.33,0=
kl
V
= 0,48( m/s).
So sánh V
min

= 0,51 m/s và
[ ]
kl
V
= 0,48 m/s nhận thấy V
min
>
[ ]
kl
V
thỏa mãn điều
kiện không bồi lắng.
● Kiểm tra điều kiện ổn định của kênh:
Để kênh không bị xê dịch, đổi dòng thì:
[ ]
β>=β
h
b
. Trong đó
[ ]
β
= 3.Q
0,25
– m.
Thay các trị số m, Q vào:

[ ]
β
= 3.Q
0,25

– m = 3.19,87
0.25
– 1.5 = 4.84
β =
h
b
=
=
85,1
12
6,486
Nhận thấy
[ ]
β>β
.
Như vậy mặt cắt kênh dẫn thiết kế đã hợp lý h=1.85 m, b=12 m.
4.1.2. Thiết kế kênh tháo
Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo ra sông Đáy qua cống dưới đê. Xác
định kích thước mặt cắt kênh tháo cũng thông qua tính toán thủy lực theo phương pháp
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
22
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực tương tự như kênh dẫn. Lưu lượng chảy
trong kênh tháo bằng lưu lượng chảy trong kênh dẫn, các yếu tố thủy lực m, n, i chọn
tương tự như kênh dẫn nên một số thông số của kênh dẫn bằng thông số của kênh tháo.
Có các thông số của kênh tháo, kênh dẫn như sau:
- Hệ số mái kênh m = 1,5.
- Hệ số nhám lòng kênh n = 0,025.
- Độ dốc đáy kênh i = 2.10
-4

- Chiều rộng đáy kênh b = 12 m
- Độ sâu mực nước thiết kế trong kênh h = 1,85m.
- Độ sâu mực nước nhỏ nhất trong kênh h
min
= 0.98 m.
- Bề rộng bờ kênh là 3 m hệ số mái m=1,5
Tuy nhiên do đặc điểm và điều kiện làm việc khác nhau nên kênh dẫn và kênh tháo
có những điểm khác nhau. Kênh dẫn thường phải đào sâu nên khi chiều sâu đào kênh
lớn hơn 5m thì phải làm cơ còn kênh tháo thì vừa đào vừa đắp hoặc nổi.
4.2. Tính toán các mực nước
4.2.1 Mực nước bể hút
● Mực nước bể hút thiết kế
Mực nước này do cao trình ruộng đất và hệ thống kênh mương, công trình trên
kênh quyết định.
TK
bh
Z
= A
0
+ h
0
-
∑
ii
iL
-
∑
c
h
Trong đó:

A
0
: Cao trình tiêu đại biểu (cao trình mặt ruộng đại diện) tức :
Cao trình này phải tương đối thấp so với các cao trình khác
Có diện tích tương đối lớn so với diện tích khu tiêu
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
23
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
h
0
: Lớp nước trữ trong ruộng lúa. h
0
= 0,1 m
∑
ii
iL
: Tổng tổn thất dọc đường trên hệ thống kênh mương từ điểm đại diện về bể
hút.
∑
c
h
: Tổng tổn thất cục bộ qua công trình trên kênh từ điểm đại diện về bể hút
chọn
∑
c
h
=0,25 m
Chọn điểm đại diện có cao trình A
0
=3 m tại xã Lê Dương Thanh Oai

Chiều dài tuyến kênh dẫn nước từ điểm đại diện đến bể hút L
0
=19,5 km , độ dốc đáy
kênh i=2.10
-4
Vậy:
TK
bh
Z
= 3+0,1-19500.10
-4
-0,25 = 0,9m
● Mực nước bể hút lớn nhất:
Được xác định bằng mực nước ngập úng lớn nhất trong đồng khi chưa xây dựng
trạm bơm hoặc mực nước tương ứng với điều kiện trạm bơm mất điện.
Theo số liệu điều tra thu thập được thì
max
bh
Z
= +2m
● Xác định cao trình bờ kênh dẫn:
Cao trình bờ kênh dẫn được xác định theo công thức:

kd
b
Z
=
max
bh
Z

+ a
Trong đó:
max
bh
Z
: Mực nước bể hút lớn nhất,
max
bh
Z
= 2 m.
a: Độ cao an toàn. Theo sách bài tập và đồ án môn học máy bơm và trạm bơm tương
ứng với lưu lượng Q = 10
30÷
m
3
/s thì a = 0,5 m
kd
b
Z
= 2+0,5=2,5 m
Cao độ mặt đất tự nhiên tại vị trí kênh dẫn là 2 m
● Mực nước bể hút nhỏ nhất:
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
24
Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Nghành Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
Tận dụng khả năng trữ nước của ao hồ trong những ngày tiêu căng thẳng nhằm
giảm hệ số tiêu của hệ thống. Vì vậy trước khi có mưa thì thường phải bơm tiêu đệm
trước để mực nước trong ao hồ thấp hơn một lượng h
trữ
so với mực nước trong ruộng.

Mực nước bể hút tương ứng trong trường hợp này chính là mực nước bể hút nhỏ nhất
min
bh
Z
= A
O
’
-h
trữ
-
∑
'
iL
-
∑
'
cb
h
Trong đó:
A
'
O
: Mực nước ở ao hồ đại diện trước khi bơm tiêu nước đệm
h
trữ
=0,5 m
∑
'
i
L

.i : Tổng tổn thất dọc đường trên hệ thống kênh mương từ điểm đại diện về bể
hút.
∑
'
c
h
: Tổng tổn thất cục bộ qua công trình trên kênh từ điểm dại diện về bể hút.
Chọn điểm đại diện có mực nước trong ao hồ 2,5 m xa bể hút 17km, độ dốc kênh
chính i = 2.10
-4
, tổng tổn thất cục bộ 0,2 m.
Vậy:
min
bh
Z
= 2,5-0,5-17000.10
-4
-0,2= 0,1 m
● Xác định cao trình đáy kênh dẫn:
Cao trình đáy kênh dẫn được xác định theo công thức
kd
đ
Z
=
TK
bh
Z
-
TK
kd

h
Trong đó:
min
bh
Z
: Mực nước bể hút nhỏ nhất,
TKn
bh
Z
= 0,9 m.
TK
kd
h
: Cột nước thiết kế trong kênh dẫn,
TK
kd
h
= 1,85 m.
Vậy:
kd
đ
Z
= 0,9-1,85 = -0,95 m
Sinh Viên: Hoàng Thị Thu Liễu Lớp 47N2
25