Luận văn: Nghiên cứu giải pháp cấp nước phát triển bền vững kinh tế xã hội huyện Lương Tài - Bắc Ninh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu các giải pháp cấp nước để phát triển bền vững kinh tế xã hội cho huyện lương tài tỉnh, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Đỗ Phương Thúy
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Việt Hòa
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Quy hoạch và Quản lý Tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên cứu các giải pháp cấp nước để phát triển bền vững kinh tế xã hội cho huyện Lương Tài - Tỉnh Bắc Ninh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• BẢN CAM KẾT
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
• HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.1.3. Tình hình cấp nước cho khu vực huyện Lương Tài tỉnh Bắc Ninh
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống
• 1.2.2. Tình hình dân sinh, kinh tế và các yêu cầu phát triển của khu vực huyện Lương Tài
• 1.2.3. Hiện trạng thủy lợi, nhiệm vụ quy hoạch cải tạo và hoàn chỉnh hệ thống tưới cho lưu vực
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC ĐỂ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI HUYỆN LƯƠNG TÀI
• 2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 2.1.1. Phân vùng thủy lợi cấp nước
• 2.1.2. Phân tích đặc điểm về khu nhận nước tưới
• 2.1.3. Phân tích yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của vùng
• 2.1.4. Xác định nhu cầu nước và tính toán cân bằng nước
• 2.1.5. Phân tích đánh giá hiện trạng hệ thống công trình tưới của vùng
• 2.2. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC CHO KHU VỰC
• 2.2.1. Cơ sở đề xuất giải pháp
• 2.2.2. Phân tích đề xuất giải pháp cấp nước
• 3. CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC CHO HUYỆN LƯƠNG TÀI
• 3.1. GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH
• 3.1.1. Phương pháp lựa chọn giải pháp cấp nước tưới
• 3.1.2. Sử dụng Mike 11 để lựa chọn giải pháp cấp nước
• 3.1.3. Phân tích lựa chọn giải pháp cấp nước
• 3.2. GIẢI PHÁP PHI CÔNG TRÌNH
• 3.2.1. Giải pháp huy động nguồn vốn
• 3.2.2. Giải pháp cơ chế chính sách
• 3.2.3. Giải pháp về tổ chức quản lý khai thác hiệu quả công trình thuỷ lợi
• 3.2.4. Giải pháp về quản lý đầu tư xây dựng công trình thủy lợi theo quy hoạch
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giải pháp cấp nước

Giải pháp cấp nước là trọng tâm của luận văn, nhằm đảm bảo nguồn nước ổn định cho huyện Lương Tài, Bắc Ninh. Các giải pháp được đề xuất dựa trên phân tích hiện trạng hệ thống thủy lợi, nhu cầu sử dụng nước và định hướng phát triển kinh tế - xã hội. Cấp nước bền vững được xem là yếu tố then chốt để hỗ trợ phát triển kinh tế và phát triển xã hội của khu vực. Các giải pháp bao gồm cả công trình và phi công trình, từ việc nâng cấp hệ thống kênh mương đến cải thiện cơ chế quản lý nguồn nước.

1.1. Hiện trạng cấp nước

Hiện trạng cấp nước tại huyện Lương Tài cho thấy nhiều bất cập, đặc biệt là sự thiếu hụt nguồn nước trong mùa khô. Hệ thống thủy lợi hiện có chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước cho nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Việc phân bố nguồn nước không đồng đều và sự suy thoái tài nguyên nước đã dẫn đến tình trạng cạnh tranh giữa các ngành sử dụng nước. Đây là thách thức lớn đối với quản lý nước và phát triển bền vững của khu vực.

1.2. Đề xuất giải pháp

Các giải pháp được đề xuất bao gồm việc nâng cấp hạ tầng cấp nước, sử dụng công nghệ hiện đại như mô hình MIKE 11 để tính toán cân bằng nước. Đồng thời, các giải pháp phi công trình như cải thiện quản lý tài nguyên nước, tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan cũng được nhấn mạnh. Mục tiêu là đảm bảo nước sạch cho mọi nhu cầu, từ nông nghiệp đến sinh hoạt, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ môi trường.

II. Phát triển bền vững kinh tế xã hội

Phát triển bền vững kinh tế xã hội là mục tiêu chính của luận văn, với trọng tâm là đảm bảo nguồn nước ổn định cho các hoạt động kinh tế và đời sống. Huyện Lương Tài là khu vực thuần nông, nên việc cấp nước hiệu quả đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế và phát triển xã hội. Luận văn đã phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của khu vực, từ điều kiện tự nhiên đến các yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội.

2.1. Yêu cầu phát triển kinh tế

Phát triển kinh tế của huyện Lương Tài đòi hỏi nguồn nước ổn định cho các ngành nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ. Việc chuyển đổi cơ cấu kinh tế, từ nông nghiệp sang công nghiệp và dịch vụ, đã làm tăng nhu cầu sử dụng nước. Đặc biệt, các khu công nghiệp mới được xây dựng cần nguồn nước đảm bảo để hoạt động hiệu quả. Đây là thách thức lớn đối với quản lý nước và phát triển bền vững của khu vực.

2.2. Yêu cầu phát triển xã hội

Phát triển xã hội tại huyện Lương Tài gắn liền với việc cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân. Việc cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và các hoạt động giải trí là yếu tố quan trọng để nâng cao chất lượng cuộc sống. Đồng thời, việc bảo vệ môi trường nước cũng được nhấn mạnh, nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực.

III. Quản lý và quy hoạch cấp nước

Quản lý và quy hoạch cấp nước là yếu tố then chốt để đảm bảo sự phát triển bền vững của huyện Lương Tài. Luận văn đã đề xuất các giải pháp quản lý nguồn nước hiệu quả, từ việc phân bố nguồn nước hợp lý đến việc tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan. Quy hoạch cấp nước được xem là công cụ quan trọng để đảm bảo nguồn nước ổn định cho các hoạt động kinh tế và đời sống.

3.1. Quản lý tài nguyên nước

Quản lý tài nguyên nước tại huyện Lương Tài cần được cải thiện để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng. Việc phân bố nguồn nước không đồng đều và sự suy thoái tài nguyên nước đã dẫn đến tình trạng cạnh tranh giữa các ngành sử dụng nước. Đây là thách thức lớn đối với quản lý nước và phát triển bền vững của khu vực.

3.2. Quy hoạch cấp nước

Quy hoạch cấp nước được xem là công cụ quan trọng để đảm bảo nguồn nước ổn định cho các hoạt động kinh tế và đời sống. Các giải pháp quy hoạch bao gồm việc nâng cấp hệ thống kênh mương, sử dụng công nghệ hiện đại để tính toán cân bằng nước. Đồng thời, các giải pháp phi công trình như cải thiện quản lý tài nguyên nước, tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan cũng được nhấn mạnh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh có tổng diện tích tự nhiên đạt 10.567 ha với quy mô dân số ghi nhận năm 2012 là 96.544 người. Mặc dù đóng vai trò là một trong những vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm thuộc lưu vực Nam Đuống với diện tích đất nông nghiệp chiếm 6.813 ha (tương đương 64,5% tổng diện tích), địa phương đang phải đối mặt với áp lực thiếu hụt tài nguyên nước nghiêm trọng. Thực tế khảo sát cho thấy toàn huyện có tới 1.065 ha đất canh tác rơi vào tình trạng tưới bấp bênh, trong đó diện tích hạn hán thường xuyên dao động từ 1.000 đến 1.200 ha. Nguyên nhân cốt lõi bắt nguồn từ sự hạ thấp mực nước mùa kiệt trên dòng chính sông Hồng, kết hợp cùng sự xuống cấp của các công trình đầu mối và 110.510 m kênh mương chưa được kiên cố hóa.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng hệ thống thủy lợi, tính toán cân bằng nước theo chuỗi số liệu khí tượng thủy văn với tần suất thiết kế P = 85%, đồng thời ứng dụng mô hình số trị để lựa chọn giải pháp cấp nước tối ưu. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 14 đơn vị hành chính gồm 13 xã và 1 thị trấn trong giai đoạn 2007 - 2012, định hướng đến năm 2015 và tầm nhìn 2020. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa chiến lược khi giải quyết bài toán cấp nước đa mục tiêu: đảm bảo nguồn tưới ổn định cho 5.291 ha đất canh tác, đáp ứng nhu cầu nước cho 2 cụm công nghiệp tập trung là Táo Đôi (14,4 ha) và Lâm Bình (78,62 ha), đồng thời phục vụ sinh hoạt cho 96.544 người dân trong bối cảnh tốc độ tăng trưởng kinh tế địa phương đạt trên 11,2% mỗi năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết Quản lý tổng hợp tài nguyên nước và Lý thuyết cân bằng nước lưu vực. Phương trình cân bằng nước tổng thể được áp dụng để xác định sự tương quan giữa tổng lượng nước đến từ sông Thái Bình, hệ thống Bắc Hưng Hải với tổng lượng nước tiêu thụ của các ngành kinh tế. Các khái niệm khoa học then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Hệ số tưới thiết kế tại mặt ruộng (dao động từ 0,6 đến 0,84 l/s/ha), Tần suất bảo đảm cấp nước thiết kế (P = 85%), Nhu cầu nước phi nông nghiệp và Dòng chảy môi trường.

Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng lý thuyết dòng chảy không ổn định trong hệ thống kênh hở dựa trên hệ phương trình vi phân Saint-Venant một chiều. Mô hình toán học này cho phép mô phỏng chính xác sự biến đổi của lưu lượng và mực nước theo cả thời gian và không gian trên toàn mạng lưới sông trục và kênh dẫn. Các chỉ số sinh lý của cây trồng như hệ số cây trồng Kc và chiều sâu tầng rễ hoạt động cũng được tích hợp để tính toán mức tưới chi tiết cho từng loại cây trồng chủ lực trong khu vực.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa tầng thu thập từ 14 đơn vị hành chính thuộc huyện Lương Tài, bao gồm số liệu hiện trạng của 64 trạm bơm tưới (5 trạm bơm do công ty thủy nông chuyên nghiệp quản lý và 59 trạm bơm cục bộ do địa phương quản lý) cùng 155.460 m kênh mương cấp 1 và cấp 2. Chuỗi số liệu khí tượng, lượng mưa và dòng chảy thủy văn giai đoạn 2007 - 2012 tại trạm Bến Hồ và các trạm đo lân cận được phân tích thống kê theo phương pháp giải tích để ngoại suy chuỗi số liệu thiết kế ứng với tần suất P = 85%.

Phương pháp chọn mẫu khảo sát được thực hiện theo nguyên tắc đại diện toàn diện theo 3 phân vùng thủy lợi chính: Vùng Kênh Vàng (2.309 ha), Vùng Ngọc Quan và Vùng ven sông Bùi. Nghiên cứu ứng dụng phần mềm mô hình hóa thủy lực MIKE 11 kết hợp công cụ số hóa bản đồ GIS và MapInfo để tính toán phân phối dòng chảy. Lý do lựa chọn bộ công cụ MIKE 11 là nhờ khả năng xử lý mạng lưới kênh dẫn phân nhánh phức tạp, mô phỏng chính xác các công trình điều tiết cống, trạm bơm và phản ánh trung thực tương tác thủy lực giữa hệ thống sông Bắc Hưng Hải với sông Thái Bình. Quá trình kiểm định và hiệu chỉnh mô hình được thực hiện dựa trên chuỗi số liệu mực nước thực đo tại các cống Báo Đáp, Kênh Cầu, Bá Thủy và An Thổ, đảm bảo sai số thủy lực nằm trong giới hạn cho phép.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chỉ ra 4 phát hiện quan trọng mang tính thực tiễn cao:

Thứ nhất, hiệu suất phục vụ của các công trình đầu mối bị suy giảm nghiêm trọng. Mặc dù toàn huyện có 64 trạm bơm đang vận hành, diện tích tưới thực tế chỉ đạt 75,22% so với năng lực thiết kế ban đầu và đạt 79,87% so với tổng diện tích đất canh tác. Đặc biệt tại khu vực Kênh Vàng, diện tích thực tưới so với đất canh tác chỉ đạt 68,87%, trạm bơm Kênh Vàng 1 ban đầu thiết kế phục vụ 862 ha nhưng thực tế chỉ đảm nhận được 603 ha.

Thứ hai, hạ tầng dẫn nước chưa hoàn thiện dẫn đến thất thoát dòng chảy lớn. Toàn huyện hiện có 110.510 m kênh tưới cấp 1 và cấp 2 bằng đất chưa được kiên cố hóa (chiếm 71,09% tổng chiều dài mạng lưới), trong khi chiều dài kênh kiên cố hóa mới đạt 44.950 m. Cụ thể, khu tưới Kênh Vàng còn 38.580 m kênh đất, khu Ngọc Quan còn 51.900 m và khu ven sông Bùi còn 13.760 m chưa được gia cố.

Thứ ba, sự hình thành các điểm nghẽn hạn hán cục bộ với diện tích 1.000 đến 1.200 ha tại các xã Quảng Phú, Phú Hòa, Trung Kênh và An Thịnh. Vào các đợt kiệt vùng hạ du sông Hồng, các trạm bơm chỉ vận hành được 40% đến 70% công suất thiết kế do thiếu nguồn nước mặt.

Thứ tư, áp lực cạnh tranh nguồn nước tăng mạnh do chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất. Trong giai đoạn 2007 - 2012, diện tích đất sản xuất nông nghiệp giảm 95 ha (-1,5%), trong khi đất phi nông nghiệp tăng 67 ha (+1%), đòi hỏi hệ thống cấp nước phải mở rộng công năng để phục vụ 93,02 ha diện tích quy hoạch công nghiệp tại 2 cụm Lâm Bình và Táo Đôi cùng nhu cầu sinh hoạt của 96.544 người dân.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng thiếu nước cục bộ là do các công trình trạm bơm đầu mối được xây dựng từ 20 đến 30 năm trước với hệ số tưới thiết kế lạc hậu chỉ từ 0,6 đến 0,84 l/s/ha, không còn tương thích với nhu cầu thâm canh tăng vụ hiện nay. Thêm vào đó, đáy lòng dẫn hệ thống sông Hồng bị hạ thấp nghiêm trọng khiến các cống lấy nước tự chảy không thể phát huy tác dụng. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu quy hoạch vùng đồng bằng sông Hồng, nơi nhu cầu nước nông nghiệp đã tăng gấp 1,97 lần so với mốc năm 1990, đồng thời tỷ trọng nước cho dịch vụ và công nghiệp tăng mạnh từ 7% lên 34%.

Các dữ liệu thủy lực từ mô hình MIKE 11 có thể được trực quan hóa thông qua hệ thống đường quá trình mực nước dọc theo các tuyến kênh chính như kênh Bắc, kênh Giữa và kênh Ngọc Quan. Biểu đồ mô phỏng cho thấy độ dốc mực nước bị suy giảm nhanh chóng trên các đoạn kênh đất dài chưa kiên cố hóa, minh chứng rõ ràng cho hiện tượng tổn thất do ma sát và bồi lắng cục bộ. Bảng cân bằng nước theo tần suất P = 85% chứng minh rằng nếu không có giải pháp tiếp nguồn từ sông Thái Bình qua trạm bơm Kênh Vàng 3 và nâng cấp hệ thống kênh chuyển nước, huyện Lương Tài sẽ thiếu hụt lưu lượng đỉnh lên tới hàng chục nghìn mét khối mỗi ngày trong thời kỳ đổ ải vụ xuân.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để bài toán thiếu hụt nguồn nước và phục vụ phát triển kinh tế bền vững, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp đồng bộ:

Thứ nhất, kiên cố hóa toàn diện 110.510 m hệ thống kênh mương tưới cấp 1 và cấp 2. Tiến hành bê tông hóa và xây lát gạch 38.580 m kênh tại khu Kênh Vàng, 51.900 m tại khu Ngọc Quan và 13.760 m tại vùng ven sông Bùi. Mục tiêu giảm thiểu 25% đến 30% tổn thất ngấm, nâng cao hệ số hữu dụng của kênh lên trên 0,85. Thời gian hoàn thành trước năm 2020. Chủ thể thực hiện: Ủy ban nhân dân huyện Lương Tài chủ trì, phối hợp cùng Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Khai thác Công trình Thủy lợi Nam Đuống.

Thứ hai, cải tạo và hiện đại hóa thiết bị cơ điện cho 5 trạm bơm đầu mối cấp công ty và 59 trạm bơm cục bộ. Thay thế các tổ máy bơm cũ kỹ tại trạm bơm Kênh Vàng 1 (8 máy công suất 1.800 m3/h), trạm Ngọc Quan (5 máy 4.000 m3/h) và trạm Minh Tân (5 máy 1.400 m3/h), đảm bảo khôi phục 100% công suất thiết kế phục vụ đủ 5.291 ha đất nông nghiệp. Thời gian triển khai từ năm 2015 đến 2018. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Ninh.

Thứ ba, tối ưu hóa quy trình điều tiết nước liên hệ thống thông qua ứng dụng mô hình toán MIKE 11. Xây dựng lịch vận hành bơm linh hoạt, tận dụng tối đa thời điểm triều cường trên sông Thái Bình và dòng chảy sông Bùi để tích trữ nước sớm, bảo đảm cấp nước ổn định cho 1.065 ha diện tích thường xuyên bị hạn. Thời gian áp dụng thường xuyên hàng năm. Chủ thể thực hiện: Ban Quản lý Khai thác Thủy nông huyện Lương Tài.

Thứ tư, hoàn thiện cơ chế chính sách, huy động hơn 200 tỷ đồng vốn đầu tư công và nguồn vốn xã hội hóa để nâng cấp hạ tầng thủy lợi nông thôn. Ban hành quy chế kiểm soát xả thải nghiêm ngặt đối với 2 cụm công nghiệp Lâm Bình và Táo Đôi, ngăn chặn ô nhiễm nguồn nước mặt trên trục sông Ngụ và kênh Tuần La. Thời gian thực hiện liên tục giai đoạn 2015 - 2020. Chủ thể thực hiện: Hội đồng nhân dân và Ủy ban nhân dân tỉnh Bắc Ninh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nghiên cứu mang lại giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Nhóm thứ nhất là các nhà quản lý và hoạch định chính sách tại Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường. Luận văn cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng và phương pháp luận chuẩn xác về cân bằng nước để xây dựng quy hoạch tài nguyên nước cấp huyện và cấp tỉnh giai đoạn 2015 - 2020.

Nhóm thứ hai là ban lãnh đạo và cán bộ kỹ thuật tại các Công ty Khai thác Công trình Thủy lợi khu vực Bắc Hưng Hải và Nam Đuống. Tài liệu hỗ trợ công tác lập kế hoạch tu bổ công trình, thiết lập quy trình vận hành 64 trạm bơm tưới và giảm thiểu diện tích hạn hán 1.065 ha trong thực tế.

Nhóm thứ ba là các kỹ sư tư vấn thiết kế và quy hoạch hạ tầng nông nghiệp nông thôn. Các thuật toán tính toán thủy lực trên phần mềm MIKE 11 cùng giải pháp kiên cố hóa 110.510 m kênh mương là tài liệu tham khảo mẫu cho các dự án nâng cấp hệ thống tưới tiêu tương tự tại đồng bằng sông Hồng.

Nhóm thứ tư là giảng viên, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước, Thủy văn học và Quản lý Môi trường. Đề tài là nghiên cứu điển hình về việc ứng dụng công nghệ mô hình số trị kết hợp dữ liệu thống kê để giải quyết bài toán cấp nước đa mục tiêu cấp huyện.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng hạn hán từ 1.000 đến 1.200 ha tại huyện Lương Tài là gì? Tình trạng hạn hán cục bộ xuất phát từ việc đáy sông Hồng bị xói sâu làm hạ thấp mực nước mùa kiệt, khiến các trạm bơm chỉ vận hành được 40% đến 70% công suất thiết kế. Ngoài ra, 110.510 m kênh mương bằng đất bị bồi lắng và rác thải công nghiệp cản trở dòng chảy làm giảm lưu lượng về cuối kênh.

Mô hình thủy lực MIKE 11 đóng vai trò gì trong việc giải quyết bài toán cấp nước tại Lương Tài? Mô hình MIKE 11 giúp mô phỏng chính xác chế độ thủy lực dòng chảy một chiều trên mạng lưới sông trục Nam Đuống và hệ thống kênh chính. Kết quả mô phỏng đường quá trình mực nước dọc kênh Bắc, kênh Giữa và kênh Ngọc Quan cung cấp luận cứ khoa học chuẩn xác để lựa chọn phương án tiếp nguồn và kích thước mặt cắt kênh kiên cố hóa tối ưu.

Tại sao huyện Lương Tài cần ưu tiên nguồn nước từ sông Thái Bình thay vì chỉ phụ thuộc vào hệ thống Bắc Hưng Hải? Nguồn nước từ hệ thống Bắc Hưng Hải thường xuyên bị thiếu hụt nghiêm trọng vào mùa khô do mực nước sông Hồng xuống thấp. Việc khai thác nguồn nước sông Thái Bình thông qua trạm bơm Kênh Vàng 1 (8 máy công suất 1.800 m3/h) và trạm bơm Kênh Vàng 3 tạo nguồn chủ động giúp bảo đảm an toàn cấp nước tuyệt đối cho 2.309 ha đất tự nhiên vùng Kênh Vàng.

Sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế tại Lương Tài đặt ra thách thức gì cho công tác cấp nước? Giai đoạn 2007 - 2012, diện tích đất nông nghiệp giảm 95 ha trong khi đất phi nông nghiệp tăng 67 ha, cùng sự hình thành của 2 cụm công nghiệp Táo Đôi và Lâm Bình. Sự chuyển dịch này đòi hỏi hệ thống thủy lợi không chỉ phục vụ tưới tiêu nông nghiệp mà phải chuyển đổi sang cấp nước đa mục tiêu với tiêu chuẩn cấp nước công nghiệp và sinh hoạt khắt khe hơn.

Giải pháp kiên cố hóa 110.510 m kênh mương mang lại lợi ích kinh tế kỹ thuật nào? Việc kiên cố hóa toàn bộ 110.510 m kênh đất bằng kết cấu bê tông và gạch xây giúp triệt tiêu hiện tượng sạt lở, giảm 25% đến 30% tổn thất ngấm nước dọc đường dẫn, duy trì cột nước thiết kế và bảo đảm lưu lượng tưới đầy đủ cho các khu đồng cao xa đầu mối với hệ số tưới ổn định từ 0,6 đến 0,84 l/s/ha.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng cấp nước trên 10.567 ha diện tích tự nhiên huyện Lương Tài, xác định rõ nguyên nhân gây hạn hán trên diện tích 1.000 đến 1.200 ha do sự suy giảm năng lực công trình đầu mối và 110.510 m kênh đất.
• Thiết lập thành công mô hình thủy lực MIKE 11 tích hợp tính toán cân bằng nước theo tần suất thiết kế P = 85%, cung cấp công cụ dự báo nhu cầu nước chính xác cho các ngành kinh tế đến năm 2015 và 2020.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình có tính khả thi cao, trọng tâm là kiên cố hóa 110.510 m kênh cấp 1 và cấp 2, kết hợp nâng cấp 5 trạm bơm đầu mối và 59 trạm bơm cục bộ nhằm bảo đảm tưới cho 5.291 ha canh tác.
• Xây dựng các giải pháp phi công trình đồng bộ bao gồm quản lý vận hành thông minh, huy động nguồn lực tài chính trên 200 tỷ đồng và thiết lập hành lang bảo vệ nguồn nước mặt.
• Các cơ quan quản lý và đơn vị khai thác thủy nông cần nhanh chóng phê duyệt quy hoạch chi tiết, phân kỳ đầu tư giai đoạn 2015 - 2020 để hiện thực hóa các giải pháp khoa học, đảm bảo an ninh nguồn nước và phát triển kinh tế xã hội bền vững cho địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Tài nguyên nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên có thể tái tạo nhưng cũng có thể bị cạn kiệt tùy vào tốc độ khai thác của con người và khả năng tái tạo của môi trường. Ngày nay, sử dụng nước cho mọi hoạt động đã trở nên phổ biến.

Tuy nhiên, việc sử dụng khai thác nguồn tài nguyên này gây ra những hậu quả ảnh hưởng nghiêm trọng tới nguồn tài nguyên nước. Khi con người bắt đầu trồng trọt và chăn nuôi thì đồng ruộng dần dần phát triển ở miền đồng bằng màu mỡ, kề bên lưu vực các con sông lớn. Lúc đầu cư dân còn ít và nước thì đầy ắp trên các sông hồ, đồng ruộng, cho dù có gặp thời gian khô hạn kéo dài thì cũng chỉ cần chuyển cư không xa lắm là tìm được nơi ở mới tốt đẹp hơn. Vì vậy, nước được xem là nguồn tài nguyên vô tận và cứ như thế qua một thời gian dài, vấn đề nước chưa có gì là quan trọng.

Tình hình thay đổi nhanh chóng khi cuộc cách mạng công nghiệp xuất hiện và càng ngày càng phát triển như vũ bão. Hấp dẫn bởi nền công nghiệp mới ra đời, từng dòng người từ nông thôn đổ xô vào các thành phố và khuynh hướng này vẫn còn tiếp tục cho đến ngày nay. Ðô thị trở thành những nơi tập trung dân cư quá đông đúc, tình trạng này tác động trực tiếp đến vấn đề về nước càng ngày càng trở nên nan giải. Nhu cầu nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người.

Theo sự ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10%cho sinh hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia. Thí dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991). Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí.

Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về 14 nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất., chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sử dụng cho công nghiệp. Thí dụ: cần 1.700 lít nước để sản xuất một thùng bia chừng 120 lít, cần 3.000 lít nước để lọc một thùng dầu mỏ chừng 160 lít, cần 300.000 lít nước để sản xuất 1 tấn giấy hoặc 1,5 tấn thép, cần 2.000 lít nước để sản xuất 1 tấn nhựa tổng hợp. Theo đà phát triển của nền công nghiệp hiện nay trên thế giới có thể dự đoán đến năm 2000 nhu cầu nước sử dụng cho công nghiệp tăng 1.900 km3/năm có nghĩa là tăng hơn 60 lần so với năm 1900. Phần nước tiêu hao không hoàn lại do sản xuất công nghiệp chiếm khoảng từ 1 - 2% tổng lượng nước tiêu hao không hoàn lại và lượng nước còn lại sau khi đã sử dụng được quay về sông hồ dưới dạng nước thải chứa đầy những chất gây ô nhiễm ( Cao Liêm, Trần đức Viên - 1990 ).

Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao.