Nâng cao hiệu quả tổng hợp công trình thủy lợi hồ xạ hương vĩnh phúc

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Các hệ thống thủy lợi tỉnh trung du miền núi phía Bắc nước ta, có cơng trình đầu mối chủ yếu , hồ chứa nhỏ , đập dâng,và nhiều phai đập nhỏ Các cơng trình thủy lợi tập trung chủ yếu vào việc phục vụ tưới, tiêu cho loại trồng xây dựng mà điều kiện kinh tế cịn khó khăn, kinh tế lúc Nơng nghiệp nên tiêu chuẩn tưới, tiêu thấp Các cơng trình xây dựng (hầu hết cơng trình loại nhỏ vừa) phát huy hiệu kém., thường đạt 50%-60% lực thiết kế Để nâng cao hiệu phục vụ CTTL, cần thiết cấp bách để đánh giá xác hiệu phát huy tác dụng đa mục tiêu CTTL có, tìm ngun nhân tồn tại, thiếu sót gây giảm hiệu phục vụ đa mục tiêu CTTL, để có sở đề xuất phương hướng, giải pháp khắc phục - phát triển làm sở khoa học - thực tiễn vững cho quy hoạch, xây dựng quản lý cơng trình thuỷ lợi đạt hiệu cao, phục vụ phát triển kinh tế xã hội tỉnh, vùng Mục đích , nhiệm vụ đề tài Mục đích : Xác định hiệu phục vụ đa mục tiêu hệ thống thủy lợi hồ chứa , tìm nguyên nhân làm giảm hiệu CTTL, đề xuất giải pháp hợp lý, khả thi nhầm nâng cao hiệu tổng hợp cơng trình thủy lợi hồ Xạ Hương , tỉnh Vĩnh Phúc Nhiệm vụ : - Đánh giá hiệu phục vụ đa mục tiêu hồ chứa Xạ Hương chủ yếu bổ sung thêm hồ Vệ Vừng Nghệ An kết thêm phong phú - Xác định tiêu đánh giá hiệu phục vụ đa mục tiêu hồ chứa - Xác định nguyên nhân làm giảm hiệu phục vụ hồ chứa - Đề xuất giải pháp cơng trình phi cơng trình để nâng cao hiệu phục vụ đa mục tiêu hồ chứa ( quy hoạch , thiết kế , quản lý khai thác ) Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 3.1 Tiếp c ận - Tiếp cận kinh nghiệm , kết nghiên cứu nước , quốc tế - Tiếp cận tình hình tự nhiên phát triển kinh tế - xã hội, vùng yêu cầu công trình thủy lợi phục vụ cấp nước - Tiếp cận nghiên cứu, khảo sát chi tiết số CTTL đại diện vùng - Tiếp cận mục tiêu chiến lược phát triển thủy lợi giai đoạn đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 - Tiếp cận đáp ứng nhu cầu, tiếp cận định mức sử dụng nước hiệu cho ngành - Tiếp cận sự tham gia của cộng đồng của những người, đơn vị hưởng lợi từ CTTL., xem xét đánh giá dưới nhiều quan điểm, góc độ và mức độ khác - Tiếp cận, khảo sát thực trạng hiệu cấp nước phục vụ ngành CTTL hồ chứa Xạ Hương, Vĩnh Phúc chủ yếu bổ sung thêm hồ Vệ Vừng Nghệ An kết thêm phong phú Thực điều tra, khảo sát theo phiếu điều tra CTTL phục vu đa mục tiêu: với bảng liệt kê dẫn điều tra phân tích, đánh giá lựa chọn tài liệu 3.2 Phương pháp nghiên cứu: -Nghiên cứu tổng quan tài liệu quốc tế, nước đánh giá hiệu , giải pháp nâng cao hiệu CTTL hồ chứa phục vụ đa mục tiêu , - Nghiên cứu kết có liên quan đến đề tài, từ rút vấn đề tham khảo áp dụng cho đề tài - Xử lý tài liệu, phân tích đánh giá hiệu phục vụ đa mục tiêu CTTL hồ chứa Xạ Hương, hồ Vệ Vừng - Tổng hợp, phân tích đánh giá kết quả, đề xuất giải pháp phù hợp để nâng cao hiệu phục vụ đa mục tiêu hồ chứa - Phương pháp điều tra, khảo sát, tổng kết thực tiễn đánh giá nhu cầu Kết dự kiến đạt - Đánh giá hiệu phục vụ đa mục tiêu CTTL hồ chứa Xạ Hương - Kết áp dụng tính tốn tiêu đánh giá hiệu phục vụ ngành hồ chứa Xạ Hương - Các giải pháp công trình, phi cơng trình để nâng cao hiệu khai thác sử dụng nguồn nước từ hồ đạt hiệu cao Chương 1: TỔNG QUAN HIỆU QUẢ PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CỦA CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI HỒ CHỨA 1.1 Tổng quan cơng trình hồ chứa phục vụ đa mục tiêu hiệu 1.1.1 Trên giới Nghiên cứu nhận biết vai trò phục vụ đa mục tiêu cơng trình thủy lợi: - Các hệ thống thuỷ lợi cung cấp nước tiêu thoát nước cho nhiểu đối tượng khác bên cạnh việc nhiệm vụ tưới, tiêu nước cho trồng - Hiệu phục vụ đa mục tiêu của hệ thống tưới rõ rệt , thay đổi phạm vi rộng phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, kỹ thuật, hạ tầng sở vùng Cụ thể vai trò phục vụ đa mục tiêu HTTL gồm lĩnh vức sau: Hệ thống thủy lợi cung cấp nước sinh hoạt (Domestic water supply) Nuôi trồng thuỷ sản thủy cầm CTTL cấp, thoát nước( Water suplly for Aqua culuere ) Hệ thống thủy lợi kết hợp cấp nước cho chăn nuôi (Integrated Irrigated Crop – Livestock Systems) Hệ thống thủy lợi kết hợp cung cấp nước cho tiểu công nghiệp , dịch vụ nông thôn (Water suplly for Rural enterprises) Hệ thống thủy lợi kết hợp cung cấp nước cho thủy điện giao thông thủy (Hydropower generation and navigation) Hệ thống thủy lợi bảo vệ môi trường ,cải thiện khí hậu (ecosystem functions and climate adjustment), như: phịng chống úng ngập, lũ lụt, hạn hán, tác động đến chu trình thủy văn, bổ sung nguồn nước ngầm Bảo tồn đa dạng sinh học nhờ HTTL (Conservation of Biodiversity) Giá trị du lịch sinh thái giải trí hệ thống thủy lợi Hệ thống thủy lợi tác động tích cực đến phát triển văn hóa, xã hội vùng 1.1.2 Tại Việt Nam Các công trình thủy lợi nước ta mang lại hiệu to lớn, bật: Các cơng trình thuỷ lợi Việt Nam thực vai trị biện pháp hàng đầu phát triển nơng nghiệp nơng thơn qua việc cấp, nước phục vụ đa mục tiêu, thực nhiệm vụ chủ yếu, ban đầu tưới, tiêu nước cho trồng mà cịn kết hợp cấp nước cho ngành khác nuôi trồng thuỷ sản, chăn nuôi, cấp nước cho sinh hoát, cho dịch vụ du lịch, cho phát triên thuỷ điện công nghiệp đảm bảo an ninh lương thực, đẩy mạnh xoá đói giảm nghèo, ổn định, nâng cao đời sống nhân dân Tưới, tiêu nươc tăng xuất, sản lượng loại trồng nông nghiệp Thuỷ lợi coi biện pháp hàng đầu nông nghiệp để làm tăng xuất, sản lượng lúa trồng khác, đưa Việt Nam từ chỗ thiếu lương thực trở thành nước xuất gạo lớn thứ hai giới với mức triệu /năm CTTL góp phần phát triển du lịch sinh thái Cơng trình thuỷ lợi phục vụ phát triển cơng nghiệp, thủy điện dịch vụ Cơng trình thuỷ lợi phục vụ phát triển sản xuất muối Các CTTL cung cấp nguồn nước sinh hoạt cho dân cư CTTL Kết hợp cấp, nước cho ni trồng thủy sản cho chăn nuôi Hệ thống thuỷ lợi phục vụ giao thơng Các CTTL có vai trị quan trọng phịng chống thiên tai, bảo vệ mơi trường Nhưng hiệu chưa đạt so với yêu cầu, với tiềm CTTL 1.1.3 Kết khảo sát hiệu cơng trình thủy lợi tỉnh vùng miền núi, trung du phía Bắc Các cơng trình thuỷ lợi tỉnh vùng miền núi, Trung du phía Bắc thực nhiệm vụ chủ yếu tưới, tiêu nước cho trồng, kết hợp phục vụ đa mục tiêu để cấp nước, nước cho ngành chăn ni, sinh hoạt, cơng nghiệp, nuôi trồng thủy sản, du lịch, lâm nghiệp phát điện như: Cơng trình thuỷ lợi phục vụ phát triển trồng trọt Nhìn chung nhờ cơng trình thủy lợi mà hệ số quay vịng ruộng đất nâng từ lên 2,5 lần, suất lúa tăng lên: Vụ chiêm xuân đạt 5,03 ÷ tấn/ha, vụ mùa đạt ÷ tấn/ha ngơ đơng đạt ÷ tấn/ha, khoai tây 11 ÷ 14 tấn/ha, đậu tương từ 5,4 ÷ 13 tạ/ha, chè tăng từ 29 ÷ 41 tạ/ha Tuy nhiên hiệu cấp nước tưới tiêu nước chưa cao, thấp nhiệm vụ – lực thiết kế đặt ,Trung bình toàn vùng CTTL mới đảm bảo 70% 75% lực thiết kế theo nhiệm vụ Hiệu CTTL phục vụ chăn nuôi gia súc, gia cầm, thuỷ cầm Hệ thống thủy nơng cịn mơi trường, nguồn cung cấp nước tiêu thoát nước cho ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm thủy cầm, thông qua việc lấy nước trực tiếp từ hồ chứa, dùng nước kênh mương, từ giếng nước kênh mương thủy lợi làm tăng mực nước ngầm Hệ thống thủy lợi cấp nước tưới cho đồng cỏ chăn nuôi, cho sở giết mổ gia súc, gia cầm,… Hệ thống thủy lợi phục vụ cho ngành ni trồng thuỷ sản Nhìn chung hệ thống cơng trình thuỷ lợi tham gia tích cực vào cấp nước cho ni trồng thuỷ sản: Các Hệ thống thuỷ lợi hồ chứa cấp nước cho ao, hồ trại thuỷ sản vùng đồng thời diện tích mặt hồ cịn trực tiếp dùng để nuôi cá, nguồn nước từ hồ người dân lấy vào ao thông qua kênh dẫn để nuôi trồng thuỷ sản, hầu hết loại hồ chứa nước tỉnh sử dụng trực tiếp ni trồng thủy sản mà cịn trực tiếp cấp nước cho ao, hồ, vùng trũng người dân để ni trồng thủy sản, Các cơng trình thuỷ lợi có đầu mối đập dâng, trạm bơm qua hệ thống kênh mương trực tiếp cấp nước cho ao hồ, vùng trũng để nuôi thủy sản Nhiều nơi tận dụng chân ruộng thấp cấp nước từ kênh mương để nuôi cá.Các kênh mương thủy lợi cịn làm nhiệm vụ tiêu nước cho khu nuôi trồng thủy sản, dùng nước thải từ thủy sản, từ chăn nuôi để tiếp tục tưới ruộng Thuỷ lợi phục vụ công nghiệp tỉnh Miền núi, Trung du phía Bắc Nền cơng nghiệp tỉnh Trung du, miền núi phía Bắc thời kỳ đầu phát triển vai trị cơng trình thuỷ lợi đến cấp, nước cho cơng nghiệp thấy rõ tỉnh có ngành công nghiệp phát triển Thái nguyên, Bắc Giang, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Lào Cai… CTTL cung cấp nước cho số xí nghiệp, nhà máy cịn lại chủ yếu cấp nước cho dịch vụ, sản xuất tiểu thủ công nghiệp nhỏ lẻ , xây dựng sở hạ tâng, chế biến thực phẩm, chế biến thức ăn gia súc Bên cạnh hệ thống thuỷ lợi cịn phục vụ cho việc tiêu nước cho nhà máy, xí nghiệp sở hạ tầng địa phương Cơng trình thuỷ lợi phục vụ phát triển du lịch Các cơng trình thuỷ lợi có nhiều tiềm nên ngày tận sử dụng nhiều cho phát triển du lịch, nhiều hồ chứa nước lợi dụng làm khu du lịch sinh thái hồ Núi Cốc–Thái Nguyên, hồ Thác Bà-Yên Bái, hồ Đại Lải Vĩnh Phúc, hồ Yên Lập Quảng Ninh, Khuôn Thần Cấm Sơn Bắc Giang , Tà Keo - Lạng Sơn, Lửa Việt, Phú Thọ số đập dâng sử dụng cho du lịch Thác Huống Thái Nguyên , Cầu Sơn Bắc Giang , Liễn Sơn Vĩnh Phúc, đập dâng 19 tháng - Nghĩa Lộ Hệ thống thuỷ lợi phục vụ thủy điện tỉnh Miền núi, trung du phía Bắc Hệ thống thuỷ lợi phục vụ phát triển ngành thủy điện: Chỉ có số nơi mạng lưới điện quốc gia chưa kéo đến người dân thơn sử dụng dốc nước kênh để đặt trạm thuỷ điện nhỏ Tuy nhiên số hồ chứa kết hợp phát triển thủy điện, hồ Thác Bà , Cấm Sơn , Núi Cốc , Khn Thần, Khuẩy Lái… Kênh hệ thống đập dâng 19 tháng - Nghĩa Lộ cấp nước cho trạm thủy điện nhỏ với công xuất 84 kw Cơng trình thuỷ lợi phục vụ cấp nước sinh hoạt tỉnh Chỉ khu vực thành phố, thị xã, thị trấn có hệ thống cấp nước sạch,cịn lại vùng cao vùng khác, người dân chủ yếu sử dụng nguồn nước mưa, nước hồ chứa, nước từ kênh mương thủy lợi, từ ruộng lúa ngấm xuống tầng chứa nước ngầm để lấy lên từ giếng cấp nước cho sinh hoạt Người dân sử dụng trực tiếp nguồn nước hồ phục vụ cho sinh hoạt chăn nuôi (Đại đa số dân cư sinh sống xung quanh gần hồ chứa thuỷ lợi hồ Núi Cốc, Cấm Sơn, Tà Keo, Nà Cáy, Bắc Sơn, Ngòi Là ) Ven kênh mương người dân thôn tắm giặt, lấy nước trực tiếp từ kênh sinh hoạt gia đình Hệ thống thuỷ lợi phục vụ giao thông Việc kết hợp hệ thống bờ kênh mương cơng trình thuỷ lợi để giao thơng (như cầu máng, cầu đập ) thực thường xuyên ngành thuỷ lợi không thu lệ phí Cơng trình thuỷ lợi phục vụ phát triển lâm nghiệp Các cơng trình thuỷ lợi tỉnh Miền núi, Trung du phía Bắc nêu cịn cấp nước, giữ ẩm cho vườn ươm cây, cho việc trồng rừng hồ chứa vùng cao: dùng làm nước tưới cho vườn ươm lâm nghiệp cung cấp nứơc bảo vệ rừng để dập lửa xảy cháy rừng Hệ thống thuỷ lợi phục vụ phát triển rừng phòng hộ, rừng đầu nguồn 10 Hệ thống thủy lợi có tác động tích cực đến mơi trường, sinh thái Nhìn chung CTTL tác động tích cực đến mơi trường sinh thái, đặc biệt khu vực có tưới gần hồ chứa Các CTTN có tác dụng phịng chống thiên tai, lũ lụt, hạn hán cắt lũ, tiêu thoát nước cho cho tỉnh vùng đồi núi, trung du phía Bắc Các CTTL điều hồ phân phối nước, giữ nước, giữ ẩm phòng chống hạn hán Các CTTL cịn khơi phục, cải tạo đất đất thối hố (chống xói mịn, chống đá ong hố…) vốn xẩy thường xun vùng đồi núi phía Bắc Tóm lại: Các cơng trình thuỷ lợi tỉnh vùng Trung du, miền núi phía Bắc thực vai trị biện pháp hàng đầu phát triển nơng nghiệp nơng thơn qua việc cấp, nước phục vụ đa mục tiêu tưới, tiêu nước cho trồng mà cịn kết hợp cấp nước cho ngành khác nuôi trồng thuỷ sản, chăn nuôi, cấp nước cho sinh hoát, cho dịch vụ du lịch, cho phát triên thuỷ điện công nghiệp đảm bảo An ninh lương thực, đẩy mạnh xố đói giảm nghèo, ổn định đời sống cho dân tộc miền núi Nhưng hiệu so với yêu cầu, so với tiềm CTTL.Do biện pháp nâng cao hiệu tổng hợp, đa mục tiêu hệ thống CTTL vấn đề quan trọng cấp bách 1.2 Tổng quan hiệu phục vụ hệ thống thuỷ lợi hồ Xạ Hương 1.2.1 Tổng quan tình hình chung hệ thống hồ Xạ Hương 1.2.1.1 Vị trí, tình hình tự nhiên Khu vực hồ Xạ Hương thuộc địa bàn huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc Huyện Tam Đảo nằm phía đơng bắc tỉnh Vĩnh Phúc quốc lộ 2B, cách trung tâm tỉnh lỵ 10 km, địa bàn huyện trải dài theo dãy núi Tam Đảo Tọa độ địa lý :21,15 Vĩ Bắc; 105,4 Kinh Đơng Phía đơng giáp với huyện Bình 0 Xun tỉnh Thái Ngun, phía tây giáp với huyện Lập Thạch huyện Tam Dương, phía nam giáp với huyện Tam Dương huyện Bình Xuyên, phía bắc giáp với tỉnh Thái Nguyên tỉnh Tuyên Quang 1.Địa hình: Tam Đảo huyện miền núi, địa hình phức tạp, nhiều thung lũng, cao trình địa hình biến đơi lớn, cao độ phổ biến từ 200m đến 800m có vung núi cao lên tới 1000m, vùng trồng nơng nghiệp cao trình biến động từ 100 đến 150m Hướng đốc chủ yếu từ Tây Bắc xuống Đông Nam 2.Đất đai: Các loại đất huyện chủ yếu : đất xám , đất cát , đất tầng mỏng; địa hình cao , dộ dốc lớn với rửa trôi sườn đồi núi, đất nghèo chất dinh dưỡng cần có biện pháp cải tạo để nâng chất lượng đất Bảng 1.1: Các tiêu lý TT Các tiêu lý Ký hiệu Giá trị Chỉ số ngấm hút đất Α 0.45 Độ rỗng đất(%của thể tích đất) A% 44 Hệ số ngấm ban đầu K1 (mm/ngày) 35 Hệ số ngấm ban đầu Ke Βo 42 Độ ẩm sẵn có đất(%A) 10 Khí hậu: Huyện Tam Đảo có đặc điểm khí hậu vùng nhiệt đới gió mùa với mùa đơng lạnh khơ,ít mưa, mùa hè mưa nóng, ẩm Với tài liệu đo đạc quan trắc nhiều năm trạm khí tượng Tam Đảo, Vĩnh Yên cho thấy nhiệt độ trung bình nhiều năm 23oC, cao 39,40C thấp năm 3,70C Về bốc hơi, tổng lượng bốc trung bình nhiều năm 1.119mm, lượng bốc trung bình nhiều tháng nhỏ 63,0mm cao 155,7 mm Mưa lưu vực nằm trung tâm mưa lớn Tam Đảo, Lượng mưa trung bình nhiều năm 1584,6 mm, lớn 2608mm( năm 1978) nhỏ 1002mm ( năm 1977 ) Mưa phân bố không năm, mùa mưa từ tháng V đến tháng X chiếm 80% lượng mưa năm, phần lại 20% tháng mùa khô năm, xét trung bình nhiều năm lưu vực ( trạm Vĩnh Yên) Dưới số liệu phân phối mưa tháng Bảng 1.2: Phân phối mưa tháng Tháng 10 11 12 Cả năm X(mm) 24,1 26,8 32,9 109,7 184,6 242,2 244,2 318 200 140,6 47,8 13,7 1584,6 γ% 1,52 1,69 2,08 6,92 11,65 15,28 15,41 20,07 12,62 8,87 3,02 0,87 100 1.2.1.2 Hiện trạng thủy lợi HTTL Hiện trạng nguồn nước cơng trình đầu mối - Được xây dựng năm 1980 khánh thành đưa vào sử dụng khai thác năm 1984, với dung tích hữu dụng 10,4 triệu m3, nhiệm vụ tưới cho 1.840 canh tác xã huyện Tam Đảo Bình Xuyên - Hệ thống thuỷ lợi hồ Xạ Hương theo thiết kế làm nhiệm vụ phục vụ tưới cho phát triển nông nghiệp chủ yếu, quy mơ kích thứoc cơng trình đầu mối sau: Diện tích lưu vực hồ 24 km2 ; Dung tích hiệu 10,4 triệu m3 ; Dung tích chết: 0.7 triệu m3 Chiều cao đập: 41m; Chiều dài đập: 252m; Cao trình đỉnh đập: + 94m; Cao trình chân đập: + 53m; Cao trình tràn: + 87.5m ... pháp cơng trình, phi cơng trình để nâng cao hiệu khai thác sử dụng nguồn nước từ hồ đạt hiệu cao 4 Chương 1: TỔNG QUAN HIỆU QUẢ PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CỦA CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI HỒ CHỨA 1.1 Tổng quan... vụ đa mục tiêu hệ thống thủy lợi hồ Xạ Hương, hồ Vệ Vừng + Giải pháp quản lý khai thác chống bồi lắng hồ chứa Xạ Hương 22 Chương 2: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HỒ CHỨA XẠ HƯƠNG PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU... đánh giá hiệu phục vụ đa mục tiêu CTTL hồ chứa Xạ Hương, hồ Vệ Vừng - Tổng hợp, phân tích đánh giá kết quả, đề xuất giải pháp phù hợp để nâng cao hiệu phục vụ đa mục tiêu hồ chứa - Phương pháp