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.
Nhiệm vụ chủ yếu của các công trình thủy 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 thủy lợi có thể làm hình thành dòng chảy nhân tạo để thỏa 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 thủy lợi có thể chia ra:

  • Công trình dâng nước
  • Công trình điều chỉnh dòng chảy
  • Công trình dẫn nước

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 tốc hầu như bằng không nên các hạt cát rất bé cũng được lắng xuống, nước ở đó rất trong.

Sự dâng mực nước còn làm thay đổi cả trạng thái nước ngầm dưới lòng sông và hai bên bờ. Do có độ chênh cột nước thượng hạ lưu nên có hiện tượng thấm qua nền và vòng quanh công trình qua 2 bên bờ từ thượng lưu về hạ lưu (hình 1-1b,c).
Nước ở thượng lưu chảy về hạ lưu không mang bùn cát, do đó để trở về trạng thái cũ của dòng nước, lòng sông và bờ ở hạ lưu lại bị bào mòn xói lở .
Như vậy công trình dâng nước có ảnh hưởng đến tất cả các yếu tố của dòng chảy, lòng sông và cả nước ngầm. Nhưng nó có hiệu quả lớn, điều chỉnh lưu lượng ở thượng lưu về hạ lưu, về mùa lũ nước được giữ lại ở thượng lưu (đối với hồ chứa) và được tháo   về hạ lưu vào thời kỳ cần thiết theo nhu cầu dùng nước. Công trình dâng nước được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực kinh tế nước.

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.

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…

Đầu mối công trình thủy lợi và hệ thống thủy lợi

Các công trình thủy lợi được tập trung lại thành một tập hợp công trình để nhằm giải quyết những nhiệm vụ thủy lợi xác định gọi là đầu mối công trình thủy lợi.

Muốn lợi dụng dòng sông để tưới ruộng, phát điện, cung cấp nước cho nhà máy xí nghiệp, dân cư, vận tải thủy, nuôi cá… cần xây dựng đập để dâng cao mực nước, cùng với các hạng mục khác như công trình tháo lũ, cống lấy nước, trạm thủy điện, âu tàu… Tập hợp các công trình đó tạo thành đầu mối công trình thủy lợi.

so-do-dau-moi-cong-trinh-thuy-loi

Người ta phân biệt các công trình đầu mối trên sông (có đắp đập chắn ngang sông) và công trình đầu mối ven sông (không có đập chắn).

Các công trình đầu mối trên sông còn gọi là đầu mối thủy lợi dâng nước. Căn cứ vào tác dụng phân phối lại dòng chảy trong sông mà có thể phân thành hồ chứa nước (có điều tiết dòng chảy) và đập dâng (rất ít có khả năng điều tiết dòng chảy).

Các hồ chứa nước đã được xây dựng ở nước ta như: Hoà Bình, Dầu Tiếng, Trị An, Yaly, Thác Bà, Cấm Sơn, Đại Lải, Núi Cốc, Sông Mực, Kẻ Gỗ, Phú Ninh… Về đập dâng có: Cầu Sơn, Bái Thượng, Thạch Nham, Đồng Cam, Nha Trinh…

Loại công trình đầu mối ven sông thường gắn liền với hệ thống cấp nước, tưới, tiêu, phân lũ như các cống Liên Mạc, Xuân Quan, Vân Cốc…

Các công trình trong đầu mối thủy lợi được chia thành công trình chủ yếu, thứ yếu, hỗ trợ và tạm thời.

Công trình chủ yếu là công trình đảm bảo cho đầu mối thủy lợi luôn luôn làm việc bình thường, tức là những công trình khi sửa chữa hoặc bị hư hỏng thì làm cho đầu mối thủy lợi ngừng làm việc hoặc giảm sút năng lực làm việc. Ví dụ như đập, công trình tháo lũ, công trình lấy nước, bể áp lực, tháp điều áp, đường ống dẫn nước và nhà máy thủy điện, kênh chính, trạm bơm…

Công trình thứ yếu là những công trình khi sửa chữa hoặc bị hư hỏng không gây hậu quả như trên. Ví dụ như tường chắn đất, thiết bị bảo vệ bờ kênh, cửa, phai…

Công trình hỗ trợ là công trình dùng trong việc quản lý và xây dựng các công trình chủ yếu; ví dụ như nhà ở, nhà quản lý, nhà hành chính, hệ thống ánh sáng, đường đi lại trong công trình…

Công trình tạm thời là công trình chỉ sử dụng trong thời gian thi công hoặc sửa chữa các  công  trình  khác  như đê  quai  sanh,  công  trình  tháo  nước  thi  công,  âu  thuyền  tạm thời…

Tuỳ theo nhiệm vụ và mức độ quan trọng mà các công trình thủy lợi được phân cấp như sau:

  • Cấp I : Công trình đặc biệt quan trọng.
  • Cấp II : Công trình quan trọng.
  • Cấp III: Công trình thông thường.
  • Cấp IV : Công trình ít quan trọng.
  • Cấp V : Công trình không quan trọng.

Cấp của công trình phụ thuộc quy mô, ý nghĩa và thời gian sử dụng của công trình và được quy phạm Nhà nước quy định.

Tập hợp nhiều đầu mối công trình thủy lợi hoặc tập hợp nhiều công trình thủy lợi phân bố trên một khu vực lớn để cùng nhau giải quyết các nhiệm vụ thủy lợi đặt ra gọi là hệ thống thủy lợi. Ví dụ hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, hệ thống thủy lợi Cầu Sơn, Liễn Sơn, hệ thống thủy lợi Bắc Nghệ An…

Việc phân cấp công trình có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong thiết kế và xây dựng vì nó có ảnh hưởng đến ổn định, cường độ và độ bền của mỗi một công trình cũng như toàn bộ hệ thống. Khi thiết kế, tuỳ theo cấp công trình ta xác định được các chỉ tiêu thiết kế tương ứng như tần suất lưu lượng và mực nước thiết kế, hệ số tin cậy, tuổi thọ công trình.

Việc phân cấp công trình thủy lợi là phản ảnh trình độ khoa học kỹ thuật và phát triển nền kinh tế quốc dân của mỗi nước, cho nên đối với các nước có sự quy định không giống nhau và ngay đối với một nước, sự quy định đó cũng thay đổi theo thời gian.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.