GIÁO TRÌNH QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THUỶ LỢI - TẬP I

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

115
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước là một yếu tố không thể thiếu được đối với sự sống nói chung, đối với đời sống của con người nói riêng, thực tế đã chứng tỏ rằng ở đâu có nước là ở đó có sự sống. Lịch sử phát triển của loài người luôn luôn gắn liền với nước, trong buổi bình minh của nhân loại, đời sống của con người còn phụ thuộc tất cả vào thiên nhiên, vì thế, họ đã phải tìm đến sinh sống bên những dòng sông. Những nền văn minh đầu tiên của nhân loại luôn được gắn liền với tên những dòng sông: Nền...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THUỶ LỢI - TẬP I

11 Ch−¬ng 1 - Nh÷ng Kh¸i NiÖm Më §Çu VÒ M«n Häc Ch−¬ng 1 Nh÷ng Kh¸i NiÖm Më §Çu VÒ M«n Häc 1.1. NhiÖm vô, néi dung c¬ b¶n m«n häc N−íc lµ mét yÕu tè kh«ng thÓ thiÕu ®−îc ®èi víi sù sèng nãi chung, ®èi víi ®êi sèng cña con ng−êi nãi riªng, thùc tÕ ®· chøng tá r»ng ë ®©u cã n−íc lµ ë ®ã cã sù sèng. LÞch sö ph¸t triÓn cña loµi ng−êi lu«n lu«n g¾n liÒn víi n−íc, trong buæi b×nh minh cña nh©n lo¹i, ®êi sèng cña con ng−êi cßn phô thuéc tÊt c¶ vµo thiªn nhiªn, v× thÕ, hä ®· ph¶i t×m ®Õn sinh sèng bªn nh÷ng dßng s«ng. Nh÷ng nÒn v¨n minh ®Çu tiªn cña nh©n lo¹i lu«n ®−îc g¾n liÒn víi tªn nh÷ng dßng s«ng: NÒn v¨n minh s«ng Nil (Ai CËp), nÒn v¨n minh s«ng H»ng (Ên §é), nÒn v¨n minh L−ìng Hµ (Iraq), nÒn v¨n minh Hoµng Hµ (Trung Quèc), ë n−íc ta cã nÒn v¨n minh s«ng Hång... DÇn dÇn con ng−êi biÕt chinh phôc thiªn nhiªn, biÕt lîi dông nh÷ng ®iÒu kiÖn cña tù nhiªn ®Ó phôc vô cho ®êi sèng cña hä vµ biÕt kh¾c phôc nh÷ng mÆt khã kh¨n do thiªn nhiªn g©y nªn ®Ó tån t¹i vµ ph¸t triÓn, v× thÕ hä ®· cã thÓ di c− ®Õn sinh sèng ë c¸c vïng xa c¸c dßng s«ng h¬n. Cho tíi nay, con ng−êi ®· v−¬n tíi sinh sèng ë nh÷ng vïng cao nguyªn, nói rõng xa x«i, thËm chÝ c¶ nh÷ng vïng sa m¹c kh« c»n, rÊt khan hiÕm n−íc vµ x©y dùng nªn nh÷ng trung t©m kinh tÕ phån thÞnh. Con ng−êi ®· b¾t n−íc ph¶i theo hä, phôc vô hä. Ngoµi viÖc n−íc lµ yÕu tè kh«ng thÓ thiÕu ®−îc trong ®êi sèng hµng ngµy cña con ng−êi, n−íc cßn phôc vô cho ph¸t triÓn n«ng nghiÖp s¶n xuÊt ra l−¬ng thùc thùc phÈm, phôc vô cho sù ph¸t triÓn c«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i... vµ c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c. Dßng ch¶y trªn c¸c s«ng suèi cßn tiÒm tµng mét nguån n¨ng l−îng v« tËn chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong c¸c nguån n¨ng l−îng tù nhiªn trªn hµnh tinh cña chóng ta. Râ rµng n−íc lµ mét trong nh÷ng yÕu tè ®¶m b¶o sinh tån vµ ph¸t triÓn cña mäi sinh vËt trªn tr¸i ®Êt, lµ mµu xanh cña c©y cá, lµ sù phån vinh cña x· héi, lµ mét trong nh÷ng yÕu tè quyÕt ®Þnh b¶o ®¶m tèc ®é ph¸t triÓn cña x· héi loµi ng−êi. Tuy nhiªn, n−íc kh«ng chØ cã mÆt lîi, nhiÒu khi n−íc cßn g©y nhiÒu t¸c h¹i cho ®êi sèng con ng−êi nh− óng ngËp, lò lôt, xãi mßn röa tr«i ®Êt, s¹t ®Êt... Chóng ta kh«ng sao kÓ hÕt nh÷ng t¸c h¹i do n−íc g©y ra mµ loµi ng−êi ®· ph¶i chÞu ®ùng, nh÷ng n¹n hång thuû tõ l©u ®· ®i vµo c¸c truyÒn thuyÕt, c¸c chuyÖn cæ tÝch cña nhiÒu d©n téc. ë n−íc ta, thµnh ng÷
12 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi cã c©u “nhÊt thñy nh× háa” ®Ó nãi lªn søc tµn ph¸ khñng khiÕp cña n−íc ®èi víi ®êi sèng con ng−êi. N−íc cßn g©y n¹n xãi mßn, lµm tho¸i ho¸ nh÷ng vïng ®Êt mµu mì, n−íc nhiÒu qu¸ g©y lÇy thôt, óng ngËp kh«ng nh÷ng ¶nh h−ëng tíi s¶n xuÊt n«ng nghiÖp mµ cßn ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn ®êi sèng sinh ho¹t cña con ng−êi. ChÝnh v× vËy mµ nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi, vÊn ®Ò ph¸t triÓn nguån n−íc ®−îc ®−a lªn vÞ trÝ hµng ®Çu, ®−îc ®−a thµnh quèc s¸ch. NhiÒu n−íc ë Ch©u Phi do thiÕu n−íc mµ n¹n ®ãi lu«n hoµnh hµnh vµ nÒn kinh tÕ trë nªn nghÌo nµn l¹c hËu. Mét sè n−íc vïng Nam ¸ chiÕn tranh xÈy ra liªn miªn, mét trong nh÷ng nguyªn nh©n lµ vÊn ®Ò tranh chÊp nguån n−íc. Bangladesh nÒn kinh tÕ kh«ng thÓ ph¸t triÓn ®−îc, lµ mét trong nh÷ng n−íc nghÌo trªn thÕ giíi còng lµ do thiªn tai xÈy ra th−êng xuyªn, trong ®ã chñ yÕu lµ b·o vµ ngËp lôt. N−íc cã mét vai trß quan träng nh− vËy, ®ßi hái chóng ta ph¶i ®i s©u nghiªn cøu vÒ chóng nh»m t×m ra c¸c gi¶i ph¸p ph¸t huy nh÷ng mÆt lîi, h¹n chÕ ®Õn møc thÊp nhÊt nh÷ng mÆt h¹i do n−íc g©y ra, ph¸t huy h¬n n÷a vai trß cña n−íc ®èi víi sù ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi vµ ®êi sèng con ng−êi. §©y lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô hÕt søc to lín vµ nÆng nÒ mµ chóng ta ph¶i lu«n lu«n quan t©m ®Ó tån t¹i vµ ph¸t triÓn. 1.1.1. Kh¸i niÖm vÒ m«n häc Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thuû lîi lµ mét m«n häc nghiªn cøu quy luËt thay ®æi cña nguån n−íc còng nh− yªu cÇu vÒ n−íc trong mét vïng lín còng nh− t¹i mét khu vùc tõ ®ã ®Ò ra nh÷ng ý ®å chiÕn l−îc vµ biÖn ph¸p c«ng tr×nh ®Ó ®iÒu tiÕt vµ sö dông nguån n−íc mét c¸ch hiÖu qu¶ nhÊt ®¸p øng yªu cÇu cña c¸c ngµnh kinh tÕ, x· héi, ®ång thêi h¹n chÕ ®Õn møc tèi thiÓu nh÷ng t¸c h¹i cña n−íc g©y ra. Nãi mét c¸ch kh¸c, ®©y lµ m«n häc nghiªn cøu c¸c biÖn ph¸p ph¸t triÓn nguån n−íc mét c¸ch bÒn v÷ng nh»m ®¸p øng yªu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña khu vùc. 1.1.2. NhiÖm vô cña m«n häc Nh− chóng ta ®· biÕt, n−íc trong thiªn nhiªn ph©n bè kh«ng ®Òu theo kh«ng gian vµ thêi gian, th−êng kh«ng phï hîp víi yªu cÇu dïng n−íc cña c¸c ngµnh kinh tÕ trong ®ã cã n«ng nghiÖp lµ mét ngµnh cã yªu cÇu sö dông n−íc chiÕm mét tû träng rÊt lín. Do ®ã nhiÖm vô m«n häc lµ: - Nghiªn cøu c¸c yªu cÇu vÒ n−íc cña khu vùc, ®Ò xuÊt nh÷ng ý ®å chiÕn l−îc vµ c¸c biÖn ph¸p cÇn thiÕt nh»m ®iÒu tiÕt dßng ch¶y theo kh«ng gian vµ thêi gian ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®ã. - Bè trÝ vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng c«ng tr×nh cÊp, tho¸t n−íc nh»m tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ n−íc cña khu vùc, ph¸t triÓn nguån n−íc mét c¸ch bÒn v÷ng. §iÒu tiÕt dßng ch¶y bao gåm nh÷ng biÖn ph¸p: Gi÷ n−íc, dÉn n−íc vµ th¸o n−íc theo mét kÕ ho¹ch nhÊt ®Þnh.
13 Ch−¬ng 1 - Nh÷ng Kh¸i NiÖm Më §Çu VÒ M«n Häc + Gi÷ n−íc: Lµ biÖn ph¸p ®Çu tiªn nh»m gi÷ l¹i l−îng n−íc tù nhiªn, ®Ó cã thÓ chñ ®éng ®iÒu hoµ ph©n phèi l−îng n−íc ®ã ®¸p øng c¸c yªu cÇu theo c¶ kh«ng gian lÉn thêi gian. C¸c c«ng tr×nh gi÷ n−íc lµ nh÷ng hå chøa lín, nhá ®−îc x©y dùng trªn c¸c s«ng suèi, hoÆc nh÷ng vïng tròng tù nhiªn cã thÓ tr÷ n−íc. Nh÷ng hå, ao nµy cã nhiÖm vô gi÷ l¹i l−îng n−íc trong thêi gian n−íc ®Õn nhiÒu ®Ó dïng trong nh÷ng thêi gian thiÕu n−íc. Ngoµi t¸c dông cÊp n−íc, nh÷ng hå chøa nµy khi x©y dùng cßn ph¶i xÐt ®Õn yªu cÇu lîi dông tæng hîp nh−: Nu«i c¸, phßng lò, ph¸t ®iÖn, vËn t¶i thñy, chèng xãi mßn, b¶o vÖ m«i tr−êng... C¸c khu tròng ë vïng ®ång b»ng vµ vïng ven biÓn còng lµ n¬i cã kh¶ n¨ng tr÷ n−íc ngät ®Ó sö dông cho nh÷ng môc ®Ých kh¸c nhau khi cÇn thiÕt. Ngoµi ra, ®Ó gi÷ n−íc ng−êi ta cßn dïng c¸c biÖn ph¸p phi c«ng tr×nh kh¸c nh− biÖn ph¸p l©m nghiÖp, biÖn ph¸p n«ng nghiÖp... HiÖn nay chóng ta ®ang tÝch cùc b¶o vÖ vµ ph¸t triÓn rõng ®Çu nguån, trång c©y t¹o th¶m phñ, dïng biÖn ph¸p canh t¸c n«ng nghiÖp hîp lý vµ c¸c biÖn ph¸p kh¸c nh»m gi¶m hÖ sè dßng ch¶y mÆt, t¨ng l−îng n−íc ngÊm vµo trong lßng ®Êt, t¨ng nguån n−íc cung cÊp vµo n−íc ngÇm, gi÷ n−íc ë th−îng nguån ®Æc biÖt trong mïa m−a ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng sinh thuû cña l−u vùc, t¨ng dßng ch¶y c¬ b¶n cña c¸c s«ng, suèi trong mïa kh«. + DÉn n−íc: Lµ biÖn ph¸p tiÕp theo nh»m ®−a n−íc tõ nguån n−íc ph©n phèi vÒ c¸c n¬i yªu cÇu, ®−a n−íc tõ vïng nä ®Õn vïng kia ®Ó ®iÒu hoµ nguån n−íc mét c¸ch hîp lý vµ hiÖu qu¶ nhÊt. BiÖn ph¸p dÉn n−íc còng gi÷ mét vai trß v« cïng quan träng trong c¸c hÖ thèng tiªu tho¸t n−íc, v× yªu cÇu tiªu tho¸t n−íc th−êng rÊt lín. §Ó dÉn n−íc ph¶i dïng hÖ thèng c«ng tr×nh bao gåm nh÷ng c«ng tr×nh lÊy n−íc ®Çu mèi nh− cèng lÊy n−íc, tr¹m b¬m... vµ hÖ thèng kªnh m−¬ng, ®−êng èng chuyÓn n−íc vµ c¸c c«ng tr×nh trªn hÖ thèng. HÖ thèng c«ng tr×nh dÉn n−íc ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu: ®−a n−íc kÞp thêi vµ theo ®óng yªu cÇu cÊp tho¸t n−íc cho tõng vïng, gi¶m ®Õn møc tèi ®a l−îng tæn thÊt trong qu¸ tr×nh chuyÓn n−íc, kh«ng g©y « nhiÔm cho nh÷ng vïng xung quanh, vèn ®Çu t− nhá, thêi gian sö dông l©u dµi. V× vËy khi ®Ò xuÊt c¸c ph−¬ng ¸n bè trÝ vµ biÖn ph¸p c«ng tr×nh dÉn n−íc ph¶i chän ®−îc ph−¬ng ¸n hîp lý. + Th¸o n−íc: §©y còng lµ mét biÖn ph¸p tÝch cùc nh»m th¸o mét c¸ch chñ ®éng cã kÕ ho¹ch l−îng n−íc thõa nh»m gi¶m nhá t¸c h¹i do viÖc n−íc qu¸ thõa g©y nªn nh− óng ngËp, lò lôt. Th¸o n−íc cã kÕ ho¹ch cßn h¹n chÕ ®−îc n¹n xãi mßn, röa tr«i lµm tho¸i hãa ®Êt. §Ó ®Ò xuÊt nh÷ng ph−¬ng ¸n quy ho¹ch vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®−îc mét hÖ thèng c«ng tr×nh hîp lý, ®ßi hái ng−êi lµm c«ng t¸c quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng c«ng tr×nh thñy lîi ph¶i cã ®Çu ãc tæng hîp, biÕt kÕt hîp mét c¸ch nhuÇn nhuyÔn c¸c kiÕn thøc khoa häc c¬
14 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi b¶n, khoa häc c¬ së vµ kiÕn thøc vÒ chuyªn ngµnh, ph¶i biÕt hîp t¸c, kÕt hîp víi c¸c ngµnh chuyªn m«n kh¸c cã liªn quan vµ lu«n ph¶i cËp nhËt nh÷ng kiÕn thøc khoa häc, c«ng nghÖ tiªn tiÕn. 1.1.3. Néi dung c¬ b¶n cña m«n häc §Ó gi¶i quyÕt ®−îc nh÷ng nhiÖm vô trªn, néi dung chÝnh cña m«n häc bao gåm: - Nghiªn cøu c¸c quy luËt vËn chuyÓn cña n−íc vµ nguyªn lý c¬ b¶n cña viÖc ®iÒu tiÕt n−íc - Nghiªn cøu nhu cÇu cÊp n−íc vµ tho¸t n−íc cña c¸c ngµnh, ®Æc biÖt lµ n«ng nghiÖp, th«ng qua ®ã x¸c ®Þnh chÕ ®é cung cÊp n−íc vµ th¸o n−íc thÝch hîp. - Nghiªn cøu c¸c c«ng nghÖ cÊp n−íc vµ th¸o n−íc theo yªu cÇu cña c¸c ngµnh nh»m ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña khu vùc. - ThiÕt kÕ quy ho¹ch vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng c«ng tr×nh nh»m b¶o ®¶m chÕ ®é cung cÊp n−íc vµ th¸o n−íc thÝch hîp ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao t¹i c¸c vïng kh¸c nhau. - Nghiªn cøu c¸c biÖn ph¸p thuû lîi cho nh÷ng vïng ®Æc thï nh− vïng ®åi nói, vïng ven biÓn, vïng tròng, vïng ngo¹i « thµnh phè… - Nghiªn cøu ph©n tÝch kinh tÕ trong dù ¸n. Nãi tãm l¹i, th«ng qua néi dung cña m«n häc, chóng ta sÏ ®−îc trang bÞ mét khèi l−îng kiÕn thøc ®Ó cã kh¶ n¨ng thu thËp vµ ph©n tÝch nh÷ng tµi liÖu c¬ b¶n, tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kü thuËt phôc vô cho quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ, ®Ò xuÊt c¸c ph−¬ng ¸n quy ho¹ch hÖ thèng thuû lîi cho khu vùc, lËp dù ¸n ®Çu t− vµ thiÕt kÕ nh÷ng h¹ng môc c«ng tr×nh trong hÖ thèng. 1.2. S¬ l−îc vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cña ngµnh [22] LÞch sö ph¸t triÓn cña x· héi loµi ng−êi g¾n chÆt víi sù nghiÖp chinh phôc thiªn nhiªn mµ c«ng t¸c thñy lîi chiÕm vai trß quan träng vµo bËc nhÊt trong sù nghiÖp ®ã. §· tõ l©u con ng−êi ®· biÕt x©y dùng c¸c c«ng tr×nh thñy lîi ®Ó chinh phôc thiªn nhiªn. Trªn thÕ giíi cïng víi sù h×nh thµnh c¸c trung t©m tËp trung d©n c−, kinh tÕ x· héi, c¸c c«ng tr×nh thuû lîi lín còng ®· xuÊt hiÖn: - ë Ai CËp c¸ch ®©y kho¶ng 4400 n¨m nh©n d©n ®· x©y dùng hå chøa n−íc M¬rit cã chu vi kho¶ng 200km ë h¹ l−u s«ng Nil cïng víi m¹ng l−íi kªnh m−¬ng ®Ó cÊp n−íc cho sinh ho¹t vµ t−íi ruéng. - Babilon lµ n−íc tõ rÊt sím ®· x©y dùng ®−îc rÊt nhiÒu hå chøa n−íc. Ngay tõ n¨m 1800 tr−íc c«ng nguyªn nhµ vua ®· ra mét bé luËt quy ®Þnh vÒ chÕ ®é sö dông qu¶n lý hå chøa n−íc ®Ó t−íi ruéng. - Trong lÞch sö Trung Quèc cæ ®¹i, Vò Cèng - mét sö gia lín cña Trung Quèc ®· ®Ó l¹i cho chóng ta mét bé s¸ch lín víi thÓ lo¹i v¨n bia. §©y kh«ng nh÷ng lµ mét t¸c phÈm v¨n häc kiÖt xuÊt mµ cßn ghi nhËn mét c¸ch tæng qu¸t c«ng lao trÞ thñy s«ng Hoµng Hµ cña Vò
15 Ch−¬ng 1 - Nh÷ng Kh¸i NiÖm Më §Çu VÒ M«n Häc V−¬ng vµ c¸c vua ®êi nhµ H¹ thÕ kû thø XXI tr−íc C«ng nguyªn. §· tr¶i qua h¬n 4000 n¨m thµnh tùu nµy vÉn ®−îc ca ngîi lµ mét sù nghiÖp “B×nh thiªn thµnh ®Þa”. §êi nhµ §−êng (thÕ kû thø VII) ®· ®µo tuyÕn kªnh dµi tíi 1100km ®Ó lÊy n−íc t−íi ruéng vµ vËn t¶i thñy. §©y lµ nh÷ng c«ng tr×nh thuû lîi hÕt søc vÜ ®¹i cña Trung Quèc vµ còng næi tiÕng trªn thÕ giíi. - Nh©n d©n Ên §é (chñ yÕu lµ ë l−u vùc s«ng Ên, s«ng H»ng) vÉn tù hµo m×nh lµ c¸i n«i cña thñy lîi. S¸ch cßn ghi l¹i ë thÕ kû thø 3 tr−íc C«ng nguyªn, ng©n s¸ch cña Nhµ n−íc thu ®−îc tõ lîi tøc sö dông n−íc ë s«ng ngßi, ao hå vµ ®Ëp n−íc chiÕm tíi 1/4 tæng ng©n s¸ch quèc gia. ë ViÖt Nam, do ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ thêi tiÕt t−¬ng ®èi kh¾c nghiÖt nªn c«ng cuéc chinh phôc thiªn nhiªn l¹i cµng trë nªn gay go phøc t¹p. Tõ thêi míi dùng n−íc, trªn vïng ch©u thæ s«ng Hång, c¸c vua Hïng cïng nh©n d©n ®· dùa vµo nguån n−íc cña s«ng Hång ®Ó sinh sèng vµ ph¸t triÓn kinh tÕ, x· héi, bªn c¹nh ®ã còng ph¶i chèng tr¶ quyÕt liÖt víi nh÷ng thiªn tai nh− lò lôt, óng ngËp do s«ng Hång g©y ra ®Ó x©y dùng nªn nÒn v¨n minh s«ng Hång chãi läi. Trong lÜnh vùc kh¶o cæ, nhiÒu b»ng chøng trong c¸c cuéc khai quËt gÇn ®©y cho thÊy tæ tiªn ta ®· ®Ó l¹i nhiÒu vÕt tÝch cña c¸c hÖ thèng c«ng tr×nh t−íi tiªu nh− hÖ thèng giÕng x©y b»ng ®¸ ®Ó t−íi cho ruéng bËc thang ë huyÖn Gio Linh, Qu¶ng TrÞ. HÖ thèng s«ng ®µo Ninh ThuËn (Nha Trinh, Ninh Chu). §Æc biÖt lµ thêi kú chóng ta tho¸t khái ¸ch thèng trÞ cña phong kiÕn ph−¬ng B¾c, c¸c c«ng tr×nh thñy lîi ®· ®−îc x©y dùng liªn tiÕp ®Ó ph¸t triÓn kinh tÕ vµ cñng cè quèc phßng gi÷ v÷ng nÒn ®éc lËp tù chñ cña ®Êt n−íc: - N¨m 983 Lª Hoµn cho ®µo s«ng §ång Cá - Bµ Hoµ ë Thanh Ho¸; - N¨m 1029 Lý Th¸i T«ng ®µo s«ng §an N·i (Thanh Ho¸); - N¨m 1091 Lý Th¸nh T«ng cho ®µo s«ng L·nh Kªnh ë Th¸i Nguyªn; - N¨m 1108 nh©n d©n ta ®· khëi c«ng ®¾p ®ª ®Çu tiªn ë ph−êng C¬ X¸ (Phóc X¸ ngµy nay); - N¨m 1343 TrÇn Th¸i T«ng l¹i ra s¾c chØ ®¾p ®ª tõ ®Çu nguån tíi tËn h¹ du c¸c triÒn s«ng trong vïng ®ång b»ng s«ng Hång ®Ó chèng lò lôt; - N¨m 1390 nhµ TrÇn quyÕt ®Þnh ®µo s«ng Thiªn §øc (s«ng §uèng) ®Ó lÊy n−íc t−íi vµ ph©n lò cho s«ng Hång. §Õn nay ®· qua h¬n 600 n¨m, s«ng §uèng vÉn gi÷ nguyªn nh÷ng gi¸ trÞ vÒ kinh tÕ, x· héi rÊt lín. S«ng §uèng lµm nhiÖm vô ph©n lò tõ hÖ thèng s«ng Hång sang s«ng Th¸i B×nh ®Ó phßng lò cho thñ ®« Hµ Néi. Ngoµi ra s«ng §uèng cßn lµ nguån n−íc t−íi cho c¸c huyÖn §«ng Anh, Gia L©m, Tõ S¬n, Tiªn Du, QuÕ Vâ, ThuËn Thµnh, Gia B×nh, L−¬ng Tµi, thuéc hai tØnh Hµ Néi vµ B¾c Ninh, biÕn nh÷ng vïng nµy thµnh nh÷ng vïng ph¸t triÓn n«ng nghiÖp trï phó. VÒ giao th«ng, s«ng §uèng lµ tuyÕn ®−êng thñy quan träng nèi liÒn hÖ thèng s«ng Hång víi hÖ thèng s«ng Th¸i B×nh. Khoa häc ngµy nay ®· x¸c minh tÝnh ®óng ®¾n cña ph−¬ng ¸n ph©n lò cho hÖ thèng s«ng Hång b»ng s«ng §uèng. Tµi liÖu thñy v¨n cho thÊy hÖ thèng s«ng Hång vµ hÖ thèng s«ng Th¸i B×nh cã
16 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi tÇn suÊt lò xuÊt hiÖn kh«ng ®ång thêi, v× vËy, dïng s«ng §uèng ph©n lò cho hÖ thèng s«ng Hång sang s«ng Th¸i B×nh lµ hoµn toµn hîp lý vµ ®óng ®¾n. ThÕ kû 15 - nh©n d©n ta ®· ®µo hÖ thèng s«ng Nhµ Lª nèi liÒn Thanh Ho¸, NghÖ An ®Ó ng¨n mÆn, t−íi ruéng vµ giao th«ng thñy phôc vô cho quèc phßng. HÖ thèng nµy ®· ph¸t huy t¸c dông rÊt lín cho ®Õn tËn ngµy nay. HÖ thèng ®ª phßng lò cña n−íc ta trªn c¸c hÖ thèng s«ng Hång, s«ng Th¸i B×nh, s«ng M·, s«ng C¶... ®−îc liÖt vµo lo¹i nh÷ng c«ng tr×nh vÜ ®¹i trªn thÕ giíi. Víi hµng mÊy ngµn km ®ª, víi khèi l−îng ®µo ®¾p khæng lå ®−îc x©y dùng mét c¸ch bÒn bØ qua nhiÒu thÕ hÖ nèi tiÕp nhau, ®· trë thµnh c«ng tr×nh kh«ng thÓ thiÕu ®−îc ë hiÖn t¹i còng nh− trong t−¬ng lai. §iÓm qua mét sè c«ng tr×nh thuû lîi ®· ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng thÕ kû tr−íc chøng tá r»ng: ë n−íc ta, c«ng t¸c thñy lîi ®· xuÊt hiÖn rÊt sím vµ kh«ng ngõng ®−îc ph¸t triÓn, nã xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu cÊp b¸ch cña ®êi sèng x· héi vµ ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn hÕt søc phøc t¹p cña ®Êt n−íc. Râ rµng, trªn thÕ giíi còng nh− ë ViÖt Nam c¸c c«ng tr×nh thñy lîi xuÊt hiÖn kh¸ sím vµ kh«ng ngõng ph¸t triÓn, ®· phôc vô ®¾c lùc cho sù nghiÖp ph¸t triÓn kinh tÕ, x· héi cña loµi ng−êi. Tuy nhiªn, hÇu hÕt nh÷ng c«ng viÖc ®ã chØ mang tÝnh chÊt kinh nghiÖm mµ ch−a x©y dùng ®−îc nÒn t¶ng lý luËn mét c¸ch khoa häc vµ cã hÖ thèng ®Ó lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kü thuËt còng nh− trong viÖc thiÕt kÕ vµ x©y dùng c¸c c«ng tr×nh thuû lîi. ChØ cã trong thêi gian rÊt gÇn ®©y, mét sè t¸c gi¶ míi ®i vµo nghiªn cøu vµ ®−a ra mét sè c¬ së lý luËn b−íc ®Çu phôc vô cho viÖc thiÕt kÕ quy ho¹ch vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng c«ng tr×nh thuû lîi. N¨m 1783 L«-m«-n«-x«p víi t¸c phÈm “NÒn kinh tÕ Liplian”, ¤ng ®· ®Ò cËp ®Õn vÊn ®Ò tiªu n−íc ®Çm lÇy. M·i tíi nh÷ng n¨m ®Çu cña thÕ kû thø 20 mét sè nhµ khoa häc nh− Dux«pki, Macsim«p, Kuxakin, C«tchiac«p, Blaney, Kriddle, Penman vµ M.E. Jensen… ®· cho xuÊt b¶n nh÷ng t¸c phÈm nãi vÒ vÊn ®Ò thÊm, vÒ t−íi n−íc, tiªu n−íc, bµn vÒ vÊn ®Ò tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng t−íi, tiªu n−íc, c¶i t¹o ®Êt... §Æc biÖt C«tchiac«p ®· viÕt h¬n 100 t¸c phÈm cã gi¸ trÞ cã liªn quan ®Õn c¸c nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc, c¸c nguyªn lý tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu yªu cÇu n−íc, vÊn ®Ò thuû lîi c¶i t¹o ®Êt, trong ®ã gi¸o tr×nh “Nguyªn lý thñy lîi c¶i t¹o ®Êt” ®· t¸i b¶n tíi lÇn thø 6. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y nhiÒu tæ chøc quèc tÕ nh−: Tæ chøc N«ng nghiÖp vµ L−¬ng thùc thÕ giíi (FAO), tæ chøc T−íi tiªu Quèc tÕ (ICID), ViÖn Qu¶n lý N−íc Quèc tÕ (IWMI), c¸c viÖn nghiªn cøu, tr−êng §¹i häc cña c¸c quèc gia… ®· tËp trung nhiÒu nhµ khoa häc næi tiÕng tiÕn hµnh nghiªn cøu lý thuyÕt còng nh− thùc nghiÖm nh»m hoµn chØnh dÇn vÒ mÆt lý luËn nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan tíi tÝnh to¸n quy ho¹ch, thiÕt kÕ hÖ thèng thuû lîi. Tuy vËy, khoa häc thuû lîi nãi chung cßn rÊt trÎ. Nh÷ng vÊn ®Ò lÝ luËn míi chØ lµ b−íc ®Çu, thùc tÕ cßn rÊt nhiÒu vÊn ®Ò hÕt søc phøc t¹p ®ang gÆp khã kh¨n ch−a gi¶i quyÕt ®−îc. C¸c vÊn ®Ò trong khoa häc thñy lîi th−êng mang tÝnh chÊt tæng hîp vµ toµn diÖn, liªn quan
17 Ch−¬ng 1 - Nh÷ng Kh¸i NiÖm Më §Çu VÒ M«n Häc tíi nhiÒu vÊn ®Ò ë c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau rÊt phøc t¹p. H¬n n÷a c¸c vÊn ®Ò chuyªn m«n mang s¾c th¸i ®Þa ph−¬ng kh¸ cao, c¬ së lÝ luËn còng nh− ®iÒu kiÖn ¸p dông ë tõng ®Þa ph−¬ng, tõng n−íc sÏ kh¸c nhau. V× vËy ph¶i ph©n tÝch, nghiªn cøu thùc tÕ mét c¸ch s©u s¾c ®Ó cã thÓ ¸p dông nh÷ng khoa häc, c«ng nghÖ tiªn tiÕn còng nh− ®Ò xuÊt ®−îc nh÷ng biÖn ph¸p hîp lý víi ®iÒu kiÖn cô thÓ ë tõng khu vùc. VÝ dô: L−îng n−íc cÇn cña c©y trång phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, tuú tõng ®Þa ph−¬ng mµ yÕu tè nµy hoÆc yÕu tè kia cã ¶nh h−ëng chñ yÕu. ThËm chÝ cßn tuú vµo quan ®iÓm cña ng−êi nghiªn cøu cho yÕu tè nµo cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Ó dùa vµo nã mµ ®−a ra c¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh, c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kh¸c nhau. V× thÕ, viÖc sö dông c«ng thøc vµ c¸c ®iÒu kiÖn ¸p dông, c¸c tµi liÖu dïng ®Ó tÝnh to¸n cho tõng vïng còng cÇn ®−îc nghiªn cøu ph©n tÝch kü cµng. ChÝnh v× cßn nhiÒu vÊn ®Ò phøc t¹p nh− vËy, chóng ta cßn ph¶i tiÕp tôc ®i s©u nghiªn cøu t×m hiÓu b¶n chÊt ®Ó gi¶i quyÕt tho¶ ®¸ng c¸c vÊn ®Ò ®Æt ra trong chuyªn m«n. KÓ c¶ viÖc ¸p dông c¸c c¬ së lý luËn, c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n ë n−íc ngoµi vµo ®iÒu kiÖn cô thÓ ë n−íc ta còng cÇn ph¶i cã sù xem xÐt, nghiªn cøu, chän läc mét c¸ch s¸ng t¹o. ë ViÖt Nam, thêi kú 100 n¨m thùc d©n Ph¸p ®« hé, n−íc ta chØ x©y dùng ®−îc vÎn vÑn 12 hÖ thèng c«ng tr×nh thñy lîi lín, víi môc ®Ých chÝnh lµ phôc vô t−íi cho c¸c ®ån ®iÒn cña t− b¶n Ph¸p, ®ång thêi t¹o ra nh÷ng tuyÕn giao th«ng thuû ®Ó phôc vô cho môc ®Ých qu©n sù vµ kinh tÕ cña chóng, ®ã lµ: - HÖ thèng c«ng tr×nh thñy lîi Th¸c Huèng (Th¸i Nguyªn) ®−îc x©y dùng sau khëi nghÜa Yªn ThÕ víi nh÷ng môc ®Ých: VÒ chÝnh trÞ: ®−a n−íc phôc vô ph¸t triÓn n«ng nghiÖp nh»m xoa dÞu tinh thÇn ®Êu tranh cña nh©n d©n trong vïng; VÒ qu©n sù: t¹o thµnh mét m¹ng l−íi giao th«ng ®Ó khèng chÕ vïng nói non hiÓm trë ®· g©y rÊt nhiÒu khã kh¨n trong viÖc chuyÓn qu©n ®Ó ®µn ¸p phong trµo ®Êu tranh cña nh©n d©n hai tØnh Th¸i Nguyªn vµ B¾c Giang; VÒ kinh tÕ: ®©y lµ m¹ng l−íi ®−êng thñy quan träng chuyªn chë quÆng vµ c¸c tµi nguyªn quý gi¸ kh¸c cña nói rõng ViÖt B¾c vÒ c¶ng H¶i Phßng. - X©y dùng mét sè c¸c hÖ thèng t−íi, tiªu kh¸c nh−: §Ëp LiÔn S¬n (s«ng Phã §¸y - VÜnh Phóc), ®Ëp CÇu S¬n (B¾c Giang), cèng Liªn M¹c (Hµ Néi) thuéc hÖ thèng S«ng NhuÖ (Hµ §«ng - Hµ Nam), tr¹m b¬m Phï Sa (S¬n T©y), hÖ thèng t−íi tiªu B¾c Th¸i B×nh, hÖ thèng t−íi tiªu Nam Th¸i B×nh, hÖ thèng An Kim H¶i (H¶i Phßng), ®Ëp B¸i Th−îng (S«ng Chu - Thanh Ho¸), ®Ëp §« L−¬ng (S«ng C¶ - NghÖ An), hÖ thèng §ång Cam (S«ng Ba - Phó Yªn), hÖ thèng t−íi Nha Trinh (Ninh ThuËn), c«ng tr×nh tiªu n−íc phßng lò §Ëp §¸y (Hµ T©y)... Tõ ngµy hoµ b×nh lËp l¹i ë miÒn B¾c (1954) vµ nhÊt lµ sau ngµy ®Êt n−íc ®−îc hoµn toµn gi¶i phãng (1975), d−íi sù l·nh ®¹o cña §¶ng, nh©n d©n ta ®· ra søc x©y dùng c¸c c«ng tr×nh thñy lîi vµ ®· ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh tùu lín. C¸c c«ng tr×nh nµy ®· phôc vô mét
18 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi c¸ch ®¾c lùc cho s¶n xuÊt n«ng nghiÖp víi ph−¬ng ch©m: Nh÷ng c«ng tr×nh lo¹i nhá do nh©n d©n tù lµm, nh÷ng c«ng tr×nh lo¹i võa vµ lo¹i lín do Nhµ n−íc ®Çu t− vèn. Cho tíi nay c¶ n−íc cã 75 hÖ thèng thuû lîi lín, chóng ta ®· x©y dùng ®−îc gÇn 800 hå chøa lo¹i võa, lo¹i lín vµ h¬n 3500 hå chøa cã dung tÝch trªn 1 triÖu m3 n−íc víi chiÒu cao ®Ëp trªn 10m ®Ó phôc vô t−íi phßng lò, ph¸t ®iÖn, ®iÒu tiÕt dßng ch¶y, thay ®æi c¶nh quan m«i tr−êng. VÝ dô nh− hå chøa §¹i L¶i (VÜnh Phóc), hå Suèi Hai, hå §ång M« - Ng¶i S¬n (Hµ T©y), hå Nói Cèc (Th¸i Nguyªn), hå KÎ Gç (Hµ TÜnh), hå Phó Ninh (Qu¶ng Nam), hå DÇu TiÕng (T©y Ninh), hå S«ng Quao (B×nh ThuËn)... C¸c hå chøa TrÞ An, Th¸c Bµ, Hoµ B×nh lµ nh÷ng hå chøa ph¸t ®iÖn vµo lo¹i lín ë §«ng Nam ¸. H¬n 2000 tr¹m b¬m t−íi, tiªu lín nh− TrÞnh X¸, B¹ch H¹c, Hång V©n, §an Hoµi, La Khª, V©n §×nh - Ngo¹i §é, Cæ §am, H÷u BÞ, Nh− Tr¸c, Cèc Thµnh... vµ hµng chôc ngh×n tr¹m b¬m lo¹i võa vµ nhá víi tæng c«ng suÊt b¬m lªn tíi 24,6 triÖu m3/h. H¬n 5000 cèng lÊy n−íc, cèng tiªu tù ch¶y, ®Ëp d©ng h×nh thµnh c¸c hÖ thèng thuû lîi lín nh− hÖ thèng B¾c H−ng H¶i, Th¹ch Nham, Nam Th¹ch H·n, Nha Trinh - L©m CÊm, Qu¶n Lé - Phông HiÖp, Nam M¨ng ThÝt, §ång Th¸p M−êi, Tø gi¸c Long Xuyªn, kªnh tho¸t lò MiÒn T©y… §Õn nay c¸c hÖ thèng c«ng tr×nh thuû lîi ®· t−íi trùc tiÕp ®−îc 3,5 triÖu ha, t¹o nguån cÊp n−íc cho 1,13 triÖu ha, tiªu cho 1,4 triÖu ha mét c¸ch hoµn toµn chñ ®éng, ng¨n mÆn 0,87 triÖu ha vµ c¶i t¹o chua phÌn cho 1,6 triÖu ha, cung cÊp 5 tû m3 n−íc mçi n¨m cho sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp, tæng c«ng suÊt cña c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn lín vµ võa ®· ®−îc x©y dùng lªn tíi gÇn 5.000 MW. Nh÷ng thµnh tùu ®ã ®· gãp phÇn rÊt lín vµo viÖc gi¶m nhá diÖn tÝch óng h¹n, n©ng cao s¶n l−îng n«ng nghiÖp vµ thóc ®Èy sù ph¸t triÓn c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c cña ®Êt n−íc. VÒ lùc l−îng c¸n bé khoa häc kü thuËt cña ngµnh còng kh«ng ngõng lín m¹nh c¶ vÒ sè l−îng lÉn chÊt l−îng: Hµng v¹n c¸n bé cã tr×nh ®é ®¹i häc vµ trung cÊp kü thuËt ®−îc ®µo t¹o, m¹ng l−íi c¸n bé kü thuËt vµ c¸n bé qu¶n lý ®· ®−îc bè trÝ ë kh¾p c¸c tØnh trong toµn quèc. NÕu nh− tr−íc ®©y, sau gi¶i phãng miÒn B¾c (1954) mét sè hÖ thèng thuû lîi chóng ta ph¶i nhê chuyªn gia n−íc ngoµi quy ho¹ch thiÕt kÕ nh− hÖ thèng thuû lîi B¾c H−ng H¶i x©y dùng n¨m 1957 cã sù gióp ®ì cña chuyªn gia Trung Quèc, th× ®Õn nay chóng ta ®· tù quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ nh÷ng hÖ thèng thuû lîi võa vµ lín cã diÖn tÝch t−íi, tiªu hµng tr¨m ngh×n ha vµ cßn phôc vô c¸c nhiÖm vô kh¸c nh− cÊp n−íc cho c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t, ph¸t ®iÖn, phßng lò, ng¨n mÆn, giao th«ng thuû, ph¸t triÓn thuû s¶n, c¶i t¹o m«i tr−êng… H¬n n÷a cßn cã kh¶ n¨ng quy ho¹ch, c¶i tiÕn, n©ng cÊp c¸c hÖ thèng cò ®Ó phï hîp víi nh÷ng yªu cÇu míi. RÊt tù hµo vÒ sù ph¸t triÓn cña ngµnh thñy lîi n−íc ta. Song nhiÖm vô cña chóng ta cßn rÊt nÆng nÒ, c«ng t¸c thuû lîi ch−a ®¸p øng ®−îc yªu cÇu ph¸t triÓn ngµy cµng cao cña s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, sinh ho¹t vµ c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c. §Æc biÖt c¸c tØnh ë T©y Nguyªn
19 Ch−¬ng 1 - Nh÷ng Kh¸i NiÖm Më §Çu VÒ M«n Häc vµ ®ång b»ng s«ng Cöu Long cã tiÒm n¨ng vÒ n«ng nghiÖp rÊt lín, song thñy lîi phôc vô cho n«ng nghiÖp cßn rÊt Ýt, v× vËy ®Þa bµn ho¹t ®éng cña chóng ta vÒ kh«ng gian vµ møc ®é phøc t¹p cßn rÊt lín. MÆt kh¸c chóng ta ph¶i x©y dùng ngµnh ta tiÕn kÞp víi tr×nh ®é tiªn tiÕn trªn thÕ giíi, x©y dùng nh÷ng hÖ thèng thñy lîi thËt hoµn chØnh, ¸p dông nh÷ng thµnh tùu khoa häc tiªn tiÕn nh− c¬ giíi ho¸, ®iÖn khÝ ho¸, tù ®éng ho¸, c«ng nghÖ th«ng tin nh»m hiÖn ®¹i ho¸ c«ng t¸c thuû lîi. Bªn c¹nh ®ã, c«ng t¸c qu¶n lý hÖ thèng còng v« cïng quan träng nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ phôc vô vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ cña hÖ thèng thuû lîi, gãp phÇn vµo c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc. Nh÷ng c¬ së lý luËn, c¸c nguyªn lý, nguyªn t¾c, c«ng thøc tÝnh to¸n ®−îc giíi thiÖu trong gi¸o tr×nh nµy ®Òu x©y dùng ë d¹ng tæng qu¸t mµ kh«ng ®i vµo c¸c tr−êng hîp cô thÓ v× thùc tÕ phøc t¹p mu«n h×nh mu«n vÎ. V× vËy, khi nghiªn cøu c¸c vÊn ®Ò chuyªn m«n cÇn n¾m thËt ch¾c nh÷ng lý luËn c¬ b¶n, hiÓu ®−îc b¶n chÊt vÊn ®Ò, biÕt ®−îc nh÷ng yÕu tè ¶nh h−ëng ®Ó cã thÓ vËn dông mét c¸ch s¸ng t¹o c¸c nguyªn lý chung, c¸c c«ng thøc vµo ®iÒu kiÖn cô thÓ cña tõng vïng. Tr¸nh ¸p dông mét c¸ch m¸y mãc vµ còng tr¸nh chñ nghÜa kinh nghiÖm ¸p dông mét c¸ch tuú tiÖn thiÕu nh÷ng c¬ së khoa häc. Khi gi¶i quyÕt mét vÊn ®Ò trong chuyªn ngµnh th−êng ®éng ch¹m ®Õn mét lo¹t vÊn ®Ò liªn quan thuéc c¸c chuyªn ngµnh kh¸c vµ lu«n lu«n x¶y ra m©u thuÉn víi nhau. Chóng ta ph¶i cã mét kiÕn thøc tæng hîp vµ cã kh¶ n¨ng kh¸i qu¸t cao, ®ång thêi l¹i ph¶i ph©n tÝch ®−îc b¶n chÊt nh÷ng yÕu tè riªng biÖt ®Ó kÕt hîp, dung hoµ c¸c m©u thuÉn, gi¶i quyÕt vÊn ®Ò mét c¸ch hÕt søc s¸ng t¹o nh»m ®−a ra nh÷ng gi¶i ph¸p kü thuËt hîp lý ph¸t triÓn nguån n−íc mét c¸ch bÒn v÷ng ®Ó phôc vô cho ®êi sèng nh©n d©n vµ ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña ®Êt n−íc. C©u hái «n tËp: 1. NhiÖm vô vµ néi dung cña m«n häc? 2. Nh÷ng ®Æc ®iÓm chÝnh cña m«n häc?
20 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi Ch−¬ng 2 Quan hÖ ®Êt - n−íc vμ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng 2.1. ¶nh h−ëng cña n−íc ®èi víi sù ph¸t triÓn cña c©y trång vµ t¸c dông c¶i t¹o ®Êt Nhê cã n−íc, chÊt dinh d−ìng, nhiÖt ®é, ¸nh s¸ng vµ kh«ng khÝ mµ c©y trång ph¸t triÓn b×nh th−êng. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng lÉn nhau vµ cã t¸c dông quan träng ngang nhau kh«ng thÓ thay thÕ nhau ®−îc. Phèi hîp tèt c¸c yÕu tè nµy th× c©y trång ph¸t triÓn thuËn lîi, còng nh− lµm thay ®æi qu¸ tr×nh h×nh thµnh ®Êt, kh«ng ngõng t¨ng ®é ph× cho ®Êt. Trong c¸c yÕu tè trªn, n−íc vµ chÊt dinh d−ìng lµ hai yÕu tè quan träng vµ ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh. Mçi qu¸ tr×nh t¹o thµnh vµ ph©n hñy cña thùc vËt ®Òu lÊy n−íc lµm m«i giíi. N−íc chiÕm ®Õn 80% trong nguyªn sinh chÊt cña thùc vËt. N−íc gióp qu¸ tr×nh ph©n gi¶i chÊt h÷u c¬ trong ®Êt hoÆc c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi kh¸c. Nhê cã n−íc hßa tan c¸c chÊt kho¸ng trong ®Êt trång mµ rÔ c©y míi cã thÓ hót vµ vËn chuyÓn c¸c chÊt ®ã tõ rÔ lªn th©n vµ l¸ ®Ó nu«i c©y. Nhê cã ®Çy ®ñ n−íc trong c¸c tÕ bµo mµ c©y cã thÓ duy tr× ®−îc ¸p lùc b×nh th−êng. 99,8% l−îng n−íc ®· bèc h¬i qua c¸c khÝ khæng ë mÆt l¸ ®Ó ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é cho c©y, b¶o ®¶m sù sinh ho¹t b×nh th−êng cña c©y, chØ cã 0,2% l−îng n−íc lµ tham gia vµo viÖc t¹o thµnh th©n vµ l¸ c©y, l−îng n−íc nµy tuy Ýt nh−ng kh«ng thÓ thiÕu ®−îc. V× vËy ph¶i b¶o ®¶m ®Çy ®ñ l−îng n−íc cho c©y. Kh¶ n¨ng hót n−íc cña rÔ c©y trong ®Êt phô thuéc vµo l−îng ngËm n−íc trong ®Êt vµ nång ®é dung dÞch cña c¸c chÊt trong ®Êt. 2.1.1. ¶nh h−ëng cña n−íc ®Õn kh¶ n¨ng hót n−íc cña c©y trång 1. N¨ng lùc hót n−íc cña rÔ c©y cã thÓ biÓu thÞ b»ng hÖ thøc Ψ Pi − gZ i − ϕXi n U=∑ (2.1) R Pi + R ri i =1 trong ®ã: U - n¨ng lùc hót n−íc cña rÔ, th−êng biÓu thÞ b»ng ¸p lùc hoÆc ®é cao cét n−íc; ΨPi - thÕ n¨ng dÉn cña líp i (bao gåm c¶ kh¶ n¨ng thÈm thÊu);
21 Ch−¬ng 2 - Quan hÖ ®Êt - n−íc vµ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng ϕXi - thÕ n¨ng cña n−íc trong rÔ; RPi - søc c¶n cña ®Êt ë líp i; Rri - søc c¶n cña rÔ, søc c¶n nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo hÖ thøc: R R ri = n ∑ L i n Rn - ®é s©u rÔ; Li - mËt ®é rÔ ë líp i; n - sè líp tÝnh to¸n mËt ®é rÔ c©y. N¨ng lùc hót n−íc cña rÔ c©y cã quan hÖ víi søc gi÷ n−íc cña ®Êt (¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt), mµ ¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt l¹i cã quan hÖ víi ®é Èm cña ®Êt. ¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt tû lÖ nghÞch víi ®é Èm cña ®Êt, ®é Èm cµng bÐ th× lùc gi÷ n−íc cña ®Êt cµng lín vµ ng−îc l¹i. §Ó c©y trång cã thÓ hót ®−îc n−íc tõ trong ®Êt th× ¸p lùc hót cña rÔ c©y ph¶i th¾ng ®−îc ¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt. Ta cã thÓ biÓu diÔn ph−¬ng tr×nh ®¹i sè vÒ lùc gi÷ n−íc trong ®Êt ®−îc biÓu thÞ b»ng thÕ n¨ng: φ = Ha − Ψ + gZ + Pγ (2.2) φ - tæng thÕ n¨ng gi÷ n−íc cña ®Êt, cã thÓ biÓu thÞ b»ng bar hoÆc cm cét n−íc; Ha - lùc hót, khi ®Êt ë tr¹ng th¸i kh« th× xuÊt hiÖn lùc nµy. ¸p suÊt gi÷ n−íc cã thÓ ®¹t hµng chôc, hµng tr¨m bar tïy thuéc vµo tr¹ng th¸i kh« cña ®Êt; Ψ - lùc mao qu¶n, xuÊt hiÖn ë tr¹ng th¸i n−íc mao qu¶n. Lùc nµy bÐ h¬n lùc hót (lùc dÝnh kÕt); gZ - lùc träng tr−êng, lùc nµy xuÊt hiÖn ë tr¹ng th¸i n−íc tù do, biÕn ®æi theo søc hót cña tr¸i ®Êt vµ vÞ trÝ thÕ; Pγ - lùc thñy tÜnh, lùc nµy xuÊt hiÖn khi n−íc trong ®Êt ®· b·o hßa. Tæng thÕ n¨ng gi÷ n−íc cña ®Êt φ thay ®æi theo tr¹ng th¸i Èm cña ®Êt, ®Êt cµng kh« kiÖt, gi¸ trÞ φ cµng lín vµ ng−îc l¹i. ë mét tr¹ng th¸i Èm cña ®Êt, chØ tån t¹i mét thµnh phÇn chiÕm −u thÕ cña c¸c thÕ thµnh phÇn, vÝ dô ë tr¹ng th¸i n−íc liªn kÕt (®Êt rÊt kh«) th× gi¸ trÞ Ha chiÕm −u thÕ, cßn c¸c thµnh phÇn kh¸c bá qua. Trong 4 thµnh phÇn trªn, lùc hót vµ lùc mao qu¶n lµ quan träng nhÊt. Lùc hót lµ do t¸c dông hÊp dÉn ®−îc thùc hiÖn ®èi víi n−íc cña bÒ mÆt ph©n tö ®Êt. Lùc hót cã gi¸ trÞ ®Õn hµng ngµn kg/cm2 mµ t¸c dông trªn kho¶ng c¸ch v« cïng bÐ, chØ 1/10 angstrom (1 angstrom = 10-7mm). Nhê lùc hót n−íc ®−îc gi÷ chÆt trong ph©n tö ®Êt vµ nhê lùc dÝnh c¸c phÇn tö n−íc sÏ liªn kÕt víi nhau vµ t¹o thµnh mµng ë xung quanh phÇn tö ®Êt. Mµng cµng dµy th× ph©n tö n−íc ë bªn ngoµi cña mµng gi÷ l¹i víi lùc rÊt nhá ®Õn khi lùc hót triÖt tiªu. Cã nghÜa lµ lùc hót tû lÖ nghÞch víi ®é dµy cña mµng n−íc phÝa ngoµi ph©n tö ®Êt.
22 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi Cã thÓ nãi r»ng: - §Êt b·o hßa n−íc, ®Ó t¸ch n−íc khái ®Êt th× cÇn n¨ng l−îng bÐ, v× n−íc ®−îc gi÷ víi ¸p lùc nhá; - §Êt cµng kh« th× yªu cÇu ng−îc l¹i; - ë mÆt n−íc tù do (møc n−íc tÜnh) th× ¸p lùc vµ søc c¨ng b»ng 0; - ë mÆt n−íc thñy tÜnh (vïng viÒn mao qu¶n) ¸p lùc lµ ©m, bÐ h¬n ¸p lùc atmosfer (¸p lùc khÝ quyÓn); - ë d−íi mÆt n−íc tù do ¸p lùc lµ d−¬ng, tøc lµ lín h¬n ¸p lùc atmosfer (¸p lùc khÝ quyÓn). C¶ hai lo¹i ¸p lùc ©m vµ d−¬ng ta gäi lµ kho¶ng thÕ ¸p lùc. Theo Schofield ®Ò nghÞ lo¹i ®¬n vÞ x¸c ®Þnh thÕ cña ®é Èm lµ pF (logarit cña thÕ Èm) biÓu thÞ b»ng cm cét n−íc. pF = 0 : Lo¹i ®Êt b·o hßa n−íc; pF = 3 : §Êt Èm ë søc tr÷ n−íc ®ång ruéng; pF = 3,7 : §Êt Èm ë hÖ sè hÐo t¹m thêi; pF = 4,2 : §Êt Èm ë hÖ sè hÐo vÜnh viÔn; pF = 6,5 : §Êt Èm ë hÖ sè hót n−íc; pF = 7 : §Êt gÇn kh« hoµn toµn. §iÒu nµy cã ý nghÜa quan träng vÒ lý thuyÕt vµ thùc tÕ cña søc gi÷ n−íc ®èi víi c¸c lo¹i ®Êt kh¸c nhau. §Êt c¸t cã søc gi÷ n−íc bÐ h¬n søc gi÷ n−íc ë ®Êt sÐt nÕu cïng mét ®é Èm. Do ®ã cã thÓ kÕt luËn: Sù hÊp thô n−íc ®èi víi c©y trång kh«ng chØ quan hÖ víi l−îng % Èm trong ®Êt mµ cßn cã quan hÖ víi søc gi÷ n−íc cña ®Êt. ¸p lùc Èm trong ®Êt b»ng 2atm th× n−íc trong ®Êt ®−îc c©y hÊp thô dÔ dµng. ¸p lùc cÇn thiÕt ®Ó t¸ch n−íc trong ®Êt: - B»ng kh«ng ®èi víi ®Êt b·o hoµ n−íc; ⎛ 1 1⎞ - B»ng ⎜ ÷ ⎟ atm ®èi víi ®Êt cã ®é Èm lµ søc tr÷ n−íc tèi ®a ®ång ruéng; ⎝ 10 3 ⎠ - B»ng (15 ÷ 16) atm ®é Èm t−¬ng ®−¬ng víi hÖ sè c©y hÐo. Quan hÖ gi÷a ®é Èm cña ®Êt vµ ¸p lùc gi÷ Èm cã thÓ biÓu thÞ b»ng biÓu ®å h×nh 2.1. 2. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh søc gi÷ n−íc cña ®Êt Cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p: - Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch träng l−îng. §©y lµ ph−¬ng ph¸p cæ truyÒn, nh−ng mÊt nhiÒu thêi gian. - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh b»ng ¸p lùc kÕ (Tensiometer).
23 Ch−¬ng 2 - Quan hÖ ®Êt - n−íc vµ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh b»ng Ohm kÕ. H×nh 2.1: Quan hÖ gi÷a ®é Èm vµ søc gi÷ Èm cña ®Êt a) Ph−¬ng ph¸p ®o b»ng ¸p lùc kÕ (Tensiometer Richards) CÊu t¹o: Gåm ba bé phËn lµ b×nh xèp, èng chøa n−íc, ¸p lùc kÕ
24 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi H×nh 2.2: Tensiometer ®o ®é Èm cña ®Êt 1- B×nh xèp; 2- èng chøa n−íc; 3- ¸p lùc kÕ Nguyªn lý ®o: Dùa trªn c¬ së c©n b»ng lùc gi÷ Èm trong ®Êt vµ thiÕt bÞ ®o (b×nh xèp hót Èm). C¸ch ®o: + §−a ®Çu cã b×nh xèp vµo trong ®Êt ë vÞ trÝ cÇn ®o (®é s©u nµo ®Êy cña tÇng ®Êt); + N−íc gi÷ trong ®Êt sÏ c©n b»ng víi n−íc tr÷ trong b×nh xèp vµ trong hÖ thèng kÝn; + ¸p lùc t¨ng lªn vµ truyÒn vµo cét n−íc trong èng vµ thiÕt bÞ ®o ¸p lùc (Tensiometer). §ång hå ®o ph©n chia tõ 0 ÷ 100 centibar (1 bar = 1 atm). Theo Marsh ph©n tÝch gi¸ trÞ sè ®äc ®−îc trªn Tensiometer nh− sau: - Sè ®äc n»m gi÷a 10 vµ 25 lµ ®iÒu kiÖn lý t−ëng, thÝch hîp gi÷a tû lÖ n−íc vµ kh«ng khÝ ®èi víi c©y trång c¹n. - Sè ®äc tõ 40 ÷ 50: NhiÒu lo¹i c©y trång rÔ s©u tõ 50cm b¾t ®Çu thiÕu n−íc. - Sè ®äc 70: §Êt cã kÕt cÊu trung b×nh vµ c©y trång cã rÔ ph¸t triÓn ®Õn 75cm cÇn t−íi. - Sè ®äc 70: T−íi cã thÓ b¾t ®Çu (2 ÷ 3 ngµy) sau khi ®äc sè nµy. - Sè ®äc 80: CÇn t−íi ®èi víi hÇu hÕt c¸c lo¹i c©y trång. Nh÷ng tiÖn lîi cña lo¹i thiÕt bÞ nµy: - Cã thÓ ®o liªn tôc; - Gi¸ thµnh thiÕt bÞ kh«ng ®¾t, dÔ chÕ t¹o; - X¸c ®Þnh ®é Èm nhanh ë thêi ®iÓm Èm cña ®Êt; - Sai sè chØ kho¶ng ± 2%. Nh−îc ®iÓm: - ChØ ®o ®−îc tõ 0 ÷ 0,85 atm, víi ®Êt cã ¸p lùc gi÷ n−íc cao h¬n th× kh«ng khÝ sÏ chui vµo b×nh xèp vµ thiÕt bÞ ngõng ho¹t ®éng - Kh«ng sö dông ®−îc ë ®é s©u lín. b) §o b»ng Ohm kÕ ThiÕt bÞ sÏ kh¾c phôc ®−îc nh−îc ®iÓm cña thiÕt bÞ trªn. Bouyoucos ®· nghiªn cøu chÕ t¹o lo¹i thiÕt bÞ nµy. CÊu t¹o: gåm ba bé phËn chÝnh 1. Ohm kÕ; 2. Mét hép xèp; 3. Hai d©y nèi víi hai ®iÖn cùc.
25 Ch−¬ng 2 - Quan hÖ ®Êt - n−íc vµ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng Nguyªn lý: Dùa trªn quan hÖ gi÷a ®iÖn trë vµ ¸p lùc gi÷ Èm trong ®Êt, mµ ®é Èm cña ®Êt l¹i quan hÖ víi ¸p lùc gi÷ Èm. Quan hÖ nµy ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng 2.1. 1 1 : Ohmetre 2 : D©y c¸ch ®iÖn 3 : Hép xèp 2 D©y c¸ch ®iÖn phÝa ngoµi 3 H×nh 2.3: ThiÕt bÞ ®o ®é Èm cña ®Êt b»ng Ohmetre B¶ng 2.1 - Quan hÖ gi÷a lùc gi÷ Èm vµ ®iÖn trë Lùc gi÷ Èm (atm) §iÖn trë (Ohm) 0 300 0,5 1100 1,0 2500 2,0 8500 4,0 29000 8,0 80000 TiÖn lîi cña thiÕt bÞ: - Lµm viÖc rÊt nhÑ nhµng; - §o ®−îc nhiÒu ®iÓm cïng mét lóc; - Sai sè chØ ®¹t ±1%; - §o ®−îc ¸p lùc lín (®èi víi ®Êt kh«). 3. C¸c chØ sè vËt lý cña ®Êt cã quan hÖ ®Õn kh¶ n¨ng hót n−íc cña c©y a) HÖ sè hót n−íc βh
26 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi HÖ sè nµy biÓu hiÖn l−îng n−íc mµ ®Êt kh« ë 105°C cã thÓ hót n−íc trong kh«ng khÝ gÇn b·o hoµ h¬i n−íc. HÖ sè nµy sÏ ®−îc biÓu thÞ b»ng % cña träng l−îng ®Êt kh« sÊy ë 105°C. Gi¸ trÞ nµy thay ®æi theo lo¹i ®Êt, cÊu t¹o ®Êt, ®Æc biÖt lµ l−îng sÐt chøa trong ®Êt víi l−îng mïn. b) HÖ sè hÐo βch HÖ sè hÐo ®−îc biÓu thÞ b»ng l−îng chøa Èm cã trong ®Êt mµ ë ®ã c©y trång sÏ bÞ hÐo vµ chÕt. - HÖ sè hÐo còng biÓu thÞ b»ng % träng l−îng ®Êt kh« sÊy ë 1050C. - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chñ yÕu b»ng thùc nghiÖm. - Víi ph−¬ng ph¸p gi¸n tiÕp cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng hÖ thøc kinh nghiÖm. βch = 1,5βh βch = 0,05 + 0,35A HoÆc: A: L−îng chøa sÐt trong ®Êt (%). c) §é Èm tèi ®a ®ång ruéng β®r §é Èm tèi ®a ®ång ruéng β®r lµ ®é Èm cã trÞ sè mµ khi ®é Èm cña ®Êt v−ît qu¸ trÞ sè nµy th× sinh ra n−íc träng lùc. §é Èm tèi ®a ®ång ruéng cßn ®−îc gäi lµ ®é Èm lín nhÊt cña ®Êt, nã thÓ hiÖn kh¶ n¨ng gi÷ n−íc tèi ®a cña ®Êt. Gi¸ trÞ nµy th−êng thay ®æi theo cÊu tróc vµ kÕt cÊu cña tõng lo¹i ®Êt. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh β®r theo cÊu tróc ®Êt tù nhiªn, chän diÖn tÝch 1/1 hoÆc 4/4m, xung quanh ®ãng v¸n cõ ë ®é s©u 0,5m. T−íi n−íc ®Õn khi b·o hoµ råi ®Ó n−íc tho¸t ®i. §Êt kh« hoµn toµn ThÝch hîp cho Kh«ng thÝch hîp ThÝch hîp cho kÐo dµi sù sèng víi c©y trång N−íc hót (liªn kÕt) HÖ sè hót n−íc ë kh«ng khÝ b·o hßa N−íc mao qu¶n HÖ sè hÐo sù t¨ng tr−ëng §é Èm tèi ®a ®ång ruéng N−íc träng lùc D− n−íc ph¶i tiªu víi c©y trång c¹n §é Èm b·o hßa
27 Ch−¬ng 2 - Quan hÖ ®Êt - n−íc vµ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng H×nh 2.4: S¬ ®å quan hÖ vÒ c¸c ®Æc tr−ng vËt lý víi tr¹ng th¸i n−íc Sau 1 ÷ 3 ngµy ®èi víi ®Êt nhÑ, 4 ÷ 6 ngµy ®èi víi ®Êt nÆng th× lÊy mÉu ph©n tÝch x¸c ®Þnh ®é Èm β®r mçi ngµy 2 lÇn; x¸c ®Þnh 2 ÷ 3 lÇn liªn tôc ë cïng ®é s©u, sÏ nhËn ®−îc ®é Èm xÊp xØ nhau, ®ã chÝnh lµ ®é Èm tèi ®a ®ång ruéng. 4. VÒ ®é Èm thÝch hîp vµ ®é Èm thÝch hîp bÐ nhÊt ®èi víi c©y trång c¹n §é Èm thÝch hîp bÐ nhÊt trong ®Êt lµ ®é Èm cÇn duy tr× tèi thiÓu, kh«ng ®−îc phÐp gi¶m d−íi gi¸ trÞ ®ã trªn chiÒu s©u ph¸t triÓn cña bé rÔ c©y chÝnh ®Ó ®¶m b¶o c©y ph¸t triÓn tèi −u vµ cho n¨ng suÊt lín nhÊt trªn 1ha. Cã ba quan ®iÓm x¸c ®Þnh ®é Èm nµy: a) Quan ®iÓm thø nhÊt: Theo quan ®iÓm cña Veihmeyer vµ Hendrickson C¸c t¸c gi¶ nµy cho r»ng ®é Èm thÝch hîp ®èi víi c©y trång lµ b»ng hiÖu sè gi÷a ®é Èm tèi ®a ®ång ruéng β®r vµ hÖ sè hÐo βch: (β®r - βch) theo quan hÖ ®−êng th¼ng n»m ngang. B»ng mét lo¹t thùc nghiÖm trªn c¸c v−ên c©y ¨n qu¶, ng−êi ta ®· ph¶n ®èi quan ®iÓm nµy. H×nh 2.5: Quan hÖ gi÷a ®é Èm vµ n¨ng suÊt c©y trång b) Quan ®iÓm thø hai: Theo Dolgov, Rode vµ Richards cho r»ng l−îng n−íc thÝch hîp trong ®Êt ®èi víi c©y lµ gi¶m dÇn tõ ®é Èm tèi ®a ®ång ruéng ®Õn hÖ sè hÐo mét c¸ch ®ång nhÊt theo ®−êng th¼ng. 100% 75 N¨ng suÊt ®¹t ®−îc 50 25 0 100 (β®r) 75 50 25 0 B B HÖ sè hÐo (βch) L−îng n−íc thÝch hîp B B
28 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi H×nh 2.6: Quan hÖ gi÷a n¨ng suÊt vµ l−îng n−íc thÝch hîp Theo quan ®iÓm nµy ®Ó b¶o ®¶m ®é Èm trong ®Êt lu«n lu«n ®¹t ®−îc gi¸ trÞ cao th× ph¶i t−íi rÊt dµy vµ víi l−îng n−íc nhá. Lý thuyÕt nµy kh«ng ®óng ®¾n hoµn toµn. c) Quan ®iÓm thø ba: §a sè nhµ nghiªn cøu ®Òu cho r»ng l−îng n−íc thÝch hîp cã quan hÖ víi ¸p lùc gi÷ n−íc trong ®Êt (cÊu tróc lo¹i) vµ thay ®æi theo d¹ng ®−êng cong. 100% §Êt nhÑ §Êt trung b×nh 75 N¨ng suÊt ®¹t ®−îc §Êt nÆng 50 25 0 100 (β®r) 75 50 25 0 HÖ sè hÐo βch L−îng n−íc thÝch hîp H×nh 2.7: Quan hÖ gi÷a n¨ng suÊt ®¹t ®−îc vµ l−îng n−íc thÝch hîp [35] Tõ nh÷ng lý do trªn ®i ®Õn x¸c ®Þnh ®é Èm thÝch hîp bÐ nhÊt trong ®Êt cÇn duy tr× kh«ng chØ cã quan hÖ víi ®é Èm tèi ®a ®ång ruéng (β®r) mµ cßn cã quan hÖ víi tÝnh chÊt cña ®Êt. §é Èm tèi ®a ®ång ruéng 100 90 80 75% thÝch hîp §é Èm thÝch hîp % §Êt sÐt 70 60 50% thÝch hîp 50 HÖ sè hÐo 40 §Êt thÞt 30 25% thÝch hîp 20 §Êt c¸t 10 (βch) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ¸p lùc gi÷ Èm thÝch hîp (atm) H×nh 2.8: Quan hÖ gi÷a ®é Èm thÝch hîp vµ ¸p lùc gi÷ Èm cña ®Êt [35] Tõ biÓu ®å trªn ta thÊy:
29 Ch−¬ng 2 - Quan hÖ ®Êt - n−íc vµ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng ë ®é Èm thÝch hîp 75% th×: - §Êt sÐt lµ 2 atm - §Êt thÞt lµ 1 atm - §Êt c¸t lµ 0,5 atm ë ®é Èm thÝch hîp 50% th×: - §Êt sÐt lµ 4,5 atm - §Êt thÞt lµ 2 atm - §Êt c¸t lµ 1,0 atm ë ®é Èm thÝch hîp 25% th×: - §Êt sÐt lµ 9 atm - §Êt thÞt lµ 6 atm - §Êt c¸t lµ 2 atm Tõ ®ã ng−êi ta x¸c ®Þnh ®é Èm thÝch hîp ®èi víi c©y trång lµ t−¬ng øng víi ¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt lµ 2 atm. Do ®ã ®i ®Õn x¸c ®Þnh ®é Èm bÐ nhÊt thÝch hîp cã thÓ x¸c ®Þnh theo c¸c hÖ thøc sau: 3 (βdr − βch ) βmin = βch + - §Êt sÐt: 4 3 = βch + ( βdr − βch ) βmin - §Êt thÞt: 2 3 = βch + ( βdr − βch ) βmin - §Êt c¸t: 1 Trong ®Êt mÆn th× βmin cßn cã quan hÖ víi nång ®é muèi trong ®Êt. Mét sè tµi liÖu còng ®Ò nghÞ vÒ ®é Èm giíi h¹n (®é Èm giíi h¹n d−íi cÇn duy tr×). βcr = (0,55 ÷ 0,65)β®r - §Êt c¸t vµ c¸t pha: βcr = (0,65 ÷ 0,75)β®r - §Êt sÐt trung b×nh vµ sÐt nhÑ: βcr = (0,75 ÷ 0,85)β®r - §Êt sÐt pha vµ sÐt: Ng−êi ta ®· x©y dùng s¬ ®å tæng hîp quan hÖ gi÷a d¹ng n−íc, ®Æc tr−ng vËt lý vµ ®é Èm thÝch øng. Kh¶ n¨ng b·o hßa N−íc d−, thiÕu kh«ng khÝ N−íc rÊt dÔ hÊp thô Kh¶ n¨ng mao qu¶n N−íc tù do Kh¶ n¨ng tr÷ n−íc tèi ®a ®ång ruéng N−íc dÔ hÊp thô N−íc §é Èm gi¸n ®o¹n cña sù liªn tôc mao qu¶n liªn kÕt hãa häc N−íc chËm vµ khã hÊp thô HÖ sè hÐo HÖ sè hót n−íc lín nhÊt Kh¶ n¨ng lín nhÊt cña sù hót n−íc N−íc kh«ng hÊp thô N−íc ®−îc ®èi víi thùc vËt liªn kÕt chÆt Kh« hoµn toµn
30 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi H×nh 2.9: S¬ ®å tæng hîp vÒ quan hÖ gi÷a d¹ng n−íc ®Æc tr−ng vËt lý vµ ®é Èm thÝch hîp ®èi víi c©y trång 2.1.2. ¶nh h−ëng cña n−íc trong ®Êt ®èi víi chÕ ®é tho¸ng khÝ cña ®Êt trång Trong khe rçng cña ®Êt cã n−íc vµ kh«ng khÝ, n−íc nhiÒu th× kh«ng khÝ Ýt vµ ng−îc l¹i. §Ó b¶o ®¶m c©y cã thÓ h« hÊp thuËn lîi, ë ruéng trång c©y trång c¹n, thÓ tÝch kh«ng khÝ ph¶i b¶o ®¶m lín h¬n 10% thÓ tÝch khe rçng. NÕu n−íc qu¸ nhiÒu th× rÔ c©y sÏ h« hÊp khã kh¨n vµ khi ®ã rÔ c©y tiÕt ra chÊt ®éc. NÕu t×nh tr¹ng thiÕu kh«ng khÝ kÐo dµi th× sù h« hÊp sÏ kÐm ®i vµ cuèi cïng sÏ ngõng h¼n. V× vËy ®èi víi c©y trång c¹n mµ ®Ó n−íc ngËp qu¸ 1 ÷ 2 ngµy th× ¶nh h−ëng ®Õn sù sinh tr−ëng b×nh th−êng cña c©y trång. NÕu ngËp l©u th× c©y trång sÏ chÕt. §èi víi c©y lóa do cÊu t¹o th©n c©y cã thÓ sèng d−íi n−íc ®−îc, v× c©y lóa cã thÓ lÊy kh«ng khÝ tõ trªn th«ng qua èng rçng cña l¸ vµ th©n ®Ó cung cÊp cho bé rÔ h« hÊp. Tuy vËy nÕu ngËp qu¸ s©u, thiÕu ¸nh s¸ng lóa kh«ng hót ®−îc thøc ¨n sÏ ®Î kÐm lµm ®ßng muén vµ chÝn chËm, s¶n l−îng sÏ gi¶m thÊp. NÕu ®Ó ngËp qu¸ s©u, ®Ó b¶o ®¶m sù h« hÊp, c©y sÏ v−¬n cao, èng th«ng h¬i sÏ më réng, èng c©y lín lªn vµ tÕ bµo máng, th©n c©y mÒm yÕu sÏ dÔ bÞ ®æ. MÆt kh¸c, do thiÕu kh«ng khÝ, bé rÔ sÏ kÐm ph¸t triÓn vµ sÏ kh«ng c¾m s©u vµo ®Êt vµ kh«ng gi÷ ®−îc c©y v÷ng ch¾c. §é ngËp cña lóa theo giai ®o¹n sinh tr−ëng, ®é ngËp th−êng t¨ng theo giai ®o¹n ph¸t triÓn cña lóa. 2.1.3. ¶nh h−ëng cña n−íc trong ®Êt ®Õn chÕ ®é nhiÖt cña ®Êt Ta dïng kh¸i niÖm tû nhiÖt ®Ó gi¶i thÝch vÊn ®Ò nµy. Theo ®Þnh nghÜa tû nhiÖt lµ nhiÖt l−îng s¶n sinh trong m«i tr−êng ®Êt ë ®é Èm nhÊt ®Þnh. NÕu ta dïng tû nhiÖt cña n−íc lµm 1 chuÈn, xem lµ 1 th× tû nhiÖt cña kh«ng khÝ chØ b»ng lÇn tû nhiÖt cña n−íc mµ tû nhiÖt 3300 11 cña ®Êt kh« b»ng ÷ tû nhiÖt cña n−íc. VÝ dô, tû nhiÖt cña c¸t lµ 0,19, tû nhiÖt cña ®Êt 45 sÐt lµ 0,22 vµ tû nhiÖt cña ®Êt bïn lµ 0,25 tû nhiÖt cña n−íc. Khi ®é Èm trong ®Êt bÐ sÏ dÉn ®Õn nhiÖt l−îng trong ®Êt sÏ bÐ vµ ng−îc l¹i. Lîi dông tÝnh chÊt ®ã cã thÓ rót bít n−íc trong ®Êt ®Ó gi¶m nhiÖt ®é trong ®Êt hoÆc ng−îc l¹i ®Ó t¹o ®−îc nhiÖt ®é phï hîp víi yªu cÇu cña c©y. NhiÖt l−îng cña m«i tr−êng ®Êt cã quan hÖ víi ®é Èm cña ®Êt theo tû lÖ thuËn, ®é Èm lín, nhiÖt l−îng sÏ t¨ng vµ ng−îc l¹i. B¶ng 2.2 - Quan hÖ gi÷a ®é Èm vµ nhiÖt l−îng trong ®Êt §é Èm 0 20 50 70 100 3 NhiÖt l−îng (%) Calo/m )