Đối tượng công trình trong nghiên cứu là các công trình khai thác nguồn nước tưới trực tiếp từ dòng chính sông Cầu.
2.4.2.1. Hệ thống thủy lợi sông Cầu
a. Hệ thống công trình dòng chính: Xây dựng năm 1922, hoàn thành năm 1936 với đập Thác Huống là đầu mối lấy nước chính của hệ thống thủy lợi Sông Cầu. Thông số chính của cụm đầu mối:
- Đập chính Thác Huống dài 91,6 m; cao trình đỉnh đập +21,13 m được xây dựng trên dòng chính sông Cầu.
- Đập phụ Đá Gân dài 36m; cao trình đỉnh đập +21,50 m, có nhiệm vụ ngăn suối Vạn Già bổ sung nguồn cho hệ thống.
- Cống lấy nước 10 cửa là cống đầu kênh chính của hệ thống Sông Cầu (hoạt động từ tháng 7/1926, năm 1990 được cải tạo), kích thước cống có 10 vòm cửa x 1,3 x 2,3 m. Cao trình đáy +17,85 m; lưu lượng thiết kế QTK = 25 m3/s.
- Hệ thống kênh tưới bao gồm:
+ Tuyến kênh chính dài 52,7 km, mực nước thiết kế đầu kênh chính 20,35 m. Lưu lượng thiết kế lớn nhất Qtkmax = 25 m3/s (P =75%), Qtkmin= 12 m3/s.
b. Kết quả tưới vụ Đông Xuân của hệ thống Sông Cầu
Hệ thống Sông Cầu ban đầu có nhiệm vụ tưới thiết kế là 28.000 ha lúa, cây màu không được đề cập tưới. Đến nay diện tích đất canh tác toán vùng cũng đã có nhiều biến đổi, theo số liệu thống kê năm 2010, tổng diện tích đất canh tác vụ Đông Xuân toàn vùng là 32.051 ha, trong đó: Diện tích trồng lúa là 23.041 ha, diện tích trồng màu là 9.010 ha. Thực tế phục vụ tưới vụ Đông Xuân của hệ thống giai đoạn 2008 - 2012 như sau:
Bảng 2.9: Tổng hợp hiện trạng tưới của HTTL Sông Cầu
Đơn vị: ha
TT Năm được tướiDiện tích Tự chảy từ đập, hồ và kết hợp bơmTổng Bơm hoàn toàn Lúa Mạ, màu Tổng Lúa Mạ, màu
1 2008 17.538 13.055 11.686 1.369 4.483 4.148 335 2 2009 17.603 13.092 11.724 1.368 4.511 4.176 335 3 2010 17.848 13.190 11.814 1.376 4.658 4.323 335 4 2011 17.931 13.189 11.813 1.376 4.742 4.424 318 5 2012 18.204 13.261 11.885 1.376 4.943 4.610 333 Bình quân 17.825 13.157 11.784 1.373 4.667 4.336 331
Nguồn: Công ty khai thác CTTL Sông Cầu
+ Tổng diện tích được tưới bình quân 5 năm gần đây của hệ thống (khu vực do công ty Sông Cầu quản lý) là 17.825 ha, trong đó diện tích lúa được tưới là 16.120 ha. Tương đương 70% diện tích lúa đông xuân của toàn vùng.
+ Khu vực phía Bắc thuộc huyện Phú Bình, Tân Yên có địa hình miền núi, nguồn nước từ kênh Thác Huống không vươn tới được. Hiện được tưới bằng các hồ chứa nhỏ, trong đó có hồ Đá Ong (6,38.106 m3) của huyện Tân Yên tiếp nguồn cho kênh N5 phụ trách tưới cho 800 ha. Tổng diện tích do các hồ chứa nhỏ phụ trách là 2.920 ha, trong đó tưới cho lúa là 2.102 ha, màu 818 ha.
+ Các trạm bơm tưới lấy nước sông Cầu có diện tích phụ trách theo nhiệm vụ thiết kế 7.050 ha, diện tích tưới thực tế là 4.667 ha, trong đó diện tích tưới lúa là 4.336 ha, màu 331 ha.
+ Hệ thống trọng lực Sông Cầu (Thác Huống) phục vụ tưới cho 10.237 ha, trong đó có 9.682 ha lúa Đông Xuân, 555 ha màu.
Như vậy, toàn vùng hiện có 6.920 ha lúa Đông Xuân do các HTX phụ trách tưới, công trình tưới là các hồ chứa nhỏ ở khu vực phía Bắc hệ thống và các trạm bơm nhỏ khai thác nguồn nước từ ao hồ, trục tiêu nội đồng và nước thất thoát từ hệ thống kênh Thác Huống. Ngoài ra còn có khoảng 7,3 nghìn ha đất trồng màu nhưng diện tích được tưới chủ động rất ít.
c. Nguồn nước và các giải pháp tiếp nguồn hiện tại
Hệ thống được thiết kế tưới với lưu lượng khai thác đầu kênh từ 12 - 25 m3/s. Tính toán thủy văn tại dòng chính sông Cầu cho thấy ứng với tần suất 85% thì dòng chảy tháng II, III đều thấp hơn mức 12 m3/s. Đã có các giải pháp tiếp nguồn như sau:
- Khu vực phía cuối hệ thống tự chảy đã xây dựng 11 trạm bơm tưới lấy nước từ sông Cầu, sông Thương để bổ sung nguồn cho hệ thống, diện tích thực tưới như nêu ở mục trên là 4.667 ha.
- Sau khi hồ Núi Cốc ra đời, hệ thống đã được thiết kế bổ sung nguồn từ hồ Núi Cốc sang. Từ năm 1986 đến nay, hàng năm hồ Núi Cốc phải bổ sung nguồn nước tưới vụ Đông Xuân cho hệ thống Sông Cầu với lưu lượng từ 5 - 9 m3/s trong khoảng thời gian từ 1 đến 3 tuần.
2.4.2.2. Hệ thống thủy lợi hồ Núi Cốc
Hồ NúiCốc được xây dựng từ năm 1973 - 1978 tại xã Phúc Trìu, thành phố Thái Nguyên, nằm trên dòng chính sông Công là phụ lưu của sông Cầu. Hồ Núi Cốc có nhiệm vụ cung cấp nguồn nước tưới cho hệ thống thủy lợi Núi Cốc, nằm ở phía nam thành phố Thái Nguyên và bổ sung nguồn nước cho hệ thống thủy lợi Sông Cầu. Tổng diện tích lưu vực 535 km2, diện tích mặt hồ ứng với MNDBT là 25 km2.
- Dung tích hồ: Whồ= 175,5.106 m3, tương ứng với MNDBT: 46,2 m. - Dung tích hữu ích: Whi= 168.106 m3.
a. Hiện trạng tưới trong khu vực hưởng lợi của hồ Núi Cốc
Bảng 2.10: Hiện trạng tưới - khu tưới hồ Núi Cốc
Hạng mục công trình Số thiết kế (ha)Diện tích Lúa Diện tích thực tế (ha) Đông Xuân
Lúa Mùa
Màu, cây lâu năm
Hệ thống Núi Cốc 49 12.000 5.514 9.313 3.082
- Tự chảy kênh Núi Cốc 10.388 4.561 8.270 2.369
- TB cấp II hỗ trợ 49 1.612 953 1.044 713
Nguồn: Rà soát, bổ sung Quy hoạch thủy lợi tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2010 - 2020. b. Hiện trạng tiếp nguồn cho hệ thống thủy lợi Sông Cầu
Hồ Núi Cốc có dung tích trữ lớn đồng thời lượng nước đến thực tế các tháng mùa kiệt cũng khá phong phú. Theo Quyết định số 118/2006/QĐ - BNN ngày 29/12/2006 về việc ban hành Quy trình vận hành điều tiết hồ chứa nước Núi Cốc như sau:
+ Hồ Núi Cốc có nhiệm vụ bổ sung nguồn trong mùa kiệt cho hệ thống Sông Cầu từ 22 - 33 triệu m3/năm với lưu lượng từ 10 - 15 m3/s. Trên thực tế các năm qua chỉ tiếp nguồn được 3,74 - 9,46 triệu m3/năm, với lưu lượng từ 5 - 9 m3/s và chỉ tập trung trong khoảng thời gian từ 7 - 14 ngày.
+ Mực nước khống chế cấp nước tại thời điểm 1/5 hàng năm là +36,1 m. Tuy nhiên trong giai đoạn 2007 - 2011 mực nước hồ luôn duy trì và vận hành trên +40,0 m tương đương dung tích lưu trên hồ có khả năng bổ sung cho hạ du tối thiểu là 40 triệu m3, đặc biệt năm 2007 lượng nước lưu lại hồ đến đầu tháng 5 là 113,9 triệu m3
. + Bình quân 4 tháng kiệt trong giai đoạn 2007 - 2011 hồ Núi Cốc xả thừa xuống hạ du 26,21 triệu m3/năm. Đặc biệt từ năm 2010 đến nay khi thủy điện Núi Cốc đi vào hoạt động, lượng nước qua nhà máy đều qua kênh chính Núi Cốc, nhưng không được tận dụng hết đã phải xả qua cống xả đáy ra sông Công. Cùng thời điểm này phía hệ thống tưới tự chảy Sông Cầu nguồn nước đến khó khăn, có thể thấy có sự phối hợp chưa tốt giữa 2 đơn vị quản lý hệ thống trong việc vận hành khai thác nguồn nước hồ.
Bảng 2.11: Hiện trạng vận hành cấp nước và tiếp nguồn mùa kiệt của hồ Núi Cốc Đơn vị: Z (m); W (106 m3) Năm Tháng Zhồ (m) Whồ Wđến Wqua hồ Wt.ng Đầu Cuối Đầu Cuối Tổng t.nguồnTưới + thừaXả
2007 T1 46,01 45,63 171,20 162,30 1,15 10,05 10,05 - - T2 45,63 44,46 162,30 135,40 4,04 30,94 30,94 - 7,85 T3 44,46 44,52 135,40 136,70 8,31 7,01 7,01 - - T4 44,52 44,50 136,70 136,30 14,90 15,30 15,30 - - Tổng 1,51 34,90 28,40 63,30 63,30 - 7,85 2008 T1 44,78 44,12 142,60 127,70 0,78 15,68 15,68 - - T2 44,12 43,68 127,70 118,60 4,19 13,29 13,29 - - T3 43,68 43,70 118,60 119,00 16,60 16,20 16,20 - 6,98 T4 43,70 43,16 119,00 108,20 2,98 13,78 6,98 6,81 - Tổng 1,62 34,40 24,54 58,94 52,13 6,81 6,98 2009 T1 45,98 45,92 170,50 169,10 6,14 7,54 7,54 - - T2 45,92 45,30 169,10 154,60 6,52 21,02 21,02 - 3,74 T3 45,30 45,33 154,60 155,30 9,56 8,86 8,86 - - T4 45,33 43,64 155,30 117,80 29,15 66,65 5,26 61,39 - Tổng 2,34 52,70 51,37 104,07 42,68 61,39 3,74 2010 T1 45,94 45,80 169,60 166,30 9,53 12,83 12,83 - - T2 45,80 44,43 166,30 134,70 0,14 31,74 25,96 5,78 6,82 T3 44,43 43,19 134,70 108,80 2,34 28,24 19,29 8,95 2,64 T4 43,19 43,45 108,80 114,00 29,04 23,84 10,94 12,91 - Tổng 2,49 55,60 41,05 96,65 69,02 27,63 9,46 2011 T1 44,54 43,75 137,20 120,00 1,85 19,05 10,82 8,23 - T2 43,75 42,27 120,00 91,10 0,47 29,37 21,56 7,81 8,66 T3 42,27 41,86 91,10 84,00 22,32 29,42 17,54 11,88 - T4 41,86 40,81 84,00 69,20 4,99 19,79 12,47 7,33 - Tổng 3,73 68,00 29,63 97,63 62,39 35,24 8,66 Bình quân 5 năm T1 45,45 45,04 158,22 149,08 3,89 13,03 11,38 1,65 - T2 45,04 44,03 149,08 126,88 3,07 25,27 22,55 2,72 5,41 T3 44,03 43,72 126,88 120,76 11,82 17,94 13,78 4,16 1,92 T4 43,72 43,11 120,76 109,10 16,21 27,87 10,19 17,69 - Tổng 2,34 49,12 35,00 84,12 57,90 26,21 7,34
2.4.2.3. Hệ thống trạm bơm lấy nước dòng chính
Ngoài các hệ thống công trình lớn đã trình bày ở trên, hiện tại dọc các sông lớn thuộc vùng nghiên cứu cũng đã xây dựng được khá nhiều công trình trạm bơm phục vụ cấp nước. Theo số liệu điều tra, toàn vùng nghiên cứu hiện có 34 trạm bơm khai thác dòng chính, tổng diện tích tưới thiết kế 25.838 ha, diện tích tưới thực tế 19.610 ha:
Bảng 2.12: Hiện trạng các trạm bơm tưới khai thác dòng chính
Đơn vị: ha
TT trạm bơmTên xây dựngVị trí Nguồntưới đầu mốiQuy mô FHiện trạngtk Ftt
Tổng cộng 21.331 19.610
I Sông Cà Lồ 4.409 2.974
1 Xuân Dương Sóc Sơn Cà Lồ 2x1000 200 134
2 Mạnh Tân Đông Anh Cà Lồ 3x1000 120 120
3 Cầu Găng Yên Phong Cà Lồ 2x1000 350 237
4 Yên Hậu Yên Phong Cà Lồ 20x1000 2299 1678
5 Thá Sóc Sơn Cà Lồ 10x1100 1440 805
II Sông Cầu 16.922 16.636
6 Tân Hưng Sóc Sơn Hữu Cầu 6x1000 1089 726
7 Cẩm Bào Hiệp Hòa Tả Cầu 22x1000 3275 3275
8 Cẩm Hà Sóc Sơn Hữu Cầu 4x1000 623 623
9 Việt Hoà Việt Yên Tả Cầu 10x1000 1100 1100
10 Trúc Núi Việt Yên Tả Cầu 10x800 1425 1425
11 Hữu Nghi Việt Yên Tả Cầu 1x1000 132 132
12 Vân Hà Việt Yên Tả Cầu 2x540 250 250
13 Giá Sơn Việt Yên Tả Cầu 1x980 138 138
14 Quang Biểu Việt Yên Tả Cầu 9x1800 750 750
15 Đồng Tiến Việt Yên Tả Cầu 1x1000 20 20
16 Trúc Tay Việt Yên Tả Cầu 4x1000 650 650
17 Yên Tập Yên Dũng Tả Cầu 2x3000 1200 1200
18 Khánh Am Yên Dũng Tả Cầu 3x1000 250 205
19 Tư Mại Yên Dũng Tả Cầu 4x3000 1680 1680
20 Cổ Pháp Yên Dũng Tả Cầu 5x1000 480 480
21 Hữu Chấp TP. Bắc Ninh Hữu Cầu 1x4000 220 160
22 Cổ Mễ TP. Bắc Ninh Hữu Cầu 2x1000 87 87
23 Lương Tân Yên Phong Hữu Cầu 5x4000 1560 544
TT trạm bơmTên xây dựngVị trí Nguồntưới đầu mốiQuy mô FHiện trạngtk Ftt
25 Thọ Đức I Yên Phong Hữu Cầu 3x900 471 338
26 Đại Lâm Yên Phong Hữu Cầu 1x1000 250 200
27 Xuân Viên TP. Bắc Ninh Hữu Cầu 2x1000 970 197 28 Kim Đôi TP. Bắc Ninh Hữu Cầu 2x1000 3000 1235
29 Xuân Thuỷ Quế Võ Hữu Cầu 3x1000 240 240
30 Quế Tân Quế Võ Hữu Cầu 2x1000 160 130
31 Phúc Lộc Quế Võ Hữu Cầu 2x760 80 62
32 Phùng Dị Quế Võ Hữu Cầu 2x1000 410 137
33 Thịnh Lai Quế Võ Hữu Cầu 1x900 105 100