i BẢN CAM KẾT Tên tác giả Đào Trọng Hiếu Học viên cao học 24Q11 Người hướng dẫn 1 TS Trần Hậu Ngọc Người hướng dẫn 2 PGS TS Nguyễn Tuấn Anh Tên đề tài Luận văn “ Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng[.]
BẢN CAM KẾT Tên tác giả : Đào Trọng Hiếu Học viên cao học : 24Q11 Người hướng dẫn : TS.Trần Hậu Ngọc Người hướng dẫn : PGS TS Nguyễn Tuấn Anh Tên đề tài Luận văn: “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu khai thác hệ thống tưới trạm bơm Sơn Đà, Huyện Ba Vì, Tp Hà Nội ” Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế, công bố báo cáo quan nhà nước…để tính tốn kết quả, từ đánh giá đưa số nhận xét Tác giả không chép Luận văn đề tài nghiên cứu trước Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2017 Tác giả Đào Trọng Hiếu i LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực hiện, hướng dẫn tận tình TS.Trần Hậu Ngọc, PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh ủng hộ động viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân, tác giả hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật tài nguyên nước thời hạn nhiệm vụ với đề tài: “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu khai thác hệ thống tưới trạm bơm Sơn Đà, Huyện Ba Vì, Tp Hà Nội” Trong trình làm luận văn, tác giả có hội học hỏi tích lũy thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu phục vụ cho cơng việc Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế, số liệu công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu sót luận văn khơng thể tránh khỏi Do đó, tác giả mong tiếp tục nhận bảo giúp đỡ thầy cô giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp Qua tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS.Trần Hậu Ngọc, PGS, TS Nguyễn Tuấn Anh, người trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài Nguyên Nước, thầy cô giáo môn truyền đạt kiến thức chuyên môn suốt trình học tập Tác giả xin trân trọng cảm ơn quan, đơn vị nhiệt tình giúp đỡ tác giả trình điều tra thu thập tài liệu cho luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, quan, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện khích lệ tác giả suốt q trình học tập hồn thành Luận văn Xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2017 Tác Giả Đào Trọng Hiếu ii MỤC LỤC BẢN CAM KẾT .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG V MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu hiệu hệ thống tưới .4 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu hiệu hệ thống tưới giới 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu hiệu hệ thống tưới Việt Nam .15 1.2 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 19 1.2.1 Điều kiện tự nhiên 19 1.2.2 Tình hình kinh tế, xã hội 25 CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HIỆU QUẢ HỆ THỐNG TƯỚI 28 2.1 Hiện trạng cơng trình hệ thống Trạm bơm Sơn Đà .28 2.1.1 Hiện trạng cơng trình vùng tưới 28 2.1.2 Các tiêu đánh giá hiệu quản lý khai thác hệ thống tưới 31 2.1.3 Đề xuất tiêu đánh giá hiệu quản lý khai thác hệ thống tưới Trạm bơm Sơn Đà 38 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC HỆ THỐNG TƯỚI TRẠM BƠM SƠN ĐÀ 56 3.1 Giải pháp cơng trình 56 3.2 Giải pháp phi cơng trình .59 3.2.1 Các giải pháp kỹ thuật, quản lý vận hành: 59 3.2.2 Các giải pháp tổ chức máy quản lý hệ thống: .61 3.2.3 Giải pháp tài chính: 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .69 PHỤ LỤC 70 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống tưới trạm bơm Sơn Đà 28 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Đánh giá mức độ quan trọng thông số đánh giá hiệu hệ thống thuỷ nông số nước khu vực 10 Bảng 1.2 Nhiệt độ trung bình tháng năm trạm Suối Hai 22 Bảng 13 Độ ẩm không khí tương đối trung bình tháng trạm Suối Hai 22 Bảng 1.4 Tổng lượng bốc TB năm, TB tháng max, nhiều năm (ống Pich) 23 Bảng 1.5 Lượng mưa trung bình khu vực .24 Bảng 1.6 Tốc độ gió trung bình tháng trạm Suối Hai Đơn vị: km/ngày 24 Bảng 1.7 Số nắng tháng 24 Bảng 1.8 Diện tích tự nhiên – dân số - mật độ dân số đơn vị hành huyện (đến 31/12/2014) 25 Bảng 1.9 Bảng thống kê dân số huyện Ba Vì .26 Bảng 1.10: Bảng thống kê trạng đất sử dụng diện tích canh tác hợp đồng với công ty thủy lợi sông tích trung bình năm 2012 đến 2014 26 Bảng 1.11 Cơ cấu trồng 26 Bảng 1.12 Hệ số trồng Kc 27 Bảng 1.13 Các tiêu lý đất 27 Bảng 2.1 Bảng thống kê trạng cơng trình quản lý 29 Bảng 2.2 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Chiêm 2012 .45 Bảng 2.3 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Mùa 2012 45 Bảng 2.4 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Đông 2012 46 Bảng 2.5 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Chiêm 2013 .46 Bảng 2.6 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Mùa 2013 47 Bảng 2.7 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Đông 2013 47 Bảng 2.8 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Chiêm 2014 47 Bảng 2.9 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Mùa 2014 47 Bảng 2.10 Tổng lượng nước cấp đầu hệ thống trạm bơm Sơn Đà Vụ Đông 2014 .48 Bảng 2.11 Thống kê nước cấp sử dụng năm 2012 theo vụ hệ thống 48 Bảng 2.12 Thống kê nước cấp sử dụng năm 2013 theo vụ hệ thống 49 Bảng 2.13 Thống kê nước cấp sử dụng năm 2014 theo vụ hệ thống 49 v MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ba Vì huyện thuộc vùng bán sơn địa, nằm phía Tây Bắc thủ Hà Nội Với tổng diện tích 424km2, dân số 265 nghìn người (bao gồm dân tộc Kinh, Mường, Dao), toàn huyện có 31 xã, thị trấn, có xã miền núi, xã sơng Hồng Phía đơng giáp thị xã Sơn Tây, phía nam giáp tỉnh Hịa Bình, phía tây giáp tỉnh Phú Thọ phía Bắc giáp tỉnh Vĩnh Phúc Địa hình huyện thấp dần từ phía Tây Nam sang phía Đơng Bắc, chia thành tiểu vùng khác nhau: Vùng núi, vùng đồi, vùng đồng ven sơng Hồng Về khí hậu, Ba Vì nằm vùng đồng sơng Hồng chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa Các yếu tố khí tượng trung bình nhiều năm trạm khí tượng Ba Vì cho thấy: Mùa mưa tháng kết thúc vào tháng 10 với nhiệt độ trung bình 230C, tháng tháng có nhiệt độ trung bình cao 28,60c Tổng lượng mưa 1832,2mm (chiếm 90,87% lượng mưa năm) Lượng mưa tháng vượt 100 mm với 104 ngày mưa tháng mưa lớn tháng (339,6mm) Mùa khô tháng 11 kết thúc vào tháng với nhiệt độ xấp xỉ 200C , tháng có nhiệt độ thấp 15,80C; Lượng mưa tháng biến động từ 15,0 đến 64,4mm tháng mưa tháng 12 đạt 15mm Đất đai huyện Ba Vì chia làm nhóm, nhóm vùng đồng nhóm đất vùng đồi núi Nhóm đất vùng đồng có 12.892 41,1% diện tích đất đai tồn huyện Nhóm đất vùng đồi núi: 18.478 58,9% đất đai huyện Trạm bơm Sơn Đà xây dựng năm 1991, lắp 10 tổ máy x 1.000 m3/h, lưu lượng thiết kế 2,5 m3/s Theo thiết kế, trạm bơm phục vụ tưới 1.097 Hiện trạm bơm Sơn Đà điều kiện sử dụng lâu nên hiệu suất máy bơm không đảm bảo theo thiết kế, mặt khác năm gần đây, mực nước sông Đà xuống thấp, trạm bơm Sơn Đà vận hành toàn 10 máy trạm mà vận hành tối đa đến máy, diện tích thực tưới trạm bơm Sơn Đà đảm nhận 220 diện tích đất nông nghiệp xã Thuần Mỹ Sơn Đà - Vùng tưới Cẩm Đà tưới Trạm bơm Sơn Đà, hồ chứa nước Cẩm Quỳ hồ Mèo Gù Vùng tưới có diện tích 1.097 đất canh tác xã: Thuần Mỹ, Tòng Bạt, Sơn Đà Cẩm Lĩnh - Vùng tưới có diện tích 1.067 ha, cấp nước trạm bơm Sơn Đà, hồ Cẩm Quỳ hồ Mèo Gù - Hồ Cẩm Quỳ: Có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 174 ha, trạng đập đất đảm bảo an tồn, mái hạ lưu khơng sạt lở, mái thượng lưu có sụt nhiều đoạn, tràn đủ nước, cống kiểu van nút chai sửa chữa năm 1995 có rị rỉ cống Kênh tưới hồ Cẩm Quỳ xuống cấp, kiên cố khoảng 10% đáp ứng 60% nhu cầu dùng nước - Hồ Mèo Gù: Có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 180 ha, cơng trình xuống cấp, bồi lắng nhiều, khả sinh thủy thấp, nhiều năm không đảm bảo cấp nước Mặt khác, năm gần tình hình diễn biến thời tiết khí tượng thuỷ văn phức tạp ảnh hưởng biến đổi khí hậu tình hình phát triển kinh tế khu vực có nhiều biến động mạnh như: Q trình thị hố tăng nhanh, dân số tăng, nhiều khu công nghiệp dân cư hình thành Diện tích đất nơng nghiệp có nhiều thay đổi; cấu trồng thay đổi, thâm canh tăng vụ khai thác tổng hợp nguồn nước tạo sức ép yêu cầu dùng nước thay đổi Chính việc nghiên cứu đánh giá trạng đề xuất giải pháp nâng cao hiệu hệ thống tưới cần thiết II MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Mục đích nghiên cứu: - Đánh giá trạng, hiệu hệ thống tưới Trạm Bơm Sơn Đà, Huyện Ba Vì, TP Hà Nội - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu khai thác hệ thống tưới Trạm Bơm Sơn Đà, Huyện Ba Vì, TP Hà Nội - Phạm vi nghiên cứu: hệ thống tưới Trạm Bơm Sơn Đà, Huyện Ba Vì, TP Hà Nội III CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận: - Tiếp cận thực tế: khảo sát, nghiên cứu, thu thập số liệu quy hoạch, thiết kế hệ thống tưới; - Tiếp cận hệ thống: Tiếp cận, tìm hiểu, phân tích hệ thống từ tổng thể đến chi tiết, đầy đủ hệ thống - Tiếp cận phương pháp nghiên cứu tiêu nước giới Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Tiến hành điều tra, thu thập tài liệu vùng nghiên cứu bao gồm tài liệu trạng định hướng phát triển kinh tế xã hội, tình hình khai thác sử dụng nguồn nước, tài liệu địa hình, thủy văn, tài liệu hệ thống đê biển địa bàn Huyện Ba Vì - Phương pháp kế thừa: Kế thừa tài liệu, kết tính tốn dự án quy hoạch, đề tài nghiên cứu khoa học, điều tra thực địa bàn Huyện Ba Vì - Phương pháp phân tích, thống kê: dùng để thu thập, xử lý phân tích số để tìm hiểu chất tính quy luật điều kiện thời gian không gian cụ thể địa bàn Huyện Ba Vì - Phương pháp mơ hình tốn: Ứng dụng mơ hình, cơng cụ tiên tiến phục vụ tính tốn CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nghiên cứu hiệu hệ thống tưới 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu hiệu hệ thống tưới giới Để đánh giá hiệu sử dụng nước công tác tưới cho trồng, đến có nhiều phương pháp luận, kỹ thuật cơng cụ phương thức đánh giá Các phương pháp hữu dụng đánh giá hoạt động hệ thống tưới Tuy nhiên, số hạn chế áp dụng phương pháp Oad va Podmore (1989) định nghia đại lượng, gọi " Cấp nước tương đối" Đại lượng tỷ số lượng nước cấp (gồm lượng nước tưới cộng với lượng mưa) yêu cầu (gồm bốc nước cộng với lượng nước rị rỉ thấm sâu) để đánh giá xem mức độ nước tưới quản lý tốt mức cấp khác Molden Gates (1990) định nghĩa mục tiêu hệ thống phân nước tưới gồm: độ xác, hiệu quả, độ tin cậy cơng việc phân nước phát triển phương pháp đo hoạt động thuật ngữ cho phép phân tích hiệu hệ thống phân nước tưới phục vụ mục đích đánh giá, quy hoạch thiết kế Các phương pháp cung cấp đánh giá định lượng không hoạt động tồn hệ thống mà cịn đáng giá xem hoạt động bị hạn chế cỏi cơng trình quản lý Sakthivadivel đồng nghiệp (1993) thảo luận hữu ích việc sử dụng khái niệm " Cấp nước tương đối - RWS" để đánh giá hoạt động hệ thống tưới với đề cập đặc biệt đến hệ thông tưới lúa Về mặt khái niệm, khái niệm định nghĩa tỷ số nước cấp với yêu cầu nước liên quan với trồng thực tế, thời kỳ sinh trưởng với biện pháp canh tác thực tế dùng cho khu tưới thực tế Mặc dù thuận lợi khái niệm tiện lợi cho phân tích sáng tỏ khoảng cách thời gian vị trí khác nhau, giá trị RWS khoảng thời gian