Cơ sở lý luận và thực tiễn
Cơ sở lý luận
2.1.1 Lý luận về công trình thủy lợi
2.1.1.1 Các khái niệm a Thủy lợi
Theo Giáo trình Quản lý công trình thủy lợi (2005), thủy lợi là thuật ngữ truyền thống liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng khoa học công nghệ trong việc đánh giá, khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên nước và môi trường Thủy lợi không chỉ hỗ trợ tưới tiêu cho các vùng đất khô, giúp cây trồng phát triển, mà còn cung cấp nước trong thời gian thiếu mưa Hơn nữa, thủy lợi còn có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thực vật khỏi sương giá, kiểm soát sự phát triển của cỏ dại và ngăn ngừa sự cố kết đất.
Thủy lợi là các biện pháp khai thác tài nguyên nước nhằm mang lại lợi ích cho con người, bao gồm khai thác nước mặt và nước ngầm qua hệ thống bơm hoặc cung cấp nước tự chảy Tài nguyên nước cung cấp nhiều lợi ích thiết yếu như nước cho sản xuất nông nghiệp, phát triển công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp nông thôn, cũng như nước phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày (Pháp lệnh Khai thác và bảo vệ CTTL số 32, 2001).
Thủy lợi thường được nghiên cứu song song với hệ thống tiêu thoát nước, bao gồm cả các hệ thống tự nhiên và nhân tạo nhằm quản lý nước mặt và nước ngầm trong một khu vực cụ thể Các công trình thủy lợi và hệ thống công trình thủy lợi đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết nguồn nước, hỗ trợ sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường.
Theo Từ điển tiếng Việt của Viện ngôn ngữ học, “Công trình” là tổ hợp xây dựng đòi hỏi phải sử dụng kỹ thuật phức tạp
Công trình thủy lợi là một phần quan trọng của hạ tầng, có chức năng khai thác và quản lý nguồn nước, đồng thời bảo vệ môi trường và duy trì cân bằng sinh thái Các công trình này bao gồm hồ chứa nước, đập, cống, trạm bơm, giếng, đường ống dẫn nước, kênh và đê kè, được xây dựng từ nhiều vật liệu như đất, đá, bê tông và gỗ Chúng có vai trò điều chỉnh dòng chảy của nước từ sông, suối, nước mặn, nước ngầm đến nước biển, tạo ra điều kiện thủy lực cần thiết cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và đời sống hàng ngày.
Hệ thống công trình thủy lợi bao gồm các công trình thủy lợi liên quan chặt chẽ đến quản lý, vận hành và bảo vệ trong một lưu vực hoặc khu vực cụ thể.
2.1.1.2 Phân cấp và phân loại công trình thủy lợi a Phân cấp công trình thủy lợi
Bảng 2.1 Phân cấp công trình thủy lợi
Loại công trình và năng lực phục vụ Đơn vị tính
Cấp công trình Đặc biệt I II III IV
1 Diện tích được tưới hoặc diện tích tự nhiên khu tiêu
2 Hồ chứa nước có dung tích ứng với mực nước dâng bình thường
3 Công trình cấp nguồn nước chưa xử lý cho các ngành sử dụng nước khác có lưu lượng m 3 /s > 20 >10 ÷ 20 >2 ÷ 10 ≤ 2 -
4 Đập vật liệu đất, đất - đá có chiều cao lớn nhất m A > 100 >70 ÷ 100 >25 ÷ 70
5 Đập bê tông, bê tông cốt thép các loại và các CTTL chịu áp khác có chiều cao m
6 Tường chắn có chiều cao
Quy chuẩn QCVN04-05: 2012 của Bộ Nông nghiệp và PTNT phân loại công trình thành 5 cấp độ: cấp đặc biệt, cấp I, cấp II, cấp III và cấp IV, dựa trên quy mô và tầm quan trọng của công trình đối với phát triển kinh tế - xã hội, an ninh và quốc phòng Mỗi cấp độ sẽ có yêu cầu kỹ thuật riêng, trong đó công trình cấp đặc biệt có yêu cầu kỹ thuật cao nhất, giảm dần ở các cấp thấp hơn (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2012).
Cấp CTTL được xác định dựa trên năng lực phục vụ, khả năng trữ nước của hồ chứa và đặc tính kỹ thuật của công trình Chính phủ quy định tiêu chuẩn CTTL và hệ thống CTTL quan trọng Quốc gia dựa trên quy mô, ý nghĩa kinh tế - xã hội, quốc phòng và an ninh Đồng thời, công trình thủy lợi cũng được phân loại theo các tiêu chí này.
Theo Pháp lệnh Khai thác và bảo vệ CTTL số 32/2001/PL-UBTVQH ngày 04/4/2001 của UBTVQH, CTTL được phân loại dựa trên nhu cầu sử dụng và các yếu tố tự nhiên như chế độ thuỷ văn, nguồn nước, điều kiện địa chất, địa hình và vật liệu xây dựng Điều này cho thấy CTTL có nhiều loại khác nhau với quy mô và tính chất đa dạng Dưới đây là sự phân loại CTTL theo một số đặc trưng chính.
Theo chức năng và nhiệm vụ, công trình thủy lợi (CTTL) được phân chia thành bốn nhóm chính: Công trình dâng nước, nhằm tạo ra sự dâng mực nước phục vụ cho các mục đích như tưới tiêu hoặc phát điện; Công trình lấy nước, có nhiệm vụ cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp và tưới tiêu; Công trình dẫn nước, giúp chuyển tải nước từ vị trí này đến vị trí khác trong một khu vực hoặc giữa các lưu vực; và Công trình tháo, xả nước, được sử dụng để tháo nước từ hồ chứa, kết hợp với việc tháo bùn cát hoặc tháo cạn hồ chứa như đập.
Nguồn: Bô Nông nghiệp & PTNT (2012)
1) Đất nền chia thành 3 nhóm điển hình:
- Nhóm B: nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng;
- Nhóm C: nền là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo;
2) Chiều cao công trình được tính như sau:
- Với đập vật liệu đất, đất – đá: chiều cao tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (không kể phần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập;
Chiều cao của các công trình xây dựng bằng bê tông, bao gồm đập và các công trình chịu áp lực khác, được tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh của các cấu trúc như tràn và cống tháo (Nguyễn Thị Vòng, 2012).
Theo phạm vi và mục tiêu sử dụng, công trình thủy lợi (CTTL) được phân chia thành hai nhóm chính: công trình chung, phục vụ cho nhiều ngành và mục đích khác nhau, và công trình chuyên dụng, phục vụ cho một ngành cụ thể như trạm thủy điện, âu thuyền hay hệ thống tưới tiêu (Nguyễn Thị Vòng, 2012).
Theo thời gian sử dụng, công trình được phân loại thành hai loại chính: công trình lâu dài, được sử dụng thường xuyên trong suốt quá trình khai thác, và công trình tạm thời, chỉ sử dụng trong thời gian thi công hoặc sửa chữa công trình lâu dài, như công trình dẫn dòng thi công (Nguyễn Thị Vòng, 2012).
- Theo mục đích và tầm quan trọng: CTTL bao gồm:
Công trình chủ yếu (CTTL) là những công trình mà khi sửa chữa hoặc hư hỏng sẽ gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động bình thường của hệ thống nước, có thể dẫn đến các hậu quả nghiêm trọng như ngập úng và phá hoại các công trình kinh tế xã hội khác Ngược lại, công trình thứ yếu (công trình phụ) khi bị hư hỏng chỉ ảnh hưởng đến hoạt động của CTTL mà không gây ra hậu quả nghiêm trọng, ví dụ như đê hướng dòng, bến cảng phụ, hoặc công trình gia cố bờ.
Ngoài ra, các công trình còn có thể được phân loại dựa trên tổng mức đầu tư, vị trí xây dựng, chiều cao công trình, chiều cao cột nước tác dụng, vật liệu xây dựng và kết cấu xây dựng Sự phân loại chi tiết này thường áp dụng cho từng công trình trong các trường hợp cụ thể (Nguyễn Thị Vòng, 2012).
Tùy thuộc vào tính chất đặc điểm trong khai thác và sử dụng nước mà các CTTL được chia ra thành nhiều loại theo những cấp độ khác nhau
Bảng 2.2 Phân loại các công trình thủy lợi ở Việt Nam
Tại Việt Nam, việc phân loại các công trình thủy lợi (CTTL) được thực hiện theo quy định của Nhà nước, cụ thể là Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285:2002 Bảng phân loại này xác định các loại công trình thủy lợi dựa trên các tiêu chí thiết kế chính, nhằm đảm bảo tính thống nhất và chất lượng trong quá trình xây dựng.
2.1.1.3 Thành phần và cấu tạo hệ thống công trình thủy lợi:
Theo Giáo trình Quản lý công trình thủy lợi (2005), hệ thống CTTL bao gồm:
Cơ sở thực tiễn liên quan đến quản lý khai thác các công trình Thủy Lợi
2.2.1 Kinh nghiệm thực hiện quản lý khai thác các công trình thủy lợi của một số nước trên thế giới
Australia là một quốc gia có nền nông nghiệp và hệ thống thủy lợi phát triển, nhưng thường xuyên phải đối mặt với hạn hán do lượng mưa thấp và ảnh hưởng của hiện tượng El Niño Để ứng phó với tình trạng này, chính phủ và người dân Australia đã triển khai nhiều biện pháp hiệu quả trong quản lý tài nguyên nước và quản lý kinh tế tổng hợp Một ví dụ điển hình là quản lý hệ thống thủy lợi Murray-Darling, lưu vực sông lớn nhất của Australia.
Sông Murray-Darling dài 3.780 km và có diện tích lưu vực lên tới 1.057.000 km², trong đó diện tích tưới đạt 1,5 triệu ha, chiếm 70% tổng diện tích tưới của toàn quốc Tuy nhiên, tổng lượng dòng chảy trung bình hàng năm của sông chỉ đạt 400 m³/s, thấp hơn nhiều so với các sông có diện tích lưu vực tương đương trên thế giới, chẳng hạn như sông Mekông với 15.000 m³/s.
Việc sử dụng và khai thác nguồn lợi từ con sông gặp khó khăn do những thách thức hiện tại Tuy nhiên, nhờ vào các biện pháp quản lý kỹ thuật và phát triển hợp lý, vùng này vẫn có thể đáp ứng tốt các yêu cầu về phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường.
Cây lúa đang dần được thay thế bởi các loại cây trồng và vật nuôi tiêu thụ ít nước hơn nhưng mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn Diện tích tưới cho cỏ cũng đã giảm, nhường chỗ cho việc tưới cây ăn quả có giá trị kinh tế lớn hơn Đồng thời, các loài động vật như cừu, dễ kiếm thức ăn và tiêu thụ ít nước, cũng đang được phát triển mạnh mẽ.
Để đáp ứng nhu cầu tưới tiêu, cung cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt, duy trì dòng chảy sinh thái, đẩy mặn và phục vụ vận tải thủy, nhiều công trình hồ điều tiết nước đã được xây dựng trên các dòng chính và nhánh của sông Murray-Darling Tổng dung tích các hồ này đã tăng từ 5 tỷ m³ vào năm 1930 lên 30 tỷ m³ vào năm 1970 và đạt 34,7 tỷ m³ vào năm 2000 (Trung tâm Đào tạo và Hợp tác Quốc tế, 2014).
Kể từ những năm 1980, Australia đã tiến hành cải cách quản lý tài nguyên nước, tập trung vào việc tăng cường quản lý tại các bang dựa trên tổng hợp lưu vực sông, kết nối chặt chẽ với các lĩnh vực đất, nước và hạ tầng khác, đồng thời chú trọng đến dòng chảy môi trường Hệ thống tưới tiêu được chuyển giao cho người sử dụng nước quản lý dưới hình thức công ty TNHH phi lợi nhuận, không chỉ đảm nhận việc quản lý mà còn cung cấp các dịch vụ thiết kế và lắp đặt thiết bị quản lý nước tự động Doanh thu của các công ty này chủ yếu đến từ dịch vụ tưới tiêu, với sự hỗ trợ tài chính từ nhà nước cho các hoạt động sửa chữa lớn, trong khi trợ cấp giá nước đã được bãi bỏ Tất cả các hoạt động khai thác tài nguyên nước đều yêu cầu giấy phép, và người sử dụng có quyền chuyển nhượng hoặc bán lại lượng nước không sử dụng trong phạm vi được cấp phép, trong đó một phần nước đã được nhà nước mua lại để duy trì dòng chảy môi trường.
Sau khi tổ chức lại, hiệu quả phục vụ sản xuất của hệ thống thủy lợi lưu vực sông Murray-Darling đã tăng rõ rệt Trước đây, nhà nước phải trợ cấp 4 triệu đô la Úc hàng năm cho Công ty quản lý thủy nông, nhưng hiện tại tổng giá trị tài sản của hệ thống đã vượt 500 triệu đô với khoảng 20.000 công trình Doanh thu chính của công ty đến từ dịch vụ cung cấp nước, phụ thuộc vào nguồn nước hàng năm Trong 10 năm qua, tổng giá trị đầu tư từ chính phủ là 67,5 triệu đô, trong khi đó, đóng góp của người hưởng lợi đã lên đến 351 triệu đô (Ngô Thị Thu Hoa, 2014).
Công ty này đã đạt được thành công lớn trong việc quản lý tưới tiêu theo nhu cầu, xác định lượng nước sử dụng dựa trên khả năng nguồn nước và nhu cầu thực tế Các hộ sử dụng nước có thể căn cứ vào kế hoạch này để tổ chức sản xuất một cách hiệu quả Hơn nữa, họ cũng có quyền mua bán và trao đổi nước với nhau, với giá cả do các bên thỏa thuận Phương pháp quản lý này không chỉ tiết kiệm nước mà còn hình thành thị trường nước, tạo ra sự cạnh tranh trong sử dụng, từ đó mang lại hiệu quả cao cho kinh tế, xã hội và môi trường.
Mô hình tổ chức này, qua nhiều cuộc cải cách, đã được công nhận toàn cầu về hiệu quả cao Sự hình thành thị trường nước cùng các diễn đàn thảo luận dân chủ đã nâng cao hiệu quả sử dụng nước (Ngô Thị Thu Hoa, 2014).
2.2.1.2 Kinh nghiệm của Trung Quốc Ở Trung Quốc tồn tại hai hình thức quản lý khai thác CTTL bao gồm: Quản lý tập trung: Các CTTL đều do Chính phủ quản lý, các đơn vị quản lý do Chính phủ thành lập, nước được cung cấp miễn phí, các chi phí vận hành, bảo dưỡng CTTL và các chi phí thường xuyên như lương cho công nhân viên, cán bộ lấy từ doanh thu công cộng Cách quản lý này cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng xuống cấp của các CTTL ở Trung Quốc vào giữa thập kỷ 70 và lên đến đỉnh điểm vào đầu thế kỷ 80 (Viện Khoa học Thủy lợi, 2014)
Quản lý phân quyền trong lĩnh vực CTTL được thực hiện theo hợp đồng và nguyên tắc phân quyền quản lý, tạo ra sự chuyển đổi từ hình thức hợp tác xã sang hàng triệu hộ cá thể Dịch vụ cung cấp nước hiện nay yêu cầu phải trả tiền, thay vì chỉ "có thể được trả tiền" như trước Điều này dẫn đến việc phân chia rõ ràng trách nhiệm và nghĩa vụ giữa Trung ương và địa phương trong việc quản lý CTTL (Viện Khoa học Thủy lợi, 2014).
Chính phủ Trung Quốc đã ban hành chính sách giá nước, giao cho các địa phương quản lý trực tiếp CTTL Chính sách này quy định cụ thể dựa trên lợi ích kinh tế, chi phí thực tế sử dụng, và mức chi phí tính toán, đồng thời lắng nghe ý kiến của người dân (Viện Khoa học Thủy lợi, 2014).
Kinh nghiệm của Trung Quốc cho thấy việc thu phí thủy lợi đã giúp tiết kiệm nước hiệu quả hơn, đặc biệt khi phí được tính dựa trên khối lượng nước thực tế sử dụng Tuy nhiên, điều này cũng đặt ra thách thức cho các đơn vị quản lý vận hành, yêu cầu họ phải có biện pháp quản lý tốt nhằm giảm thiểu tổn thất nước, đáp ứng nhu cầu của nông dân và giảm chi phí.
2.2.1.3 Kinh nghiệm của Nhật Bản
Đến đầu những năm 90 của thế kỷ XX, nước tại Nhật Bản chủ yếu phục vụ cho nông nghiệp Sau chiến tranh thế giới thứ 2, nhu cầu nước tăng lên cho hoạt động công nghiệp và dân sinh, dẫn đến việc ban hành nhiều căn cứ pháp lý như Luật cải tạo đất đai năm 1949, Luật Phát triển quốc gia toàn diện năm 1950, Luật sản xuất điện năm 1952, Luật cung cấp nước và Luật về đập đa mục đích năm 1957, cùng với Luật Cung cấp nước cho công nghiệp năm 1958 Năm 1961, Luật Thúc đẩy phát triển tài nguyên nước ra đời, quy định sự tham gia của các đơn vị quản lý nhà nước trong việc quản lý và sử dụng nguồn nước.
Chú thích: MLIT: Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch
JWA: Cơ quan nước Nhật Bản
Hình 2.3 Sơ đồ sự tham gia của các đơn vị quản lý nhà nước về tài nguyên nước của Nhật Bản
Nguồn: Viện Khoa học Thủy lợi (2012)
Cục Thủy lợi, MLIT - Điều phối chung - Lập kế hoạch cung cầu
Bộ Y tế, Lao động và Phúc lợi - nước sinh hoạt
Vụ xử lý nước thải, MLIT - nước thải
Cục Nước và Đất đai,, MLIT - công trình sông - quyền về
Thương mại và Công Nghiệp- nước cho công nghiệp - sản xuất điện
Bộ Môi trường - chất lượng nước - bảo tồn sinh thái
Bộ Nông nghiệp Lâm nghiệp và Ngư nghiệp - nước tưới tiêu - bảo vệ rừng
JWA - bảo trì và quản lý CTTL ở 7 lưu vực sông lớn
Cơ quan nước Nhật Bản (JWA) là tổ chức nhà nước trực thuộc Cục Thủy lợi của Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản (MLIT), có nhiệm vụ quản lý nguồn nước qua các hệ thống thủy lợi theo lưu vực sông trong suốt 50 năm qua JWA đã đóng góp quan trọng vào việc quản lý tài nguyên nước cho 7 hệ thống sông chính của quốc gia, đồng thời xây dựng, vận hành và tái thiết các công trình như đập, kênh để phục vụ cho việc sử dụng nước và chống lũ (Viện Khoa học Thủy lợi, 2012).
