Căn cứ vào kết quả nghiờn cứu, phõn tớch điều kiện tự nhiờn, hiện trạng tiờu nước, luận văn đó chia hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy thành hai vựng là vựng tiờu vào sụng Sũ và vựng tiờu ra biển. Mỗi vựng tiờu lại chia thành một số tiểu vựng nhỏ dựa theo lưu vực tiờu của cỏc sụng tiờu nội địa. Tuy nhiờn, việc phõn chia lưu vực tiờu hay tiểu vựng tiờu núi trờn chỉ mang tớnh chất tương đối vỡ giữa cỏc tiểu vựng cú sự liờn thụng với nhau chặt chẽ, cú thể tiờu hỗ trợ nhau khi cần thiết.
Luận văn đó sử dụng tài liệu thực đo của trạm đo mưa Ngụ Đồng (đặt tại trụ sở của Cụng ty quản lý hệ thống) để tớnh toỏn xỏc định mụ hỡnh mưa tiờu thiết kế. Phõn tớch tài liệu 33 năm liờn tục (từ năm 1980 đến 2013) luận văn đó xỏc định được dạng phổ biến của mụ hỡnh mưa tiờu thiết kế là mưa 3 ngày cú đỉnh rơi vào ngày thứ hai. Luận văn cũng tớnh toỏn cỏc đặc trưng trận mưa thiết kế trong đú xỏc địnhđược tổng lượng trận mưa thiết kế tần suất 10% là 336,5 mm.
Căn cứ vào hiện trạng sử dụng đất và quy hoạch sử dụng đất của cỏc huyện trong hệ thống đến năm 2020, luận văn đó đó gộp cỏc loại đất cú yờu cầu tiờu nước, cú tớnh chất mặt đệm tương tự nhau, cú hệ số dũng chảy giống nhau vào trong cựng một nhúm đối tượng tiờu nước và lập thành cỏc bảng tổng hợp về diện tớch và tỷ lệ diện tớch của từng loại đối tượng tiờu nước cú mặt trong hệ thống ở thờiđiểm hiện nay và dự bỏo đến năm 2020 để phục vụ tớnh toỏn hệ số tiờu.
Luận văn đó lựa chọn một phương phỏp tớnh toỏn hệ số tiờu phự hợp cho từng loại đối tượng tiờu nước và cho từng vựng tiờu của hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy. Kết quả đó xỏc địnhđược hệ số tiờu thiết kế ỏp dụng cho từng vựng của hệ thốngở thờiđiểm hiện tại và dự bỏo đến năm 2020.
Kết quả tớnh toỏn cõn bằng nước cho thấy năng lực tiờu nước của cỏc cống đầu mối tiờu tự chảyđó cú khụng đỏp ứng được yờu cầu tiờu nước cả ở thời điểm hiện tại lẫn tương lai. Để giải quyết tỡnh trạng ỳng ngập đó và đang xảy ra ngày một nghiờm trọng, cần phải khẩn trương nghiờn cứuđề xuất giải phỏp tiờu nướcđỏp ứng yờu cầu phỏt triển kinh tế - xó hội của cỏc địa phương trong hệ thống và thớch ứng với kịch bản biến đổi khớ hậu, nước biển dõng cho Việt Nam.
Chương 3
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC
TIấU NƯỚC CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI XUÂN THỦY ĐẾN NĂM 2020 ĐÁP ỨNG YấU CẦU PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ THÍCH ỨNG
VỚI KỊCH BẢN NƯỚC BIỂN DÂNG 3.1. Nguyờn tắc chung
Đề xuất giải phỏp nõng cao năng lực tiờu nước cho cỏc hệ thống thủy lợi đó xõy dựng núi chung và cho hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy núi riờng phải đỏp ứng cỏc yờu cầu cơ bản sau đõy:
1) Phự hợp với quy hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội của tỉnh Nam Định và quy hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội cỏc huyện Xuõn Trường và Giao Thủy đến năm 2020.
Cụng trỡnh thủy lợi cú vai trũ đặc biệt quan trọng đối với sự ổn định và phỏt triển kinh tế - xó hội của quốc gia núi chung và từng địa phương núi riờng. Cỏc quy hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội núi chung và quy hoạch phỏt triển kinh tế nụng nghiệp - nụng thụn đều phải gắn với quy hoạch xõy dựng cụng trỡnh thủy lợi. Ngược lại, khi nghiờn cứu lập quy hoạch phỏt triển thủy lợi cũng phải xột đến mối liờn hệ gắn bú với quy hoạch phỏt triển của cỏc ngành khỏc như phỏt triển giao thụng, phỏt triển nụng nghiệp, phỏt triển đụ thị v.v.…Do vậy khi đề xuất cỏc giải phỏp thủy lợi cụ thể đều phải xem xột sự phự hợp của nú với quy hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội của từng địa phương trong hệ thống.
2) Phự hợp với chiến lược quốc gia về ứng phú và thớch ứng với biến đổi khớ hậu, nước biển dõng
Ngày 07/3/2012 Bộ Tài Nguyờn và Mụi trường chớnh thức cụng bố Chiến lược quốc gia về biến đổi khớ hậu và cập nhật cỏc Kịch bản biến đổi khớ hậu, nước biển dõng cho Việt Nam để làm định hướng cho cỏc bộ, ngành, địa phương xõy dựng và triển khai kế hoạch ứng phú hiệu quả với biến đổi khớ hậu, nước biển dõng. Sau bản cụng bố lần đầu vào ngày 9/9/2009, Kịch bản biến đổi khớ hậu, nước biển dõng cho Việt Nam cụng bố lần nàyđược xõy dựng theo cỏc kịch bản phỏt thải khớ nhà kớnh trờn phạm vi toàn cầu. Theo đú, dự bỏo đến năm 2020 mực nước biển vựng nghiờn cứu sẽ tăng từ 8 cm – 9 cm tương ứng với cỏc kịch bản phỏt thải, đến năm 2100 sẽ tăng từ 42 cm – 58 cm tương ứng với kịch bản phỏt thải thấp, từ 49 cm đến 65 cm tương ứng với kịch bản phỏt thải trung bỡnh và từ 66 cm đến 86 cm tương ứng với kịch bản phỏt thải cao. Kịch bản biến đổi khớ hậu, nước biển dõng cho Việt Nam được cụng bố để làm cơ sở định hướng cho cỏc Bộ, Ngành, địa phương đỏnh giỏ tỏc động tiềm tàng của biến đổi khớ hậu, xõy dựng và triển khai kế hoạchứng phú hiệu quả với biến đổi khớ hậu, nước biển dõng.
Như vậy, khi đề xuất cỏc giải phỏp thủy lợi cụ thể cho hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy đều phải xem xột sự phự hợp của nú với chiến lược quốc gia về ứng phú và thớch ứng với biến đổi khớ hậu, nước biển dõng.
3) Phự hợp với kết quả tớnh toỏn tiờu nước trong hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy
Kết quả tớnh toỏn hệ số tiờu và tớnh toỏn cõn bằng tiờu nước cho khu vực huyện Xuõn Trường, huyện Giao Thủy và toàn hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy cho thấy năng lực tiờu nước của cỏc cống tiờu tự chảy đó cú đều khụng đỏp ứng được yờu cầu tiờu nước cả ở thời điểm hiện tại (2014) và trong tương lai. Như vậy cỏc giải phỏp đề xuất trong luận văn khi được thực hiện phải đảm bảo giải quyết triệt để vấn đề tiờu nước cho cỏc vựng và cho cả hệ thống, phự hợp với kết quả tớnh toỏn tiờu nước.
3.2. Cỏc giải phỏp đề xuất
3.2.1. Khỏi quỏt về cỏc giải phỏp đề xuất
Cú rất nhiều giải phỏp tiờu nước khỏc nhau cú thể được đề xuất và ứng dụng vào thực tiễn tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của vựng nghiờn cứu. Mỗi vựng nghiờn cứu cú vị trớ địa lý, điều kiện tự nhiờn, yờu cầu phỏt triển kinh tế - xó hội và kết quả tớnh toỏn cõn bằng nước khỏc nhau nờn cỏc giải phỏp thủy lợi được đề xuất và thực hiện cũng khụng giống nhau nhưng cú thể khỏi quỏt lại thành cỏc nhúm chớnh sau đõy:
1) Xõy dựng bổ sung thờm cụng trỡnh đầu mối tiờu nước: Giải phỏp được ỏp dụng trong trường hợp khả năng tiờu hết nước cho hệ thống rất kịp thời nhưng năng lực tiờu nước của cỏc cụng trỡnh đầu mối đó cú khụng đỏp ứng đủ yờu cầu dựng nước của hệ thống. Tựy thuộc vào điều kiện địa hỡnh, sự tương quan giữa mực nước của nguồn tiờu với cao trỡnh mực nước cần tiờu cho cỏc đối tượng sử dụng nước và biện phỏp tiờu nước cho từng đối tượng sử dụng nước mà cụng trỡnh đầu mối cần xõy dựng mới cú thể là trạm bơm hoặc cống tiờu nước tự chảy.
2) Cải tạo nõng cấp cụng trỡnh đó cú: Cỏc cụng trỡnh đó cú trờn hệ thống bao gồm cụng trỡnh đầu mối, kờnh mương và cỏc cụng trỡnh trờn kờnh. Giải phỏp được ỏp dụng cho những hạng mục mà trong quỏ trỡnh vận hành khai thỏc bộc lộ khiếm khuyết làm ảnh hưởng đến khả năng lấy nước và chuyển tải nước đến nơi tiờu thụ. Mục đớch của giải phỏp là nõng cao khả năng tiờu nước trong nội đồng ra
ngoài hệ thống qua cụng trỡnh đầu mối, nõng cao khả năng chuyển tải nước của hệ thống kờnh mương và cỏc cụng trỡnh trờn kờnh đến nơi tiờu thụ nước. Căn cứ vào kết quả đỏnh giỏ hiện trạng cụng trỡnh và tớnh toỏn thủy lực để lựa chọn giải phỏp cải tạo nõng cấp phự hợp hoặc xõy dựng mới.
Trong trường hợp cụng trỡnh cú nhiều bộ phận hoặc kết cấu bị hư hỏng quỏ nặng hoặc đó hết thời gian sử dụng khụng đỏp ứng được yờu cầu về kinh tế và kỹ thuật cú thể phỏ bỏ hoặc xõy dựng mới.
3) Phỏ bỏ hoặc hạn chế chướng ngại vật: Chướng ngại vật trờn dũng chảy
là một trong những nguyờn nhõn chớnh hạn chế khả năng phục vụ của cỏc cụng trỡnh đó cú trong hệ thống. Chướng ngại vật nếu là bựn cỏt bồi lắng trờn đường dẫn nước cần phải nạo vột để tăng diện tớch mặt cắt ướt. Chướng ngại vật là cỏc cụng trỡnh xõy dựng cú kết cấu khụng hợp lý hoặc cỏc tỏc nhõn khỏc gõy cản trở và hạn chế khả năng vận chuyển nước trong hệ thống tựy từng trường hợp cụ thể cú thể ỏp dụng giải phỏp phỏ bỏ để xõy dựng mới hoặc cải tạo nõng cấp để hạn chế tổn thất, nõng cao khả năng vận chuyển nước.
4) Xõy dựng thờm cụng trỡnh điều tiết và phõn phối nước trờn hệ thống:
Cụng trỡnh xõy dựng mới thuộc loại này cú thể là cống, đập điềutiết nước trờn kờnh chớnh, cống tiờu nước và điều tiết nước đầu cỏc kờnh nhỏnh, kờnh nội đồng hoặc xõy dựng bổ sung thờm cỏc kờnh mương tại cỏc khu vực cũn thiếu… để đảm bảo hệ thống thủy lợi cú cỏc cụng trỡnh được xõy dựng đồng bộ, hoàn chỉnh từ đầu mối đến mặt ruộng.
3.2.2. Cỏc giải phỏp cụ thể:
1) Nhúm giải phỏp cụng trỡnh. Cỏc giải phỏp trong nhúm này gồm:
- Cải tạo nõng cấp hoặc mở rộng cỏc cụng trỡnh tiờu đó cú (bao gồm cả cụng trỡnh đầu mối, hệ thống kờnh mương, cụng trỡnh trờn kờnh và cỏc cụng trỡnh tiờu khỏc cú mặt trờn lưu vực).
- Xõy dựng bổ sung thờm một số cụng trỡnh tiờu mới ở những khu vực cũn thiếu hoặc chưa cú cụng trỡnh tiờu.
2) Nhúm giải phỏp phi cụng trỡnh. Cỏc giải phỏp trong nhúm này gồm:
- Nõng cao năng lực quản lý vận hành hệ thống.
- Nghiờn cứu ứng dụng cỏc giải phỏp thớch ứng với kịch bản nước biển dõng vào điều kiện cụ thể của hệ thống thủy lợi nghiờn cứu.
3.2.3. Giải phỏp cụng trỡnh
1) Xõy dựng mới cống tiờu Nam Điền C a) Vị trớ xõy dựng:
Cống Nam Điền C đặt tại xó Xuõn Vinh huyện Xuõn Trường, nằm trong khoảngtừkm 4+100 đến km 4+500 trờn bờ hữu sụng Sũ.
b) Nhiệm vụ cụng trỡnh:
Cựng với cỏc cống Thanh Quan A, Thanh Quan B, Nam Điền A, Nam Điền B, cống Tầu và 6 cống tiờu nhỏ khỏc đó xõy dựngở bờ hữu sụng Sũ đảm bảo tiờu tự chảyổn định cho 9.105 ha thuộc lưu vực kờnh Mó, kờnh Thanh Quan và kờnh Tàu.
c) Quy mụ cụng trỡnh:
Cống Nam Điền C cú năng lực tiờu hết 2,81 triệu m3 nước trong một ngày. Với cao độ ngưỡng cống chọn - 2,0 m (tương đương với cao độ ngưỡng cống Nam Điền B đó xõy dựng), mực nướcđảm bảo yờu cầu tiờu lớn nhất +0,28 m (xem bảng 2.17) và cỏc thụng sốđầu vào khỏc, dựa vào cụng thức (2.32) kết quả tớnh toỏn thủy lực xỏc địnhđược tổng bề rộng thoỏt nước của cống tối thiểu là 14,0m.
2) Xõy dựng mới cống tiờu Mỹ Tho a) Vị trớ xõy dựng
Cống Mỹ Tho đặt tại thụn Xuõn Chõu xó Giao Xuõn huyện Giao Thủy, gần cống nằm trong khoảngtừ km 15 đếnkm 16 dưới đờ biển Giao Thủy.
b) Nhiệm vụ cụng trỡnh
Cống Mỹ Tho cựng với 14 cốngtiờu đó xõy dựng trờn đờ biển Giao Thủy và khu vực cửa biểnđảm bảo tiờu tự chảy ổn định cho khoảng 13.100 ha tự nhiờn của huyện Giao Thủy nằm trong đờ biển và tiờu hỗ trợ cho lưu vực kờnh Thức Hoỏ trong những thời đoạn tiờu căng thẳng.
Cống Mỹ Tho cú năng lực tiờu hết 3,54 triệu m3 nước trong một ngày. Với cao độ ngưỡng cống chọn – 2,0 m (tương đương với cao độ ngưỡng cỏc cống đó cú dưới đờ biển Giao Thủy, mực nước đảm bảo yờu cầu tiờu lớn nhất +0,02 m (xem bảng 2.17) và cỏc yếu tố đầu vào khỏc, kết quả tớnh toỏn thủy lực xỏc định được tổng bề rộng thoỏt nước của cống tối thiểu là 17,0 m.
3) Xõy dựng mới kờnh và cống điều tiết chuyển nước từ kờnh Thức Hoỏ về kờnh Mỹ Tho thuộc lưu vực tiờu của kờnh Nguyễn Văn Bộ (tạm đặt tờn là kờnh Giao Nhõn – Giao Chõu)
a) Vị trớ xõy dựng
Tuyến kờnh mới dự kiến nằm trờn địa bàn hai xó Giao Nhõn và Giao Chõu, cắt qua kờnh tưới Cồn Nhất.
b) Nhiệm vụ cụng trỡnh
Kờnh Giao Nhõn – Giao Chõu cựng cỏc cụng trỡnh trờn kờnh cú nhiệm vụ chuyển một phần lượng nước cần tiờu từ kờnh Thức Hoỏ về hệ thống tiờu Nguyễn Văn Bộ để tiờu ra biển trong những thời đoạn tiờu căng thẳng.
c) Quy mụ cụng trỡnh:
Kờnh Giao Nhõn – Giao Chõu cựng cỏc cụng trỡnh trờn kờnh cú năng lực tối thiểu mỗi ngày chuyển được 0,57 triệu m3nước (tương đương 8,3 m3/s).
4) Nạo vột sụng Sũ, đoạn từ Đập Nhất Đỗi đến cửa Hà Lạn
Như đó nờu ở chương 1, Sụng Sũ cú bề rộng đỏy từ 35 m đến 45 m đang bị bồi lắng rất lớn, bề dầy bồi lắng từ 2,0 m đến trờn 2,5 m.Sụng Sũ là nơi nhận nước tiờu gần như của toàn bộ huyện Xuõn Trường và trờn 4.000 ha đất của huyện Giao Thủynằm phớa trong đờ. Khả năng dẫn nước của sụng Sũ ảnh hưởng quyết định đến hiệu quả tiờu nước của cỏc cụng trỡnh tiờu. Do vậy việc cải tạo, nạo vột, khơi thụng và mở rộng luồng dẫn của sụng Sũ là rất cấp thiết để đỏp ứng yờu cầu tiờu nước cho hệ thống thủy lợi Xuõn Thủy.
Cỏc cống đầu mối tiờu được nờu ở bảng 3.1 sau đõy đều cú thời gian phục vụ dài, hiện nay đều đó bị xuống cấp cả phần thủy cụng lẫn thiết bị cơ khớ nờn cần phải sửa chữa, cải tạo nõng cấp để cỏc cụng trỡnh này hoạt động theo đỳng năng lực thiết kế đó đề ra.
Bảng 3.1: Danh mục cỏc cống tiờu đầu mối cần cải tạo nõng cấp
TT Tờn cống Địa phận xó Hướng
tiờu
Quy mụ
Số cửa B cửa (m) Cao trỡnh đỏy (m)
1 Nam Điền A Xuõn Vinh Sụng Sũ 3 10,0 -2,0
2 Cống Tàu Xuõn Hũa Sụng Sũ 1 6,0 -2,0
3 Cống Duy Tắc Giao Tõn Sụng Sũ 1 2,5 -1.5 4 Cống Cỏt Đàm Giao Thịnh Sụng Sũ 1 2,5 -2,0
5 Quất Lõm Quất Lõm Sụng Sũ 1 2,5 -2,0
6 Cống Giao Hựng Giao Tiến Sụng Sũ 1 3,5 -2,0
7 Chỉ Nam Giao Thịnh Sụng Sũ 1 2,5 -2,0
8 Đụng Cồn Tàu Giao Phong Tuyến 2 1 2,0 -2,0 9 Cống Hoành Lộ Giao An Đờ biển 1 1,27 -2,0 10 Tõy Cồn Tàu Giao Lõm Đờ biển 1 2,5 -2,0 11 Cống số 10 Giao Thiện Đờ biển 1 4,0 -2,0 12 Triết Giang B Bạch Long Đờ biển 1 2,5 -2,0 13 Ang Giao Phong Giao Phong Đờ biển 1 4,0 -2,0
5) Nạo vột cỏc kờnh tiờu chớnh trong hệ thống, cải tạo và nõng cấp một số cụng trỡnh trờn kờnh
Nạo vột, cải tạo hệ thống kờnh mương và cỏc cụng trỡnh điều tiết thuộc lưu vực tiờu của cỏc kờnh Mó, Thức Húa, Nguyễn Văn Bộ, Tàu, Mốc Giang đảm bảo năng lực trữ nước và dẫn nước ra cụng trỡnh đầu mối.
3.2.4. Cỏc giải phỏp phi cụng trỡnh
- Thường xuyờn đào tạo, bổ tỳc nõng cao trỡnh độ quản lý vận hành cỏc cụng trỡnh trong hệ thống và quản lý hệ thống thủy lợi cho cỏc cỏn bộ quản lý, cỏn bộ kỹ