Hình 3.3 Mơ phỏng cống An Thổ phương án 2 3.3.2.3 Phương án 3: 6 cánh cống x 8m thành 6 cánh cống x12m
Hình 3.4 Mơ phỏng cống An Thổ phương án 3
3.4 Phân tích, đánh giá lựa chọn các phương án
3.4.1 Kết quả tính toán cho từng phương án tưới và cấp nước
Với điều kiện biên tính tốn như mục 2.4.3.2, tác giả tính tốn được khả năng cấp nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ.
3.4.1.1 Kết quả tính tốn các phương án
Hình 3.5 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=10m;Z
đáy cống = -4m)
Hình 3.6 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sơng An Thổ) (bcánh=10m;Z đáy
Hình 3.7 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngồi sơng Thái Bình)(bcánh=10m;Z đáy
cống = -4m)
Hình 3.8 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=10m;Z đáy
-
Hình 3.9 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ(ngồi sơng Luộc) (bcánh=10m;Z đáy cống = - 4m)
Hình 3.10 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=10m;Z đáy cống = -4m)
- Kết quả tính tốn cho thấy khi tăng kích thước bề rộng âu thuyền lên bcánh = 10m
Lượng nước tưới được lấy qua 2 cống Cầu Xe và An Thổ là:
21,39.106m3 < 24,74.106m3 .lượng nước yêu cầu tưới và cấp nước của vùng nghiên cứu. Do đó cần tăng chiều rộng cống từ bcánh=10m lên bcánh=11m.
Hình 3.11 Mực nước trên sông Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)
Hình 3.12 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sông An Thổ) (bcánh=11m;Z
đáy cống = -4m)
Hình 3.13 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngồi sơng Thái Bình) (bcánh=11m;Z đáy
Hình 3.14 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=11m; Z đáy cống = -4m)
Hình 3.15 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ (ngồi sơng Luộc) (bcánh=11m;Z đáy cống =
Hình 3.16 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=11m;Z đáy cống = -4m)
Kết quả tính tốn cho thấy khi tăng kích thước bề rộng cống lên bcánh= 11m và Z đáy cống= -4m. Lượng nước tưới được lấy qua 2 cống Cầu Xe và cống An Thổ là:
23,75.106m3<24,74.106m3 lượng nước yêu cầu tưới và cấp nước của vùng nghiên cứu. Do đó, cần mở rộng cống để lấy thêm nước
3, Trường hợp 3 : b=12m, Zđáy = -4m (6x12)
Hình 3.17 Mực nước trên sơng Cửu An giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)
Hình 3.18 Mực nước trên sơng Đình Đào giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)
Hình 3.19 Mực nước trên kênh Hồng Đức giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)
Hình 3.20 Mực nước trên kênh Quảng Giang giai đoạn đổ ải từ 27/1 đến 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)
Hình 3.21 Mực nước tại thượng lưu cống Cầu Xe (trong sơng An Thổ) (bcánh=12m;Z
Hình 3.22 Mực nước tại hạ lưu cống Cầu Xe (ngồi sơng Thái Bình) (bcánh=12m;Z đáy
cống = -4m)
Hình 3.23 Mực nước tại thượng lưu cống An Thổ (trong sông An Thổ) (bcánh=12m;Z
Hình 3.24 Mực nước tại hạ lưu cống An Thổ(ngồi sơng Luộc) (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)
Hình 3.25 Đường quá trình mực nước thượng, hạ lưu cống An Thổ giai đoạn đổ ải từ ngày 27/1 đến ngày 10/2 (bcánh=12m;Z đáy cống = -4m)
Kết quả tính tốn cho thấy khi tăng kích thước bề rộng cống An Thổ lên bcánh=12m;Z đáy cống= -4m. Lượng nước tưới được lấy qua cống Cầu Xe và cống An Thổ là:
25,93.106m3 > 24,74.106m3 lượng nước yêu cầu tưới và cấp nước của vùng nghiên cứu.
3.5 Sơ bộ đánh giá hiệu quả và đề xuất phương án chọn
3.5.1 Đánh giá hiệu quả của giải pháp phi cơng trình
Trên thực tế, Hệ thống Bắc Hưng Hải đã thực hiện các giải pháp phi cơng trình như: Giải pháp sửa đổi bổ xung, quy trình vận hành của tồn hệ thống và đặc biệt là giải pháp cho lấy nước vùng triều qua cống Cầu Xe và cống An Thổ. Cụ thể, quy trình vận hành mới quy định cống Cầu Xe và cống An Thổ mở để lấy nước trong thời gian triều lên.
Thời vụ, cũng như cơ cấu cây trồng được quy hoạch để thích ứng với thời kỳ thiếu nước trong tương lai. Theo quy hoạch mới, trong vùng nghiên cứu trồng 3 vụ với giống cây cho năng suất cao và kỹ thuật canh tác hiện đại. Cây trồng trong vùng chủ đạo là lúa, khoai, lạc đậu, rau, tuy chưa đủ cung cấp cho toàn vùng nhưng đã chủ động đáp ứng được phần nào nhu cầu của nhân dân trong vùng.
3.5.2 Đánh giá hiệu quả của giải pháp cơng trình
Bảng 3.4 Tổng hợp nhu cầu nước của giai đoạn đổ ải các thời kỳ
Các ngành dùng nước Hiện tại 2030 2050
Tổng 19,61. 106m3 24,74. 106m3 24,74. 106m3
Từ kết quả tính tốn, ta thấy giải pháp phi cơng trình tuy đã giải quyết được 1 phần sự thiếu hụt về lượng nước cần lấy trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Tuy nhiên, lượng nước thiếu hụt lên tới 5,65 triệu m3 trong giai đoạn 2030 và 2050, nếu chỉ áp dụng các giải pháp phi cơng trình thì khơng đáp ứng được nhu cầu nước cho vùng nghiên cứu. Cần phải áp dụng cái giải pháp cơng trình đã được đề ra ở trên, với kết quả tính tốn cụ thể như bảng 3.6 sau đây
Bảng 3.5 Bảng thống kê kết quả các phương án
Trường hợp Lượng nước lấy qua 2 cống (106.m3) Lượng nước yêu cầu (106.m3) Chênh lệch (106.m3)
Hiện tại chưa mở rộng cống 18,67 19,61 -0,94
Trường hợp 1: bc=10m;
Z đáycống = -4 m 21,39 24,74 -3,34
Trường hợp Lượng nước lấy qua 2 cống (106.m3) Lượng nước yêu cầu (106.m3) Chênh lệch (106.m3) Z đáy cống = -4 m Trường hợp 3: bc=12m; Z đáy cống = -4 m 25,93 1,19
Bảng 3.6 Biểu đồ so sánh khả năng cấp nước của cống và nhu cầu nước trong vùng nghiên cứu qua các thời kỳ
- Nhận xét: Kết quả tính tốn thủy lực thời kỳ hiện tại cho thấy với kích thước hiện
tại, khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ chưa đáp ứng được nhu cầu nước trong vùng nghiên cứu của hệ thống Bắc Hưng Hải.
- Kết quả tính tốn thủy lực cho thấy, với phương án mở rộng cống An Thổ, ở trường
hợp 1, hai cống lấy được tổng lượng nước là 21,39.106m3 tuy đã đáp ứng được nhu cầu nước cho giai đoạn hiện tại là 19,61.106m3 nhưng không đáp ứng được nhu cầu nước cho các giai đoạn trong tương lai (24,74. 106 m3). Do đó, nếu cải tạo cống theo trường hợp 1 thì sẽ khơng đạt được hiệu quả kinh tế và lãng phí tiền xây dựng cống.
- Với trường hợp 3, mở rộng cống An Thổ từ 8m lên 12m, từ kết quả mơ hình cho
thấy tổng lượng nước lấy được tăng lên đáng kể, tại giá trị 25,93.106m3, vượt hơn 4% so với nhu cầu nước của vùng tính theo định hướng phát triển kinh tế xã hội, tầm nhìn 2030-2050. Do đó, việc mở rộng cống với kích thước như trong trường hợp này
- Thực trạng địa hình tại cống An Thổ: mặt cắt sông rộng đủ để mở rộng cống, hơn
thế nữa 1 phía bên cống là âu Thuyền An Thổ, cho thấy tiềm năng mở rộng bề rộng cống để lấy nước là rất lớn.
- Theo khảo sát địa hình, cao trình lịng sơng của cả sơng Cầu Xe và sơng An Thổ là -
4m, đang trùng với cao trình đáy của cống Cầu Xe mới và cống An Thổ. Nên phương án đào sâu đáy cống để lấy thêm nước sẽ phải nạo vét, đào sâu thêm cả phần kênh dẫn trước và sau cống. Nếu thực hiện phương án này sẽ tốn kém nhiều tiền hơn phương án chỉ mở rộng chiều rộng cống, điều này là không cần thiết, trong điều kiện cống An Thổ có rất nhiều tiềm năng mở rộng để lấy nước.
- Hơn thế nữa, mở rộng cống An Thổ còn phù hợp với quy hoạch phát triển giao
thơng thủy của Hải Dương. Do đó phương án mở rộng cống sẽ là hợp lý hơn cả.
- Từ các nhận xét trên, kiến nghị lựa chọn phương án mở rộng (trường hợp 3) để
cải tạo nâng cấp cống Cầu Xe, đáp ứng yêu cầu cấp nước tưới cho vùng nghiên cứu nói riêng và vùng Bắc Hưng Hải nói chung, đồng thời đáp ứng và phù hợp với quy hoạch giao thông thuỷ trong hệ thống.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1, KẾT LUẬN
Qua đề tài “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp lấy nước của cống Cầu Xe và cống An
Thổ thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng”, luận văn đã đạt được một số kết quả và rút ra một số kết luận như
sau:
1. Tổng hợp và phân tích các điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của vùng tưới do cống Cầu Xe và cống An Thổ phụ trách, tác giả đã phân chia các tiểu vùng và xác định nhu cầu nước cho các ngành dùng nước của từng vùng. Từ đó đánh giá được khả năng lấy nước qua cống Cầu Xe và cống An Thổ trong giai đoạn hiện tại và tương lai 2030, 2050.
2. Tác giả tính nhu cầu nước cho các loại cây trồng bằng phương pháp thử dần sử dụng bảng excel, và dùng phương pháp lập bảng thống kê để tính nhu cầu nước cho các ngành dùng nước khác. Bên cạnh đó, tác giả sử dụng mơ hình thủy lực Mike 11 để đánh giá được khả năng lấy nước của cống Cầu Xe và cống An Thổ đối với vùng nghiên cứu.
3. Kết quả tính tốn cho thấy, nhu cầu nước của tồn vùng tưới tăng theo thời gian trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng, cụ thể năm 2018 nhu cầu nước cho giai đoạn đổ ải ( từ 27/1 đến 10/2) là 19,61 triệu m3, nhu cầu nước tăng lên 24,74
triệu m3 trong giai đoạn 2030 và 2050. Sự thiếu hụt nước trong vùng nghiên cứu ngày càng tăng nếu khơng có các biện pháp khắc phục, cụ thể: năm 2018 tổng lượng thiếu chỉ là 1 triệu m3 trong giai đoạn này. Tới năm 2030 và 2050, tổng lượng nước thiếu lên tới 6,07 triệu m3 (lượng thiếu hụt chiếm tới 25% tổng nhu cầu nước). Với hiện trạng của các cơng trình trên hệ thống khơng đủ khả năng đáp ứng nhu cầu nước giai đoạn hiện tại và tương lai.
4. Các giải pháp phi cơng trình do tác giả đưa ra ở trên tuy đã giải quyết được một phần sự thiếu hụt lượng nước trong giai đoạn hiện tại và tương lai. Tuy nhiên, chưa
5. Kết quả tính tốn đạt được mục tiêu của đề tài phục vụ công tác vận hành tưới và cấp nước cho hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, góp phần vào cơng tác điều tiết nước của hệ thống;
6. Luận văn đã đưa ra các giải pháp nâng cấp, cải tạo cống Cầu Xe và cống An Thổ nhằm đáp ứng nhu cầu tưới và cấp nước cho hệ thống Bắc Hưng Hải. Cụ thể, với cống Cầu Xe, giữ nguyên kích thước cống. Với cống An Thổ, giữ nguyên 6 cánh cống, mở rộng cống từ 8m lên 12m, giữ nguyên cao trình đáy cống Zđáy= -4m. 7. Với phương án mở rộng đảm bảo cấp nước chủ động (đủ nước tưới) cho vùng tưới cống Cầu Xe và cống An Thổ, phù hợp với quy hoạch phát triển giao thông và đô thị T.P Hải Dương trong giai đoạn 2030 và 2050.
8. Qua kết quả nghiên kết cho thấy cống Cầu Xe và cống An Thổ có tiềm năng rất lớn lấy nước từ sơng Thái Bình và sơng Luộc bổ sung nguồn nước cho hệ thống Bắc Hưng Hải cải thiện được tình trạng thiếu nước của hệ thống. Nước qua cống Cầu Xe và cống An Thổ đảm bảo cấp nước chủ động cho vùng nghiên cứu.
2, KIẾN NGHỊ
1. Vấn đề đặt ra sau khi nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu cho thấy nhu cầu nước của cây trồng ngày càng tăng theo các năm ứng với kịch bản tương ứng.
2. Ngồi ra, các cơ quan khí tượng, các trung tâm nghiên cứu cần đâu tư cơ sở vật chất, đào tạo cán bộ, thiết lập, ứng dụng các mơ hình dự báo tổng thể tác động của biến đổi khí hậu đến phát triển kinh tế - xã hội và tài nguyên, môi trường nhằm nâng cao năng lực dự báo, cảnh báo thiên tai, giám sát biến đổi khí hậu.
3. Để việc đánh giá cụ thể hơn về sự thiếu hụt nước cho các lĩnh vực dùng nước khác nhau cần phải có nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các lĩnh vực khác và tính tốn cân bằng nước trên phạm vi hệ thống và lưu vực một cách đầy đủ. Cần xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu tổng hợp và thống nhất về tài nguyên, môi trường và biến đổi khí hậu theo chuẩn quốc tế, có cơ chế phù hợp khai thác, chia sẻ thơng tin, sử dụng có hiệu quả cơ sở dữ liệu và hướng tới hồn chỉnh các quy trình
quản lý tổng hợp và các cơng trình khai thác, bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước một cách khoa học trong điều kiện biến đổi khí hậu vào năm 2050.
4. Cần lồng ghép vấn đề biến đổi khí hậu trong các quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội vùng.
5. Cần phát huy vai trò chủ đạo trong quản lý, điều hành của Nhà nước, nâng cao tính năng động, sáng tạo và trách nhiệm của khu vực doanh nghiệp trong việc ứng phó với Biến đổi khí hậu, phát huy cao nhất sự tham gia và giám sát của các đồn thể chính trị xã hội, nghề nghiệp và cộng đồng dân cư; phát huy nội lực là chính, tận dụng hiệu quả các cơ chế hợp tác quốc tế.
6. Ngành nông nghiệp càng cần phải được lãnh đạo các cơ quan ban ngành đặc biệt quan tâm, chỉ đạo, đề xuất các giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nguồn nước, ví dụ như có thể chuyển đổi cơ cấu cây trồng, luân canh xen vụ, chọn những giống cây chịu hạn, sử dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước, tăng cường công tác dự báo thời tiết, đầu tư xây dựng các cơng trình để bổ sung nguồn nước, tích trữ nước để cấp nước cho những tháng mùa kiệt, góp phần giảm nhẹ tình trạng thiếu hụt nguồn nước của hệ thống. Điều này có ý nghĩa hết sức to lớn cho sản xuất nông nghiệp đạt năng suất cao và phát triển kinh tế xã hội bền vững.
7. Để cải thiện tình trạng thiếu nước, đặc biệt khi nhu cầu dùng nước căng thẳng trong giao đoạn đổ ải và đáp ứng quy hoạch giao thông thuỷ cho thuyền qua lại từ hệ thống Bắc Hưng Hải ra sơng Thái Bình và sơng Luộc nhằm phát triển kinh tế - xã hội khu vực hệ thống Bắc Hưng Hải. Tác giả lựa chọn giải pháp cải tạo nâng cấp cống Cầu Xe và cống An Thổ bằng giải pháp mở rộng, chiều rộng cống mở rộng từ 8m lên
12m và giữ nguyên cao trình đáy cống là -4m. Phương pháp nghiên cứu cho vùng
Bắc Hưng Hải có thể áp dụng cho các hệ thống thủy lợi của các vùng khác có đặc điểm tương tự (lấy nước ngược thông qua các cống tưới, dưới tác động của thủy triều)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
[1] Bộ Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn, Quy trình vận hành hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, Hà Nội, 2016,
[2] Phạm Ngọc Hải, Tống Đức Khang, Bùi Hiếu, Phạm Việt Hồ, Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội,1998,
[3] Nguyễn Thu Hiền, “Nghiên cứu đánh giá khả năng lấy nước của các cống tưới hệ thống thuỷ lợi Nam Thái Bình dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - nước biển dâng”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi, Trường Đại học Thủy lợi, số 37, Tr, 28- 33, tháng 6/2012,
[4] Lê Xuân Quang, Vũ Thế Hải, Nguyễn Thế Quảng, “Nghiên cứu tính tốn cân bằng nước cho các ngành kinh tế của lưu vực sông Mã”, Internet: http://iwe,vn/p1c4/p2c15/n87/tai-nguyen-nuoc-viet-nam-tinh-toan-can-bang-nuoc- cho-cac-nganh-kinh-te-cua-luu, 6,25,2012,
[5] Lê Kim Truyền, “Nghiên cứu các giải pháp cấp nước mùa cạn cho các hệ thống