Các ngành dùng nước Hiện tại 2030 2050
Trồng trọt 15,66 19,24 18,36 Công nghiệp 0,16 0,43 0,51 Chăn nuôi 0,38 1,47 1,61 Thủy sản 2,92 3,04 3,34 Sinh hoạt 0,49 0,57 0,91 Tổng 19,61 24,74 24,74
- Tổng nhu cầu nước cho nông nghiệp giai đoạn đổ ải của vùng cống Cầu Xe và cống
An Thổ từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 là: 19,61.106m3 (chiếm 23% so với tổng nhu cầu nước cho trồng trọt toàn vụ chiêm). Với thời gian lấy nước trung bình cho tồn
vùng là 15 ngày tương ứng lượng nước tưới yêu cầu trung bình mỗi ngày là: 15,13
m3/s. Do đó, khi yêu cầu nước trong giai đoạn đổ ải được đáp ứng đủ nước, các giai
đoạn khác sẽ được đảm bảo cấp đủ nước.
Đối với vùng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ bao gồm: Một phần diện tích của các huyện: Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang. Do vùng này là vùng hạ lưu của sông Kim Sơn và sông Cửu An, do vậy nguồn lấy nước thuận theo cống Xuân Quan (sông Hồng) và các cống lấy nước thuận khác không đủ để tưới nước cho vùng này trong giai đoạn đổ ải, hàng năm thường xảy ra hiện tượng hạn hán, giảm năng suất của cây trồng.
Để đảm bảo đáp ứng được yêu cầu nước tưới cho vùng nghiên cứu, kiến nghị tính tốn đánh giá khả năng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ cho một phần diện tích của các huyện: Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang trong giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2.
2.4.3.2 Đánh giá khả năng cung cấp nước
1. Điều kiện biên
- Biên trên của mơ hình thủy lực là quá trình lưu lượng theo thời gian Q = f(t) giai đoạn đổ ải từ từ 27/1 đến 10/2 ứng với tần suất 85% tại trạm thủy văn Phú Lương (Ngọc Châu, TP Hải Dương) trên sơng Thái Bình và đường quá trình lưu lượng theo thời gian Q= f(t) tại trạm Triều Dương (Tân Lễ, Hưng Hà, Thái Bình) trên sơng Luộc. Kết quả quá trình lưu lượng Q = f(t) ứng với tần suất 85% được tính tốn tại
Phụ lục 2
- Biên dưới của mơ hình là đường quá trình mực nước theo thời gian Z = f(t) giai đoạn đổ ải từ từ 27/1 đến 10/2 ứng với tần suất 85% tại các trạm: Quý Cao (Hải Phịng) trên sơng Thái Bình; Cống Tranh (sơng Kim Sơn); cống Neo (sông Cửa An). Kết quả quá trình mực nước theo thời gian Z = f(t) ứng với tần suất 85% được tính
tốn tại Phụ lục 2
- Biên yêu cầu dùng nước: Lưu lượng nước yêu cầu của 13 tiểu vùng tưới theo thời gian IRR = f(t) trong giai đoạn đổ ải từ từ 27/1 đến 10/2.
2. Kết quả tính tốn thủy lực cho vùng cấp nước cống Cầu Xe trong giai đoạn đổ ải
Hình 2.13 Mực nước trên sơng Cửu An và sông Cầu Xe giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2
Hình 2.14 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe trong giai đoạn lấy nước ( trong sơng Cầu Xe về phía sơng Cửu An)
Hình 2.15 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe ( về phía sơng Thái Bình)
Hình 2.16 Đường q trình mực nước thượng, hạ lưu cống Cầu Xe giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2
Kết quả tính tốn thủy lực cấp nước qua cống Cầu Xe giai đoạn đổ ải của vùng nghiên cứu cho thấy, cống cầu xe lấy nước hiệu quả:
+ Tổng lượng nước lấy được qua cống Cầu Xe trong giai đoạn đổ ải là: 9,71. 106m3
+ Tổng thời gian lấy nước là: 177 giờ tương ứng với mỗi ngày trung bình lấy được 11
giờ, tổng thời gian lấy nước nhiều nhất là 16 giờ vào ngày 28/1, tổng thời gian lấy
(Kết quả chi tiết xem bảng PL3.1 – Phụ Lục 3)
3. Kết quả tính tốn thủy lực cho vùng trong giai đoạn đổ ải khu vực An Thổ
Hình 2.17 Mực nước trên sông Cửu An và sông An Thổ giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2
Hình 2.18 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ trong giai đoạn lấy nước ( trong sông An Thổ về phía sơng Cửu An)
Hình 2.19 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ ( về phía sơng Luộc)
Hình 2.20 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2
Kết quả tính tốn thủy lực cấp nước qua cống An Thổ giai đoạn đổ ải của vùng nghiên cứu cho thấy:
+ Tổng lượng nước lấy được qua cống An Thổ trong giai đoạn đổ ải là: 8,96. 106m3
+ Tổng thời gian lấy nước là: 177 giờ tương ứng với mỗi ngày trung bình lấy được 11
giờ, tổng thời gian lấy nước nhiều nhất là 16 giờ vào ngày 28/1, tổng thời gian lấy
nước ít nhất là 2 giờ vào ngày 9/2.
+ Từ kết quả tính tốn thủy lực trên ta tổng hợp được tổng lượng nước lấy qua 2 cống Cầu Xe và An Thổ là 18,67. 106m3, cụ thể như sau:
Bảng 2.56 Kết quả tính tốn thủy lực lượng nước lấy qua cống Cầu Xe và cống An Thổ
Đơn vị: 106 m3
Tổng lượng nước lấy qua cống Cầu
Xe
Tổng lượng nước lấy qua cống An
Thổ
Tổng lượng nước lấy qua 2 cống Cầu Xe và
An Thổ
Tổng lượng nước yêu cầu trong giai
đoạn đổ ải
9,71 8,96 18,67 24,73
+ Tổng lượng nước cấp của cống Cầu Xe và cống An Thổ cho lưu vực nghiên cứu nhỏ hơn so với tổng lượng nước yêu cầu là: 24,73.106 - 18,67.106 = 6,06.106 m3
Như vậy, với kích thước cơng trình hiện tại, khả năng cấp nước của 2 cống Cầu Xe và An Thổ chưa đáp ứng được nhu cầu lấy nước cho vùng tưới.
2.4.4 Phân tích khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng
+ Trong những năm gần đây diễn biến của khí hậu theo chiều hướng cực đoan. Cụ
thể, lượng mưa tăng mạnh vào mùa lũ và giảm vào mùa kiệt cùng với nhiệt độ trung bình đã tăng, lượng mưa về mùa khơ giảm khá nhiều, Vụ Đông Xuân 2012 - 2013, tổng lượng mưa là 190,5mm, thấp hơn trung bình nhiều năm 61,6mm, thấp hơn cùng kỳ năm trước 14,5mm; mực nước trên sông Hồng tại Xuân Quan thấp hơn TBNN từ 0m73 - 2m96; Tại một số thời điểm, một số vùng đã có diện tích gieo cấy bị thiếu nước bơm gây khó khăn cho việc lấy nước kịp thời phục vụ sản xuất nông nghiệp,
+ Hiện tượng biến đổi khí hậu (BĐKH) đã, đang ảnh hưởng rất lớn đến các ngành,
các lĩnh vực trên phạm vi cả nước và đối với hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải nói riêng. Một trong những tác động của BĐKH đến ngành nông nghiệp là làm tăng nhu cầu nước của các loại cây trồng do nhiệt độ và bốc hơi tăng lên. Theo các nghiên cứu về BĐKH của vùng Bắc bộ của các nhà khí tượng học, lượng mưa trung bình về mùa mưa của giai đoạn 2002 - 2012 đã tăng khoảng 2-4% so với lượng mưa trung bình của mùa mưa giai đoạn 1980 - 1999 và lượng mưa về mùa kiệt thì lại giảm khoảng 1- 2%. Cùng với lượng mưa thay đổi theo chiều hướng bất lợi thì nhiệt độ trung bình năm của giai đoạn 2002 - 2012 so với giai đoạn 1980-1999 cũng tăng khoảng từ
0,30C - 0,50C. Theo các số liệu thực đo tại trạm Cầu Xe, An Thổ, do bị ảnh hưởng của thuỷ triều mực nước trung bình các tháng mùa kiệt sau khi có hồ Hồ Bình từ tháng I - V tăng so với trước khi có hồ từ 0,03 – 0,16 m. Mực nước trung bình trong các tháng mùa mưa sau khi có hồ thực sự giảm từ tháng VIII, IX, X với giá trị giảm trung bình đạt 0,19m tại Cầu Xe, 0,23m tại An Thổ vào tháng VIII, 0,01 - 0,05m tại Cầu Xe và An Thổ từ tháng IX –XII. Do đó, khả năng lấy nước qua cống Cầu Xe và cống An Thổ là rất lớn. Để đáp ứng nhu cầu dùng nước của hệ thống, thời gian qua Công ty TNHH MTV KTCTTL Bắc Hưng Hải đã phải điều hành lấy nước ngược từ Cầu Xe, An Thổ bổ sung nguồn nước cho hệ thống đáp ứng yêu cầu dùng nước.
Kết luận chương 2
Do diễn biến khí tượng, thuỷ văn và biến đổi khí hậu dẫn đến việc lấy nước vào hệ thống gặp nhiều khó khăn, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội nên nhu cầu dùng nước của các đối tượng dùng nước tăng cao dẫn đến tình trạng thiếu hụt nguồn nước cấp. Từ hiện trạng cấp nước của hệ thống, thực tiễn điều hành và phân tích đánh giá khả năng cấp của các cơng trình đầu mối lấy nước từ sơng ngồi, tác giả đề xuất cần có giải pháp nâng cao khả năng cấp nước qua cống Cầu Xe và cống An Thổ nhằm khắc phục tình trạng thiếu hụt nguồn nước của hệ thống thuỷ lợi Bắc Hưng Hải nói chung và đáp ứng nhu cầu dùng nước cho sản xuất nơng nghiệp vùng Tứ Kỳ, Thanh Miện, Ninh Giang nói riêng, đặc biệt trong giai đoạn đổ ải nhu cầu dùng nước là cao nhất trong năm, nếu đảm bảo cấp nước được trong giai đoạn đổ ải thì sẽ đáp ứng được các giai đoạn khác trong năm.
CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA CỐNG CẦU XE VÀ CỐNG AN THỔ
3.1 Cơ sở và nguyên tắc đề xuất các giải pháp
3.1.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp
Từ kết quả tính tốn cân bằng nước cho lưu vực giai đoạn hiện tại, giai đoạn 2030, 2050 cho thấy, dưới tác động của BĐKH và nước biển dâng, nhu cầu nước của các ngành dùng nước có biến đổi theo hướng tăng lên. Do đó việc xem xét đề xuất các giải pháp nhằm làm giảm thiểu sự thiếu hụt nước nhất là về mùa kiệt của vùng tưới cống Cầu Xe và cống An Thổ là cấp bách và cần thiết.
Căn cứ vào các kết quả tính tốn cân bằng nước trong các giai đoạn, dựa trên cơ sở về điều kiện tự nhiên, xã hội, xu hướng phát triển trên khu vực, thực trạng và xu thế quản lý, sử dụng tài nguyên nước trên hệ thống Bắc Hưng Hải, tác giả đưa ra các yêu cầu thực tiễn và nguyên tắc đề xuất như sau:
3.1.1.1 Yêu cầu thực tiễn của đề xuất
- Đảm bảo cấp đủ nước cho các nhu cầu dùng nước tối thiểu; - Đảm bảo hài hịa lợi ích giữa các đối tượng dùng nước;
- Tối ưu hóa việc phân phối và sử dụng nước trong điều kiện nguồn nước có hạn.
3.1.2 Nguyên tắc đề xuất
- Cần xây dựng lộ trình cụ thể về các hoạt động quản lý, bảo vệ, khai thác và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước lấy từ các sông, cơ chế phối hợp giữa các địa phương, giữa các ngành;
- Với quan điểm triệt để lợi dụng nguồn nước tại chỗ, lợi dụng điều kiện địa hình, sơng suối, nâng cấp, sửa chữa các cơng trình hiện có, có thể bố trí xây dựng các cơng trình mới để lấy nước;
- Dựa trên đặc điểm về đất đai, địa hình, khí hậu vùng nghiên cứu và các định hướng về phát triển nông nghiệp để bố trí cơ cấu cây trồng phù hợp,
3.2 Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước đảm bảo cấp nước cho vùng nghiên cứu cứu
3.2.1 Các giải pháp cơng trình
3.2.1.1 Giải pháp lấy nước của cơng trình đầu mối
Dựa vào kết quả đường quá trình mực nước thượng và hạ lưu các cống Cầu Xe và cống An Thổ, tác giả rút ra được một số nhận xét như sau. Đối với cống Cầu Xe, ta thấy đường quá trình mực nước hạ lưu có phần đỉnh gần sát với phần đỉnh triều của đường q trình mực nước phía thượng lưu (phía ngồi sơng), điều đó có nghĩa là cống Cầu Xe lấy nước triều hiệu quả. Đối với cống An Thổ, ta thấy phần đỉnh của đường quá trình mực nước hạ lưu cịn cách xa phần đỉnh triều phía thượng lưu. Do đó, cống An Thổ lấy nước triều chưa hiệu quả và vẫn còn tiềm năng để lấy thêm nước thủy triều.
Hình 3.1 Đường biểu diễn quá trình mực nước trước và sau cống An Thổ
Dựa vào điều kiện thực tế địa hình lịng sơng khu vực cống Cầu Xe mới và cống An Thổ, ta thấy cao trình đáy của cống Cầu Xe và cống An Thổ đều là -4m, bằng với cao trình đáy sơng Cầu Xe và cống An Thổ sau khi nạo vét, vậy nên phương án đào sâu đáy cống là không khả thi. Trong khi chiều rộng cống Cầu Xe mới là 75 m bằng với chiều rộng mặt cắt lịng sơng tại vị trí cống, do đó phương án mở rộng cống Cầu Xe cũng là khơng khả thi. Bên cạnh đó, mặt cắt địa hình lịng sơng tại vị trí cống An Thổ hiện tại rất rộng và cống An Thổ còn cách âu thuyền An Thổ một khoảng cách tương
đối xa, đảm bảo khả năng mở rộng thêm cống An Thổ.
Do đó, để đảm bảo cấp nước an tồn cho vùng tưới của 2 cống Cầu Xe và An Thổ cho hiện tại và tương lai, tác giả đưa ra phương án mở rộng cống An Thổ trong khi giữ nguyên cao trình đáy cống là -4m
Phương án: Tăng chiều rộng cống An Thổ và giữ nguyên cao trình đáy cống hiện tại
Zđáy = -4m,
Phương án 1: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 10m Phương án 2: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 11m Phương án 3: 6 cánh cống x mỗi cánh 8m thành 6 cánh cống x mỗi cánh 12m
3.2.1.2 Giải pháp tưới của hệ thống Bắc Hưng Hải
1. Đối với các tiểu vùng 9,10,11,12
Diện tích tự nhiên của vùng 24,285 ha trong đó diện tích canh tác theo phương hướng phát triển kinh tế là: 13,927 ha. Toàn tiểu vùng đa số được lấy nước từ hệ thống thuỷ nông Bắc Hưng Hải qua các kênh dẫn Thái Dương, Thúc Kháng, Hưng Thịnh. Qua đánh giá hiện trạng thuỷ lợi cho thấy một số vấn đề cịn tồn tại chính như sau: các trạm bơm xây dựng đã lâu, hệ thống cơng trình và máy bơm thiết bị xuống cấp, khu vực tưới chưa phù hợp, Một số khu vực như Bình Xuyên, Thái Hồ và nam Cổ Bì khó khăn về nguồn nước tưới khi mực nước trên kênh bị xuống thấp kết quả dẫn đến diện tích tưới thực tế cịn tồn tại 4,268 ha so với diện tích tưới thiết kế. Giải pháp tưới cho tiểu vùng là trước tiên cần phải nạo vét các sơng trục dẫn nước chính của hệ thống Bắc Hưng Hải như sông Kẻ Sặt, Chi An. Đò Đáy Cửu An đảm bảo các mặt cắt theo đúng thiết kế đề ra, song song với việc nạo vét các sông là sửa chữa các cơng trình trên kênh như cống điều tiết, cống đầu mối của hệ thống, sau đó là nâng cấp, thay máy cũ 1000 m3/h đã sử dụng lâu thành loại máy khác có cơng suất cao hơn đảm bảo các trạm bơm hiện trạng tưới được theo đúng với thiết kế đề ra.
Toàn tiểu khu có diện tích tự nhiên là 25.262 ha, trong đê là 21.321 ha diện tích canh tác theo phương hướng phát triển kinh tế là 13.252 ha. Tiểu vùng này có nguồn nước chính phục vụ tiểu vùng là sơng đào Bắc Hưng Hải, sơng Đị Đáy, sông Đĩnh Đào, Bắc Kim Sơn... Qua đánh giá hiện trạng thuỷ lợi tiêu vùng còn tồn tại những vấn đề sau: Diện tích được tưới bằng bơm tưới thực tế so với thiết kế vẫn còn tồn tại 3.200 ha, với nguyên nhân chính mực nước sơng trục Bắc Hưng Hải xuống thấp làm ảnh hưởng tới các trạm bơm lấy nước. Các trạm bơm xây dựng đã lâu máy móc bị hỏng hiệu suất bơm thấp. Kênh tưới cấp dưới hầu hết là các kênh đất thẩm lậu, rò rỉ, cống điều tiết xuống cấp khơng đồng bộ, kênh cống chưa hồn chỉnh đầu mối tới mặt ruộng.
Giải pháp tưới của tiểu vùng như sau:
+ Nạo vét các trục tưới chính như sơng đào Bắc Hưng Hải, sơng Đình Đào và