Khóa luận đánh giá hiện trạng cấp nước hệ thống thủy lợi Tiên Lãng, Hải Phòng

Huyện Tiên Lãng, Hải Phòng, là một trong những khu vực nông nghiệp quan trọng của thành phố. 94 trang · Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng · 2024.

• Tác giả: Phcm Thk Mai Oanh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Phi
• Trường học: Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Cấp Nước và Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Tại Tiên Lãng, Hải Phòng
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Vị trí địa lý
• 1.2. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng
• 1.3. Đặc điểm khí hậu thủy văn
• 1.3.1. Mưa
• 1.3.2. Nhiệt độ
• 1.3.3. Độ ẩm
• 1.3.4. Gió, nắng
• 1.3.5. Bốc hơi
• 1.3.6. Bão
• 1.4. Đặc điểm thủy văn
• 2. CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI TIÊN LÃNG
• 2.1. Đánh giá hiện trạng hệ thống
• 2.2. Nhiệm vụ của hệ thống
• 2.3. Hiện trạng hệ thống thủy lợi
• 2.4. Đánh giá nguồn nước
• 2.5. Nhu cầu sử dụng nước của hệ thống
• 2.6. Đánh giá năng lực phục vụ của hệ thống
• 2.7. Đánh giá hiện trạng quản lý, khai thác hệ thống
• 2.8. Hiện trạng và hiệu quả việc ứng dụng công nghệ trong hệ thống
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP NƯỚC CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI TIÊN LÃNG
• 3.1. Định hướng giải pháp công trình nâng cao hiệu quả cấp nước
• 3.2. Đồng bộ hệ thống thủy lợi
• 3.3. Giải pháp hiện đại hóa thủy lợi
• 3.4. Định hướng giải pháp phi công trình nâng cao hiệu quả cấp nước
• 3.5. Đánh giá ảnh hưởng và công tác quản lý, vận hành công trình thủy lợi
• 3.6. Đánh giá ảnh hưởng giải pháp bảo vệ môi trường, chất lượng nước trong hệ thống thủy lợi
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hiện Trạng Cấp Nước Tại Tiên Lãng Hải Phòng

Huyện Tiên Lãng, Hải Phòng, là một trong những khu vực nông nghiệp quan trọng của thành phố. Hệ thống cấp nước tại đây đóng vai trò thiết yếu trong việc cung cấp nước tưới tiêu cho cây trồng và sinh hoạt của người dân. Tuy nhiên, hiện trạng cấp nước tại Tiên Lãng đang gặp nhiều thách thức, từ nguồn nước đến hệ thống phân phối. Việc đánh giá hiện trạng này là cần thiết để tìm ra giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước.

1.1. Đặc Điểm Địa Lý và Khí Hậu Ảnh Hưởng Đến Cấp Nước

Tiên Lãng nằm ở phía Tây Nam Hải Phòng, với đặc điểm địa lý đa dạng. Khí hậu nhiệt đới gió mùa, với mùa mưa và mùa khô rõ rệt, ảnh hưởng lớn đến nguồn nước. Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.500 mm, nhưng phân bố không đều, gây khó khăn trong việc quản lý nguồn nước.

1.2. Nhu Cầu Cấp Nước Cho Nông Nghiệp và Sinh Hoạt

Nhu cầu cấp nước tại Tiên Lãng chủ yếu phục vụ cho nông nghiệp, với diện tích canh tác lớn. Theo thống kê, tổng nhu cầu nước cho sản xuất nông nghiệp lên đến hàng triệu m3 mỗi năm. Việc đảm bảo nguồn nước ổn định là rất quan trọng để duy trì sản xuất và đời sống của người dân.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Hệ Thống Cấp Nước Tại Tiên Lãng

Hệ thống cấp nước tại Tiên Lãng đang đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng. Tình trạng ô nhiễm nguồn nước, sự thiếu hụt trong quản lý và bảo trì hệ thống là những thách thức lớn. Đặc biệt, việc xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu cũng đang làm gia tăng áp lực lên nguồn nước.

2.1. Ô Nhiễm Nguồn Nước và Tác Động Đến Chất Lượng Nước

Ô nhiễm nguồn nước do hoạt động nông nghiệp và công nghiệp là một trong những vấn đề nghiêm trọng. Nước thải chưa qua xử lý xả thải vào các kênh rạch, làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và sản xuất nông nghiệp.

2.2. Thiếu Hụt Nguồn Nước Trong Mùa Khô

Trong mùa khô, nguồn nước tại Tiên Lãng thường bị thiếu hụt nghiêm trọng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp mà còn đến sinh hoạt của người dân. Việc quản lý và sử dụng nước hiệu quả là rất cần thiết để đảm bảo nguồn nước trong mùa khô.

III. Phương Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Cấp Nước Tại Tiên Lãng

Để nâng cao hiệu quả cấp nước tại Tiên Lãng, cần áp dụng các phương pháp quản lý và công nghệ hiện đại. Việc cải thiện hệ thống phân phối, bảo trì và nâng cấp các công trình cấp nước là rất quan trọng. Đồng thời, cần có sự tham gia của cộng đồng trong việc quản lý và bảo vệ nguồn nước.

3.1. Cải Thiện Hệ Thống Phân Phối Nước

Cải thiện hệ thống phân phối nước là một trong những giải pháp quan trọng. Cần đầu tư nâng cấp các công trình cấp nước, đảm bảo nước được phân phối đồng đều đến các khu vực. Việc sử dụng công nghệ mới trong quản lý nước cũng cần được xem xét.

3.2. Tăng Cường Quản Lý và Bảo Trì Hệ Thống

Quản lý và bảo trì hệ thống cấp nước cần được thực hiện thường xuyên. Cần có kế hoạch bảo trì định kỳ để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. Đồng thời, cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng trong việc bảo vệ nguồn nước.

IV. Ứng Dụng Công Nghệ Mới Trong Quản Lý Nước

Việc ứng dụng công nghệ mới trong quản lý nước có thể giúp nâng cao hiệu quả cấp nước tại Tiên Lãng. Các giải pháp công nghệ như hệ thống giám sát từ xa, cảm biến và phân tích dữ liệu có thể giúp theo dõi và quản lý nguồn nước hiệu quả hơn.

4.1. Hệ Thống Giám Sát Từ Xa

Hệ thống giám sát từ xa giúp theo dõi chất lượng và lượng nước trong thời gian thực. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề và có biện pháp xử lý kịp thời, đảm bảo nguồn nước luôn đạt chất lượng.

4.2. Phân Tích Dữ Liệu Để Quản Lý Nguồn Nước

Phân tích dữ liệu từ các cảm biến và hệ thống giám sát giúp đưa ra các quyết định quản lý nước chính xác hơn. Việc sử dụng dữ liệu lớn trong quản lý nước có thể giúp tối ưu hóa việc sử dụng và phân phối nước.

V. Kết Luận và Định Hướng Tương Lai Cho Cấp Nước Tại Tiên Lãng

Kết luận, việc đánh giá hiện trạng cấp nước và tìm ra giải pháp nâng cao hiệu quả là rất cần thiết cho Tiên Lãng. Cần có sự đầu tư và cải cách trong quản lý nước để đảm bảo nguồn nước bền vững cho tương lai. Định hướng phát triển bền vững sẽ giúp Tiên Lãng phát triển kinh tế - xã hội một cách toàn diện.

5.1. Định Hướng Phát Triển Bền Vững

Định hướng phát triển bền vững trong quản lý nước là rất quan trọng. Cần có các chính sách hỗ trợ và khuyến khích việc sử dụng nước hiệu quả, bảo vệ nguồn nước và môi trường.

5.2. Tăng Cường Hợp Tác Giữa Các Bên Liên Quan

Tăng cường hợp tác giữa các cơ quan chức năng, cộng đồng và doanh nghiệp trong quản lý nước sẽ giúp nâng cao hiệu quả cấp nước. Sự tham gia của cộng đồng trong việc bảo vệ nguồn nước cũng là rất cần thiết.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Đánh giá hiện trạng cấp nước và định hướng giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước của hệ thống thủy lợi Tiên Lãng, thành phố Hải Phòng" được thực hiện bởi sinh viên Phạm Thị Mai Oanh (ngành Kỹ thuật Môi trường, chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường nước, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng) dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Quang Phi (Trường Đại học Thủy lợi).

Về bối cảnh thực tiễn, huyện Tiên Lãng nằm ở phía Tây Nam thành phố Hải Phòng, có diện tích tự nhiên 19.571,04 ha (trên 193 $\text{km}^2$), dân số năm 2022 là 160.669 người với 60% dân số hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp. Địa bàn huyện được bao bọc bốn bề bởi các dòng sông lớn (sông Văn Úc, sông Thái Bình, sông Mía) và Biển Đông, khiến địa hình bị chia cắt phức tạp thành hai khu vực thủy nông độc lập là Bắc Sông Mới và Nam Sông Mới. Hệ thống thủy lợi Tiên Lãng đảm nhận vai trò cấp nước đa mục tiêu cho sản xuất nông nghiệp, thủy sản, công nghiệp và sinh hoạt. Tuy nhiên, các công trình thủy lợi đầu mối và mạng lưới kênh mương trên địa bàn chủ yếu được xây dựng từ những năm 1960, trải qua hơn 60 năm vận hành đã bị xuống cấp nghiêm trọng, tỷ lệ kiên cố hóa thấp (chỉ đạt 9,2% ở hệ thống kênh cấp I và cấp II), phương thức điều tiết chủ yếu thủ công dựa vào kinh nghiệm, thiếu thiết bị đo đếm chuyên dụng, đồng thời thường xuyên chịu tác động tiêu cực của xâm nhập mặn (độ mặn mùa khô có thời điểm lên tới 3–4‰) và biến động dòng chảy theo triều. Do đó, việc đánh giá toàn diện hiện trạng và đề xuất giải pháp kỹ thuật, quản lý nhằm tối ưu hóa hiệu quả cấp nước là yêu cầu cấp thiết.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

1. Thu thập, tổng hợp và phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội cùng đặc điểm khí tượng, thủy văn tại huyện Tiên Lãng.
2. Khảo sát, kiểm kê và đánh giá hiện trạng cơ sở hạ tầng công trình thủy lợi (công trình đầu mối, mạng lưới kênh mương, các công trình điều tiết trên kênh và trạm bơm nội đồng).
3. Đánh giá nguồn nước đến (bao gồm nước mặt và nước dưới đất), hiện trạng chất lượng nước và tình hình xâm nhập mặn trong hệ thống.
4. Xác định, tính toán tổng nhu cầu sử dụng nước cho các ngành (trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, công nghiệp, sinh hoạt, môi trường) ứng với tần suất thiết kế $P = 85%$.
5. Đánh giá thực trạng công tác tổ chức, quản lý khai thác, mức độ ứng dụng khoa học kỹ thuật của đơn vị quản lý.
6. Đề xuất định hướng các giải pháp công trình (đồng bộ hóa, hiện đại hóa, kiên cố hóa) và phi công trình (chuyển đổi số, tự động hóa, quan trắc cảnh báo và bảo vệ chất lượng nước).

Nhiệm vụ cấp nước cụ thể của hệ thống thủy lợi Tiên Lãng gồm:

• Tiêu thoát nước cho 18.290 ha đất tự nhiên.
• Cấp nước tưới cho 9.125 ha đất sản xuất nông nghiệp và 128 ha đất lâm nghiệp.
• Cấp nước cho 2.205 ha nuôi trồng thủy sản.
• Cấp 4,238 triệu $\text{m}^3$ nước thô phục vụ sinh hoạt.
• Cấp 0,164 triệu $\text{m}^3$ nước cho công nghiệp và 9,766 triệu $\text{m}^3$ nước duy trì môi trường.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Toàn bộ hệ thống công trình thủy lợi Tiên Lãng (công trình lấy nước đầu mối, kênh trục chính, kênh cấp I, cấp II, cống điều tiết, trạm bơm điện) và các nguồn tài nguyên nước mặt, nước dưới đất phục vụ cấp nước.
• Phạm vi không gian: Địa bàn huyện Tiên Lãng, thành phố Hải Phòng (chia tách thành 2 vùng: Bắc Sông Mới gồm 3 xã và Nam Sông Mới gồm 20 xã/thị trấn).
• Phạm vi thời gian: Chuỗi số liệu khí tượng tại trạm Phù Liễn giai đoạn 1986–2022; chuỗi số liệu thủy văn trạm Đông Xuyên và Trung Trang từ năm 1980 đến năm 2008 và cập nhật đến 2022–2023; số liệu hiện trạng công trình, kinh tế - xã hội và chất lượng nước cập nhật giai đoạn 2020–2024. Đề tài được giao ngày 15/01/2024 và hoàn thành ngày 18/05/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khóa luận áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật, mô hình toán học và công cụ chuyên ngành tài nguyên nước để tính toán nhu cầu sử dụng nước và đánh giá chất lượng nguồn nước:

• Khung lý thuyết và tiêu chuẩn tính toán:

  • Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8641:2011 về tính toán nhu cầu nước tưới cho cây trồng.
  • Hướng dẫn của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO 56-1998) trong việc xác định lượng bốc thoát hơi nước tham chiếu ($ET_o$) theo phương trình Penman-Monteith và lượng bốc thoát hơi nước mặt ruộng ($ET_{crop} = K_c \times ET_o$, với $K_c$ là hệ số cây trồng).
  • Phương trình cân bằng nước mặt ruộng xác định yêu cầu tưới: $IRReq = R_q - P_{eff}$; trong đó nhu cầu nước tổng cộng của cây trồng $R_q = ET_{crop} + Perc + L_{prep}$ ($Perc$ là mức ngấm của đất, $L_{prep}$ là lượng nước làm đất, $P_{eff}$ là lượng mưa hiệu quả).
  • Công thức thực nghiệm của Cục Bảo tồn Tài nguyên Đất Hoa Kỳ (USDA Soil Conservation Service) để tính toán lượng mưa hiệu quả $P_{eff}$.
  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (áp dụng cột A1 để đối chiếu đánh giá).

• Mô hình và phần mềm chuyên dụng:

  • Phần mềm FFC2008: Xây dựng đường tần suất lượng mưa năm, xác định lượng mưa thiết kế ứng với tần suất đảm bảo $P = 85%$ từ chuỗi số liệu quan trắc thực đo 1986–2022, chọn năm điển hình và thu phóng mô hình mưa tháng thiết kế.
  • Phần mềm CropWat 8.0: Mô phỏng cân bằng ẩm, cân bằng bức xạ, bốc thoát hơi nước tiềm năng, tính toán nhu cầu nước và xây dựng lịch thời vụ tưới chi tiết cho lúa vụ Đông Xuân, lúa vụ Mùa (chia làm 6 giai đoạn sinh trưởng) và cây trồng cạn như ngô vụ đông (chia làm 4 giai đoạn sinh trưởng).

• Phương pháp nghiên cứu:

  • Phương pháp thống kê, hồi cứu và phân tích chuỗi dữ liệu lịch sử khí tượng, thủy văn và địa hình.
  • Phương pháp khảo sát, đo đạc thực tế tại hiện trường các tuyến cống, trạm bơm, kênh dẫn và tổng hợp số liệu quản lý kỹ thuật.
  • Phương pháp cân bằng nước chi tiết theo từng lĩnh vực dùng nước (nông nghiệp, chăn nuôi, thủy sản, dân sinh, công nghiệp).
  • Phương pháp so sánh tiêu chuẩn môi trường trong phân tích các chỉ tiêu lý - hóa - vi sinh của nước mặt và nước dưới đất.

• Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Dữ liệu khí tượng trạm Phù Liễn (nhiệt độ, độ ẩm, số giờ nắng, tốc độ gió, lượng mưa tháng/năm).
  • Dữ liệu thủy văn mực nước và lưu lượng tại trạm Đông Xuyên (sông Thái Bình), trạm Trung Trang (sông Văn Úc) do đơn vị thủy lợi quản lý và đo đạc.
  • Báo cáo số 106/BC-UBND ngày 01/4/2024 của UBND thành phố Hải Phòng về tình hình sử dụng tài nguyên nước năm 2023.
  • Hồ sơ kỹ thuật, số liệu kiểm kê công trình của Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Tiên Lãng.
  • Niên giám thống kê thành phố Hải Phòng năm 2022 và Kế hoạch sử dụng đất giai đoạn 2020–2023 của huyện Tiên Lãng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu

Chương 1 tổng hợp các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội chi phối trực tiếp đến hoạt động thủy nông trên địa bàn huyện Tiên Lãng:

• Vị trí địa lý và địa hình: Huyện nằm từ 20°40'20" đến 20°49'20" vĩ độ Bắc, 106°34'00" đến 106°36'08" kinh độ Đông. Địa hình hình thành do bồi đắp phù sa sông biển, xen kẽ đầm lạch, ao hồ. Vùng Bắc Sông Mới có cao độ trung bình từ 0,8–1,0 m; vùng Nam Sông Mới cao độ tự nhiên từ 0,7–1,3 m; khu vực bãi bồi ngoài đê biển có cao độ 0,3–1,0 m.
• Khí hậu: Nhiệt độ trung bình năm đạt 23,2°C (cao nhất tuyệt đối 41,5°C vào tháng V/1914, thấp nhất tuyệt đối 4,5°C vào tháng II/1968). Độ ẩm trung bình năm đạt 87,8% (tháng III cao nhất đạt 92%, thấp nhất tháng XII đạt 82%). Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm là 715,7 mm. Tổng số giờ nắng từ 1500–2000 giờ/năm (tháng VII đạt cao nhất với 185,6 giờ, tháng III thấp nhất đạt 44 giờ). Mùa mưa kéo dài từ tháng V đến tháng X, chiếm 70–85% tổng lượng mưa năm; mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau chỉ chiếm 20–30%. Khu vực chịu ảnh hưởng trung bình 1–2 cơn bão/năm.
• Thủy văn: Mang tính chất hỗn hợp sông biển, chế độ nhật triều chiếm ưu thế với 2 chu kỳ triều/tháng (mỗi chu kỳ 12–14 ngày, gồm 7–9 ngày triều cường và 3–5 ngày triều kém). Mực nước sông thấp nhất tập trung vào các tháng I, II và III. Biên độ triều lớn nhất dao động từ 1,5–2,7 m.

Đặc trưng dòng sông	Chiều dài (km)	Chiều rộng TB (m)	Chiều sâu TB (m)	Vận tốc TB (m/s)	Lưu lượng TB mùa cạn ($\text{m}^3/\text{s}$)	Mực nước triều $H_{max}$ (m)	Mực nước triều $H_{min}$ (m)
Sông Thái Bình	45	85	3 – 7	4,5 – 5,7	128	+2,53	-1,46
Sông Văn Úc	38	223 – 500	7 – 9	4,8 – 6,5	1.248	+2,93	-0,83

• Kinh tế - xã hội và sử dụng đất: Năm 2022, giá trị sản xuất toàn huyện đạt 8.971 tỷ đồng, thu nhập bình quân đầu người 41,73 triệu đồng/người/năm. Cơ cấu kinh tế: Nông nghiệp chiếm 35%, Công nghiệp - Xây dựng chiếm 26,6%, Thương mại - Dịch vụ chiếm 38,4%. Tổng diện tích tự nhiên là 19.571,04 ha; trong đó đất nông nghiệp chiếm diện tích lớn (đất chuyên trồng lúa nước trên 8.200 ha, đất nuôi trồng thủy sản trên 2.600 ha). Hệ thống hạ tầng giao thông gồm Quốc lộ 10 (3,5 km), Tỉnh lộ 354 (8 km), Đường 212 (18 km), Đường 25 (10 km). Huyện có 21,5 km đê biển và 56,9 km đê sông.

Chương 2: Đánh giá hiện trạng cấp nước của hệ thống thủy lợi Tiên Lãng

Chương 2 trình bày chi tiết về hiện trạng công trình, tài nguyên nguồn nước, chất lượng môi trường nước và tính toán nhu cầu sử dụng nước:

• Hiện trạng công trình: Hệ thống do Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Tiên Lãng quản lý, gồm 60 cống dưới đê, 78 trạm bơm điện và hệ thống kênh mương phức tạp.
  • Vùng Bắc Sông Mới (3 xã): Lấy nước từ sông Thái Bình qua cống Giang Khẩu ($B = 6\text{ m}$, đáy -1,50 m), tiêu nước qua cống Đầm và các trạm bơm Cẩm La (5 máy $\times 2.500\text{ m}^3/\text{h}$), Giang Khẩu (6 máy $\times 2.500\text{ m}^3/\text{h}$), Sinh Đan (7 máy $\times 2.500\text{ m}^3/\text{h}$).
  • Vùng Nam Sông Mới (20 xã): Lấy nước qua cống Trọi ($B = 7,2\text{ m}$, xây năm 1967), cống Rỗ cũ ($B = 6\text{ m}$, xây năm 1965), cống Rỗ mới ($B = 24\text{ m}$, xây năm 1982, gồm 3 cửa rộng 8 m, cao 4 m, $Q_{tk} = 48\text{ m}^3/\text{s}$, đáy -1,50 m), cống Sông Mới ($B = 9\text{ m}$, xây năm 2008). Trạm bơm tiếp nguồn Gò Công (8 máy $\times 2.500\text{ m}^3/\text{h}$, lưu lượng cấp $5,56\text{ m}^3/\text{s}$) hiện không sử dụng.
  • Hệ thống kênh: Kênh trục I dài 21.910 m (đáy rộng 10–12 m, cao trình đáy -1,50 m); Kênh trục II dài 7.210 m (đáy rộng 6–8 m, cao trình đáy -1,0 m); Kênh trục cấp I dài 9.678 m; 19 tuyến kênh cấp 1 với tổng chiều dài 92.436 m. Tổng chiều dài kênh cấp I và II là 92.436 m nhưng mới kiên cố hóa được 8.500 m (đạt 9,2%). Hệ thống hầu như thiếu kênh cấp 3 hoàn chỉnh.

Cấp kênh	Tổng số công trình cống	Hoạt động bình thường (Số lượng)	Tỷ lệ bình thường (%)	Xuống cấp (Số lượng)	Tỷ lệ xuống cấp (%)
Kênh chính	56	45	80,4	11	19,6
Kênh cấp I	46	27	58,7	19	41,3
Kênh cấp II và dẫn	62	40	64,5	22	35,5
Tổng cộng	164	112	68,3	52	31,7

• Hạ tầng công trình nội đồng: Gồm 85 trạm bơm điện với 107 máy (công suất từ $540\text{ m}^3/\text{h}$ đến $2.500\text{ m}^3/\text{h}$) và 113 cống, đập điều tiết. Nhiều trạm bơm xây dựng từ năm 1960 bị bong tróc vữa, sử dụng máy trục ngang chưa nâng cấp; tại nhiều vị trí thiếu công trình dâng nước kiên cố phải đắp đất, cọc tre tạm thời.

• Đánh giá nguồn nước và chất lượng nước:

  • Nước mặt: Tổng lượng dòng chảy năm 2023 tại trạm Trung Trang (sông Văn Úc) đạt 18.950 triệu $\text{m}^3$. Dòng chảy trung bình tháng cao nhất đạt $1.210\text{ m}^3/\text{s}$ (tháng VI/2022), thấp nhất là $320\text{ m}^3/\text{s}$ (tháng IV/2022).
  • Nước dưới đất: Mực nước tĩnh giếng đào từ 1,0–3,0 m, mực nước động 2,5–5,0 m; giếng khoan có mực nước tĩnh 4,0–7,0 m, mực nước động 6,0–11,0 m (đều nằm trong giới hạn an toàn $<30\text{ m}$).
  • Chất lượng nước và xâm nhập mặn: Quan trắc nước mặt tại 3 vị trí (thượng, trung, hạ lưu) cho thấy Amoni ($0,655 - 1,073\text{ mg/l}$), BOD ($4,88 - 6,40\text{ mg/l}$), COD ($11,6 - 16,0\text{ mg/l}$) và Coliform (trung bình lên tới $21.800\text{ MPN/100ml}$) vượt từ 1 đến 8 lần so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột A1). Mùa khô năm 2023, độ mặn tại các cống đầu mối tăng cao (3–4‰), gây khó khăn cho việc lấy nước ngọt.
  • Tính toán nhu cầu nước: Ứng với tần suất $P = 85%$, lượng mưa thiết kế năm đạt 1.286,8 mm (mưa lớn nhất tháng VIII đạt 310,9 mm, tháng XI chỉ 1,0 mm và tháng XII là 0,5 mm). Nhu cầu nước tưới được tính toán cho từng loại cây trồng qua CropWat 8.0, kết hợp nhu cầu sinh hoạt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và công nghiệp.

Chương 3: Định hướng giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước của hệ thống thủy lợi Tiên Lãng

Chương 3 đề xuất hai nhóm giải pháp trọng tâm nhằm khắc phục các bất cập của hệ thống:

• Định hướng giải pháp công trình:

  • Đồng bộ hóa và kiên cố hóa hệ thống hạ tầng: Đầu tư kiên cố hóa bằng bê tông cốt thép cho 83.936 m kênh cấp I và cấp II còn lại; nạo vét khơi thông lòng dẫn kênh trục I, trục II và 10 tuyến kênh cấp 1 chưa đảm bảo mặt cắt thiết kế.
  • Hiện đại hóa công trình đầu mối và điều tiết: Cải tạo, sửa chữa 52 cống bị xuống cấp (đặc biệt là cống Cống Nẻ tại K9+447); xử lý xâm thực vữa xi măng tường cánh cống Rỗ mới và cống Sông Mới; thay thế giàn van đóng mở thủ công bằng hệ thống xi lanh thủy lực hoặc động cơ điện.
  • Xây dựng kiên cố các công trình dâng nước trên kênh thay thế hoàn toàn các đập đắp đất và cọc tre tạm bợ; lắp đặt hệ thống thiết bị đo đếm lưu lượng nước tại đầu kênh cấp I, cấp II và cửa lấy nước vào ruộng.
  • Nâng cấp các trạm bơm nội đồng (thay thế máy bơm trục ngang cũ bằng máy bơm chìm/trục đứng hiệu suất cao tại trạm bơm Số 4, trạm bơm Mỹ Lộc).

• Định hướng giải pháp phi công trình:

  • Chuyển đổi phương thức quản lý vận hành sang mô hình "thủy lợi thông minh": Thiết lập mạng lưới quan trắc độ mặn tự động kết nối trực tuyến với Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Đông Bắc để đóng/mở cống lấy nước tự động theo diễn biến triều và nồng độ mặn.
  • Ứng dụng công nghệ thông tin, viễn thám và hệ thống SCADA/IoT nhằm giám sát, điều khiển từ xa các trạm bơm và cống điều tiết.
  • Xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa, liên cống tối ưu hóa lịch phân phối nước theo từng thời kỳ sinh trưởng của cây trồng.
  • Tăng cường các biện pháp kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ nguồn nước mặt: Xử lý hoành triệt các điểm rò rỉ nước mặn ở cống cuối nguồn; vận động nạo vét thủy lợi nội đồng kết hợp đắp bờ vùng, bờ thửa giữ nước ngọt và chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang các giống lúa chịu mặn.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã đạt được các kết quả cụ thể gắn liền với số liệu phân tích:

• Lập bảng thống kê toàn diện hiện trạng 164 cống trên các cấp kênh, xác định chính xác tỷ lệ xuống cấp: 19,6% cống trên kênh chính, 41,3% cống trên kênh cấp I và 35,5% cống trên kênh cấp II.
• Định lượng mức độ kiên cố hóa hệ thống kênh mương cấp I và II của toàn huyện ở mức thấp, mới đạt 8.500 m / 92.436 m (chiếm 9,2%).
• Xác lập chuỗi số liệu thủy văn - nguồn nước: Tổng lượng dòng chảy năm 2023 của sông Văn Úc tại trạm Trung Trang là 18.950 triệu $\text{m}^3$; xác định mức độ suy giảm chất lượng nước mặt khi các chỉ số Amoni, Coliform vượt quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A1 từ 1 đến 8 lần và độ mặn đạt đỉnh 3–4‰ vào mùa khô.
• Xây dựng mô hình mưa thiết kế tần suất $P = 85%$ (tổng lượng mưa năm 1.286,8 mm) và hoàn thành tính toán nhu cầu tưới khoa học thông qua phần mềm CropWat 8.0 cho các mùa vụ.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình bám sát điều kiện thực tế, chỉ rõ các hạng mục ưu tiên sửa chữa như cống Cống Nẻ, tường cánh cống Rỗ Mới, cống Sông Mới và thay thế 100% các đập dâng cọc tre tạm.

Về mặt đóng góp, khóa luận cung cấp bức tranh số liệu thực địa cập nhật nhất (đến năm 2024) về hạ tầng thủy nông huyện Tiên Lãng sau hơn 60 năm khai thác. Đề tài đã chỉ ra điểm nghẽn kỹ thuật cốt lõi trong công tác phân phối nước (thiếu kênh cấp 3, thiếu thiết bị đo lưu lượng nội đồng, vận hành thủ công) và cung cấp cơ sở tính toán khoa học cho Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Tiên Lãng trong việc lập kế hoạch cấp nước thích ứng với xâm nhập mặn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Phạm vi tính toán nhu cầu nước cho cây trồng bằng mô hình CropWat 8.0 chủ yếu dựa trên số liệu khí tượng trạm Phù Liễn và các giả định hệ số mặt ruộng theo FAO, chưa thể đo đạc kiểm chứng tổn thất thấm thực tế trên từng chân ruộng phân tán.
  • Chuỗi số liệu thủy văn mực nước tại một số trạm chi tiết (Đông Xuyên, Trung Trang) có giai đoạn gián đoạn (1980–2008), số liệu lưu lượng dòng chảy nội đồng thực tế còn thiếu do chưa có trạm quan trắc lưu lượng tự động tại các cống kênh cấp II và cấp III.
  • Nghiên cứu tập trung vào phân tích hiện trạng và định hướng giải pháp kỹ thuật, chưa thực hiện tính toán chi tiết tổng mức đầu tư tài chính và phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội cho từng hạng mục công trình cụ thể.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng mô phỏng lan truyền độ mặn và chất lượng nước trên toàn mạng lưới sông và kênh mương Tiên Lãng bằng các mô hình thủy lực 1D/2D chuyên sâu (như Mike 11, HEC-RAS).
  • Nghiên cứu thiết kế chi tiết hệ thống tự động hóa giám sát, điều khiển từ xa (SCADA) tích hợp cảm biến đo mặn và đo mực nước tự động tại toàn bộ các cống đầu mối và trạm bơm chính.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc các ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên Nước, Kỹ thuật Công trình Thủy lợi, Thủy văn học làm tài liệu tham khảo về phương pháp tính toán cân bằng nước và đánh giá hiện trạng hệ thống thủy nông ven biển.
• Cán bộ kỹ thuật và ban lãnh đạo Công ty TNHH MTV Khai thác công trình thủy lợi Tiên Lãng, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Tiên Lãng, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Hải Phòng sử dụng trong công tác xây dựng quy trình vận hành công trình, lập dự án cải tạo kiên cố hóa kênh mương và xây dựng kế hoạch ứng phó hạn mặn hàng năm.
• Các phần có giá trị tham khảo cao nhất: Bảng thống kê chi tiết mức độ xuống cấp của 164 cống trên các cấp kênh, quy trình ứng dụng CropWat 8.0 và FFC2008 tính toán mô hình mưa $P = 85%$, cùng số liệu quan trắc chất lượng nước mặt và nước dưới đất tại Tiên Lãng.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống thủy lợi Tiên Lãng được phân chia thành những phân vùng thủy nông nào và lấy nước từ đâu?
Hệ thống được phân chia thành hai vùng độc lập: Vùng Bắc Sông Mới (gồm 3 xã: Tiên Cường, Tự Cường, Đại Thắng) lấy nước từ sông Thái Bình qua cống Giang Khẩu; Vùng Nam Sông Mới (gồm 20 xã/thị trấn) lấy nước từ sông Thái Bình và sông Văn Úc qua cống Trọi, cống Rỗ Cũ, cống Rỗ Mới và cống Sông Mới.

2. Thực trạng kiên cố hóa hệ thống kênh mương tại huyện Tiên Lãng đạt tỷ lệ bao nhiêu?
Toàn hệ thống có 92.436 m kênh cấp I và kênh cấp II nhưng mới kiên cố hóa được 8.500 m bằng bê tông cốt thép, tỷ lệ kiên cố hóa chỉ đạt 9,2%. Phần lớn còn lại là kênh đất bị bồi lắng, sạt lở bờ và cỏ dại bao phủ.

3. Tỷ lệ xuống cấp của các công trình cống trên các tuyến kênh được ghi nhận cụ thể ra sao?
Trong tổng số 164 cống trên các cấp kênh, có 52 cống bị xuống cấp (chiếm 31,7%). Cụ thể: cống trên kênh chính xuống cấp 11/56 cống (19,6%), cống trên kênh cấp I xuống cấp 19/46 cống (41,3%), và cống trên kênh cấp II/kênh dẫn xuống cấp 22/62 cống (35,5%).

4. Tình hình chất lượng nước mặt và xâm nhập mặn tại hệ thống thủy lợi Tiên Lãng diễn biến như thế nào?
Nguồn nước mặt có các chỉ tiêu Amoni, BOD, COD và Coliform vượt từ 1 đến 8 lần so với giới hạn cột A1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt trong mùa khô năm 2023, độ mặn tại các cống lấy nước đầu mối lên tới 3–4‰, buộc đơn vị quản lý phải đóng cống (như tại cống Rỗ Mới) và hợp đồng đo mặn tự động để tranh thủ lấy nước ngọt khi triều thuận lợi.

5. Tác giả đã sử dụng những công cụ và phương pháp nào để xác định nhu cầu nước tưới nông nghiệp?
Tác giả sử dụng phần mềm FFC2008 để phân tích tần suất lượng mưa nhiều năm (1986–2022) từ trạm Phù Liễn với tần suất thiết kế $P = 85%$, kết hợp phần mềm CropWat 8.0 (ứng dụng công thức Penman-Monteith của FAO 56-1998 và tiêu chuẩn TCVN 8641:2011) để tính toán bốc thoát hơi nước tiềm năng, lượng mưa hiệu quả và chế độ tưới cho từng loại cây trồng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Phạm Thị Mai Oanh đã phản ánh bức tranh toàn diện và khách quan về hiện trạng cơ sở hạ tầng, tài nguyên nước và công tác quản lý khai thác của Hệ thống thủy lợi Tiên Lãng, thành phố Hải Phòng. Thông qua việc kết hợp số liệu khảo sát thực tế với các công cụ tính toán chuyên ngành (CropWat 8.0, FFC2008, phương trình Penman-Monteith), nghiên cứu đã chỉ rõ tình trạng xuống cấp nghiêm trọng của mạng lưới cống - kênh (tỷ lệ kiên cố hóa chỉ đạt 9,2%) cùng thách thức lớn từ ô nhiễm hữu cơ và xâm nhập mặn (3–4‰). Các định hướng giải pháp công trình và phi công trình được đề xuất có tính thực tiễn cao, đóng vai trò là cơ sở khoa học quan trọng phục vụ công tác quy hoạch, hiện đại hóa và nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống thủy nông ven biển trong điều kiện biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG Đ¾I HÞC QU¾N LÝ VÀ CÔNG NGHà H¾I PHÒNG --------------------------------- KHOA LUãN T×T NGHIàP NGCNH: K夃̀ THUãT MÔI TR¯àNG CHUYÊN NGCNH: QU¾N L[ TCI NGUYÊN VC MÔI TR¯àNG N¯£C Sinh viên: Phcm Thk Mai Oanh Giáo viên h°ßng d¿n: TS. Nguyßn Quang Phi H¾I PHÒNG - 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG Đ¾I HÞC QU¾N LÝ VÀ CÔNG NGHà H¾I PHÒNG --------------------------------- ĐÁNH GIÁ HIàN TR¾NG CÀP N¯£C VC ĐÀ XUÀT GI¾I PHÁP NÂNG CAO HIàU QU¾ CÀP N¯£C CĄA Hà TH×NG THĄY LĀI TIÊN LÃNG, THÀNH PH× H¾I PHÒNG KHÓA LUãN T×T NGHIàP Đ¾I HÞC Hà CHÍNH QUY NGÀNH: K夃̀ THUãT MÔI TR¯àNG CHUYÊN NGÀNH: QU¾N L[ TCI NGUYÊN VC MÔI TR¯àNG N¯£C Sinh viên: Phcm Thk Mai Oanh Giáo viên h°ßng d¿n: Nguyßn Quang Phi H¾I PHÒNG - 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG Đ¾I HÞC QU¾N LÝ VÀ CÔNG NGHà H¾I PHÒNG --------------------------------- NHIàM VĂ ĐÀ TÀI T×T NGHIàP Sinh viên: Phcm Th椃⌀ Mai Oanh MSV: 2113301014 Lßp: MTL2501 Ngành: K礃̀ thu¿t Môi trưáng Chuyên ngành: Qu¿n lý tài nguyên và môi trưáng nưßc Tên đÁ tài: Đánh giá hián trcng cÁp n°ßc và đknh h°ßng gi¿i pháp nâng cao hiáu qu¿ cÁp n°ßc cąa há thßng thąy lāi Tiên Lãng thành phß H¿i Phòng CÁN Bà H¯£NG D¾N ĐÀ TÀI T×T NGHIàP Ng°ái h°ßng d¿n: Hß và tên : Nguyễn Quang Phi Hßc hàm, hßc vk : TiÁn sĩ C¢ quan công tác : Trưáng Đci học Thăy Lÿi Nái dung h°ßng d¿n : Toàn bá khóa lu¿n Đß tài tốt nghiệp đưÿc giao ngày 15 tháng 01 năm 2024 Yêu cÁu ph¿i hoàn thành xong trưßc ngày 18 tháng 5 năm 2024 Đã nh¿n nhiệm vā đß tài tốt nghiệp Đã giao nhiệm vā đß tài tốt nghiệp Sinh viên Giảng viên hướng dẫn Phcm Thk Mai Oanh TS.Nguyßn Quang Phi Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2024 XÁC NHãN CĄA KHOA CàNG HÒA Xà HàI CHĄ NGH)A VIàT NAM Đác l¿p - Tā do - Hcnh phúc PHI¾U NHãN XÉT CĄA GI¾NG VIÊN H¯£NG D¾N T×T NGHIàP Họ và tên gi¿ng viên: TS. Nguyễn Quang Phi Đ¢n v椃⌀ công tác : Trưáng Đci học Thăy lÿi Họ và tên sinh viên: Phcm Th椃⌀ Mai Oanh Chuyên ngành: Qu¿n lý tài nguyên và môi trưáng nưßc Đß tài tốt nghiệp :Đánh giá hiện trcng c¿p nưßc và đß xu¿t gi¿i pháp nâng cao hiệu qu¿ c¿p nưßc căa hệ thống thăy lÿi Tiên Lãng, thành phố H¿i Phòng 1. Tinh thÃn thái đá cąa sinh viên trong quá trình làm đÁ tài tßt nghiáp.

Đánh giá chÁt l°āng cąa đồ án/khóa lu¿n (so vßi nái dung yêu cÃu đã đÁ ra trong nhiám vă Đ.N trên các m¿t lý lu¿n, thāc tißn, tính toán sß liáu&) &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 3. Ý ki¿n cąa gi¿ng viên h°ßng d¿n tßt nghiáp Đưÿc b¿o vệ Không đưÿc b¿o vệ Điám hưßng dẫn Hải Phòng, ngày …. năm 2024 Giảng viên hướng dẫn TS. Nguyßn Quang Phi CàNG HÒA Xà HàI CHĄ NGH)A VIàT NAM Đác l¿p - Tā do - Hcnh phúc PHI¾U NHãN XÉT CĄA GI¾NG VIÊN CHÀM PH¾N BIàN Họ và tên gi¿ng viên : TS.NguyễnQuang Phi Đ¢n v椃⌀ công tác : Trưáng Đci học Thăy lÿi Họ và tên sinh viên : Phcm Th椃⌀ Mai Oanh Chuyên ngành : Qu¿n lý tài nguyên và môi trưáng nưßc Đß tài tốt nghiệp: Đánh giá hiện trcng c¿p nưßc và đß xu¿t gi¿i pháp nâng cao hiệu qu¿ c¿p nưßc căa hệ thống thăy lÿi Tiên Lãng, thành phố H¿i Phòng 1.

PhÃn nh¿n xét cąa giáo viên chÁm ph¿n bián. Nhÿng m¿t còn hcn ch¿. Ý ki¿n cąa gi¿ng viênchÁm ph¿n bián Đưÿc b¿o vệ Không đưÿc b¿o vệ Điám ph¿n biện Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2024 Gi¿ng viên chÁm ph¿n bián i LàI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là Khoa lu¿n tốt nghiệp căa b¿n thân tôi.