Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp khoa học công nghệ phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững ở các tỉnh miền núi phía bắc

VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC GIẢI PHÁP KHOA HỌC CƠNG NGHỆ PHỊNG CHỐNG HẠN HÁN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG Ở CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC CNĐT : ĐỒN DỖN TUẤN 9295 HÀ NỘI – 2011 MỞ ĐẦU Để tài “Nghiên cứu ứng dụng giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững tỉnh miền núi phía bắc” đề tài độc lập cấp nhà nước Nhà nước phê duyệt, thực giai đoạn Từ tháng 1/2008 đến tháng 12/2010 Tổ chức chủ trì đề tài Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam Theo đề cương phê duyệt đề tài phải thực từ tháng 1/2008 đến tháng 12/2010 với tổng kinh phí 3.250 triệu đồng Đề tài kéo dài hết quý II.2011 Đề tài có nội dung Chúng tơi thực đầy đủ hoàn thành mục tiêu nội dung theo đề cương Bộ khoa học công nghệ Bộ Nông nghiệp phát triên NT phê duyệt Sau xin trình bày tóm tắt tổng hợp kết đề tài, gồm nội dung: • Mục tiêu, nội dung đề tài kết thực • Nghiên cứu tổng quan nước giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn phục vụ phát triển nơng nghiệp bền vững • Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ thu, trữ nước, bảo vệ đất giữ ẩm cho vùng khơ hạn chưa có cơng trình thuỷ lợi: • Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý, vận hành hệ thống thuỷ lợi nhằm nâng cao hiệu quả, sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán • Nghiên cứu chế đội tưới kỹ thuật tưới hợp lý cho lúa, mía ăn (Bưởi) • Xây dựng mơ hình trình diễn giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn hán hiệu • Xây dựng nội dung, chương trình tổ chức hội thảo, tập huấn tuyên truyền nâng cao nhận thức, lực cộng đồng sử dụng tiết kiệm nước, bảo vệ đất nước phòng chống hạn i    I Tính cấp thiết đề tài Miền núi phía Bắc có diện tích chiếm tới 30,7% 14,4% dân số nước Do đặc thù yếu tố tự nhiên kinh tế - xã hội địa hình có độ dốc cao bị chia cắt phức tạp, hệ thống sở hạ tầng phát triển, trình độ kỹ thuật sản xuất phận đáng kể dân cư thấp nên so với vùng kinh tế khác nước MNPB vùng chậm phát triển kinh tế - xã hội, thu nhập dân cư thuộc nhóm thấp nước Về kinh tế vùng kinh tế nơng nghiệp Tổng diện tích tưới hệ thống cơng trình thủy lợi khoảng 470,5 nghìn ha, chiếm khoảng 30% tổng diện tích sản xuất nơng nghiệp Xấp xỉ 70% diện tích cịn lại khơng có cơng trình thủy lợi Trong đầu tư vào cơng trình thuỷ lợi hồ chứa khả thi từ quan điểm kinh tế-mơi trường hạn hán xảy hàng năm gây thêm khó khăn cho nhân dân vùng Vì vậy, nghiên cứu giải pháp phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững cho miền núi trung du phía Bắc cấp thiết cần phân loại vùng có cơng trình khơng có cơng trình thủy lợi Đối với vùng chưa có cơng trình thuỷ lợi cần tập trung vào giải pháp công nghệ thu trữ nước kết hợp canh tác tổng hợp, bảo vệ đất, giữ ẩm Đối với vùng có cơng trình nghiên cứu tập trung vào giải pháp quản lý vận hành nâng cao hiệu sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán Các nghiên cứu chế độ kỹ thuật tưới tập trung cho số trồng chủ yếu: lúa, mía ăn Tuyên truyền nâng cao nhận thức, lực cộng đồng sử dụng tiết kiệm nước, bảo vệ đất phịng chống hạn khơng thể thiếu tính quan trọng người sử dụng nguồn tài nguyên II Mục tiêu đề tài Mục tiêu tổng quát: Đề xuất ứng dụng giải pháp khoa học cơng nghệ phù hợp phịng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững tỉnh miền núi phía Bắc ii    Mục tiêu cụ thể: Đề xuất ứng dụng giải pháp khoa học công nghệ phù hợp thu trữ nước, giữ ẩm, quản lý vận hành hệ thống thuỷ lợi, tưới tiêu phục vụ sản xuất số trồng tuyên truyền nâng cao lực cộng đồng phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững tỉnh miền núi phía Bắc III Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nền sản xuất nông nghiệp giải pháp cơng nghệ thủy lợi nơng nghiệp phịng chống hạn hán phục vụ sản xuất nông nghiệp bền vững tỉnh Trung du miền núi phía Bắc IV Phương pháp nội dung nghiên cứu IV.1 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan với tiếp cận kế thừa có chọn lọc để tiến hành thu thập số liệu thứ cấp từ quan quản lý Nhà nước cấp Trung ương, địa phương có liên quan, quan nghiên cứu khoa học, trường địa học, tổ chức quản lý, thư viện Internet - Điều tra, khảo sát đánh giá trạng phương hướng sản xuất nông nghiệp, đặc biệt điều kiện hạn hán tỉnh miền núi trung du phía Bắc, khả thích ứng cộng đồng với hạn hán: sử dụng phiếu điều tra, biểu mẫu Ngồi số thơng tin có liên quan khác thu thập thơng qua thảo luận (key person interview) hội thảo - Nghiên cứu thực nghiệm trường: bố trí khu thí nghiệm trường để xác định nhu cầu nước, chế độ tưới, kỹ thuật tưới cho trồng lựa chọn cho phù kiện với điều kiện thực tế sản xuất địa phương số nơi khác miền núi trung du phía Bắc - Nghiên cứu mơ hình tốn: dựa vào qui luật vận động nước đặc trưng lưu vực, đặc trưng thuỷ lực cơng trình, u cầu hoạt iii    động phát triển kinh tế để mô qui trình vận hành hồ chứa hệ thống thuỷ nơng (mơ hình tốn) Mơ hình vật lý cịn sử dụng để nghiên cứu lưu vực, hệ thống tưới trồng khác Trên sở đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu đề tài sang nhiều nới khác thuộc miền núi trung du phía Bắc - Các cơng cụ sử dụng: Hệ thống lập mơ hình đại số tổng hợp (GAMS), Bộ phần mềm văn phòng; phần mềm phân tích thống kê, ứng dụng Delphi MS VisualStudio Ngoài ra, số phần mềm liên quan đến tưới tiêu FAO (CROPWAT, SMIS) sử dụng để kiểm nghiệm kết tính tốn phần mềm đề xuất đề tài Một số thiết bị nghiên cứu trường khác đề tài trang bị theo chất lượng tiêu chuẩn cho phép ngành IV.2 Nội dung nghiên cứu 1.- Nghiên cứu tổng quan nước giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững 2.- Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ thu, trữ nước, bảo vệ đất giữ ẩm cho vùng khô hạn chưa có cơng trình thuỷ lợi 3.- Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý, vận hành hệ thống thuỷ lợi nhằm nâng cao hiệu quả, sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán: 4.- Nghiên cứu chế đội tưới kỹ thuật tưới hợp lý cho lúa, mía ăn (Bưởi cam) Nội dung bao gồm nghiên cứu trường, thí nghiệm xác định nhu cầu tưới, chế độ tưới kỹ thuật tưới hợp lý cho loại trồng chủ yếu 5.- Xây dựng mơ hình trình diễn giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn hán hiệu quả: i) Mơ hình trình diễn giải pháp KHCN thu trữ nước, bảo vệ đất, giữ ẩm cho iv    ăn (bưởi cam) vùng chưa có cơng trình thuỷ lợi: ii) Mơ hình trình diễn công nghệ tưới tiết kiệm nước cho hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) iii) Nghiên cứu xây dựng qui trình vận hành hệ thống thuỷ nơng Cầu SơnCấm Sơn (Bắc Giang) nâng cao hiệu quả, sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán 6.- Xây dựng nội dung, chương trình tổ chức hội thảo, tập huấn tuyên truyền nâng cao nhận thức, lực cộng đồng sử dụng tiết kiệm nước, bảo vệ đất nước phòng chống hạn V Các kết thực Đề tài thực xong nội dung nêu đề cương nghiên cứu Các sản phẩm bao gồm: Các báo cáo kết nghiên cứu khoa học i) Báo cáo tổng hợp Nghiên cứu tổng quan nước giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững báo cáo chuyên đề ii) Báo cáo tổng hợp giải pháp khoa học công nghệ thu, trữ nước, bảo vệ đất giữ ẩm cho vùng khô hạn chưa có cơng trình thủy lợi báo cáo chun đề iii) Báo cáo tổng hợp nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý, vận hành hệ thống công trình thủy lợi nhằm nâng cáo hiệu sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán báo cáo chuyên đề iv) Báo cáo chế độ tưới kỹ thuật tưới hợp lý cho cây: Lúa, Mía Bưởi báo cáo chuyên đề v    v) Tài liệu, nội dung, chương trình tập huấn nâng cao lực cộng đồng sử dụng tiết kiệm nước, bảo vệ đất nước phòng chống hạn vi) Báo cáo tổng hợp thực Mơ hình trình diễn giải pháp KHCN thu trữ nước, bảo vệ đất giữ ẩm cho Bưởi vii) Báo cáo tổng hợp thực Mơ hình trình diễn chế độ tưới phục vụ hệ thống thâm canh lúa cải tiến SRI viii) Báo cáo tổng hợp thực Mơ hình trình diễn phần mềm quản lý vận hành hệ thống thủy lợi Cầu Sơn - Cấm Sơn ix) Báo cáo tổng hợp kết khoa học công nghệ đề tài Các mơ hình trình diễn giải pháp khoa học cơng nghệ phịng chống hạn hán hiệu i) Mơ hình trình diễn giải pháp KHCN thu trữ nước, bảo vệ đất, giữ ẩm cho bưởi Huyện Đoan Hùng, Phú Thọ ii) Mơ hình trình diễn công nghệ tưới tiết kiệm nước cho hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) Huyện Lạng Giang, Bắc Giang iii) Mơ hình vận hành hệ thống thuỷ nơng Cầu Sơn-Cấm Sơn (Bắc Giang) nâng cao hiệu quả, sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán iv) Phần mềm vận hành hệ thống cơng trình thủy lợi Cầu Sơn - Cấm Sơn Sách, báo cáo khoa học kết nghiên cứu đề tài i) Các báo cáo khoa học đăng tạp chí khoa học, trình bày hội nghị khoa học ngồi nước - Phân tích biện pháp canh tác lúa tối ưu hệ thống thủy nông tưới lúa Việt Nam, Tập I, tuyển tập khoa học công nghệ 50 năm xây dựng phát triển 1959-2009 Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam vi    - Một số kết nghiên cứu chế độ tưới cho mía huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La, Tạp chí khoa học cơng nghệ Thủy lợi số 02 tháng 03 năm 2011 - Nhu cầu nước, chế độ tưới thích hợp cho lúa canh tác theo phương pháp truyền thống cải tiến vùng đồng Bắc Bộ, Tạp chí khoa học công nghệ Thủy lợi số 02 tháng 03 năm 2011 - Phát triển phần mềm hỗ trợ vận hành hệ thống tưới: Phương pháp tiếp cận từ quản lý dịch vụ, Đặc san khoa học công nghệ Thủy lợi số 24 tháng 11 năm 2009 - Kết nghiên cứu chế độ tưới cho Bưởi đặc sản Đoan Hùng – Phú Thọ, Tạp chí khoa học cơng nghệ Thủy lợi số 05+06 tháng 12 năm 2011 - An Analysis of optimum cultivation practices for rice grow in rice based irrigation canal system in VietNam, Báo cáo Hội thảo quốc tế: (i) Hội nghị quốc tế “Phát triển Đập Tài nguyên nước bền vững” tổ chức Hà Nội năm 2011; (ii) Hội thảo R&D “Tưới tiết kiệm cho lúa hệ thống thủy nơng” Khóa đào tạo cho nghiên cứu sinh quốc tế “Sự tiến đánh giá lợi nhuận tưới nông nghiệp cải thiện kế hoạch tưới” tổ chức từ ngày 03-09 tháng 10 năm 2009 Viện Công nghệ Châu Á (AIT) Thái Lan ii) Sách: - Sổ tay kỹ thuật tưới cho thâm canh Lúa, NXB Nông Nghiệp, 2011 - Sách hướng dẫn kỹ thuật thâm canh cấp nước tưới cho Bưởi, NXB Nông Nghiệp, 2011 iii) Hai chương trình truyền thơng kênh VTC16 về: “Quy trình tưới tiết kiệm nước canh tác tối ưu cho lúa” Lạng Giang, Bắc Giang “Quy trình canh tác Buởi vùng núi trung du phía Bắc” Đoan Hùng, Phú Thọ Đào tạo sau đại học vii    Đề tài đóng góp cho việc đào tạo 02 tiến sĩ, 03 thạc sĩ Một tiến sĩ bảo vệ cấp sở Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, Một tiến sĩ bảo vệ thức vào năm 2012 ĐH tổng hợp Copenhaghen, Đan Mạch Hai thạc sĩ hoàn thành, thạc sĩ hoàn thành 2012 VI Bố cục báo cáo tổng hợp Báo cáo tổng hợp gồm phần, trình bày nội dung, kết đề tài Phần I Nêu tổng quan hạn hán, nghiên cứu chế độ tưới, kỹ thuật tưới nhằm giảm thiểu lượng nước tưới gặp điều kiện hạn hán, khan nước Phần II Đánh giá tình hình thực tiễn vùng núi phía bắc, tình hình sản xuất Nơng nghiêp, thủy lợi, thiên tai hạn hán Trên sở khoa học thực tiễn phần đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu sử dụng nguồn nước giải pháp thu trưc nước kết hợp canh tác nông nghiệp tổng hợp, giải pháp quản lý vận hành Phần III trình bày kết nghiên cứu chế độ tưới, kỹ thuật tưới phù hợp cho số trồng chính, lúa, mía bưởi, vùng núi phía bắc Kết nghiên cứu chế độ tưới điều kiện khan nước đầu vào phục vụ cho sản xuất bà nông dân việc lập kế hoạch, qui hoạch, thiết kế quản lý vận hành hiệu hệ thống thủy lợi, thu trữ nước phục vụ phòng chống hạn hán Phần IV Trình bày kết xây dựng mơ hình giải pháp phịng chống hạn hán cụ thể: Mơ hình thu trữ nước kết hợp canh tác nơng nghiệp tổng hợp giữ ẩm, chống sói mịn cho canh tác bưởi Đoan Hùng, Phú Thọ; mơ hình tưới thâm canh, tiết kiệm nước cho lúa Lạng Giang, Bắc Giang mơ hình vận hành hệ thống thủy lợi Cầu Sơn-Cấm Sơn viii    Phần V Trình bày kết luận số khuyến nghị để đưa kết nghiên cứu vào thực tiễn định hướng nghiên cứu ix    Nhập số liệu mưa, số liệu hệ thống Mở file số liệu Lưu file số liệu Bản đồ hệ thống, Các đối tượng Tính tốn tối ưu Kết thúc Nhập số liệu cho đối tượng Chọn đối tượng Kiểm tra số liệu nhập Thiết lập, hủy điểm tưới luân phiên Tra cứu đồ thị Lưu lg (Q), Độ mở (a) Tra cứu kết tính tốn (Q), Độ mở (a) HÌnh 4.3.2 Sơ đồ tổng thể chương trình phần mềm hỗ trợ quản lý vận hành HT Cầu Sơn-Cấm Sơn Hình 4.3.3 Giao diện phần mềm 100 Hình 4.3.4 Sơ đồ kênh tưới hệ thống thủy lợi Cầu Sơn mơ hình 101 Các đối tượng xây dựng hệ thống bao gồm nhánh kênh, Cống tưới, Điều tiết, Xi phông Trạm bơm Các đối tượng liên kết với có thuộc tính đối tượng Người dùng dùng chế độ di chuyển đồ để xem toàn khung cảnh hệ thống Cập nhật liệu cho công trình cống lấy nước, điều tiết, xi phơng, đoạn kênh tưới …và xem ảnh cơng trình 4.3.2.3 Vận hành tối ưu hệ thống thủy nông Cầu Sơn-Cấm Sơn Để vận hành tối ưu phần mềm DHHT_CauSon, cần phải thực theo trình tự sau: - Thiết lập điểm chốt để khống chế tưới, gồm điểm Điều tiết Đồng Thủy, Điều tiết Cầu Quật, Điều tiết Thái đào - Nhập số liệu đầu vào - Chạy chương trình - Khai thác số liệu đầu Để phù hợp với thực tế vận hành hệ thống, Kỹ thuật tưới luân phiên hệ thống đưa vào phần mềm Phần mềm DHHT_CauSon cho phép người dùng chọn phương án tưới luân phiên cách chọn vị trí tưới luân phiên kênh cấp trước chạy chương trình, từ vị trí chọn trở xuống hạ lưu tự động chế độ tưới luân phiên 4.3.3 Hiệu mơ hình vận hành tối ưu hệ thống thủy nông Cầu Sơn-Cấm Sơn Hiện tại, theo thống kê Bộ NN&PTNT, diện tích đất lúa nước có gần 4,1 triệu hecta Theo dự báo tương lai không xa, ảnh hưởng biến đổi khí hậu, dân số ngày tăng, khu cơng nghiệp phát triển, đất cố định, người dân phải sống lương thực lúa, gạo Vì vậy, để đảm bảo An ninh lương thực quốc gia cần phải giữ đất lúa 102 Theo Đề án An ninh lương thực quốc gia Trong Thông báo số 53 Bộ Chính trị khẳng định, để đảm bảo An ninh lương thực, mục tiêu đến năm 2020 phải đảm bảo giữ 3,8 triệu hecta đất trồng lúa, 3,2 triệu hecta chuyên trồng lúa nước vụ Để phù hợp với chủ chương chung nhà nước Bắc Giang giữ ổn định đất vụ lúa đảm bảo an ninh lương thực Khi thiết kế phần mềm Quản lý vận hành tối ưu cho hệ thống thủy lợi Cầu Sơn, tác giả đưa vào ràng buộc diện tích lúa vụ phải lớn với diện tích lúa vụ hệ thống kênh (9.335,3 ha) Điều đồng nghĩa với tương lai tính tốn kịch khác nhau, diện tích lúa vụ giữ mức tối thiểu diện tích lúa vụ hệ thống Tổng diện tích vụ Xn gieo trồng 15.115,66 (Trong Lúa gieo trồng 9.692,03 Màu 5.423,63ha) chiếm 69,6% tổng diện tích thiết kế Năng suất lúa đạt 6.758 kg/ha với suất lúa địa phương tưới đủ nước; Năng suất màu đạt 93% so với suất màu tưới đủ nước Theo kết tính tốn mơ hình với kịch trạng tổng diện tích gieo trồng vụ Xuân tăng 10,4% so với diện tích nghiệm thu hợp đồng Công ty TNHH MTV KTCTTL Cầu Sơn với địa phương năm 2009 Vụ Mùa gieo cấy 100% diện tích, suất lúa đạt 92% so với suất đủ nước, suất màu đạt 88,1% so với đủ nước Vụ Đơng gieo trồng với diện tích 35,7% diện tích thiết kế suất vụ Đơng đạt 98,2% so với suất tưới đủ nước 103 Bảng 4.3.2 Kết diện tích, suất, giá trị kinh tế (tổng thu nhập, thu nhập ròng) trồng Hệ thống Cầu Sơn-Cấm Sơn vận hành theo thực tế theo qui trình tối ưu Cây TT trồng Diện tích (ha) % DT so với tổng diện tích % so với Tổng thu nhâp Năng suất suất 1000 đ (Kg/ha) tưới đủ nước Tổng thu nhập ròng 1000 đ Thực tế vận hành 2009 Vụ Xuân 13.693 Lúa Xuân 11.547,2 Màu Xuân 2.146 515.720 249.066 6.547 97 415.797 182.749 3.725 95 99.923 66.317 682.000 396.303 58,8 Mô vận hành theo qui trình vận hành tối ưu Vụ Xuân 15.614 Lúa Xuân 9.692,03 Màu Xuân 5.423,63 6.758 100 429.000 245.221 3.725 93,0 253.000 151.082 69,6 Theo kết tính tốn mơ hình, Tổng thu nhập rịng vụ Xn theo mơ hình đạt 396.303 triệu đồng tăng 37% so với giá trị đạt theo vận hành thực tế (249.066 triệu đồng) 104 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ở Việt Nam hạn hán loại hình thiên tai thường xẩy ra, gây tổn thất nghiêm trọng đứng thứ sau bão lũ lụt Tính bình qn, hàng năm, hạn hán gây ảnh hưởng tới khoảng từ 300.000 đến 500.000 diện tích trồng, làm giảm từ 20-30% suất trồng, 1,5-2% sản lượng lương thực Miền núi phía Bắc sử dụng khoảng 1,305 triệu đất vào sản xuất nông nghiệp (chiếm gần 13 % tổng diện tích tự nhiên) Tổng diện tích tưới hệ thống cơng trình thủy lợi khoảng 470,5 nghìn ha, chiếm khoảng 30% tổng diện tích sản xuất nơng nghiệp Xấp xỉ 70% diện tích cịn lại khơng có cơng trình thủy lợi Hạn hán thường xuyên xảy gây thêm khó khăn cho nhân dân vùng Do địa hình có độ dốc cao, chia cắt phức tạp, hệ thống sở hạ tầng phát triển, trình độ kỹ thuật sản xuất phận đáng kể dân cư cịn thấp, việc đầu tư phát triển cơng trình thuỷ lợi hồ chứa khả thi từ quan điểm kinh tếmôi trường Giải pháp thu trữ nước có cơng trình trữ, chống thấm vật liệu cách nước kết hợp với biện pháp canh tác nông nghiệp tổng hợp, trồng lạc dại tủ gốc rơm rạ phù hợp hiệu để đối phó với hạn hán xảy khu vực khơng có cơng trình thủy lợi Hệ thống thủy lợi địa bàn đa phần cơng trình vừa nhỏ, hiệu tưới hệ thống thuỷ nơng thấp, đạt 50% đến 60%, có hệ thống đạt 40% Một nguyên nhân tổ chức quản lý khai thác cơng trình thuỷ lợi cồng kềnh, hiệu lực, tổ chức hợp tác dùng nước, quản lý hệ thống thủy lợi nội đồng, địa phương bị bỏ ngỏ Để nâng cao hiệu khai thác cơng trình thủy lợi, phịng chống hạn hán hiệu quả, mặt tổ chức quản lý, cần điều chỉnh, hồn thiện hệ thống tổ chức quản lý cơng trình đồng bộ, khép kín từ đầu mối tới mặt ruộng Đảm bảo phối hợp hiệu Công ty KTCTTL TCDN sở phân chia rõ ràng chức nhiệm vụ tổ chức việc quản lý vận hành cơng trình thuỷ lợi 105 Do hạn chế quản lý, tác động khắc nghiệt thiên tai lũ lụt, cơng trình thủy lợi miền núi đa phần xuống cấp nghiêm trọng, cần cải tạo nâng cấp tu bảo dưỡng kịp thời nhằm phục hồi trì lực phục vụ, góp phần vào việc giảm thiểu tác động hạn hán gây Hầu hết hệ thống cơng trình thủy lợi khu vực miền núi phía bắc khơng có quy trình vận hành, sử dụng nước lãng phí, khả phịng chống hạn hán thấp Để quản lý cơng trình phân phối, sử dụng nước hiệu quả, giảm thiểu tác động thiên tai hạn hán, việc xây dựng quy trình vận hành hệ thống theo qui trình cần cân nhắc áp dụng cách phù hợp với điều kiện cụ thể Đối với trường hợp hệ thống cơng trình chưa hồn thiện, trình độ cán bộ, dân trí thấp, cần áp dụng qui trình vận hành giản đơn cho phép quản lý tu bảo dưỡng cơng trình, lập kiểm tra, giám sát kế hoạch phân phối nước Trong trường hợp hệ thống cơng trình hồn chỉnh, trình độ cán dân trí cao giải pháp ứng dụng cơng nghệ tin học vào quản lý vận hành hệ thống thủy nơng thơng qua lập giải tốn phân phối nước tối ưu nhằm mục tiêu tối đa hóa lợi ích kinh tế sản xuất nông nghiệp hệ thống cần trọng đầu tư áp dụng rộng rãi Chế độ tưới, kỹ thuật tưới hợp lý cho trồng điều kiện hạn hán, khan nước điều kiện đầu vào giải pháp công nghệ phịng chống hạn hán, phục vụ sản xuất nơng nghiệp Tuy nhiên, nay, nông dân thực tưới tiêu cho trồng theo cảm tính, mà cán thủy lợi thiết kế, vận hành hệ thống thủy nông dựa kinh nghiệm với thông tin, tiêu chưa phù hợp Để khắc phục thực trạng cập nhật thông tin chế độ tưới, kỹ thuật tưới hợp lý, chế độ tưới cho loại trọng điểm Lúa, Bưởi Mía tiến hành nghiên cứu Bắc Giang, Phú Thọ Sơn La, tỉnh mang tính đại diện sản xuất loại trồng chủ yếu cho vung núi phía Bắc Đối với lúa: Trong điều kiện hạn hán, khan nước, để tiết kiệm nước mà đảm bảo suất, chế độ tưới phù hợp chế độ Tưới xen kẽ ướt ẩm (AWD) với công thức tưới nước 2-3cm để xen kẽ với độ ẩm tối đa đồng ruộng từ 106 cấy đến giai đoạn trổ đòng giai đoạn sau 14 ngày tưới lần với mức tưới đợt 300m /ha Đối với bưởi: Chế độ tưới tốt đảm bảo cho tầng đất canh tác có độ ẩm 55-80% độ ẩm tối đa đồng ruộng (khoảng 22 ngày tưới lần) Việc tưới cho bưởi cần phải thực vào thời kỳ thời kỳ phân hóa mầm hoa (tháng 11, tháng 12), thời kỳ hoa (tháng 1,2), thời kỳ non rụng sinh lý (tháng 4) với tổng mức tưới khoảng 900 m3/ha năm Trong điều kiện kỹ thuật tưới hợp lý cho Bưởi vùng núi trung du phía Bắc tưới dí với hệ thống đường ống cứng cấp nước kết hợp tận dụng bón phân từ chuồng trại chăn ni gia đình ống mềm để tưới Đối với mía: Nghiên cứu chế độ tưới hiệu chế độ trì độ ẩm tầng canh tác từ 70-90% độ ẩm tối đa đồng ruộng (10 ngày tưới lần), tổng lượng nước tưới toàn vụ khoảng 2800 - 3000 m /ha Khi điều kiện cho phép vùng núi phía Bắc nên áp dụng kỹ thuật tưới phun mưa Việc triển khai ứng dụng kết nghiên cứu thực nghiệm thực tế thông qua mơ hình thử nghiệm giải pháp thu trữ nước kết hợp canh tác nông nghiệp tổng hợp cho bưởi Đoan Hung, Phú Thọ, giải pháp tưới thâm canh cho lúa Lạng Giang, Bắc Giang mơ hình vận hành phân phối nước tối ưu hệ thống thủy nông Cầu SơnCấm Sơn, Bắc Giang đạt kết khả quan, địa phương người dân đánh giá cao đề nghị tiếp tục hỗ trợ để triển khai đại trà Mơ hình thu trữ nước, bảo vệ đất, giữ ẩm cho Bưởi thực xã Chi Đán xã Phong Phú, Đoan Hùng, Phú Thọ kết hợp tổng hợp giải pháp thu trữ nước mưa, bảo vệ đất khỏi bị thối hóa đồng thời giảm bốc nước, giữ ẩm cho trồng Mơ hình bao gồm 1) hệ thống thu, trữ nước mưa để tưới cho bưởi; 2) hệ thống kênh cắt dốc, mương sườn đồi chống rửa trơi, sói mịn đất 3) giải pháp tủ gốc lạc dại rơm rạ giữ ẩm cho bưởi Mơ hình thu trữ nước bảo vệ đất góp phần làm giảm xói mòn đất, giữ lại lượng nước định để phục vụ tưới chủ động cho trồng thời gian thiếu 107 nước, độ ẩm đất đảm bảo để bưởi phát triển tốt, suất bưởi tăng khoảng 20% so với đối chứng Thời gian hồn vốn T năm Mơ hình tưới thâm canh-tiết kiệm nước cho canh tác lúa theo thâm canh cải tiến (SRI) triển khai Huyện Lạng Giang, Bắc Giang, khu tưới hệ thống thủy nông Cầu Sơn-Cấm Sơn, với việc thực chế độ nước biện pháp canh tác “tối ưu”-tạo điều kiện tốt cho lúa phát triển khỏe mạnh Mơ hình cho phép tiết kiệm khoảng 20% lượng nước tưới mặt ruộng, tăng suất – 11% so với phương pháp truyền thống, giảm vốn đầu tư nhờ giảm lượng giống thuốc bảo vệ thực vật, lợi nhuận tăng 50 – 80%, giảm tác hại đến môi trường nhờ sử dụng thuốc trừ cỏ, trừ sâu Mơ hình vận hành tối ưu hệ thống thủy nơng Cầu Sơn-Cấm Sơn thực sở lập giải toán phân phối nước tối ưu, điều kiện hạn chế nguồn nước nhằm khắc phục thực trạng nguồn nước tưới thiếu hụt không đáp ứng đủ nhu cầu tưới hệ thống Bài toán tối ưu lập giải Hệ thống mơ hình đại số tổng hợp (GAMS General Algebraic Modeling System), bao gồm hồ chứa Cấm Sơn, lưu vực cấp nước (Từ Cấm Sơn đến đập Cần Sơn) 71 khu tưới Thời đoạn tính tốn chia thành 36 thời đoạn năm thuỷ văn, lượng nước đến thượng lưu Cấm Sơn lượng mưa khu vực Cầu Sơn ứng với tần suất 75%, 85%, hệ số sử dụng nước hồi quy 0,2 Phần mềm cho kết đầu diện tích lúa, diện tích màu kênh cấp tồn hệ thống, mơ lượng nước phân phối cho khu tưới theo thời đoạn đồ thị Kết mô cho năm sản xuất 2009 cho thấy diện tích tưới vụ xuân đạt 15.614,2 tăng 1920,5 so với diện tích vận hành thực tế năm 2009 cơng ty Cầu Sơn Hiệu sử dụng nước tăng 14,02% Nghiên cứu giải pháp phòng chống hạn hán xem nhu cầu cấp thiết tình hình Để ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn xin đưa số vấn đề khuyến nghị sau: 108 Giải pháp phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững cho miền núi trung du phía Bắc cần phân loại vùng có cơng trình khơng có cơng trình thủy lợi Đối với vùng khơng có cơng trình thuỷ lợi, việc đầu tư xây dựng không khả thi, cần tập trung vào giải pháp công nghệ thu trữ nước kết hợp canh tác tổng hợp, bảo vệ đất, giữ ẩm Đối với vùng có cơng trình cần tập trung vào giải pháp củng cố, đổi tổ chức quản lý vận hành nâng cao hiệu sử dụng tối ưu nguồn nước điều kiện hạn hán Tại mặt ruộng chế độ kỹ thuật tưới vừa phải tiết kiệm nước vừa đáp ứng nhu cầu đảm bảo trồng phát triển khỏe mạnh Song song với tuyên truyền nâng cao nhận thức, lực cộng đồng sử dụng tiết kiệm nước, bảo vệ đất phịng chống hạn khơng thể thiếu tính quan trọng người sử dụng nguồn tài nguyên Đối với chế độ tưới cho thâm canh lúa, việc đảm bảo tưới, tiêu điều kiện tiên quyết, hệ thống thủy lợi cần nâng cấp, tu bảo dưỡng chống xuống cấp, hệ thơng kênh mương cần hồn chỉnh để cấp, nước chủ động Đối với cơng nghiệp hàng hóa mía bưởi, chế độ tưới đảm bảo thời kỳ sinh trưởng đem lại lợi ích kinh tế cao Tuy không tiếp cận với thị trường tiêu thụ, nên khơng có động lực điều kiện để phát triển sản xuất Bởi vấn đề sau có chế hỗ trợ tạo hội cho người dân tiếp cận thị trường tiêu thụ sản phẩm Các nghiên cứu chế sách hỗ trợ phát triển nông nghiệp miền núi cần ưu tiên đầu tư thỏa đáng Đề tài nghiên cứu đề cập số vấn đề, quản lý tài nguyên nước cho khu vực Miền núi phía Bắc, để đối phó với hạn hán Cần có nghiên cứu sâu, chi tiết lập toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông vùng MNPB, đề chiến lược phát triển quy hoạch thủy lợi phòng chống hạn hán, phục vụ sản xuất nơng nghiệp bền vững cho tồn khu vực miền núi phía Bắc.  109 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Áp dụng tiến kỹ thuật xây dựng mơ hình tưới tiết kiệm nước cho dứa vùng đất dốc nơng trường Sơng Bơi tỉnh Hồ Bình, 2006 Báo cáo tổng kết công tác chống hạn năm 2006, tỉnh Bắc Kạn, Cao Bằng, Phú Thọ, Hịa Bình Lạng Sơn Cục Thuỷ lợi (2003), Một số phương pháp tưới nước cho loại trồng, NXB nông nghiệp, Hà Nội Cục Thuỷ lợi (2002), Chế độ tưới nước cho số trồng cạn, NXB nông nghiệp, Hà Nội Cục Thuỷ lợi (2003), Những điều cần biết quy trình tưới tiêu cho lúa số trồng cạn, NXB nông nghiệp, Hà Nội Cơng ty mía đường Sơn La (2001), Mở rộng vùng mía ngun liệu cơng ty mía đường Sơn La đến năm 2010 Dương Hải Sinh cộng sự, 2003, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiến thuỷ lợi để xây dựng mơ hình phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn số tỉnh trung du miền núi phía Bắc Dương Văn Chín 2008 Tưới tiết kiệm nước cho vụ Xuân Đồng sông Cửu Long Đào Xuân Học, 2002, Hạn hán giải pháp giảm thiệt hại, Nhà xuất Nông nghiệp 10 Đặng Thế Phong, Nguyễn Xuân Thịnh, Dương Đình Quang, 2008, Mơ hình trợ giúp vận hành liên hệ thống thuỷ nông Hồ Núi Cốc-Sông Cầu Tuyển tập kết nghiên cứu khoa học kỷ niệm 50 năm thành lập Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam; 11 Lê Đình Thỉnh, 2003, Cơng nghệ cấp nước cho vùng cao tưới tiết kiệm nước, NXB Nông Nghiệp 12 Lê Sâm, 2005, Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, Nhà xuất Nông nghiệp 110 13 Ngô tiến Dũng 2007 Các kết ứng dụng hệ thống canh tác lúa vùng sinh thái tỉnh phía Bắc 14 Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Văn Thắng, 2008, Biến đổi khí hậu kế hoạch ứng phó Việt Nam, Tạp chí Hoạt động khoa học cơng nghệ, trang 15-16 15 Nguyễn Đình Ninh, Một số vấn đề phát triển thủy lợi phục vụ kinh tế - xã hội môi trường 16 Nguyễn Đình Ninh, 2005, Tình hình hạn hán biện pháp phòng chống, giảm nhẹ thiên tai hạn hán gây ra, NXB Chính Trị Quốc Gia 17 Nguyễn Trọng Hiệu, Phạm Thị Thanh Hương, 2005, Phân vùng hạn khí tượng Việt Nam, Trung tâm KHCN Khí tượng Thuỷ văn 18 Nguyễn Văn Bản, 1995, Các biện pháp bảo đảm độ ẩm cho trồng vùng đồi núi phía bắc Việt Nam, Luận án PTS 19 Nguyễn Đức Châu (2001), Xác định nhu cầu nước mặt ruộng cho loại trồng vùng duyên hải Nam Trung Bộ 20 Nguyễn Bá Trinh, 2007, Kỹ thuật mới: Trữ nước mưa cát, http://khoahocphothong.com.vn/?mag=Ng==&nid=MjA3NQ==&act=dmlld2RldGF pA 21 Nguyễn Hồng Cầu, 1999, Cơng nghệ Xây dựng Cơng trình trữ nước mưa cấp nước sinh hoạt cho đồng bào vùng cao Hải đảo, Tạp chí Thuỷ Lợi số 331 22 Nguyễn Trọng Hà, 1998, Biện pháp thuỷ lợi bảo vệ đất chống xói mịn vùng đồi núi Việt Nam, 76 trang 23 Nguyễn Xuân Tiệp (2008), Nông dân tham gia quản lý cơng trình thuỷ lợi vấn đề đặt ra, NXB nông nghiệp 24 Nguyễn Hữu Tề cộng sự, 1997, Giáo trình lương thực - tập 1, Cây lúa, NXB Nông nghiệp 25 Phạm Ngọc Hải, Tống Đức Khang, Bùi Hiếu, Phạm Việt Hồ (2007), Giáo trình quy hoạch thiết kế hệ thống thuỷ lợi, Tập I, NXB xây dựng, Hà Nội 111 26 Phạm Tiến Dũng, 2006, Phương pháp thí nghiệm, Trường Đại học Nơng nghiệp I Hà nội 27 Tống Đức Khang Nguyễn Tuấn Anh, 1996, Một số biện pháp thuỷ lợi cho vùng đồi núi, NXB Nông nghiệp, 177 trang 28 Trần Chí Trung, Phát triển mơ hình quản lý tưới có tham gia 29 Vũ Thế Hải cộng sự, 2007, Nghiên cứu sở khoa học cho công tác quản lý vận hành hệ thống thủy nông năm nước Đề tài độc lập cấp Bộ; 30 Vũ Văn Thặng, 2005, Nghiên cứu ứng dụng giải pháp khoa học công nghệ, xây dựng công trình nhỏ trữ, dâng nước phục vụ cấp nước vùng đồi núi Trung du miền Bắc Bắc Trung Bộ 31 Vũ Cao Minh, 2003, Điều tra nghiên cứu nguồn nước cacxtơ khu vực Nà Phạ, xã Mậu Duệ, huyện n Minh, lựa chọn, thiết kế mơ hình khai thác, Viện Địa chất, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 112 Tiếng Anh 32 Albert J Clemmens, R Bliesner, John L Merriam, L Hardy (1999), Selection of Irrigation Methods for Agriculture, Published by American Society of Civil Engineers 33 Bounman, Lampayan, Tuong 2007 Water management in irrigated rice: Coping with watre scarity Los Banoz, Philippines 34 FAO, 2003, World Agriculture: Towards 2015/2030 An FAO Perspective Bruinsma, Ed., FAO, Rome and Earthscan, London, 520 p 35 FAO, Irrigation and Drainage, No 56 36 Fischer G., Shah M and Van Velthuizen H., 2002, Climate change and agricultural vulnerability Preprints, World Summit on Sustainable Development, Johannesburg, 160 p 37 High-Level Conference on World Food Security, 2008, the Challenges of Climate change and Bioenergy 38 Liu C.Z., 2002, Suggestion on water resources in China corresponding with global climate change, China Water Resources 39 Mao Zhi Water efficient irrigation and environmentally sustainable irrigated rice production in china 40 Malano H.M., 1998, Surface irrigation management in real time in southeastern Australia: irrigation scheduling and field application, 1998 IEEE International conference on system Man and Cybernetics, Dan Diego (USA) 41 Nelen A.J.M., 1992, Optimized control of urban drainage system, Proefschrift Technische Universiteit Delft 113 42 SRI - http://ciifad cornell.edu/sri 43 Thomas, T.H and Martinson, D.B., 2007, Roofwater Harvesting: A Handbook for Practitioners Delft, The Netherlands, IRC International Water and Sanitation Centre (Technical Paper Series; No 49), 160 p 44 Tuong, T.P & Bhuiyan, S.I 1999 Increasing water-use efficiency in rice production: farm-level perspectives Agricultural Water Management, 40, (1) 117122 available from: ISI:000079243900019 45 Tabbal, Bouman, Bhuiyan, Sibayan, Sattar 2002 On-farm strategies for reducing water input in irrigated rice, case studies in the Philippines 46 Vermillion, D.L & Sagadoy, J.A (1999), Transfer of Irrigation management service: Guidelines FAO Irrigation and Drainage Paper, 58 (Food and Agricultural Organization of the United Nations, Rome, Italy) 47 Wishchmeier, W.H&Smith, D.D, 1978, Predicting Rainfall Erosion Losses, USDA Agr.Res.Serv, Handbook 537 48 Wallace, J.S 2000 Increasing agricultural water use efficiency to meet future food production Agriculture Ecosystems & Environment, 82, (1-3) 105-119 available from: ISI:000165738700010 114