CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 1.1 Đặc điểm hệ thống công trình thủy lợi 1.1 Khái niệm về công trình thủy lợi Công trình thủy lợi là công trình hạ tầng kỹ thuật thủy lợi bao gồm đập, hồ chứa nước, cống, trạm bơm, hệ thống dẫn, chuyển nước, kè, bờ bao thủy lợi và công trình khác phục vụ quản lý, khai thác thủy lợi [1] Nhiệm vụ chủ yếu của các công trình thuỷ lợi là làm thay đổi, cải biến trạng thái tự nhiên dòng chảy của sông, hồ, biển, nước ngầm để sử dụng nước một cách hợp lý có lợi nhất và bảo vệ môi trường xung quanh tránh khỏi những tác hại của dòng nước gây nên. Công trình thuỷ lợi có thể làm hình thành dòng chảy nhân tạo để thoả mãn nhu cầu dùng nước, khi dòng chảy tự nhiên ở nơi đó không đủ hoặc không có. Căn cứ vào tính chất tác dụng lên dòng chảy, công trình thuỷ lợi có thể chia ra: 3 công trình thủy lợi chính - Công trình nước dâng - Công trình điều chỉnh dòng chảy - Công trình dẫn nước 1.1 Công trình nước dâng Phổ biến nhất của loại công trình dâng nước là các loại đập. Đập được xây dựng ngăn các sông suối và hình thành nên độ chênh mực nước trước và sau công trình gọi là độ chênh mực nước thượng hạ lưu.
ở trước đập, càng gần đến đập, lưu tốc trung bình của dòng chảy càng giảm v1 < v2 < v3 < v4 < v5, còn độ sâu của dòng chảy càng tăng h1 > h2 > h3 > h4 > h5. Sự tăng mực nước ở trong sông làm tăng diện tích ướt của lòng sông và dẫn đến ngập đất ở thượng lưu (hình 1-1a). Sự thay đổi lưu tốc dòng chảy ở thượng lưu làm thay đổi khả năng vận chuyển bùn cát của lòng sông. Lưu tốc theo chiều dòng chảy giảm dần, các hạt bùn cát trong nước được lắng xuống đáy theo thứ tự từ những hạt lớn sau đó những hạt bé hơn và khi đến gần công trình lưu 6 tốc hầu như bằng không nên các hạt cát rất bé cũng được lắng xuống, nước ở đó rất trong.
1 Sơ đồ đập dâng nước 1.2 Công trình điều chỉnh dòng chảy Công trình điều chỉnh để khống chế xói lở dòng sông, có thể làm thay đổi trạng thái dòng chảy, làm thay đổi hướng của dòng chảy trong giới hạn lòng sông theo yêu cầu cần thiết và bảo vệ lòng sông tránh khỏi những tác hại nguy hiểm của dòng nước. Công trình điều chỉnh bao gồm đê, đập, tường, kè. Các đê đập đó không xây ngăn hết toàn bộ lòng sông, mà chỉ một phần theo hướng của mặt cắt ngang hoặc có khi theo hướng dọc lòng sông. Công trình điều chỉnh không làm dâng nước, mà nó có tác dụng làm thay đổi hướng và lưu tốc dòng chảy, phân bố lại lưu tốc và ảnh hưởng đến hình dạng của lòng sông.
Các công trình này nhằm phục vụ các ngành khác nhau, có thể để giữ độ sâu, lưu tốc và hình dạng lòng sông cần thiết cho tàu bè qua lại, đảm bảo điều kiện bình thường để lấy nước từ sông, giữ ổn định bờ sông để đảm bảo an toàn cho dân cư và nhà máy, xí nghiệp ở hai bên bờ. 2 Sơ đồ hệ thống trạm bơm, máy bơm 1.3 Công trình dẫn nước Những công trình này bao gồm các loại như kênh mương, đường hầm, cầu máng, đường ống làm bằng các vật liệu khác nhau. Các công trình đó chuyển nước với các lưu lượng xác định vào các mục đích khác nhau : dẫn nước vào turbin của nhà máy thuỷ điện, đưa nước vào tưới ruộng và đồng cỏ, vào hệ thống cấp nước của thành phố, xí nghiệp, nhà máy., đồng thời nó có thể sử dụng làm đường giao thông cho tàu thuyền đi lại. Thuộc loại công trình dẫn nước này phải kể đến cả công trình tháo lũ, đó là những công trình tháo nước thừa của hồ chứa từ thượng lưu về hạ lưu qua đập hoặc hai bên bờ của đập, các công trình phân lũ sang khu vực khác nhằm giảm lũ sông chính tránh ngập lụt hạ lưu.
3 Công trình kênh dẫn, cầu máng 8 1.2 Phân loại công trình thủy lợi Theo quy định từ Điều 4 Nghị định 67/2020/NĐ-CP hướng dẫn Luật Thủy lợi có hiệu lực thi hành từ ngày 01/7/2020 [2]thì việc phân loại công trình thủy lợi được quy định cụ thể như sau: Loại công trình thủy lợi quy định tại Khoản 2 Điều 16 Luật Thủy lợi được phân loại cụ thể như sau: 1.1 Đập, hồ chứa nước quan trọng đặc biệt - Đập có chiều cao từ 100 m trở lên hoặc đập của hồ chứa nước quy định tại điểm b, điểm c Khoản này; - Hồ chứa nước có dung tích toàn bộ từ 1.000 m3 trở lên; - Hồ chứa nước có dung tích từ 500.000 m3 mà vùng hạ du đập bị ảnh hưởng là thành phố, thị xã hoặc có công trình quan trọng liên quan đến an ninh quốc gia 1.2 Đập, hồ chứa nước lớn - Đập có chiều cao từ 15 m đến dưới 100 m hoặc đập của hồ chứa nước quy định tại điểm c Khoản này; - Đập có chiều cao từ 10 m đến dưới 15 m và chiều dài đập từ 500 m trở lên hoặc đập có chiều cao từ 10 m đến dưới 15 m và có lưu lượng tràn xả lũ thiết kế trên 2.000 m3/s; - Hồ chứa nước có dung tích toàn bộ từ 3.3 Đập, hồ chứa nước vừa - Đập có chiều cao từ 10 m đến dưới 15 m hoặc đập của hồ chứa nước quy định tại điểm b Khoản này, trừ đập quy định tại điểm b Khoản 2 Điều này; - Hồ chứa nước có dung tích toàn bộ từ 500. 4 Hình ảnh hồ chứa nước 1.4 Trạm bơm - Trạm bơm lớn là trạm bơm có tổng lưu lượng từ 72.000 m3/h trở lên; - Trạm bơm vừa là trạm bơm có tổng lưu lượng từ 3.000 m3/h hoặc trạm bơm nhỏ nhưng có công suất động cơ mỗi tổ máy từ 150 KW trở lên; - Trạm bơm nhỏ là trạm bơm có tổng lưu lượng dưới 3. 5 Hình ảnh trạm bơm 10 1.5 Cống - Cống lớn là cống có tổng chiều rộng thoát nước: +) Đối với vùng đồng bằng sông Cửu Long từ 30 m trở lên; +) Đối với vùng còn lại từ 20 m trở lên. - Cống vừa là cống có tổng chiều rộng thoát nước: +) Đối với vùng đồng bằng sông Cửu Long từ 10 m đến dưới 30 m; +) Đối với các vùng còn lại từ 5 m đến dưới 20 m.
- Cống nhỏ là cống có tổng chiều rộng thoát nước: +) Đối với vùng đồng bằng sông Cửu Long dưới 10 m; +) Đối với các vùng còn lại dưới 5 m. 6 Hình ảnh cống 1.6 Hệ thống dẫn, chuyển nước - Kênh, mương, rạch, tuynel, xi phông, cầu máng lớn là công trình có các thông số: 11 Đối với vùng đồng bằng sông Cửu Long có lưu lượng từ 100 m3/s trở lên hoặc có chiều rộng đáy kênh từ 50 m trở lên; Đối với các vùng khác có lưu lượng từ 50 m3/s trở lên hoặc có chiều rộng đáy kênh từ 25 m trở lên. - Kênh, mương, rạch, tuynel, xi phông, cầu máng vừa là công trình có thông số: Đối với vùng đồng bằng sông Cửu Long có lưu lượng từ 10 m3/s đến dưới 100 m3/s hoặc chiều rộng đáy kênh từ 10 m đến dưới 50 m; Đối với các vùng khác có lưu lượng từ 5 m3/s đến dưới 50 m3/s hoặc chiều rộng đáy kênh từ 5 m đến dưới 25 m. - Kênh, mương, rạch, tuynel, xi phông, cầu máng nhỏ là công trình có các thông số: Đối với vùng đồng bằng sông Cửu Long có lưu lượng dưới 10 m3/s hoặc chiều rộng đáy kênh dưới 10 m; Đối với các vùng khác có lưu lượng dưới 5 m3/s hoặc chiều rộng đáy kênh dưới 5 m.
7 Kênh dẫn nước 12 1.7 Đường ống - Đường ống lớn là đường ống dẫn lưu lượng từ 3 m3/s trở lên hoặc có đường kính trong từ 1500 mm trở lên; - Đường ống vừa là đường ống dẫn lưu lượng từ 0,25 m3/s đến dưới 3 m3/s hoặc có đường kính trong từ 500 mm đến dưới 1500 mm; - Đường ống nhỏ là đường ống dẫn lưu lượng dưới 0,25 m3/s hoặc có đường kính trong dưới 500 mm. 8 Đường ống dẫn nước 1.8 Bờ bao thủy lợi - Bờ bao lớn là bờ bao bảo vệ cho khu vực có diện tích từ 10.000 ha trở lên; - Bờ bao vừa là bờ bao bảo vệ cho khu vực có diện tích từ 500 ha đến dưới 10.000 ha; - Bờ bao nhỏ là bờ bao bảo vệ cho khu vực có diện tích dưới 500 ha.9 Hệ thống công trình thủy lợi - Hệ thống công trình thủy lợi lớn là hệ thống có nhiệm vụ tưới cho diện tích đất canh tác hoặc tiêu, thoát nước cho diện tích tự nhiên từ 20.000 ha trở lên; 13 - Hệ thống công trình thủy lợi vừa là hệ thống có nhiệm vụ tưới cho diện tích đất canh tác hoặc tiêu, thoát nước cho diện tích tự nhiên từ 2.000 ha đến dưới 20.000 ha; - Hệ thống công trình thủy lợi nhỏ là hệ thống có nhiệm vụ tưới cho diện tích đất canh tác hoặc tiêu, thoát cho diện tích tự nhiên dưới 2.3 Phân cấp công trình thủy lợi Cấp công trình là căn cứ để xác định các yêu cầu kỹ thuật bắt buộc phải tuân thủ theo các mức khác nhau phù hợp với quy mô và tầm quan trọng của công trình. Cấp thiết kế công trình là cấp công trình. 1 Phân cấp Công trình Thủy lợi Loại công trình và năng lực Loại Cấp công trình Đặc biệt phục vụ nền I II III IV 1.
Diện tích được tưới hoặc diện - >50 >10 ÷ 50 >2 ÷10 ≤2 tích tự nhiên khu tiêu, (103) 2. Hồ chứa nước có dung tích ứng >1 000 >200 ÷1 000 >20 ÷200 ≥3 ÷20 <3 với MNDBT (106m3) 3. Công trình cấp nguồn nước chưa xử lý cho các ngành sử dụng nước >20 >2 >10 ÷20 >2 ÷10 ≤2 - khác có lưu lượng (m3/s) A > 100 >70 ÷100 >25 ÷70 >10 ÷25 ≤10 4. Đập vật liệu đất, đá – đá có B - > 35 ÷75 >15 ÷35 >8 ÷15 ≤8 chiều cao lớn nhất (m) C - - >15 ÷25 >5 ÷15 ≤5 5.
Đập bê tông, bê tông cốt thép A > 100 >60 ÷100 >25 ÷60 >10 ÷25 ≤10 các loại và các CCTL chịu áp B - >25 ÷50 >10 ÷25 >5 ÷10 ≤5 khác có chiều cao (m) C - - >10 ÷20 >5 ÷10 ≤5 A - >25 ÷40 >15 ÷25 >8 ÷15 ≤8 6.