Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi tân giang ninh thuận trong điều kiện hạn hán

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM TRUNG KIÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN GIANG, NINH THUẬN TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM TRUNG KIấN NGHIÊN CứU GIảI PHáP NÂNG CAO HIệU QUả QUảN Lý, VậN HàNH Hệ THốNG THủY LợI TÂN GIANG, NINH THUậN TRONG ĐIềU KIệN HạN HáN Chuyờn ngnh : Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số : 60-62-30 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ TRUNG TUÂN PGS.TS PHẠM VIỆT HÒA HÀ NỘI - 2011 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Đặc trưng sông suối nhánh sông Cái Phan Rang 16 Bảng 2.2: Đặc trưng sông suối chảy qua tỉnh Ninh Thuận 18 Bảng 2.3: Phân phối lượng mưa bình quân trạm tiêu biểu cho vùng 19 Bảng 2.4: Thống kê trạm khí tượng, đo mưa liên quan 21 Bảng 2.5: Thống kê trạm thủy văn liên quan 21 Bảng 2.6: Lượng mưa trung bình tháng năm trạm Phan Rang 22 Bảng 2.7: Lượng mưa trung bình tháng năm trạm Cà Ná 22 Bảng 2.8: Nhiệt độ trung bình tháng năm trạm Phan Rang 23 Bảng 2.9: Độ ẩm tương đối trung bình tháng năm trạm Phan Rang 23 Bảng 2.10: Lượng bốc trung bình tháng (Piche) trạm Phan Rang 23 Bảng 2.11: Tổng số nắng tháng trạm Phan Rang 24 Bảng 2.12: Tốc độ gió lớn năm trạm Phan Rang 24 Bảng 2.13: Lượng mưa TB nhiều năm trạm khu vực có liên quan 25 Bảng 2.14: Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực Tân Giang 25 Bảng 2.15: Bảng tính lưu lượng tới lưu vực Tân Giang theo số liệu trạm sông Lũy 26 Bảng 2.16: Các thông số thiết kế hồ chứa Tân Giang 30 Bảng 2.17: Diện tích thời vụ loại trồng hệ thống TL Tân Giang 33 Bảng 2.18: Tóm tắt kết tính tốn điều tiết lũ 1% 34 Bảng 2.19: Tóm tắt kết tính tốn điều tiết lũ 0,2% 35 Bảng 2.20: Mưa hiệu giai đoạn năm 47 Bảng 3.1: Nhu cầu nước cho sinh hoạt chăn nuôi 77 Bảng 3.2: Thơng tin diện tích khu tưới, tương ứng với loại trồng 78 Bảng 3.3: Đặc tính sinh trưởng lúa Ninh Thuận 78 Bảng 3.4: Đặc tính sinh trưởng mía Ninh Thuận 79 Bảng 3.5: Đặc tính sinh trưởng nho Ninh Thuận 80 Bảng 3.6: Đặc tính sinh trưởng đậu Ninh Thuận 80 Bảng 3.7: Giá trị kinh tế loại trồng 81 Bảng 3.8: Số liệu đầu vào để tính tốn phần mềm DSS-RO 82 Bảng 3.9: Kết tính tốn lượng xả từ hồ chứa lượng xả cho trồng ứng với kịch 84 Bảng 3.10: Kết tính tốn mơ hình lượng xả từ hồ chứa cho khu tưới 87 Bảng 3.11: Quá trình diễn biến mực nước hồ thực tế năm 2005 89 Bảng 3.12: Quá trình phân bổ nước cho trồng khu tưới giả định theo tỷ lệ diện tích trồng 91 Bảng 3.13: Số liệu mưa thực mưa dự báo thu thập cho 10 ngày 93 Bảng 3.14: Thơng số mơ hình Tank cho lưu vực nghiên cứu 94 Bảng 3.15: Dịng chảy đến dịng chảy chảy đến tính tốn từ mơ hình Tank bước tính tốn 95 Bảng 3.16: Kết tính tốn lượng xả từ hồ chứa lượng xả cho trồng 97 Bảng 3.17: Bảng so sánh diễn biến AET/PET kịch tính tốn suất ứng với kịch 100 Bảng 3.18: Số liệu giảm suất bình quân thực tế trồng năm 2005 103 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTCT : Bê tông cốt thép ĐBSCL : Đồng sông Cửu Long HTTL : Hệ thống thủy lợi HT : Hiện trạng CN : Công nghiệp CTTL : Cơng trình thủy lợi CT : Cơng trình FAO : Tổ chức lương thực nông nghiệp KHTL : Khoa học Thủy lợi KTXH : Kinh tế xã hội KTCTTL : Khai thác cơng trình thủy lợi MNC : Mực nước chết MNDBT : Mực nước dâng bình thường MNDGC : Mực nước dâng gia cường NN : Nông nghiệp NN & PTNT : Nông nghiệp Phát triển Nông thôn QH : Quy hoạch QLVH : Quản lý vận hành SXNN : Sản xuất nông nghiệp TBNN : Trung bình nhiều năm TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH MTV : Trách nhiệm hữu hạn thành viên TS : Thủy sản UBND : Ủy ban nhân dân ET o : Tốc độ bốc thoát trồng F lv : Diện tích lưu vực G : Mật độ dịng nhiệt đất Mo : Mơ đuyn dịng chảy trung bình nhiều năm Rn : Bức xạ bề mặt trồng Q : Lưu lượng T : Nhiệt độ khơng khí ngày trung bình Vhi : Dung tích hữu ích Vc : Dung tích chết Vtb : Dung tích tồn Wo : Lượng dịng chảy trung bình nhiều năm Xo : Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực Yo : Lớp dịng chảy trung bình nhiều năm DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Hệ thống tưới Tân Giang 33 Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức quản lý vận hành hệ thống thủy lợi hồ Tân Giang 35 Hình 2.3: Sơ đồ hạng mục hệ thống tưới 40 Hình 2.4: Sơ đồ đường nước mưa 46 Hình 2.5: Cân nước vùng rễ 48 Hình 2.6: Sơ đồ q trình tính tốn bước mô 69 Hình 2.7: Sơ đồ q trình tính tốn cho năm 69 Hình 3.1: Sơ đồ vị trí Ban quản lý hồ Tân Giang với ban liên ngành 73 LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực hiện, luận văn Thạc sỹ chuyên nghành Quy hoạch Quản lý Tài nguyên nước với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu Quản lý, vận hành Hệ thống thủy lợi Tân Giang, Ninh Thuận điều kiện hạn hán” hoàn thành Ngoài nỗ lực thân, tác giả bảo, hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo đồng nghiệp, bạn bè Trước hết, xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, thầy giáo, cô giáo môn truyền đạt kiến thức chun mơn q trình học tập Tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn chân thành tới thầy giáo PGS TS Phạm Việt Hoà - Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi, TS Lê Trung Tuân - Tổng Cục Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, người trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam, Công ty Cổ phần Đầu tư, Phát triển Tài nguyên & Môi trường đồng nghiệp cung cấp tài liệu cần thiết cho tác giả hoàn thành luận văn Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế, số liệu công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu sót Luận văn khơng thể tránh khỏi Do đó, tác giả mong tiếp tục nhận bảo giúp đỡ thầy cô giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn lòng người thân gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ khích lệ tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, tháng 12 năm 2011 Tác giả Phạm Trung Kiên MỤC LỤC MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .3 III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 IV CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN VÀ CƠNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH CƠNG TRÌNH THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 1.1 TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN .4 1.1.1 Vùng Miền núi Trung du Bắc Bộ .4 1.1.2 Vùng Đồng Bắc Bộ .5 1.1.3 Vùng Bắc Trung .5 1.1.4 Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ 1.1.5 Vùng Tây Nguyên 1.1.6 Vùng Đông Nam Bộ 1.1.7 Vùng đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) 1.2 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CƠNG TRÌNH THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1 Nghiên cứu quản lý vận hành cơng trình thủy lợi 1.2.2 Tại Mỹ 10 1.2.3 Tại Iran 11 1.2.4 Tại Hàn Quốc 11 1.2.5 Tại Đài Loan 12 1.3 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CƠNG TRÌNH THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN Ở TRONG NƯỚC 12 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG THUỶ LỢI TÂN GIANG TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN 15 2.1 PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH NINH THUẬN 15 2.1.1 Điều kiện tự nhiên .15 2.1.1.1 Vị trí địa lý 15 2.1.1.2 Đặc điểm địa hình 15 2.1.1.3 Đặc điểm hệ thống sơng ngịi 16 2.1.1.4 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn tỉnh Ninh Thuận 18 2.1.1.5 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn tỉnh khu vực dự án 21 2.1.2 Hiện trạng kinh tế, văn hóa xã hội .27 2.1.2.1 Dân cư lao động 27 2.1.2.2 Kinh tế- xã hội 27 2.1.2.3 Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Ninh Thuận 28 2.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI TÂN GIANG 30 2.2.1 Hồ chứa .30 2.2.2 Cơng trình đầu mối 31 2.2.3 Hệ thống kênh cơng trình kênh .32 2.2.4 Nhiệm vụ hệ thống thủy lợi Tân Giang 33 2.2.4.1 Nhiệm vụ cấp nước 33 2.2.4.2 Nhiệm vụ phòng lũ 34 2.3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ BẤT CẬP 35 2.3.1 Cơ cấu tổ chức máy Ban quản lý vận hành hồ Tân Giang .35 2.3.2 Vận hành cấp nước tưới 37 2.3.3 Vận hành phòng lũ 38 96 Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước Bước 10 Bước 11 Bước 12 Bước 13 Bước 14 (tiếp tục) 0,14 0,16 0,17 0,26 0,26 0,21 0,22 0,24 0,24 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,06 0,06 0,07 0,11 0,11 0,09 0,09 0,10 0,10 0,11 0,12 0,12 0,12 0,12 0,06 0,06 0,06 0,11 0,11 0,08 0,09 0,09 0,10 0,10 0,11 0,12 0,12 0,12 0,06 0,06 0,06 0,11 0,11 0,07 0,08 0,09 0,09 0,10 0,10 0,11 0,12 0,12 0,03 0,03 0,03 0,06 0,06 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,07 0,03 0,03 0,03 0,06 0,06 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,03 0,03 0,03 0,06 0,06 0,03 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,03 0,03 0,03 0,06 0,06 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,03 0,03 0,03 0,06 0,06 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,02 0,03 0,03 0,06 0,06 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,02 0,02 0,02 0,05 0,05 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,05 0,05 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,05 0,05 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Chú ý: Bảng tiếp tục đến bước số 37; Các giá trị màu đậm dòng chảy đến thực xảy ra; Đơn vị 106 m3/bước 97 Sử dụng phần mềm tính tốn cho 36 bước với bước tính tốn, cập nhật số liệu dịng chảy đến, mưa dự báo số liệu mực nước hồ, dòng chảy đến thực tế bước trước Thực xả hồ theo kết tính tốn từ phần mềm, trình diễn biến vận hành nêu Bảng 3.16 Bảng 3.16: Kết tính tốn lượng xả từ hồ chứa lượng xả cho trồng TT Bước tính tốn Dung tích hồ So = 4.5 (triệu m3) O (triệu m3) R (triệu m3 ) Tổng lượng xả cho (triệu m3) Lúa (ĐX) Màu (HT) Mía Nho Lúa (HT) Bước (01/01- 10/01) 3,93 0,081 1,00812 0,04464 0,23529 0,42594 Bước (11/01- 20/01) 4,24 0,081 0,13671 0,07719 0,00465 0,01395 Bước (21/01- 30/01) 4,63 0,081 0,05208 0,03627 0 0 Bước (31/01- 09/02) 5,10 0,081 0,11625 0,08184 0 0 Bước (10/02- 19/02) 5,62 0,081 0,05952 0,04185 0 0 Bước (20/02- 01/03) 6,09 0,081 0,11997 0,0837 0 0 Bước (02/03- 11/03) 6,20 0,081 0,06696 0,0465 0 0 Bước (12/03- 21/03) 6,27 0,081 0,11067 0,07719 0 0 Bước (22/03- 31/03) 6,37 0,081 0,07533 0,05208 0 0 10 Bước 10 (01/04- 10/04) 6,21 0,081 0,19995 0 0,14043 11 Bước 11 (11/04- 20/04) 6,08 0,081 0,15345 0,05115 0 0,0558 12 Bước 12 (21/04- 30/04) 5,30 0,081 0,81747 0 0,57195 98 TT Bước tính tốn Dung tích hồ So = 4.5 (triệu m3) O (triệu m3) R (triệu m3 ) Tổng lượng xả cho (triệu m3) Lúa (ĐX) Màu (HT) Mía Nho Lúa (HT) 13 Bước 13 (01/05- 10/05) 4,92 0,081 0,35619 0,06696 0,18228 14 Bước 14 (11/05- 20/05) 3,97 0,081 0,93372 0,02232 0,63054 15 Bước 15 (21/05- 30/05) 3,95 0,081 0 0 0 16 Bước 16 (31/05- 09/06) 3,93 0,081 0 0 0 17 Bước 17 (10/06- 19/06) 3,90 0,081 0 0 0 18 Bước 18 (20/06- 29/06) 3,82 0,081 0,06417 0,02232 0,02325 19 Bước 19 (30/06- 09/07) 3,78 0,081 0 0 0 20 Bước 20 (10/07- 19/07) 3,34 0,081 0,40083 0 0,27993 21 Bước 21 (20/07- 29/07) 2,85 0,081 0,45105 0,0093 0,30597 22 Bước 22 (30/07- 08/08) 2,66 0,081 0,12834 0 0,00186 0,08742 23 Bước 23 (09/08- 18/08) 2,53 0,081 0,06138 0 0,02883 0,01395 24 Bước 24 (19/08- 28/08) 2,37 0,081 0,09579 0 0 0,06696 25 Bước 25 (29/08- 07/09) 2,34 0,081 0 0 0 26 Bước 26 (08/09- 17/09) 2,31 0,081 0 0 0 27 Bước 27 (18/09- 27/09) 2,28 0,081 0,01116 0 0 0,00744 28 Bước 28 (28/09- 07/10) 2,19 0,081 0,07533 0 0 0,05301 29 Bước 29 (08/10- 17/10) 2,17 0,081 0 0 0 99 TT Bước tính tốn Dung tích hồ So = 4.5 (triệu m3) O (triệu m3) R (triệu m3 ) Tổng lượng xả cho (triệu m3) Lúa (ĐX) Màu (HT) Mía Nho Lúa (HT) 30 Bước 30 (18/10- 27/10) 2,16 0,081 0 0 0 31 Bước 31 (28/10- 06/11) 2,16 0,081 0 0 0 32 Bước 32 (07/11- 16/11) 2,16 0,081 0 0 0 33 Bước 33 (17/11- 26/11) 2,16 0,081 0 0 0 34 Bước 34 (27/11- 06/12) 2,15 0,081 0 0 0 35 Bước 35 (07/12- 16/12) 2,14 0,081 0 0 0 36 Bước 36 (17/12- 26/12) 2,12 0,081 0 0 0 37 Bước 37 (27/12- 31/12) 2,04 0,081 0 0 0 Tính tốn độ giảm suất sử dụng CROPWAT 8.0 so sánh trường hợp tính tốn Ghi chú: - O: - R: Là lượng nước xả thừa xả cho mục đích khác nhau; Là lượng nước xả tưới cho (toàn khu tưới) 100 3.2.4 Đánh giá kết Sử dụng CROPWAT tính tốn giảm suất đường trình diễn biễn AET/PET với đường trình xả nước cho trường hợp Tổng hợp kết tính tốn nêu Bảng 3.17 Bảng 3.17: Bảng so sánh diễn biến AET/PET kịch tính tốn suất ứng với kịch Tên trồng Kịch 2: Không sử dụng phần mềm, Kịch 1: Sử dụng phần mềm DSSKịch 3: Sử dụng phần mềm DSS-RO để sử dụng CROPWAT tính tốn độ giảm RO tính tốn q trình xả nước sử vận hành hồ chứa cho năm 2005 với số liệu suất dựa trình vận hành dụng số liệu nước đến thực mưa dự báo cập nhật cho bước tính tốn xả cấp nước thực hồ (mm/bước) (mm/bước) (mm/bước) Cây Lúa Đông Xuân (bước) Năng suất giảm 0% (bước) 30 % (bước) 15% 101 Tên trồng Kịch 2: Không sử dụng phần mềm, Kịch 1: Sử dụng phần mềm DSSKịch 3: Sử dụng phần mềm DSS-RO để sử dụng CROPWAT tính tốn độ giảm RO tính tốn q trình xả nước sử vận hành hồ chứa cho năm 2005 với số liệu suất dựa trình vận hành dụng số liệu nước đến thực mưa dự báo cập nhật cho bước tính tốn xả cấp nước thực hồ (mm/bước) (mm/bước) (mm/bước) Cây Màu (đậu Tương) (bước) Năng suất giảm (bước) 0% (bước) 35% (mm/bước) 8% (mm/bước) (mm/bước) Cây Mía (bước) Năng suất giảm 15% (bước) (bước) 40% 28% 102 Tên trồng Kịch 2: Không sử dụng phần mềm, Kịch 1: Sử dụng phần mềm DSSKịch 3: Sử dụng phần mềm DSS-RO để sử dụng CROPWAT tính tốn độ giảm RO tính tốn q trình xả nước sử vận hành hồ chứa cho năm 2005 với số liệu suất dựa trình vận hành dụng số liệu nước đến thực mưa dự báo cập nhật cho bước tính toán xả cấp nước thực hồ (mm/bước) (mm/bước) (mm/bước) (mm/bước) Cây Nho (bước) Năng suất giảm 9% (bước) (bước) (bước) 42% (mm/bước) 23% (mm/bước) Cây Lúa Hè Thu Không đủ nước để gieo trồng (bước) (bước) Năng suất giảm 0% 19% 103 Số liệu thực tế năm 2005 cho thấy sụt giảm suất năm 2005 nêu Bảng 3.18 Bảng 3.18: Số liệu giảm suất bình quân thực tế trồng năm 2005 TT Cây trồng Năng suất giảm tổng cộng Lúa Đơng Xn 51% Màu HT(đậu tương) 54% Mía 62 % Nho 46 % Lúa Hè Thu Khơng thể gieo cấy Có thể nhận thấy suất giảm thực tế lớn đáng kể so với suất tính tốn CROPWAT Điều dễ dàng lý giải giảm suất nhiều nguyên nhân khác thời tiết tác động đến sinh khối trồng, dịch hại sâu bệnh Mặc dù, mơ hình khơng cung cấp sụt giảm suất trồng hàm mục tiêu mơ hình hàm tối đa hóa hiệu kinh tế Tuy nhiên, so sánh biểu đồ diễn biến trình AET PET, rõ ràng, ta đánh sau: - Với kịch 1: Tính tốn dựa q trình nước đến thật, mơ hình cho kết tốt Vụ lúa Hè Thu gieo cấy, khơng có giảm suất vụ lúa, vụ màu, giảm suất Mía Nho nhỏ Sự ưu tiên nước cho Nho nhận thấy, trồng có thời gian sinh trưởng dài trải qua nhiều giai đoạn khó khăn nước - Với kịch 3: Không thể hiệu kịch 1, điều nhận giảm suất xuất tất giảm suất không lớn vụ lúa Hè Thu gieo cấy Và lượng nước hồ chứa không tận dụng hết cuối năm hồ chứa có dung tích 2,0 triệu m3, dung tích chết 1,34 triệu m3 - Với kịch 2: Tính tốn giảm suất dựa số liệu vận hành thực hồ chứa Tân Giang năm 2005 Trong kịch này, để tách giảm 104 suất thiếu nước, CROPWAT sử dụng để tính tốn phần giảm suất thiếu nước Sự giảm suất kịch lớn vụ lúa Hè Thu không đủ nước để gieo cấy, kết tính tốn phù hợp với thực tế số liệu điều tra Từ kết tính tốn trên, nhận thấy vượt trội hiệu kinh tế trường hợp ứng dụng mơ hình tối ưu hóa hồ chứa mà tác giả đề xuất Phần mềm DSS-RO khẳng định tin cậy việc ứng dụng tính tốn kỹ thuật tuyến tính với thuật giải tối ưu, điều kiện số liệu đầu vào hạn chế mà cho kết chấp nhận 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Điều khác biệt tỉnh miền Trung nằm vùng có địa hình dốc, phía Tây dựa vào núi Trường Sơn, phía Đơng biển Sơng suối ngắn dẫn đến độ dốc sơng suối lớn, nước tập trung nhanh, gây xói lở chảy biển Trong điều kiện thuận lợi, hồ chứa xây dựng với suất đầu tư lớn hẳn hồ chứa nói chung vùng khác nước Việc trữ nước hồ khó khăn, tốn việc sử dụng nước cho hiệu tốn khó chưa giải cách triệt để khu vực Trong thời gian không dài với phạm vi đề tài hạn chế, nghiên cứu đánh giá thực trạng hạn hán, nguyên nhân gây hạn vùng nghiên cứu do: - Những biến động bất thường thời tiết làm cho tình trạng thiếu nước hạn hán vùng nghiên cứu ngày trở nên nghiêm trọng thường xuyên hơn, vào mùa khô mà mùa mưa - Trong năm 2004, tổng lượng mưa tỉnh Ninh Thuận thấp kỳ năm 2003 từ 250 - 450mm; độ ẩm khơng khí trung bình 74% thấp trung bình năm 2%; tổng lượng bốc 2.046mm cao trung bình năm 200mm Như vậy, yếu tố khí hậu có ảnh hưởng đến hạn hán bao gồm yếu tố/q trình khí hậu tồn cầu (hoạt động ENSO, gió mùa) yếu tố khí hậu địa phương (địa lý, địa hình ) Những yếu tố tồn cầu địa phương thời tiết gây thiếu hụt mưa (khơng mưa mưa) so với điều kiện bình thường Các yếu tố kèm với thiếu hụt mưa nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, lượng mây tổng quan thấp số nắng dài thường gây bốc gia tăng Đây điều kiện trực tiếp dẫn đến suy kiệt độ ẩm đất, giảm dự trữ nước mặt nguyên nhân gây hạn hán - Trong công tác quản lý, vận hành hồ chứa Tân Giang, việc dự báo hạn hán cho cung cấp từ Sở NN&PTNT Công ty KTCTTL Tuy nhiên, hệ thống sở hạ tầng chưa cao, chưa có cơng cụ để phân tích tính 106 tốn dựa mức độ hạn dự báo Do công tác quản lý, vận hành hồ chứa gặp nhiều khó khăn, nhiều hồ bắt buộc phải tích nước hệ thống trồng đối mặt với hạn hán trắng - Quy trình kỹ thuật vận hành hồ chứa tính đến tần suất đảm bảo cấp nước 75% Tuy nhiên với xu hướng biến đổi thời tiết ngày khốc liệt (mùa mưa nhiều hơn; mùa hạn nặng hơn) tính tốn quy trình kỹ thuật khơng thật phù hợp với thực tế Từ thực tế đó, người quản lý hồ Tân Giang phải kết hợp quy trình kỹ thuật với kinh nghiệm quản lý trải nghiệm khu vực để đưa định vận hành cấp nước cho khu tưới Những định đơi mang lại hiệu kinh tế cao cho người dân, tính khơng chắn mà người đưa định đảm bảo phần… Từ thực trạng trên, tác giả tìm hiểu giải pháp quản lý vận hành hồ chứa nước giới nhằm đề xuất mô hình phù hợp cho hồ chứa Tân Giang điều kiện hạn hán Qua phân tích mặt ưu nhược điểm cho thấy: - Các giải pháp lập trình phức tạp ANNs, Fuzzy mặc kết xác lớn phức tạp thuật tốn, thời gian tính tốn, độ tin cậy hội tụ kết thấp tính tốn tưới khơng cần mức độ xác cao - Hiện tại, Ban quản lý hồ chứa Tân Giang có số lượng cán ít, lực cịn hạn chế, đặc biệt lĩnh vực ứng dụng công nghệ thông tin Việc áp dụng mơ hình tính tốn tối ưu, tiên tiến địi hỏi người sử dụng mơ hình phải có trình độ cao để kiểm sốt tồn thông số đầu vào, kiểm định kết đầu Do đó, áp dụng kỹ thuật phức tạp dẫn đến hậu lợi bất cập hại kỹ thuật viên kiểm sốt q trình mơ mơ hình Từ dẫn đến sai số lớn - mơ hình không mang lại hiệu 107 Trên sở đó, tác giả sử dụng phần mềm DSS-RO để tính toán, vận hành hồ chứa cho năm 2005, áp dụng tính tốn cho kịch sau: - Kịch 1: Tính tốn q trình xả nước sử dụng số liệu nước đến thật cho kết tốt Vụ lúa Hè Thu gieo cấy, suất vụ lúa vụ màu không giảm Năng suất Mía Nho có giảm khơng đáng kể (tương ứng 15% 9%) Quá trình sinh trưởng Nho dài trải qua nhiều giai đoạn cần nhiều nước ưu tiên nước Tuy nhiên, kịch thực tế khơng có thật - Kịch 2: Tính tốn giảm suất dựa số liệu vận hành thực hồ chứa Tân Giang năm 2005 Trong kịch này, để tách giảm suất thiếu nước, CROPWAT sử dụng để tính tốn phần giảm suất thiếu nước Trong tất mùa vụ, suất trồng giảm lớn: Vụ lúa Đông Xuân giảm 30%, Đậu Tương 35%, Mía Nho giảm 40% Đặc biệt, vụ lúa Hè Thu không đủ nước để gieo cấy, ngồi cịn gây nên tình trạng căng thẳng nước uống cho gia súc, gia cầm - Kịch 3: Tính tốn tối ưu dựa số liệu khí tượng thủy văn cập nhật theo bước tính tốn 10 ngày (sau bước tính tốn, số liệu thực tế khu vực tưới số liệu khí tượng thủy văn dự báo cập nhật lại) Kết tính tốn sau: Sự giảm suất xuất tất trồng (lúa Đông Xuân giảm 15%, màu giảm 8%, Mía giảm 28%, Nho giảm 23%) giảm suất thấp so với kịch Và quan trọng vụ lúa Hè Thu gieo cấy được, suất lúa giảm 19% Lượng nước hồ chứa đến cuối năm lên đến 2,0 triệu m3, dung tích chết 1,34 triệu m3 - So sánh kết tính tốn kịch cho thấy: Kịch cung cấp đủ lượng nước tưới cho vụ lúa Hè Thu, thực tế vụ lúa Hè Thu năm 2005 khơng có nước để gieo cấy Năng suất trồng vụ lại kịch có giảm thấp nhiều so với thực tế (kịch 2) 108 Như vậy, việc sử dụng phần mềm DSS-RO để vận hành hồ chứa với số liệu khí tượng thủy văn dự báo cập nhật cho bước tính tốn áp dụng với điều kiện cụ thể hồ chứa Tân Giang khả thi để xác định quy trình vận hành quản lý hồ điều kiện hạn hán, bên cạnh giúp nhà quản lý định kịp thời việc điều tiết nước, đồng thời lưu giữ liệu vận hành hồ chứa, giải xung đột nước, tăng suất trồng Trong khuôn khổ Luận văn, tác giả phân tích trạng vấn đề quản lý nước hồ chứa Tân Giang chồng chéo mặt quản lý hành chính, từ tác giả đề xuất mơ hình quản lý áp dụng cụ thể cho hồ chứa Tân Giang Trong mơ hình này, Ban quản lý hồ chứa Tân Giang đóng vai trị trọng tâm việc quản lý nước dựa nguyên tắc quản lý tổng hợp Tài nguyên nước lưu vực sông Cơ cấu tổ chức mơ hình hoạt động mơ hình thay đổi nhằm tăng cường hiệu việc phân bổ nước, quản lý lưu vực, kiểm sốt lũ kiểm sốt dịng chảy Đối với mơ hình việc thay đổi địa giới hành khơng ảnh hưởng đến việc quản lý hồ chứa mơ hình dựa ngun tắc quản lý lưu vực sông KIẾN NGHỊ Những kết trình bày sản phẩm bước đầu đề tài ứng dụng thử nghiệm thực tế vận hành hồ chứa Tân Giang Tuy nhiên, nghiên cứu cần phải rõ rằng: - Về giải pháp kỹ thuật: Sự không chắn kết dự báo dịng chảy đến (Trong tính tốn kiểm tra sử dụng số liệu mưa dự báo chuyển đổi sang lưu lượng dịng chảy đến mơđun Tank) rõ ràng cản trở lớn đến độ xác Tiếp đó, bước tính tốn 10 ngày tương đối lớn, hàm quan hệ mơ hình phải bắt buộc giả thiết tuyến tính Do đó, kiến nghị thời gian tới, cần phải có đầu tư thêm để tính tốn với bước thời gian đủ ngắn nhằm đưa kết xác 109 - Về giải pháp quản lý: Trên thực tế, việc quản lý tài nguyên nước nói chung nước giới nghiên cứu áp dụng với nguyên tắc “lấy ranh giới thủy lực làm sở” Tuy nhiên bối cảnh thực tế Việt Nam, thiết lập hoàn chỉnh máy quản lý hành việc áp dụng mơ hình quản lý đòi hỏi phải thảo luận, lấy ý kiến chuyên gia xây dựng lộ trình cụ thể triển khai cách hiệu 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tuấn Anh, Tống Đức Khang (2004), “Các phương pháp tính toán quy hoạch hệ thống thuỷ lợi”, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Tuấn Anh nnk (2005), “Xây dựng quy trình vận hành liên hồ Hồ Bình, Tun Quang, Thác Bà đảm bảo an tồn chống lũ phát điện” Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2001), “Tuyển chọn số văn quy phạm pháp luật Tài nguyên nước”, Tập Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2010), “Chiến lược phát triển thuỷ lợi đến năm 2020” Cục Quản lý nước cơng trình thủy lợi, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2004), “Báo cáo thực trạng phát triển hiệu sách quản lý khai thác đầu tư sửa chữa nâng cấp cơng trình thủy lợi” Nguyễn Thế Hùng Lê Hùng (2011), “Mơ hình tốn điều tiết tối ưu vận hành hồ chứa đa mục đích (với mục đích tưới, phát điện, phịng lũ, đảm bảo mơi trường sinh thái cấp nước cho hạ du)”, Tạp chí Khoa học công nghệ, Đại học Đà nẵng, số 2, 2011 Tơ Trung Nghĩa (2007), “Xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa Hồ Bình, Thác Bà, Tun Quang phục vụ cấp nước mùa khô cho hạ du lưu vực sơng Hồng, sơng Thái Bình” Nguyễn Đình Ninh (2005), “Tình hình hạn hán biện pháp phịng chống giảm nhẹ thiệt hại”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học công nghệ thủy lợi 20 năm đổi mới, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Lê Sâm Nguyễn Đình Vượng (2008), “Thực trạng hạn hán Ninh Thuận, nguyên nhân giải pháp khắc phục”, Tổng hợp thành tựu khoa học Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, trang 45-52 10 Lê Trung Tuân (2009),“Nghiên cứu ứng dụng giải pháp KHCN phịng chống hạn hán phục vụ phát triển nơng nghiệp bền vững tính miền Trung”, Tạp chí Tài Nguyên Nước, Viện Khoa Học Thủy Lợi Việt Nam ... THUỶ LỢI TÂN GIANG - NINH THUẬN TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN” Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá hiệu quản lý, vận hành hệ thống thuỷ lợi Tân Giang điều kiện hạn hán, sở đề xuất giải pháp nâng cao hiệu. .. lợi Tân Giang điều kiện hạn hán III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thực trạng công tác quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi điều kiện hạn hán, từ đưa giải pháp nâng cao hiệu quản lý,. .. hiệu hệ thống 3 II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Đánh giá trạng công tác quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi Tân Giang điều kiện hạn hán - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quản lý, vận hành hệ thống thủy