Nghiên cứu đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khai thác hiệu quả công trình thủy lợi vùng ven biển đồng bằng bắc bộ trường hợp nghiên cứu cho tỉnh thái bình

LỜI CAM ĐOAN Họ tên học viên: Nguyễn Tiến Trinh; Mã số: 182800087 Lớp: 26Q22; Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Khoa: Kỹ thuật Tài nguyên nước Tôi xin cam đoan: Bản luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu cá nhân học viên, hướng dẫn khoa học PGS.TS Ngô Văn Quận PGS.TS Phạm Văn Chiến Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên Nguyễn Tiến Trinh i LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình học tập thực luận văn học viên gia đình, bạn bè đồng nghiệp tận tình giúp đỡ mặt tinh thần vật chất Bên cạnh đó, nhà trường tạo điều kiện, quý thầy cô tận tình dạy bảo hướng dẫn Đặc biệt tơi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS Ngô Văn Quận PGS TS Phạm Văn Chiến tận tình giúp đỡ việc chọn đề tài định hướng nghiên cứu trình thực đề tài Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nhóm nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ nhằm nâng cao hiệu CTTL vùng ven biển Bắc Bộ, trường hợp nghiên cứu cho tỉnh Thái Bình” hỗ trợ cung cấp số liệu, tài liệu để tơi hồn thành luận văn Trong thời gian thực đề tài thân cố gắng, nỗ lực để đạt kết tốt Tuy nhiên, cịn nhiều sai sót kính mong đóng góp ý kiến q thầy bạn Một lần nữa, xin gởi đến quý thầy cô, bạn bè đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành Trân trọng cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii DANH MỤC HÌNH .v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu .3 CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .4 1.1 Tổng quan nghiên cứu liên quan 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu liên quan giới 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu liên quan nước 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 14 1.2.1 Vùng ven biển đồng Bắc lựa chọn khu vực nghiên cứu 14 1.2.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 17 1.2.3 Tình hình kiện kinh tế - xã hội 23 1.2.4 Thực trạng tác động đến vùng ven biển tỉnh Thái Bình 26 CHƯƠNG 32 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Cơ sở lý luận thực tiễn đề xuất giải pháp .32 2.2 Phương pháp nghiên cứu 32 2.3 Giới thiệu mơ hình thủy lực lựa chọn mơ hình 33 2.4 Thiết lập mơ hình Mike 11: .38 2.4.1 Phạm vi tính tốn biên mơ hình: 38 2.4.2 Tài liệu sử dụng để tính tốn 39 2.5 Các kịch tính tốn 41 2.6 Phương pháp tính tốn nhu cầu nước khu vực 43 iii CHƯƠNG 47 KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP .47 3.1 Kết tính tốn mơ phân tích đánh giá 47 3.1.1 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình .47 3.1.2 Kết tính tốn thủy lực mực nước, lưu lượng kịch 51 3.1.3 Kết tính tốn xâm nhập mặn .54 3.1.4 Đánh giá tác động thượng nguồn đến vận hành CTTL .62 3.2 Kết tính tốn nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp 63 3.2.1 Nhu cầu nước tưới hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình 63 3.2.2 Nhu cầu cấp nước cho thủy sản .64 3.3 Đề xuất giải pháp KHCN phát triển mơ hình sản xuất cho vùng ven biển .66 3.3.1 Giải pháp cải tạo, nâng cấp hoàn thiện hệ thống thủy lợi phục vụ trồng trọt 66 3.3.2 Giải pháp cải tạo hồn thiện HTTL phục vụ mơ hình ni trồng thủy sản .69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .97 KẾT LUẬN .97 KIẾN NGHỊ .99 TÀI LIỆU THAM KHẢO .100 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1- 1: Phạm vi vùng ven biển Bắc Bộ 14 Hình 2- 1:Các điểm nút tính tốn cho đặc trưng mực nước lưu lượng mô hình thủy lực chiều 35 Hình 2- 2: Sơ đồ mạng sơng tính tốn 38 Hình 2- 3: Sơ đồ tính tốn nhu cầu nước cho trồng 46 Hình 3- 1: Kết hiệu chỉnh mặn số vị trí 50 Hình 3- 2: Diễn biến mặn sông Ninh Cơ tháng 12/2007 .55 Hình 3- 3: Diễn biến mặn sông Trà Lý tháng 12/2007 55 Hình 3- 4: Diễn biến mặn sơng Ninh Cơ tháng 1/2008 56 Hình 3- 5: Diễn biến mặn sơng Trà Lý tháng 1/2008 56 Hình 3- 6: Diễn biến mặn sông Ninh Cơ tháng 2/2008 56 Hình 3- 7: Diễn biến mặn sông Trà Lý tháng 2/2008 57 Hình 3- 8: Diễn biến mặn sông Ninh Cơ tháng 3/2008 57 Hình 3- 9: Mực nước độ mặn theo mốc nước biển dâng cống Thái Hạc (sông Hồng) 58 Hình 3- 10: Mực nước độ mặn cống Thái Hạc (sơng Hồng) hồ xả bình thường xả gia tăng cấp nước .58 Hình 3- 11: Mực nước độ mặn theo mốc nước biển dâng cống Dục Dương (sông Trà Lý) 59 Hình 3- 12: Mực nước độ mặn cống Dục Dương (sơng Trà Lý) hồ xả bình thường xả gia tăng cấp nước .59 Hình 3- 13: Mực nước độ mặn theo mốc nước biển dâng cống Hệ (sơng Hóa) 59 Hình 3- 14: Mực nước độ mặn cống Hệ (sơng Hóa) hồ xả bình thường xả gia tăng cấp nước 59 Hình 3- 15: Mơ hình nước riêng biệt theo mặt 69 Hình 3- 16: Mơ hình cấp nước riêng biệt theo thời gian 70 Hình 3- 17: Sơ đồ bố trí tổng thể vùng ni tơm cơng nghiệp 71 Hình 3- 18: Mô tả vùng nghiên cứu 74 Hình - 19: Phạm vi trạng vực xây dựng mơ hình 79 Hình 3- 20: Vị trí khu B1 B2 83 Hình 3- 21: Sơ đồ bố trí kênh cấp – kênh tiêu khu ni tơm cơng nghiệp 86 v Hình 3- 22: Sơ đồ bố trí khu ni loại A, loại B loại C (từ trái sang phải) 86 Hình 3- 23: Mặt cắt kênh cấp N1, N2 87 Hình 3- 24: Mặt cắt kênh tiêu T1, T2 88 Hình 3- 25: Mặt cắt kênh B1, B2 90 Hình 3- 26: Sơ đồ bố trí khu ni độc lập 90 Hình 3- 27: Sơ đồ bố trí cao độ đáy ao khu ni tơm công nghiệp độ dốc kênh dẫn 91 Hình 3- 28: Sơ đồ bố trí cao độ đáy kênh cấp, kênh tiêu vị trí đầu mối 92 Hình 3- 29: Sơ đồ bố trí cao độ thành kênh cấp, kênh tiêu vị trí đầu mối .92 Hình 3- 30: Mặt cắt chi tiết mái ao BT M150 93 vi DANH MỤC BẢNG Bảng - 1: Địa hình lịng dẫn sơng Hồng- Thái Bình 39 Bảng - 2: Các trạm thủy văn dùng để hiệu chỉnh kiểm định thơng số mơ hình MIKE11 40 Bảng - 3: Lưu lượng trung bình tháng giai đoạn Sơn Tây 41 Bảng - 4: Lưu lượng trung bình theo mùa giai đoạn Sơn Tây 42 Bảng - 5: Các kịch tính tốn phục vụ đánh giá nguồn nước đến hạ du .43 Bảng 3- 1: Kết hiệu chỉnh mơ hình số trạm theo lũ năm 9/828/8/1996 47 Bảng 3- 2: Kết kiểm định mơ hình số trạm theo lũ năm 2008 48 Bảng 3- 3: Kết thử nghiệm (hiệu chỉnh) mơ hình mùa kiệt với 1/1/200131/3/2001 .49 Bảng 3- 4: Kết kiểm định mơ hình số trạm mùa kiệt từ 1/12/2002 đến 31/4/2003 .49 Bảng 3- 5: Kết tính tốn mực nước, lưu lượng vị trí mùa kiệt 51 Bảng 3- 6: Lưu lượng trung bình tháng giai đoạn Sơn Tây 53 Bảng 3- 7: Lưu lượng trung bình theo mùa giai đoạn Sơn Tây 53 Bảng 3- 8: Tổng nhu cầu nước đầu mối giai đoạn 2010 63 Bảng 3- 9: Tổng nhu cầu nước đầu mối giai đoạn 2020- Sử dụng đất 2020 63 Bảng 3- 10:Tổng nhu cầu nước đầu mối giai đoạn 2030-Kịch sử dụng đất 2030 .63 Bảng 3- 11: Nhu cầu cấp nước cho NTTS cơng trình đầu mối giai đoạn 2010 .64 Bảng 3- 12: Nhu cầu cấp nước cho nuôi trồng thủy sản đầu mối giai đoạn 2020 64 Bảng 3- 13: Nhu cầu cấp nước cho nuôi trồng thủy sản đầu mối giai đoạn 2030 64 Bảng 3- 14: Phân tích ưu – nhược điểm phương án .79 Bảng 3- 15: Bảng tổng mức đầu tư 95 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Kí hiệu Giải thích BNN Bộ Nơng nghiệp BĐKH Biến đổi khí hậu HTTL Hệ thống thủy lợi NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn PCTT Phòng chống thiên tai KH&CN Khoa học Công nghệ CTTL CTTL SX Sản xuất SXNN Sản xuất nông nghiệp 11 TLNĐ Thuỷ lợi nội đồng 12 SCADA Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu 13 TW Trung ương 14 KTCTTL Khai thác cơng trình thuỷ lợi 15 NTM Nơng thôn 16 ĐBSCL Đồng sông Cửu Long 17 GS&ĐK Giám sát điều khiển 18 QLKT CTTL quản lý khai thác CTTL viii MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong năm gần tác động thiên tai hạn hán, lũ lụt, xâm nhập mặn đặc biệt biến đổi khí hậu ảnh hưởng mạnh đến hoạt động sản xuất vùng ven biển Bên cạnh đó, hệ thống cơng trình thuỷ lợi hữu bộc lộ nhiều chế nguyên nhân trực tiếp ảnh hưởng đến yêu cầu tưới, tiêu, công tác sản xuất nông nghiệp vùng ven biển nói chung bùng đồng Bắc nói riêng Với chiều dài 420 km bờ biển vùng ven biển đồng Bắc Bộ trải dài tỉnh Quảng Ninh, Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định Ninh Bình, có diện tích đất tự nhiên 682.910ha diện tích đất canh tác nơng nghiệp 145.452ha chịu tác động mạnh thiên tai xảy hàng năm Là tỉnh đặc thù đại diện cho vùng ven biển đồng Bắc Bộ, Thái Bình có địa hình chủ yếu cánh đồng phẳng thuận lợi cho việc thâm canh tăng vụ sản xuất nơng nghiệp, lúa lương thực chủ đạo có ý nghĩa quan trọng diện tích sản lượng tỉnh Tuy nhiên, với diễn biến phức tạp điều kiện khí tượng, thuỷ văn biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn xuống cấp cơng trình thuỷ lợi khu vực ven biển ảnh hưởng trực tiếp công tác sản xuất nông nghiệp khu vực Cụ thể, (1) các cơng trình thuỷ lợi (CTTL) hầu hết xây dựng lâu, có quan tâm cải tạo xuống cấp nhiều, giảm hiệu tưới, tiêu vận hành khơng an tồn Ở số vùng, ruộng đồng phân tán nhỏ hẹp, cơng trình tưới hầu hết cơng trình nhỏ, tạm chưa kiên cố hoá nên gây tổn thất nước lớn, hiệu sử dụng nước thấp Đặc biệt thiếu đồng đầu tư, khai thác vận hành đầu mối hệ thống cống, kênh, không đáp ứng yêu cầu phát triển sản xuất đáp ứng yêu cầu phát triển sản xuất nông nghiệp năm tới (2) Hơn nữa, hầu hết tuyến đê biển chống mức nước triều cao tần suất 5% có bão cấp Tuy nhiên, tác động thường xuyên mưa, bão, sóng lớn nên đến hệ thống đê biển tồn như: Một số đoạn trước có rừng chắn sóng bị phá huỷ Dải chắn sóng trước đê biển nhiều nơi chưa có, có nơi có cơng tác quản lý, bảo vệ bất cập nên bị phá hoại, cịn 257,5 km/379 km đê cửa sơng, đê biển chưa đảm bảo cao trình thiết kế Đa số tuyến đê ban đầu đắp có chiều rộng mặt đê B< 3,0m, chiều rộng mặt đê nhỏ gây khó khăn cho việc giao thơng kiểm tra, ứng cứu đê; hầu hết mặt đê chưa gia cố cứng hoá nên mưa lớn mùa mưa bão mặt đê thường bị sạt lở, lầy lội, nhiều đoạn lại (3) Nguồn nước cấp cho sản xuất dân sinh khu vực ven biển từ dịng sơng Hồng – sơng Thái Bình phân vào nhánh sơng, cống lấy nước trạm bơm Tuy nhiên, mùa kiệt, lưu lượng hạ du giảm, mực nước sơng Hồng xuống thấp, dịng chảy kiệt giảm mạnh, điều tiết mực nước thượng lưu từ hồ chứa, yếu tố địa hình, chế độ thủy triều nước biển dâng năm qua làm cho ranh giới xâm nhập mặn ngày diễn biến phức tạp, độ mặn vượt nồng độ cho phép tiến sâu vào khu vực, làm ngưng trệ trình lấy nước tưới từ sông tác động trực tiếp đến sản xuất nơng nghiệp (4) Bên cạnh đó, cơng tác quản lý CTTL nhiều bất cập, tồn bộc lộ nhiều vấn đề công tác sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản khu vực Với định hướng pháp triển kinh tế xã hội vùng ven biển địi hỏi cần có giải pháp khoa học cơng nghệ, mơ hình quản lý khai thác hiệu hệ thống thuỷ lợi có, mơ hình sản xuất thích ứng, phù hợp với mạnh điện kiện, tình hình cụ thể trước yêu cầu tái cấu sản xuất nông nghiệp, yêu cầu xây dựng nông thôn thách thức biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn thiếu hụt nguồn nước vùng ven biển Từ thực trạng hệ thống thủy lợi ven biển, cho thấy rõ tính cấp thiết phải thực đề tài nghiên cứu để đưa giải pháp khoa học công nghệ quản lý nhằm nâng cao hiệu hệ thống thủy lợi phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn cơng xây dựng nơng thơn Vì đề tài “Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ nhằm nâng cao hiệu CTTL vùng ven biển Bắc Bộ, trường hợp nghiên cứu cho tỉnh Thái Bình” thực cần thiết nhằm đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khai thác hiệu cơng trình thủy lợi đề xuất giải pháp thủy lợi, mơ hình phát triển ni trồng thuỷ sản thích ứng, phù hợp vùng ven biển tỉnh Thái Bình MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU a Mục tiêu tổng quát Độ dốc đáy kênh: chọn i = 0.0002 Chọn bề rộng đáy kênh b = 70cm Tính chiều sâu mực nước kênh h0 = 87cm Vậy chiều cao thành kênh h = h0 + a (a chiều cao an toàn) Chọn a = 15cm ta h = 87 + 15 = 102cm Vậy chọn h = 100cm (b = 70cm) - Kênh cấp N2: Lưu lượng chảy qua kênh N2 là: QN2 = 14/36 x QN1 = 14/34 x 201,7l/s = 83,1 l/s Kênh BTCT đúc sẵn, tiết diện chữ nhật nên hệ số mái m = 0; hệ số nhám n = 0.017 Độ dốc đáy kênh: chọn i = 0.0002 Chọn bề rộng đáy kênh b = 40cm Để thuận tiện cho việc bố trí hệ thống kênh, nên lấy chiều cao h0 kênh N1 Tính chiều sâu mực nước kênh h0 = 84cm Vậy chiều cao thành kênh h = h0 + a (a chiều cao an toàn) Chọn a = 15cm ta h = 84 + 15 = 99cm Vậy chọn h = 100cm (chọn h chiều cao kênh N1), b = 40cm Hình 3- 23: Mặt cắt kênh cấp N1, N2 o Tính tốn kênh tiêu nước - Kênh tiêu T1: Lưu lượng chảy qua kênh T1 là: QT1 = 322,7 l/s Kênh BTCT đúc sẵn, tiết diện chữ nhật nên hệ số mái m = 0; hệ số nhám n = 0.017 Độ dốc đáy kênh: chọn i = 0.0002 87 Chọn bề rộng đáy kênh b = 80 cm Tính chiều sâu mực nước kênh h0 = 110 cm Vậy chiều cao thành kênh h = h0 + a (a chiều cao an toàn) Chọn a = 15cm ta h = 110 + 15 = 125 cm Vậy chọn h = 125cm (b = 80cm) - Kênh tiêu T2: Lưu lượng chảy qua kênh T2 là: QT2 = 14/36 x QT1 = 14/34 x 322,7l/s = 132,9 l/s Kênh xây trát vữa xi măng, tiết diện chữ nhật nên hệ số mái m = 0; hệ số nhám n = 0.017 Độ dốc đáy kênh: chọn i = 0.0002 Chọn bề rộng đáy kênh b = 45cm Để thuận tiện cho việc bố trí hệ thống kênh, nên lấy chiều cao h0 kênh T1 Tính chiều sâu mực nước kênh h0 = 109cm Vậy chiều cao thành kênh h = h0 + a (a chiều cao an toàn) Chọn a = 15cm ta h = 109 + 15 = 124cm Vậy chọn h = 125cm (chọn h chiều cao kênh T1), b = 45cm Hình 3- 24: Mặt cắt kênh tiêu T1, T2 Tại Khu B1 B2 o Tính tốn kênh khu B1 Lưu lượng chảy qua kênh là: QB1 = 99,2 l/s Kênh BTCT đúc sẵn, tiết diện chữ nhật nên hệ số mái m = 0; hệ số nhám n = 0.017 Độ dốc đáy kênh: chọn i = 0.0002 Chọn bề rộng đáy kênh b = 50cm 88 Vì kênh vừa có nhiệm vụ cấp nước, vừa có nhiệm vụ tiêu nước nên chiều cao h0 phải đảm bảo cao trình đáy thấp cao trình đáy ao ni, đồng thời mực nước kênh đảm bảo cấp nước vào ao nuôi với độ sâu 1,5m, h0 > 1,8m (đáy kênh thấp đáy ao 0,2m, mực nước cáo mực nước cần cấp (1,5m) 0,1m) Kết tính tốn sau: Tính chiều sâu mực nước kênh h0 = 73cm Như kết tính mặt cắt kênh nhỏ, để đảm bảo chiều cao mực nước cấp theo cấu tạo, chọn h0 = 180 cm Vậy chiều cao thành kênh h = h0 + a (a chiều cao an toàn) Chọn a = 15cm ta h = 180 + 15 = 195cm Vậy chọn h = 195cm (b = 50cm) o Tính tốn kênh khu B2 Lưu lượng chảy qua kênh là: QB2 = 1488,0 l/s Kênh BTCT đúc sẵn, tiết diện chữ nhật nên hệ số mái m = 0; hệ số nhám n = 0.017 Độ dốc đáy kênh: chọn i = 0.0002 Chọn bề rộng đáy kênh b = 150 cm Vì kênh vừa co nhiệm vụ cấp nước, vừa có nhiệm vụ tiêu nước nên chiều cao h0 phải đảm bảo cao trình đáy thấp cao trình đáy ao ni, đồng thời mực nước kênh đảm bảo cấp nước vào ao nuôi với độ sâu 1,5m, h0 > 1,8m (đáy kênh thấp đáy ao 0,2m, mực nước cáo mực nước cần cấp (1,5m) 0,1m) Kết tính tốn sau: Tính chiều sâu mực nước kênh h0 = 182cm, theo yêu cầu chiều cao cấp nước, chọn h0 = 180cm Vậy chiều cao thành kênh h = h0 + a (a chiều cao an toàn) Chọn a = 15cm ta h = 180 + 15 = 195cm Vậy chọn h = 195cm (b = 100cm) 89 Hình 3- 25: Mặt cắt kênh B1, B2 5) Thiết kế hệ thống ao nuôi khu nuôi tôm công nghiệp a) Kích thước ao + Hệ thống ao ni: Ao ni giai đoạn (AN1) có kích thước 10x20m Ao ni giai đoạn (AN2) có kích thước 20x25m Ao ni giai đoạn (AN3) có kích thước 35x60m + Ao lắng (AN) có kích thước 20x35m + Ao xử lý nước thải (AXLNT) có kích thước 20x35m + Nhà quản lý (NQL) có kích thước 5x8m + Kích thước khu nuôi độc lập (gồm hệ thống ao, nhà quản lý, đường quản lý – bờ ao) 60x85m + Đường bê tông nội rộng 3m phục vụ quản lý, chăm sóc thu hoạch sau Hình 3- 26: Sơ đồ bố trí khu ni độc lập b) Chiều cao thành ao h = hmax + h 90 + hmax: Chiều sâu mực nước lớn ao; hmax = 1,5÷2,0m, chọn hmax = 1,5m; + h: Độ cao an toàn từ mực nước lớn đến đỉnh bờ ao, tính tốn đủ để sóng không leo qua khỏi bờ ao, theo kinh nghiệm lấy h = 0,5m; Vậy h = 1,5 + 0,5 = m c) Cao độ đáy ao Hình 3- 27: Sơ đồ bố trí cao độ đáy ao khu nuôi tôm công nghiệp độ dốc kênh dẫn 91 Hình 3- 28: Sơ đồ bố trí cao độ đáy kênh cấp, kênh tiêu vị trí đầu mối Hình 3- 29: Sơ đồ bố trí cao độ thành kênh cấp, kênh tiêu vị trí đầu mối Cao độ trình ao bố trí theo ngun tắc: 92 + Cao trình đáy ao lắng thấp cao trình đáy kênh cấp nước 0,8 - 1m + Cao trình đáy hệ thống ao nuôi chọn thấp cao trình đáy ao lắng 0,1m + Cao trình đáy ao xử lý nước thải thấp cao trình đáy ao ni 0,1m + Cao trình đáy kênh tiêu thấp cao trình đáy ao xử lý nước thải 0,2m Hình 3- 30: Mặt cắt chi tiết mái ao BT M150 6) Thiết kế cơng trình đầu mối Chỉ khu chuyên canh thủy sản (khu A) cần trạm bơm cấp nước, khu bán thâm canh (khu B1 B2) cấp nước tự chảy (theo thủy triều) nên khơng cần trạm bơm Hiện có nhà trạm bơm nhiên xuống cấp nên đầu tư xây mới, chọn lắp máy bơm a) Lưu lượng thiết kế trạm bơm Lưu lượng thiết kế trạm bơm lưu lượng yêu cầu, lưu lượng thiết kế QTK = 745,56 m3/h b) Cột nước thiết kế trạm bơm Là cột nước yêu cầu máy bơm đặt trạm bơm - Cột nước thiết kế trạm bơm xác định theo cơng thức: HTK = hđh + htt Trong đó: HTK: Cột nước thiết kế trạm bơm Hđh: Cột nước địa hình htt: Cột nước tổn thất (bao gồm tổn thất qua ống hút máy bơm, ống đẩy thiết bị đường ống) 93 + Cột nước địa hình (hđh) độ chênh mực nước bể xả bể hút trạm bơm Trong trường hợp lấy chênh lệch mực nước sông nhỏ (Z = m) mực nước bể xả nhỏ (Z = 1m) nên có hđh = m + Cột nước tổn thất (htt) tính theo cơng thức: htt = hd + hc Trong đó: hd: cột nước tổn thất theo chiều dài ống hút ống đẩy hc: cột nước tổn thất cục Theo kinh nghiệm gần thì: htt = (10-15)% hđh = 0,15m Vậy từ hđh htt ta có Htk máy bơm là: Htk = hđh + htt = + 0,15 = 1,15 m c) Chọn máy bơm Để thỏa mãn QTK HTK ta chọn máy bơm HL 700 – có lưu lượng 800m3/h, cơng suất 22 kW, cột áp 6m Cao trình đặt máy + 2,84m, Mực nước bể xả thiết kế +1,5m, mực nước bể hút thiết kế -2,14m 7) Đánh giá hiệu mơ hình Hướng quy hoạch quy hoạch khu A (20ha) thành khu ni tơm cơng nghiệp, cịn khu B1 B2 kiên cố hóa kênh dẫn nước trạng để phục vụ tốt nhu cầu cấp, tiêu nước khu ni Về hiệu kinh tế, kiên cố hóa kênh dẫn nước khu B1 B2 mang lại số hiệu ích sau: Thành kênh kiên cố hóa giúp q trình dẫn nước ổn định, giảm thiểu nhiễm bẩn tạp chất từ hai bờ kênh, tăng chất lượng nguồn nước dẫn đến tăng xuất ao ni; Chuyển từ kênh đất mặt cắt hình thang sang kênh xây mặt cắt chữ nhật giúp giảm diện tích mặt ao dành cho kênh, tăng diện tích mặt nước ni tơm, từ làm tăng sản lượng tơm ni Tuy nhiên để thiên an tồn, tính hiệu kinh tế bỏ qua hiệu kinh tế mang lại cho khu B1 B2, tập trung phân tích hiệu mang lại khu A (khu ni tôm công nghiệp) 94 a) Tổng mức đầu tư Bảng 3- 15: Bảng tổng mức đầu tư Nội dung chi phí STT Kinh phí (đồng) I Chi phí xây dựng II Chi phí quản lý dự án 1.401.591.416 III Chi tư vấn đầu tư xây dựng cơng trình 292 563 947 IV Chi phí khác 5.459.854.089 V Chi phí Dự phòng 8.780.084.437 Tổng mức đầu tư: 118.727.000.000 83.168.663.502 Bằng chữ: Một trăm mười tám tỷ, bảy trăm hai mươi bảy triệu đồng./ b) Tính tốn tiêu kinh tế o Giá trị thu nhập rịng (NPV) Thơng thường NPV khơng coi số mà cịn xem phương pháp tốt để đánh giá khả sinh lời phương án hay dự án ý nghĩa nơm na cho biết mức lãi ròng dự án sau thu hồi vốn đầu tư ban đầu trang trải tất chi phí (bao gồm lạm phát) Giá trị thu nhập rịng tính theo cơng thức t =T NPV=  ( Bt − Ct )(1 + i) −t Trong đó: Bt: Thu nhập dự án vào năm thứ t Ct: Tổng chi phí dự án vào năm thứ t i: Hệ số chiết khấu tính theo tiêu chuẩn chung 10% T: Đời sống kinh tế dự án Kết tính tốn NPV = 89,54 x 109 VNĐ o Tỉ số Thu nhập/Chi phí (B/C) 95 Là tỷ số lợi ích mang lại vốn đầu tư, giá trị B/C > dự án có hiệu kinh tế B/C lớn hiệu dự án cao Nếu B/C < dự án khơng đạt hiệu kinh tế Cơng thức tính tốn: B/C =  Bt(1 + i)  Ct (1 + i) −t −t Trong ký hiệu cơng thức tính tốn NPV Kết tính tốn B/C = 1.86 o Hệ số nội hoàn kinh tế (IRR %) Hệ số nội hoàn kinh tế có giá trị hệ số chiết khấu cơng thức mà giá trị NPV=0 Hệ số IRR tiêu tương đối biểu thị đầy đủ tính hiệu mặt kinh tế dự án, giá trị lớn giá trị suất chiết khấu (chi phí hội) dự án đáng giá IRR thường so sánh với mức lãi suất giới hạn: (IRR%)  10% → Dự án khả thi Kết tính tốn hệ số nội hồn kinh tế IRR IRR = 28.28 % Các tiêu hiệu ích kinh tế tính toán: + NPV = 89,54 x 109 VNĐ > + B/C = 1,86 > + EIRR = 28,28 % > 10% Căn kết tính tốn tiêu kinh tế cho thấy Cơng trình đạt hiệu kinh tế Do lựa chọn vị trí xây dựng mơ hình đề tài chọn địa điểm mang tính đại biểu chung cho tồn khu vực địa phương vùng tỉnh Thái Bình, tỉnh vùng ven biên Bắc Bộ có điều kiện tự nhiên tương tự nên khả nhân rộng mơ hình tốt Tại địa điểm khác vùng Duyên hải Bắc Bộ cần giữ nguyên thiết kế điều chỉnh để phù hợp với quy mô vùng áp dụng 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Kết nghiên cứu đề tài đạt mục tiêu nghiên cứu với nội dung cụ thể sau: (1) Đã phân tích, đánh giá thực trạng thiếu hụt nguồn nước, xâm nhập mặn vùng nghiên cứu Kết mô phỏng, tính tốn phân tích cho thấy tháng mùa kiệt mực nước sơng Hồng Thái Bình xuống thấp, xâm nhập mặn vào sâu tất triền sông, mức độ mặn xâm nhập độ mặn 10o/oo, có năm tăng đến 10o/oo vào sâu cửa sông từ 15- 20 km Kết cho thấy vị trí sơng Hồng Thái Bình, chiều dài xâm nhập mặn ứng với nêm mặn 1%o khoảng từ 30 – 30,5 km với nêm mặn 4%o khoảng từ 28,6 – 28,8 km; Trên sơng Thái Bình, chiều dài xâm nhập mặn ứng với nêm mặn 1%o khoảng từ 17,0 – 17,5 km với nêm mặn 4%o khoảng từ 15,1 – 15,2 km Các cống lấy nước khoảng 17,5 km tính từ cửa sơng khó khăn; Trên sơng Trà Lý, dịng chảy phía thượng nguồn thay đổi, chiều dài xâm nhập mặn ứng với nêm mặn 1%o khoảng 18,8 km với nêm mặn 4%o khoảng 16,6 km Các cống lấy nước khoảng 19 km tính từ cửa sơng khó khăn; Trên sơng Hóa, chiều dài xâm nhập mặn ứng với nêm mặn 1%o khoảng 21,0 km với nêm mặn 4%o khoảng 18,8 km Nhìn chung, cống lấy nước khoảng 21,0 km tính từ cửa sơng khó khăn; Các cống lấy nước khoảng 30,0 km tính từ cửa sơng khó khăn (2) Đã phân tích, đánh giá tác động thượng nguồn đến vận hành cơng trình thuỷ lợi Kết nghiên cứu cho thấy lưu lượng mùa kiệt có điều tiết hồ cao so với dịng chảy khơng có điều tiết hồ, nhiên mực nước vào mùa kiệt cơng trình lấy nước thấp nên việc lấy nước khó khăn, nguyên nhân cho thấy biến đổi lịng dẫn bị hạ thấp nên cấp lưu lượng mực nước bị hạ thấp so với trước đây, thấy rõ qua đường quan hệ Q~H Sơn Tây, Hà Nội Thượng Cát Hơn nữa, tỷ lệ dịng chảy sơng Hồng sang sông Đuống làm giảm lưu lượng hạ du sông Hồng nên dù Sơn Tây lưu lượng tăng lên dòng chảy hạ lưu sông Hồng lại giảm làm cho mực nước giảm gây khó khăn cho việc lấy nước; Bên cạnh đó, cịn ngun nhân gây khó khăn cho việc lấy 97 nước mực nước biển dâng làm mặn xâm nhập vào sâu hơn, thời gian lấy nước khó khăn Ngồi ra, kết nghiên cứu cho thấy cơng trình tiêu khu vực nghiên cứu thuộc huyện ven biển cống tiêu tự chảy nên việc tiêu nước phụ thuộc nhiều vào mực nước ngồi sơng việc điều tiết hồ chứa phía thượng nguồn ảnh hưởng lớn đến lực tiêu khả vận hành cống tiêu Cụ thể, có hồ điều tiết mực nước giảm nhiều có vị trí cống mực nước giảm 2m Kết cho thấy mực nước lũ có hồ điều tiết cống tiêu cịn tiêu sông mực nước sông thấp mực nước đồng Với mực nước lũ khơng có hồ phía thượng nguồn vận hành điều tiết khơng thể tiêu tự chảy được, cần phải sử dụng tiêu động lực Kết cho thấy, sông Trà Lý thấy lưu lượng từ thượng nguồn khoảng 900-1000 m3/s mực nước triều thấp nên độ mặn vị trí nhỏ (3) Đã đề xuất giải pháp khoa học với mơ hình sản xuất nhằm khai thác hiệu CTTL vùng ven biển đồng Bắc Bộ nói chung áp dụng điển hình cho vùng ven biển tỉnh Thái Bình nói riêng Cụ thể, kết đề đề tài xuất mô hình “Thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi trồng thủy sản xã Thái Thượng, huyện Thái Thụy tỉnh Thái Bình Kết giải pháp cho thấy mang lại hiệu kinh tế cao, thể qua số tính tốn hiệu ích kinh tế xác định hệ số nội hoàn kinh tế đạt IRR = 28.28 %, tỷ số lợi ích mang lại vốn đầu tư, đạt giá trị B/C = 1,86 Tóm lại, kết nghiên cứu phân tích, đánh giá thực trạng nguồn nước, xâm nhập mặn để xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu CTTL vùng ven biển tỉnh Thái Bình, dựa kết nghiên cứu luận văn, đề tài nghiên cứu đề xuất cần thiết áp dụng mơ hình điển hình nghiên cứu để nhân rộng áp dụng cho khu vực khác thuộc vùng ven biển Bắc Bộ vùng Duyên hải có điều kiện tương tự 98 KIẾN NGHỊ Trong trình thực đề tài, hiểu biết thân vấn đề liên quan đến giải pháp khoa học công nghệ nhằm nâng cao hiệu hệ thống CTTL vùng ven tỉnh Thái Bình thuộc vùng ven biển Bắc Bộ Học viên có số kiến nghị sau: (i) Hệ thống thủy lợi nằm vùng có điều kiện tự nhiên phức tạp, nằm vùng triều, hệ thống cơng trình đảm nhận hai nhiệm vụ tưới tiêu kết hợp Đối với tiểu khu hệ thống, tài liệu hạn chế, chưa đầy đủ chi tiết nên tính tốn mang tính tổng thể Đề nghị giai đoạn nghiên cứu cần cập nhật số liệu, bổ sung chi tiết cho vùng, tiểu vùng hệ thống để việc nghiên cứu hoàn thiện (ii) Các giải pháp cơng trình nêu thơng số mà chưa tính tốn cụ thể, kiến nghị cần phải tính tốn chi tiết cho giai đoạn nghiên cứu sau (iii) Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến ổn định cơng trình bảo vệ bờ dịng chảy, diễn biến địa hình lịng sơng, bờ biển, động lực học dịng sơng, động lực học vùng ven biển chưa tính tốn đến cơng trình bảo vệ bờ sơng bờ biển nên cần có nghiên cứu chi tiết thêm giai đoạn sau Đề tài mong nhận ý kiến góp ý, trao đổi từ cấp quản lý, quan chun mơn nhà khoa học để có kết nghiên cứu hoàn thiện hơn./ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bae DH, Jung IW, Demeis PL (2011) Hydrologic uncertainties in climate change from IPCC AR4 GCM simulations of the Chungju basin Journal of Hydrology, 401: 90-105 [2] Christensen JH, Whetton P (2007) Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Cambridge University Press Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA [3] Lee DK, Sung SY, Jung HC (2010) Estimating the effect of climate change and land use change on surface runoff change, 241-248 [4] Climate change adaptation in fisheries and aquaculture: compilation of initial examples, FAO Fisheries and Aquaculture, 2014 [5] Ngô Đức Thành CS, (2013) Biến đổi khí hậu Việt Nam Tạp chí Khoa học Trái đất Mơi trường, Số (2013) 42-55 [6] More (2016) Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam (2016) [7] Nguyễn Tuấn Anh (2011) - Viện Khoa học Thủy lợi Nghiên cứu xây dựng lộ trình cơng nghiệp hóa đại hóa thủy lợi Việt Nam đến năm 2020 [8] Trần Chí Trung (2009) - Viện Khoa học Thủy lợi Nghiên cứu sở khoa học đề xuất sách phân cấp quản lý khai thác CTTL [9] Nguyễn Thế Hải - VKHTLVN Đề tài” Nghiên cứu, đề xuất giải pháp thủy lợi kết hợp nơng nghiệp ứng phó hạn hán, xâm nhập mặn tỉnh ven biển ĐBSH” [10] Báo cáo rà soát quy hoạch thủy lợi tỉnh Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Quảng Ninh, Hải Phịng [11] Quy hoạch thủy lợi ĐBSH điều kiện biến đổi khí hậu - nước biển dâng [12] Báo cáo kết nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu mơ hình quản lý thủy lợi hiệu bền vững phục vụ nông nghiệp nông thôn"; Trung tâm NC Kinh tế - Viện Khoa học thuỷ lợi, 2007 [12] Tài liệu điều tra trạng ni trồng thủy sản, trạng cấp, nước phục vụ thủy sản tỉnh vùng nghiên cứu [13] Báo cáo đề tài nhánh “Nghiên cứu giải pháp CTTL phục vụ nuôi trồng thủy sản vùng ven biển miền Bắc” – Nguyễn Trọng Hà - ĐHTL [14] Hoàng Ngọc Khắc, Trịnh Quang Tú, Trần Văn Tam (2020) Xây dựng tiêu chí đánh giá hệ thống ni trồng thuỷ sản ven biển thơng minh thích ứng với 100 biến đổi khí hậu cho vùng ven biển Bắc Bộ–Bắc Trung Bộ Tạp chí khí tượng thuỷ văn [15] Hồng Ngọc Khắc csk (2017) Nghiên cứu giải pháp phát triển ni trồng thuỷ sản ven biển thơng minh thích ứng biến đổi khí hậu (BĐKH) vùng duyên hải Bắc Bộ Bắc Trung Bộ, BĐKH.18/16-20 101