Trạm bơm tiêu và trạm bơm tưới tiêu kết hợp

Trạm bơm tiêu được xây dựng để bơm nước từ kênh tiêu hở, từ các giếng khoan đứng, từ các hố móng của vùng ngập nước... Ở nước ta do các sông chia cắt ruộng đất thành từng vùng có đê ngăn lũ bảo vệ, do vậy về mùa mưa, lũ mực nước sông lên cao hơn mặt ruộng trong đồng , nước thừa trong đồng không tiêu tự chảy ra sông được gây nên úng ngập đồng, do vậy cần phải bơm tiêu úng chủ động.

Trạm bơm tiêu được phân ra các loại: trạm tiêu nước mặt, trạm tiêu nước ngầm, trạm bơm tiêu kết hợp cả nước mặt lẫn nước ngầm.

Thời gian làm việc của các trạm bơm tiêu cũng khác nhau: các trạm bơm tiêu nước lũ và nước mưa rào làm việc có tính chu kỳ, thời gian ngắn trong năm, còn bơm nước ngầm thông thường làm việc quanh năm. Ở nước ta hiện nay chủ yếu là tiêu nước mặt cho cây trồng. Trạm bơm tiêu có những đặc điểm sau:

- Lưu lượng bơm rất không đều và rất lớn. Mức độ không đều tùy thuộc nhiều vào sự giao động của nước mặt và nước ngầm.

- Làm việc gián đoạn. Thời gian trạm không làm việc tùy thuộc vào sưc chứa của dung tích điều tiết và thời gian ngập cho phép của khu vực.Thời gian trạm bơm tiêu làm việc trong năm tuy ít nhưng rất căng thẳng.

- Cột nước cần bơm thấp nhưng thay đổi liên tục.

- Lưu lượng tính toán của các máy bơm chính trong trạm bơm tiêu được chọn cần phải tính đến ngập cục bộ có thể xảy ra trong thời gian ngắn. Bởi vậy phần trên của kết cấu dưới nước nhà máy và sàn phần trên nhà máy cần phải đặt cao hơn từ ≥ 0,5 m so với cao trình nền hoặc mực nước tính toán lớn nhất khi có sóng dâng.

Trong điều kiện vào thời điểm nào đó các kênh tiêu có khả năng tháo tự chảy thì cần xem xét tính hợp lý việc xây dựng công trình tháo tự chảy. Công trình tháo tự chảy đặt tách biệt với nhà máy bơm nếu lưu lượng tháo tự chảy lớn hơn lưu lượng của trạm bơm; hoặc công trình tự chảy kết hợp với nhà máy nếu như lưu lượng này không vượt quá lưu lượng của trạm bơm và không được mở rộng phần dưới nước của nhà máy. Để mái dôc kênh tháo không bị phá hoại thì lưu lượng của trạm cần được thay đổi một cách đều đặn. Yêu cầu này sẽ đạt được ở các trạm bơm có số lượng tổ máy bơm chính nhiều hoặc có đặt các máy bơm " thay thế " hoặc các máy bơm có khả khả năng thay đổi số vòng quay.

Một số trạm bơm tiêu do chênh lệch lưu lượng và cột nước tiêu nhiều có thể phải chọn một số máy bơm khác loại trong một nhà máy để tránh việc chọn quá nhiều máy bơm chính không kinh tế. Tuy nhiên chọn như vậy sẽ gây khó khăn cho quản lý, vận hành.

Kênh tiêu thường mang một lượng rác và vật trôi lớn bởi vậy trạm bơm tiêu phải trang bị lưới chắn rác an toàn. Hình 8 - 13 dưới đây trình bày các sơ đồ chung của trạm bơm tiêu. Thành phần của trạm phụ thuộc vào các thông số của trạm và điều kiện thiên nhiên nơi đặt trạm:

- Khi cột nước trạm tương đối nhỏ ( đến 5 m ) và với việc dùng máy bơm lớn, nhà máy bơm có thể làm kết hợp với công trình tháo .Thường dùng đường ống dẫn để đưa nước cần tiêu đến nhà máy bơm. Khi đường ống làm chức năng kênh chính vận chuyển nước thì trạm bơm được thiết kế như trạm bơm nâng cấp II thông thường. Còn nếu như đường ống làm việc với chế độ thường xuyên không đầy, thì trước nhà máy đặt một bể điều tiết lấy mực nước lớn nhất trong bể thấp hơn tâm đường ống

Các sơ đồ trạm bơm tiêu.

a), ) - Sơ đồ bố trí tách biệt và kết hợp nhà máy với công tháo tự chảy ; b) - sơ đồ trạm không có công trình tháo tự chảy ; ) - trạm bơm bố trí trên ống tiêu ;  ) - trạm bơm lấy nước từ giếng tháo: 1- sông ( hoặc hồ chứa ); 2- đê; 3- cống tháo tự chảy; 4- bể tập trung; 5- kênh dẫn; 6,10 - lưới chắn rác và bể tháo; 7 - bể hút ; 8 - nhà máy; 9 - ống đẩy; 11- giếng góp nước tiêu.

Ở nước ta việc tưới và tiêu nước cho một vùng sản xuất nông nghiệp là một trong những đặc điểm thường gặp của công tác thủy lợi vì canh tác nông nghiệp có hai ba vụ trong năm, mưa nắng lại bất thường gây nên lúc úng lúc hạn xen kẻ nhau. Do vậy, xây trạm bơm tưới tiêu kết hợp sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng máy và công trình, hạ giá thành hơn so với việc xây các trạm bơm tưới và trạm bơm tiêu riêng. Vì lợi ích này nên khi có điều kiện cho phép cần quan tâm hơn đến việc chọn sơ đồ trạm tưới tiêu kết hợp. Với loại trạm bơm này khi bố trí các công trình cần chú ý đến chất lượng nước bơm lên khi tiêu để bố trí công trình ngăn sự chua hóa đồng ruộng. Phương pháp thiết kế công trình và lựa chọn thiết bị đối với trạm bơm tưới tiêu kết hợp nói chung không có gì khác như đối với trạm bơm thông thường mà chỉ cần làm sao bảo đảm hai nhiệm vụ tưới, tiêu.

Các công trình trong trạm bơm tưới tiêu kết hợp nên tận dụng sử dụng chung cho hai mục đích để giảm đầu tư và chú ý yếu tố thuận tiện cho quản lý. Sự khác biệt nhiều hay ít giữa hai mực nước ở hai bể tháo khi tưới và khi tiêu cũng có ảnh hưởng nhiều đến việc chọn sơ đồ bố trí các thành phần công trình của trạm. Dưới đây giới thiệu một số sơ đồ bố trí của trạm khi mực nước ở hai chế độ có mức độ chênh lệch khác nhau và cách làm việc của một trạm bơm tưới tiêu kết hợp ( xem Hình 8 - 14 ).

Hình 8 - 14,a là sơ đồ bố trí các công trình khi chênh lệch mực nước ở bể tháo tưới 7 và bể tháo tiêu 8 chênh lệch nhau nhiều và lưu lượng tiêu nhỏ hơn lưu lượng tưới, phải

dùng hai bể tháo có cao trình khác nhau. Mực nước bể tháo tưới cao hơn mực nước bể tháo tiêu và dùng ống rẻ để đưa nước về bể tháo tiêu. Hoạt động của trạm tưới tiêu theo sơ đồ nầy như sau:

Các sơ đồ bố trí trạm bơm tưới tiêu kết hợp.

a) Sơ đồ trạm khi mực nước hai bể tháo chênh lệch nhiều;

b) Sơ đồ trạm khi mực nưóc hai bể tháo ít chênh lệch.

Thời đoạn tưới: mở cống 2 để lấy nước từ sông vào bể hút 3, các van khác trên đường ống rẻ 10 được đóng lại. Nước được bơm lên bể tháo tưới 7 và dẫn vào kênh tưới chính đến nơi cần tưới. Thời đoạn tiêu nước từ kênh tiêu 4 ra sông: đóng cống 2 và các van 11, mở các van 10, nước từ kênh tiêu 4 về bể hút 3và được bơm vào bể tháo tiêu 8, mở cửa tháo 9 để dẫn nước tiêu ra sông. Hình thức bố trí này được áp dụng khi lưu lượng của trạm bơm nhỏ, khi lưu lượng lớn thì đường kính các đường ống 10 và 11 sẽ phải lớn, yêu cầu các cửa van khóa phải lớn làm phức tạp và việc điều khiển van sẽ khó khăn nhiều hơn. Mặt khác khi lưu lượng tiêu lớn hơn lưu lượng tưới nhiều thì phải bố trí thêm một số máy bơm tiêu riêng, như vậy việc kết hợp chỉ có được ở một số hạng mục công trình còn hiệu quả sử dụng máy sẽ gỉam thấp, tính ưu việt của loại hình tưới tiêu kết hợp bị giảm.

Hình 8 - 14,b trình bày sơ đồ bố trí và hoạt động của trạm bơm tưới tiêu kết hợp khi mực nước yêu cầu ở hai bể tháo tưới và tiêu chênh lệch nhau rất ít ( dưới 1 m ), trường hợp này có thể dùng tường chắn để dâng mực nưóc trong bể tháo khi yêu cầu mực nước cao hơn và dùng bể tháo 6 chung cho hai mục đích. Hoạt động của trạm như sau: Thời đoạn tưới: mở cống 2 lấy nước tưới từ sông vào bể hút 3( các của van của kênh tiêu 8 và

van 9 của kênh tháo tiêu ra sông đã bị đóng ) và được bơm lên bể tháo chung 6, theo kênh dẫn 7 đưa đi tưới. Thời đoạn tiêu nước: đóng các cống lấy nước tưới 2 và kênh tháo tưới 7, mở cửa van kênh tiêu 8 đưa nước về bể hút 3, bơm nuớc lên bể tháo chung 6 và dẫn nước tiêu ra sông qua cưả tháo 9 đã mở.

Hình 8 - 15 trình bày só đồ bố trí trạm bơm tưới tiêu kết hợp ở vùng bắc sông Đuống

Sơ đồ khác về bố trí trạm bơm tưới tiêu kêt hợp.

1- kênh tiêu; 2- bể hút; 3- nhà máy bơm; 4- bể tháo; 5- kênh tháo tiêu; 6- kênh tưới nam;7- kênh tưới bắc; 8- cầu máng; 9- cống lấy nước tưới; 10- kênh dẫn lấy nước tưới.