Bài viết này giới thiệu kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa chi phí xây dựng kênh tưới (kênh đất) với lưu lượng trạm bơm vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Phương pháp hồi quy thực nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được công thức xác định chi phí xây dựng kênh tưới (kênh đất) theo lưu lượng trạm bơm cho 03 dạng khu tưới phổ biến ở vùng ĐBSCL. Kết quả nghiên cứu này có thể ứng dụng trong công tác quy hoạch các hệ thống kênh tưới vùng ĐBSCL
BÀI BÁO KHOA HỌC XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CHI PHÍ XÂY DỰNG KÊNH TƯỚI VỚI LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ TRẠM BƠM VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Nguyễn Tiến Thái1, Nguyễn Tuấn Anh2, Tóm tắt: Bài bào giới thiệu kết nghiên cứu mối quan hệ chi phí xây dựng kênh tưới (kênh đất) với lưu lượng trạm bơm vùng Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) Phương pháp hồi quy thực nghiệm sử dụng nghiên cứu Kết nghiên cứu xây dựng cơng thức xác định chi phí xây dựng kênh tưới (kênh đất) theo lưu lượng trạm bơm cho 03 dạng khu tưới phổ biến vùng ĐBSCL Kết nghiên cứu ứng dụng cơng tác quy hoạch hệ thống kênh tưới vùng ĐBSCL Từ khóa: Chi phí xây dựng kênh tưới, lưu lượng trạm bơm MỞ ĐẦU1 ĐBSCL thiên nhiên ban tặng cho vùng đồng châu thổ rộng lớn, phẳng, mầu mỡ, có tiềm lớn phát triển nơng nghiệp Cho đến kinh tế nông nghiệp ĐBSCL góp phần quan trọng cho kinh tế nước, sản lượng nông nghiệp chiếm 50%, xuất lương thực chiếm 90% Có thành nhờ vai trò to lớn hệ thống trạm bơm, có hệ thống kênh Hiện để đảm bảo tưới, tiêu chủ động cho ĐBSCL, ngày 15 tháng năm 2009, Chính phủ phê duyệt “Đề án phát triển trạm bơm điện quy mô vừa nhỏ khu vực ĐBSCL” Cho nên việc xác định mối quan hệ chi phí kênh tưới (kênh đất) với lưu lượng giúp nhà đầu tư, quản lý dự án tư vấn thiết kế làm sở lập khái toán tổng mức đầu tư hệ thống kênh tưới (kênh đất) nhanh chóng tiết kiệm thời gian Hệ thống kênh mương cơng trình hệ thống trạm bơm Nó có nhiệm vụ dẫn nước tưới từ bể tháo trạm bơm đến mặt ruộng Khi xây dựng hệ thống trạm bơm, chi phí xây dựng kênh mương chiếm đáng kể tổng Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy Lợi Phòng Đào tạo, Trường Đại học Thủy Lợi mức đầu tư dự án Đối với hệ thống kênh mương có tiết diện mặt cắt ngang tổng chiều dài lớn chi phí xây dựng lớn ngược lại Trong tiết diện mặt cắt kênh chiều dài kênh lại phụ thuộc vào diện tích hay lưu lượng hình dạng khu tưới Qua thực tế hệ thống công trình trạm bơm xây dựng, thấy với khu vực có diện tích gần hình dạng gần giống tổng chiều dài kênh chính, kênh nhánh số lượng cơng trình kênh gần tương đương Mặt khác với điều kiện khí hậu, khí tượng thủy văn tập quán canh tác trồng gần giống nhau, khu tưới có diện tích gần tổng lượng nước yêu cầu năm tương đương Quan hệ diện tích tưới, chiều dài kênh lưu lượng tưới tăng giảm tỷ lệ với Các điều kiện khí hậu khí tượng thủy văn, địa hình cấu trồng gần giống tỷ lệ tăng giảm gần Vì chi phí xây dựng kênh mương phụ thuộc vào hình dạng lưu lượng trạm bơm phụ trách khu tưới Cho nên báo giới thiệu công thức xác định chi phí xây dựng kênh tưới (kênh đất) theo lưu lượng trạm bơm ứng với 03 dạng khu tưới phổ biến vùng ĐBSCL, dựa phương pháp mô hình hóa hồi quy thực nghiệm KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 56 (3/2017) khu tưới vùng ĐBSCL đa dạng, phổ biến có 03 dạng khu tưới dạng hình vng (hình 1a), khu tưới dạng hình chữ nhật có cạnh dài song song với tuyến cơng trình trạm bơm (hình 1b) khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài vng góc với tuyến cơng trình trạm bơm (hình 1c) Đối với khu tưới hình chữ nhật, dựa vào đồ hệ thống sông kênh (Nguyễn Sinh Huy, 2004) đo tỷ lệ cạnh dài cạnh ngắn nằm khoảng từ đến lần, tác giả chọn S« n g , k ê n h Tuyến công trình trạm bơm Sô n g , k ê n h Sô n g , k ª n h PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mơ hình dạng khu tưới Qua khảo sát thực tế tác giả nhận thấy, điều kiện địa hình, địa mạo, hệ thống sơng kênh vùng ĐBSCL định đến hình dạng khu tưới ĐBSCL có địa hình phẳng, hệ thống sơng kênh dày đặc đan xen hình thành bờ bao kết hợp với khu dân cư tạo nên khu tưới có hình dạng khác Theo đồ hệ thống sơng kênh (Nguyễn Sinh Huy, 2004) cho thấy hình dạng TuyÕn công trình trạm bơm a b Tuyến công trình trạm b¬m c Hình Hình dạng khu tưới 2.2 Mơ quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm Để tìm mối quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm, nghiên cứu này, tác giả tính tốn chi phí xây dựng tổng mức đầu tư tương ứng với cấp lưu lượng thiết kế khác Tuy nhiên cấp lưu lượng, hình dạng khu tưới khác bố trí hệ thống kênh khác dẫn đến chi phí xây dựng khác Như để có kết hợp lý, ta phải xác định chi phí xây dựng kênh mương theo lưu lượng trạm bơm ứng với dạng khu tưới khác nhau, cụ thể 03 dạng khu tưới mơ phỏng, với trình tự sau: 2.2.1 Bố trí hệ thống kênh mương ĐBSCL có hệ thống sơng kênh dày đặc đan xen nên diện tích canh tác phần lớn bị sơng ngòi kênh rạch bao bọc Diện tích tưới trạm bơm phụ trách phổ biến nằm khoảng từ 50 đến 500ha (Lê Chí Nguyện, 2009) Cho nên báo tác giả bố trí hệ thống kênh mương cho 03 dạng khu tưới có cấp diện tích canh tác nhỏ 500ha Nguyên tắc bố trí cần phải đạt yêu cầu tổn thất nước hệ thống nhỏ nhất, vốn đầu tư ít, tiện thi công quản lý Cụ thể chiều dài kênh ngắn nhất, mặt cắt kênh có khối lượng đào đắp nhỏ nhất, thời gian chuyển nước ngắn tổ chức tưới thuận tiện Theo TCVN 4118 -2012, chất đất, kênh có chiều dài nhỏ 50m/ha có hệ số lợi dụng kênh mương (ηht) lớn kênh có chiều dài lớn 50m/ha (Tiêu chuẩn Xây dựng, 2012) Do vậy, tác giả chọn tiêu chí kênh có chiều dài nhỏ 50m/ha để bố trí chiều dài kênh mương Ở tác giả thiết kế kênh ứng với 08 cấp diện tích trạm bơm phụ trách, tương ứng với lưu lượng trạm bơm xác định theo công thức sau: q (1) Qtb ht Trong đó: ω - Diện tích tưới trạm bơm phụ trách (ha) ht - Hệ số lợi dụng hệ thống kênh KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 56 (3/2017) mương: ĐBSCL phổ biến loại đất bùn sét bùn sét pha, khả thấm nước vừa (Nguyễn Thị Nụ, Ngơ Quang Tồn, 2013) Căn vào TCVN 4118-2012 chọn ht = 0,7 (Tiêu chuẩn Xây dựng, 2012) q - Hệ số tưới thiết kế (l/s.ha) Do tỷ lệ diện tích trồng lúa vùng ĐBSCL chiếm khoảng 95% (Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp PTNT, 2006) nên hệ số tưới lấy hệ số tưới cho lúa q = 1.2l/s.ha (Lê Sâm, 1996) b è t r Ýh Ö t h è n g k ª n h m ¬ n g c h o k h u t í i c ã d iƯn t Ýc h 300h a Ghi chó: - H×nh a: Khu tưới hình vuông - Hình b: Khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài song song với tuyến công trình trạm bơm - Hình c: Khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài vuông góc với tuyến công trình trạm bơm Hỡnh S b trớ h thống kênh mương 2.2.2 Thiết kế hệ thống kênh mương Qua điều tra khảo sát thực tế tác giả, hệ thống kênh ĐBSCL xây dựng hầu hết nửa đào nửa đắp Vì báo này, kênh thiết kế có dạng kênh đất nửa đào nửa đắp, kiểu tận dụng phần đất đào để đắp bờ kênh, giảm chi phí vận chuyển đất đào đất đắp Căn vào TCVN 4118 -2012 điều kiện thực tế ĐBSCL lựa chọn độ dốc đáy kênh (i = 2x10-4), hệ số nhám (n = 0,025), hệ số mái kênh (mái m = 1,5, mái m = 1,25), chiều rộng bờ kênh, chọn bờ kênh không kết hợp đường giao thông (nếu lưu lượng kênh Q < 0,5m3/s chiều rộng bờ kênh B = 0,8m, Q = 0,5 2.2.3 Lập chi phí xây dựng Chi phí xây dựng bao gồm chi phí trực tiếp, chi phí chung, thu nhập chịu thuế tính trước, thuế giá trị gia tăng Công thức mô chi phí xác định sau: KĐM = T + C + TL + GTGT (2) Trong đó: T: Chi phí trực tiếp (vật liệu, nhân cơng, máy thi công) xác định sở khối lượng cơng tác, cơng việc xây dựng, đo bóc, tính toán từ vẽ kênh thiết kế sở C: Chi phí chung; TL: Thu nhập chịu thuế tính trước; GTGT: Thuế giá trị gia tăng Các chi phí xác định theo thông tư 06 ngày 10/3/2015 Bộ Xây dựng KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 56 (3/2017) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Căn vào thông tư nghị định, sử dụng phần mềm lập dự toán xây dựng F1 bảng tính Excel xác định chi phí xây dựng kênh mương cho 03 dạng khu tưới ứng với 08 cấp lưu lượng sau: Bảng Chi phí xây dựng kênh mương ứng với khu tưới dạng hình vng TT Diện tích trạm bơm (ha) Lưu lượng trạm bơm (m3/s) Chi phí xây dựng kênh mương (VNĐ) 60.0 120.0 175.0 235.0 300.0 350.0 410.0 470.0 0.103 0.206 0.300 0.403 0.514 0.600 0.730 0.860 137,216,000.00 274,433,000.00 411,650,000.00 629,825,000.00 930,330,000.00 1,131,185,000.00 1,752,426,000.00 2,763,883,000.00 Bảng Chi phí xây dựng kênh mương ứng với khu tưới dạng hình chữ nhật có cạnh dài song song với tuyến cơng trình trạm bơm TT Diện tích trạm bơm (ha) 60.0 120.0 175.0 235.0 300.0 350.0 410.0 470.0 Lưu lượng trạm bơm (m3/s) 0.103 0.206 0.300 0.403 0.514 0.600 0.730 0.860 Chi phí xây dựng kênh mương (VNĐ) 146,623,000.00 293,246,000.00 439,869,000.00 672,999,000.00 994,104,000.00 1,329,381,000.00 2,037,763,000.00 3,067,056,000.00 Bảng Chi phí xây dựng kênh mương ứng với khu tưới dạng hình chữ nhật có cạnh dài vng góc với tuyến cơng trình trạm bơm TT Diện tích trạm bơm (ha) 60.0 120.0 175.0 235.0 300.0 350.0 410.0 470.0 Lưu lượng trạm bơm (m3/s) 0.103 0.206 0.300 0.403 0.514 0.600 0.730 0.860 Chi phí xây dựng kênh mương (VNĐ) 143,316,000.00 286,633,000.00 429,949,000.00 657,822,000.00 958,094,000.00 1,299,402,000.00 1,889,554,000.00 2,895,636,000.00 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 56 (3/2017) Hình Quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm Từ kết tính tốn cho thấy đường quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài song song với tuyến cơng trình trạm bơm có độ dốc lớn Điều có nghĩa là, xét trạm bơm có lưu lượng phụ trách nhau, hình dạng khu tưới khác khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài song song với tuyến cơng trình trạm bơm có chi phí xây dựng kênh mương lớn Ngược lại khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài vng góc với tuyến cơng trình trạm bơm có chi phí xây dựng kênh mương nhỏ KẾT LUẬN Trong bối cảnh Chính phủ phê duyệt “Đề án phát triển trạm bơm điện quy mô vừa nhỏ khu vực ĐBSCL” phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn bền vững, việc xây dựng mối quan hệ chi phí xây dựng kênh tưới với lưu lượng trạm bơm vùng ĐBSCL dạng cơng thức tốn học bước tiền đề để tìm quy mơ diện tích tối ưu trạm bơm tưới phụ trách theo tiêu tối ưu chi phí động Ngồi giúp cho nhà đầu tư quản lý dự án tư vấn thiết kế xác định nhanh chi phí xây dựng kênh mương tưới vùng ĐBSCL dựa vào lưu lượng thiết kế trạm bơm Bài báo tác giả mô khu tưới vùng ĐBSCL có 03 dạng phổ biến (khu tưới hình vng, khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài vng góc với tuyến cơng trình trạm bơm khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài song song với tuyến cơng trình trạm bơm) Kết nghiên cứu cho thấy cấp lưu lượng, khu tưới dạng hình vng có khối xây dựng nhỏ tương ứng với tổng mức đầu bé Vì nghiên cứu ứng dụng bước đầu cơng tác quy hoạch tối ưu hệ thống kênh tưới vùng ĐBSCL KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 56 (3/2017) TÀI LIỆU THAM KHẢO Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp PTNT, (2006), Giới thiệu giống thời vụ sản xuất lúa ĐBSCL, Nhà xuất Nơng nghiệp, thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Sinh Huy, (2004), "Nghiên cứu sở khoa học đề xuất biện pháp ứng phó cho ĐBSCL đảm bảo việc phát triển điều kiện biến đổi khí hậu - nước biển dâng" Đề tài cấp Nhà nước Nguyễn Thị Nụ, Ngơ Quang Tồn, (2013), "Nghiên cứu đặc tính địa chất cơng trình đất loại sét yếu thuộc trầm tích Halocen trung - thượng phân bố ĐBSCL phục vụ xây dựng đường" Tạp chí địa chất số, vol 333 Lê Chí Nguyện, (2009), "Dự án Điều tra đánh giá thực trạng sử dụng máy bơm trạm bơm phục vụ sản xuất nông, ngư nghiệp vùng ĐBSCL" Lê Sâm, (1996), Thủy nông ĐBSCL, Nhà xuất Nông nghiệp Tiêu chuẩn Việt Nam - Tiêu chuẩn Xây dựng, (2012), "Cơng trình thủy lợi, hệ thống tưới tiêu, yêu cầu thiết kế" TCVN 4118 - 2012 Abstract: DETERMINING RELATIONSHIP BETWEEN COST OF IRRIGATION CANAL BUILDING AND FLOW OF PUMPING STATION IN VIETNAMESE MEKONG DELTA This paper presents the research result of relationship between cost of irrigation canal building and flow of pumping station in Vietnamese Mekong Delta The experimental regression method is used in the research The research result has built the mathematical formulas of cost of irrigation canal building (land canal ) for 03 popular irrigation zone forms in the Delta This research can be applied to the irrigation system planning Keywords: Cost of irrigation canal building, flow of pumping station BBT nhận bài: 12/10/2016 Phản biện xong: 16/11/2016 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 56 (3/2017) ... trình trạm bơm a b Tuyến công trình trạm bơm c Hình Hình dạng khu tưới 2.2 Mơ quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm Để tìm mối quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng. .. SỐ 56 (3/2017) Hình Quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm Từ kết tính tốn cho thấy đường quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm khu tưới hình chữ nhật... xây dựng kênh mương cho 03 dạng khu tưới ứng với 08 cấp lưu lượng sau: Bảng Chi phí xây dựng kênh mương ứng với khu tưới dạng hình vng TT Diện tích trạm bơm (ha) Lưu lượng trạm bơm (m3/s) Chi phí