Hồ Sông Mực hiện nay có nhiệm vụ:
- Đảm bảo nước tưới 2 vụ vùng 24 xã từ hữu ngạn Sông Nhơm đến tả ngạn sông Thị Long với tổng diện tích ruộng trồng trọt là 11.344 ha.
- Cắt giảm lũ Sông Mực do đó giảm nhẹ một phần nước nước lũ Sông Yên, Sông Nhơm, Sông Hoàng, Giảm diện tích bơm tiêu úng cho 4.500 ha.
- Cấp nước sinh hoạt:
+ Nhà máy nước sạch Như Thanh, công suất 3.500 m3/ ngày đêm + Nhà máy nước sạch Vạn Hoà, công suất 2.500 m3/ ngày đêm + Nhà máy nước sạch Minh Thọ, công suất 2.500 m3/ ngày đêm - Cấp nước công nghiệp:
+ Nhà máy đường Nông Cống: Công suất =2x160 m3/h.
+ Nhà máy giấy Nông Cống: Công suất =70m3/h.
+ Cấp nước cho khu kinh tế Nghi Sơn 70.000 m3/ngđ
Ngoài ra còn có nhiệm vụphát điện, cắt giảm lũ cho sông Yên hạn chế ngập úng cho 4.540ha, nuôi trồng thủy sản và yêu cầu lợi dụng tổng hợp khác.
Thực tế hồ chứa nước Sông Mực khi xây dựng còn có thêm nhiệm vụ là tưới cho toàn bộ hạ du của hồ Yên Mỹ, với diện tích là 5840ha. Tuy nhiên, đến năm 1978 khi xây dựng hồ Yên Mỹthì đã giảm tải nhiệm vụtưới cho hồ Sông Mực.
Như vậy, với hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi hồ Sông Mực vẫn có thể đáp ứng được những nhiệm vụ hiện tại. Tuy nhiên để công trình đảm bảo an toàn về cấp nước, chống lũ cho hạ du thì đòi hỏi công trình cần phải nâng cấp ở mức độ nhất định. Đồng thời ta nhận thấy rằng nhu cầu dùng nước của hạ du hồ Sông Mực là rất lớn và quan trọng, với tốc độ phát triển hiện nay và biến đổi khí hậu nhanh chóng nhận thấy rằng trong tương lai gần nhu cầu dùng nước sẽ tăng lên là điều rõ ràng. Do đó nhiệm vụ đặt ra là cần xác định, tính toán lại nhu cầu dùng nước của hạ du trong tương lai và xem xét giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của hồ Sông Mực là một việc làm cần thiết.
2.2. Tính toán xác định nhiệm vụ hồ chứa trong điều kiện mới
Từ thực tế làm việc hiện tại của hồ Sông Mực nhận thấy, các nhiệm vụ, nhu cầu dùng nước của hồ chứa đề tăng lên so với các ban đầu. Vì thế cần thiết tính toán lại các nhu cầu dùng nước của hồ chứa theo các điều kiện mới để kiểm tra khả năng cấp nước của hồ chứa, từ đó có các biện pháp nâng cao dung tích hồ chứa, đáp ứng được nhu cầu dùng nước theo nhiệm vụ mới của hồ Sông Mực.
2.2.1. Nhiệm vụ cấp nước cho Nông nghiệp
Theo kịch bản biến đổi khí hậu ở vùng Thanh Hóa ngày nay do điều kiện khí hậu biến đổi làm cho nhiệt độ trung bình tăng trung bình từ 2 đến 30c, nhiệt độ thấp nhất. Nhiệt độ trung bình tăng từ 2.2 đến 30 c nhiệt độ cao nhất, trung bình số ngày có nhiệt độ cao hơn 350 c tăng từ 15 đến 30 ngày. Xu thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa mưa tăng. Khi nhiệt độ trung bình tăng, lượng mưa giảm trong mùa khô dẫn đến cần phải tăng hệ số tưới hay nhu cầu dùng nước tăng lên. Hệ số tưới mặt ruộng (q- l/s/ha): được tính toán theo phương pháp của tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO) lập ra có tên chương trình là Cropwat.
Lượng mưa hiệu quả:
Tính toán theo phương pháp USBR (US Bureau of Reclamation) của Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO).
Peff = P85% - 0.0016 P2 85% nếu P85%≤ 250 mm Peff = 125 + 0.1P 85% nếu P85%> 250 mm Trong đó : Peff : Lượng mưa hiệu quả (mm)
P85% : Lượng mưa vụứng với tần suất 85%(mm) Lượng bốc hơi mặt ruộng ETc:
ETc = ET0.Kc. Trong đó:
ET0 : Lượng bốc hơi tiềm năng, được tính toán theo công thức Penman cải tiến, là hàm của nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió, thời gian chiếu sáng và bức xạ mặt trời (mm/ngày).
Kc : Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng của từng loại cây trồng.
Nhu cầu nước IRReq:
Đối với lúa nước:
IRReq = ETc + P - Peff
Trong đó :
Etc : Lượng bốc hơi mặt ruộng (mm).
P : Lượng ngấm ổn định (mm). Được tính theo công thức:
P = K.t
K : Hệ số ngấm ổn định, tuỳ thuộc vào từng loại đất (mm/ngày) t : Thời gian tính toán
Peff: Lượng mưa hiệu quả (mm)
Trong chương trình CROPWAT các yếu tố trên sẽ được tính toán cho mỗi thời đoạn 10 ngày.
Mức tưới của cây trồng.
Tính theo công thức sau:
m = 3.6 x n x t x q Trong đó :
n: số giờ tưới trong ngày (giờ ) t: số ngày duy trì hệ sốtưới q: Hệ sốtưới (l/s.ha)
2.2.1.1 Tần suất tính toán tưới
Nhu cầu nước tưới cho cây trồng được tính toán theo quy phạm QCVN 04-05: 2012, quy định trong tính toán chế độ tưới tiêu, dựa trên điều kiện kinh tế cho phép và mức độ quan trọng của vùng dự án, chúng tôi chọn tần suất tưới theo tần suất mưa P =85%.
Tài liệu mưa tưới thiết kế dùng để tính toán trên cơ sở xây dựng mô hình mưa tưới với tần suất 85%.
2.2.1.2. Thời vụ cây trồng
Nước là nhu cầu thiết yếu để cây trồng sinh trưởng và phát triển, nhưng đối với mỗi loại cây trồng khác nhau thì nhu cầu nước của chúng sẽ khác nhau. Vì vậy vấn đề thời vụ là cần thiết nhằm đáp ứng đầy đủ và kịp thời cho từng gian đoạn phát triển của mỗi loại cây trồng.
Trong tính toán nhu cầu nước, chọn thời vụ của một số loại cây trồng chính làm đại diện để tính toán. Việc cung cấp nước phụ thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng của cây trồng.
Theo số liệu do sở NNPTNT Thanh Hóa cấp, lúa được trồng hai vụ Đông xuân và vụ mùa. Vụ Đông xuân thường từ 20/01 đến 05/5, vụ mùa từ 25/05 đến 20/9. Ngoài ra trong 2 vụ này với các vùng đất chuyên trồng màu
còn trồng các cây ngô, đậu tương, lạc loại chủ yếu được trồng trong vùng là ngô, đậu nên chúng tôi chọn cây trồng đại diện để tính toán là ngô. Vụ Đông diện trồng màu trên đất lúa là 860ha.
Bảng 2.9 Thời gian sinh trưởng của cây trồng
Cây trồng
Thời gian sinh trưởng
(ngày)
Thời kỳ gieo mạ
Tuổi mạ khi cấy (số lá)
Thời kỳ thu hoạch Vụ Chiêm
xuân
Lúa 125 - 135 20/01 - 25/01 3,5 - 4 30/4- 05/5
Ngô 110 - 125 05/02 - 20/02 15/3-25/3
Vụ mùa
Lúa 110-125 25/5-5/6 12-15 10/9-20/9
Ngô 90-115 5/6-15/6 Gieo trực
tiếp 15/9-25/9 2.2.1.3 Cơ cấu cây trồng
Căn cứ vào tài liệu về loại cây và cơ cấu cây trồng do sở NNPTNT Thanh Hóa cung cấp, cơ cấu cây trồng thuộc khu cấp nước tưới của hồ Sông Mực để tính toán như sau:
Diện tích tưới: - Vụ Chiêm: Lúa 9.054 ha; Màu 2.290 ha - Vụ mùa: Lúa 6.328 ha; màu 2.290 ha
- Vụđông : Trênđất lúa 860 ha ; trên đất màu 2.290 ha 2.2.1.4 Mức tưới của từng loại cây trồng
Nhu cầu nước của cây trồng là tổng lượng nước cần cấp vào trong đất để cây trồng tham gia các quy trình quang hợp tạo các chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển. Mức tưới của cây trồng là tổng lượng nước cần cấp theo giai đoạn sinh trưởng của cây trồng tính cho một đơn vị diện tích.
Như vậy, gọi mức tưới của mỗi lần tưới là mi, thì mức tưới tổng cộng toàn vụ sẽ là:
Mvụ = ∑k mi
1
Bảng 2.10 Tổng lượng nước tưới cần cho các loại cây trồng [11]
Vụ
Mức tưới cho lúa Mức tưới cho ngô Tổng
nước tưới cần
thiết cho các loại cây trồng (106m3) Tháng Thời
đoạn Số ngày
Mức tưới lúa
Diện tích tưới (ha)
Tổng lượng nước
tưới
Thời đoạn
Số ngày
Mức tưới Ngô
Diện tích tưới (ha)
Tổng lượng nước
tưới (m3/ha) (106m3) (m3/ha) (106m3)
Tổng 7253 85,52
Tổng
vụ 158 7485 0 1208 50,75
Vụ chiêm
11
1÷10 1÷10 10 59 1074 0,063 0,063
11÷21 11÷21 10 129 1074 0,139 0,139
21÷30 10 351 488,995 0,172 21÷30 10 114 1074 0,122 0,294
12
1÷10 10 250 489 0,122 1÷10 10 69 1074 0,074 0,196 11÷21 10 1100 6150 6,765 11÷21 10 48 1074 0,052 6,817 21÷30 10 1075 6300 6,773 21÷30 10 60 1074 0,064 6,837
1
1÷10 10 373 7523 2,806 1÷10 10 74 1074 0,079 2,886 11÷21 10 372 7523 2,799 11÷21 10 27 1074 0,029 2,828 21÷30 10 411 7523 3,092 21÷30 10 0 1074 0,000 3,092
2
1÷10 10 345 7523 2,595 1÷10 10 71 1074 0,076 2,672 11÷21 10 335 7523 2,520 11÷21 10 93 1074 0,100 2,620 21÷28 8 275 7523 1,655 21÷28 10 60 1074 0,064 1,720
3
1÷10 10 394 7523 2,964 1÷10 10 92 1074 0,099 3,063 11÷21 10 419 7523 3,152 11÷21 10 81 1074 0,087 3,239 21÷30 10 504 7523 3,792 21÷30 10 69 1074 0,074 3,866
4
1÷10 10 480 7523 3,611 1÷10 10 36 1074 0,039 3,650 11÷21 10 516 7523 3,882 11÷21 10 24 1074 0,026 3,908 21÷30 10 285 7523 2,144 21÷30 10 102 1074 0,110 2,254
Tổng 140 4939 7253 170 1067 34,77
Vụ
Mức tưới cho lúa Mức tưới cho ngô Tổng
nước tưới cần
thiết cho các loại cây trồng (106m3) Tháng Thời
đoạn Số ngày
Mức tưới lúa
Diện tích tưới (ha)
Tổng lượng nước
tưới
Thời đoạn
Số ngày
Mức tưới Ngô
Diện tích tưới (ha)
Tổng lượng nước
tưới (m3/ha) (106m3) (m3/ha) (106m3) vụ
Vụ mùa
5
1÷20 0 0 1÷20 10 185 913 0,169 0,169
21÷30 10 345 489 0,169 21÷30 10 103 913 0,094 0,263
6
1÷10 10 855 7253 6,201 1÷10 10 46 913 0,042 6,243 11÷21 10 1026 6650 6,823 11÷21 10 26 913 0,024 6,847 21÷30 10 484 7253 3,510 21÷30 10 52 913 0,047 3,558
7
1÷10 10 442 7253 3,206 1÷10 10 95 913 0,087 3,293 11÷21 10 361 7253 2,618 11÷21 10 128 913 0,117 2,735 21÷30 10 252 7253 1,828 21÷30 10 149 913 0,136 1,964
8
1÷10 10 114 7253 0,827 1÷10 10 64 913 0,058 0,885 11÷21 10 241 7253 1,748 11÷21 10 39 913 0,036 1,784 21÷30 10 315 7253 2,285 21÷30 10 35 913 0,032 2,317
9
1÷10 10 171 7253 1,240 1÷10 10 0,000 1,240
11÷21 10 107 7253 0,776 11÷21 10 41 1074 0,044 0,820 21÷30 10 116 7253 0,841 21÷30 10 99 1074 0,106 0,948
10
1÷10 10 110 7253 0,798 1÷10 10 5 1074 0,005 0,803
11÷21 11÷21 10 0 1074
21÷30 21÷30 10 0 1074
Như vậy, tổng lượng nước tưới cần thiết cho nông nghiệp là:
Wnn = 85,52.106 m3.