CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm và đánh giá đồng ruộng
2.2.2. Xây dựng mô hình thí nghiệm
Qua đánh giá hiện trạng hệ thống thủy lợi của khu vực nhận thấy để phục vụ cho thí nghiệm về các chế độ tưới cho lúa tại khu vực lựa chọn cần phải nâng cấp và hoàn thiện một số hạng mục công trình cống nội đồng, cụ thể như sau:
Hình 2.9: Vị trí các cống điều tiết
Tiến hành xây dựng công trình đo lưu lượng, 3 cầu qua kênh, đoạn kênh đất dài 0,5km, 15 cống điều tiết và cống lấy nước vào các khu bao gồm: Cụm cống điều tiết 1,2,3 và 5,6,7; các cống điều tiết các khu từ cống số 7 đến cống 15.
Các cống có kết cấu, đáy cống bê tông cốt thép, tường gạch xây; nắp bằng tấm đan bê tông cốt thép (BTCT); đầu cống lắp cánh phai điều tiết nước, có máy đóng mở Vo. Chi tiết xem hình vẽ.
Hình 2.10: Hiện trạng và sau khi hoàn thành cống điều tiết
2.2.2.2. Công trình chống thất thoát nước mặt ruộng
Bao quanh các ô thí nghiệm điển hình bằng các bao tải cát và để chống thâm nhập nước ngọai lai cho các ô ruộng thì có lắp các tấm nhựa plastic có chiều cao 40cm trong đó 20cm chôn ngầm dưới mặt ruộng và để chủ động lấy nước và xác định lượng nước lấy thì từng ô ruộng lắp đặt các ống PVC có nắp.
Hình 2.11: Thi công bờ bao chống thoát nước
Lựa chọn vật liệu để lắp đặt chống thất thoát nước mặt ruộng, trên thế giới có một vài vật liệu chuyên dụng nhưng trên thị trường Việt Nam hiện tại chưa có. Sau khi tìm hiểu thị trường đã lựa chọn tấm plastic để thay thế.
- Thi công :
+ Cát được đóng vào các bao vận chuyển xuống để đắp dàn thành 2 lớp làm bờ ruộng phục vụ đi lại.
+ Bên trong bờ ruộng đào các hào rộng 20cm và sâu 25cm để chon lắp các tấm plastic để ngăn nước giữa khu thí nghiệm với các khu xung quanh.
2.2.2.3. Thiết bị đo mực nước mặt ruộng và kênh
Để giám sát và quản lý nước tại mặt ruộng đã bố trí các thiết bị đo tự động và các thiết bị đo vận hành bằng tay để xác định điều tiết nước mặt ruộng và độ ẩm đồng ruộng. Trong mỗi ô ruộng thí nghiệm đã được ngăn cách bằng bờ bao tải cát và tấm plastic lắp đặt 03 thiết bị đo nước tự động, 02 cảm biến độ ẩm, 02 cảm biến về điện phân chất hữu cơ trong đất được nối vào tủ để ghi tự động đặt ở bên cạnh ô thí nghiệm.
Máy đo nước (S&DL mini, Oyo Corp.) được lắp đặt tại một số cửa cống lấy nước trên kênh để đo mực nước của kênh. Lượng nước đáy ruộng được đo bằng cảm biến mực nước (WT-HR, Intech Instruments LTD). Máy đo độ nghiêng (DIK-3046, Daiki Rika Kogyo Co., Ltd.) được lắp đặt ở độ sâu 5 cm và 15 cm tại các ô C1, W1 và S1 trong khoảng 30 phút. Các bộ cảm biến độ ẩm đất (5TE, Decagon Devices, Inc.) để đo hàm lượng nước trong đất, Ec và nhiệt độ đất được lắp đặt ở độ sâu 5 cm và 15 cm trong các ô C1, W1, S1 và chiều sâu 5 cm trong các ô C2, W2, và S2 trong khoảng 10 phút. (Em50, Decagon Devices, Inc.).
Ống quan trắc mực nước mặt ruộng: Chúng là các ống nhựa tiền phong có đường kính là 21,4 cm và chiều cao 50 cm đã khoan lỗ xung quang và được bọc bằng mút để cho nước thấm qua lỗ. Bên trong ống có gắn thước để thuận tiện cho việc quan sát mực nước. Ống được đặt tại những vị trí đã được chọn trước và nguyên tắc đặt ống là 25 cm trên mặt ruộng và 25 cm dưới mặt ruộng; vạch 0 cm trên thước quan sát trùng với mặt ruộng.
Hình 2.13: Thiết bị đo mực nước trên mặt kênh (trái), thiết bị đo độ ẩm.
2.2.2.4. Cảm biến đo độ dẫn điện và PH trong đất
Gồm hệ thống các đầu cảm biến được chôn xuống mặt ruộng để cập nhật tự động vào hệ thống thu dữ liệu. Cấu tạo của hệ thống cảm biến gồm các đầu cảm biến, dâu điện dẫn truyền thông tin được luồn trong ống cách điện và đầu còn lại được kết nối với hệ thống thu dữ liệu.
2.2.2.5. Hệ thống đo thông tin tự động
Gồm các thiết bị thu nhận thông tin từ các bộ cảm biến truyền dữ liệu về, các thiết bị được bảo vệ trong hộp gỗ đặt giũa 2 ô ruộng nghiên cứu của từng khu. Dữ liệu thông tin được truyền vào bộ nhớ, khi cần kiểm tra và lấy thông tin về thì chúng ta dùng máy Laptop download dữ liệu có sẵn từ hệ thống về và sử dụng.
2.2.2.6. Cảm biến đo độ dẫn điện và độ PH trong dất
Các Sensor là hệ thộng cảm biến tự động, được bảo vệ bằng ống nhựa Tiền phong có đường kình 4.8cm và chiều cao 80 cm. Mặt ống bảo vệ được đặt cao so với mặt ruộng là 60cm, cảm biến tự động được đặt vào trong lòng ống.
Hình 2.14: Thiết bị đo và đùng đựng bảo vệ thiết bị tại ruộng
2.2.2.7. Thiết bị lấy mẫu khí nhà kính (CH4, N2O, CO2)
Bố trí đặt các điểm lấy mẫu khí nhà kính
Chế tạo, gia công 6 bộ chember (lấy mẫu khí nhà kính)
Khí nhà kính được lấy 1 tuần 1 lần đồng thời tại 6 ô quan trắc thí điểm (mỗi ô lấy 3 mẫu). Các mẫu khí được phân tích tại phòng thí nghiệm của trường Đại học Kyoto-Nhật Bản.
Mẫu khí được lấy bằng phương pháp sử dụng buồng (chember). Chember có nắp đậy, kích thước (60x60x100cm), được đặt trên mỗi ô quan sát. Các mẫu khí thu thập ở các thời điểm cách nhau khoảng cách 10 phút, sử dụng các ống tiêm nhựa 15ml trong khoảng thời gian 20 phút sau khi đóng buồng. Mẫu khí được lấy vào buổi sáng (8: 30 ÷ 11: 00 giờ).
Lưu lượng khí thải CH4 được tính theo phương trình sau đây:
273 1 22.4 273 dc V f M dt T A = +
Trong đó: f là lưu lượng CH4 (mg/m2/h), c là nồng độ khí (ppm), t là thời gian (h), M là khối lượng phân tử (g/mol), (CH4 = 16, CO2 = 44, N2O = 44), T là nhiệt độ không khí trong buồng (oC), V là thể tích không khí trong buồng (m3), và A là diện tích mặt cắt ngang của buồng (m2).
Độ pH đất và Eh được đo bằng cảm biến (PRN-41, Fujiwara Scientific Co., Ltd.) cùng thời điểm lấy mẫu khí.
Hình 2.15: Chember và thiết bị lấy khí nhà kính đầy đủ
2.2.2.8. Thiết bị khí tượng thủy văn
Dữ liệu khí tượng được đo tại mái nhà ông Nguyễn Văn La gần khu vực nghiên cứu, cao khoảng 10m so với mặt đất. Một thiết bị đo mưa (ECRN-100, Decagon Devices, Inc.), thiết bị đo nhiệt độ Davis cup (Decagon Devices, Inc.), cảm biến bức xạ mặt trời (PYR, Decagon Devices, Inc) ), và một cảm biến nhiệt độ và cảm biến áp suất hơi (VP-3, Decagon Devices, Inc.) với một tấm chắn phóng xạ đã được lắp đặt. Những dữ
liệu này được thu thập mỗi 10 phút/lần ghi vào ổ cứng. Trung bình 1 tháng cán bộ trút dữ liệu vào máy tính để xử lý.
Hình 2.16: Thiết bị đo khí tượng thủy văn