NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHI CÔNG TRÌNH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC HỆ THỐNG THỦY LỢI VĨNH YÊN – VĨNH PHÚC

BẢN CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu giải pháp phi công trình để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên – Vĩnh Phúc” là đề tài

Lê văn thắng

NGHIấN CỨU GIẢI PHÁP PHI CễNG TRèNH

ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC

HỆ THỐNG THỦY LỢI VĨNH YấN – VĨNH PHÚC

Chuyên ngành : Kỹ thuật tài nguyên nước

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Thị Nguyên – Trường Đại học Thủy lợi đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ trong thời gian làm luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy, các cô giáo Trường Đại học Thủy lợi nói chung, Phòng Đại học và Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước nói riêng đã truyền đạt kiến thức, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập

và làm luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè

và đồng nghiệp cơ quan đã giúp đỡ, động viên, khích lệ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Vĩnh Yên, tháng 8 năm 2014

Tác giả luận văn

BẢN CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu giải pháp phi công trình để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên – Vĩnh Phúc” là đề tài do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học

của PGS.TS Lê Thị Nguyên Luận văn được làm dựa trên các số liệu, tài liệu được thu thập từ nguồn thực tế, được công bố trên báo cáo của cơ các quan Nhà nước, được đăng tải trên các tạp chí chuyên ngành, sách, báo… để làm cơ sở nghiên cứu Tác giả không sao chép bất kỳ một luận văn hoặc một đề tài nghiên cứu nào trước đó

Tác giả

Lê Văn Thắng

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KCTN : Kênh chính tả ngạn

TB : Trạm bơm

PL : Phụ lục

IRRI : Viện nghiên cứu lúa quốc tế

UNDP : Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc

IPCC : Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

Trạm KTNN: Trạm khí tượng nông nghiệp

βbh : độ ẩm bão hoà

WTO : Tổ chức thương mại thế giới

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc 21

Hình 2.1 Sơ đồ khối tính toán cơ câu cây trồng hợp lý 65

Hình 3.1 Quan hệ giữa lượng mưa hiệu quả và bốc thoát hơi nước 69

Hình 3.2 Lượng bốc thoát hơi nước của hệ thống cây trồng theo thời vụ 70

Hình 3.3 Lượng bốc thoát hơi nước hệ thống cây trồng qua các thời kỳ sinh trưởng 71

Hình 3.4 Nhu cầu nước tưới của các loại cây trồng theo thời vụ 73

Hình 3.5 Nhu cầu nước tưới của các loại cây trồng theo địa hình 74

Hình 3.6 Tổng nhu cầu tưới cho các cây trồng 74

Hình 3.7 Đường quá trình lưu lượng tưới chủ động mặt ruộng hệ thống cây trồng hiện tại của Kênh 2A 75

Hình 3.8 Đường quá trình lưu lượng tưới chủ động mặt ruộng hệ thống cây trồng hiện tại của kênh 2B 76

Hình 3.9 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng hiện tại của TB Quán Trắng 76

Hình 3.10 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng hiện tại của TB Đồng Đức 76

Hình 3.11 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng hiện tại của TB Đầm Mé 77

Hình 3.12 Đường quá trình nhu cầu tưới mặt ruộng cây trồng hiện tại theo thời gian trên toàn hệ thống tưới nghiên cứu 77

Hình 3.13 Đường quá trình nước tưới của toàn hệ thống Qyc  t (m3/s) 80

Hình 3.14 Đường quá trình nước đến và nước dùng của hệ thống nghiên cứu 84

Hình 3.15 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng

hợp lý của kênh 2A 88Hình 3.16 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng

hợp lý kênh B4 89Hình 3.17 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng

hợp lý TB Quán Trắng 89Hình 3.18 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng

hợp lý TB Đồng Đức 89Hình 3.19 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng hệ thống cây trồng

hợp lý TB Đầm Mé 90Hình 3.20 Đường quá trình lưu lượng tưới mặt ruộng theo thời gian hệ

thống cây trồng hợp lý toàn hệ thống 90Hình 3.21 Đường quá trình cung cấp nước tưới hệ thống (Qyc  t)

(m3/s) 91Hình 3.22 Đường quá trình cân bằng nước của hệ thống 94Hình 3.23 Đường quá trình dùng nước cho hệ thống cây trồng hiện tại và

hệ thống cây trồng hợp lý 95Hình 3.24 So sánh tổng lượng nước tưới theo vụ của hệ thống cây trồng

hợp lý và hiện tại 99 Hình 3.25 So sánh tổng điện tiêu thụ theo vụ của hệ thống cây trồng hợp

lý và hiện tại 99

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Nhu cầu nước cho nụng nghiệp, cụng nghiệp và dõn sinh 17

Bảng 1.2 Diện tớch, thời vụ và năng suất cỏc cõy trồng trờn hệ thống thuỷ lợi Tp Vĩnh yờn 24

Bảng 1.3 Các đặc điểm kênh chính trong hệ thống nghiên cứu 27

Bảng 1.4 Diện tớch thiết kế và hiện tại phục vụ của hệ thống nghiờn cứu 27

Bảng 1.5 Thống kờ cỏc kờnh tưới và cỏc chỉ tiờu kỹ thuật chủ yếu của hệ thống 32

Bảng 1.6 Điện năng sử dụng bơm tưới thực tế hệ thống nghiờn cứu – điện lực phường Hội Hợp 35

Bảng 2.1 Trị số bỡnh quõn nhiếu năm cỏc yếu tố khớ tượng trạm Vĩnh Yờn 47

Bảng 2.2 Hệ số cõy trồng KC theo kết quả thực nghiệm của FAO 48

Bảng 2.3 Cỏc đặc trưng vật lý đất khu vực nghiờn cứu 49

Bảng 2.4 Cỏc thụng số lượng mưa ngày thiết kế 51

Bảng 2.5 Lượng mưa ngày vụ Xuõn thiết kế 52

Bảng 2.6 Lượng mưa ngày vụ Mựa thiết kế 53

Bảng 2.7 Lượng mưa ngày vụ Đụng thiết kế 54

Bảng 2.8 Hệ thống cõy trồng hiện tại trờn cỏc loại đất của khu tưới 57

Bảng 3.10 Nhu cầu cung cấp nước tưới và tổng lượng nước tưới của hệ thống hiện tại 79

Bảng 3.12 Cõn bằng nước hệ thống cõy trồng hiện tại ở phường Hội Hợp 83

Bảng 3.22 Nhu cầu cung cấp nước và tổng lượng nước tưới của hệ thống hợp lý 92

Bảng 3.23 Cân bằng nước của hệ thống cây trồng hợp lý 93

Bảng 3.24 So sánh yêu cầu dùng nước hệ thống cây trồng hợp lý và hiện tại 95

Bảng 3.25 Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng hợp lý 97

Bảng 3.26 Hiệu quả kinh tế 1 m3 nước của hệ thống cây trồng hợp lý 98

Bảng 3.27 Hiệu quả điện năng tiết kiệm được của hệ thống cây trồng hợp lý 98

Bảng 3.1: Lượng bốc thoát hơi nước tiềm năng ETo ~ t và Peff ~ t 106

Bảng 3.2: Lượng bốc thoát hơi nước của cây trồng trên hệ thống 106

Bảng 3.3: Nhu cầu tưới của các loại cây trồng trên các địa hình (mm) 107

Bảng 3.4 Tổng nhu cầu tưới cho các loại cây trồng trên hệ thống M (mm) 107 Bảng 3.5 Nhu cầu tưới chủ động của hệ thống cây trồng hiện tại khu tưới kênh 2A 108

Bảng 3.6: Nhu cầu tưới chủ động của hệ thống cây trồng hiện tại khu tưới kênh 2B 108

Bảng 3.7: Nhu cầu tưới của hệ thống cây trồng hiện tại khu tưới TB Quán Trắng 109

Bảng 3.8: Nhu cầu tưới của hệ thống cây trồng hiện tại khu tưới TB Đồng Đức 109

Bảng 3.9: Nhu cầu tưới của hệ thống cây trồng hiện tại khu tưới TB Đầm Mé 110

Bảng 3.11 Nhu cầu nước cho sinh hoạt + chăn nuôi 110

Bảng 3.13 Diện tích các loại cây trồng hợp lý trên khu tưới 111

Bảng 3.14 Năng suất, giá trị sản phẩm cây trồng và chi phí sản xuất của hệ thống cây trồng (theo giá trị năm 2013) 112

Bảng 3.15: Điều kiện rằng buộc của các loại cây trồng 112

Bảng 3.16 Bố trí hệ thống cây trồng hợp lý 113Bảng 3.17 Nhu cầu tưới của hệ thống cây trồng hợp lý kênh 2A 113Bảng 3.18 Nhu cầu tưới hệ thống cây trồng hợp lý của kênh 2B 114Bảng 3.19 Nhu cầu tưới hệ thống cây trồng hợp lý của TB Quán Trắng 114Bảng 3.20 Nhu cầu tưới hệ thống cây trồng hợp lý của TB Đồng Đức 115Bảng 3.21 Nhu cầu tưới hệ thống cây trồng hợp lý của TB Đầm Mé 115

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KHU

VỰC NGHIÊN CỨU 14

1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 14

1.1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng nước trên thế giới và Việt Nam 14

1.1.2 Những nghiên cứu liên quan đến đề tài 18

1 2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 19

1.2.1 Tình hình chung khu vực nghiên cứu 19

1.2.2 Hiện trạng hệ thống thuỷ lợi 25

1.2.3 Phương hướng, mục tiêu phát triển kinh tế xã hội - Nhiệm vụ của hệ thống thuỷ lợi khu vực nghiên cứu 37

1.3 Các giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống thủy lợi 39

1.3.1 Giải pháp công trình 39

1.3.2 Các giải pháp phi công trình 41

1.3.3 Các giải pháp tổng hợp và ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật 41

1.3.4 Lựa chọn giải pháp dùng cho khu vực nghiên cứu 44

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45

2.1 Phạm vi nghiên cứu 45

2.2 Nội dung nghiên cứu 45

2.3 Phương pháp nghiên cứu và tài liệu tính toán 46

2.3.1 Ứng dụng chương trình CROPWAT của FAO xác định nhu cầu sử dụng nước của hệ thống cây trồng 46

2.3.2 Tính cân bằng nước hệ thống khu vực nghiên cứu 58

2.3.3 Sử dụng chương trình quy hoạch tuyến tính để xác định hệ thống cây trồng hợp lý 60

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 66

3.1 Xác định nhu cầu nước tưới cho cây trồng 66

3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu nước tưới 66

3.1.2 Tính nhu cầu nước cho cây trồng hiện tại (ETc) 68

3.1.3 Xác định nhu cầu nước tưới cho hệ thống cây trồng hiện tại 72

3.1.4 Nhu cầu tưới của các khu tưới trên hệ thống cây trồng hiện tại 75 3.1.5 Nhu cầu cung cấp nước hệ thống cây trồng hiện tại 78

3.2 Tính cân bằng nước của hệ thống cây trồng hiện tại 81

3.2.1 Mục đích tính toán cân bằng nước 81

3.2.2.Yêu cầu dùng nước của hệ thống 81

3.3 Xác định hệ thống cây trồng hợp lý trên hệ thống 85

3.3.1 Tài liệu đầu vào tính toán 85

3.3.2 Các điều kiện ràng buộc hệ thống cây trồng hợp lý vùng nghiên cứu 86

3.3.3 Kết quả tính toán hệ thống cây trồng hợp lý 87

3.3.4 Kết quả tính toán nhu cầu nước hệ thống cây trồng hợp lý 88

3.3.5 Xác định nhu cầu cung cấp nước hệ thống cây trồng hợp lý 91

3.3.6 Tính cân bằng nước của hệ thống cây trồng hợp lý 91

3.3.7 So sánh yêu cầu dùng nước của các hệ thống cây trồng hợp lý và hiện tại trên hệ thống 95

3.3.8 Tính toán hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng hợp lý 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 01

PHỤ LỤC 02

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài:

Nước không phải là vô tận, tài nguyên nước có một tầm quan trọng đặc biệt trong đời sống và sự phát triển kinh tế xã hội của mọi vùng trên thế giới,

nó được xếp thứ hai sau tài nguyên con người Nước ngọt trên trái đất là tài nguyên có hạn và ngày càng trở nên khan hiếm do nhu cầu khai thác, sử dụng ngày một gia tăng lên theo sự phát triển của nền kinh tế Ngay cả nơi có nguồn nước phong phú thì sự biến đổi theo thời gian cũng có thể gây ra thiếu nước tạm thời trong mùa khô

Trên thế giới vấn đề nâng cao hiệu quả quản lý khai thác hệ thống thủy lợi đã được nhiều tổ chức và nhiều nhà khoa học quan tâm từ những thập kỷ trước đây, đặc biệt là ở các nước phát triển Ở một số nước các hệ thống thủy lợi đã được hiện đại hoá một cách hoàn chỉnh từ công trình đầu mối, hệ thống kênh dẫn, hệ thống các công trình lấy nước và công trình đo nước, kiểm soát nước được hiện đại hoá và tự động hoá ở mức cao

Ở Việt Nam, vấn đề điều hành hệ thống thủy lợi theo các phương pháp khoa học hiện đại và hiệu quả còn đang ở trình độ thấp, trong khi các hệ thống thủy lợi ở nước ta chủ yếu xây dựng qua nhiều thời kỳ chiến tranh liên tục nên các hệ thống công trình xây dựng chưa đồng bộ, chưa được trang bị các khoa học kỹ thuật tiên tiến, công trình đã bị xuống cấp già cỗi, mức đảm bảo thấp, không đáp ứng được năng lực thiết kế và cũng không đáp ứng được

sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng và phát triển sản xuất ngày càng cao

Thực tiễn khẳng định hiệu quả của các hệ thống thủy lợi mang lại là rất

to lớn, góp phần quan trọng vào nền sản xuất nông nghiệp, không ngừng nâng cao sản lượng cây trồng, cải thiện từng bước cuộc sống của người dân

Hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên được cung cấp nước tưới chủ yếu từ hệ

thống thủy lợi Liễn Sơn và một số trạm bơm thuộc các xã quản lý, là hệ thống tưới tiêu hoàn toàn bằng động lực được thành lập từ năm 1971, có nhiệm vụ tưới tiêu cho trên 2000 ha đất canh tác của toàn thành phố Vĩnh Yên Quá trình khai thác đã bị thiên tai tàn phá, qua từng thời kỳ đã được sửa chữa nâng cấp nhưng chưa hoàn chỉnh đầy đủ về hệ thống công trình, máy móc ngày một già cỗi, hệ thống tổ chức quản lý nước còn nhiều bất cập, chưa đồng nhất

về tư duy sử dụng nước một cách hợp lý, khoa học, dẫn đến điều hành phân phối nước trong hệ thống còn lãng phí, kém hiệu quả, công trình chưa đáp ứng được yêu cầu nhiệm vụ, trong khi đó nguồn nước của khu vực ngày đang

bị suy giảm về tổng lượng do biến đổi khí hậu, rừng đầu nguồn suy giảm, lượng mưa hiệu quả giảm dần

Hiện tại hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên chưa thể đáp ứng chủ động được yêu cầu nước cho diện tích sản xuất nông nghiệp và phát triển kinh tế xã hội, càng không đáp ứng được yêu cầu phát triển trong tương lai theo phương hướng phát triển kinh tế của vùng do chi phí nước bơm động lực của hệ thống

là rất cao

Vì vậy, để góp phần khắc phục khó khăn về lượng nước, giảm chi phí tưới nước, tăng hiệu quả kinh tế, việc nghiên cứu các giải pháp để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước và sử dụng bền vững hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên đặc biệt là giải pháp phi công trình nhằm sử dụng tối ưu tài nguyên nước

là rất bức thiết Do vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu giải

pháp phi công trình để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên – Vĩnh Phúc”

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên – Vĩnh Phúc

3 Nội dung nghiên cứu:

- Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu và khu vực nghiên cứu

- Xác định nhu cầu sử dụng nước của hệ thống cây trồng hiện trạng

- Tính toán cân bằng nước cho hệ thống khu vực nghiên cứu

- Xác định hệ thống cây trồng hợp lý trên hệ thống thủy lợi

- Xác định nhu cầu sử dụng nước của hệ thống cây trồng hợp lý

- So sánh hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng hợp lý và hiện tại trên

b Phương pháp nghiên cứu

+ Phương pháp kế thừa tài liệu và kết quả nghiên cứu đã có

+ Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu liên quan

+ Ứng dụng phần mềm CROPWAT 8.0 để tính chế độ tưới cho cây trồng + Ứng dụng chương trình quy hoạch phi tuyến để lựa chọn hệ thống cây trồng hợp lý trên hệ thống thủy nông

+ Phương pháp xử lý, phân tích, đánh giá số liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC

NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

1.1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng nước trên thế giới và Việt Nam

1.1.1.1 Tình hình sử dụng nước trên thế giới

Nước là thành phần thiết yếu trong sự sống của các sinh vật trên trái đất và

từ lâu con người đã biết khai thác và sử dụng nước như một yếu tố không thể thiếu của sự sống Trãi qua nhiều thập kỷ, ngày nay chất lượng cuộc sống con người được cải thiện, kèm theo đó nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng Các nghiên cứu đã chỉ ra: Hiện nay con người đang lâm vào cuộc khủng hoảng thiếu nước trầm trọng, nhưng nguyên nhân không phải do nguồn nước hạn chế, trái đất có đủ, thậm chí dư thừa cho nhu cầu của hàng chục tỷ người Nhưng do phân phối không đều, không được sử dụng một cách hợp lý, tiêu thụ quá mức và ngày càng bị ô nhiễm nên nguy cơ thiếu nước sạch không chỉ nghiêm trọng mà còn ngay trước mắt

Trong khoảng một trăm năm trở lại đây, việc sử dụng nước của nhân loại tăng nhanh gấp hai lần so với mức tăng dân số Với tốc độ này trong vòng 20 năm tới nhu cầu về nước sẽ bùng nổ thêm 650% Với mức tiêu thụ như vậy sẽ

là một nguy cơ đè nặng lên các nguồn nước Cho đến nay, trên 80% lượng nước ngọt được khai thác dùng để tạo ra lương thực thực phẩm Các nghiên cứu cho thấy lượng nước dùng để tạo ra lương thực thực phẩm cho thế giới trong vòng 20 năm tới sẽ tăng thên 24% nữa

Báo cáo của Viện Quản lý Nước Quốc tế (IWMI) cũng khẳng định nếu nhân loại tiếp tục sử dụng nước như hiện nay, thế giới sẽ xảy ra nhiều cuộc xung đột về nước Theo thống kê của một số tổ chức Quốc tế, 50 năm qua đã

37 lần xảy ra các cuộc chiến tranh, xung đột vì nước, trong đó 27 lần giữa Israel và Syrie do tranh chấp 2 con sông Jourdain và Yarmouk Theo Jean-Fracois, chủ tịch cơ quan nước Quốc tế, không dưới 1800 cuộc tranh chấp đã

nổ ra quanh khu vực các con sông trên hành tinh và Liên hợp quốc cũng đã ghi nhận 300 khu vực có nguy cơ xảy ra xung đột về nước như Sudan, Ethiopie và Aicập tranh chấp sông Nil hay việc kiểm soát sông Senegan tại tây bán cầu, Mehico và Mỹ cung đang tranh chấp sông Colorado…

Với nhận thức nguy cơ thiếu nước ngọt là trầm trọng và có thể dẫn đến các cuộc tranh chấp, chiến tranh là do việc quản lý sử dụng nước không hợp lý làm cho nguồn nước bị suy thoái do ô nhiễm và cạn kiệt Năm 2000 Liên Hợp Quốc đã thiết lập mục tiêu thiên nhiên kỷ, đó là “Phát triển quản lý tổng hợp nguồn nước và sử dụng nước hiệu quả” giúp các nước đang phát triển thông qua hành động về nước ở tất cả mọi cấp

Nguyên tắc Dublin (1992) đã chỉ ra tài nguyên nước ngọt là hữu hạn, thiết yếu và cần được bảo vệ để duy trì cuộc sống, phát triển và môi trường Nên các quốc gia trên thế giới đang có những nổ lực để quản lý và sử dụng nguồn nước có hiệu quả , bảo vệ nguồn nước không bị suy thoái và ô nhiễm Những

cố gắng đó tập trung vào các vấn đề chủ yếu như: Thể chế, chính sách, tổ chức quản lý nước, khoa học-công nghệ, kinh tế-xã hội… ở cấp quốc gia và cấp lưu vực

Ngoài các vấn đề trên, nhiều dự án cụ thể cũng đã được triển khai ở các nước như: Dự án kiểm soát thất thoát nước trong chiếm lược quản lý nước của Malta Do phải đối mặt với việc thiếu nước và nguồn nước mặt hạn chế

và việc dùng nước quá thái trong nông nghiệp nên việc kiểm soát thất thoát nước đã trở thành yếu tố quan trọng mang tính chiếm lược trong quản lý tài nguyên nước và đã được sử dụng để đạt tới sự cân bằng tối ưu về kinh tế giữa cung cấp và nhu cầu sử dụng nước

Đối với các nước phát triển (Anh, Pháp, Mỹ, Úc, Nhật…) việc nghiên cứu

sử dụng nước đã đề ra các quy trình, quy phạm nhằm quản lý tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực sông Nó bao gồm các biện pháp giảm thiểu chất thải bằng việc áp dụng công nghệ sản xuất sạch và kiểm soát chất thải, thu gom tái sử dụng các chất thải, xử lý một phần và toàn bộ các chất thải, nước thải trước khi đổ vào sông, quy hoạch khai thác hợp lý nguồn nước phục vụ phát triển bền vững KT - XH lưu vực sông, quan trắc lượng và chất lượng môi trường nước, cảnh báo sự khuếch tán các chất độc hại trong sông và dự báo sinh thái - chất lượng nước trên toàn lưu vực sông

Đối với những nước đang phát triển, việc nghiên cứu sử dụng nước vẫn đang dừng lại ở mức kiểm kê các nguồn nước và việc nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên nước theo các lưu vực sông còn nhiều bất cập

1.1.1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng nước ở Việt Nam

Việt Nam được xếp vào hàng những quốc gia có nguồn nước dồi dào, mật

độ sông suối dày đặc, nhưng do lượng mưa phân phối không đều theo không gian và thời gian, đặc điểm của điều kiện tự nhiên và phân bố địa lý cũng như sức ép của tăng trưởng kinh tế và dân số nên tài nguyên nước đang đứng trước sức ép về việc sử dụng không hợp lý, các nguy cơ về suy thoái do ô nhiễm và cạn kiệt luôn là một thách thức lớn Tính đến nay, dân số nước ta đã lên đến 86 triệu người, trong khi đó, tài nguyên nước mặt chúng ta có 850 tỷ

510 tỷ m3 (62,7%) là nguồn nước ngoại lai Phân bố dòng chảy không điều hòa, lượng nước trung bình trong mùa lũ (3-5 tháng) chiếm khoảng 70-80%, trong khi mùa kiệt (7-9 tháng) dòng chảy chỉ đạt 20-30% nên đã gây ra tình trạng thiếu nước ở nhiều nơi

Theo Viện Quy hoạch Thủy lợi nhu cầu nước cho nông nghiệp và các ngành kinh tế và dân sinh đến năm 2020 được thể hiện ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Nhu cầu nước cho nông nghiệp, công nghiệp và dân sinh

Ngành dùng nước

Nhu cầu nước

%

Nhu cầu nước

%

Nhu cầu nước

(Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi (*) chưa kể nhu cầu nước cho duy trì môi

trường sinh thái (đẩy mặn, duy trì dòng chảy môi trường)

Nhiều nhà khoa học cho rằng đến năm 2025 Việt Nam sẽ là một trong những quốc gia thiếu nước ngọt Nhận thức được tầm quan trọng của nguồn nước đối với sự phát triển bền vững và nhằm khai thác tối ưu nguồn nước đó, trên các hệ thống thủy lợi đã và đang sử dụng các biện pháp công trình và phi công trình để kiểm soát hệ thống tài nguyên nước tự nhiên và nhân tạo

Qua việc nghiên cứu sử dụng nước ở nước ta hiện nay có thể rút ra một số nhận xét về tình hình sử dụng nước như sau:

- Nước ta là một trong những quốc gia có nguồn nước khá dồi dào, với diện tích mặt nước lớn và phân bố khá đều ở các vùng trên toàn lãnh thổ Tuy nhiên, có đến 60% lượng nước mặt phụ thuộc vào các quốc gia láng giềng và lượng nước phân bố không đều theo thời gian trong năm

- Nhìn chung chưa khai thác, sử dụng nguồn nước theo phương thức tổng hợp và bền vững

- Trong khai thác, sử dụng nguồn nước của các hệ thống thủy lợi chưa xem xét đến yêu cầu sử dụng nước của các ngành trong toàn lưu vực sông mà chỉ

chú ý đến từng ngành, từng địa phương

- Vẫn xảy ra tình trạng mâu thuẫn giữa sử dụng nguồn nước, đặc biệt là giữa phát điện với cấp nước cho nông nghiệp và phòng chống lũ cho hạ du…

1.1.2 Những nghiên cứu liên quan đến đề tài

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu chế độ tưới cho dứa vùng Bắc bộ do

trường Đại học Thủy lợi chủ trì thực hiện từ năm 2004 -2007 đã ứng dụng chương trình CROPWAT 5.7 để xác định nhu cầu nước và yêu cầu tưới cho cây dứa ở nông trường dứa Đồng Dao, tỉnh Ninh Bình Kết quả đề tài đã áp dụng nhu cầu nước và yêu cầu tưới cho cây dứa vào việc nghiêm cứu ứng dụng kỹ thuật tưới phun mưa cho nông trường trồng dứa của tỉnh

Đề tài khoa học cấp Nhà nước KC.08.22: Nghiên cứu dự báo hạn hán vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và xây dựng các giải pháp phòng chống

do trường Đại học Thủy lợi chủ trì thực hiện từ năm 2003 - 2006 Kết quả của

đề tài đã đề xuất nhiều giải pháp phi công trình như lựa chọn cây trồng, cơ cấu cây trồng, thời vụ, dịch chuyển thời vụ, che phủ mặt đất, trồng rừng chắn gió…nhằm giữ nước, giảm bốc hơi, chống hạn cho vùng thường xảy ra khô hạn ở Nam Trung bộ và Tây Nguyên và đã được các địa phương phổ biến, áp dụng đạt kết quả tốt

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu áp dụng khoa học công nghệ tiên tiến từng bước hiện đại hóa công tác quản lý điều hành hệ thống thủy nông Phù

Sa – Hà Tây do trường Đại học Thủy lợi chủ trì thực hiện từ năm 2002 -

2004 Kết quả nghiên cứu của đề tài đã ứng dụng phần mềm tính tưới CROPWAT 4.3 của FAO vào quản lý điều hành hệ thống thủy nông

Đề tài khoa học cấp Bộ: Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính toán nhu cầu nước và quản lý tưới cho cây trồng cạn theo chương trình CROPWAT FOR WINDOWS 4.3 của tổ chức FAO trong điều kiện Việt Nam do trường Đại

học Thủy lợi chủ trì thực hiện từ năm 2002 - 2003 Kết quả của đề tài đã được đưa vào giảng dạy một trong những môn học về tin học hóa trong hệ thống thủy lợi và được sinh viên sử dụng để tính toán trong các đồ án tốt nghiệp cũng như trong các luận văn cao học

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ tiên tiến nâng cao hiệu quả khai thác hệ thống thủy nông Nha trinh – Lâm Cấm, tỉnh Ninh Thuận do trường Đại học Thủy lợi chủ trì thực hiện từ năm 1997 -

2000 Kết quả nghiên cứu của đề tài đã xác định hệ thống cây trồng hiện trạng,

đề xuất lựa chọn cây trồng tối ưu và xác định nhu cầu nước, yêu cầu tưới cho

hệ thông cây trồng hiện trạng và cây trồng tối ưu trên hệ thống thủy nông Xác định cân bằng nước trên hệ thống và đánh giá hiệu quả kinh tế khi chuyển đổi

hệ thống cây trồng trên hệ thống thủy lợi Nha Trinh – Lâm cấm

Đề tài khoa học cấp Bộ: Nghiên cứu tổng kết đánh giá về phương pháp tính toán lượng nước yêu cầu tưới và chế độ tưới cho các loại cây trồng chủ yếu ở phía Bắc Việt Nam do trường Đại học Thủy lợi chủ trì thực hiện từ năm

1998 - 2001 Đề tài đã đề xuất phương pháp – công nghệ tính toán nhu cầu nước và quản lý tưới mặt ruộng, đã tổng kết và lựa chọn các kết quả nghiên cứu thực nghiệm về tưới tiêu nước cho các loại cây trồng vùng đồng bằng sông Hồng và các tỉnh Trung du, miền núi phía Bắc để khuyến nghị áp dụng

và kiến nghị áp dụng chương trình phầm mềm tính toán chế độ tưới CROPWAT của FAO

1 2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.2.1 Tình hình chung khu vực nghiên cứu

1.2.1.1 Đặc điểm tự nhiên

a) Vị trí địa lý:

105038’19” kinh độ Đông và từ 21015’19” đến 21020’19” vĩ độ Bắc Phía Bắc và phía Tây giáp huyện Tam Dương; Phía Đông giáp huyện Bình Xuyên; Phía Nam giáp huyện Yên Lạc và Bình Xuyên (Hình 1.1)

Hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên phục vụ cho 07 phường (Tích Sơn, Liên Bảo, Hội Hợp, Đống Đa, Ngô Quyền, Đồng Tâm, và Khai Quang) và 02 xã (Định Trung và Thanh Trù) với tổng diện tích sản xuất nông nghiệp 2.772,63

ha, nguồn nước tưới tiêu lấy từ kênh chính hệ thống thuỷ lợi Lợi Liễn Sơn là 231,9 ha và hệ thống thuỷ lợi chủ động nước từ các hồ đập nhỏ trong khu vự quản lý là 2.540,73 ha

b) Đặc điểm địa hình:

so với mặt nước biển Khu vực có địa hình thấp nhất là hồ Đầm Vạc Địa hình

có hướng dốc từ Đông Bắc xuống Tây Nam và được chia thành 2 vùng:

- Vùng đồi thấp: Tập trung ở phía Bắc Thành phố gồm các xã, phường Định Trung, Khai Quang, độ cao trung bình 260m so với mặt nước biển, với nhiều quả đồi không liên tục xen kẽ ruộng và các khe lạch, thấp dần xuống phía Tây Nam

- Khu vực đồng bằng và đầm lầy: Thuộc phía Tây, Tây Nam Thành phố gồm các xã, phường: Thanh Trù, Đồng Tâm, Hội Hợp Đây là khu vực có địa hình bằng phẳng, độ cao trung bình 7,0 – 8,0 m xen kẽ là các ao, hồ, đầm có mặt nước lớn

Nhìn chung địa hình hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên tương đối bằng phẳng, thuận tiện cho việc sản xuất nông nghiệp và bơm tưới

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc c) Khí hậu, thủy văn:

Vĩnh Yên là vùng chuyển tiếp giữa đồng bằng và miền núi, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu được chia làm 4 mùa: xuân, hạ, thu, đông Mùa xuân và thu là hai mùa chuyển tiếp, khí hậu ôn hoà, mùa hạ nóng và mùa đông lạnh

chiếm trên 50% lượng mưa cả năm, thường gây ra hiện tượng ngập úng cục

bộ tại một số nơi

- Nắng: Số giờ nắng trung bình 1.630 giờ, số giờ nắng giữa các tháng lại chênh lệch nhau rất nhiều

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm trung bình 82,5% và chênh lệch không nhiều qua các tháng trong năm, độ ẩm cao vào mùa mưa và thấp vào mùa đông

- Chế độ gió: Hướng gió thịnh hành là gió Đông Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 9 Gió Đông Bắc thổi từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau kèm theo sương muối, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp

Nhìn chung, thời tiết của Thành phố với các đặc điểm khí hậu nóng, ẩm, lượng bức xạ cao, thuận lợi cho sản xuất nông, lâm nghiệp và sinh hoạt của nhân dân Tuy nhiên, lượng mưa tập trung theo mùa, sương muối, kết hợp với điều hiện địa hình thấp trũng gây ngập úng cục bộ vào mùa mưa ở vùng trũng

và khô hạn vào mùa khô ở vùng cao

Về thủy văn, Thành phố có nhiều hồ ao, trong đó Đầm Vạc rộng 144,52 ha

là nguồn dự trữ và điều tiết nước quan trọng Thành phố Vĩnh Yên nằm ở lưu vực sông Phan và sông Bến Tre, nhưng chỉ có một số con sông nhỏ chảy qua, mật độ sông ngòi thấp Khả năng tiêu úng chậm đã gây ngập úng cục bộ cho các vùng thấp trũng Về mùa khô, mực nước ở các hồ ao xuống rất thấp, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho cây trồng và sinh hoạt của nhân dân

1.2.1.2 Tình hình kinh tế - xã hội

a) Tình hình dân sinh xã hội

Vùng hưởng lợi của hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên gồm 07 phường, 02

xã, dân số khoảng 97 nghìn người, sản xuất nông nghiệp chiếm hơn 50% dân

số, còn lại là các ngành nghề tiểu thủ công nghiệp, công nghiệp nhẹ Tỷ lệ lao động trong độ tuổi có việc làm đạt 86,5% Trong những năm gần đây, thành phố đẩy mạnh thu hút đầu tư nước ngoài, xây dựng các khu công nghiệp lớn đã giải quyết việc làm cho hơn 25.000 lao động Đưa hơn 5.000

lượt lao động đi làm việc có thời hạn ở nước ngoài Cho đến thời điểm 2012

cơ cấu lao động trong các ngành đã có sự thay đổi cả về số lượng và chất lượng, có khoảng 30% lao động được đào tạo, bồi dưỡng; lao động nông nghiệp giảm xuống còn hơn 30%; lao động công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp chiếm gần 30%; lao động dịch vụ chiếm gần 10%

b) Tình hình kinh tế:

+ Sản xuất nông nghiệp:

Diện tích đất nông nghiệp của hệ thống là 2.772,63 ha chiếm 54,6% diện tích đất tự nhiên, trong đó diện tích chuyên màu hàng năm 84,72 ha chiếm 3,06% diện tích nông nghiệp, diện tích lúa mỗi vụ là 2.678,91 ha chiếm 96,94% Diện tích trồng vụ Đông đạt 614,06 ha trồng trên diện tích đất 2 lúa chiếm khoảng 23%

Loại cây trồng chính trong khu vực nghiên cứu là lúa nước, các giống lúa chủ yếu đưa vào gieo trồng lúa thuần KD18, Q5, QR1, HT1, nếp 97; lúa lai

tác 2 vụ/năm Vụ Chiêm Xuân bắt đầu gieo trồng từ ngày 15/1 thu hoạch ngày 30/5 Vụ Mùa gieo cấy từ ngày 15/6 và thu hoạch ngày 30/9 Vụ Đông gieo trồng từ ngày 01/10 thu hoạch ngày 05/1 gồm các loại cây hoa màu như Ngô, đậu tương, lạc, rau màu…

Tập quán canh tác trong vùng đối với lúa là gieo cấy, cây màu Ngô gieo hạt trên luống, cây đậu tương làm theo hình thức gieo vãi

Theo báo cáo tổng kết hoạt động sản xuất nông nghiệp của Huyện hàng năm, diện tích, năng suất và thời vụ các cây trồng chính thuộc diện tích canh tác nông nghiệp của hệ thống thuỷ lợi Tp Vĩnh yên được thể hiện ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Diện tích, thời vụ và năng suất các cây trồng trên hệ thống thuỷ

lợi Tp Vĩnh yên

Loại cây trồng

Diện tích gieo trồng (ha)

Thời vụ

Năng suất (tấn/ha) Thời gian

c Các ngành kinh tế khác

+ Lâm nghiệp:

Diện tích toàn Tp là 150,15 ha, chiếm 2,96% diện tích đất tự nhiên, tập trung mở rộng các cây công nghiệp ngắn ngày, cây thực phẩm, ăn quả có giá trị cao

+ Nuôi trồng thuỷ sản:

Có chuyển biến tích cực đạt 153,13 ha, chiếm 3,01% diện tích đất tự nhiên

+ Công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp:

Tổng giá trị sản xuất công nghiệp năm 2013 đạt 142,652 tỷ đồng, trong đó phân theo khu vực kinh tế: Khu vực kinh tế Nhà nước ước đạt 1.588 tỷ đồng, tăng 7,8%; Kinh tế ngoài Nhà nước ước đạt 19.251 tỷ đồng, tăng 11,6%; Kinh

tế có vốn đầu tư nước ngoài ước đạt 121.843 tỷ đồng, tăng 18,9% so với năm trước Phân theo ngành công nghiệp: công nghiệp khai khoáng ước đạt 113 tỷ đồng, tăng 14,1%; công nghiệp chế biến, chế tạo ước đạt 141.350 tỷ đồng tăng 18,8%; công nghiệp sản xuất tập trung và phân phối điện nước ước đạt

777 tỷ đồng, tăng 22%; công nghiệp cung cấp nước, hoạt động quản lý xử lý rác thải đạt 412 tỷ đồng tăng 19,4% so cùng kỳ năm 2012

+ Dịch vụ – Thương mại:

Dịch vụ vận tải, thương mại phát triển mạnh cả khu vực tư nhân, nhà nước cũng như tập thể Ngành bưu chính, viễn thông từng bước mở rộng Thị trường nông thôn phát triển phong phú, tổng giá trị hàng hoá tham gia xuất khẩu đạt 67,653 tỷ đồng/năm

1.2.2 Hiện trạng hệ thống thuỷ lợi

1.2.2.1 Tình hình cấp thoát nước

* Tình hình tưới nước:

+ Hệ thống thuỷ lợi Tp Vĩnh Yên, có nhiệm vụ tưới tiêu nước sản suất

nông nghiệp cho 2.772,63 ha đất canh tác nông nghiệp của 07 phường và 2

xã Hoạt động tưới nước phục vụ sản xuất nông nghiệp của Tp Vĩnh Yên chủ yếu là hệ thống các trạm bơm điện, nguồn nước phục vụ tưới chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nước sông Phan và hệ thống hồ đầm nhỏ kết hợp với đập dâng nước

+ Hệ thống thuỷ lợi do Xí nghiệp Thủy lợi Vĩnh Yên quản lý dưới sự chỉ đạo của Công ty TNHH MTV Thủy Lợi Liễn Sơn, tưới cho 2.772,63 ha, đây là một hệ thống tưới nhỏ gồm 21 trạm bơm tưới loại nhỏ, 05 điểm bơm dầu, hệ thống kênh chính tả ngạn (KCTN) lấy nước từ đập Liễn Sơn cấp nước cho hệ thống kênh nhánh 2A, 2B; hệ thống kênh dẫn nước từ các trạm bơm tới tận mặt ruộng

Qua 43 năm quản lý khai thác hệ thống, công trình đầu mối cũng như các tuyến kênh chính đã được đại tu, sửa chữa nâng cấp nhiều lần, đến này đa phần các tuyến kênh cấp 3 đã được cứng hóa; Hệ thống công trình thuỷ lợi Tp Vĩnh Yên đã đóng góp rất quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế xã hội trong vùng

Nhìn chung địa hình đất đai canh tác ở Tp Vĩnh Yên tương đối phức tạp, các thửa ruộng không bằng phẳng, chênh lệch cao trình cục bộ giữa các thửa ruộng và khu ruộng từ 0,5 m đến 1,0 m, đặc điểm đó dẫn tới trong quá trình điều phối sử dụng nước gặp nhiều khó khăn, hệ số sử dụng nước thấp, lượng nước bị lãng phí lớn và thể hiện là chi phí điện bơm cho các vụ rất cao Một số đặc điểm chính của hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên được trình bày ở bảng 1.3

Bảng 1.3 Các đặc điểm kênh chính trong hệ thống nghiên cứu

Tên kênh Chiều dài

(km)

Diện tích tưới thiết

kế (ha)

Hệ số sử dụng kênh mương 

(Nguồn: Tài liệu quản lý Công ty TNHH MTV Thủy lợi Liễn Sơn)

Về mùa khô kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, lượng mưa thấp, lượng bốc hơi lớn hơn lượng mưa, tình trạng thiếu nước lại xảy ra Theo số liệu quan trắc nhiều năm ở trạm Vĩnh Yên cho thấy: Lượng mưa trung bình nhiều năm là 1.677 mm, thì vụ Chiêm Xuân chỉ có 244 mm (chiếm 14,55% tổng lượng cả năm) Trong khi đó, lượng bốc hơi của vụ Chiêm Xuân đã lên tới 536,8 mm gấp 2,2 lần lượng mưa, điều đó dẫn đến cả một thời kỳ dài 5 tháng (từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau) cây trồng luôn luôn thiếu nước, cần được cung cấp nước tưới Cũng trong thời gian này, mực nước và lưu lượng các sông cung cấp nước tưới xuống thấp, các trạm bơm hoạt động trong điều kiện khó khăn và chỉ đáp ứng được 60

70% nhu cầu tưới Diện tích tưới thiết kế và hiện trạng qua các mùa vụ canh tác của hệ thống nghiên cứu được trình bày ở bảng 1.4

Bảng 1.4 Diện tích thiết kế và hiện tại phục vụ của hệ thống nghiên cứu

Tên kênh

tưới

Diện tích thiết kế

hệ thống (ha)

Diện tích tưới hiện tại của hệ thống (ha)

Diện tích (ha)

So với thiết kế (%)

Diện tích (ha)

So với thiết kế (%)

Diện tích (ha)

So với thiết kế (%)

Theo quan trắc tại trạm thuỷ văn Vĩnh Yên, nước sông Phan có mức thấp nhất vào giữa vụ sản xuất lúa Chiêm Xuân (từ trung tuần tháng 2 đến trung tuần tháng 3) đây là giai đoạn đổ ải cho gieo cấy và cũng là giai đoạn yêu cầu lượng nước tưới lớn nhất và khẩn cấp nhất để gieo cấy lúa đúng thời

vụ, vì vụ Chiêm Xuân yêu cầu gieo cấy lúa là rất nghiêm ngặt

Từ số liệu ở bảng 1.4 ta thấy, vấn đề hạn hán xảy ra do thời tiết quá khô làm hạn chế nguồn nước bên cạnh đó còn phải kể đến một nguyên nhân quan trọng khác là năng lực của các hệ thống trạm bơm hiện tại chỉ đạt 60 70% công suất thiết kế, nhiều hệ thống chỉ đạt 50% Năng lực thiết kế đã thấp lại thêm tình trạng suy giảm do sự xuống cấp của các công trình dẫn nước Hơn nữa còn phải kể đến tình hình trước đây, các hệ thống tưới được thiết kế để phục vụ tưới cho các giống lúa cũ với yêu cầu để chống hạn Gần đây, các giống lúa và cây màu ngắn ngày chất lượng cao được đưa vào, đòi hỏi bảo đảm yêu cầu nước cao hơn và do đó khái niệm hạn hán cũng thay đổi

* Tình hình tiêu nước:

Vào tháng 5 đến tháng 7 tình trạng ngập úng thường xuyên xảy ra hàng năm Do nước ở sông Phan và Đầm vạc dâng cao, và hệ thống tiêu nước còn chưa được nâng cấp, cứng hóa nên tình trạng tiêu thoát nước còn khá chậm Năm ngập úng ít nhất là 400 đến 700 ha, năm ngập úng trung bình 800 đến

1200 ha, năm ngập úng nhiều nhất là 1500 ha

1.2.2.2 Hiện trạng hệ thống công trình thuỷ lợi

Hệ thống tưới phục vụ cho Tp Vĩnh Yên gồm các trạm bơm tương đối biệt lập, nguồn nước chủ yếu là sông Phan Ngoài ra nước từ thượng nguồn Liễn Sơn và trạm bơm Bạch Hạc đưa về qua hệ thống KCTN và kênh nhánh lấy nước từ KCTN là kênh 2; 2A; 2B Công suất mỗi tổ máy của các trạm

kiên cố, kênh mương chính là kênh xây lát

* Công trình đầu mối:

Công trình đầu mối của hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên gồm các tuyến kênh 2; 2A; 2B lấy nước từ nguồn KCTN và 21 trạm bơm cố định và các điểm bơm dã chiến lấy nước từ các luồng tiêu và ao hồ có sẵn trong vùng, được phân theo các xã phường như sau:

- Xã Định Trung: Diện tích đất nông nghiệp: 362,12 ha trên tổng diện tích đất toàn xã là 742,5 ha Có 03 trạm bơm cố định là TB Xóm Trám, TB Xóm Gò, TB Xóm Gẩy, lấy nước từ các luồng tiêu Cầu Bút, Bến Tre Mỗi

dựng từ các năm tương ứng là 1999, 2000, 2001 Đến nay các trạm bơm đã xuống cấp, chỉ đảm bảo được 55%, 60%, 60% công suất

- Xã Thanh Trù: Diện tích đất nông nghiệp: 475,24 ha trên tổng diện tích đất toàn xã là 709,31 ha Có 05 trạm bơm cố định là TB Chắn Voi, TB Hóc Cũ, TB Cầu Mùi, TB Đồng Năng và TB Lỗ Cầu lấy nước từ sông Phan

xây dựng từ các năm tương ứng là 1986, 1989, 1999, 2001, 2004 Đến nay các trạm bơm đã xuống cấp, chỉ đảm bảo được 50%; 55%, 60%, 60%; 65% công suất

- Phường Đống Đa: Diện tích đất nông nghiệp: 62,63 ha trên tổng diện tích đất toàn phường là 244,15 ha Có 02 trạm bơm cố định là TB Xóm Gò,

TB Đồng Gò lấy nước từ hồ Đầm Vạc và hệ thống kênh tiêu Bến Tre Mỗi

dựng từ các năm tương ứng là 1999, 2001 Đến nay các trạm bơm đã xuống cấp, chỉ đảm bảo được 60%, 60 công suất

- Phường Đồng Tâm: Diện tích đất nông nghiệp: 599,26 ha trên tổng diện tích đất toàn phường là 893,3 ha Có 05 trạm bơm cố định là TB Lai Sơn,

TB Đồng Ấm, TB Cây Xoan, TB Đồng Cạn, TB Đông Thanh, lấy nước từ sông Phan, kênh 2A và hệ thống kênh tiêu Bến Tre Mỗi trạm có 2 tổ máy

tương ứng là 1985, 1999, 2000, 2001, 2003 Đến nay các trạm bơm đã xuống cấp, chỉ đảm bảo được 50%, 55%, 60%, 60%, 65% công suất

- Phường Tích Sơn: Diện tích đất nông nghiệp: 107,35 ha trên tổng diện tích đất toàn phường là 229,54 ha Có 03 trạm bơm cố định là TB Lai Sơn, TB Đồng Hoai, TB Đồng Vèo, lấy nước từ hệ thống KCTN, luồng tiêu

H = 4m, xây dựng từ các năm tương ứng là 1985, 1998, 2000 Đến nay các trạm bơm đã xuống cấp, chỉ đảm bảo được 50%, 55%, 60% công suất

- Phường Khai Quang; Phường Liên Bảo: Diện tích đất nông nghiệp lần lượt: 447,17 ha; 117,01 ha trên tổng diện tích đất toàn phường lần lượt là 1117,74 ha; 397,32 ha Diện tích nông nghiệp ở hai phường này chủ yếu ở vàm cao, phương pháp tưới ở hai phường này về nông nghiệp là sử dụng máy bơm dã chiến lấy nước từ luồng tiêu Đồng Dai

- Phường Ngô Quyền không có diện tích đất nông nghiệp

- Phường Hội Hợp: Diện tích đất nông nghiệp: 601,85 ha trên tổng diện tích đất toàn phường là 789,8 ha Có 03 trạm bơm cố định là TB Quán Trắng,

TB Đầm Mé, TB Đồng Đức, lấy nước từ hệ thống kênh 2A, kênh 2B và luồng

thiết kế H = 4m, xây dựng từ các năm tương ứng là 1985, 1999, 2001 Đến nay các trạm bơm đã xuống cấp, chỉ đảm bảo được 50%, 60%, 60% công suất Hệ thống kênh cấp 2 là kênh 2A và 2B cấp nước tự chảy tràn lên đồng ruộng

* Hệ thống kênh mương và công trình trên kênh:

- Kênh chính Tả ngạn (KCTN): Chiều dài thiết kế ban đầu L = 50,065

km, gồm rất nhiều cầu qua kênh, hệ thống cống tưới, cống đầu các kênh nhánh lấy nước vào kênh, hệ thống các điều tiết lớn, vừa và nhỏ các loại KCTN không đi qua địa phận thuộc quản lý của Xí nghiệp Thủy lợi Vĩnh Yên nhưng trực tiếp cấp nước cho kênh 2A và kênh 2B, cứ trung bình 25m lại có

- Kênh 2A: Chiều dài thiết kế ban đầu L = 9 km, cứ trung bình 25m lại có

- Kênh 2B: Chiều dài thiết kế ban đầu L = 6 km, cứ trung bình 25m lại

H (m)

Hệ

số mái

Cao trình đáy (m)

Chiều dài kênh thiết kế tưới (km)

Chiều dài kênh đá kiên cố (km)

TT Tên kênh

B (m)

H (m)

Hệ

số mái

Cao trình đáy (m)

Chiều dài kênh thiết kế tưới (km)

Chiều dài kênh đá kiên cố (km)

(Nguồn: Tài liệu quản lý Công ty TNHH MTV Thủy lợi Liễn Sơn)

Nhìn chung hệ thống kênh mương và công trình trên kênh tương đối hoàn chỉnh, các kênh chính và kênh nhánh cấp 1 của trạm bơm đều được kiên

cố đảm bảo phục vụ dẫn nước

* Hiện trạng công trình tưới:

Trong hệ thống đã xây dựng 21 trạm bơm lấy nước từ sông Phan và các luồng tiêu Nhìn chung các trạm bơm thuộc dạng nhỏ, được xây dựng kiên cố

và bán kiên cố, tuy nhiên trải qua nhiều năm hoạt động đến nay đã xuống cấp, chỉ phục vụ được 60 – 70 % năng lực thiết kế

* Hiện trạng công trình tiêu:

Công trình tiêu chủ yếu là các lạch sâu chưa được kiên cố hóa, chỉ được nạo vét và khơi thông hàng năm Toàn Tp Vĩnh Yên có tới 45Km kênh tiêu vừa và nhỏ, năm rãi rác khắp nơi trên toàn khu vực Hệ thống tiêu hoàn toàn

tự chảy Chưa có trạm bơm tiêu chính nào Có 05 trạm bơm vùng trũng có khả năng tưới tiêu kết hợp

Nhìn chung các hệ thống tiêu trên địa bàn chưa được qui hoạch cụ thể, việc tiêu nước thừa còn phụ thuộc năng lực tự nhiên của các luồng tiêu, hàng năm Xí nghiệp Thủy lợi Vĩnh Yên thường xuyên cho nạo vét nên khả năng tiêu tự chảy tương đối tốt

1.2.2.3 Tình hình quản lý khai thác hệ thống thuỷ lợi

* Quản lý nước và mô hình tổ chức quản lý hệ thống:

Nguồn nước có thể đáp ứng cho nhu cầu tưới toàn bộ diện tích nhưng

do kênh mương sạt lở, bồi lắng, mặt cắt biến dạng dẫn đến khả năng chuyển nước kém Trên toàn bộ hệ thống chưa đầu tư các trang thiết bị đo nước

Công tác quản lý nước trên mặt ruộng (cấp cơ sở) giao cho hợp tác Xã quản lý nên việc quản lý lỏng lẻo, chưa có kế hoạch dùng nước cho từng đơn

vị dùng nước, không có cán bộ kỹ thuật đào tạo có hệ thống nên việc lấy nước diễn ra tùy tiện, không khoa học, làm nước chảy tràn lan từ ruộng này qua ruộng khác, rồi ra kênh tiêu, ra sông gây lãng phí nước dẫn đến thiếu nước ở phần cuối kênh và hậu quả là một số diện tích tưới bị khô hạn, một số diện tích bị ngập úng cục bộ làm ảnh hưởng xấu môi trường đất

* Tình hình sử dụng điện năng của hệ thống:

Thống kê tình hình tiêu thụ điện năng bơm tưới phục vụ diện tích gieo trồng trong hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên được nêu trong bảng 1.6

Từ bảng 1.6 ta thấy, từ năm 2010 đến năm 2013 so sánh giữa 2 vụ, thực

tế tiêu thụ điện ở các vụ hàng năm, vụ Chiêm Xuân là vụ sử dụng điện năng bơm tưới cao gấp 2,78 lần vụ Mùa năm 2010, gấp 2,56 lần vụ Mùa năm

2011, gấp 2,22 lần vụ Mùa năm 2012 và gấp 2,70 lần vụ Mùa năm 2013

Vụ Đông là vụ tiêu thụ ít điện nhất, vì vụ này chỉ trồng các cây màu, diện tích chỉ đạt 60% tổng diện tích khu tưới

Bảng 1.6 Điện năng sử dụng bơm tưới thực tế hệ thống nghiên cứu –

điện lực phường Hội Hợp Tháng Điện tiêu thụ thực tế các năm (kwh)

(Nguồn: Tài liệu quản lý Công ty TNHH MTV Thủy lợi Liễn Sơn)

* Đánh giá chung về hiện trạng quản lý nước của hệ thống:

a) Những tồn tại trong quản lý khai thác công trình thủy lợi

+ Trải qua nhiều năm hoạt động, hầu hết các công trình đã xuống cấp,

nhất là đối với các công trình do địa phương quản lý, không được duy tu, bảo dưỡng thường xuyên nên khả năng khai thác của hệ thống chỉ đạt 60 - 70% của công suất thiết kế

+ Trong công tác quản lý còn nhiều vấn đề bất cập, chưa có sự nhất quán từ trên xuống dưới Điều đó dẫn đến nhiều trường hợp, hệ thống đầu mối có đủ công suất phục vụ nhưng trên đồng ruộng vẫn không đủ nước tưới, hoặc nguồn nước đủ khả năng cung cấp mà công trình đầu mối không đủ công suất làm việc, dẫn đến hiệu quả sử dụng nước cũng như hiệu quả quản lý công trình thấp, gây nên hiện tượng nguồn nước thiếu giả tạo so với tiềm năng khu vực vì chưa điều hoà phân phối hợp lý các lượng dòng chảy trong khu vực

+ Hiện nay, việc tưới theo phương pháp tràn từ ruộng này sang ruộng khác là rất phổ biến, dẫn đến việc dẫn, giữ nước là rất khó khăn, gây lãng phí nước rất lớn

+ Chưa có cơ cấu cây trồng hợp lý để sử dụng tốt nhất những nguồn lợi

tự nhiên, chưa có sự kết hợp chặt chẽ giữa người nông dân với các cán bộ kỹ thuật thuỷ lợi để xây dựng kế hoạch cung cấp nước hợp lý trên hệ thống

+ Hệ thống chưa có sự hỗ trợ lẫn nhau, dẫn đến có khu vực thì thừa nước nguồn để tưới nhưng không thể tận dụng Có khu thì thiếu nước nguồn

mà không biết lấy từ đâu Không khai thác hết được nguồn nước, chỗ thừa vẫn thừa mà chỗ thiếu vẫn thiếu

+ Các quy trình kỹ thuật trong công tác vận hành còn rất ít được quan tâm, nhất là đối với các hệ thống do hợp tác xã quản lý Việc vận hành, quản

lý, sử dụng nước tưới không tuân theo các quy trình khoa học đề ra và vận hành hết sức tùy tiện, hậu quả vẫn còn diện tích hạn, diện tích úng ngập và điện năng tiêu thụ cao

Tóm lại: Việc phối hợp giữa sự quản lý nước của cơ quan Nhà nước và

người nông dân còn chưa đồng bộ Nhân dân chưa có tính chủ động trong công tác ruộng đồng, nhiều khi còn bỏ bê ruộng đồng và phụ thuộc hoàn toàn vào công ty thủy lợi Do đó, việc khai thác nguồn nước còn lãng phí về nhiều mặt, lượng điện năng tiêu thụ cao, hiệu quả kinh tế kém

b) Hiệu quả sử dụng nước của hệ thống

Hệ thống thủy lợi Tp Vĩnh Yên đã giải quyết được một số vấn đề sau:

Đã lấy nước từ hệ thống thủy lợi do công ty TNHH MTV Thủy Lợi Liễn Sơn quản lý, phần lớn diện tích của Tp Vĩnh Yên là lấy nước trong hệ thống thủy lợi do Nhà nước quản lý Những năm gần đây được nhà nước đầu tư vốn làm mới, cải tạo và nâng cấp nhiều hạng mục công trình trạm bơm tưới tiêu đầu mối Các tuyến kênh tưới liên xã đã được kiên cố bê tông hóa, kết hợp với công tác kiên cố hóa hệ thống kênh mương nội đồng của các đơn vị hưởng lợi, nên việc tưới tiêu nước phục vụ sản xuất của thành phố Vĩnh Yên cơ bản đáp ứng yêu cầu phục vụ thâm canh tăng năng suất cây trồng trên địa bàn, sản xuất nông nghiệp có nhiều chuyển đổi mạnh mẽ trong cơ cấu cây trồng, vật nuôi, đã ứng dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất và trình độ kỹ thuật khá cao Năng suất đạt được trong những năm gần đây bình quân vụ Chiêm Xuân

từ 78- 82 tạ/ha; vụ Mùa đạt từ 62 - 65 tạ/ha; đã đóng góp đáng kể trong việc hoàn thành mục tiêu, đạt ổn định 1,8 triệu tấn lương thực của toàn Tỉnh

Tuy nhiên, trong sản xuất nông nghiêp canh tác lúa vẫn chiếm gần như độc canh, chưa đa dạng hoá cây trồng, nên việc bơm tưới của hệ thống tưới còn gặp nhiều khó khăn, chi phí tưới lớn mà hiệu quả kinh tế chưa tương xứng

1.2.3 Phương hướng, mục tiêu phát triển kinh tế xã hội - Nhiệm vụ của hệ thống thuỷ lợi khu vực nghiên cứu

1.2.3.1 Phương hướng mục tiêu phát triển kinh tế chung

Xuất phát từ thực trạng phát triển kinh tế xã hội, từ tiềm năng, lợi thế

và những cơ hội của Thành phố, quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế-xã hội thành phố Vĩnh Yên đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 quán triệt các quan điểm phát triển sau đây:

- Phát triển Vĩnh Yên trở thành thành phố dịch vụ, chất lượng cao, về lâu dài trở thành thành phố dịch vụ, thành phố du lịch nghỉ dưỡng và du lịch sinh thái bền vững

- Xây dựng Tp Vĩnh Yên tương xứng với vị trí trung tâm hành chính, chính trị, văn hoá, hạt nhân của tỉnh Vĩnh Phúc, bảo đảm quốc phòng, an ninh, góp phần tích cực vào tiến trình mở cửa, hội nhập kinh tế quốc tế

- Phát triển Vĩnh Yên với tầm nhìn dài hạn, hướng tới hiện đại, phát huy

và gắn kết tiềm năng thế mạnh của Thành phố với định hướng phát triển của các huyện lân cận, của Tỉnh, của vùng, tạo thế đột phá về phát triển dịch vụ

1.2.3.2 Phương hướng mục tiêu phát triển kinh tế nông nghiệp

Chuyển dần phát triển nông nghiệp truyền thống sang phát triển nông nghiệp đô thị và nông nghiệp sinh thái Kết hợp trồng trọt trong nông nghiệp với các dải cây xanh, công viên cây xanh, tạo ra thành không gian vườn đô thị

Quan điểm và định hướng phát triển nông nghiệp cụ thể là chuyển dần đất nông nghiệp sang đất xây dựng Nông nghiệp đi theo hướng nông nghiệp

đô thị (trồng cây xanh, vườn hoa cây cảnh)

Nông nghiệp của thành phố phát triển theo hướng phục vụ ngành dịch

vụ Khi đất nông nghiệp chưa chuyển thành đất xây dựng, thì phát triển trồng hoa, trồng rau sạch bảo đảm tiêu chuẩn sinh thái, động vật cảnh phục vụ hộ gia đình, trang trí cảnh quan thành phố và cung cấp cây giống cho các vùng lân cận

1.2.3.3 Yêu cầu nhiệm vụ của hệ thống thuỷ lợi Tp Vĩnh Yên

Xuất phát từ phương hướng nhiệm vụ phát triển kinh tế xã hội của

thành phố Vĩnh Yên, chủ yếu từ phương hướng nhiệm vụ phát triển kinh tế nông nghiệp mà hệ thống thuỷ lợi phục vụ, trước mắt hệ thống công trình xuống cấp phải được khôi phục bảo đảm năng lực thiết kế và sau đó nâng cấp

hệ thống để đảm bảo yêu cầu mở rộng và phát triển sản xuất trong vùng đáp ứng được các nhiệm vụ sau:

- Đảm bảo cung cấp đủ nước tưới chủ động ổn định, đạt hiệu quả cao cho toàn bộ diện tích canh tác

- Tiết kiệm điện năng bơm tưới để nâng cao hiệu quả sản xuất

- Kết hợp cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân trong vùng

- Cấp nước cho các trang trại chăn nuôi và diện tích nuôi trồng thuỷ sản nước ngọt

- Cấp nước để cải tạo, phát triển môi trường sinh thái, trước hết là hệ sinh thái nông nghiệp

1.3 Các giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống thủy lợi

Hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên, là hệ thống quá già cũ, suy yếu không đáp ứng được năng lực thiết kế, hiệu quả sử dụng kém mà yêu cầu nhiệm vụ của

hệ thống lại rất nặng nề Vì thế hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên hiện nay không đáp ứng được yêu cầu phát triển sản xuất của vùng Dựa trên các thành tựu khoa học tiên tiến trong và ngoài nước thuộc lĩnh vực quản lý và khai thác tối

ưu các hệ thống thủy lợi, không ngừng nâng cao hiệu quả sử dụng nước Để đáp ứng yêu cầu và nhiệm vụ phát triển sản xuất của vùng cần phải có biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước cho hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên

Có nhiều giải pháp để nâng cao hiểu quả sử dụng nước cho hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên, chẳng hạn như:

1.3.1 Giải pháp công trình

Hiện tại hiệu quả sử dụng nước của hệ thống thủy lợi Vĩnh Yên là kém,