Tổng quan nghiên cứu

Trong những thập kỷ qua, việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để duy trì và phát triển nguồn nước tại các lưu vực sông ở Việt Nam đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội. Tỉnh Tuyên Quang, với diện tích tự nhiên 586.800 ha và hệ thống sông suối dày đặc gồm lưu vực sông Lô, sông Gâm và sông Phó Day, là vùng nghiên cứu điển hình về quản lý và phát triển nguồn nước. Lượng mưa trung bình hàng năm tại đây dao động từ 1.550 đến 1.800 mm, tập trung chủ yếu vào mùa mưa chiếm 75-80% tổng lượng mưa, tạo điều kiện thuận lợi nhưng cũng gây ra các hiện tượng thiên tai như lũ lụt, hạn hán và lũ quét.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp kỹ thuật ứng dụng thực tiễn nhằm chủ động cấp thoát nước cho sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt và các ngành kinh tế khác, đồng thời duy trì và bảo vệ bền vững tài nguyên nước trên các lưu vực sông thuộc tỉnh Tuyên Quang đến năm 2020. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống công trình thủy lợi cấp thoát nước, phân vùng cấp nước và tính toán yêu cầu cấp nước cho các đối tượng sử dụng khác nhau trong tỉnh.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai, đồng thời hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội bền vững, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và áp lực gia tăng nhu cầu nước. Các chỉ số như diện tích tưới thực tế đạt 75-83% so với diện tích yêu cầu, tỷ lệ hộ sử dụng nước hợp vệ sinh đạt 60%, và tốc độ tăng trưởng ngành nông nghiệp 4,5%/năm cho thấy tiềm năng và thách thức trong quản lý nguồn nước tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý tài nguyên nước, bao gồm:

  • Lý thuyết cân bằng nước: Phân tích sự cân bằng giữa lượng nước cung cấp và nhu cầu sử dụng trong lưu vực, làm cơ sở cho việc tính toán nhu cầu tưới tiêu và cấp nước.
  • Mô hình phân vùng cấp nước: Xác định các vùng cấp nước dựa trên đặc điểm địa hình, thủy văn, đối tượng sử dụng nước và công trình thủy lợi nhằm tối ưu hóa quản lý và phân bổ nguồn nước.
  • Khái niệm về phát triển bền vững nguồn nước: Đảm bảo khai thác hợp lý, bảo vệ môi trường và duy trì nguồn nước cho các thế hệ tương lai.
  • Khái niệm về quản lý rủi ro thiên tai: Phòng chống, giảm nhẹ tác động của lũ lụt, hạn hán và lũ quét thông qua các giải pháp kỹ thuật và quy hoạch hợp lý.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp:

  • Phương pháp kế thừa: Tổng hợp, phân tích các kết quả nghiên cứu trước đây về thủy lợi, quy hoạch nguồn nước và các giải pháp kỹ thuật đã áp dụng tại Việt Nam và tỉnh Tuyên Quang.
  • Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, hiện trạng công trình thủy lợi, sử dụng đất và nhu cầu nước của các đối tượng trong tỉnh từ các trạm khí tượng, thủy văn và các cơ quan quản lý địa phương.
  • Phương pháp phân tích định lượng: Sử dụng phần mềm CROPWAT để tính toán nhu cầu nước tưới cho các loại cây trồng chính, đồng thời áp dụng các công thức cân bằng nước và tiêu chuẩn cấp nước cho các đối tượng khác như chăn nuôi, thủy sản, sinh hoạt và công nghiệp.
  • Phương pháp phân vùng cấp nước: Dựa trên các nguyên tắc kỹ thuật và đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội để phân chia lưu vực thành các vùng cấp nước phù hợp, thuận lợi cho quản lý và đầu tư phát triển.
  • Timeline nghiên cứu: Số liệu khí tượng thủy văn được thu thập từ năm 1960 đến 2005; khảo sát hiện trạng công trình và sử dụng đất đến năm 2009; dự báo và đề xuất giải pháp đến năm 2020.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ các công trình thủy lợi, trạm khí tượng thủy văn, và các vùng sản xuất nông nghiệp, công nghiệp trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang. Phương pháp chọn mẫu chủ yếu là chọn mẫu toàn diện các đối tượng liên quan nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng công trình thủy lợi và diện tích tưới: Tỉnh Tuyên Quang có hơn 1.700 công trình thủy lợi lớn nhỏ, trong đó lưu vực sông Lô có 1.037 công trình với diện tích tưới thực tế vụ đông xuân đạt 7.185 ha, chiếm 82% diện tích yêu cầu; vụ mùa đạt 75%. Lưu vực sông Gâm có diện tích tưới thực tế vụ đông xuân đạt 83%, vụ mùa 67%. Lưu vực sông Phó Day có diện tích tưới thực tế vụ đông xuân đạt 78%, vụ mùa 65%.

  2. Nhu cầu cấp nước cho các đối tượng sử dụng: Lượng nước tưới cho lúa đông xuân khoảng 2.779 m³/ha/tháng, lúa mùa và khoai đông lần lượt là 2.500 m³/ha và 1.400 m³/ha. Nhu cầu nước cho chăn nuôi dự kiến tăng từ 2009 đến 2020, ví dụ đàn trâu tăng từ 400 lên 650 lít/con/ngày, lợn từ 200 lên 400 lít/con/ngày. Nhu cầu nước sinh hoạt khu vực nông thôn tăng từ 60 lên 80 lít/người/ngày, khu vực thành thị từ 70 lên 100 lít/người/ngày.

  3. Phân vùng cấp nước hợp lý: Tỉnh được chia thành ba vùng cấp nước chính dựa trên lưu vực sông Lô, sông Gâm và sông Phó Day với diện tích tự nhiên lần lượt là 194.002 ha, 310.698 ha và 82.100 ha. Việc phân vùng này giúp tối ưu hóa quản lý nguồn nước, phù hợp với đặc điểm địa hình, thủy văn và nhu cầu sử dụng nước của từng vùng.

  4. Hiện trạng và thách thức trong quản lý nguồn nước: Mặc dù có mạng lưới công trình thủy lợi dày đặc, nhiều công trình đã xuống cấp, hiệu quả khai thác chưa cao, tỷ lệ diện tích tưới đạt dưới 85%. Thiên tai như lũ lụt, hạn hán và lũ quét vẫn gây thiệt hại đáng kể, đặc biệt trận lũ lịch sử năm 1971 làm ngập toàn bộ thị xã Tuyên Quang trong 7-9 ngày. Tỷ lệ hộ sử dụng nước hợp vệ sinh chỉ đạt 60%, phân bố không đồng đều.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của những hạn chế trên là do địa hình phức tạp, phân bố nguồn nước không đồng đều theo mùa vụ, cùng với việc đầu tư chưa đồng bộ và công tác quản lý, bảo dưỡng công trình còn yếu kém. So với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi có hệ thống thủy lợi phát triển đồng bộ hơn, Tuyên Quang còn nhiều khó khăn do đặc thù miền núi và khí hậu.

Việc áp dụng mô hình phân vùng cấp nước và sử dụng phần mềm CROPWAT để tính toán nhu cầu nước cho cây trồng giúp nâng cao độ chính xác trong quy hoạch và quản lý nguồn nước. Các biểu đồ thể hiện tỷ lệ diện tích tưới thực tế so với yêu cầu, cũng như biểu đồ nhu cầu nước theo từng đối tượng sử dụng, sẽ minh họa rõ nét hiệu quả và điểm nghẽn trong hệ thống hiện tại.

Kết quả nghiên cứu khẳng định tầm quan trọng của việc kết hợp các giải pháp kỹ thuật như xây dựng hồ chứa, nâng cấp công trình thủy lợi, áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước và tăng cường quản lý vận hành nhằm đảm bảo cung cấp nước ổn định, giảm thiểu rủi ro thiên tai và thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội bền vững.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và bảo dưỡng công trình thủy lợi hiện có: Tập trung sửa chữa, nâng cấp các đập dâng, hồ chứa và hệ thống kênh mương đã xuống cấp nhằm tăng hiệu quả tưới tiêu, giảm thất thoát nước. Thời gian thực hiện ưu tiên trong 3-5 năm tới, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn chủ trì.

  2. Xây dựng hồ chứa điều tiết nước đa mục tiêu: Đầu tư xây dựng các hồ chứa mới và cải tạo hồ hiện có để điều tiết nước phục vụ tưới tiêu, cấp nước sinh hoạt và công nghiệp, đồng thời giảm thiểu lũ lụt. Kế hoạch triển khai trong giai đoạn 2021-2025, phối hợp với Bộ Tài nguyên và Môi trường.

  3. Áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước: Khuyến khích sử dụng tưới phun mưa, tưới nhỏ giọt cho các vùng trồng cây công nghiệp và cây ăn quả nhằm giảm lượng nước tưới từ 2.500 m³/ha xuống còn khoảng 1.500 m³/ha. Thời gian áp dụng từ 2022, do các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp nông nghiệp thực hiện.

  4. Tăng cường quản lý và vận hành hệ thống cấp nước: Xây dựng quy trình quản lý vận hành đồng bộ, đào tạo cán bộ kỹ thuật và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước. Thực hiện liên tục, do chính quyền địa phương và các tổ chức xã hội phối hợp thực hiện.

  5. Phân vùng cấp nước và quy hoạch sử dụng đất hợp lý: Cập nhật và điều chỉnh quy hoạch phân vùng cấp nước theo đặc điểm địa hình, thủy văn và nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030. Thực hiện trong 2 năm tới, do Viện Quy hoạch và Quản lý Tài nguyên nước chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và thủy lợi: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Tuyên Quang có thể sử dụng luận văn để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch đầu tư phát triển hệ thống thủy lợi.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Quy hoạch và Quản lý tài nguyên nước: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp và số liệu thực tiễn quý giá để tham khảo và phát triển nghiên cứu sâu hơn.

  3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực nông nghiệp, thủy lợi và công nghiệp nước: Tham khảo các giải pháp kỹ thuật và phân vùng cấp nước để đầu tư xây dựng, cải tạo công trình phù hợp với nhu cầu và điều kiện địa phương.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư địa phương: Nâng cao nhận thức về quản lý và bảo vệ nguồn nước, tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao việc phân vùng cấp nước lại quan trọng trong quản lý nguồn nước?
    Phân vùng cấp nước giúp xác định rõ ràng phạm vi và đối tượng sử dụng nước, từ đó tối ưu hóa việc phân bổ nguồn nước, giảm thất thoát và nâng cao hiệu quả quản lý. Ví dụ, phân vùng theo lưu vực sông Lô, Gâm và Phó Day giúp tập trung đầu tư phù hợp với đặc điểm địa hình và nhu cầu từng vùng.

  2. Các giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt?
    Nâng cấp đê bao, xây dựng hồ chứa điều tiết, cải tạo kênh tiêu thoát nước và áp dụng công nghệ cảnh báo sớm là những giải pháp hiệu quả. Trận lũ năm 1971 cho thấy tầm quan trọng của các công trình phòng chống lũ.

  3. Làm thế nào để tính toán nhu cầu nước tưới cho cây trồng?
    Sử dụng phần mềm CROPWAT dựa trên phương trình cân bằng nước, tính toán lượng nước bốc hơi, lượng mưa hiệu quả và đặc điểm sinh trưởng của cây trồng. Ví dụ, nhu cầu nước tưới cho lúa đông xuân khoảng 2.779 m³/ha/tháng.

  4. Tỷ lệ sử dụng nước hợp vệ sinh hiện nay ở Tuyên Quang như thế nào?
    Khoảng