Đồ Án Quy Hoạch Hệ Thống Thủy Lợi: Tính Toán Chế Độ Tưới Cho Lúa

Khám phá bài giảng đồ án quy hoạch hệ thống thủy lợi, cung cấp kiến thức và phương pháp thiết kế hiệu quả cho hệ thống thủy lợi bền vững.

• Tác giả: Trần Tuấn Thạch
• Người hướng dẫn: TS. Trần Tuấn Thạch
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Quy Hoạch Hệ Thống Thủy Lợi: Tính Toán Chế Độ Tưới Cho Lúa
• Loại tài liệu: đồ án
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG
• 1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Địa hình khu vực
• 1.1.3. Tình hình khí hậu
• 1.1.3.1. Nhiệt độ
• 1.1.3.2. Mưa
• 1.1.3.3. Gió bão
• 1.1.3.4. Ánh sáng
• 1.1.3.5. Độ ẩm
• 1.1.4. Tình hình thủy văn sông ngòi
• 1.1.5. Tình hình thổ nhưỡng địa chất thủy văn
• 1.2. Tình hình kinh tế-xã hội
• 1.2.1. Tình hình xã hội
• 1.2.2. Tình hình kinh tế
• 2. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO HỆ THỐNG
• 2.1. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA
• 2.2. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA MÙA
• 2.3. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO CÂY TRỒNG CẠN
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TIÊU CHO LÚA (MÙA)
• 3.1. Phương pháp xác định hệ số tiêu cho lúa
• 3.2. Kết quả tính toán
• 4. CHƯƠNG 4: QUY HOẠCH BỐ TRÍ HỆ THỐNG THỦY LỢI
• 4.1. PHƯƠNG ÁN VỀ NGUỒN NƯỚC
• 4.2. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
• 4.3. PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ KÊNH TƯỚI VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Quy Hoạch Hệ Thống Thủy Lợi Tưới Lúa

Quy hoạch hệ thống thủy lợi đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là trong việc tưới lúa. Hệ thống tưới hiệu quả không chỉ giúp tiết kiệm nước mà còn nâng cao năng suất cây trồng. Việc tính toán chế độ tưới cho lúa cần dựa trên nhiều yếu tố như điều kiện tự nhiên, nhu cầu nước của cây trồng và khả năng cung cấp nước từ hệ thống thủy lợi.

1.1. Điều Kiện Tự Nhiên Ảnh Hưởng Đến Tưới Lúa

Điều kiện tự nhiên như khí hậu, địa hình và thổ nhưỡng có ảnh hưởng lớn đến chế độ tưới cho lúa. Nhiệt độ, lượng mưa và độ ẩm đất là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

1.2. Vai Trò Của Hệ Thống Thủy Lợi Trong Nông Nghiệp

Hệ thống thủy lợi không chỉ cung cấp nước tưới mà còn giúp kiểm soát lũ lụt và bảo vệ đất canh tác. Việc quy hoạch hợp lý sẽ tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước.

II. Thách Thức Trong Tính Toán Chế Độ Tưới Cho Lúa

Tính toán chế độ tưới cho lúa gặp nhiều thách thức do sự biến đổi khí hậu và nhu cầu nước ngày càng tăng. Việc xác định chính xác lượng nước cần thiết cho từng giai đoạn sinh trưởng của lúa là rất quan trọng. Các yếu tố như lượng mưa, độ bốc hơi và khả năng thấm nước của đất cần được phân tích kỹ lưỡng.

2.1. Biến Đổi Khí Hậu Và Ảnh Hưởng Đến Nhu Cầu Nước

Biến đổi khí hậu dẫn đến sự thay đổi trong lượng mưa và nhiệt độ, ảnh hưởng đến nhu cầu nước của cây lúa. Cần có các phương pháp dự báo chính xác để điều chỉnh chế độ tưới.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Đo Lường Lượng Nước Tưới

Việc đo lường lượng nước tưới chính xác là một thách thức lớn. Các thiết bị đo lường cần được cải tiến để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.

III. Phương Pháp Tính Toán Chế Độ Tưới Cho Lúa Hiệu Quả

Có nhiều phương pháp tính toán chế độ tưới cho lúa, trong đó phương pháp cân bằng nước là phổ biến nhất. Phương pháp này giúp xác định lượng nước cần thiết dựa trên các yếu tố như lượng nước mưa, bốc hơi và thấm nước.

3.1. Nguyên Tắc Cân Bằng Nước Trong Tưới Lúa

Nguyên tắc cân bằng nước giúp xác định lượng nước cần tưới bằng cách so sánh lượng nước vào và ra khỏi đất. Công thức cơ bản là: (\Sigma m_i + \Sigma P_i - \Sigma K_i - \Sigma ET_{ci} - \Sigma C_i = h_{ci} - h_{oi}).

3.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Tính Toán

Các yếu tố như độ ẩm đất, nhiệt độ và giai đoạn sinh trưởng của lúa cần được xem xét để tính toán chính xác lượng nước tưới cần thiết.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Tính Toán Chế Độ Tưới

Việc áp dụng các phương pháp tính toán chế độ tưới cho lúa đã mang lại nhiều kết quả tích cực trong sản xuất nông nghiệp. Nhiều vùng trồng lúa đã áp dụng thành công các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Về Tưới Tiết Kiệm Nước

Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước có thể giảm lượng nước tưới lên đến 30% mà vẫn đảm bảo năng suất lúa.

4.2. Các Mô Hình Tưới Hiệu Quả Được Áp Dụng

Nhiều mô hình tưới như tưới phun mưa và tưới nhỏ giọt đã được áp dụng thành công, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng nước trong sản xuất lúa.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Quy Hoạch Hệ Thống Thủy Lợi

Quy hoạch hệ thống thủy lợi cho tưới lúa cần được cải tiến liên tục để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về nước tưới. Việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp tưới tiết kiệm nước sẽ là xu hướng trong tương lai.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Tưới

Công nghệ tưới tự động và thông minh sẽ ngày càng được ưa chuộng, giúp tiết kiệm nước và nâng cao hiệu quả sản xuất.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Và Đổi Mới

Nghiên cứu và đổi mới trong lĩnh vực thủy lợi là cần thiết để đảm bảo nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp bền vững trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TÌNH HÌNH CHUNG 1.2- Tình hình kinh tế-xã hội 1.1 Tình hình xã hội 1.2 Tình hình kinh tế Yêu cầu phát triển kinh tế trong vùng: Yêu cầu nước phục vụ cho phát triển sản xuất 4 2 26/01/2022 CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO HỆ THỐNG 5 2.1 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 2 3 4 5  Đặc điểm: ❑ Thời gian làm ải và tưới dưỡng xen kẽ nhau tg ❑ Thời gian gieo cấy kéo dài trong một thời gian nhất định tg ❑ Thời đoạn sinh trưởng trên các thửa ruộng khác nhau do thời điểm gieo cấy khác nhác→ mỗi ô ruộng có chế độ tưới khác nhau ❑ Chế độ tưới trên cánh đồng là tổ hợp chế độ tưới của mỗi thửa ruộng có xét đến yếu tố thời gian 6 3 26/01/2022 2.1 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) Nguyên lý tính toán ❑ Dựa vào phương trình cân bằng nước ❑ Chia toàn bộ thời kỳ sinh trưởng của lúa thành các thời đoạn nhỏ ❑ Xác định các thành phần nước hao (ngấm + bốc) ❑ Tổng hợp các loại nước hao thành phần theo thời gian ❑ Kết hợp với lượng nước đến (nước mưa) để tìm ra mức tưới 7 2. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi ❑ hci: Lớp nước mặt ruộng cuối thời đoạn tính toán(mm) ❑ hoi: Lớp nước mặt ruộng đầu thời đoạn tính toán (mm) ❑ mi: Lượng nước tưới trong thời đoạn tính toán (mm) ❑ Poi: Lượng nước mưa sử dụng trong thời đoạn tính toán (mm/ngày) ❑ ETci : Lượng bốc hơi mặt ruộng trong thời đoạn tính toán (mm/ngày) ❑ Ci : Lượng nước tháo đi trong thời đoạn tính toán (mm) ❑ Xác định lượng nước hao do ngấm Ki Điều kiện ràng buộc hmin  hci  h𝐦𝐚𝐱 8 4 26/01/2022 2.3 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi Cách xác định 1. Xác định các thành phần nước hao Ki (gồm 2 thành phần) ❑ Nước hao do ngấm Ki ❑ Bốc hao do bốc hơi ETci ❖ Nguyên lý chung xác định lượng nước hao thành phần Xét khu ruộng có khu ruộng có dt là  + tg:Thời gian gieo cấy + : Tổng diện tích thửa ruộng + o:Diện tích gieo cấy từng ngày(o = const) Ω0 = Ω/tg + th: Thời gian hao nước trên thửa ruộng gieo cấy 9 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 Khi thửa ruộng chưa gieo cấy 10 5 26/01/2022 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 Khi thửa ruộng bắt đầu vào thời điểm gieo cấy của ngày đầu tiên th = 1 ngày th ngày 11 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 Khi thửa ruộng kết thúc ngày gieo cấy thứ th th = th ngày 12 6 26/01/2022 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 Khi thửa ruộng kết thúc ngày gieo cấy thứ th + 1 1 13 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 Khi thửa ruộng kết thúc ngày gieo cấy thứ tg 14 7 26/01/2022 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 Khi thửa ruộng kết thúc ngày gieo cấy thứ tg + th 15 Nguyên lý xác định lượng nước hao thành phần TH1 0 16 8 26/01/2022 TH1 17 TH2 th Wmax = 10.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi 1. Xác định các thành phần nước hao do ngấm Ki ▪ Ngấm bão hòa trong thời gian đầu đưa nước vào mặt ruộng (Kbh) ▪ Ngấm ổn định trong suốt thời gian sinh trưởng của lúa (Kođ) 19 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 1.

Xác định các thành phần nước hao do ngấm Ki A-Xác định lượng nước hao do ngấm bão hòa ➢ Thời gian ngấm bão hòa 1  H .1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 1. Xác định các thành phần nước hao do ngấm Ki A-Xác định lượng nước hao do ngấm bão hòa ➢ Thời gian ngấm bão hòa (th=tbh (thường 3-5 ngày) <tg=20ngay) ➢ Đường quá trình hao nước loại I Wmax = 10.(th /tg) th=tb Th=tb+tg Cường độ ngấm hút bình quân trong thời gian ngấm bão hòa H :Độ sâu tầng đất trên mực nước ngầm A : Độ rỗng của đất , được tính bằng % thể tích đất tbh : Thời gian ngẫm bão hòa 21 Lượng nước hao ngày 7/1 =Wmax. (1/6)=1,46 (mm/ngày) =22 Lượng nước hao ngày 9/1 tbh=6 tbh=6 =Wmax. (2/6)=2,92 Lượng nước hao ngày 12/1 7/1 12/1 31/1 6/2 =Wmax.

(6/6)=7,3 Lượng nước hao ngày 28/1 =Wmax.(1-0,5)/6=8,38mm/ngay Lượng nước hao ngày 29/1 Wmax = 10.(5/20)= Lượng nước hao ngày 1/2 73 (m3/ha)= 7,3 mm/ngày =Wmax.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 1. Xác định các thành phần nước hao do ngấm Ki B-Xác định lượng nước hao do ngấm ổn định ▪ Lượng ngấm ổn định xảy ra sau quá trình ngấm bão hào. Lượng nước ngấm xuống đất chủ yếu là do trọng lực. ▪ Thời gian ngấm ổn định được xác định theo công thức: tnôđ = tn + tst – tb ( ngày ) ➢ tn - thời gian ngâm ruộng ➢ tst - thời gian sinh trưởng ➢ tb - thời gian ngấm bão hào tầng đất mặt ruộng ▪ Lượng nước ngấm ổn định H+a Wmax = K e.

H ➢ Ke : hệ số ngấm ổn định của đất trồng (mm/ngày) ➢ a : lớp nước mặt ruộng bình quân trong thời đoạn tính toán ➢ H : Chiều dày tầng canh tác (mm) 23 th=tnôđ = tn + tst – tb=93 th =20 13/1 2/2 5/5 26/5 Lượng nước hao ngày 13/1 H+a Wmax = K e .(2/20)=0,2 Lượng nước hao ngày 2/2 =Wmax. Lượng nước hao ngày 5/5 =Wmax.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi 2. Xác định thành phần nước hao do bốc hơi mặt ruộng ETc ETc= Kc. ETo thời gian sinh trưởng eh Wmax Giai đoạn sinh trưởng Số ngày Hệ số Kc Từ ngày Đến ngày (mm/ngày) (mm/ngày) Ngâm Ruộng 20/12 22/12 3 1.6 Cấy- đẻ nhánh 23/12 13/01 22 1.69 Đẻ nhánh-làm đòng 14/01 09/02 27 1.72 Làm đòng- Trổ bông 10/02 08/03 27 1.26 Trổ bông-Chín 09/03 03/04 26 1.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 2.

Xác định lượng nước hao do bốc hơi mặt ruộng ETc Đẻ nhánh-làm Làm đòng-trổ Trổ bông- Ngâm ruộng Cấy-đẻ nhánh đòng bông Chín 26 13 26/01/2022 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 2. Xác định thành phần nước hao do bốc hơi mặt ruộng ETc ETc= Kc. ETo ▪ Kc: Hệ số cây trồng ▪ ETo: Lượng bốc hơi tham khảo, dựa vào kết quả thực nghiệm ▪ Phương pháp tính ETo ❖ Phương pháp Thornthwaite ❖ Phương pháp Blandy-Criddle ❖ Phương pháp Penman Eto= f(to, Hr,v,n) Trang 55 (QHTKHTTL) ❖ Công thức FAO-penma-Monteith 27 Phương pháp Penman 28 14 26/01/2022 Phương pháp Penman 29 Phương pháp Penman 30 15 26/01/2022 Phương pháp Penman 31 32 16 26/01/2022 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 2. Xác định thành phần nước hao do bốc hơi mặt ruộng ETc thời gian sinh trưởng eh Wmax Giai đoạn sinh trưởng Số ngày Hệ số Kc Từ ngày Đến ngày (mm/ngày) (mm/ngày) ETc= Kc.

ETo Ngâm Ruộng 20/12 22/12 3 1.6 Cấy- đẻ nhánh 23/12 13/01 22 1.69 Đẻ nhánh-làm đòng 14/01 09/02 27 1.72 Làm đòng- Trổ bông 10/02 08/03 27 1.26 Trổ bông-Chín 09/03 03/04 26 1.69 Đẻ nhánh-làm Làm đòng-trổ Trổ bông- Ngâm ruộng Cấy-đẻ nhánh đòng bông Chín 33 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 1. Xác định các thành phần nước hao A-Xác định lượng bốc hơi ETc Bốc hơi mặt nước tự do (Giai đoạn ngâm ruộng) + Thời gian ngâm ruộng th=tng (2-3ngày) <tg đường quá trình hao nước loại I Wmax = 10.(th /tg) Cường độ hao nước bình quân (eh) Th= tng+ tg e0 : Cường độ bốc hơi mặt nước tự do (mm/ngày) tng: Thời gian ngâm ruộng trên một thửa cấy đồng thời 34 17 26/01/2022 0.33 =EToI (thángI)= 2,2 mm/ngày 0.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 2. Xác định thành phần nước hao do bốc hơi mặt ruộng ETc Bốc hơi mặt ruộng + Xảy ra khi đã gieo cấy +Dựa vào quan hệ giữa th và tg ta có 3 TH th TH1: Wmax = 10.eh TH3: Wmax = 10.eh Cường độ hao nước bình quân (eh) 𝑒ℎ=Kc Kc: hệ số cây trồng 36 18 26/01/2022 th=22 0.60 tháng 2 x EToII (thángII))/ Tổng số ngày 1.3,2=24 m3/ha=3,2 mm/ngày 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 3. Xác định tổng lượng nước hao (Ki+Etc) 38 19 26/01/2022 2.3 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ TƯỚI CHO LÚA mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi 4.

Tính toán lượng mưa thiết kế Ha ❖ Giai đoạn đầu vụ : h tst+tn t P0i = α i .P αi = i tg tg ❖ Giai đoạn giữa vụ : tg Pi P0i = α i .P αi = 1 Pi Pi ❖Giai đoạn cuối vụ: t t P0i = α i .P αi = 1− i tg t1 t2 t3 Ngày Hình. Diện tích hao nước trên cánh đồng 39 Bảng tính toán lợng ma thiết kế Ptki Ngày mưa Pti(mm) t(ngày) ati (mm) 20/1 3 19 0.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi 5. Tính toán độ sâu lớp nước ban đầu h0 = a0t + a0' t  t • aot : Lớp nước mặt ruộng đã có đầu thời đoạn tính toán trên các diện tích đã gieo cấy, tính bình quân cho một ha đại diện (mm) • ’ot: Lớp nước sẵn có trên diện tích sẽ gieo cấy trong thời đoạn Δt (mm). • t : Tỷ lệ diện tích gieo cấy trong thời đoạn Δt so với tổng diện tích t t = tg Ví dụ h0 = a0t + a0' t  t =0+30.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) mi + Pi - Ki - ETci - Ci= hci - hoi ℎmin  hci  hm𝐚𝐱 6.

Công thức tưới tăng sản ℎmin hm𝐚𝐱 = 𝒊 ( 𝒉𝒎𝒊𝒏  𝒉𝒎𝒂𝒙 ) 𝒉𝒎𝒊𝒏  𝒉𝒎𝒂𝒙 Công thức tưới tang sản (ví dụ 30-80mm) 42 21 26/01/2022 ℎmin hm𝐚𝐱 = 𝒊 ( 𝒉𝒎𝒊𝒏  𝒉𝒎𝒂𝒙 ) 𝒊 = 𝒕𝒊/𝒕𝒈 Lớp nước hmin hmax ngày 8/1 ℎmin hm𝐚𝐱 = 𝟏/𝟐𝟎 ( 𝟒𝟓  𝟕𝟓 ) Lớp nước hmin hmax ngày 9/1 ℎmin hm𝐚𝐱 = 𝟐/𝟐𝟎 ( 𝟒𝟓  𝟕𝟓 ) Lớp nước hmin hmax ngày 28/1 ℎmin hm𝐚𝐱 = 𝟐𝟎/𝟐𝟎 ( 𝟒𝟓  𝟕𝟓 ) 43 2.1 Tính toán chế độ tưới cho lúa Chiêm (vụ đông xuân) 7.