67
Hình 12: 1 - Công trình lấy nước
2 - Kênh tưới chính. 3 - Khu tưới
4 - Sông.
Hình 13: 1 - Công trình lấy nước
2 - Kênh tưới. 3 - Khu tưới
4 - Sông.
BÀI 4
HỆ THỐNG THUỶ NÔNG
4.1 Khái niệm chung.
Hệ thống thuỷ nông là một tập hợp các công trình làm nhiệm vụ lấy nước từ
nguồn nước, dẫn vào đồng ruộng tưới cho cây trồng và tiêu hết lượng nước thừa trên
đồng ruộng ra ngoài phạm vi đất đai trồng trọt.
Hệ thống thuỷ nông bao gồm: Công trình lấy nước, hệ thống kênh mương dẫn
nước tưới tiêu và các công trình phục vụ trên hệ thống đó.
4.2 Công trình đầu mối lấy nước và hệ thống kênh mương dẫn nước.
4.2.1 Công trình đầu mối lấy nước.
a. Yêu cầu của công trình đầu mối.
- Có thể lấy nước được bất cứ khi nào để đưa vào khu tưới theo kế hoạch tưới
cho các loại cây trồng đã xác định.
- Nước có chất lượng tốt đối với cây trồng và đất đai.
- Hoạt động của công trình không làm thay đổi nhiều các yếu tố thuỷ văn dẫn
đến ảnh hưởng đến điều kiện lấy nước cũng như các hoạt động lợi dụng tổng hợp
nguồn nước của cả khu vực.
- Giá thành xây dựng công trình rẻ nhất, thi công thuận lợi, quản lý dễ dàng và
chi phí thấp.
b. Các hình thức lấy nước của công trình.
- Khi lưu lượng và cao trình của ngầm nước thoả mãn yêu cầu lưu lượng và
cao trình đầu kênh tưới thì xây dựng công trình lấy nước ở đầu kênh tưới chính.
- Khi lưu lượng của nguồn nước thoả mãn yêu cầu lưu lượng tưới nhưng cao
trình mức nước sông thấp hơn mức nước yêu cầu đầu kênh tưới. Có thể lấy nước bằng
các hình thức sau:
+ Kéo dài kênh tưới ngược lên phía thượng lưu sông đến chỗ có cao trình của
nguồn nước lớn hơn cao trình yêu cầu của đầu kênh tưới. Thực hiện khi độ dốc mặt
nước sông lớn hơn độ dốc mặt nước kênh tưới(Hình 13)
68
Hình 14: 1 - Công trình lấy nước
2 - Kênh tưới. 3 - Khu tưới
4 - Sông. 5 - Đập ngăn sông
Hình 15: 1 - Trạm bơm
2 - Kênh dẫn nước. 3 - Khu tưới
4 - Sông.
Hình 16: 1 - Công trình lấy nước
2 - Kênh tưới. 3 - Sông nội địa.
4 - Sông lớn. 5 - Kênh dẫn nước. 6 - Trạm bơm.
+ Đắp đập ngăn sông để nâng cao cao trình mức nước sông lớn hơn cao trình
mực nước đầu kênh và công trình lấy nước xây dựng phía trên của dập ngăn sông
(hình 14)
+ Xây dựng trạm bơm để bơm nước trực tiếp vào đầu kênh chính. trường hợp
này được sử dụng khi lưu lượng nguồn nước sông lớn, mà lưu lượng yêu cầu tưới bé
và việc thiết kế đập ngăn sông gặp nhiều khó khăn và tốn
kém.
+ Xây dựng cống lấy nước vào sông ngòi nội địa rồi dùng trạm bơm, bơm nước
từ sông ngòi này lên kênh tưới tự chảy vào đồng ruộng.
- Khi lưu lượng nguồn nước không thoả mãn yêu cầu lượng nước tưới và cao
trình mức nước nguồn nước thấp hơn cao trình mức nước yêu cầu đầu kênh tưới.
69
Trường hợp này phải đắp đập ngăn sông, xây dựng kho chứa nước để nâng cao cao
trình mức nước và còn trữ lượng nước mưa trong lưu vực để thoả mãn lưu lượng tưới.
4.2.2. Hệ thống kênh mương dẫn nước.
a. Hệ thống tưới.
- Các cấp kênh mương trong hệ thống tưới.
Hệ thống tưới bao gồm nhiều cấp kênh mương to nhỏ khác nhau làm thành
một mạng lưới dẫn nước từ công trình đầu mối đến từng cánh đồng được tưới. Tuỳ
theo mỗi hệ thống phụ trách diện tích rộng hay hẹp mà có từ 3;4 đến 6 cấp kênh
mương nhưng thường phân chia làm 5 cấp.
+ Kênh cấp 1: Thường gọi là kênh chính lấy nước từ công trình đầu mối phân
phối cho toàn bộ hệ thống dẫn nước trong khu tưới.
+Kênh cấp 2: Còn gọi là kênh nhánh, lấy nước từ kênh chính để phục vụ cho
đất đai một huyện hoặc liên huyện.
+ Kênh cấp 3: Thường gọi là mương cái, lấy nước từ kênh nhánh phục vụ
nước cho diện tích đất đai một xã hoặc một liên xã.
+ Kênh cấp 4: Thường gọi là mương nhánh, lấy nước từ mương cái để tưới
cho đất đai một hợp tác xã.
+Kênh cấp 5: Thường gọi là mương chân rết hoặc là mương phân phối nước
cho từng cánh đồng.
- Nguyên tắc bố trí các cấp kênh mương trong hệ thống tưới:
+ Các cấp kênh mương phải bố trí theo các dải đất cao để có thể khống chế
toàn bộ khu tưới, tưới tự chảy vào mặt ruộng và tốt nhất là có thể tưới được diện ở cả
hai phía của kênh mương.
+ Bố trí các cấp kênh trên phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí các cấp
kênh dưới và nên bố trí nơi có địa chất tốt để lòng kênh ổn định, giảm bớt được tổn
thất nước do rò rỉ và thẩm lậu.
+ Khi bố trí cần nghiên cứu kết hợp với việc quy hoạch đất đai, quy vùng
trồng trọt để đảm bảo kênh cung cấp nước tốt nhất cho các loại cây trồng. Mặt khác
cũng nên bố trí theo địa giới các khu vực luân canh khác nhau, theo địa giới các khu
vực hành chính huyện, xã, hợp tác xã để tiện cho công tác quản lý về sau.
+ Bố trí hệ thống còn phải chú ý đến mặt tổng hợp lợi dụng nguồn nước phục
vụ dân sinh, nuôi trồng thuỷ sản hoặc kết hợp trồng cây chắn gió và giao thông thuỷ
bộ.
+ Bố trí sao cho hệ thống dễ thi công, giảm bớt được khối lượng đào đắp, tốn
ít vật tư xây dựng, hạ thấp giá thành.
- Các kiểu bố trí
+ Vùng núi: Kênh chính có thể bố trí xiên một gốc nào đó so với đường đồng
mức, đoạn phân phối nước của kênh chính bố trí theo hướng độ dốc bé. Các kênh
nhánh bố trí vuông gốc với đường đồng nước, nếu độ dốc lớn, thường có thể xây dựng
các bậc nước, dốc nước để giảm tốc độ dòng chảy tránh xói mòn đất.
+ Vùng trung du: Kênh chính bố trí theo đường đồng mức và đi vào rẻo đất
cao. Kênh nhánh bố trí vuông gốc với kênh chính. Các vùng đất cao có thể xây dựng
70
các trạm bơm để tưới. Trên các kênh nhánh cũng cần có thể phải xây dựng các công
trình để giảm tốc độ dòng chảy, chống xói mòn lòng kênh.
+ Vùng đồng bằng: Có nhiều sông ngòi cắt thành nhiều khu vực nhỏ. Thường
khó khăn khi tiêu nước về mùa mưa và tưới nước về mùa khô. Do đó khi tưới phải
dùng trạm bơm bơm nước trực tiếp để tưới, hoặc xây dựng cống lấy nước từ sông
chính vào sông ngòi nội địa sẵn có rồi dùng trạm bơm bơm nước lên đồng ruộng.
Kênh tưới bố trí trên rẻo đất cao và không bố trí được thẳng vì địa hình phức tạp.
+ Vùng duyên hải: Giống địa hình đồng bằng nhưng dốc nghiêng về phía biển.
Có thể lợi dụng thuỷ triều để tưới tiêu. Hệ thống kênh mương thường phân tán thành
nhiều hệ thống nhỏ trong từng vùng nhỏ. Thường làm nhiệm vụ hai chiều vừa tưới
nước và vừa tiêu nước.
b. Hệ thống tiêu nước:
- Hệ thống tiêu nước bao gồm các bộ phận sau:
+ Hệ thống chuyển nước: Gồm toàn bộ các cấp kênh mương từ nhỏ đến lớn
làm nhiệm vụ thu lượng nước thừa từ hệ thống tiêu nước mặt ruộng và vận chuyển ra
khu chứa nước tiêu (thường là các sông ngòi chính trong khu vực hoặc các ao hồ nội
địa lớn).
+ Mương chắn nước: Làm nhiệm vụ ngăn chặn nước từ vùng cao chảy vào
khu trồng trọt và dẫn nước ra khu vực chứa nước tiêu. Nguồn nước bị ngăn chặn
không những là dòng chảy trên mặt đất mà có thể là nguồn nước ngầm trong đất.
+ Khu vực chứa nước: Khu vực chứa nước tiêu tùy theo từng vùng mà có thể
là ao hồ lớn, sông ngòi và biển.
- Nguyên tắc bố trí hệ thống tiêu:
+ Kênh mương tiêu phải bố trí vào dải đất thấp nhất và bố trí ngắn nhất để tiêu
nước được nhanh chóng, khối lượng đào đắp ít.
+ Trường hợp địa hình cho phép nên bố trí hệ thống tiêu theo kiểu hình xương
cá để tránh xói lở và ứ đọng nước trong quá trình tiêu nước.
+ Trường hợp có thể tiêu nước tự chảy thì hệ thống tiêu nên bố trí phân tán
theo đường ngắn nhất. Ngược lại, khi tiêu nước bằng động lực thì hệ thống tiêu cần bố
trí để tập trung nước nhanh vào vị trí có công trình tiêu nước.
- Các kiểu bố trí hệ thống tiêu:
+ Ở vùng địa hình thấp, bị úng thuỷ nghiêm trọng vừa tiêu nước thừa vừa hạ
mức nước ngầm trong đất để thoả mãn điều kiện sinh sống của cây trồng và cải tạo lý,
hoá tính đất. Kết hợp tiêu nước, nuôi trồng thuỷ sản và giao thông thuỷ.
+ Vùng địa hình cao thường tiêu nước khi gặp mưa lớn nên kết hợp với hệ
thống trữ nước trong khu vực để sử dụng nước đó làm nước tưới.
4.2.3. Các công trình trên hệ thống kênh mương dẫn nước
- Công trình lấy nước:
Để lấy nước từ mương phân phối nước của cánh đồng và mương tưới, ở đầu
mương tưới cần có công trình lấy nước. Các công trình này có thể là các cống hình
tròn bằng bê tông hoặc các cửa lấy nước xây bằng gạch, xi măng có kích thước tương
ứng với lưu lượng nước trong mương.
71
Các công trình này có cửa đóng mở và có thể có thiết bị đo nước.
- Đập điều tiết nước trên mương tưới: Thường được xây dựng thuận lợi cho
việc nâng cao mức nước ở một khu vực có độ cao mặt ruộng tương đương nhau.
- Cống phân phối nước, cống tưới: dọc theo mương tưới, ở các đầu rãnh dẫn
nước lấy nước từ mương tưới có các cống phân phối nước cố định. Thường là những
ống tưới tròn bằng xi măng, bê tông hoặc xây dựng bằng gạch, miệng có nắp đóng mở
để điều tiết lưu lượng nước.
Cống tưới đưa nước trực tiếp vào từng dải tưới, rãnh tưới trong thửa ruộng, có
thể có hình dạng khác nhau: Ống tròn bằng sành, bê tông, ống xuy pông bằng cao su,
ống trụ tiết diện hình vuông, tam giác bằng gỗ.
- Cống luồn, cầu máng: Khi mương tưới phải vượt qua đường giao thông mà
mặt mương cao hơn mặt đường, thì phải dùng cống luồn để vượt qua. Khi mương tưới
phải vượt qua sông suối, kênh tiêu. Có thể dùng cầu máng để vận chuyển nước qua
chướng ngại.
- Bậc nước, dốc nước:
+ Bậc nước được xây dựng ở những chỗ có độ dốc lớn mà tuyến mương tưới
phải đi qua để làm giảm tốc độ nước chảy, tránh gây xói lở bờ mương.
+ Dốc nước được xây dựng ở những vị trí có độ dốc lớn trên tuyến mương như
chỗ tiếp giáp giữa hai bậc thang của địa hình. Dốc nước cho phép nước vận chuyển
với tốc độ lớn.
4.3. Hệ thống điều tiết nước mặt ruộng.
4.3.1. Cấu tạo, nhiệm vụ và yếu cầu của hệ thống.
a. Cấu tạo:
Hệ thống điều tiết nước mặt ruộng bao gồm các bộ phận sau:
- Nguồn nước tưới và khu nhận nước tiêu.
- Hệ thống các cấp kênh tưới tiêu cố định và trạm tưới.
- Các côngtrình trên kênh như cống lấy nước, cống tiêu nước, điểm chứa nước,
cống phân phối nước...
b. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống:
Hệ thống điều tiết nước mặt ruộng làm nhiệm vụ trực tiếp điều tiết nước trên
ruộng cho phù hợp với yêu cầu của chế độ tưới tiêu cần thiết cho từng loại cây trồng
qua các thời kỳ sinh trưởng và đảm bảo cho đất đai biến đổi theo phương hướng ngày
càng tăng độ phì nhiêu. Mặt khác, làm nhiệm vụ tiêu lượng nước thừa trên ruộng do
mưa hoặc do tưới gây lên tác hại đối với cây trồng và đất đai.
Vì vậy, Trong bất kỳ điều kiện địa hình, đất đai nào, hệ thống điều tiết nước
mặt ruộng cũng phải đạt được các yêu cầu sau:
- Đảm bảo phân phối nước kịp thời và đồng đều, có hiệu suất cao phù hợp với
yêu cầu của kỹ thuật tưới, không gây xói lở đất và rửa trôi các chất dinh dưỡng trên
đồng ruộng.
- Tiêu nước thừa trên mặt ruộng được nhanh chóng, không để cây trồng úng
ngập.