Nghiên cứu đề xuất các giải pháp xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi

Đến nay đã có một số công trình nghiên cứu ứng dụng các giải pháp khoa học công nghệ KHCN xây dựng hệ thống thủy lợi HTTL, tuy nhiên các nghiên cứu này chưa tập trung vào các giải pháp k

Đề tài “ Nghiên cứu đề xuất các giải pháp xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng cho tỉnh Nghệ An” được thực hiện tại Trường Đại học thủy lợi

Hà Nội Trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, em đã nhận được

rất nhiều sự giúp đỡ của các cá nhân và tập thể

Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Chí Trung, người đã tận tình chỉ bảo, định hướng cho em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu của mình

Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Đại học

và sau đại học, Khoa kỹ thuật tài nguyên nước và các thầy cô giáo đã tạo điều kiện cho em trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu hoàn thành luận văn

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cơ quan, đơn vị, cá nhân đã giúp đỡ em trong quá trình điều tra, thu thập tài liệu phục vụ cho luận văn

Cuối cùng em xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè và những người thân trong gia đình đã luôn ở bên động viên, góp ý, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Hà nội, ngày 29 tháng 12 năm 2015

Học viên

Đinh Vũ Thùy

CHƯƠNG 1 6

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG XÂY DỰNG HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG VÀ THỰC TRẠNG HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG TỈNH NGHỆ AN 6

1.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng 6

1.1.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng trên thế giới 6

1.1.2 Tổng quan kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng ở nước ta 12

1.2Tổng quan, đặc thù hệ thống thủy lợi nội đồng tỉnh Nghệ An 22

1.3Thực trạng hệ thống thủy lợi nội đồng tỉnh Nghệ An 25

1.3.1Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 25

1.3.2Hiện trạng công trình thủy lợi và tổ chức quản lý khai thác 27

1.3.3Thực trạng hệ thống thủy lợi nội đồng ở tỉnh Nghệ An 32

CHƯƠNG 2 47

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG XÂY DỰNG HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG Ở TỈNH NGHỆ AN 47

2.1Cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc đề xuất giải pháp 47

2.1.1 Cơ sở khoa học 47

2.1.2 Cơ sở thực tiễn 50

2.2Giải pháp công nghệ trong trong quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng 50

2.3Giải pháp công nghệ trong xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng 62

2.3.1 Giải pháp công nghệ trong xây dựng kênh mương nội đồng 62

2.3.2 Giải pháp công nghệ trong xây dựng công trình trên kênh 67

2.4Giải pháp công nghệ nâng cao hiệu quả điều tiết, phân phối nước ở hệ thống thủy lợi nội đồng 72

2.4.2Giải pháp phân phối nước 74

CHƯƠNG 3 80

XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG 80

3.1Giới thiệu về xã điểm 80

3.1.1Phân tích lựa chọn xã điểm 80

3.1.2Khái quát về hiện trạng thủy lợi của xã điểm 81

3.1.3Quy mô, phạm vi xây dựng mô hình điểm ứng dụng giải pháp công nghệ trong xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng 86

3.2 Kết quả ứng dụng giải pháp công nghệ trong quy hoạch và xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng cho xã Diễn Phúc 86

3.2.1Xây dựng sơ đồ quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng xã Diễn Phúc 86

3.2.2 Ứng dụng giải pháp công nghệ trong xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng tại xã Diễn Phúc 90

3.3Kết quả ứng dụng giải pháp công nghệ nâng cao hiệu quả phân phối nước ở hệ thống thủy lợi nội đồng 93

3.3.1Đánh giá hiện trạng phân phối nước 93

3.3.2Xây dựng kế hoạch phân phối nước cho trạm bơm Tây Phúc 104

3.3.3Đánh giá kết quả phân phối nước vụ sản xuất Hè Thu năm 2015 110

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 113

1.Kết luận: 113

2.Kiến nghị 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO 116

Hình 1.1- Sơ đồ bố trí hệ thống nội đồng của dự án OFID ở Nhật Bản 9

Hình 1.2- Sơ đồ mô hình thâm canh lúa-thuỷ sản-VAC vùng đồng bằng sông Hồng 14

Hình 1.3- Sơ đồ quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng phục vụ mô hình chuyển đổi sản xuất nông nghiệp vùng đồng bằng sông Hồng 15

Hình 1.4- Sơ đồ mô hình nuôi trồng thủy sản ven biển 15

Hình 1.5- Bản đồ hành chính tỉnh Nghệ An 26

Hình 1.6- Sơ đồ tổ chức của Công ty khai thác công trình thủy lợi trên địa bàn 30

Hình 1.7- Kênh cấp 3 làm nhiệm vụ tưới kết hợp ở xã Thanh Phong 35

Hình 1.8 Đường trục chính nội đồng không có cống qua đường 35

Hình 1.9- Tỷ lệ cống có và không có cánh cống/giàn van đóng mở 39

Hình 1.10- Cống lấy nước vào kênh nhánh xã Thanh Phong 41

Hình 2.1- Sơ đồ bố trí kênh tưới, kênh tiêu cố định cấp cuối cùng song song xen kẽ tách rời nhau phục vụ sản xuất thâm canh lúa 51

Hình 2.2- Sơ đồ bố trí kênh cố định cấp cuối cùng tưới tiêu kết hợp 55

Hình 2.3- Sơ đồ bố trí một kênh cố định cấp cuối cùng tưới tiêu kết hợp 58

Hình 2.4- Sơ đồ quy hoạch thủy lợi nội đồng cho mô hình chuyên canh mầu 60

Hình 2.5- Mặt cắt ngang kênh bê tông lưới thép vỏ mỏng 63

Hình 2.6- Mặt cắt ngang kênh bê tông cốt thép đúc sẵn 65

Hình 2.7- Phối cảnh cụm chia nước đầu kênh nhánh cấp II và cấp III 67

Hình 2.8- Mặt bằng cửa chia nước kênh cấp II và cấp III 68

Hình 2.9- Phối cảnh cống lấy nước kênh nội đồng, mặt ruộng 69

Hình 2.10- Mặt bằng cửa chia nước kênh nội đồng, kênh mặt ruộng 70

Hình 2.11- Phối cảnh cống lấy nước cổng trượt, điều chỉnh bằng trục ren 70

Hình 2.12- Phối cảnh cống lấy nước bằng khe van, tấm gỗ 71

Hình 2.13- Cửa cống lấy nước xã Diễn Phúc, Nghệ An 72

Hình 2.14- Cửa van điều tiết nước từ kênh tưới và ruộng 74

Hình 2.15- Quy trình thực hiện phân phối nước có sự tham gia của cộng đồng 79 Hình 3.1- Hiện trạng hệ thống thủy lợi xã Diễn Phúc huyện Diễn Châu - Nghệ An82

Hình 3.3- Hiện trạng hệ thống kênh cấp I và cấp II trên địa bàn xã 85

Hình 3.4- Hiện trạng cống lấy nước đầu kênh cấp II và cấp III 85

Hình 3.5- Hiện trạng cống điều tiết nước trên kênh chính 86

Hình 3.6- Bản đồ Quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng xã Diễn Phúc theo hướng hiện đại hóa 87

Hình 3.7- Kết quả áp dụng quy hoạch thủy lợi nội đồng cho xã Diễn Phúc 89

Hình 3.8- Ứng dụng công nghệ kênh bê tông lưới thép vỏ mỏng đúc sẵn 91

Hình 3.9- Lắp đặt các phai đóng mở cống điều tiết và cống phân phối nước trên kênh chính 92

Hình 3.10- Xây dựng thủy chí trên kênh 93

Hình 3.11- Sơ họa hệ thống tưới của trạm bơm Tây Phúc 95

Hình 3.12- Đường quan hệ ht/hmc ~φ 100

Hình 3.13-Theo dõi mực nước trên kênh 100

Hình 3.14- Máy đo lưu tốc 100

Hình 3.15- Đo nước ngoài thực địa 101

Hình 3.16- Bình quân chỉ số WDP của các đợt tưới theo thời gian (các đợt tưới) 103 Hình 3.17- Bình quân chỉ số WDP toàn vụ theo không gian (dọc kênh chính) 103

Hình 3.18- So sánh chỉ số WDP bình quân toàn vụ theo không gian của 2 lịch tưới 111

Bảng 1.1- Tổng hợp công trình thủy lợi và diện tích tưới tỉnh Nghệ An 28

Bảng 1.2- Các thông số hệ thống kênh của các xã điều tra tỉnh Nghệ An 33

Bảng 1.3- Tỷ lệ cống lấy nước/cống điều tiết có đóng mở của các xã điều tra 39

Bảng 1.4- Tỷ lệ các nguồn vốn đầu tư xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng 43

Bảng 2.1- Các thông số kỹ thuật của hệ thống thủy lợi nội đồng khi áp dụng sơ đồ 1 52

Bảng 2.2- Thông số của hệ thống đồng ruộng đối với các tiểu vùng theo sơ đồ 1 53

Bảng 2.3- Các thông số kỹ thuật của hệ thống thủy lợi nội đồng khi áp dụng sơ đồ 2 56

Bảng 2.4- Thông số của hệ thống đồng ruộng cho các tiểu vùng theo sơ đồ 2 56

Bảng 2.5- Các thông số kỹ thuật của hệ thống thủy lợi nội đồng khi áp dụng sơ đồ 3 59

Bảng 2.6- Thông số của hệ thống đồng ruộng cho 3 tiểu vùng theo phương án 3 59

Bảng 2.7- Thông số quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng cho thâm canh cây màu 61

Bảng 2.8- Thông số của hệ thống đồng ruộng cho sơ đồ thủy lợi nội đồng phục vụ thâm canh cây màu 62

Bảng 3.1- Nhu cầu tưới cả vụ tại đầu kênh cấp 2 trong hệ thống trạm bơm Tây Phúc 98

Bảng 3.2- Hệ số lượng nước cấp tương đối trung bình theo thời gian 102

Bảng 3.3- Hệ số lượng nước cấp tương đối trung bình theo không gian 102

Bảng 3.4- Đánh giá thực trạng phân phối nước hiện nay 104

Bảng 3.5- Hiện trạng tưới hiện nay và kế hoạch tưới mới được xây dựng 107

Bảng 3.6- Lịch tưới hiện nay ở khu tưới trạm bơm Tây Phúc 108

Bảng 3.7- Lịch tưới mới được xây dựng có sự tham gia của cộng đồng cho một đợt tưới 10 ngày 109

Bảng 3.8- Hệ số lượng nước cấp tương đối trung bình theo thời gian 110

Bảng 3.9- Hệ số lượng nước cấp tương đối trung bình theo không gian 110

Bảng 3.10- So sánh các chỉ tiêu hiệu quả phân phối nước vụ Hè Thu 2014 và 2015 111

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, thực hiện đường lối đẩy nhanh công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn Nhà nước đã ưu tiên đầu tư xây dựng mới và nâng cấp hệ thống các công trình thuỷ lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp Nhờ đó thêm nhiều diện tích canh tác được tưới, tiêu góp phần tăng năng suất, sản lượng cây trồng

Đề án nâng cao hiệu quả quản lý khai thác công trình thủy lợi của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (NN&PTNT) năm 2014 đã nêu rõ quan điểm cần phải đẩy mạnh hoàn thiện hệ thống thủy lợi, trọng tâm là hệ thống thủy lợi nội đồng đáp ứng yêu cầu canh tác tiên tiến trong sản xuất nông nghiệp Củng cố tổ chức thủy nông cơ sở đảm bảo hoạt động hiệu quả, bền vững gắn với xây dựng nông thôn mới Nâng cao nhận thức, phát huy nội lực và vai trò chủ thể của người dân trong công tác thủy lợi cơ sở

Đề án tái cơ cấu ngành thủy lợi của Bộ NN&PTNT (2014) cũng đã chỉ ra rằng nhiệm vụ đặt ra hiện nay là cần củng cố, phát triển thủy lợi nội đồng, gắn với xây dựng nông thôn mới như: Nâng cấp cơ sở hạ tầng thuỷ lợi nội đồng, đáp ứng các phương thức canh tác tốt để nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất, đáp ứng linh hoạt yêu cầu của thị trường, nâng cao thu nhập của nông dân; củng cố tổ chức thủy nông cơ sở (Hợp tác xã, tổ hợp tác) bền vững

Theo báo cáo tổng hợp của Cục Kinh tế hợp tác và Phát triển Nông thôn (2011) thì mức độ phục vụ của các công trình thủy lợi về cơ bản mới chỉ đáp ứng được khoảng 60-80% yêu cầu tưới tiêu Trong khi đó, theo báo cáo của Sở NN&PTNT của 54 tỉnh trên toàn quốc (2015) thì tính đến hết tháng 6 năm 2015, tỷ lệ kênh mương do xã quản lý được kiên cố hoá còn thấp (đạt khoảng 35,34% so với quy hoạch)

Ở tỉnh Nghệ An, các công trình thủy lợi nội đồng chưa hoàn chỉnh, chắp vá, hiệu quả tưới tiêu chủ động còn thấp Công tác quy hoạch, xây dựng hệ thống thuỷ

lợi nội đồng còn nhiều bất cập, thiếu khoa học, kênh tưới tiêu kết hợp là phổ biến, quy mô ruộng đất khu tưới manh mún dẫn đến hiệu quả tưới tiêu còn thấp, chưa đồng bộ với các quy hoạch khác, không đáp ứng cho việc áp dụng cơ giới hoá sản xuất nông nghiệp cũng như áp dụng kỹ thuật canh tác nông nghiệp tiên tiến Thực hiện xây dựng kiên cố hóa kênh mương còn mang tính cục bộ, giải quyết yêu cầu trước mắt chưa phù hợp với quy hoạch xây dựng nông thôn mới, giải pháp kiên cố hóa kênh mương chưa phải là hợp lý, hiệu quả thấp ở nhiều địa phương Hơn nữa

cơ chế, tổ chức quản lý hệ thống thuỷ lợi nội đồng còn nhiều bất cập, nhiều công trình thủy lợi chưa có chủ quản lý thực sự, hiệu quả tưới tiêu thấp chưa đáp ứng tiêu chí xây dựng cơ sở hạ tầng thủy lợi trong Bộ tiêu chí Nông thôn mới (NTM) của Chính phủ

Đến nay đã có một số công trình nghiên cứu ứng dụng các giải pháp khoa học công nghệ (KHCN) xây dựng hệ thống thủy lợi (HTTL), tuy nhiên các nghiên cứu này chưa tập trung vào các giải pháp khoa học công nghệ xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng phục vụ phát triển nông nghiệp và xây dựng nông thôn mới Vì vậy một yêu cầu cấp bách đặt ra là cần phải áp dụng các giải pháp khoa học công nghệ

để xây dựng và quản lý hệ thống thủy lợi nội đồng (TLNĐ) để phát triển sản xuất, phát triển kinh tế nông thôn phục vụ xây dựng nông thôn mới Xây dựng cơ sở hạ tầng hệ thống thủy lợi phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội của các vùng miền, mỗi khu vực, do vậy cần điều tra đánh giá thực trạng xây dựng và quản lý cơ sở hạ tầng hệ thống Thủy lợi nội đồng, từ đó đề xuất các giải pháp công nghệ xây dựng và quản lý hệ thống thủy lợi nội đồng phù hợp với thực tiễn của tỉnh

Nghệ An nhằm có định hướng phù hợp để hoàn thiện hệ thống thủy nội đồng của tỉnh Nghệ An

Do vậy mà cần nghiên cứu các giải pháp ứng dụng KHCN xây dựng hoàn thiện

hệ thống thủy lợi nội đồng Nghiên cứu hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng không chỉ tập trung vào xây dựng công trình thủy lợi (phần cứng) mà còn ứng dụng

KHCN trong công tác quản lý, vận hành, khai thác công trình (phần mềm) thì mới đem lại được hiệu quả phục vụ cao nhất của công trình Hơn nữa ứng dụng các giải

pháp KHCN xây dựng hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng thủy lợi không chỉ phục vụ cho mục đích đáp ứng tiêu chí nông thôn mới về Thủy lợi, mà còn phục vụ cho canh tác nông nghiệp tiến tiến, chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông nghiệp, nâng cao hiệu quả sản xuất góp phần nâng cao thu nhập cho nguời dân

- Từ những phân tích trên việc nghiên cứu, đề xuất giải pháp công nghệ trong xây dựng và quản lý hệ thống thủy lợi nội đồng cho tỉnh Nghệ An là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và tính áp dụng thực tiễn cao Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp luận cứ khoa học cho việc triển khai xây dựng nông thôn mới của tỉnh Nghệ

An

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp ứng dụng khoa học công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng và các giải pháp quản lý, vận hành nhằm nâng cao hiệu quả quản lý khai thác công trình thủy lợi, phục vụ xây dựng nông thôn mới cho tỉnh Nghệ An

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thủy lợi nội đồng

Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống thủy lợi nội đồng do các địa phương quản lý ở

tỉnh Nghệ An

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cận

Để đáp ứng được các mục tiêu của đề tài nêu ra, cần có cách tiếp cận tổng hợp,

đa chiều, tiếp cận từ dưới lên và tiếp cận có sự tham gia, cụ thể được diễn giải như sau:

- Tiếp cận tổng hợp:

+ Xây dựng cơ sở hạ tầng thủy lợi phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, kinh

tế-xã hội của các vùng miền, do vậy các giải pháp khoa học công nghệ xây dựng cơ sở

hạ tầng thủy lợi cần phù hợp với thực tiễn ở tỉnh Nghệ An

+ Hệ thống thủy lợi nội đồng là một trong những yếu tố quan trọng trong quy hoạch xây dựng nông thôn mới Bởi vì hệ thống thủy lợi là cơ sở hạ tầng quan trọng hàng đầu trong các cơ sở hạ tầng kinh tế xã hội nông thôn

+ Các giải pháp ứng dụng KHCN hoàn thiện hệ thống thủy lợi nội đồng ở cấp

xã không chỉ tập trung vào xây dựng công trình thủy lợi (phần cứng) mà còn ứng dụng KHCN trong công tác quản lý, vận hành, khai thác công trình (phần mềm) + Ứng dụng các giải pháp KHCN xây dựng hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng thủy lợi không chỉ phục vụ cho mục đích đáp ứng các tiêu chí về thủy lợi, mà còn phục vụ cho canh tác nông nghiệp tiến tiến, chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông nghiệp, nâng cao hiệu quả sản xuất góp phần nâng cao thu nhập cho người dân

- Tiếp cận từ dưới lên và tiếp cận có sự tham gia:

+ Áp dụng cách tiếp cận có sự tham gia của cộng đồng trong việc xây dựng, quy hoạch và quản lý hệ thống thủy lợi cần nội đồng

4.2 Phương pháp nghiên cứu

giải pháp KHCN xây dựng hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng thủy lợi cho tỉnh Nghệ An

dụng phiếu điều tra, phỏng vấn bán cấu trúc, điều tra thực địa để thu thập thông tin

về thực trạng xây dựng cơ sở hạ tầng thủy lợi

xây dựng cơ sở hạ tầng thủy lợi tại tỉnh Nghệ An

mắc trong quá trình triển khai xây dựng cơ sở hạ tầng thủy lợi, tìm ra các nguyên nhân để đưa ra các giải pháp hoàn thiện hệ thống TLNĐ phục vụ xây dựng nông thôn mới cho tỉnh Nghệ An

tại 15 xã điểm thuộc 3 huyện: Diễn Châu, Nghi Lộc, Thanh Chương đại diện cho các tiểu vùng đồng bằng, ven biển và miền núi của tỉnh Nghệ An

đầu ngành, có nhiều kinh nghiệm về xây dựng và quản lý cơ sở hạ tầng nông thôn

5 Các đóng góp của luận văn

Các đóng góp chủ yếu đạt được của luận văn là:

- Đánh giá thực trạng hệ thống thủy lợi nội đồng của tỉnh Nghệ An

- Đề xuất giải pháp khoa học và công nghệ trong xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng đáp ứng phương pháp canh tác tiên tiến cho tỉnh Nghệ An

- Đề xuất giải pháp quản lý vận hành hệ thống thủy lợi nội đồng cho tỉnh Nghệ

An

- Mô hình ứng dụng giải pháp công nghệ trong xây dựng và quản lý vận hành

hệ thống thủy lợi nội đồng cho xã Diễn Phúc huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An

C HƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG XÂY DỰNG HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG VÀ THỰC TRẠNG HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG TỈNH NGHỆ AN

1.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng

1.1.1 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh

hệ thống thủy lợi nội đồng trên thế giới

Việc ứng dụng khoa học công nghệ tiên tiến trong hệ thống thủy lợi được biết đến như một cuộc cách mạng hiện đại hoá thuỷ lợi Một hệ thống thuỷ lợi hiện đại khi đảm bảo cung cấp dịch vụ tưới tốt cho sản xuất nông nghiệp, đồng thời còn đảm bảo được các mục tiêu bảo vệ môi trường, phân phối nước an toàn và vận hành một cách kinh tế Ở một số nước phát triển, một công trình thủy lợi được gọi là hiện đại phải đáp ứng được cả về yêu cầu kỹ thuật và quản lý:

mỹ về kiến trúc và có tác động tốt đối với môi trường sinh thái xung quanh; có hệ thống giám sát định hướng các thông số kỹ thuật, vận hành của hệ thống thủy lợi;

và tiện lợi cho người sử dụng, giảm thiểu tối thiểu sức lao động vận hành công trình;

có thể chế quản lý tốt, có mối quan hệ chặt chẽ trong hệ thống quan hệ quốc gia, và

là một doanh nghiệp tự hạch toán; chủ thể quản lý được trang bị đủ các thiết bị và phương tiện dành cho quản lý trong điều kiện bình thường và khi xử lý các tình huống khẩn cấp; người làm quản lý vận hành phải có đủ năng lực: có kiến thức quản lý tốt và làm chủ được các trang thiết bị quản lý vận hành công trình

Tổ chức Nông lương thế giới (FAO): định nghĩa về hiện đại hóa hệ thống thủy

lợi: “Hiện đại hoá các hệ thống thủy lợi là một quá trình nâng cấp về kỹ thuật và

quản lý cho các hệ thống thuỷ lợi với mục tiêu là cải thiện việc sử dụng các nguồn nhân lực, nước, kinh tế và môi trường cũng như dịch vụ phân phối nước tới người

sử dụng nước” Theo Burt and Styles (1999), hiện đại hóa hệ thống thủy lợi là một quá trình thay đổi phương thức phân phối nước, bao gồm sự thay đổi về thể chế, tổ chức và công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nước Từ những định nghĩa này cho thấy hiện đại hóa hệ thống công trình thủy lợi không chỉ cần quan tâm đến nâng cấp về mặt công trình (phần cứng) mà còn cần cải thiện công tác quản lý vận hành (phần mềm) Không nhất thiết phải đầu tư vào các trang thiết bị và phần mềm tinh vi mà quan trọng là vấn đề kiến thức, những sự lựa chọn và áp dụng một cách phù hợp nhằm đáp ứng các mục tiêu theo dự kiến Hiện đại hóa cần được thực hiện đồng bộ từ công trình đầu mối đến mặt ruộng

Năm 2005, Tây Ban Nha đã tiến hành một chương trình quốc gia về nâng cấp

và hiện đại hoá hệ thống thuỷ lợi (The Spanish Programme of Improvement and Modernization of Traditional Irrigation Systems) Nội dung của chương trình này bao gồm:

- i) Nâng cấp hệ thống chuyển nước từ kênh hở thành hệ thống đường ống nhằm giảm thiểu tồn thất và tăng hiệu quả phân phối nước;

- ii) Nâng cấp hệ thống tưới mặt ruộng từ tưới ngập thành tưới phun mưa hoặc tưới nhỏ giọt;

- iii) Nâng cấp và bổ sung các hạng mục công trình phục vụ công tác quản lý và điều tiết nước: các cống điều tiết, các công trình đong đo nước;

- iv) Áp dụng công nghệ mới như công nghệ tự động hoá, hệ thống thông tin địa lý;

- v) Nâng cấp hệ thống giao thông nội đồng Chương trình đã làm tăng hiệu quả

sử dụng nước lên 10% (từ 60% lên 70%)

Ở Ai Cập, hệ thống thuỷ lợi Beni Ebeid đã được hiện đại hoá bằng các biện pháp:

- i) Cải tiến hệ thống kênh nhánh và kênh nội đồng bằng cách thay thế các kênh đất, kênh kiên cố bằng gạch xây đá xây bằng các kênh bê tông đúc sẵn lắp ghép, hệ thống đường ống để nâng cao hiệu quả đưa dẫn nước;

- ii) Sử dụng hình thức cửa van tự động điều khiển mực nước hạ lưu (AVIO và AVIS) nhằm đáp ứng kịp thời yêu cầu dùng nước của nông dân;

- iii) Chuyển từ hình thức tưới luân phiên sang hình thức tưới liên tục nhằm đáp ứng yêu cầu dùng nước một cách linh hoạt;

- iv) Hình thành các tổ chức sử dụng nước (WUA);

- v) Tổ chức đào tạo cho các nhân viên quản lý hệ thống Việc hiện đại hoá đã mang lại hiệu quả: tiết kiệm đất (2% trên tổng diện tích canh tác) thông qua việc cải tiến hệ thống phân phối nước nội đồng, tăng năng suất nông nghiệp từ 5 đến 30% Israel là một trong những nước có nền nông nghiệp hiện đại nhất thế giới đã thực hiện một cuộc cách mạng thực sự về khoa học công nghệ trong hệ thống thủy lợi Israel là một nước có điều kiện khí hậu rất khắc nghiệt với lượng mưa bình quân hàng năm chỉ từ 20-50mm, với điều kiện tự nhiên khá tương đồng với những vùng đất hoàng mạc khô cằn của miền Trung nước ta Hầu như toàn bộ hệ thống kênh mương hở đã được thay thế bằng hệ thống đường ống ngầm, kênh hộp và ứng dụng các công nghệ hiện đại trong xây dựng hệ thống kênh mương như công nghệ Neowweb Đặc biệt việc ứng dụng các công nghệ tưới tiên tiết tiết kiệm nước như công nghệ tưới nhỏ giọt đã mang hiệu quả rất lớn như giảm đáng kể tổn thất nước trên hệ thống và cung cấp nước hiệu quả kịp thời đến từng đối tượng sử dụng nước Nhật Bản cùng với Mỹ và Israel là những nước nông nghiệp tiên tiến bậc nhất trên thế giới hiện nay Hầu như toàn bộ hệ thống kênh mương bằng đá xây, gạch xây, bê tông thông thường ở Nhật Bản đã được thay thế bằng hệ thống kênh bê tông lưới thép vỏ mỏng, kênh bê tông đúc sẵn hoặc thay thế việc tưới tiêu bằng kênh hở bằng các kênh hộp và đường ông tưới tiêu ngầm Ngoài ra ở Nhật Bản một trong những thành tựu đạt được trong sản xuất nông nghiệp chính là thiết kế lại đồng ruộng Những cánh đồng vuông vắn có kích thước 200mx600m, có đường nội đồng

cho xe cơ giới 3-5 m, kênh tưới và kênh tiêu cấp và tiêu thoát nước trực tiếp cho các thửa ruộng 30mx100m Hệ thống đồng ruộng này tạo điều kiện nâng cao cơ giới hoá, nâng cao năng xuất lao động và sử dụng đất đai Chiều dài thửa ruộng thường được xác định sao cho việc phân bố và tiêu thoát nước trên thửa ruộng được đồng đều còn chiều rộng được xác đinh trên cơ sở diện tích của hộ Nhờ việc kiến thiết này chủ ruộng thực hiện việc tưới tiêu, canh tác trên thửa ruộng của họ mà không làm cản trở việc canh tác trên các thửa ruộng liền kề

Hình 1.1- Sơ đồ bố trí hệ thống nội đồng của dự án OFID ở Nhật Bản

Ở Hàn Quốc, một trong những mục tiêu gần đây của chương trình kiến thiết lại đồng ruộng là đa dạng hoá cây trồng (Ruộng lúa mà cây trồng cạn được phát triển một cách tương hợp với cây lúa) và hệ thống canh tác lúa đầu tư thấp, hiệu quả cao Các chương trình kiến thiết đồng ruộng, tạo điều kiện cơ giới hoá canh tác, hoàn thiện cơ cấu vùng nông thôn và hợp lý hoá việc quản lý trang trại thông qua các dự

án như điều chỉnh lại ruộng đất, xây dựng đường nông thôn, hệ thống tưới tiêu Tiêu chuẩn thiết kế đồng ruộng được áp dụng từ năm 1980 đến nay là diện tích thửa 0,2-

0,5 ha, chiều rộng đường 2,5-2,7 m Trong 8 năm từ 1971-1978, Hàn Quốc đã cứng hóa được 43.631km đường làng nối với đường của xã, trung bình mỗi làng nâng cấp được 1.322m đường; cứng hóa đường ngõ xóm 42.220km, trung bình mỗi làng là 1.280m; xây dựng được 68.797 cầu (Hàn Quốc là đất nước có nhiều sông suối),

kiên cố hóa 7.839km đê, kè, xây 24.140 hồ chứa nước và 98% hộ có điện thắp sáng Đặc biệt, vì không có quỹ bồi thường đất và các tài sản khác nên việc hiến đất, tháo

dỡ công trình, cây cối, đều do dân tự giác bàn bạc, thỏa thuận, ghi công lao đóng góp và hy sinh của các hộ cho phong trào xây dựng làng mới

Ở Thái Lan, hệ thống kênh nội đồng được xây dựng cách nhau 400-500 m, vuông góc với kênh dẫn, với chiều dài 1-2 km Một số công trình chia nước, cống điều tiết được xây dựng, không có hệ thống tiêu nước mặt ruộng Việc nâng cao thâm canh đa dạng hoá cây trồng đòi hỏi hoàn thiện hơn công tác quản lý phân phối nước Năm 1970 chương trình kiết thiết củng cố đồng ruộng (land consolidation) được xâp nhập vào Thái Lan Trong chương trình phát triển theo chiều rộng không phải san lại ruộng Công trình kênh tưới, tiêu và đường canh tác chỉ được xây dựng dọc theo bờ của thửa ruộng sao cho việc tiếp xúc của chúng với bờ thửa ruộng một cách thích hợp Trong chương trình phát triển theo chiều sâu, các công việc điều chỉnh ô thửa liên quan đến điều chỉnh vị trí thửa ruộng, san đất, xây dựng kênh tưới tiêu và đường canh tác được thực hiện sao cho mỗi thửa ruộng đều có tiếp xúc với kênh tưới, kênh tiêu và đường Hiện nay chương trình phát triển theo chiều rộng ở Thái Lan dường như phù hợp hơn vì vấn đề vốn đầu tư có hạn

Các nước trong khu vực châu Á như Trung Quốc, Đài Loan, Malaysia, Inđonesia đã và đang hiện đại hoá hệ thống thuỷ lợi nội đồng theo hướng hiện đại hoá sản xuất nông nghiệp, nông thôn Ở Trung Quốc thông qua các dự án kiến thiết lại đồng ruộng các thửa ruộng được xây dựng lại có kích thước 0,2 ha (100x20 m), 0,24 ha (80x30 m) và 0,20 ha (80x25 m) Các thửa ruộng được tưới tiêu tách biệt với hệ thống kênh mặt ruộng cấp và thoát nước cho mỗi thửa Từ năm 1990, Trung Quốc đã tiến hành hiện đại hoá hàng loạt hệ thống thuỷ lợi với một số nội dung chính như: (i) kiên cố hoá kênh mương; (ii) xây dựng và nâng cấp hệ thống điều tiết nước và các thiết bị quan trắc; (iii) cải tổ tổ chức quản lý các hệ thống

Ở Mỹ các nhà khoa học đã nghiên cứu công trình máng Parshall để đo nước trên hệ thống kênh Máng Parshall là loại máng được thiết kế đặc biệt dùng để đo

lưu lượng dòng chảy trên các cấp kênh có lưu lượng từ 3 đến 56.000 l/s Loại máng này có tốc độ dòng chảy qua máng lớn nên có thể sử dụng được cả những đoạn kênh có vận tốc dòng chảy nhỏ và hàm lượng phù sa lớn Tuy nhiên loại máng này

có cấu tạo phức tạp, khó chế tạo và giá thành cao

Bánh xe đo nước Dethridge đã được thiết kế và chế tạo bởi nhà khoa học người

Australia J.S.Dethridge Bánh xe đo nước gồm một trục bánh xe gắn với trục đặt trên thành máng hoặc thành kênh Trục của bánh xe được gắn với đồng hồ tự ghi cho biết lượng nước đã qua công trình với độ chính xác cao (sai số là +-3,5%) Lưu lượng mà bánh xe đo được từ 14 đến 140l/s Hiện nay bánh xe đo nước này đã được

sử dụng rộng rãi ở các bang của Australia, ở Mỹ và các nước Châu Á

Trong những năm gần đây, các phương pháp đo nước trên thế giới đã được hiện đại hóa rất nhiều cả về quy mô và chất lượng Công trình và thiết bị đo nước được phát triển và cải tiến làm cho công việc quản lý vận hành trở nên đơn giản hơn rất nhiều Ở các nước Mỹ, Israel, Nhật Bản, Australia, Hàn Quốc đã nghiên cứu lắp đặt ứng dụng nhiều trạm đo tự động và sử dụng các đầu đo (sensor) để xác định các thông số thủy lực trong hệ thống

Dự án Salt River thuộc tiểu bang Arizona vùng Tây Bắc nước Mỹ đã xây dựng bằng hệ thống điều khiển bằng cách giám sát và điều khiển 174 cống lấy nước trên kênh và 54 trong 250 giếng bơm sâu từ một trạm vận hành chủ yếu

Ở Pháp, hệ thống kênh Verdon với gần 60km kênh chính và kênh nhánh cấp nước cho nông nghiệp, công nghiệp và đô thị ở Aix-en-Provence hệ thống mạng lưới thông tin để truyền phát dữ liệu (về mực nước, lưu lượng, vị trí cống…) tới một trung tâm điều khiển chung (đặt tại trung tâm Tholonet) Với mục đích thu thập kiểm tra, phân tích và xử lý dữ liệu dựa vào sự khác nhau của cống lấy nước, các loại bơm…(gắn vào mô hình toán học)

Ở Nhật Bản đã ứng dụng các công trình điều tiết có cửa van hoặc máy đóng mở

để điều tiết lưu lượng trên hầu hết các hệ thống Một số công trình điều tiết lớn có trang bị máy đóng mở tự động để thuận lợi cho vận hành

1.1.2 Tổng quan kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng ở nước ta

nội đồng

Hệ thống thủy lợi Việt Nam đã trải qua quá trình phát triển lâu dài mặc dù đã đạt được những thành tựu đáng kể góp phần nâng cao sản lượng lương thực hàng năm một cách bền vững và chất lượng cuộc sống của người nông dân ngày càng được cải thiện nhưng điều đó không có nghĩa là nền nông nghiệp của nước ta không

có những hạn chế Tuy nhiên hiện nay vẫn tồn tại hai vấn đề cơ bản :

- (i) sản xuất nhỏ lẻ, manh mún : Nguyên nhân sản xuất nhỏ lẻ, manh mún đất đai thường xuất hiện từ nhiều vấn đề, như lịch sử, địa hình, tăng trưởng dân số, và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chính sách quản lý ruộng đất, nhu cầu sản xuất của nông dân, mục đích sản xuất, các dự án qui hoạch thuỷ nông nội đồng và cơ sở hạ tầng nông thôn và thậm chí là do kế thừa (Bentley, 1987; Đoàn Doãn Tuấn, 2005) Trong đó, nguyên nhân chủ yếu vẫn là do quá trình phân chia ruộng đất và chuyển đổi cơ cấu sản xuất ở nước ta

- (ii) Các hệ thống thuỷ nông chưa phù hợp với xu hướng hiện đại hoá, công nghiệp hoá nông nghiệp: Hệ thống thuỷ lợi nội đồng ở các vùng hiện nay ở trong tình trạng hoặc là thiếu (như các tỉnh Nam Bộ) hoặc yếu (khu vực Bắc Bộ) và thậm chí ở nhiều nơi là vừa thiếu, vừa yếu do kênh mương nội đồng chủ yếu là kênh đất, làm nhiệm vụ tưới tiêu kết hợp, không có cống điều tiết, hệ thống bờ lô, bờ thửa thiếu, không đáp ứng được nhu cầu giữ và ngăn nước Trong khi đó, việc chuyển đổi cây trồng diễn ra mạnh mẽ, cây rau màu được đưa xuống ruộng lúa thay cây lúa

Để điều tiết nước giữa vùng trồng lúa và trồng rau, người dân phải dùng đất đắp tạm

bờ ngăn trên kênh cấp nước để giảm thiểu ảnh hưởng nên thường gây ra những mâu thuẫn trong quá trình canh tác khi có ruộng cần tưới nhưng ruộng khác lại cần tiêu,

và đặc biệt là không thể thực hiện được các chế độ tưới tối ưu nhằm nâng cao năng suất sử dụng đất và sử dụng nước

- Bên cạnh đó, hầu hết các nghiên cứu về hiệu quả hoạt động của các hệ thống thuỷ lợi đều cho thấy hiệu quả hoạt động của các hệ thống thủy lợi nói chung và các

hệ thống thuộc sự quản lý của các tổ chức thủy nông cơ sở nói riêng chưa được phát huy đúng mức, có phần suy giảm sau khoán 10, Theo báo cáo của Tổng cục Thủy lợi- Bộ Nông nghiệp và PTNT thì các công trình thủy lợi mới phát huy được 55-65% năng lực thiết kế và ở các hệ thống thủy lợi nhỏ con số này thậm chí chỉ là 30-50%, chẳng hạn như ở huyện Lục Yên tỉnh Yên Bái là 27%, v.v (Bộ NN & PTNT, 2006)

Điều đó có nghĩa là cần tiếp tục phải có những nghiên cứu cụ thể hơn trong quy hoạch, nhằm phát triển nông nghiệp nông thôn theo hướng hiện đại hóa, đẩy mạnh

áp dụng cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp

Đã có nhiều nghiên cứu về Quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng theo hướng hiện hóa, phục vụ cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp, cụ thể như:

Đoàn Doãn Tuấn (2003) nghiên cứu sơ đồ quy hoạch theo hướng hiện đại hóa thủy lợi nội đồng ở vùng Đồng Bằng Sông Hồng Mục đích làm cho hệ thống thủy lợi nội đồng sau khi quy hoạch đáp ứng nhu cầu cơ bản về tưới tiêu và canh tác độc lập, không làm cản trở việc canh tác trên các thửa ruộng liền kề; tránh mâu thuẫn trong việc thực hiện tưới, tiêu cho cây trồng của cả hệ thống và tưới tiêu giữa các

vùng Kết quả nghiên cứu 3 sơ đồ quy hoạch như sau:

- (i) Sơ đồ quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng theo hướng hiện đại hóa, phục

vụ mô hình thâm canh lúa kết hợp nuôi trồng thủy sản – thủy cầm và VAC Phương pháp nghiên cứu dựa trên cơ sở tổng hợp đánh giá một số mô hình sản xuất hiệu quả, từ đó đề xuất ra mô hình mẫu phù hợp cho vùng đồng bằng sông Hồng Kết quả nghiên cứu cho thấy để các hộ chủ động điều tiết nước khi cần thiết thì hệ thống kênh tưới, kênh tiêu được cần được bố trí lại một cách riêng biệt, khi áp dụng mô hình thâm canh lúa kết hợp nuôi trồng thủy sản và VAC mỗi ô ruộng cần có diện tích tối thiểu là (0,3-0,5)ha; đối với mỗi ô ruộng như vậy cần bố trí (i) ao nuôi cá chiếm 5/8 diện tích, (ii) khu chăn nuôi và (iii) khu trồng lúa

Hình 1.2- Sơ đồ mô hình thâm canh lúa-thuỷ sản-VAC vùng đồng bằng sông Hồng

Nguồn: Đoàn Doãn Tuấn (2003) + (ii) Quy hoạch hệ thống thủy lợi theo hướng hiện đại hóa phục vụ mô hình thâm canh lúa chất lượng cao và rau màu Nghiên cứu được thực hiện trên khu ruộng rộng 25 ha thuộc xã Nghĩa Hồng, huyện Nghĩa Hưng, tỉnh Nam Định Khu đất được quy hoạch thành 2 khu, khu đa canh (khu đất 3 vụ) và khu chuyên canh lúa (lúa đặc sản, lúa cao sản), mỗi hộ đều có 1 thửa đa canh và 1 thửa chuyên canh lúa, khu ruộng được chia làm nhiều lô có kích thước bình quân (50x150)m, mỗi lô được chia làm nhiều thửa ruộng có kích thước là (25x50)m Kênh tưới, tiêu cấp III được

bố trí tách biệt với khoảng cách là 200m, kênh tiêu cấp III được bố trí xen kẻ cách kênh tưới cấp III là 100m (bỏ kênh tưới tiêu kết hợp xen kẻ ở giữa với khoảng cách 100m, chuyển kênh tiêu thành kênh tưới xen kẽ nhau) các kênh đều có kết hợp bờ làm đường nội đồng phục vụ canh tác cơ giới Mặt khác việc xây dựng thêm trạm bơm nhằm mục đích để chủ động tưới được cho cây trồng ngay cả khi thủy triều thấp hoặc cần hạ thấp mực nước trong hệ thống để phơi ải hoặc bảo dưỡng hệ thống

và có thể tiêu nước cho cây vụ đông ngay cả khi mực nước trong toàn hệ thống cao hơn mực nước nhu cầu Hiệu quả thông qua đánh giá 1 năm sản xuất, vốn đầu tư 215,3 triệu đồng (gồm vốn ngân sách nhà nước thông qua đề tài, vốn đóng góp của địa phương), sản xuất theo cơ cấu chuyển đổi 2 vụ lúa – 1chuyển đổi hoặc 1 lúa – 2

vụ chuyển đổi thì chỉ sau 1 năm vốn đầu tư hoàn toàn có thể thu hồi Việc tưới tiêu hoàn toàn chủ động cho từng thửa ruộng trong vùng chuyển đổi kênh

Hỡnh 1.3- Sơ đồ quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng phục vụ mụ hỡnh chuyển đổi

sản xuất nụng nghiệp vựng đồng bằng sụng Hồng

Nguồn: Đoàn Doón Tuấn (2003) (iii) Quy hoạch hệ thống thủy lợi phục vụ mụ hỡnh chuyển đổi từ lỳa sang nuụi trồng thủy sản ven biển tại xó Ninh Hải, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bỡnh Trờn cơ

sở nghiờn cứu đỏnh giỏ thực trạng hệ thống thủy lợi nội đồng phục vụ nuụi trồng thủy sản của vựng, từ đú điều chỉnh sơ đồ quy hoạch thủy lợi nội đồng phự hợp phục vụ nuụi trồng thủy sản ven biển vựng đồng bằng sụng Hồng Kớch thước ao ỏp dụng là (100-120)mx(40-50)m (bố trớ mỗi ao cú 20% diện tớch ao lắng, 70% diện tớch ao nuụi và 10% là diện tớch ao xử lý) và hệ thống kờnh tưới tiờu được bố trớ xen

kẻ và tỏch biệt hoàn toàn, khoảng cỏch giữa cỏc kờnh tưới là 200m, khoảng cỏch giữa cỏc kờnh tiờu là 200m Khi cấp nước thỡ nước từ sụng tưới qua cống đến kờnh cấp II cấp vào từng ao nuụi qua kờnh cấp III Khi tiờu thỡ nước từ trong cỏc ao nuụi qua kờnh tiờu cấp III chảy ra kờnh tiờu cấp II và chảy ra sụng tiờu (kờnh tiờu chớnh)

và chảy ra cỏc cống tiờu qua đờ ra biển

Hỡnh 1.4- Sơ đồ mụ hỡnh nuụi trồng thủy sản ven biển

Nguồn: Đoàn Doón Tuấn (2003)

ĐêBình

Minh2

Kênh chính Kênh cấp II Kênh xương cá

Kênh cấp III Cống đầu mối

BM1

0 Sông

Đáy CT3

BM10'

Sôngtưới

ĐêBìnhMinh1

ĐêBình

Minh2

Kênh chính Kênh cấp II Kênh xương cá

Kênh cấp III Cống đầu mối

Sông

Đáy CT3

Sôngtưới

ĐêBìnhMinh1

BM10'

BM9

XC2 XC3

XC4

XC5

ĐêBình

Minh2

Kênh chính Kênh cấp II Kênh xương cá

Kênh cấp III Cống đầu mối

BM1

0 Sông

Đáy CT3

BM10'

Sôngtưới

ĐêBìnhMinh1

ĐêBình

Minh2

Kênh chính Kênh cấp II Kênh xương cá

Kênh cấp III Cống đầu mối

Sông

Đáy CT3

Sôngtưới

ĐêBìnhMinh1

BM10'

BM9

XC2 XC3

XC4

XC5

10 0-

40-50

Lê Sâm (2008) nghiên cứu 4 sơ đồ quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng phục

vụ mô hình sản xuất cho các vùng sinh thái khác nhau của đồng bằng sông Cửu Long:

+ (i) Quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng phục vụ mô hình sản xuất trên vùng sinh thái nước ngọt tại nông trường Sông Hậu – Cần Thơ Nghiên cứu sơ đồ quy hoạch thủy lợi nội đồng mẫu trên khu ruộng 7ha của nông trường Trong khu ruộng mỗi hộ có diện tích sản xuất là 2,5ha (50x500)m, phân thành: 4.400m2 nuôi thủy sản thâm canh, 4.400m2

canh tác rau màu thâm canh, 12.200m2 đất canh tác 2

vụ lúa (Đông Xuân và Hè Thu) và 1 vụ nuôi thủy sản bán thâm canh, diện tích chiếm đất của bờ ao (4.000m2) để trồng cây ăn quả Trong sơ đồ thì kênh cấp, kênh thoát bố trí độc lập nhau; kênh cấp chính, kênh thoát chính chạy dọc theo khu ruộng (khoảng cách 500m, bờ rộng 3m để kết hợp giao thông nội đồng); kênh cấp và thoát nhánh chạy dọc 2 bên thửa ruộng (khoảng cách giữa 2 kênh là 50m, lấy nước và thoát nước bằng cống hộp hoặc tròn có D = 20-40cm)

+ (ii) Quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng điển hình cho vùng sinh thái nước lợ tại tỉnh Bạc Liêu, là vùng thường bị nhiễm mặn vào mùa khô, không có nguồn nước ngọt bổ sung, nên chỉ sản xuất được 1 vụ lúa mùa Giải pháp canh tác

là chuyển đổi sang mô hình trồng lúa, kết hợp nuôi tôm Về thủy lợi cần nâng cấp hoàn thiện hệ thống kênh mương nội đồng, cải tạo nâng cấp một số tuyến kênh cấp

I, II, III sẵn có đồng thời mở thêm một số tuyến kênh để tạo hướng lấy mặn và tiêu thoát nước cho khu vực Ở đây kênh cấp I thường là các sông lớn nên bố trí cấp thoát kết hợp, bố trí cấp thoát riêng biệt cho kênh cấp II và đặc biệt là cấp III; kênh tiêu thoát được bố trí dọc theo các dải đất ven các khu dân cư để cắt nguồn nước thải, cũng như ngăn mưa tràn vào khu nuôi

+ (iii) Sơ đồ hệ thống thủy lợi nội đồng phục vụ mô hình tôm-lúa cho vùng sinh thái nước lợ tại tại xã Thạnh Phú – huyện Cái Nước – tỉnh Cà Mau Hệ thống cấp thoát nước được bố trí riêng biệt, trong trường hợp mưa lớn cần tiêu thoát nhanh tiến hành mở cả cống cấp và thoát để tiêu nước trong ruộng lúa

+ (iv) Quy hoạch mô hình thủy sản chuyên canh vùng sinh thái nước mặn tại

xã Vĩnh Hậu tỉnh Bạc Liêu Nghiên cứu thực hiện trên diện tích ao thiết kế mẫu là 1ha, với kích thước (125x80)m; ao lắng 32mx76m (chiếm 24% diện tích lô), ao chứa nước ngọt (chiếm 12% diện tích lô) mức nước chứa từ 1,4-1,5m; khu ao nuôi 68mx76m (chiếm 52% diện tích lô); khu ao xử lý nước thải 16mx76m (chiếm 12% diện tích lô), đáy thấp hơn ao nuôi 0,3m; bờ ao rộng 2,0m, cao hơn đáy ao 2,0m, độ dốc mái m=1,5; cống cấp nước từ kênh cấp vào ao lắng, từ ao lắng qua ao nuôi; có 2 cống thoát, 1 cống thoát từ ao nuôi ra ao xử lý nước thải, 1 cống thoát từ ao xử lý ra kênh thoát; cống xả đáy cửa nằm ở trung tâm ao nuôi nơi tập trung các chất thải của tôm Sơ đồ cũng rất phù hợp với sở hữu ruộng đất trong vùng, mỗi hộ có từ 2-3,5ha, được chia thành từng lô có chiều dài khoảng 500m, rộng từ 50-80m, do chiều dài lớn nên có thể mỗi hộ chia làm nhiều ao nuôi Hệ thống cấp nước dựa trên cơ sở cải thiện lại hệ thống thủy lợi nội đồng có sẵn; giai đoạn cấp nước khẩn trương nhất là tháng 3 cho vụ 1 và tháng 7 cho vụ 2, hệ số cấp nước cho kênh cấp là qcấp =14,32

(l/s/ha), hệ số thoát qtháocạn = 17,85 (l/s/ha) Khi bố trí cấp thoát tách rời thì mật độ chiếm đất của hệ thống thủy lợi nội đồng và bờ ao là 19%, và tỷ suất đầu tư cao hơn

so hiện trạng, nhưng bù lại người dân có thể sản xuất chủ động được 2 vụ trong năm, tăng hệ số sử dụng đất, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước một cách đáng kể Hệ thống thủy lợi nội đồng cũng phù hợp với việc sở hữu ruộng đất trong vùng

+ Trần Cẩn (2012) nghiên cứu mô hình chuyển đổi từ trồng lúa sang trồng sen trên ruộng trũng với mục đích đẩy mạnh chuyển đổi cơ cấu cây trồng, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất đai và mặt nước ao hồ, hợp tác xã Lương Điền - Hải Sơn - Hải Lăng - Quảng Trị đã chuyển đổi 3 ha ruộng vùng trũng sản xuất lúa bấp bênh, sang trồng sen lấy hạt, trồng sen có chi phí gồm giống và phân bón khoảng 10 triệu đồng/ha, nhưng cho thu hoạch hạt sen từ 2 - 2,5 tấn/ha, thu nhập khoảng 40 đến 50 triệu đồng/1ha-năm, chưa kể nguồn thu nhập từ cá tự nhiên trong ruộng sen Đây là mô hình chuyển đổi có hiệu quả kinh tế cao, đặc biệt trồng sen kỹ thuật đơn giản, đầu tư thấp, tận dụng được những diện tích thấp trũng khó trồng lúa

b Kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ trong xây dựng hệ thống thủy lợi nội đồng

Nguyễn Tuấn Anh (2009) nghiên cứu lộ trình về công nghiệp hóa và hiện đại hóa hệ thống thủy lợi Việt Nam đến năm 2020, giai đoạn trước mắt có 2 hướng giải quyết; (i) Giữ nguyên mặt cắt hiện tại, chỉ nạo vét, gia cố chống thấm; (ii) Có thể ứng dụng loại mặt cắt kênh bán nguyệt hoặc parapol, làm bằng vật liệu bê tông, bê cốt thép đúc sẵn, ứng dụng các hình thức làm kênh nổi để giảm thiểu diện tích chiếm đất của công trình Nghiên cứu ứng dụng một số loại vật liệu xây kênh và các biện pháp chống thấm trên kênh thuộc chương trình KC.08.22, kết quả nghiên cứu

đã đưa ra bộ thông số cơ bản, phân tích ưu điểm và nhược điểm của các loại vật liệu

và kết cấu phù hợp khi tiến hành cứng hóa kênh mương nội đồng

Nguyễn Xuân Tặng (2012) sử dụng đường ống thay thế kênh mương hở nội đồng Ở xã Yên Than, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh dùng 1.000m ống PVC tưới cho 15 ha của xã Yên Than (diện tích khó khăn nhất về nước trong xã) Hiệu quả đem lại đầu tư chỉ mất 98 triệu đồng, diện tích tưới tăng từ 7ha lên 15ha, trước kia năng suất chỉ đạt 40 tạ/ha thì nay đạt tới 43,5 tạ/ha), tiếp theo huyện Tiên Yên

đã cho nhân rộng mô hình tại xã Đại Dực và Hà Lâu Tương tự như vậy Nguyễn Văn Hương (2010) nghiên cứu xây dựng mô hình thử nghiệm trên khu ruộng 10ha của xã Bình Nguyên và thị trấn Hà Lam huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam

Dự án JICA-CDPIMs (2009) ứng dụng công nghệ làm kênh bê tông vỏ mỏng hình bán nguyệt ở khu thí điểm tại xã Yên Đông – huyện Yên Hưng – tỉnh Quảng Ninh Kích thước thành máng có chiều dày 6cm, đường kính máng 60cm, thi công đúc sẵn mỗi đoạn dài 3m, xây trụ đỡ bằng gạch đặc, xử lý bùn lầy bằng cọc tre, vận chuyển và lắp đặt các đoạn máng

Nguyễn Văn Lân (2006) nghiên cứu các nguyên nhân chính gây tổn thất nước trên kênh tưới và đề xuất hệ số sử dụng kênh mương cho các hệ thống kênh tưới ở Duyên Hải Miền Trung, hướng giải quyết là áp dụng các giải pháp làm giảm lượng thấm và rò rỉ qua kênh và bờ kênh để nâng cao hệ số sử dụng nước Nghiên cứu đã

phân tích được các tổn thất nước theo các nhóm nguyên nhân chủ yếu: Tổn thất nước do nhóm nguyên nhân chủ quan (duy tu bảo dưỡng kém, do ý thức của người dùng nước và quản lý nước kém); tổn thất nước do nhóm nguyên nhân khách quan (do thấm, rò rỉ, do công trình điều tiết, do bốc hơi)

Trần Thắng (2007) ứng dụng công nghệ phun khô bê tông trong xây dựng

kênh bê tông vỏ mỏng Công nghệ được ứng dụng thành công trên kênh N17 của hệ

thống Hồ Yên Lập (chiều dài kênh 648m, lưu lượng thiết kế Q= 0,286 m3/s; gồm

114 đoạn máng, chiều dài mỗi đoạn 6m; tiết diện parabol có đường kính D=80cm, H= 1,2 m, chiều dày thành 4cm, có 1 lớp thép Φ6, 2 lớp thép Φ1 đan ô lưới 1x1cm)

và ứng dụng xây dựng kênh N7, hồ chứa nước Ka La, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng Hiệu quả của công nghệ ‘‘phun khô bê tông’’ là rút ngắn được thời gian thi công, thi công được trong điều kiện mặt bằng thi công khó khăn, đặc biệt hiệu quả khi áp dụng sửa chữa những hư hỏng các công trình bê tông như cống, đường hầm,

bể chứa nước, bảo vệ mái đê, đập, mái dốc, xây dựng công trình kênh vỏ mỏng

Ở Việt Nam công nghệ NEOWEB cũng đã áp dụng ở một số công trình thủy

lợi, cụ thể: (i) Ứng dụng công nghệ NEOWEB để gia cố đoạn kênh tưới có chiều

dài L=100m, tại công trình thủy lợi Bản Nguyên, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ Theo tính toán, kinh phí xây dựng theo phương pháp thông thường là 185 triệu; kinh phí theo công nghệ NEOWEB là 169 triệu, giảm được 8,14% kinh phí so với công nghệ thông thường (ii) Ứng dụng công nghệ vật liệu NEOWEB để gia cố mái đập tạo ra một mái dốc “XANH” ở đập dâng Hồ Ngọc - Hoà Bình, đập có chiều dài

L = 100m Hiệu quả khi dùng NEOWEB để gia cố mái đập so với biện pháp thông thường thì giảm được 60% thời gian thi công, độ bền của vật liệu cao hơn (30 năm)

và kinh phí giảm được 2,12%

thủy lợi nội đồng

Hiện nay các hệ thống thủy lợi được nhà nước quan tâm đầu tư qua hàng chục năm đến nay đã tương đối hoàn chỉnh Tuy nhiên vấn đề đặt ra hiện nay là tình

trạng xuống cấp, năng lực phục vụ

Ở Việt Nam trong những năm gần đây giải pháp điều tiết, phân phối nước trong

hệ thống thủy lợi nói chung và hệ thống thủy lợi nội đồng nói riêng đã được chú trọng nghiên cứu theo hướng hiện đại hoá Đầu tư của Nhà nước cho các hệ thống thủy lợi tưới nước mặt đã được phát triển rất nhanh chóng Vấn đề đặt ra là làm cách nào để cải tiến, từng bước hiện đại hoá công tác quản lý và phân phối nước một cách hiệu quả, tiết kiệm nước và giảm giá thành đầu tư đang là một thách thức cho nghiên cứu khoa học phục vụ sản xuất Mặc dù yêu cầu hiện đại hoá cho công tác quản lý vận hành hệ thống thủy lợi là rất cần thiết nhưng việc nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam vẫn còn đang ở bước ban đầu

Trong những năm gần đây, một số hệ thống thủy lợi đã xây dựng các công trình

đo nước và điều tiết nước, chủ yếu là ở một số hệ thống mới được đầu tư nhờ sự hỗ trợ của các dự án quốc tế Tuy nhiên ở các dự án này, các công trình đo nước, điều tiết nước mới chỉ áp dụng chủ yếu ở các công trình đầu mối và kênh chính ở các hệ thống thủy lợi lớn, chưa được nghiên cứu áp dụng cho các cấp kênh nội đồng Một

số dự án như:

- Dự án “Quản lý tổng hợp trên hệ thống tưới bằng bơm ở Đồng bằng sông Hồng” do Úc tài trợ đã nghiên cứu, bố trí thí điểm một số điểm đo nước dọc kênh tưới chính La Khê, thuộc Công ty khai thác công trình thủy lợi La Khe dựa trên các công trình thủy lợi đã có sẵn Trong khuôn khổ dự án này, biện pháp đo đạc thủ công (định kỳ đọc mực nước trên các thủy chí và độ mở cống) và phương pháp đo đạc bán tự động (các thiết bị đo nước tự ghi) đã được thực hiện Kết quả đánh giá của dự án cho thấy, số liệu quan trắc trên hệ thống giữa các phương pháp tương đối giống nhau và phù hợp thông số vận hành của hệ thống

- Dự án do Ngân hàng Phát triển Châu Á tài trợ, các thiết bị tự ghi mực nước đã được lắp đặt tại một số công trình quan trọng trên hệ thống thủy nông sông Chu (Thanh Hóa), để phục vụ vận hành hệ thống theo thời gian và đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống Từ kết quả nghiên cứu thử nghiệm của Viện Khoa học

Thủy lợi Việt Nam, bánh xe đo nước Dethridge của Australia cũng được áp dụng trong dự án này

- Từ năm 2000 trở lại đây, công nghệ SCADA đã được Viện Khoa học Thủy lợi nghiên cứu theo hướng tích hợp giữa công nghệ SCADA và công nghệ phần mềm nhằm hỗ trợ quản lý vận hành hệ thống Tuy nhiên công nghệ này mới chỉ thực hiện

đo nước ở đầu nguồn và tại công trình đầu mối Công nghệ này đã dần được áp dụng tại một số hệ thống thủy nông và đạt được kết quả nhất định như:

+ Trong khuôn khổ đế tài cấp Bộ: “Nghiên cứu từng bước hiện đại hoá công tác quản lý hệ thống thủy nông Bắc – Nam Hồng, Đông Anh, Hà Nội”, đã hợp tác với nhà khoa học trong nước bước đầu sản xuất RTU (Remote Terminal Unit) bằng

vi xử lý nhằm chủ động công nghệ để thay thế PLC trong tương lai và xây dựng phần mềm Hệ điều hành hệ thống thủy nông trên giao diện tiếng Việt, đơn giản và thuận tiện cho người dùng

+ Ở hệ thống thủy nông Ấp Bắc- Nam Hồng (Đông Anh, Hà Nội), thiết bị đo mực nước bể hút (mực nước sông Hồng) bằng đầu đo siêu âm và bể xả của trạm bơm Ấp Bắc bằng đầu đo áp suất đã được lắp đặt thử nghiệm từ đầu năm 2003 để

đo đạc mực nước và truyền về máy tính của Công ty khai thác công trình thủy lợi tại thị trấn Đông Anh

+ Ở hệ thống thủy nông Đồng Cam (Phú Yên), đến nay đã được lắp đặt thử nghiệm thiết bị tự động đo mực nước và độ mở cống tại 3 vị trí là đầu mối kênh Bắc, kênh cấp 2 (N1 và N3)

+ Trong khuôn khổ dự án trợ giúp của chính phủ Pháp, hệ thống thủy nông Liễn Sơn (Vĩnh Phúc) đã được Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam xây dựng và chuyển giao phần mềm giám sát hệ thống thủy nông

+ Hệ thống thủy nông Bắc Sông Mã, Thanh Hóa đã đưa vào phục vụ sản xuất

4 điểm tự động đo mực nước và độ mở cống vào cuối năm 2004

+ Hệ thống thủy nông Nam Thái Bình đã lắp đặt điểm đo nước tại cống Lân

và cài đặt phần mềm kết nối truyền số liệu tự động từ cống Lân về máy tính

+ Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý và vận hành hệ thống thủy lợi cũng đã được triển khai ứng dụng tại Gò Công, Tiền Giang

Từ các kết quả nghiên cứu ứng dụng các giải pháp Khoa học công nghệ cho quản lý vận hành hệ thống đều chỉ chủ yếu tập trung vào các giải pháp đo nước và một số giải pháp hỗ trợ quản lý vận hành cho hệ thống công trình đầu mối và kênh cấp I Trong khi đó hầu hết các hệ thống thủy lợi nội đồng ở nước ta nói chung và Nghệ An nói riêng đều thiếu công trình đo nước và điều tiết nước Đây cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến các hệ thống thủy nông chưa phát huy được hiệu quả kinh tế và sử dụng nước lãng phí Các cửa lấy nước cũng như các công trình đo nước chủ yếu được xây dựng theo các loại truyền thống là sử dụng các cánh cống phẳng kéo lên để lấy nước và đóng lại để không lấy nước, không có chức năng đo đếm và kiểm soát lượng nước phân phối trên hệ thống tưới

T óm lại: Phân tích tổng quan cho thấy trên thế giới cũng như ở nước ta đã có

nhiều nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công nghệ xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi nội đồng Kinh nghiệm của các nước và của các nghiên cứu ở nước ta về xây dựng nông thôn cũng như áp dụng công nghệ xây dựng cơ sở hạ tầng về thủy lợi là bài học có giá trị cho việc áp dụng xây dựng hoàn chỉnh hệ thống thủy nội đồng phục vụ xây dựng nông thôn mới cho tỉnh Nghệ An

1.2 Tổng quan, đặc thù hệ thống thủy lợi nội đồng tỉnh Nghệ An

Nghệ An là tỉnh thuộc vùng Bắc Trung Bộ có địa hình đặc trưng cho cả 3 vùng đồng bằng ven đô, ven biển và trung du miền núi với những đặc điểm như sau:

- Đối với vùng đồng bằng ven đô:

+ Địa hình đồng ruộng thuận lợi ít bị chia cắt, bằng phẳng, trong khi nguồn nước lại tương đối thuận lợi có nhiều hệ thống các sông chảy qua nên việc quy hoạch công trình cấp nước thuận lợi hơn, công trình cấp nước chủ yếu là các trạm bơm;

+ Các công trình khi quy hoạch có quy mô phục vụ lớn và tập trung;

+ Đối việc tiêu nước cho nông nghiệp do địa hình đồng bằng và trũng nên cần

có hệ thống kênh và công trình để tiêu nước, hệ thống kênh tưới tiêu kết hợp có tỷ

lệ cao hơn so với vùng miền núi;

+ Vùng đồng bằng ven đô với địa hình, đất đai, điều kiện kinh tế giao thương thuận lợi nên việc phát triển các mô hình chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở vùng là mô hình hiệu quả phát triển, việc quy hoạch hệ thống thủy lợi cấp và thoát nước cho rau màu cũng cần được xây dựng;

+ Địa hình, nguồn nước thuận lợi nên lúa thường sản xuất được đến từ 2 đến

3 vụ/ năm, hệ thống thủy lợi cũng đảm bảo phục vụ cho việc canh tác 2-3 vụ/năm ngoài ra việc trồng cây vụ đông cũng rất phát triển trên địa bàn vùng

+ Việc quy hoạch xây dựng hệ thống thủy lợi kết hợp giao thống nội đồng phục vụ cơ giới hóa nông nghiệp được thực hiện nhiều hơn so với vùng khác

- Đối với vùng đồng bằng ven biển:

+ Với địa hình đồi cát nhiều thấm hút nước nhiều, thì nguồn nước ngọt tương đối khó khăn các công trình cấp nươc ngoài việc cấp nước cho nông nghiệp còn phải cấp nước cho nuôi trồng thủy sản làm muối, ngoài ra còn sự xâm nhập mặn đối với vùng đất sản xuất ven biển

+ Vùng ven biển với điều kiện thời tiết và địa hình khó khăn hay bị thiên tai ảnh hưởng ( lũ lụt, bão ) nên các công trình thủy lợi thường được quy hoạch kiên

cố (trạm bơm xây dựng 2 tầng, hồ chứa có đập được kiên cố hóa mái chắc chắn) để phù hợp với thời tiết khu vực

+ Vùng có đặc điểm nguồn nước hay bị nhiễm mặn nên các công trình ngăn mặn quỹ ngọt cũng được quy hoạch xây dựng để đảm bảo nguồn nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp

+ Hệ thống thủy lợi phục vụ cho việc tiêu thoát nước cho nông nghiệp và thủy sản thường bị ảnh hưởng đến nhau nên việc phát triển các tuyến đê nội đồng là

rất quan trọng (xâm nhập mặn do tiêu nước thủy sản vào nông nghiệp, hệ thống đê nội đồng không đảm bảo)

+ Hệ thống kênh mương hay bị ngập úng do thủy triều vào mùa mưa nên hệ thống kênh hay bị phá hoại, việc quy hoạch kênh mương có mật độ kênh nhỏ và thưa hơn so với vùng đồng bằng ven đô, hình thức kiên cố kênh thường bằng bê tông để tránh bị bồi lấp phá hoại

+ Đối với việc phát triển về thủy sản của vùng thì hệ thống thủy lợi phục vụ ngoài phục vụ cho nông nghiệp thì việc cung cấp nước cho nuôi trồng thủy sản cũng rất quan trọng phù hợp với đặc thù sản xuất

+ Vùng hay bị ngập úng chỉ canh tác 1-2 vụ sản xuất/ năm nên thường các công trình không phát huy được hiệu quả phục vụ, hệ thống công trình tiêu nước chưa đảm bảo cho nhu cầu sản xuất

+ Ngoài ra phải nhấn mạnh đây là vùng với đặc thù kinh tế các hộ dân phát triển vào nuôi trồng thủy nên việc công trình thủy lợi đảm bảo phục vụ cho người dân nuôi trồng thủy sản là một trong những mục tiêu ưu tiên phát triển thủy lợi của vùng

- Vùng trung du miền núi:

+ Vùng trung Miền núi có địa hình bị chia cắt, nguồn nước phụ thuộc chủ yếu vào nguồn nước trên khe suối là chủ yếu, nên việc quy hoạch công trình cấp nước chủ yếu là các đập dâng , hồ chưa, quy mô nhỏ lẻ phân tán, việc quy hoạch công trình thủy lợi phụ thuộc vào địa hình và nguồn nước, số lượng công trình nhiều hơn

so với vùng đổng bằng nhưng khả năng phục phụ lại nhỏ hơn

+ Đối với vùng trung du Miền núi khi quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng, thì hệ thống kênh mương có quy mô phục vụ nhỏ, kênh thường được bố trí dọc chéo theo các đường đồng mức, việc bố trí kênh mương phụ thuộc địa hình trong khi đồng ruộng phân tán nhỏ lẻ nên mặt cắt kênh thường nhỏ hơn so với vùng đồng bằng và khoảng cách giữa các kênh cũng xa hơn và không đồng đều

+ Với địa hình dốc nên việc tiêu nước cho nông nghiệp tương đối thuận lợi, hầu như các xã trong vùng chỉ quy hoạch và xây dựng hệ thống cấp nước, còn hệ thống tiêu tràn dựa trên địa hình dốc để tiêu

+ Nguồn nước, địa hình khó khăn nên đất nông nghiệp trong vùng chỉ sản xuất được 1- 2 vụ/ năm nên việc quy hoạch có công trình thủy lợi cũng chỉ phục vụ cho 1-2 vụ sản xuất/ năm

+ Địa hình đia lại khó khăn, kênh mương phụ thuộc địa hình nên hệ thống thủy lợi kết hợp giao thông nội đồng ít được thực hiện

+ Ngoài ra với điều kiện kinh tế của người dân khó khăn, có số lượng lớn dân tộc tập trung sinh sống cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến việc phát triển thủy lợi của vùng

1.3 Thực trạng hệ thống thủy lợi nội đồng tỉnh Nghệ An

1.3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội

Nghệ An có diện tích tự nhiên: 16.487 km², thuộc vùng Bắc Trung Bộ, có vị trí

từ 18033’ đến 21001’ vĩ độ Bắc và từ 103052’ đến 105048’ kinh độ Đông Trong đó:

- Phía Bắc giáp tỉnh Thanh Hóa

- Phía Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh

- Phía Tây giáp nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào

- Phía Đông là biển Đông

Hình 1.5- Bản đồ hành chính tỉnh Nghệ An Nghệ An, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 4 mùa rõ rệt: Xuân,

Hạ, Thu, Đông Từ tháng 4 đến tháng 8 dương lịch hàng năm, tỉnh chịu ảnh hưởng của gió phơn tây nam khô và nóng Vào mùa đông, chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc lạnh và ẩm ướt

Nghệ An là một tỉnh có đầy đủ địa hình núi cao, trung du, đồng bằng và ven biển Phía Tây là dãy núi Bắc Trường Sơn Tỉnh có 10 huyện miền núi, trong số đó

5 huyện là miền núi cao Các huyện miền núi này tạo thành miền Tây Nghệ An Có

9 huyện trong số trên nằm trong Khu dự trữ sinh quyển miền tây Nghệ An đã được UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển thế giới Các huyện, thị còn lại là trung du và ven biển, trong đó Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Nghi Lộc, và Cửa Lò giáp biển Do địa hình dốc từ Tây sang Đông nên lũ ở các sông lên nhanh gây ra hiện tượng ngập úng cho nhiều nơi đặc biệt là khu vực đồng bằng, ven biển Trong khi

đó khu vực miền núi có độ dốc lớn, địa hình bị chia cắt nên việc cấp nước tưới gặp khá nhiều khó khăn

Đặc điểm sông ngòi, dòng chảy: Mật độ sông suối tại Nghệ An tương đối dày, trung bình 1km/km2, vùng Tây Bắc và Tây Nam 1,5 km/km2

b K inh tế, xã hội

Dân số: Tính đến hết năm 2014 dân số tỉnh Nghệ An có 3,037 triệu người, tỷ lệ tăng dân số hàng năm 1,1%, dân cư phân bố không đông đều trong tỉnh Mật độ dân

số bình quân trong toàn tỉnh 198 người/km2 Trong đó, vùng đồng bằng ven biển là

1025 người/km2, vùng miền núi 141 người/km2, cao nhất là thành phố Vinh 2841 người/km2, thị xã Cửa Lò 1865 người/km2, thấp nhất là huyện Tương Dương 26 người/km2

Lao động: Tổng số lao động toàn tỉnh 1.723.658 người, chiếm 55,2% dân số Lao động ở độ tuổi 15 đến 24 chiếm 22,4%, từ 25 đến 34 chiếm 14,2%, 35 đến 44

chiếm 12,6%, 45 đến 54 chiếm 51,8% dân số trong độ tuổi lao động

Phát triển kinh tế nông nghiệp: Giá trị sản xuất nông nông nghiệp năm 2013 ước đạt 21.274 tỷ đồng Trong đó:

- Tổng diện tích gieo trồng cây hàng năm 2013 đạt 370,126,4 ha

- Chăn nuôi: Theo kết quả điều tra chăn nuôi 01/10/2013, tổng đàn trâu có

291957 con, tổng đàn bò có 382398 con : bò sữa 28709 con, tăng 2799 con Sản lượng thịt trâu hơi xuất chuồng 8557 tấn, sản lượng bò xuất chuồng 13039 tấn, sản lượng sữa bò ước đạt 94971 tấn Tổng đàn lợn đạt 1014930 con, số lợn xuất chuồng đạt 2,42 triệu con, sản lượng thịt hơi xuất chuồng đạt 135397 tấn Tổng đàn gia cầm đạt 17,279 triệu con: đàn gà 13,547 triệu con chiếm 78,4% tổng đàn

1.3.2 Hiện trạng công trình thủy lợi và tổ chức quản lý khai thác

Đến nay ngoài hai hệ thống thủy nông Bắc và Nam Nghệ An, toàn tỉnh đã xây dựng được 1.257 hồ chứa nước lớn và nhỏ; 427 đập dâng nước cho vùng miền núi cao; 810 trạm bơm lấy nước trực tiếp từ các sông suối và hệ thống kênh nội đồng phục vụ tưới Xây dựng hệ thống tiêu úng và ngăn mặn Diễn Yên, hệ thống tiêu úng

và ngăn mặn vùng Nam – Hưng – Nghi và mạng lưới kênh tiêu nội đồng khác đảm bảo tiêu úng cho 25.000 ha lúa vụ chiêm xuân và vụ hè thu Xây dựng được 586,8

km đê sông, đê nội đồng và đê biển (đê sông 123,7 km; đê nội đồng 234,6 km; đê biển và cửa sông 158,5 km) bảo vệ cho 66.650 ha đất sản xuất nông nghiệp và 937.000 người dân Xây dựng các công trình cấp nước sinh hoạt cho thành phố, thị

xã, thị trấn và nước sinh hoạt nông thôn, đảm bảo trên 70% dân số có nước sạch sử dụng

Hệ thống thủy lợi tỉnh Nghệ An được phân làm ba vùng như trong bảng sau: Bảng 1.1- Tổng hợp công trình thủy lợi và diện tích tưới tỉnh Nghệ An

Đã kiên cố

Chưa kiên cố

có 725 công trình thủy lợi phục vụ tưới (370 hồ chứa; 347 trạm bơm; 8 đập dâng nước) đảm bảo tưới 49.996 ha/65.141 ha diện tích thiết kế

- Vùng 2: Nam – Hưng – Nghi – TP.Vinh – Thị xã Cửa Lò: Toàn vùng có tổng diện tích tự nhiên 93.362,5 ha, trong đó đất sản xuất nông nghiệp 40674,7 ha, đất canh tác hàng năm 32.808,9 ha, đất trồng cây lâu năm 7.865,8 ha, đất trồng lúa 25.463 ha, đất trồng cỏ 78,4 ha, đất trồng cây hàng năm khác 7.267,4 ha Hiện tại toàn vùng có 393 công trình thuỷ lợi phục vụ tưới (108 hồ chứa vừa và nhỏ, 285 trạm bơm điện), diện tích được tưới 23.332 ha/33.442 ha thiết kế

- Vùng 3: Vùng miền núi: Vùng miền núi Nghệ An có diện tích đất tự nhiên

1.374.986,3 ha chiếm 83,3% diện tích tự nhiên toàn tỉnh, trong đó đất sản xuất nông nghiệp 140,384 ha, đất trồng cây hàng năm 99.852,4 ha, đất trồng cây lâu năm

40,531,6 ha đất trồng cây hàng năm khác 62.877,6 ha, đất trồng lúa 36.168,8 ha Toàn vùng đã xây dựng được 1.591 công trình thuỷ lợi trong đó có 1.333 công trình kiên cố, 258 công trình tạm (phai gỗ, xe nước), đảm bảo tưới 31.565,6 ha (trong đó

có 1.268,5 ha công trình tạm tưới) Kênh mương có 2.205,3 km, đã kiên cố được 1.270,6 km còn 934,7 km kênh chưa kiên cố

Hiện nay hệ thống thủy lợi nhỏ do các tổ chức thủy nông cơ sở quản lý phục vụ tưới tiêu cấp nước nuôi trồng thủy sản cho diện tích 121.070,7ha, chiếm 47,5% tổng

số diện tích tưới trên toàn tỉnh (báo cáo của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Nghệ An (2015) Trong đó:

- Cấp nước bằng động lực (lúa, màu, tạo nguồn): 59.062,3ha;

- Cấp nước bằng trọng lực (lúa, màu): 24.901,5 ha;

- Cấp nước thủy sản 22.280,2ha;

- Cấp nước sản xuất muối 14.826,7ha

Hệ thống công trình thủy lợi trên địa bàn tỉnh có tỷ lệ diện tích trồng trọt được tưới tiêu đảm bảo là 97%; trong khi đó nuôi trồng thủy sản thì tỷ lệ cấp thoát nước đảm bảo đạt khoảng 83% so với kế hoạch

Trên địa bàn tỉnh hiện nay có 7 công ty trách nhiệm hữu hạn khai thác công trình thủy lợi (TNHH MTV KTCTTL) là: Công ty TNHH MTV KTCTTL Nam Nghệ An; Bắc Nghệ An; Anh Sơn; Tân Kỳ; Phủ Quỳ; Thanh Chương: Quỳ Hợp

Sơ đồ tổ chức của các công ty đều có đặc điểm khác giống nhau là có các Ban giám đốc, các phòng ban chuyên môn, phòng kế hoạch tổng hợp và các Xí nghiệp, cụm tổ thủy nông trực tiếp vận hành công trình:

Hình 1.6- Sơ đồ tổ chức của Công ty khai thác công trình thủy lợi trên địa bàn Các công ty khai thác công trình thủy lợi trên địa bàn tỉnh thực hiện chức năng

về quản lý khai thác và bảo vệ hệ thống công trình thủy lợi, cấp nước tưới tiêu phục

vụ sản xuất nông nghiệp (kể cả tạo nguồn) và các ngành kinh tế khác trên địa bàn như nước sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản… Ngoài ra, các công ty cũng có các ngành kinh doanh khác như khảo sát, thiết kế, tư vấn lập dự án, tư vấn giám sát và thi công các công trình thủy lợi, đường giao thông, công trình dân dụng, kinh doanh mặt nước hồ đập kết hợp nuôi trồng thủy sản và dịch vụ du lịch

Các hệ thống công trình thủy lợi do công ty quản lý cơ bản đã hoàn chỉnh, kênh mương và các công trình trên kênh đã được kiên cố hóa, có đầy đủ quy trình vận hành điều tiết, có cán bộ có năng lực quản lý khai thác nên đảm bảo việc tưới tiêu

và duy tu bảo dưỡng

Hiện nay các công ty thủy nông có nguồn thu chủ yếu là từ nguồn cấp bù thủy lợi phí, mức thu cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu về lương, phụ cấp cho cán bộ Các công ty thủy nông đã lớn mạnh hơn rất nhiều khi được cấp bù thủy lợi, do đó mức lương và kinh phí cho duy tu sửa chữa nạo vét công trình thủy lợi đã tăng lên đáng

kể

Tuy nhiên, hiện nay do khí hậu thời tiết phức tạp, lũ lụt, hạn hán… thường

Xí nghiệp quản lý công

Ban g iám đốc

xuyên đe dọa độ an toàn và hoạt động của công trình gây khó khăn cho công tác quản lý vận hành đặc biệt là vào mùa mưa lũ Ngoài ra do việc phụ thuộc vào nguồn kinh phí cấp bù thủy lợi phí của nhà nước nên các công ty sẽ gặp rất nhiều khó khăn nếu Chính phủ bỏ quy định cấp bù thủy lợi phí

Theo báo cáo của Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Nghệ An thì tính đến hết tháng 6/2015 trên địa bàn toàn tỉnh có 463 tổ chức thủy nông cơ sở có đầy

đủ tư cách pháp nhân để hoạt động trong đó:

- Mô hình Hợp tác xã nông nghiệp (HTXNN) là 456 tổ chức (chiếm 98,5%) Tổ chức bộ máy và hoạt động của các HTXNN theo luật hợp tác xã năm 2003 (hiện nay đang chuyển đổi hoạt động theo luật hợp tác xã năm 2012) Hợp tác xã nông nghiệp có làm dịch vụ thủy lợi trên địa bàn tỉnh Nghệ An đều có đầy đủ tư cách pháp nhân, có tài khoản, con dấu và đa số có trụ sở làm việc Nguồn thu chính của HTXNN là từ nguồn cấp bù thủy lợi phí và phí dịch vụ thủy lợi nội đồng thu từ người dùng nước

- Tổ hợp tác: mô hình tổ hợp tác trên địa bàn tỉnh Nghệ An được thành lập chủ yếu từ các dự án tài trợ, hiện nay trên toàn tỉnh đang tồn tại 7 tổ hợp tác có đầy đủ

tư cách pháp nhân để hoạt động dịch vụ thủy lợi (chiếm tỷ lệ 1,5%)

- Ủy ban nhân dân cấp xã quản lý trực tiếp công trình thủy lợi Đây là mô hình chiếm tỷ lệ rất ít Ở một số xã do chưa thành lập được các tổ chức thủy nông cơ sở nên ủy ban nhân dân cấp xã giao cho ban nông nghiệp của xã trực tiếp quản lý công trình thủy lợi và điều hành công tác tưới tiêu, duy tu bảo dưỡng công trình trên địa bàn xã Các thành viên hoạt động theo hình thức kiêm nhiệm nên hiệu quả hoạt động là rất thấp

- Tổ/đội thủy nông: Mô hình tổ thủy nông khá phổ biến ở các huyện miền núi Các thôn/bản lập ra tổ thủy nông 3-4 người hoặc Ban chỉ đạo sản xuất thôn để quản

lý công trình thủy lợi trong phạm vi thôn Hầu hết ở các địa phương, trưởng thôn trực tiếp quản lý công trình thủy lợi Mô hình này các thành viên cũng hoạt động

kiêm nhiệm và hiệu quả hoạt động cũng rất thấp, chỉ phục vụ tưới tiêu cho một phạm vi diện tích rất nhỏ

1.3.3 Thực trạng hệ thống thủy lợi nội đồng ở tỉnh Nghệ An

- Điều tra, thu thập thông tin hệ thống thủy lợi nội đồng tại các cấp tỉnh, huyện

và xã Tại cấp tỉnh điều tra tại Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Chi cục thủy lợi, Công ty khai thác công trình thủy lợi Bắc và Nam Nghệ An, tại cấp huyện điều tra tại Phòng Nông nghiệp và phát triển nông thôn 3 huyện: Diễn Châu, Nghi Lộc và Thanh Chương đại diện cho 3 vùng: Vùng Đồng bằng ven đô, đồng bằng ven biển và miền núi của tỉnh Nghệ An Tại mỗi huyện, thực hiện điều tra tại 5 xã điển hình

- Sử dụng phiếu điều tra và phỏng vấn cán bộ xã, cán bộ chuyên môn thủy lợi

và đại diện người dân ở các xã điểm điều tra

- Thực hiện khảo sát thực địa công trình thủy lợi, hệ thống kênh mương nội đồng tại các xã điều tra

- Trong mỗi huyện tiến hành chọn 5 xã mang những đặc điểm về thủy lợi để điều tra chi tiết, để việc điều tra có thể phản ánh được thực trạng hệ thống thủy lợi của huyện của tỉnh nhóm nghiên cứu đã lựa chọn các xã theo tiêu chí: xã khó khăn

về thủy lợi, xã thuận lợi về thủy lợi, xã có mô hình chuyển đổi sản xuất hiệu quả, xã

có cả hệ thống công trình độc lập của xã và có công trình do công ty khai thác công trình thủy lợi quản lý chảy qua, xã có số lượng và loại hình công trình độc lập mang tính đại diện cho huyện

Việc quy hoạch hệ thống thủy lợi nội đồng được các xã lồng nghép trong đồ án

quy hoạch xây dựng nông thôn mới, thuộc nội dung quy hoạch hạ tầng kỹ thuật Tính đến 8/2013 thì các xã trong tỉnh hầu như chưa có quy hoạch chi tiết hệ thống thủy lợi nội đồng Kết quả cụ thể tại 15 xã điều tra như sau:

Kênh cấp

3, chân rết

Trung bình toàn xã

Tỷ lệ kênh tưới kết hợp giao

Nguồn: Đề tài Nghiên cứu đề xuất các giải pháp khoa học và công nghệ về giao thông nông thôn, thủy lợi phù hợp với quy hoạch làng xã phục vụ xây dựng nông thôn mới vùng Bắc Trung Bộ (2014)

- Mật độ kênh: Thực tế cho thấy hệ thống kênh tưới cấp 3 và kênh chân rết của các xã hiện nay là còn rất thiếu nên việc chủ động tưới tiêu là gặp khó khăn tình trạng tưới tràn từ thửa này sang thửa khác là phổ biến Có những xã hiện nay mật độ kênh phục vụ trên toàn xã rất thấp như Xã Nghi Thái 12m/ha, xã Diễn Phúc 52m/ha việc lấy nước của các thửa ruộng ở đây chủ yếu là lấy trực tiếp trên các cống trên kênh cấp 2 sau đó chảy tràn sang các thửa ruộng ở xã hệ thống kênh cấp 3 và chân rếtchỉ có một vài tuyến Hệ thống kênh mương chưa đáp ứng được yêu cầu của việc quy hoạch đồng ruộng, kênh chỗ thiếu chỗ thừa Hiện nay thì mật độ kênh tưới trên chỉ phục vụ tưới cho lúa còn hệ thống kênh tưới cho cây màu là còn rất thiếu Việc lấy nước tưới đối với cây màu của các xã hiện nay chủ yếu là do các hộ sản xuất tự dùng các biện pháp để lấy nước tưới như khoan giếng ngầm tại ruộng, đào hố trữ nước, còn đối với mô hình cánh đồng mẫu lớn thì chưa đảm bảo phục vụ được các điều kiện sản xuất của mô hình như sản xuất đồng thời, chăm sóc thu hoạch đồng

thời nên hiệu quả mô hình chưa cao như xã Diễn Thành mật độ kênh tưới nội đồng cho lúa là 320m/ha trong khi diện tích trồng màu là tương đối lớn 266ha chưa có hệ thống kênh tưới phục vụ, các hộ tự khoan giếng ngầm để lấy nước tưới dẫn đến tình trạng kênh chỗ thiếu chỗ thừa

- Khoảng cách kênh: Theo kết quả điều tra ở các xã thì khoảng cách giữa các kênh cấp 3 hay kênh chân rết là còn xa trung bình giữa tưới có 4-5 thửa ruộng liền

kề nhau nên vẫn còn tình trạng các thửa ruộng ở xa kênh không đảm bảo được chủ động sản xuất

- Chiều rộng bờ kênh: Chiều rộng kênh cấp I trung bình khoảng 3,8m; kênh cấp

II là 2,7m và kênh nội đồng là 1,1m Qua đó có thể thấy chiều rộng bờ kênh cơ bản

đã đảm bảo cho việc kết hợp bờ kênh làm đường giao thông nội đồng hoặc giao thông nông thôn (với các tuyến kênh đi qua khu dân cư)

- Tỷ lệ kênh tưới tiêu tách biệt: Theo kết quả điều tra trung bình của các xã thì

tỷ lệ này là 63% (kênh chỉ làm 1 nhiệm vụ tưới hoặc tiêu) Tuy tỷ lệ kênh tưới tiêu làm nhiệm vụ tưới tiêu riêng biệt cao chủ yếu là do khi quy hoạch hệ thống thủy lợi

ở các xã không bố trí hệ thống kênh tiêu mặt ruộng, việc thực hiện tiêu nước cho nông nghiệp chủ yếu là được tập trung vào các trục tiêu chính còn việc tiêu nước mặt ruộng chủ yếu theo hình thức tiêu tràn từ thửa này sang thửa khác và tập trung vào trục tiêu chính Các tuyến kênh cấp 1ở đây thường làm nhiệm vụ tưới riêng biệt không tham gia vào công tác tiêu nước nhưng ở các xã có hệ thống tiêu nước khó khăn thì các tuyến kênh cấp 2 trở xuống ngoài làm nhiệm vụ tưới thì vẫn được kết hợp tiêu nước việc này xảy ra nhiều ở các xã đồng bằng

- Tỷ lệ kênh tưới kết hợp giao thông nông thôn: Theo kết quả điều tra bình quan các xã tỷ lệ này là 61% Tuy tỷ lệ kênh mương tưới kết hợp giao thông nông thôn tương đối lớn nhưng thực tế chỉ có một số tuyến kênh chạy qua khu dân cư là được kết hợp với đường giao thông nông thôn Còn đối với các tuyến kênh ngoài đồng ruộng thì mặc dù kênh mương có bờ kết hợp giao thông nhưng chưa được nâng cấp, kiên cố, không đảm bảo về đủ bề rộng để phục vụ cơ giới hóa sản xuất