Giáo trình Thiết kế hệ thống tưới tiêu: Phần 1 - PGS.TS. Phạm Việt Hòa

Giáo trình Thiết kế hệ thống tưới tiêu: Phần 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Đặc điểm tự nhiên và yêu cầu tưới tiêu ở nước ta; Hệ thống tưới, tiêu nước mặt ruộng; Thiết kế hệ thống kênh và đường ống dẫn nước;...Mời các bạn cùng tham khảo!

NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 7

Các từ viết tắt 9

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ YÊU CẦU TƯỚI TIÊU Ở NƯỚC TA 11

1.1 Một số đặc điểm điểm tự nhiên của nước ta 12

1.1.1 Đặc điểm khí hậu 12

1.1.2 Tài nguyên đất 15

1.1.3 Tài nguyên nước 16

1.1.4 Địa hình 18

1.2 Tình hình hạn hán và yêu cầu tưới của các vùng nông nghiệp 20

1.3 Tình hình ngập úng và lũ lụt các vùng nông nghiệp 26

1.3.1 Các nguyên nhân gây nên úng 27

1.3.2 Ngập úng lụt do mưa lớn nội đồng 29

1.3.3 Ngập lụt, úng do mưa lớn trong đồng kết hợp với lũ lớn ngoài sông 29

1.3.4 Ngập lụt, úng do lũ lớn trên sông gây tràn, vỡ đê bối, đê địa phương, kết hợp với mưa lớn trong đồng và nước dâng do bão 30

1.3.5 Lũ lớn gậy vỡ đê làm ngập lụt diện rộng 31

1.5.6 Những trận lũ lụt lớn nhất Việt Nam trong 20 năm qua 32

1.4 Phương hướng chung quy hoạch tưới tiêu nước cho các vùng nông nghiệp 33

1.4.1 Phương hướng chung quy hoạch tưới cho các vùng nông nghiệp 33

1.4.2 Phương hướng chung quy hoạch tiêu úng 34

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG TƯỚI, TIÊU NƯỚC MẶT RUỘNG 36

2.1 Khái quát chung về hệ thống tưới mặt ruộng 36

2.1.1 Phương pháp tưới 36

2.1.2 Sự lựa chọn các phương pháp tưới cho cây trồng 37

2.2 Phương pháp tưới mặt đất 37

2.2.1 Tưới ngập cho lúa 37

2.2.2 Phương pháp tưới giải 40

2.2.3 Kỹ thuật tưới rãnh 50

2.2.4 Phương pháp thực nghiệm xác định chất lượng tưới rãnh và tưới giải 61

2.3 Khái quát chung hệ thống kênh tiêu nước mặt ruộng 63

2.3.1 Khả năng trữ nước mặt ruộng của cây trồng cạn 64

2.3.2 Quá trình hình thành dòng chảy trên ruộng cây trồng cạn 65

2.4 Xác định khoảng cách giữa hai kênh tiêu cấp cố định cuối cùng trên ruộng cây trồng cạn 66

2.4.1 Xác định khoảng cách giữa hai kênh tiêu cấp cố định cuối cùng theo dòng ổn định 66

2.4.2 Xác định khoảng cách giữa 2 kênh tiêu cấp cố định cuối cùng theo dòng không ổn định 69

2.5 Xác định cấu trúc của hệ thống tiêu nước ngầm 72

2.5.1 Một số đặc trưng vật lý và chỉ tiêu cơ bản của vùng tiêu nước ngầm 72

2.5.2 Xác định cấu trúc hệ thống tiêu ngầm theo dòng ổn định 84

2.5.3 Xác định cấu trúc của hệ thống tiêu nước ngầm theo dòng không ổn định 94

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÊNH VÀ ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC 102

3.1 Mục đích và ý nghĩa 102

3.2 Những tài liệu cơ bản dùng để thiết kế kênh 102

3.2.1 Tài liệu về yêu cầu chuyển nước 102

3.2.2 Tài liệu về địa hình, địa chất tuyến kênh 103

3.3 Các hình thức mặt cắt kênh - chế độ thủy lực trong kênh 103

3.3.1 Các hình thức mặt cắt kênh 103

3.3.2 Chế độ thủy lực trong kênh 107

3.4 Thiết kế kênh tưới 109

3.4.1 Tính lưu lượng trên kênh tưới 109

3.4.2 Thiết kế kênh tưới 129

3.5 Thiết kế kênh xây và kênh bê tông 140

3.5.1 Một số vấn đề trong thiết kế kênh xây và kênh bê tông 140

3.5.2 Các yêu cầu đối với kênh xây và kênh bê tông 141

3.5.3 Các nội dung thiết kế kênh xây và kênh bê tông 141

3.6 Tính toán thiết kế đường ống dẫn nước 143

3.6.1 Khái quát chung 143

3.6.2 Nội dung tính toán thiết kế đường ống dẫn nước 144

3.6.3 Một số lưu ý khi tính toán thiết kế đường ống dẫn nước 148

3.7 Thiết kế kênh tiêu 148

3.7.1 Tính lưu lượng kênh tiêu 148

3.7.2 Thiết kế mặt cắt dọc ngang kênh tiêu 153

3.7.3 Thiết kế kênh tiêu theo lớp lót kênh 155

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI TIÊN TIẾN, TIẾT KIỆM NƯỚC 161

4.1 Khái quát chung 161

4.2 Kỹ thuật tưới phun mưa 162

4.2.1 Khái quát 162

4.2.2 Cấu tạo và phân loại 164

4.2.3 Vòi phun mưa và các đặc trưng 166

4.2.4 Thiết kế, tính toán hệ thống phun mưa 175

4.2.5 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật quản lý khai thác 182

4.2.6 Công tác vận hành quản lý, khai thác kỹ thuật tưới phun mưa 184

4.3 Kỹ thuật tưới cục bộ tiết kiệm nước 185

4.3.1 Giới thiệu kỹ thuật tưới hiện đại tiết kiệm nước 185

4.3.2 Cơ sở xác định chế độ tưới hợp lý với kỹ thuật tưới hiện đại tiết kiệm nước.193 4.3.3 Yêu cầu của kỹ thuật tưới cục bộ tiết kiệm nước đối với chất lượng nước 199

4.3.4 Kỹ thuật tưới nhỏ giọt 200

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TƯỚI, TIÊU 208

5.1 Mục đích và ý nghĩa 208

5.2 Tính toán phối hợp nguồn nước công trình đầu mối tưới 209

5.2.1 Các tài liệu cần thiết dùng để tính toán 209

5.2.2 Tính toán phối hợp nguồn nước khi công trình lấy nước tự chảy trên sông 209

5.2.4 Tính toán phối hợp nguồn nước khi công trình đầu mối là trạm bơm 227

5.3 Tính toán tiêu nước cho vùng úng 227

5.3.1 Nguyên nhân và các biện pháp cải tạo đất vùng úng 227

5.3.2 Bố trí hệ thống thủy lợi vùng úng 231

5.3.3 Tính toán thủy lợi vùng úng 236

5.4 Tính toán lựa chọn phương án tưới cho hệ thống thủy lợi làm việc không ổn định 252

5.4.1 Phân vùng quy hoạch tưới 252

5.4.2 Cơ sở đề xuất giải pháp cấp nước 253

5.4.3 Phân tích, đánh giá khả năng cấp nước của hệ thống .254

5.5 Tính toán lựa chọn phương án tiêu cho hệ thống thủy lợi làm việc không ổn định 271

5.5.1 Phân vùng tiêu 271

5.5.2 Nghiên cứu đề xuất phương án công trình đầu mối 273

5.5.3 Tính toán tiêu nước mặt theo mô hình thủy lực 274

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ CẢI TẠO, NÂNG CẤP VÀ HIỆN ĐẠI HÓA HỆ THỐNG TƯỚI 284

6.1 Mục đích và ý nghĩa 284

6.2 Các nguyên tắc, yêu cầu khi thiết kế cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống tưới 285

6.2.1 Nguyên tắc chung 285

6.2.2 Yêu cầu chung đối với cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống tưới 285

6.3 Thiết kế kênh và công trình trên kênh theo hướng hiện đại hóa 286

6.3.1 Nguyên tắc, cơ sở và phương án thiết kế hiện đại hóa hệ thống tưới 286

6.3.2 Thiết kế kênh theo hướng hiện đại hóa 289

6.3.3 Thiết kế công trình trên kênh 298

6.4 Ứng dụng hệ thống điều khiển có giám sát và thu thập số liệu (SCADA) trong hệ thống tưới 311

6.4.1 Giới thiệu chung và ứng dụng SCADA trong quản lý hệ thống tưới 311

6.4.2 Các mức độ hiện đại của SCADA cho các hệ thống tưới 312

6.4.3 Cấu trúc của một hệ thống SCADA 313

6.4.4 Các nguyên tắc làm việc 316

6.4.5 Các bước ứng dụng SCADA và các yêu cầu về vận hành và bảo dưỡng hệ thống SCADA 317

TÀI LIỆU KHAM KHẢO 321

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế hệ thống tưới tiêu là một trong những môn học chính của chương trình đào tạo Đại học ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước Để đáp ứng yêu cầu đào tạo và trang bị những kiến thức cơ bản, cần thiết cho người học có thể thiết kế được hệ thống tưới tiêu cũng như kiểm soát và đo nước trên các hệ thống thủy lợi, chúng tôi

biên soạn “Giáo trình Thiết kế hệ thống tưới, tiêu”

Nội dung Giáo trình giúp sinh viên nắm được tổng thể tình hình đặc điểm tự nhiên và yêu cầu tưới, tiêu nước của các vùng kinh tế ở nước ta; Trang bị những kiến thức cơ bản để xác định cấu trúc hệ thống hệ thống tưới, tiêu nước mặt ruộng; Tính toán xác định được quy mô hệ thống, công trình tưới, tiêu nước và lựa chọn được giải pháp để tưới, tiêu cải tạo đất cho vùng hạn cũng như vùng ngập úng; Thiết kế cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống tưới tiêu Nội dung của giáo trình đáp ứng yêu cầu học tập và nghiên cứu của sinh viên ở bậc đại học, đồng thời cũng là tài liệu tham khảo tốt cho người học ở bậc cao hơn cũng như các cán bộ kỹ thuật, kỹ sư chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước

Được sự quan tâm ủng hộ của Ban Giám hiệu cũng như các phòng ban của Trường Đại học Thủy lợi và sự tham gia góp ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh

vực Kỹ thuật Tài nguyên nước trong và ngoài trường, Giáo trình Thiết kế hệ thống

tưới, tiêu đã được biên soạn và hoàn thành ở Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước do

PGS.TS Phạm Việt Hòa làm chủ biên Nội dung Giáo trình bao gồm 6 chương: Chương 1 Đặc điểm tự nhiên và yêu cầu tưới tiêu ở nước ta do PGS.TS Phạm Việt Hòa biên soạn

Chương 2 Hệ thống tưới tiêu nước mặt ruộng do PGS.TS Phạm Việt Hòa biên soạn

Chương 3 Thiết kế hệ thống kênh và đường ống dẫn nước do TS Nguyễn Lương Bằng biên soạn

Chương 4 Thiết kế hệ thống tưới tiên tiến, tiết kiệm nước do PGS.TS Phạm Việt Hòa biên soạn

Chương 5 Tính toán xác định quy mô công trình đầu mối tưới, tiêu do TS Nguyễn Lương Bằng biên soạn

Chương 6 Thiết kế cải tạo, nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống tưới do TS Nguyễn Lương Bằng biên soạn

Các tác giả và Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi cùng Nhà xuất bản Bách Khoa đã hỗ trợ và tạo điều kiện cho việc biên soạn và in ấn giáo trình này

Mặc dù các tác giả, thành viên tham gia chính và Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước đã có nhiều cố gắng để hoàn thành việc biên soạn giáo trình, tuy nhiên không tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp cho nội dung cũng như hình thức của giáo trình để lần xuất bản lần sau sẽ hoàn chỉnh hơn

Các tác giả

CÁC TỪ VIẾT TẮT

Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp quốc

GDP Tổng thu nhập quốc dân

HĐH Hiện đại hóa

HTTL Hệ thống thủy lợi

QLKTCTTL Quản lý khai thác công trình thủy lợi

TDMNBB Trung du miền núi Bắc bộ

SCADA Điều khiển có giám sát và thu thập số liệu

(Supervisory Control and Data Acquisition)

WEAP Chương trình tính toán lượng nước và quy hoạch hệ thống

Trong sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lương thực nói riêng, nước là yếu tố cần thiết hàng đầu Do vậy, ngay từ trước Cách mạng tháng Tám, một số hệ thống tưới lớn đã được xây dựng như Bái Thượng (Thanh Hóa), Đô Lương (Nghệ An), Cầu Sơn (Bắc Giang), Liễn Sơn (Phú Thọ), Đồng Cam (Phú Yên) v.v… Sau Cách mạng tháng Tám, đặc biệt là từ sau năm 1975, nhiều hệ thống tưới, tiêu đã được đầu tư xây dựng để phục vụ sản xuất nông nghiệp, nhằm đáp ứng yêu cầu bảo đảm an ninh lương thực, tiến tới đẩy mạnh xuất khẩu, góp phần phát triển kinh tế của đất nước, nâng cao mức sống của nhân dân

Việt Nam có vị trí từ 8°2’ ÷ 23°23’ vĩ độ Bắc và 102°08’ ÷ 109°28’ kinh độ Đông, chiều dài đất nước theo đường thẳng là 1650 km Khí hậu Việt Nam là nhiệt đới gió mùa, cây trồng vật nuôi rất phong phú Mỗi vùng có cây trồng vật nuôi rất đa dạng Dựa vào đặc điểm khí hậu của từng miền, từng vùng mà Việt Nam chia đất nước thành 7 vùng sinh thái nông nghiệp khác nhau phù hợp với đặc điểm khí hậu

và khả năng thích ứng của các loại giống cây trồng

- Vùng Trung du miền núi phía Bắc, gồm 14 tỉnh

- Vùng đồng bằng sông Hồng, gồm 11 tỉnh thành phố

- Vùng Duyên hải Bắc Trung bộ, gồm 6 tỉnh

- Vùng Duyên hải Nam Trung bộ, gồm 8 tỉnh thành phố

- Vùng Tây Nguyên, gồm 5 tỉnh

- Vùng Đông Nam bộ, gồm 6 tỉnh và thành phố

- Vùng đồng bằng sông Cửu Long, gồm 13 tỉnh thành phố

Tính đến nay, khoảng 80% trong 7 triệu hecta đất canh tác tại 7 vùng kinh tế - xã hội mà đa phần trong số đó là diện tích trồng lúa đã được trang bị cơ sở hạ tầng thủy

lợi Các hệ thống tưới tiêu đã góp phần rất đáng kể trong việc tăng trưởng của ngành nông nghiệp, đặc biệt là tăng sản lượng lương thực Tuy nhiên thực tế chỉ có khoảng 50% diện tích canh tác ở các hệ thống thủy lợi được cấp nước một cách tương đối đầy đủ Phần còn lại thuộc diện không được tưới hoặc tưới không thường xuyên Vì vậy, để có một nền nông nghiệp phát triển bền vững thì nhất định phải là nền nông nghiệp chủ động tưới tiêu, công nghệ cao

1.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỂM TỰ NHIÊN CỦA NƯỚC TA

Ở Việt Nam, phần phía Bắc có 4 mùa nên là hoàn toàn trong vùng ôn đới, phần phía Nam có 2 mùa nên hoàn toàn trong vùng nhiệt đới

Dựa trên điều kiện tự nhiên, khí hậu Việt Nam (KHVN) được phân thành 4 miền, mỗi miền gồm nhiều Á miền

1.1.1.1 Miền khí hậu trung tâm phía Bắc

Từ sườn Đông Bắc dãy Hoàng Liên Sơn tới biên giới Việt - Trung và biển Đông, gồm vùng đồng bằng và trung du Bắc bộ, Đông Bắc, Việt Bắc và Bắc Trung bộ Đặc điểm khí hậu có hai mùa nóng lạnh rõ rệt Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 9, mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 3 Mùa lạnh được xem là trường hợp dị thường của vùng khí hậu nhiệt đới

a) Á miền khí hậu ven biển Quảng Ninh: Giới hạn bởi cánh cung Đông Triều

Mùa Đông đến sớm và kết thúc muộn Nhiệt độ tháng lạnh nhất dưới 15°C Nhiệt độ tuyệt đối thấp 1°C, có 4 tháng nhiệt độ trên 20°C Mùa hạ mát, nhiệt độ tối cao tuyệt đối 39°C Lượng mưa trung bình năm là 2.000mm;

b) Á miền khí hậu Cao Lạng: Gồm mảng trũng Cao Lạng, địa hình phức tạp Mùa

Đông dài trên 5 tháng, nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất 13 ÷ 15°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 0°C, độ ẩm không khí thấp 75 ÷ 80%, có mưa phùn dưới 30 ngày trong cả mùa Mùa hạ mát, lượng mưa trung bình từ 1.275 ÷ 1.736mm;

c) Á miền khí hậu Việt Bắc: Địa hình phức tạp, núi cao xen kẽ với các triền sông

hẹp Nhiệt độ thấp hơn vùng đồng bằng 1 ÷ 2°C, mùa Đông dài, từ độ cao 1.500m trở lên quanh năm là mùa Đông, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 0°C Mùa hạ từ tháng 4 đến tháng 8, nhiệt độ cao tuyệt đối 41,2C, lượng mưa lớn ở những trung tâm như Bắc Quang, Sa Pa mưa trên 4.000mm;

d) Á miền khí hậu đồng bằng và trung du Bắc bộ: Là vùng châu thổ, độ cao địa

hình từ 10 ÷ 30m Khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa Đông kéo dài 3 tháng, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 2°C, Số ngày có nhiệt độ trung bình nhỏ hơn 15°C là 40 ÷ 50 ngày Thời kỳ lạnh khô từ tháng 10 đến tháng 12, thời kỳ lạnh ẩm từ tháng 1 đến tháng 3 Mùa hạ nhiệt độ trung bình tháng từ 25 ÷ 28°C, nhiệt độ tối cao tuyệt đối 43°C, lượng mưa trung bình 1.500 đến 1.800mm;

e) Á miền Bắc Trung bộ: Giới hạn từ dãy Tam Điệp vào tới Đèo Ngang Mùa

Đông dài tháng, ấm hơn đồng bằng Bắc bộ từ 1 ÷ 2°C, số ngày có nhiệt độ trung bình nhỏ hơn 15°C là 35 đến 50 ngày, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 2°C Mùa hạ nhiệt

độ trung bình cao hơn đồng bằng Bắc bộ 0,5 ÷ 1°C, số ngày có gió Tây khô nóng trên 35°C, độ ẩm dưới 7% từ 20 ÷ 30 ngày, lượng mưa phân bố không đều: Bắc Đèo Ngang trên 3.000mm, Bái Thượng trên 2.000mm, Mường Xén dưới 1.000mm

1.1.1.2 Miền khí hậu Tây Bắc

Miền khí hậu Tây Bắc giới hạn từ Tây Nam Hoàng Liên Sơn tới biên giới Việt Lào, ít ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

a) Á miền Nam Tây Bắc: Từ đèo Pha Đin đến Hòa Bình, độ cao từ 500 đến

1.000m Mùa Đông kéo dài 3 tháng, nhiệt độ tối thấp tương đối 0°C, số ngày có nhiệt độ trung bình nhỏ hơn 15°C từ 70 đến 90 ngày ở vùng thấp, từ 100 đến 120 ngày ở vùng cao Mùa hạ từ tháng 4 đến tháng 9, ít nóng, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 26 ÷ 27°C, nhiệt tối cao tuyệt đối 43°C, lượng mưa thấp hơn vùng đồng bằng Bắc bộ;

b) Á miền khí hậu Bắc Tây Bắc: Từ đèo Pha Đin đến biên giới Việt - Lào, độ cao

từ 300 ÷ 900m Khí hậu mang tính chất nhiệt đới lục địa Mùa Đông kéo dài 3 tháng, nhiệt độ cao hơn vùng đồng bằng và trung du Bắc bộ 2 ÷ 3°C, khô ráo nhiều nắng Mùa hạ đến sớm, lượng mưa trung bình 2.000mm

1.1.1.3 Miền khí hậu Trung Bộ

Miền khí hậu Trung Bộ gồm vùng ven biển Trung bộ và Tây Nguyên Khí hậu chia làm 2 mùa: mùa khô và mùa mưa

a) Á miền Quảng Bình - Quảng Ngãi: Mùa Đông nhiệt độ trung bình 22 ÷ 23°C,

nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 13°C, lượng mưa 500 ÷ 600mm/tháng, tổng lượng mưa lớn Bà Nà (Đà Nẵng) 4.000 ÷ 5.000mm, phân bố không đều Mùa hạ từ tháng II đến tháng XI, ở đồng bằng có 4 tháng nhiệt độ trung bình trên 28°C, tháng nóng nhất là tháng VII, nhiệt độ 29,5°C, nhiệt độ tối cao tuyệt đối 42°C;

b) Á miền Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa: Gồm phần phía Nam Bình Định, Phú

Yên, Khánh Hòa Nhiệt độ trung bình các tháng ít chênh lệch, nhiệt độ trung bình năm 26,5°C, nhiệt độ tối cao tuyệt đối 40°C, lượng mưa trung bình năm 1.300 ÷ 1.700mm;

c) Á miền khí hậu Nam Trung bộ: Gồm toàn bộ tỉnh Ninh Thuận, vùng khô hạn,

lượng mưa trung bình năm 700 ÷ 800mm;

d) Á miền Tây Nguyên: Gồm Kon Tum, Pleiku, Đắk Lắk Nhiệt độ trung bình

năm 24 ÷ 25°C, nhiệt độ tuyệt đối 39 ÷ 40°C, có 3 tháng (XII, I, II) nhiệt độ trung bình tháng nhỏ hơn 20°C, lượng mưa phân bố không đều: Khu vực mưa nhiều là Pleiku, Yaput 2.500 ÷ 3.000mm, khu vực mưa ít là Buôn Ma Thuột, Kon Tum 1.700

÷ 1.800mm Mùa mưa từ tháng V đến tháng IX;

e) Á miền khí hậu Nam Tây Nguyên: Gồm các vùng núi và cao nguyên Lang Biang,

Goring, Mơnong Có độ cao từ 800 ÷ 1.500mm, nhiệt độ các tháng ít chênh lệch, nhiệt

độ trung bình năm 20 ÷ 21°C, nhiệt độ tháng lạnh nhất 18 ÷ 19°C, tháng nóng nhất

21 ÷ 22°C Lượng mưa 1.600 ÷ 2.000mm, mùa mưa từ tháng IV đến tháng XI

1.1.1.4 Miền khí hậu Nam Bộ

Miền khí hậu Nam Bộ gồm toàn bộ đồng bằng Nam bộ và một phần cực Nam Trung bộ, độ cao từ 0 ÷ 200m Miền khí hậu Nam bộ là một điển hình của kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa, gần với khí hậu xích đạo, chế độ nhiệt ẩm khá ổn định, có nền nhiệt độ cao không phân hóa theo mùa, nhiệt độ trung bình năm 26 ÷ 27°C, Chênh lệch giữa các tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất chỉ khoảng 3 ÷ 3.5°C, tháng

có nhiệt độ thấp nhất trung bình 25 ÷ 26°C, thời kỳ nhiệt độ cao là tháng III, IV, VIII trung bình 27.5 ÷ 28.5°C, nhiệt độ tối cao tuyệt đối 39 ÷ 40°C Sự phân bố mưa rất phức tạp Khu vực Bình Thuận ít mưa, lượng mưa trung bình 1.000 ÷ 1.300mm, khu vực miền Đông Nam bộ (Bà Rịa, Thủ Dầu Một, Tây Ninh, Gia Định, Chợ Lớn) lượng mưa trung bình 1.800 ÷ 2.000mm, mùa mưa từ tháng V đến tháng IX, mùa khô từ tháng XII đến tháng IV Khu vực miền Trung Nam bộ (Tam Á, Mỹ Tho, Gò Công, Bến Tre, Trà Vinh, Vĩnh Long, Sa Đéc, Cần Thơ, Long Xuyên, Châu Đốc) lượng mưa trung bình 1.400 ÷ 1.500mm, mùa mưa từ tháng V đến tháng XI Khu

vực Tây Nam bộ (Hà Tiên, Rạch Giá, Bạc Liêu, Sóc Trăng) lượng mưa trung bình 2.000 ÷ 2.200mm, mùa mưa từ tháng V đến tháng XI

1.1.2 Tài nguyên đất

Đất đai vùng đồng bằng tuy có tính chất phức tạp nhưng chiếm vai trò quan trọng trong tài nguyên đất của cả nước Theo tài liệu của Chương trình cấp Nhà nước KC-12: “Cân bằng bảo vệ và sử dụng có hiệu quả nguồn nước quốc gia”, diện tích các loại đất ở Việt Nam cho thấy như trong bảng 1.1 [1]

Bảng 1.1 Diện tích các loại đất ở các vùng lãnh thổ Việt Nam

Các vùng lãnh thổ Việt Nam

Loại đất Toàn

quốc

Vùng núi và trung du Bắc bộ

Đồng bằng Bắc bộ

Khu

IV

cũ

Duyên hải Trung bộ

Tây Nguyên

Đông Nam

bộ

Nam

bộ ĐBSCL

Đất đai vùng đồng bằng có nhiều loại và hầu hết các loại đều cần các biện pháp cải tạo nhất định như đất mặn, đất phèn chua, đất phèn mặn, đất lầy thụt, đất bạc màu, đất cát Vùng ĐBSCL là vùng có các loại đất cần cải tạo nhiều nhất

Ở các vùng sát biển, ngoài đê ngăn mặn có vùng đất đai tiếp giáp trực tiếp với biển hàng năm được phù sa bồi tụ và lấn dần ra biển với các mức độ khác nhau (trên dưới 100 m/năm) và được chia thành: vùng bãi triều thấp và vùng bãi triều lầy cao Tổng diện tích bãi triều miền Bắc từ Móng Cái đến Nghi Sơn [1], chiếm khoảng 13% tổng diện tích tự nhiên đồng bằng Bắc bộ trong đó bãi triều lầy chiếm khoảng 40% tổng diện tích bãi triều

Hệ sinh thái vùng bãi bồi ven biển khá đa dạng, bao gồm hệ sinh thái rừng ngập mặn với rất nhiều loại cây như cói, sậy, mắm, đước, bần, ô rô, v.v

Rừng ngập mặn tạo thành tán che phủ chống xói mòn do mưa và dòng chảy thủy triều, chống gió, chống nóng, hạn chế bốc hơi nơi cư trú và bổ sung thức ăn cho loài động vật ven bờ (cá, tôm, sò, v.v ), các động vật hoang dã như bò sát, chim muông, ong mật

Rừng ngập mặn còn là nơi tạo điều kiện cho nghề nuôi hải sản vì ấu trùng của các loài hải sản có giá trị thường sinh sống trong rừng ngập mặn Rừng ngập mặn còn là nơi cung cấp gỗ củi

Vùng đồng bằng ven biển miền Trung là các dải đất cao, hẹp, chủ yếu là đất phù

sa chua Tuy nhiên có một loại đất đặc biệt cần được cải tạo là đất cát ven biển Ở nước ta có khoảng 600.000ha đất cát ven biển, chiếm tỷ lệ diện tích nhỏ khoảng 2% tổng diện tích đất tự nhiên nhưng có một vai trò rất quan trọng đối với vùng dân cư ven biển

Cải tạo đất cát nhằm chống sự di động tàn phá, bồi lấp đồng ruộng và biến dần đất cát thành đất trồng trọt

Biện pháp cải tạo chủ yếu là sự kết hợp giữa biện pháp thủy lợi, nông nghiệp và lâm nghiệp, trong đó vai trò tạo ẩm của các công trình thủy lợi trên vùng đất cát là biện pháp quan trọng hàng đầu

1.1.3 Tài nguyên nước

Tài nguyên nước vùng đồng bằng và ven biển chủ yếu là nước mưa, nguồn nước

từ hệ thống sông và từ nước ngầm Các nhóm sông Việt Nam như trong bảng 1.2 Vùng ven biển miền Trung có nhiều đầm phá, bàu, trầm Riêng Quảng Trị có 81 trầm, 3 đầm, 1 bàu Thừa Thiên có 78 trầm, 11 đầm, 4 bàu và 1 phá với diện tích mặt nước hơn 200km2

Bảng 1.2 Các nhóm sông Việt Nam

Nhóm

sông Tên các sông

Mùa dòng chảy

Không đê

III

Sông Hồng, sông Thái Bình,

đổ vào biển Đông

Không đê ở Điện Biên, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Tây Nguyên

Đê biển ở Nam bộ Tài nguyên nước mặt các sông vùng đồng bằng và ven biển như ở bảng 1.3

Trong khai thác phát triển tài nguyên nước vùng đồng bằng chất lượng nước có những ảnh hưởng quyết định

- Về lượng cát bùn, ta thấy:

Hơn 90% lượng bùn cát chủ yếu tập trung vào mùa lũ Độ đục lớn nhất trên hệ thống sông Hồng tại La Kay là  = 2.844g/m3, lớn nhất max = 21.000g/m3 và tại Yên Bái là  = 1.576g/m3, max = 14.900g/m3 Sau đó là sông Đà tại Tạ Bú

 = 1.258g/m3, max = 13.600g/m3

Tổng lượng bùn cát trên sông Hồng lớn nhất tại Sơn Tây là 118,3 triệu tấn/năm Tổng lượng bùn cát trên sông Cửu Long tại Tân Châu và Châu Đốc là 104 triệu tấn/năm

Các sông khác thuộc nhóm sông có đê   500g/m3 thông thường chỉ đạt khoảng 300g/m3 nhưng giá trị lớn nhất lại khá lớn Chẳng hạn sông Cả tại Cửa Rào   294g/m3 nhưng max = 15.400g/m3 Những sông thuộc nhóm còn lại độ đục thường

bé hơn Các sông Trà Khúc, sông Ba  = 100  250g/m3

Bảng 1.3 Tài nguyên nước mặt các nhóm sông Việt Nam

Nhóm sông Dòng chảy

Y (mm)

Lượng mưa

X (mm)

Bốc hơi LV

Z (mm)

Hệ số dòng chảy



Tổng lượng dòng chảy

58201

20848

79409 Toàn nội địa 941 1944 1003 0,48 307787

từ Tây Bắc tới Đông Nam bộ Những dãy núi đồ sộ nhất đều nằm ở phía Tây và Tây Bắc với đỉnh Phan-xi-phăng cao nhất bán đảo Đông Dương (3.143m) Càng ra phía Đông, các dãy núi thấp dần và thường kết thúc bằng một dải đất thấp ven biển Từ đèo Hải Vân vào Nam, địa hình đơn giản hơn Ở đây không có những dãy núi đá vôi dài mà có những khối đá hoa cương rộng lớn, thỉnh thoảng nhô lên thành đỉnh cao;

còn lại là những cao nguyên liên tiếp hợp thành Tây Nguyên, rìa phía Đông được nâng lên thành dãy Trường Sơn

Đồng bằng chỉ chiếm 1/4 diện tích trên đất liền và bị đồi núi ngăn cách thành nhiều khu vực Ở hai đầu đất nước có hai đồng bằng rộng lớn, phì nhiêu là đồng bằng Bắc bộ (lưu vực sông Hồng, rộng 16.700km2) và đồng bằng Nam bộ (lưu vực sông Mêkông, rộng 40.000km2) Nằm giữa hai châu thổ lớn đó là một chuỗi đồng bằng nhỏ hẹp, phân bố dọc theo duyên hải miền Trung, từ đồng bằng thuộc lưu vực sông Mã (Thanh Hóa) đến Phan Thiết với tổng diện tích 15.000km2

Việt Nam có ba mặt Đông, Nam và Tây-Nam trông ra biển với bờ biển dài 3.260km, từ Móng Cái ở phía Bắc đến Hà Tiên ở phía Tây Nam Phần Biển Đông thuộc chủ quyền Việt Nam mở rộng về phía Đông và Đông Nam, có thềm lục địa, các đảo và quần đảo lớn nhỏ bao bọc Chỉ riêng Vịnh Bắc bộ đã tập trung một quần thể gần 3.000 hòn đảo trong khu vực Vịnh Hạ Long, Bái Tử Long, các đảo Cát Hải, Cát Bà, đảo Bạch Long Vĩ Xa hơn là quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa Phía Tây-Nam và Nam có các nhóm đảo Côn Sơn, Phú Quốc và Thổ Chu

+ Vùng đồng bằng Bắc bộ có cao độ mặt đất phổ biến dưới 4m phân bố như ở bảng 1.4:

Bảng 1.4 Tỷ lệ phân bố cao độ địa hình vùng đồng bằng Bắc bộ

+ Các dải đất của đồng bằng miền Trung hẹp và ngăn cách bởi các dãy núi ăn ra biển có cao độ cao hơn vùng đồng bằng Bắc bộ Cao độ phổ biến từ 1 ÷ 2m

+ Địa hình trên toàn vùng Nam bộ khá bằng phẳng, phía Tây giáp Vịnh Thái Lan, phía Đông và Đông Nam giáp biển Đông, phía Bắc và Tây Bắc giáp Campuchia và một phần phía Tây Bắc giáp Nam Trung bộ

1.2 TÌNH HÌNH HẠN HÁN VÀ YÊU CẦU TƯỚI CỦA CÁC VÙNG NÔNG NGHIỆP

Hạn hán là một phần tự nhiên của khí hậu, hạn hán hình thành do một hoặc nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm sự thiếu hụt mưa, lượng bốc hơi lớn và việc khai thác quá mức nguồn tài nguyên nước Hạn hán xuất hiện trên khắp thế giới có thể xảy ra ở tất cả các vùng khí hậu, với các đặc tính của hạn biến đổi đáng kể từ vùng này sang vùng khác Hạn hán là một sự sai khác theo thời gian, rất khác với sự khô hạn Bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng có lượng mưa thấp, nhiệt độ cao và

là một đặc trưng lâu dài của khí hậu [2] So với các thảm họa tự nhiên khác như: xoáy, lũ lụt, động đất, sự phun trào núi lửa, và sóng thần có sự khởi đầu nhanh chóng, có ảnh hưởng trực tiếp và có cấu trúc, thì hạn hán lại ngược lại Hạn hán khác với các thảm họa tự nhiên khác theo các khía cạnh quan trọng sau [3]:

- Không tồn tại một định nghĩa chung về hạn hán

- Hạn hán có sự khởi đầu chậm, là hiện tượng từ từ, dẫn đến khó có thể xác định được sự bắt đầu và kết thúc một sự kiện hạn

- Thời gian hạn dao động từ vài tháng đến vài năm, vùng trung tâm và vùng xung quanh bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể thay đổi theo thời gian

- Không có một chỉ thị hoặc một chỉ số hạn đơn lẻ nào có thể xác định chính xác

sự bắt đầu và mức độ khắc nghiệt của sự kiện hạn cũng như các nguy cơ tác động tiềm ẩn của nó

- Phạm vi không gian của hạn hán thường lớn hơn nhiều so với các thảm họa khác, do đó các ảnh hưởng của hạn thường trải dài trên nhiều vùng địa lý lớn

- Các tác động của hạn nhìn chung không theo cấu trúc và khó định lượng Các tác động tích lũy lại và mức độ ảnh hưởng của hạn sẽ mở rộng khi các sự kiện hạn tiếp tục kéo dài từ mùa này sang mùa khác hoặc sang năm khác

Mặt khác, hạn hán ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kinh tế và xã hội nên các định nghĩa về hạn sẽ được đưa ra theo nhiều cách tiếp cận khác nhau: như các ngưỡng sử dụng, theo mục đích sử dụng, khu vực, địa phương… Hơn nữa, hạn xảy ra với tần suất thay đổi gần như ở tất cả các vùng trên toàn cầu, các tác động của hạn đến nhiều

lĩnh vực cũng khác nhau theo không gian và thời gian Như vậy để có được một định nghĩa chung nhất về hạn hán thì rất khó

D.A Wilhite [3] cho rằng mặc dù các nhân tố khí hậu (nhiệt độ cao, gió mạnh, độ

ẩm tương đối thấp) thường gắn liền với hạn hán ở nhiều vùng trên thế giới và có thể làm nghiêm trọng thêm mức độ hạn, song lượng mưa vẫn là nhân tố ảnh hưởng chính gây ra hạn hán và tác giả cũng đã đưa ra một định nghĩa về hạn: “hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trong một thời kỳ dài, thường là một mùa hoặc lâu hơn” Chính vì vậy, hạn hán thường được gắn liền với các khoảng thời điểm (mùa hạn chính, sự khởi đầu muộn của mùa mưa, sự xuất hiện mưa trong mối liên hệ với các giai đoạn sinh trưởng chính của cây trồng) và đặc tính của mưa (cường độ mưa, các đợt mưa) Với các thời điểm hạn xuất hiện khác nhau sẽ dẫn đến các sự kiện hạn khác nhau về tác động, phạm vi ảnh hưởng cũng như các đặc tính khí hậu của hạn khác nhau

Theo tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), hạn hán được phân thành 4 loại là: (1) Hạn khí tượng; (2) Hạn thủy văn; (3) Hạn nông nghiệp; (4) Hạn kinh tế - xã hội (hình 1.1) [4]

(1) Hạn khí tượng (Meteorological Drought): Hạn khí tượng là hiện tượng thiếu hụt nước trong suốt một khoảng thời gian nào đó do sự mất cân bằng giữa lượng giáng thủy và bốc hơi, hạn khí tượng phản ánh đặc trưng vật lý của của hạn hán Hạn khí tượng không phản ánh được ảnh hưởng của sự thiếu hụt dòng chảy nhưng lại phản ánh tốt sự thiết hụt nước thực tế

(2) Hạn nông nghiệp (Agricultural Drought): Hạn nông nghiệp thường xảy ra ở nơi độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu của một cây trồng cụ thể ở thời gian nhất định và cũng ảnh hưởng đến vật nuôi và các hoạt động nông nghiệp khác Mối quan

hệ giữa lượng mưa và lượng mưa thấm vào đất thường không được chỉ rõ Sự thẩm thấu lượng mưa vào trong đất sẽ phụ thuộc vào các điều kiện ẩm trước đó, độ dốc của đất, loại đất, cường độ mưa Hạn nông nghiệp xảy ra sau hạn hán khí tượng, bởi

vì hạn khí tượng có ảnh hưởng đến lượng nước có trong đất, khả năng giữ nước trong đất thấp thì khả năng xảy ra hạn nông nghiệp sẽ cao và ngược lại Ví dụ, một

số loại đất có khả năng giữ nước tốt hơn thì các loại đất đó ít bị hạn hơn

(3) Hạn thủy văn (Hydrological Drought): Hạn thủy văn liên quan đến sự thiếu hụt nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm Nó được lượng hóa bằng dòng chảy, tuyết, mực nước hồ, hồ chứa và nước ngầm Hạn thủy văn xuất hiện trễ hơn hạn khí tượng và nông nghiệp, sau khi kết thúc một đợt hạn khí tượng và nông nghiệp thì hạn thủy văn phải mất một khoảng thời gian dài mới kết thúc Cũng giống như hạn nông nghiệp, hạn thủy văn không chỉ ra được mối quan hệ rõ ràng giữa lượng mưa

và trạng thái cung cấp nước bề mặt trong các hồ, bể chứa, tầng ngập nước, dòng suối Bởi vì quá trình hình thành dòng chảy rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều thành phần trong hệ thống thủy văn, như sự tưới tiêu, kiểm soát lũ lụt, vận chuyển nước, phát điện, cung cấp nước sinh hoạt và bảo tồn môi trường

(4) Hạn kinh tế-xã hội khác hoàn toàn với các loại hạn khác Bởi nó phản ánh mối quan hệ giữa sự cung cấp và nhu cầu hàng hóa kinh tế (ví dụ như cung cấp nước, thủy điện), nó phụ thuộc vào lượng mưa Sự cung cấp đó biến đổi hàng năm như là một hàm của lượng mưa và nước mặt Nhu cầu nước cũng dao động và thường có xu thế dương do sự tăng dân số, sự phát triển của kinh tế và các nhân tố khác

Hình 1.1: Sơ đồ mô tả mối quan hệ giữa các loại hạn hán

Từ hình 1.1 cho thấy khi lượng mưa hiệu quả giảm, lượng bốc hơi tăng trong quá trình thay đổi khí hậu sẽ dẫn đến biểu hiện đầu tiên của hạn hán đó là hạn khí tượng Hạn khí tượng sẽ quyết định đến việc có xuất hiện hạn hán hay không và nó cũng là

cơ sở phát sinh các loại hạn hán khác Khi thảm phủ thực vật dày (như rừng rậm) sẽ làm giảm tốc độ dòng khí có lợi cho quá trình ngưng tụ hơi nước dẫn đến lượng mưa

Biến đổi các đặc trưng khí hậu

Thiếu hụt giáng thủy (lượng, cường độ, thời gian)

Nhiệt độ cao, gió lớn, độ ẩm tương đối thấp, nắng nhiều, ít mây

Làm giảm thấm, dòng chảy và lượng

Thiếu hụt lượng nước trong đất

Cây trồng thiếu nước, giảm năng suất

Giảm dòng chảy vào ao, hồ, đầm lầy,

nguồn nước và làm giảm môi trường

sống của động vật hoang dã

Tác động đến kinh tế Tác động đến xã hội Tác động đến môi trường

tăng, ngược lại khi thảm phủ thực vật mỏng sẽ làm tăng tốc độ dòng khí, làm giảm khả năng gây mưa Do đó, hạn khí tượng xảy ra ở một mức độ nào đó sẽ dẫn đến hạn nông nghiệp, hạn thủy văn và ngược lại Sản lượng nông nghiệp chủ yếu phụ thuộc vào công tác thủy lợi, thậm chí khi lượng mưa và độ ẩm đất giảm nhưng cây trồng vẫn cho năng suất cao Hạn thủy văn cũng có tác động đến hạn nông nghiệp; hạn thủy văn là trạng thái khô cằn cực đoan của lưu vực trong một khoảng thời gian dài (ít nhất là một quý hoặc một năm), quá trình hình thành dòng chảy bao gồm toàn

bộ quá trình vật lý của lưu vực như lượng mưa, bốc hơi mặt ruộng, bốc hơi mặt đất

và quá trình ngấm từ mặt đất xuống tầng nước ngầm Hạn thủy văn làm cho lượng nước trong lưu vực thiếu hụt, mực nước ngầm hạ thấp làm ảnh hưởng đến công tác thủy lợi, gây khó khăn cho việc cung cấp nước cho cây [5] Từ những phân tích ở trên cho thấy, 4 loại hạn hán ở trên có sự liên quan và tương hỗ chặt chẽ với nhau, được thể hiện như trong trong hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ quan hệ giữa các loại hạn hán

Hạn hán là một loại thiên tai phổ biến ở Việt Nam, đứng thứ 3 sau bão và lũ, thường xuyên xảy ra ở một vài vùng ít mưa và hay xảy ra vào mùa khô tại nhiều vùng khác nhau Hạn hán ảnh hưởng đến đời sống xã hội và gây nhiều thiệt hại về dân sinh, kinh tế và môi trường Những năm qua, Nhà nước đã ưu tiên thực hiện nhiều giải pháp phòng chống hạn hán, nhờ đó đã giảm thiểu thiệt hại do hạn hán gây

ra Tuy nhiên, tình hình hạn hán diễn biến ngày càng phức tạp, đặc biệt do biến đổi khí hậu toàn cầu đã làm thiên tai hạn hán gay gắt hơn Có thể nêu các ví dụ điển hình về thiệt hại do hạn hán gây ra những năm gần đây ở như sau [6]:

+ Hạn năm 1992, hạn nặng ở miền Trung và đồng bằng Nam bộ đã làm cho 6.000ha rừng đặc dụng ở Quảng Nam - Đà Nẵng bị cháy, 300.000ha lúa Hè thu ở Nam bộ bị hại, mất trắng 10.000ha Ước tính thiệt hại trên 50 tỷ đồng

+ Hạn Hè thu năm 1993 ở Bắc Trung bộ, do lượng mưa thiếu hụt suốt trong 7  8 tháng, đặc biệt là các tháng VI, VII, VIII, với nhiệt độ cao (38  40C), nắng nóng gay gắt, hạn đã xảy ra hết sức nghiêm trọng Đồng ruộng bị nứt nẻ, lúa bị chết, hầu hết các hồ đập bị cạn nước, ngay cả nước sinh hoạt cũng khó khăn Đó là đợt hạn

hiếm thấy trong vòng 50  60 năm gần đây ở khu vực này, làm cho trên 26.000ha lúa không cấy được hoặc bị chết và trên 35.000ha hạn nặng, 500ha rừng bị cháy Thiệt hại ước tính trên 42 tỷ đồng

+ Hạn Đông xuân 1994-1995, hạn xảy ra gay gắt ở một số tỉnh thuộc cao nguyên Trung bộ, trong đó, Đắk Lắk đã bị hạn chưa từng thấy trong 50 năm qua ảnh hưởng rất lớn đến cây trồng, đặc biệt là cà phê - nguồn kinh tế lớn của nhân dân địa phương, nước sinh hoạt hàng ngày cũng bị thiếu nghiêm trọng Thiệt hại cho sản xuất khoảng 600 tỷ đồng

+ Hạn Đông xuân 1995-1996, hạn cũng đã xảy ra ở nhiều nơi trên phạm vi toàn quốc Ở trung du, miền núi Bắc bộ diện tích bị hạn là 13.380ha, ở đồng bằng Bắc bộ

là 100.000ha Hạn xảy ra nghiêm trọng ở các tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên

+ Đặc biệt hạn trầm trọng trên diện rộng vào Đông xuân 1997-1998 với ảnh hưởng của El Nino hoạt động mạnh từ tháng V/1997 đến tháng IV/1998 làm cho nhiều nước trên thế giới bị hạn hán nghiêm trọng, gây tổn thất lớn cho nền kinh tế và

sự phát triển của xã hội Chỉ tính riêng thiệt hại về vật chất trong nông nghiệp ở Việt Nam đã tới con số 5.000 tỷ đồng

+ Năm 2002 là một năm hạn hán nghiêm trọng trên cả nước, nhất là ở vùng Bắc Trung bộ, Nam Trung bộ và Tây Nguyên Từ đầu năm mưa rất ít, mãi đến tháng VIII vẫn tiếp tục nắng nóng, ít mưa trên các tỉnh ven biển Trung bộ từ Quảng Bình đến Bình Thuận và trên 2 tỉnh Tây Nguyên là Gia Lai và Đắk Lắk, làm cho hầu hết các hồ nước ở khu vực này bị khô kiệt

+ Những tháng trước mùa mưa năm 2003, hạn hán bao trùm hầu khắp Tây Nguyên, gây thiệt hại cho khoảng 300ha lúa ở Kon Tum, 3.000ha lúa ở Gia Lai và 50.000ha đất canh tác ở Đắk Lắc; thiếu nước cấp cho sinh hoạt của 100.000 hộ dân Chỉ tính riêng cho Đắk Lắc, tổng thiệt hại ước tính khoảng 250 tỷ đồng

+ Hạn hán thiếu nước năm 2004-2005 xảy ra trên diện rộng nhưng không nghiêm trọng như năm 1997-1998 Ở Bắc bộ, mực nước sông Hồng tại Hà Nội vào đầu tháng III xuống mức 1,72m thấp nhất kể từ năm 1963 đến năm 2005 Ở Miền Trung

và Tây Nguyên, nắng nóng kéo dài, dòng chảy trên các sông suối ở mức thấp hơn trung bình nhiều năm cùng kỳ, một số suối cạn kiệt hoàn toàn; nhiều hồ, đập dâng hết khả năng cấp nước;

+ Trong năm 2006, từ những tháng đầu năm cho đến những tháng cuối năm, do lượng mưa bị thiếu hụt so với trung bình nhiều năm nên tại nhiều nơi tình trạng thiếu nước dẫn đến khô hạn rồi hạn hán cục bộ xảy ra liên tục, rải rác ở một số tỉnh trong cả nước

+ Trong 4 tháng đầu năm 2007, hạn hán cục bộ đã xảy ra ở nhiều nơi trên cả nước; từ tháng VII đến đầu tháng VIII hạn hán cục bộ cũng xảy ra tại các tỉnh từ Nghệ An đến Khánh Hòa

+ Năm 2008, các tháng IVVI, hạn hán cục bộ xảy ra ở nhiều nơi trên phạm vi cả nước, trong đó nặng nề nhất là các tỉnh thuộc Tây Nguyên và Nam Trung bộ

+ Mùa khô năm 2009-2010 là năm rất nhiều khu vực trên thế giới, trong đó có Việt Nam Trên các hệ thống sông, suối toàn quốc, dòng chảy đều thiếu hụt nhiều so với trung bình nhiều năm, có nơi tới 6090%; mực nước nhiều nơi đạt mức thấp nhất lịch sử như sông Hồng, Thái Bình, mực nước xuống mức thấp lịch sử nên đã gây thiếu nước cho sản xuất nông nghiệp, không mưa, nhiều nơi còn nghiêm trọng hơn năm 1998

+ Năm 2011, từ tháng IIIV, hạn hán đã xảy ra tại một số tỉnh Yên Bái, Đà Nẵng, Kon Tum, Đắk Lắk và Bình Phước; khô hạn đã làm 14.300ha cây trồng, 1.000ha lúa

bị hạn, hàng chục héc ta rừng bị cháy, thiệt hại khoảng 363 tỷ đồng

+ Năm 2013, do tác động của hạn hán, khu vực Nam Trung bộ có đến 17.277ha cây trồng bị thiếu nước và xâm nhập mặn, gồm 15.627ha lúa, 300ha cà phê, 1.350ha cây trồng khác Khu vực Tây Nguyên có 51.403ha cây trồng cũng lâm vào cảnh tương tự

+ Năm 2014-2016, từ cuối năm 2014, hiện tượng El Nino đã ảnh hưởng đến Việt Nam làm cho nền nhiệt độ tăng cao, thiếu hụt lượng mưa là nguyên nhân gây ra hạn hán, xâm nhập mặn, gây thiệt hại nặng nề đã đe dọa nghiêm trọng đến sản xuất và dân sinh Theo thông tin tổng hợp của Ban chỉ đạo Trung ương về Phòng, Chống thiên tai, tính đến ngày 22/IV/2016, thiệt hại do hạn hán và xâm nhập mặn ở khu vực Nam Trung bộ, Tây Nguyên và ĐBSCL như sau: thiệt hại về lúa: 240.215ha; về hoa màu: 18.335ha; cây ăn quả: 55.651ha; cây công nghiệp: 104.106ha; thủy sản: 4.641ha; gây thiếu nước sinh hoạt: khoảng 400.000 hộ Tổng thiệt hại ước tính là 5.572 tỷ Việt Nam đồng Nhưng điều nghiêm trọng hơn là hơn 1,5 triệu người dân (của 400.000 hộ) thiếu nước sinh hoạt hợp vệ sinh với những rủi ro lớn đến sức khỏe

dịch vụ là 2 tỷ m3, cho sinh hoạt là 3,09 tỷ m3 Tính đến năm 2030 cơ cấu dùng nước sẽ thay đổi theo xu hướng: nông nghiệp 75%, công nghiệp 16%, tiêu dùng 9% Nhu cầu dùng nước sẽ tăng gấp đôi, chiếm khoảng 1/10 tổng lượng nước sông ngòi, 1/3 lượng nước nội địa, 1/3 lượng nước chảy ổn định Do lượng mưa lớn, địa hình dốc, nước ta là một trong 14 nước có tiềm năng thủy điện lớn Các nhà máy thủy điện hiện nay sản xuất khoảng 11 tỷ kWh, chiếm 7275% sản lượng điện cả nước Với tổng chiều dài các sông và kênh khoảng 40.000km, đã đưa vào khai thác vận tải 15.000km, trong đó quản lý trên 8.000km Có những sông suối tự nhiên, thác nước,… được sử dụng làm các điểm tham quan du lịch Về nuôi trồng thủy hải sản, nước ta có 1 triệu ha mặt nước ngọt, 400.000ha mặt nước lợ và 1.470.000ha mặt nước sông ngòi, có hơn 14 triệu ha mặt nước nội thủy và lãnh hải Tuy nhiên cho đến nay mới sử dụng 12,5% diện tích mặt nước lợ, nước mặn và 31% diện tích mặt nước ngọt Nhiều hồ và đập nhỏ hơn trên khắp toàn quốc phục

vụ tưới tiêu như Cấm Sơn (Bắc Giang), Bến En và Cửa Đạt (Thanh Hóa), Đô Lương (Nghệ An), Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh) và Phú Ninh (Quảng Nam) Theo số liệu thống kê, Việt Nam hiện có hơn 3.500 hồ chứa nhỏ và khoảng 650 hồ chứa cỡ lớn

và trung bình dùng để sản xuất thủy điện, kiểm soát lũ lụt, giao thông đường thủy, thủy lợi và nuôi trồng thủy sản (FAO [7])

1.3 TÌNH HÌNH NGẬP ÚNG VÀ LŨ LỤT CÁC VÙNG NÔNG NGHIỆP

Về mùa mưa bão, việc ngập úng, lũ lụt ở vùng đồng bằng là một thiên tai lớn gây những tổn thất về thu hoạch nông nghiệp, về tài sản của nhân dân thậm chí cả tổn thất về người

Tất nhiên việc lũ lụt đồng thời có thể tạo nguồn dinh dưỡng cho đất qua sự bồi đắp phù sa, vệ sinh đồng ruộng, tăng thêm các nguồn lợi thủy sản nhất định

Trước đây các vùng úng ở Việt Nam nằm rải rác ở khắp nơi, ở vùng núi, vùng trung du diện tích bị úng thường nhỏ tập trung ở các thung lũng, các cánh đồng trũng ven núi như Lập Thạch, Vĩnh Tường (Vĩnh Yên), Yên Dũng (Bắc Ninh), Chí Linh (Hải Dương)

Ở đồng bằng Bắc bộ diện tích úng tập trung lớn hơn như vùng Bình Lục, Thanh Liêm (Hà Nam), Ý Yên (Nam Định), Ứng Hoà, Phú Xuyên (Hà Nội) Vùng úng thường tập trung ven đê sông lớn hoặc ở rốn các cánh đồng lòng chảo Nói chung những vùng đồng chiêm trước đây là những vùng úng lớn ở nước ta

Ở miền Nam hầu hết các tỉnh miền Tây Nam bộ đều có những vùng úng lớn như các tỉnh Châu Đốc, Sa Đéc, Đồng Tháp Mười, An Giang, Kiên Giang, Long An, Trà Vinh, Hậu Giang Những vùng úng hầu hết chỉ trồng trọt được một vụ vào mùa khô, hoặc dễ hoang hoá, quanh năm nước ngập trắng không trồng trọt được gì

Ở những vùng trồng trọt được một vụ, điều kiện canh tác cũng hết sức khó khăn, cày mò hay phải cuốc ruộng nhưng năng suất lúa vẫn rất thấp

Sau ngày hoà bình lập lại, miền Bắc đã chú trọng cải tạo vùng úng Rất nhiều các trạm bơm tiêu quy mô lớn, những cống tiêu lớn được xây dựng biến những vùng úng trước đây thành những cánh đồng phì nhiêu màu mỡ, tăng vụ, tăng năng suất cây trồng ở những vùng úng Nhiều vùng đồng chiêm trước đây, nay đã trở thành vùng trồng rau màu và có thể đưa cơ giới vào canh tác Bộ mặt nông thôn vùng úng

đã thay đổi một cách căn bản

Tuy nhiên cho tới nay công tác thủy lợi ở vùng úng cũng còn một số hạn chế:

- Chưa có một quy hoạch thật hoàn chỉnh cho vùng úng

- Các công trình đầu mối tiêu chưa đủ năng lực để tiêu úng

- Xây dựng hệ thống công trình chưa hoàn chỉnh, chưa đồng bộ từ công trình đầu mối đến các cấp kênh mương

- Phân công phụ trách tiêu cho các công trình chưa rõ ràng

- Trình độ quản lý tưới tiêu chưa tốt, nước tràn lan từ vùng cao xuống vùng thấp gây úng giả tạo

Bên cạnh đó do điều kiện tự nhiên của nước ta hết sức phức tạp như điều kiện địa hình địa mạo, tình hình khí tượng thủy văn diễn biến phức tạp Vì vậy, nói chung tình hình úng chưa được giải quyết một cách triệt để Diện tích được giải quyết tiêu úng còn rất nhỏ so với yêu cầu, song đây cũng là những hạn chế tất yếu Nhiệm vụ tiêu úng cho các diện tích nông nghiệp và các loại diện tích cần tiêu khác còn hết sức nặng nề, chúng ta còn phải tiếp tục nghiên cứu đề xuất biện pháp thủy lợi cải tạo vùng úng và xây dựng các công trình tiêu úng để giải quyết vấn đề tiêu úng một cách triệt để hơn nữa

1.3.1 Các nguyên nhân gây nên úng

Các vùng úng ngập xuất hiện ở hầu hết các địa phương trên đất nước ta, từ các thung lũng ở các tỉnh miền núi đến các tỉnh đồng bằng và vùng ven biển Sự xuất hiện các vùng úng do mấy nguyên nhân chính sau đây:

1.3.1.1 Lượng mưa năm lớn

Lượng mưa năm ở Việt Nam tương đối lớn lượng mưa bình quân năm từ 1.500mm/năm đến 2.500mm/năm Có thể lấy lượng mưa bình quân năm ở một số khu vực đại diện như sau:

2  3 ngày nhưng lượng mưa đạt tới trên 1.000mm

1.3.1.2 Địa hình thấp, không có hướng tiêu thoát nước

- Ở miền núi và trung du: Địa hình phức tạp, nhấp nhô tạo nên những thung lũng xung quanh có núi bao bọc, điều kiện thoát nước khó khăn Nước mưa từ các sườn dốc tập trung về thung lũng không có đường thoát, trữ lại gây úng ngập các vùng đất trũng

- Ở vùng đồng bằng và vùng ven biển: Các cánh đồng được tạo thành do phù sa của các sông lớn bồi đắp nên địa hình có xu thế dốc từ bờ sông vào trong đồng và có cao trình thấp, thậm chí thấp hơn cả mực nước sông trung bình, vì thế trong mùa mưa lũ nước trong đồng không thể tự thoát ra ngoài sông được, gây úng ngập trong đồng Mặt khác, đồng bằng nước ta lại có mạng lưới sông chia cắt và có hệ thống đê sông và đê biển bao bọc tạo thành những cánh đồng hình lòng chảo, khi mưa nước tập trung dồn về chỗ thấp gây úng ở những rốn trũng

Nhìn chung vùng đồng bằng và đồng bằng ven biển nước ta có địa hình thấp nên việc tiêu thoát nước bằng tự chảy ra sông và ra biển trong mùa mưa lũ hoặc lúc triều lên là hết sức khó khăn, vì thế khi có mưa lớn thường bị ngập úng

Lượng mưa lớn và điều kiện địa hình thủy văn phức tạp là nguyên nhân chính gây nên úng

Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác gây nên úng ngập như: ở một số vùng do mực nước ngầm quá cao, lại chịu ảnh hưởng của nước mạch (nước ngầm lộ ra ngoài mặt đất) cũng có khả năng bị úng Một số trường hợp ở những hệ thống tưới do quản

lý phân phối nước không tốt cũng tạo ra những vùng úng cục bộ

Như vậy căn cứ vào những nguyên nhân chính gây ngập lũ, lụt điển hình ở nước

ta trong nhiều thập kỷ qua, có thể khái quát một số dạng ngập lụt sau: Ngập úng lụt

do mưa lớn nội đồng; Ngập lụt, úng do mưa lớn trong đồng kết hợp với lũ lớn ngoài sông hoặc do tràn vỡ đê bối, đê địa phương; Ngập lụt do lũ lớn trên sông gây tràn,

vỡ đê bối, đê địa phương, kết hợp với mưa lớn trong đồng và nước dâng do bão; Ngập lụt do vỡ đê

1.3.2 Ngập úng lụt do mưa lớn nội đồng

Ngập úng lụt xảy ra do mưa vượt chỉ tiêu thiết kế của kênh mương, cống, trạm bơm, dẫn đến úng, lụt cục bộ hoặc trên diện rộng Mức độ ngập úng lụt tùy thuộc vào lượng mưa, khả năng tiêu thoát nước (công suất trạm bơm tiêu và hệ thống kênh tiêu)

Dưới đây ví dụ khái quát trận ngập úng lụt điển hình cuối tháng V/1994 ở đồng bằng Bắc bộ Do hoạt động của dãy thấp phát triển từ mặt đất đến tầng 500mb với gió Đông Nam hội tụ mạnh ở các tầng nên từ 19 đến 20/V/1994 có mưa 20-100mm

ở vùng núi phía Bắc, mưa từ 50-100mm ở đồng bằng Bắc bộ, mưa lớn tập trung ở Nam Hà Nội (nội thành Hà Nội mưa trên 180mm, Hà Đông 199mm, Thanh Oai 178mm, Chợ Cháy 161mm, Thường Tín 187mm, Phú Xuyên 225mm, Hoài Đức 173mm) và Nam Định trên 260mm Đây là đợt mưa hiếm thấy trong tháng V từ

1979 đến 1994 Mưa gây lũ tiểu mãn trong hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình Mực nước tại Hà Nội lên đến 6,05m với biên độ lũ 1,73m Mực nước Phả Lại từ lên đến 2,13m, biên độ lũ lên là 1,13m Lũ tiểu mãn cuốn trôi nhiều hoa màu ven hai bãi sông Hồng và Thái Bình Mưa lớn gây ngập úng, lụt nghiêm trọng ở nội thành Hà Nội, Nam Định và ngập hoa màu của các huyện Thanh Trì, Từ Liêm, Thường Tín, Phú Xuyên, Hoài Đức, Chương Mỹ, (Hà Tây cũ) và một số huyện của tỉnh Hà Nam, Nam Định, úng lụt gây thiệt hại nhiều tài sản của nhân dân các tỉnh trên

1.3.3 Ngập lụt, úng do mưa lớn trong đồng kết hợp với lũ lớn ngoài sông

Dưới đây ví dụ trận lũ, úng lụt lớn tháng VII/1986 điển hình cho sự ngập lụt, úng

do mưa lớn trong đồng kết hợp với lũ lớn ngoài sông: Từ ngày 1328/VII, tác động

tổ hợp của bão, không khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thấp và cao áp Thái Bình Dương lấn sâu vào lục địa đã gây mưa kéo dài, nhiều đợt liên tiếp Mưa lớn tập trung vào ngày 2023/VII, tâm mưa lớn 300400mm ở trung, hạ lưu sông Lô, Thương và Lục Nam; các nơi khác ở miền núi và trung du Bắc bộ, mưa 100300mm; Tây Nam đồng bằng như Hà Nội, Hà Tây (cũ), Hà Nam, Ninh Bình, Nam Định chỉ mưa 25100mm

Lũ đặc biệt lớn đã xảy ra trên các sông Cầu, sông Thương và sông Thái Bình; lũ lịch sử trên sông Lục Nam; lũ lớn trên sông Hồng; lũ nhỏ trên các sông Bùi, sông

Tích, sông Hoàng Long, sông Đáy Mực nước đỉnh lũ năm 1986 tại Đáp Cầu là 7,97m, đứng thứ ba trong chuỗi quan trắc (sau đỉnh lũ 1971-1980), vượt báo động III

là 1,49m và duy trì trên mức báo động cấp III trong 15 ngày; tại Phủ Lạng Thương là 7,81m cao hơn đỉnh lũ 1971 là 2cm, vượt báo động cấp III là 2,01m và duy trì trong

16 ngày; tại Lục Nam là 8,29m, đạt mức lũ lịch sử, vượt báo động cấp III là 2,49m và duy trì trong 15 ngày; tại Phả Lại là 6,95m, vượt báo động cấp III 1,45m và kéo dài 14 ngày trên báo động cấp III Trên sông Hồng, tại Hà Nội, đỉnh lũ là 12,35m, vượt báo động cấp III là 0,85m, duy trì trên báo động cấp III trong 8 ngày Lũ lớn trên sông trùng với thời kỳ triều kém và không có hiện tượng nước dâng

Lũ đặc biệt lớn đã gây sạt lở, tràn, vỡ nhiều đê bối, đê địa phương thuộc các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương, Hưng Yên, Mưa, lũ gây thiệt hại nhiều cho các tỉnh miền núi và trung du như: Hà Giang, Tuyên Quang, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Cao Bằng, Lai Châu, Quảng Ninh, Phú Thọ, Vĩnh Phúc và Hòa Bình, Hà Tây Hàng chục ngàn hecta lúa và hoa màu bị ngập và mất trắng Nhiều đoạn đường quốc lộ bị ngập, sạt lở và trôi đá Nhiều hồ chứa, đập đất địa phương bị tràn, vỡ do lũ cao Lũ lụt làm chết 121 người; sập, trôi 491 nhà; ngập 12.571 nhà

1.3.4 Ngập lụt, úng do lũ lớn trên sông gây tràn, vỡ đê bối, đê địa phương, kết hợp với mưa lớn trong đồng và nước dâng do bão

Dưới đây ví dụ trận lũ đặc biệt lớn, úng lụt tháng VIII/1996 điển hình cho việc lũ lớn trên sông gây tràn, vỡ đê bối, đê địa phương, kết hợp với mưa lớn trong đồng và nước dâng do bão Miền Bắc chịu ảnh hưởng chủ yếu của hoàn lưu ATNĐ đổ bộ vào Nam Định - Ninh Bình và nằm trong dải HTNĐ tồn tại từ 1319/VIII; sáng 23/VIII, bão số 4 (NIKI) vào Thanh Hoá, sau di chuyển theo hướng Tây sang Lào và suy yếu dần Từ ngày 920/VIII, trên lưu vực sông Hồng có mưa liên tiếp; mưa bình quân lưu vực là 432mm, trong đó sông Đà 380mm, sông Thao 317mm và sông Lô 349mm Lượng mưa bình quân lưu vực sông Thái Bình từ ngày 1120/VIII là 184mm, trong

đó các sông Cầu là 213mm, sông Thương là 222mm và sông Lục Nam là 107mm Lượng mưa ở đồng bằng Bắc bộ khoảng 300mm Tâm mưa 300400mm ở vùng Lai Châu, Bắc Quang, Bắc Cạn và phía hạ lưu sông Đà, sông Bưởi

Lũ đặc biệt lớn xảy ra ở hạ lưu sông Hồng, Thái Bình và Hoàng Long Đỉnh lũ thực đo tại Hà Nội là 12,43m (hoàn nguyên là 13,30m) lúc 19 giờ ngày 21/VIII, vượt báo động cấp III là 0,93m, kéo dài 6 ngày trên báo động cấp III; tại Phả Lại là 6,52m, vượt báo động cấp III là 1,02m, duy trì trên báo động cấp III trong 7 ngày; tại Bến Đế là 4,79m vượt báo động cấp III là 0,79m Bão số 4 đổ bộ vào Thanh

Hoá, Ninh Bình gây nước biển dâng thêm 12m: tại cửa Ba Lạt ngày 23/VIII dâng cao thêm 11,2m; tại Đông Xuyên, dâng thêm khoảng 2,0m Nước dâng đã cản trở tiêu thoát lũ trên sông Hồng, sông Thái Bình ở sườn lũ xuống

Lũ đặc biệt lớn kéo dài nhiều ngày trên mức báo động cấp III đã uy hiếp nghiêm trọng toàn bộ hệ thống đê đồng bằng Bắc bộ Hầu hết các đê bối, đê địa phương thuộc Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây (cũ), Hà Nội, Bắc Giang, Bắc Ninh, Ninh Bình đều bị tràn hoặc vỡ Đặc biệt, vỡ đê sông Gùa làm ngập 6 xã huyện Nam Thanh, Hải Dương; phá đê Đức Long sông Hoàng Long lúc 20h40’ ngày 15/VIII làm ngập 2 xã; tràn đập Lạc Khoái sông Hoàng Long từ 6h ngày 16/VIII Lũ đặc biệt lớn, nước dâng và bão số

4 làm chết và mất tích 61 người, bị thương 161 người; nhà cửa, trường học, bệnh xá, bệnh viện đổ là 7.465 cái; hư hại, ngập trên 172.876 cái; lúa và hoa màu bị ngập, hư hại 104.504ha; thiệt hại lớn về công trình thủy lợi, giao thông, năng lượng,

1.3.5 Lũ lớn gậy vỡ đê làm ngập lụt diện rộng

Lũ lớn là một loại thiên tai nguy hiểm nhất và gây hậu quả nặng nề nhất ở Bắc bộ, như trận lụt do lũ lớn gây vỡ đê tháng IX/1985

Bão số 4 suy yếu thành áp thấp nhiệt đới (ATNĐ), đi vào vịnh Bắc bộ tối 10/IX, rồi vào Quảng Đông, Quảng Tây, Trung Quốc, ảnh hưởng đến Bắc bộ Tiếp sau là hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới (HTNĐ) với lưỡi cao áp Thái Bình Dương có sóng Đông ở rìa phía Nam lưỡi cao áp lấn vào đã gây mưa từ 713/IX/1985 trên toàn Bắc bộ Lượng mưa cả đợt rất lớn, hầu hết mưa từ 100900mm Nhiều tâm diện hẹp, nhưng có lượng mưa lớn: Bắc Quang (Hà Giang), mưa liên tục 4 ngày, đạt 821mm; tâm mưa Phố Bò (Hoà Bình) mưa to liên tục 4 ngày (912/IX), mưa cả đợt là 710mm, vùng lân cận chỉ mưa 500mm trở xuống; tâm mưa Nho Quan, Gia Viễn (Ninh Bình), mưa to, mưa rất to trong 5 ngày (913), tập trung trong ngày 11 đến sáng 12/IX: tại Gia Viễn, lượng mưa cả đợt là 955mm, trong đó ngày 12 mưa trên 600mm, tại Nho Quan, lượng mưa cả đợt đạt 841mm, riêng đêm ngày 11 - sáng ngày 12 mưa 398mm, mưa giảm rất nhanh ở các vùng lân cận, chỉ mưa dưới 500mm

Lũ lớn đã xảy ra ở hạ lưu sông Hồng, Thái Bình; lũ cao đột ngột trên sông Tích, Đáy; lũ sông Hoàng Long, sông Bưởi đạt mức lũ lịch sử Đỉnh lũ tại Hà Nội là 11,96m (ngày 13/IX), vượt báo động III là 0,46m; tại Phả Lại là 6,76m (ngày 14/IX), vượt báo động cấp III là 1,26m; tại Bến Đế là 5,46m (ngày 13/IX) vượt báo động cấp III là 1,46m và kéo dài 7 ngày; tại Phủ Lý là 4,72m (ngày 13/IX), vượt báo động cấp III là 0,62m Đây là đợt lũ lớn nhất trong tháng IX trên các sông Bắc bộ kể từ đầu thế kỷ đến nay Lũ lớn trùng với kỳ triều cường ở vịnh Bắc bộ (đỉnh từ 3,1  3,65m)

Lũ lớn trên sông kết hợp với mưa rất to trong đồng xảy ra đột ngột và kéo dài nhiều ngày ở trên báo động cấp III khi triều cường nên đã gây tràn, vỡ đê, làm ngập lụt, úng trên diện rộng ở đồng bằng Bắc bộ và Thanh Hóa Đê hệ thống sông Hồng và Thái Bình bị rò rỉ, sạt lở nhiều nơi Đê bối bị vỡ và uy hiếp nghiêm trọng trên các tuyến thuộc tỉnh Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hưng Yên, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây (cũ), Hưng Yên, Nam Định, Đê sông Hoàng Long bị vỡ đoạn Chấn Hưng dài 500m Tổng số có 18 đoạn bị vỡ trong huyện Gia Viễn, trong đó

đê tả ngạn vỡ với khối lượng trên 80.000m3, đê hữu ngạn vỡ trên 120.000m3 Ngày 11/IX, lũ tràn đập Gia Tường, Đức Long, Lạc Vân và Lạc Khoái Ngày 1/IX, lũ tràn

đê Năm Căn Ngày 13/IX, toàn tuyến đê tả Hoàng Long từ Gia Tân đến Gia Viễn, Gia Thắng, Chấn Hưng đều bị tràn, vị trí Chấn Hưng bị vỡ Huyện Gia Viễn có 20 xã thì

cả 20 xã đều bị ngập, 80% số hộ bị ngập sâu đến mái nhà, chỉ còn khoảng 1.000 hộ ở trên khu đất cao là bị ngập ít hơn Quốc lộ 1 ngập sâu 1,5m, ô tô và tàu hỏa không đi lại được Toàn huyện Gia Viễn gieo cấy 9.947ha, thì mất trắng 80%, ngoài ra còn thiệt hại về hoa màu, trâu bò, lợn gà, cây ăn trái và các tài sản khác Lũ lịch sử sông Hoàng Long kết hợp với lũ sông Đáy, sông Đào, sông Nhuệ, Châu Giang cũng như mưa lớn trong đồng làm cho nhiều tuyến đê và các công trình thủy lợi tỉnh Hà Nam, Ninh Bình

bị tràn, vỡ… như đê quai xanh cống Biểu Thượng đang xây dở dang thì bị vỡ gây ngập nặng huyện Ý Yên và một số khu khác

Mưa, lũ gây thiệt hại lớn nhất cho 3 tỉnh Hà Nam Ninh (cũ), Hà Sơn Bình (cũ) và Thanh Hoá: 34 người chết, trong đó Hà Nam Ninh 21 người, Thanh Hoá 12 người

và Hà Sơn Bình 1 người; 32 xã bị ngập lụt; 225.000ha lúa bị ngập, trong đó 155.000ha lúa bị mất trắng Các tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, Vĩnh Phúc và Hà Nội cũng bị thiệt hại lớn, với 93.100ha lúa bị ngập, nhiều đê kè bị sạt lở,

Số liệu về lũ, lụt không thể diễn tả hết những hậu quả của nó gây ra ở đồng bằng Bắc bộ Qua các trận lũ lụt trên, càng thấy rõ: lũ, úng, lụt rất dễ xảy ra, mức độ, thời gian và diện ngập lụt tùy thuộc vào tính chất ác liệt của mưa lũ, lòng dẫn và hành lang thoát lũ, hiện trạng đê điều và khả năng cắt lũ, phân, chậm lũ cũng như các công trình tiêu nước ở đồng bằng Bắc bộ Vì vậy, cần rất chú trọng tăng cường công tác dự báo và biện pháp phòng tránh để giảm thiệt hại

1.3.6 Những trận lũ lụt lớn nhất Việt Nam trong 20 năm qua

Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu Trong khoảng 20 năm trở lại đây, những hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, ngập lụt, sạt lở, bão lũ có diễn biến ngày càng phức tạp Chúng ta hãy cùng nhìn lại 3 trận lũ lụt kinh hoàng ở nước ta trong khoảng 20 năm qua

1.3.6.1 Trận đại hồng thủy tại miền Trung tháng XI/1999

Tháng X/1999, mưa lớn kéo dài tại miền Trung đã khiến mực nước các sông lên đến mức kỷ lục, nhất là tại sông Hương Theo Wikipedia, lúc đó, lượng mưa trong

1 ngày ở thành phố Huế lên đến 1.384mm Sau đó, đỉnh lũ ở sông Hương đã lên tới mức kỷ lục, cao nhất trong vòng 100 năm (tính đến năm 1999)

Trận lụt lịch sử tại miền Trung tháng XI/1999 được xem là trận lụt lớn nhất từ trước đến thời điểm đó xảy ra tại Việt Nam Theo Wikipedia, nó đã làm ngập trắng 10 tỉnh, thành và khiến 595 người chết, thiệt hại tổng cộng hơn 3.773 tỷ đồng Thiệt hại nặng nề nhất là các tỉnh Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Trị và thành phố Đà Nẵng Riêng tại Thừa Thiên Huế, đã có 372 người chết và thiệt hại hơn 1.780 tỷ đồng

1.3.6.2 Lũ lụt tại Hà Nội tháng XI/2008

Đợt mưa lớn trái mùa năm 2008 tại miền Bắc và Bắc Trung bộ đã vượt qua mọi

dự đoán và gây ra trận lụt lịch sử tại Hà Nội Đợt mưa lớn này được đánh giá là có lượng mưa kỷ lục trong vòng 100 năm tại đây (tính đến năm 2018) “Tính đến chiều 1/XI/2008, tổng lượng mưa ở khu vực Hà Nội phổ biến từ 350  550mm”, ông Bùi Minh Tăng, Giám đốc Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương cho biết Thiệt hại do trận lụt gây ra là rất lớn, tại Hà Nội đã có 17 người thiệt mạng, tuyến

đê sông Hồng bị sạt mái, gần 13.000 hộ dân ven đê ngập nhà cửa, các hồ chứa bị tràn nước Tổng thiệt hại ban đầu tại Hà Nội ước tính ít nhất là 3.000 tỷ đồng

1.3.6.3 Mưa lũ lịch sử tàn phá Quảng Ninh tháng VII//2015

Theo Vietnamnet, tổng lượng mưa đo được tại một số điểm ở Quảng Ninh từ ngày 23-29/VII/2015 đã vượt quá 1.500 mm Theo đánh giá, đây là trận mưa lớn nhất trong vòng 55 năm tại Quảng Ninh (tính đến năm 2015), phá vỡ hàng loạt kỷ lục Sau 3 ngày mưa lũ, tổng thiệt hại về tài sản tại đây đã vượt quá con số 1.000 tỷ đồng, 23 người thiệt mạng và mất tích, gần 4.000 ngôi nhà bị ngập lụt

1.4 PHƯƠNG HƯỚNG CHUNG QUY HOẠCH TƯỚI TIÊU NƯỚC CHO CÁC VÙNG NÔNG NGHIỆP

1.4.1 Phương hướng chung quy hoạch tưới cho các vùng nông nghiệp

Quy hoạch tưới không gây ra xung đột và đảm bảo chia sẻ nguồn nước với các ngành khác

Quy hoạch tưới phù hợp với tình hình biến đổi khí hậu

Quy hoạch tưới phải dựa trên tình hình chặt phá rừng, đô thị hóa làm thay đổi nhanh chóng cơ cấu sử dụng đất, cũng như làm trầm trọng thêm tình trạng thiên tai

Quy hoạch tưới phải dựa trên tình hình mực nước sông và tải lượng phù sa trên các con sông xuống thấp, cũng như tình trạng xâm nhập mặn và hạn hán

Quy hoạch tưới phù hợp với hiện trạng đất canh tác, chống xói mòn, giảm tình trạng thoái hóa đất và hoang mạc hóa

Quy hoạch tưới phải phù hợp với tình hình dồn điền đổi thửa (quy mô ô ruộng lớn) và Luật Thủy lợi mới

Quy hoạch tưới đảm bảo không gây ra ô nhiễm môi trường đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm

Quy hoạch tưới gắn với nền nông nghiệp công nghệ cao và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0

1.4.2 Phương hướng chung quy hoạch tiêu úng

Do tình hình địa hình, địa mạo khí tượng, thủy văn mỗi nơi mỗi khác nên vấn đề úng ngập diễn biến rất phức tạp theo mỗi vùng

- Vùng úng ngập quanh năm

- Vùng chỉ úng ngập về mùa mưa

- Có nơi có thể tiêu tự chảy nếu có hệ thống kênh mương dẫn nước tốt ra khu nhận nước tiêu

- Có nơi phải dùng động lực để tiêu nước

- Có những vùng mang đầy đủ tính chất của các vùng trên

Tuy nhiên dựa vào đặc điểm tự nhiên của từng vùng chúng ta sẽ nghiên cứu khái quát về phương hướng quy hoạch tiêu úng cho các vùng đặc trưng ở nước ta như sau:

1.4.2.1 Vùng núi và vùng trung du

Nguyên nhân ngập úng là do nước từ các sườn dốc cao dồn về khu trũng Do địa hình phức tạp nước khó thoát ra ngoài sông Tuy nhiên, khả năng tiêu tự chảy lại nhiều

Với vùng này biện pháp thủy lợi cơ bản để giải quyết vấn đề tiêu nước như sau:

- Xây dựng các hồ chứa giữ nước đầu nguồn để kết hợp điều tiết nước cho tưới

- Đào kênh chắn nước từ các sườn dốc, đưa nước ra các sông, suối chính trong vùng

- Đào hệ thống kênh tiêu dẫn nước tự chảy ra sông

Tất cả hồ chứa nước, kênh chắn nước và kênh dẫn nước tiêu cần được phối hợp với nhau thành một hệ thống tiêu úng hoàn chỉnh cho khu vực

1.4.2.2 Vùng đồng bằng

Đặc điểm vùng đồng bằng: địa hình lòng chảo, có sông bao bọc Về mùa mưa thường bị úng, nước sông lại cao không thể tiêu tự chảy, về mùa khô mực nước sông thấp lấy nước tưới khó khăn

Biện pháp thủy lợi chủ yếu để giải quyết vấn đề úng ngập là:

- Trữ nước vào một số khu trũng

- Xây dựng các bờ vùng ngăn nước giữa các khu cao và thấp

- Xây dựng hệ thống kênh tiêu hoàn chỉnh đưa nước về khu quy định

- Xây dựng các công trình tiêu nước đầu mối, có thể là cống tiêu tự chảy hoặc trạm bơm tiêu nước ra ngoài sông

Thường lưu lượng tiêu rất lớn nên quy mô kích thước công trình tiêu như cống tiêu hoặc trạm bơm tiêu rất lớn, nhưng thời gian hoạt động lại ngắn Để tăng hiệu quả của công trình người ta thường xây dựng trạm bơm hoặc cống tưới tiêu kết hợp Tuy nhiên ở đồng bằng cũng có một số vùng trong mùa lũ cũng có thời gian mực nước sông thấp hơn trong đồng có thể tiêu tự chảy, nên ở cụm công trình đầu mối thường có cả trạm bơm lẫn công trình cống tiêu tự chảy

- Xuất phát từ đặc điểm này, biện pháp thủy lợi tiêu úng vùng chịu ảnh hưởng của triều là: Tiêu phân tán bằng nhiều cống tiêu tự chảy ven sông ven biển, với khẩu độ lớn hơn bình thường vì thời gian tiêu tự chảy rất ngắn phải tranh thủ tiêu được lượng nước lớn nhất trong thời gian triều xuống Hệ thống kênh mương ngắn, mặt cắt lớn

để chuyển nước nhanh nhất và thường được sử dụng dẫn nước tưới tiêu kết hợp Chế

độ thủy lực trong kênh phức tạp, thường là chế độ dòng chảy không ổn định

Chương 2

HỆ THỐNG TƯỚI, TIÊU NƯỚC MẶT RUỘNG

2.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TƯỚI MẶT RUỘNG

Chúng ta biết rằng nước đóng vai trò quan trọng đối với cây trồng, cây trồng thiếu nước thì không thể phát triển và có năng suất cao được Các hệ thống thủy lợi

có nhiệm vụ cung cấp đầy đủ nước cho cây trồng để tạo điều kiện cho cây trồng phát triển tốt và đạt năng suất cao

Hệ thống công trình và kênh mương có nhiệm vụ chuyển nước vào mặt ruộng để cung cấp cho cây trồng Nước trong mặt ruộng sẽ cung cấp cho cây trồng bằng hình thức công cụ và thiết bị thích hợp để bảo đảm đồng đều trên toàn bộ diện tích gieo trồng, tạo điều kiện nâng cao độ phì của đất

Trong tính toán chế độ tưới, chúng ta đã xác định được mức tưới mỗi lần, thời gian tưới, số lần tưới và mức tưới toàn vụ Đó là 4 yếu tố cơ bản của chế độ tưới để tạo điều kiện phát triển của cây trồng cho năng suất cao Để thực hiện các yếu tố này một cách chính xác ta phải xét đến phương pháp tưới, tức là hình thức đưa nước và phân phối nước vào mặt ruộng [8] Căn cứ vào phương thức dẫn nước và phân phối nước vào mặt ruộng có thể chia ra các phương pháp tưới như sau:

- Phương pháp tưới mặt đất: tưới ngập, tưới dải và tưới rãnh

- Phương pháp tưới phun mưa

- Phương pháp tưới nhỏ giọt

- Phương pháp tưới ngầm

2.1.1 Phương pháp tưới

Phương pháp tưới cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Bảo đảm đúng lượng nước đã quy định, phân bố đồng đều trên diện tích tưới, không gây tình trạng thừa thiếu nước

- Có hệ số sử dụng nước cao

- Tạo điều kiện phối hợp tốt với các biện pháp kỹ thuật canh tác

- Nâng cao hiệu suất lao động trên đồng ruộng

- Công trình và các thiết bị phân phối phải đơn giản, dễ quản lý, diện tích chiếm đất ít, chi phí đầu tư thấp và không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường

2.1.2 Sự lựa chọn các phương pháp tưới cho cây trồng

Sự lựa chọn các phương pháp tưới cho cây trồng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Loại cây trồng và kỹ thuật canh tác

- Địa hình, đất đai khu tưới

- Khả năng cung cấp và chất lượng của nguồn nước

- Trình độ cơ giới hoá trong sản xuất và công nghiệp hoá

- Điều kiện cung cấp năng lượng, thiết bị tưới

- Trình độ khoa học, kỹ thuật của cán bộ, công nhân quản lý tưới

Sau khi xác định được phương pháp tưới, chúng ta sẽ xác định các hình thức và thông số kỹ thuật thích hợp để thực hiện phương pháp tưới đó [9]

2.2 PHƯƠNG PHÁP TƯỚI MẶT ĐẤT

2.2.1 Tưới ngập cho lúa

Kỹ thuật tưới ngập là hình thức cung cấp nước để luôn luôn duy trì một lớp nước trên mặt ruộng theo yêu cầu sinh trưởng và phát triển của cây trồng, chủ yếu là lúa nước

Kỹ thuật tưới ngập cho lúa trong những năm gần đây đã giúp tăng năng suất lúa bình quân lên 1.5 lần Nhiều nơi đã đạt năng suất 10 tấn/ha-vụ Chúng ta áp dụng kỹ thuật tưới ngập cho lúa vì có những ưu nhược điểm sau:

2.2.1.1 Ưu và nhược điểm

a) Ưu điểm

- Điều hoà được nhiệt độ

- Kìm hãm sự phát triển của cỏ dại

- Giảm được nồng độ các chất có hại

b) Nhược điểm

- Độ thoáng khí của đất kém

- Làm giảm độ phì của đất

- Gây trôi đất

- Tốn nhiều nước, gây trở ngại cho cơ giới hoá

2.2.1.2 Yêu cầu của phương pháp tưới ngập

- Duy trì lớp nước thích hợp trên ruộng lúa theo công thức tưới tăng sản

- Bảo đảm được các chất dinh dưỡng và phân bón không bị rửa trôi, đất không bị xói mòn

- Phải đảm bảo những vùng đất trũng và nhiễm phèn hay nhiễm mặn tránh được hiện tượng lầy hóa và mặn tái sinh

- Phải bảo đảm lớp nước tưới phân bố đều, không tưới tràn lan

- Phải đảm bảo nâng cao được hiệu suất tưới và hệ số sử dụng nước ở mặt ruộng

và toàn hệ thống

Để đạt được các yêu cầu trên hệ thống tưới phải đạt được các yêu cầu:

- Mặt ruộng phải đạt được độ dốc thích hợp, trong trường hợp cần thiết phải tiến hành san bằng mặt ruộng

- Hệ thống công trình phải bố trí đầy đủ, hoàn chỉnh tới mặt ruộng và quản lý phải chặt chẽ

2.2.1.3 Hình thức bố trí và kích thước ô ruộng tưới ngập

a) Bố trí thông nhau b) Bố trí cửa độc lập

Hình 2.1: Hình thức bố trí thửa ruộng

Để đảm bảo các yêu cầu của kỹ thuật tưới ngập đã nêu trên, hệ thống tưới mặt ruộng phải bố trí hoàn chỉnh bao gồm các kên tưới, tiêu, bờ khoảnh và thửa để chủ đọng đưa nước và tiêu nước ở từng thửa ruộng Đồng thời bảo đảm lớp nước tưới phân bố đều theo yêu cầu tưới tăng sản, không tưới tràn lan Tùy điều kiện địa hình

mà bố trí thửa ruộng theo hướng ngang hoặc dọc

Hiện tại người ta thường dùng hai hình thức đưa nước vào thửa ruộng:

- Hình thức đưa nước liên hoàn giữa các thửa ruộng (bố trí thông nhau): Với loại này nước giữa các thửa có thể liên thông với nhau khi đưa nước vào cũng như tiêu nước đi Số cửa lấy nước ở mương tạm có thể giảm Nhưng phân bón và các chất dinh dưỡng trong các thửa dễ bị rửa trôi

Bê ruéng

Bê ruéng

- Hình thức đưa nước vào và tiêu nước ở các thửa ruộng độc lập (bố trí cửa độc lập): Với hình thức này mỗi thửa ruộng đều có cửa lấy nước và cửa tiêu nước vào mương tạm, do đó phân bón và các chất dinh dưỡng không bị rửa trôi Nhưng số cửa lấy nước ở mương tạm tăng nhiều

h1, h2 - Độ sâu nước ở đầu và cuối thửa ruộng theo chiều rộng;

h0 - Độ sâu nước trung bình ở giữa thửa ruộng;