Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản tỉnh Sơn La

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật chuyên ngành kỹ thuật tài nguyên nước nghiên cứu đề xuất giải pháp cải thiện kết quả cấp, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Thanongsack Phaysavath
• Người hướng dẫn: PTS. Nguyễn Quang Phi
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản, Sơn La trong bối cảnh biến đổi khí hậu
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Sơn La

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• MỞ ĐẦU
• 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. Tổng quan về tác động biến đổi khí hậu, phát triển kinh tế đến nhu cầu nước và khả năng cấp nước
• 1.1.2. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến biện pháp cấp nước hiệu quả, đánh giá tác động của BĐKH và phát triển kinh tế
• 1.2. Tổng quan vùng nghiên cứu
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.2.3. Hiện trạng hệ thống thủy lợi và hiện trạng cấp nước
• 1.2.4. Ảnh hưởng của BĐKH đến phát triển nông nghiệp của vùng
• 2. CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN KỊCH BẢN VÀ TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG NGUỒN NƯỚC, NHU CẦU NƯỚC CỦA HỆ THỐNG
• 2.1. Lựa chọn kịch bản BĐKH và kịch bản phát triển kinh tế - xã hội
• 2.1.1. Lựa chọn kịch bản BĐKH
• 2.1.2. Lựa chọn kịch bản phát triển kinh tế - xã hội
• 2.2. Xác định các đặc trưng khí tượng, thủy văn
• 2.2.1. Xác định các đặc trưng khí tượng
• 2.2.2. Xác định các đặc trưng thủy văn
• 2.3. Xác định nhu cầu nước của hệ thống
• 2.3.1. Nhu cầu nước của hệ thống trong điều kiện hiện tại
• 2.3.2. Nhu cầu nước của hệ thống trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội
• 2.4. Nhận xét, đánh giá
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CẤP NƯỚC CHO HỆ THỐNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ, XÃ HỘI
• 3.1. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội đến khả năng cấp nước của hệ thống tưới
• 3.1.1. Tính toán cân bằng nước của hệ thống tưới
• 3.1.2. Đánh giá mức độ ảnh hưởng đến hiệu quả cấp nước
• 3.2. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước cho hệ thống trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội
• 3.2.1. Giải pháp công trình
• 3.2.2. Giải pháp phi công trình
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về tình hình cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản Sơn La

Hệ thống thủy lợi Nà Sản ở Sơn La đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho nông nghiệp và sinh hoạt. Tuy nhiên, biến đổi khí hậu đã tác động mạnh mẽ đến hệ thống này, dẫn đến tình trạng thiếu nước trong mùa khô. Việc nâng cao hiệu quả cấp nước là một yêu cầu cấp thiết nhằm bảo đảm nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp và phát triển kinh tế địa phương. Để đạt được mục tiêu này, cần có những giải pháp cấp nước phù hợp, hiệu quả và bền vững.

1.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước

Biến đổi khí hậu đã gây ra những thay đổi đáng kể về lượng mưa và nhiệt độ, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước của hệ thống thủy lợi Nà Sản. Theo các nghiên cứu, lượng mưa trung bình đã giảm từ 10-20% trong những năm gần đây. Điều này dẫn đến tình trạng khan hiếm nước trong mùa khô, làm giảm hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Đặc biệt, tác động của biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến nguồn nước mà còn đến khả năng vận hành của các công trình thủy lợi. Việc bảo vệ nguồn nước và phát triển các giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu là rất cần thiết để đảm bảo sự bền vững cho hệ thống thủy lợi Nà Sản.

II. Đánh giá hiện trạng và nhu cầu cấp nước

Hiện trạng cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản đang gặp nhiều khó khăn do sự gia tăng dân số và nhu cầu nước ngày càng cao. Các nghiên cứu cho thấy nhu cầu nước cho nông nghiệp đã tăng lên 30% trong vòng 10 năm qua. Điều này đặt ra thách thức lớn cho việc quản lý và quản lý nước hiệu quả. Bên cạnh đó, các công trình thủy lợi hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu, dẫn đến tình trạng thiếu nước trong mùa khô. Việc nâng cao hiệu quả cấp nước không chỉ giúp cải thiện sản xuất nông nghiệp mà còn đảm bảo an sinh xã hội cho người dân địa phương.

2.1. Nhu cầu nước cho nông nghiệp

Nhu cầu nước cho nông nghiệp tại Nà Sản đang gia tăng do sự phát triển của các loại cây trồng mới và sự mở rộng diện tích canh tác. Theo số liệu thống kê, nhu cầu nước cho nông nghiệp trong khu vực đã tăng lên 20% trong 5 năm qua. Điều này đòi hỏi cần có những giải pháp cấp nước hiệu quả hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao này. Việc áp dụng các công nghệ cấp nước tiên tiến, như hệ thống tưới tiết kiệm nước, sẽ giúp giảm thiểu lượng nước tiêu thụ mà vẫn đảm bảo hiệu quả sản xuất.

III. Giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước

Để nâng cao hiệu quả cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản, cần triển khai một số giải pháp đồng bộ. Trước hết, cần cải thiện hệ thống quản lý nước, từ việc theo dõi, đánh giá đến điều phối nguồn nước hợp lý. Tiếp theo, cần áp dụng các công nghệ mới trong cấp nước, như hệ thống tưới nhỏ giọt và tưới phun mưa, giúp tiết kiệm nước và nâng cao hiệu quả sử dụng. Cuối cùng, việc phát triển bền vững các nguồn nước và bảo vệ môi trường cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo nguồn nước cho tương lai.

3.1. Công nghệ cấp nước tiên tiến

Áp dụng công nghệ cấp nước tiên tiến là một trong những giải pháp quan trọng để nâng cao hiệu quả sử dụng nước. Các hệ thống tưới nhỏ giọt và tưới phun mưa đã được chứng minh là giúp tiết kiệm nước hiệu quả, đồng thời nâng cao năng suất cây trồng. Việc đầu tư vào công nghệ này không chỉ cải thiện hiệu quả sản xuất nông nghiệp mà còn giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu lên nguồn nước. Ngoài ra, cần có các chương trình đào tạo cho nông dân về cách sử dụng và bảo trì các thiết bị tưới nước để đảm bảo hiệu quả tối ưu.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Những thách thức về cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản trong bối cảnh biến đổi khí hậu là rất lớn. Tuy nhiên, với những giải pháp cấp nước phù hợp, có thể nâng cao hiệu quả cấp nước, đảm bảo nguồn nước cho nông nghiệp và sinh hoạt. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp chính quyền, các tổ chức và cộng đồng để triển khai hiệu quả các giải pháp này. Đồng thời, việc nâng cao nhận thức của người dân về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước cũng là rất cần thiết.

4.1. Khuyến nghị cho các bên liên quan

Các bên liên quan cần chủ động trong việc xây dựng các kế hoạch hành động cụ thể nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu và đảm bảo nguồn nước cho hệ thống thủy lợi. Cần tăng cường đầu tư vào cơ sở hạ tầng và công nghệ cấp nước hiện đại, đồng thời thúc đẩy các chương trình giáo dục cộng đồng về bảo vệ nguồn nước. Việc phối hợp giữa các tổ chức chính phủ, phi chính phủ và cộng đồng địa phương sẽ tạo ra sức mạnh tổng hợp trong việc ứng phó với các thách thức về nước trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tại Việt Nam, hơn 60% tổng lượng dòng chảy mặt hàng năm hình thành từ ngoài biên giới lãnh thổ, đặt an ninh tài nguyên nước trước những thách thức lớn về tính bền vững. Tại tỉnh Sơn La, nông nghiệp đóng vai trò trụ cột với giá trị sản xuất chiếm tới 50% cơ cấu kinh tế huyện Mai Sơn vào năm 2019 và mục tiêu tăng trưởng toàn ngành đạt 3,3%/năm đến năm 2030. Tuy nhiên, toàn tỉnh có 105 hồ chứa và 953 đập dâng nhưng hơn 50% công trình đã vận hành trên 25 đến 30 năm, rơi vào tình trạng xuống cấp và chỉ đáp ứng được khoảng 50% đến 60% năng lực thiết kế ban đầu.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng vùng cao nguyên Nà Sản thuộc huyện Mai Sơn với 1.480 ha đất canh tác và hơn 10.060 nhân khẩu đang đối mặt với nguy cơ thiếu hụt nguồn nước trầm trọng trong mùa khô. Mùa kiệt kéo dài từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau khiến nguồn nước mặt cạn kiệt cục bộ, trong khi biến đổi khí hậu làm gia tăng biên độ thời tiết cực đoan.

Mục tiêu cụ thể của công trình là đánh giá toàn diện hiện trạng cấp nước, tính toán nhu cầu sử dụng nước đa ngành theo kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 kết hợp mức tăng trưởng dân số tự nhiên 1,49%/năm, từ đó thiết lập phương án cân bằng nước và đề xuất hệ thống giải pháp công trình, phi công trình nâng cao hiệu quả cấp nước cho hệ thống thủy lợi Nà Sản giai đoạn 2020 đến 2050.

Phạm vi không gian tập trung tại 4 xã trọng điểm gồm Chiềng Dong, Chiềng Mai, Chiềng Mung và Hát Lót thuộc huyện Mai Sơn, sử dụng chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn chuẩn 58 năm từ năm 1961 đến năm 2019. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc bảo đảm cấp nước tưới tin cậy cho 1.480 ha cây trồng (trong đó cây cà phê chiếm ưu thế với 1.050 ha tương đương 72,41%), ổn định nước sinh hoạt cho 12.016 người năm 2035 và 16.149 người năm 2050, cắt giảm tỷ lệ thất thoát nước từ 25% đến 30% xuống dưới 10%, đồng thời phòng ngừa các đợt hạn hán từng gây thiệt hại hơn 79 tỷ đồng giai đoạn 2012 đến 2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng Lý thuyết Quản lý Tổng hợp Tài nguyên Nước (IWRM) và Lý thuyết Cân bằng Nước Lưu vực làm nền tảng khoa học cốt lõi. Khung lý thuyết IWRM định hướng điều phối hài hòa giữa bảo tồn hệ sinh thái tự nhiên và phân bổ nguồn nước công bằng cho các ngành kinh tế bao gồm trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và sinh hoạt đô thị - nông thôn.

Mô hình nghiên cứu xây dựng dựa trên phương trình cân bằng nước tổng thể cho lưu vực suối Nậm Dong và suối Nậm Mua kết hợp đường phân bổ nồng độ khí nhà kính đại diện RCP4.5 theo Báo cáo Đánh giá lần thứ 5 của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC). Mô hình tích hợp chuỗi thông số khí hậu dự phóng với hệ số cây trồng Kc theo chuẩn FAO để xác định nhu cầu bốc thoát hơi tiềm năng (ETo).

Hệ thống khái niệm chuyên ngành chính được áp dụng xuyên suốt bao gồm:

1. Suất tưới thiết kế với tần suất bảo đảm P = 85% dành cho cây trồng nông nghiệp;
2. Bốc thoát hơi nước tham chiếu (ETo) xác định qua công thức FAO Penman-Monteith;
3. Dung tích hữu ích hồ chứa (dung tích hữu ích của hồ Chiềng Dong đạt 3,44 triệu m3 trên tổng dung tích toàn bộ 3,99 triệu m3);
4. Tỷ lệ suy giảm dòng chảy mùa kiệt của lưu vực sông suối vùng đồi núi dốc;
5. Hệ số tổn thất truyền dẫn mạng lưới ống kín áp lực cao HDPE.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng chuỗi số liệu quan trắc khí hậu liên tục 58 năm (1961 - 2019) tại Trạm Khí tượng Sơn La (cách khu vực dự án 16 km). Bộ dữ liệu xác lập các đặc trưng khí hậu nền tảng: nhiệt độ trung bình năm đạt 21,1°C, lượng mưa trung bình nhiều năm đạt 1.402 mm, độ ẩm không khí 81%, lượng bốc hơi trung bình 949 mm và tổng số giờ nắng đạt 2.004 giờ/năm. Dữ liệu kinh tế - xã hội thu thập từ Niên giám thống kê huyện Mai Sơn năm 2019 với tổng quy mô 26.576 nhân khẩu trên 4 xã vùng dự án.

Phương pháp phân tích bao gồm phương pháp thống kê xác suất để tính toán tần suất mưa thiết kế P = 85%, phương pháp phân tích hệ thống cân bằng dòng chảy đến và nhu cầu dùng nước theo 12 tháng, cùng phương pháp mô hình hóa thủy lực mạng lưới truyền dẫn.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao trùm toàn bộ chuỗi quan trắc 58 năm lịch sử, khảo sát hiện trạng 40 công trình thủy lợi phân tán và phân tích mẫu đất trên 1.480 ha canh tác, xác định nhóm đất Feralit mùn đỏ vàng chiếm tỷ lệ lớn nhất với 45,50% quỹ đất. Phương pháp chọn mẫu toàn diện được áp dụng nhằm loại bỏ sai số cục bộ.

Lý do lựa chọn phương pháp cân bằng hệ thống kết hợp kịch bản RCP4.5 xuất phát từ đặc thù địa hình carxtơ vùng núi cao Tây Bắc, nơi dòng chảy kiệt nhạy cảm cao với biến động nhiệt độ (dự báo tăng 0,7°C vào đầu thế kỷ và tăng 1,6°C vào giữa thế kỷ), giúp lượng hóa chính xác độ lệch pha giữa nguồn cấp tự nhiên và thời điểm tiêu thụ nước đỉnh điểm của cây trồng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phát hiện thứ nhất chỉ ra sự gia tăng mạnh mẽ về tổng nhu cầu dùng nước toàn hệ thống do đô thị hóa và mở rộng nông nghiệp hàng hóa. Dân số vùng hưởng lợi dự báo tăng từ 10.060 người năm 2019 lên 12.016 người năm 2035 và đạt 16.149 người vào năm 2050 (tăng 60,52%). Nhu cầu nước tưới cho 1.480 ha đất canh tác (gồm 1.050 ha cà phê, 180 ha lúa 2 vụ và 220 ha cây hàng năm) chiếm trên 85% tổng nhu cầu nước, đòi hỏi nguồn cung cấp ổn định quanh năm.

Phát hiện thứ hai làm rõ quy luật biến động dòng chảy dưới tác động của kịch bản BĐKH RCP4.5. Dù tổng lượng mưa năm dự báo tăng 7,0% ở thời kỳ 2016-2035 và tăng 15,5% ở thời kỳ 2050, phân bổ mưa trong năm lại mất cân đối nghiêm trọng: lượng mưa mùa khô chỉ chiếm từ 20% đến 30% tổng lượng mưa cả năm. Dòng chảy đến lưu vực suối Nậm Dong và Nậm Mua trong các tháng kiệt nhất (tháng 2, tháng 3 và tháng 4) suy giảm từ 12% đến 17%, gây ra hiện tượng khô hạn khốc liệt.

Phát hiện thứ ba chứng minh năng lực phục vụ nghèo nàn của hệ thống công trình cũ. Hiện trạng 40 công trình thủy lợi nhỏ và tạm bợ chỉ cung cấp nước tưới cho 522 ha lúa (217 ha đông xuân, 305 ha vụ mùa) và 6,1 ha thủy sản, khiến 958 ha đất nông nghiệp còn lại thiếu nước tưới hoàn toàn. Hơn 98% dân số có nước sinh hoạt nhưng chưa đến 5% được tiếp cận nguồn nước sạch đạt quy chuẩn vệ sinh.

Phát hiện thứ tư khẳng định việc xây dựng hồ Chiềng Dong (dung tích 3,99 triệu m3, dung tích chết 0,55 triệu m3) kết hợp nâng cấp đập Bản Ban là giải pháp then chốt giúp điều tiết cắt giảm 100% tình trạng thiếu nước, bảo đảm an ninh tài nguyên nước đến năm 2050 cho toàn vùng cao nguyên Nà Sản.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản dẫn đến sự mất cân đối cung - cầu nước tại Nà Sản là do đặc trưng địa hình carxtơ chia cắt mạnh, độ dốc sườn núi lớn khiến đáy sông suối thấp hơn mặt bằng canh tác từ 10 đến 15 m, triệt tiêu khả năng tự chảy truyền thống. Thêm vào đó, tập quán tưới tràn thủ công gây thất thoát nước mặt từ 25% đến 30% và làm xói mòn tầng đất mặt màu mỡ.

So sánh với nghiên cứu của Viện Quy hoạch Thủy lợi năm 2014 tại lưu vực sông Mã (dự báo nhu cầu nước tăng 35% đến 41% và dòng chảy kiệt giảm 15% đến 17% vào năm 2050), kết quả của luận văn phản ánh tính tương đồng cao về quy luật khí tượng thủy văn Tây Bắc. Phát hiện này cũng củng cố công trình của Hoàng Thanh Tùng (2019) trên 16 hồ chứa miền núi, khẳng định hồ chứa đa mục tiêu là công cụ hữu hiệu nhất để kiểm soát dòng chảy mùa khô.

Về mặt trực quan hóa, toàn bộ diễn biến cân bằng nước được trình bày tối ưu qua biểu đồ đường kép so sánh dòng chảy đến tự nhiên với tổng nhu cầu nước 12 tháng, kết hợp bảng ma trận cân bằng nước chi tiết theo từng thời kỳ 2016-2035 và 2050. Cách biểu diễn này chỉ rõ thâm hụt nước cực đại rơi vào tháng 3 và tháng 4 hàng năm, cung cấp cơ sở trực quan cho việc lập lịch xả hồ.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, đẩy nhanh tiến độ thi công và đưa vào vận hành cụm công trình đầu mối hồ chứa nước Chiềng Dong với đập bê tông trọng lực cao 38,8 m, chiều dài đỉnh đập 119 m, dung tích hữu ích 3,44 triệu m3 và mực nước dâng bình thường 760,00 m; hoàn thành nghiệm thu trước năm 2023 dưới sự quản lý của Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng Ngành Nông nghiệp tỉnh Sơn La.

Thứ hai, nâng cấp đập Bản Ban và kiên cố hóa 6,0 km tuyến kênh chính Bản Ban bằng bê tông cốt thép đạt lưu lượng thiết kế 1,3 m3/s; xây dựng đường hầm chuyển nước không áp dài 166 m (kích thước 1,7 x 1,9 m) sang hồ Xum Lôm; lắp đặt mạng lưới 25 km tuyến ống áp lực kín bằng vật liệu HDPE chịu áp đường kính từ D315 đến D710 nhằm giảm tỷ lệ thất thoát nước xuống dưới 8%, hoàn thành toàn bộ giai đoạn 2022 đến 2025 do Công ty TNHH MTV Quản lý Khai thác Công trình Thủy lợi Sơn La phụ trách.

Thứ ba, chuyển đổi kỹ thuật tưới mặt sang công nghệ tưới tiết kiệm nước (tưới nhỏ giọt kết hợp bón phân hòa tan) cho 1.050 ha cây cà phê và cây ăn quả, đặt mục tiêu tiết kiệm từ 40% đến 60% lượng nước tiêu thụ so với tưới tràn, đồng thời gia tăng năng suất cây trồng thêm 15% đến 20%; triển khai liên tục từ năm 2023 đến năm 2030 do Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Mai Sơn chủ trì phối hợp cùng các hợp tác xã nông nghiệp.

Thứ tư, tái cấu trúc tổ chức quản lý khai thác thông qua việc thành lập 4 Tổ chức Hợp tác Dùng nước (WUA) tại 4 xã, áp dụng hệ thống giám sát mực nước và điều tiết van đóng mở tự động SCADA/IoT; đồng thời điều chỉnh khung lịch thời vụ gieo cấy lúa đông xuân sớm hơn từ 10 đến 15 ngày để tránh cao điểm hạn kiệt tháng 4, hoàn thành chuẩn hóa quy chế vận hành trong năm 2024 do Ủy ban nhân dân huyện Mai Sơn phê duyệt.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Sơn La, Chi cục Thủy lợi, UBND huyện Mai Sơn): Luận văn cung cấp hệ thống số liệu cân bằng nước định lượng và cơ sở khoa học để phê duyệt quy hoạch thủy lợi, phân bổ vốn đầu tư công trình cấp nước cho 1.480 ha vùng kinh tế trọng điểm Nà Sản tầm nhìn đến năm 2050.

Nhóm đơn vị quản lý, khai thác và vận hành công trình thủy nông: Đội ngũ kỹ sư tại Công ty Khai thác Thủy lợi Sơn La và các trạm thủy nông cơ sở có thể trực tiếp ứng dụng quy trình vận hành liên hồ Chiềng Dong - đập Bản Ban, khai thác biểu đồ điều tiết 3,44 triệu m3 nước và áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật vận hành mạng đường ống HDPE dài hơn 25 km.

Nhóm viện nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên Nước, Thủy văn và Biến đổi Khí hậu: Đề tài là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp tích hợp kịch bản RCP4.5 vào bài toán cân bằng nước vùng núi carxtơ, khai thác chuỗi số liệu khí hậu 58 năm và mô hình phân phối dòng chảy tháng phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu mở rộng.

Nhóm doanh nghiệp nông nghiệp, hợp tác xã và hộ nông dân canh tác tại cao nguyên Nà Sản: Nắm vững biểu đồ cấp nước theo tháng của hệ thống thủy lợi mới và nhận chuyển giao giải pháp tưới nhỏ giọt tiết kiệm 40% đến 60% nước cho 1.050 ha cà phê, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và chủ động ứng phó rủi ro hạn hán.

Câu hỏi thường gặp

Kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 tác động cụ thể ra sao đến nguồn nước tại khu vực Nà Sản? Theo kịch bản RCP4.5, nhiệt độ trung bình tại khu vực dự báo tăng 0,7°C giai đoạn đầu thế kỷ và tăng 1,6°C vào giữa thế kỷ, làm tăng lượng bốc hơi tiềm năng. Dù tổng lượng mưa năm tăng từ 7,0% đến 15,5%, lượng mưa mùa khô lại suy giảm cục bộ, khiến dòng chảy kiệt các tháng 2 đến tháng 4 trên suối Nậm Dong giảm 12% đến 17%, làm tăng đột biến nguy cơ thiếu nước tưới cho 1.480 ha cây trồng.

Tại sao mạng lưới đường ống HDPE áp lực được lựa chọn thay thế kênh dẫn hở truyền thống? Cao nguyên Nà Sản có địa hình dốc mạnh và nền đá vôi carxtơ nứt nẻ, khiến kênh hở truyền thống bị thất thoát nước ngấm và bồi lắng bùn cát lên tới 25% đến 30%. Tuyến ống áp lực kín HDPE dài 25 km với đường kính D315 đến D710 giúp triệt tiêu thất thoát ngấm bốc hơi, đưa tỷ lệ tổn thất xuống dưới 8% và giải quyết triệt để chênh lệch độ cao 10 đến 15 m giữa đáy suối và đồng ruộng.

Quy mô dung tích hồ Chiềng Dong có đáp ứng đủ nhu cầu nước cho các giai đoạn tương lai không? Hồ chứa Chiềng Dong được thiết kế với dung tích toàn bộ 3,99 triệu m3, dung tích hữu ích 3,44 triệu m3 tại mực nước dâng bình thường 760,00 m. Khi vận hành kết hợp với đập dâng Bản Ban, nguồn nước trữ trong hồ đáp ứng đầy đủ 100% nhu cầu tưới cho 1.480 ha đất canh tác và cung cấp nước sinh hoạt cho 16.149 người dân vào năm 2050 với tần suất bảo đảm P = 85%.

Hiệu quả thực tế của giải pháp tưới nhỏ giọt cho vùng trồng cà phê Mai Sơn là gì? Áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho 1.050 ha cà phê giúp giảm từ 40% đến 60% lượng nước tiêu thụ so với tưới tràn, đồng thời giảm 20% lượng phân bón thất thoát qua rửa trôi. Giải pháp này giúp duy trì độ ẩm tối ưu cho vùng rễ trong giai đoạn cây ra hoa kết trái vào tháng 2 và tháng 3, giúp tăng năng suất vườn cây từ 15% đến 20% ngay trong mùa khô hạn.

Hệ thống công trình mới đóng góp gì vào việc giảm thiểu thiệt hại thiên tai tại địa phương? Giai đoạn 2012 đến 2019, thiên tai hạn hán và mưa lũ cực đoan đã gây thiệt hại kinh tế hơn 79 tỷ đồng tại huyện Mai Sơn, gần tương đương tổng thu ngân sách 82,957 tỷ đồng của huyện năm 2019. Hệ thống thủy lợi Nà Sản hoàn thiện giúp kiểm soát nguồn nước chủ động, cắt giảm triệt để thiệt hại mùa vụ do khô hạn và ổn định sinh kế lâu dài cho người dân.

Kết luận

• Đánh giá xác thực hiện trạng suy thoái của 40 công trình thủy lợi cũ và lượng hóa tình trạng thiếu nước tưới cho 958 ha canh tác tại 4 xã vùng cao nguyên Nà Sản.
• Ứng dụng thành công chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn 58 năm và kịch bản BĐKH RCP4.5 để tính toán cân bằng nước chi tiết theo 12 tháng cho các mốc thời gian 2016-2035 và 2050.
• Khẳng định vai trò quyết định của hồ Chiềng Dong (dung tích 3,99 triệu m3) và đập Bản Ban trong việc bảo đảm cấp nước đa mục tiêu cho 1.480 ha nông nghiệp và 16.149 người dân.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình đồng bộ gồm 6,0 km kênh dẫn bê tông, hầm xuyên núi dài 166 m và 25 km đường ống HDPE kín kết hợp công nghệ tưới nhỏ giọt tiết kiệm 40% đến 60% nước.
• Thiết lập khung quản trị thông minh SCADA và điều chỉnh khung lịch thời vụ gieo cấy sớm 10 đến 15 ngày nhằm thích ứng linh hoạt trước các diễn biến cực đoan của khí hậu.

Đóng góp khoa học lớn nhất của luận văn là cung cấp bộ công cụ tính toán thủy văn - thủy lực thực chứng và giải pháp cấp nước khép kín cho vùng cao nguyên carxtơ Tây Bắc. Lộ trình triển khai tiếp theo đặt mục tiêu hoàn thành cụm đầu mối hồ Chiềng Dong trước năm 2023, hoàn thiện mạng lưới phân phối đường ống năm 2025 và phủ rộng 100% diện tích tưới tiết kiệm trước năm 2030. Các nhà quản lý, kỹ sư và nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác toàn văn luận văn để ứng dụng trực tiếp mô hình vào các lưu vực tương đồng trên phạm vi cả nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE LĨNH VUC NGHIÊN CỨU VA VỮNG NGHIÊN cửu, 4 1.1 Tang qua v inh vực nghiên et 4 1.1 Tổng quan về he động biến đồi khí ậu ph tiễn kính 8 đến hủ cu ước v khá ning cp nước. 4 12 Tổng quan vé ee nahin tin quan đến biện pip cặp nước hig quả. Cảnh tác động của BDKN và phát tiển hin 1, 4 L2 Tổng quan vàng api cu, 7 1.21 Điệu kin tự hiện „ 1.22 Điểu Mện kind lệ xã hội 2 1.23 Hiện tụng hệ hồng tủy lợi và hiện tựa cập nước 2 1.24 Anh hưởng cia BDKH đổ phả én ning nghiệp ea ving. 3s CHƯƠNG 2 LỰA CHON KICH BAN VA TINH TOÁN XÁC ĐỊNH KHẢ NANG NGUON NƯỚC, NHU CÂU NƯỚC CUA HE THONG.

38 31 Ly ction ks bản BDKH và ki in ht i in xi hội 38 211.1 ga chon hich bản BDKH, os 2112 Lựa shạn ih bin pi inh xã hội a 2.2 Xác ịnhcác đặc tung ugg, thủy văn “ 22.1 Xie định ee đặc rừng Kl tượng 2 222 Xắc định ác đặc trừng tủy văn.3 Xác nh nh co mae của hệ thẳng 66 23.1 Ni eu nước ca bộ hồng tog du kiện Bi “ 332 Nhu cu hước ein hệ thông wong đều kiện ign đội hậu và phát wi Khhiể sa hội st 34 Nhận a, in giả am CHONG 3 NGHIÊN CUU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NANG CAO HIỆU QUA CẬP NƯỚC CHO HỆ THONG TRONG BIEU KIEN BIEN ĐÔI KHÍ HẬU VA PHAT TRIEN KINH TE, XÃ HỘI tos 31 Đình giả ảnh hưởng của biển đội Kh hậu và phế tiến inh t x hội đến khá ng ốp nước củ bệ thông tớ 3.11 Tah on ci bằng nước của hộ tông tới 3.12 Dinh gid mục độ ảnh hướng dn hiệ qu cp nước ng 3 Để suit giải hp nản ao higu qu cắp nước cho bệ thing tong điều kiện biển đổi lí hậu và phút nn, i.1 Giá pháp công nh 120 3.2 Giả pháp pi cing win tị KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ, ba ‘TAILIEUTHAM KHAO, ut PHÙ Lue: i ĐANH MỤC HÌNH ANHL Hình 1.1 Quỹ đạo củu bán Ty Bắc Thái Bình Dương 6 ‘inh L2: Vị tí huyện Mai Sơn wong tinh Som La “ Tịnh L3: Bản đổ hộ tông thấy lợi N Sản 30 ink 2.1 M6 hình phân phi ng cháy năm tit, “ nh 22: MS hình phân hổi đông chay năm thết “ nh 23: Sơ đồ vận hành và cẬp nước ửa hộ tông thà li NA Sân Tình 31: Đường etn lông hỗ Chiên Dong, 108 DANH MỤC BẰNG BIÊU Bảng L1: Các độc trưng nhiệt độ không khi a1 Bang L2 Bing lượng mưa tung bin hing nhiều nim của tng, 2 Bg Lộ: Tắc dg thing năm tram Som La Bang Lt: Lượng be ơi tag nh tắn năm, Bảng 1S: Dồ gi nắng ng ng rung bi thing năm, a Bang 16:9 âm tung bình hing nhiễu năm as Bang L Dân sổ phân theo ku vục dn 2s Bang 1.8: Cấp cng vinh vce hi ea tiết kế 3 Bang 1.9: Thông sb KS tht sa dy a Bang 21: Me tang nhiệ độ rùng hình CC) o với tời kỹ 1986-2005 các vũng Ki hu theo ki bin RCPS. 40 Bing 22: Mức thay đồi lượng mưa rung bin (6) so với tời kỹ 1986 ~ 2008 ở Se ng hi Au theo kịch bia RCPS 40 Bang 2.3: Dự bảo tag din số của edi ah to a Bang 24: Dy bio sida i điện ich đẫ nang nghiệp “ Băng 2S Dự bả pit viễn củ nành chị mối 4 Bảng 26: Bảng ng hp mưa tới thế KE theo thing ông itn suất P~ 85% ti seu 1986 2008, 4s ‘ng 27: Bảng sng bop mưa uti hit KE theo thing ông vit suấtP= 85% ti ‘hig 2006-2019, 45 Bing 28 Lượng mưa rang binh thing tong tương theo ie bản RCPS 5.9 Nhĩg độ rm SomLa ức nim ong tuo a theo ịc bán ROPES 87 Bang 2.10: Bing tng hợp it thun dg chy nam lơ vụ hỗ Chẳng Dang.11: Phân phổi đông chây mùa lũ agi ho, mia chuyên tp hộ Băng 12 Tông hợp ắc tông ố đồng chy năm lu vự subi Nim Mua se Bing 2.15 Phân phổi ông chiy nm c suối Năm Mo “ Bảng 2.14: Tổng hợp ce tông ổ dòng chy năm lưu vục hồ CHng Dons Bảng 215: Phân hổi dùng chảy đến hb Chẳng Dong thi kỹ 2016-2035 heo kich Bản RCPAS i Bing 2.16: Ting hợp oe tông ổ đồng ey mim ive suỗi Nm Mi oo ‘Bing 2.17: Phin phổi dng chy đến soi Nộm Mua tời kỹ 20162035 theo ksh bin RCPS, “ ‘Bing 218: Tổng hợp cc hông tổ đông chảy năm li vục hỗ Chẳng Dang.19: Phin phải động ehiy đến Lô Chẳng Dong tới kỹ 2050 theo ich bản RCHS, os "Băng 220: Tổng hợp ác thing s đông chảy năm lưu vụ si Nặm Mua 6s ‘Bing 221: Phin phối ding chấy đến subi Nậm Mes thời Ay 2050 theo kịch bản RePAS. 6s ‘Bing 222: Cho ch tis coy của dt “ ‘Bing 29: Thời vụ v điệp eh gio trồng “ Đăng 2.28: Thời vụ và công thức cho m ‘Ring 2.25: Thời vụ và cổng thức ti cho lạc vụ đồng 0 ‘Bing 226: Th vy v cng the trổ cho cả phe n ‘Bing 227: Siu về Kal yng a ‘Bing 228: Két quả nh tin chế độ tưới choc on ey rg rên bà n Bảng 229: Tắng hp nhúcầu nước cho nông nghiệp ti A hiện tỉ 7% ‘Bing 230: Băng it qa yêu cu sước cho sia hott iat 2 "Bảng 231: Bing it quả nh toán yu cầu nước cho thy sn m ‘Bing 232: Chieu ding nước ch chân mối 7% Đăng 238: Quy mi din gia se, ga chm rn độ bản thi điểm hiện ws ‘Bing 234: Tổng hop phú cầu ước ho hin mới ” "Bảng 235: Báng kế quả tng hợp yu clu dng nut mS mộng của hệ thẳng Mới (Đập bin Ban thả ý hiện 80 "Đăng 2.36; Bang kế uảtổng bap vê cu đăng nước ng nh đầu mỗi i tin hộ hồng tới (Đập bản Bạn thời i hú si ‘Bing 2.9: Kit qu ti toán lượng nước của hỗ Chng Dong cla pai cp bổ sane của hệ hồn Hải kỹ hiện wi ¬ ‘Bing2 38: K quả tinh fon ch độ tưi ho ác lại cây ổn rên Ï ba cho hi ký 2062085 8s ‘Ring 339: Co cu sử đạn đã hài 2016-2035, 86 ‘Bing 240: Tg hop abu clu nước cho wing nghệp ti kỳ 2016-2 86 Băng 34: Kết qua yu cu nước cho sin hot th kỹ 3016-2015 st Bàng 242: Kt qu nh ton nec mae cho thy sản thời kỹ 2016-20358 Bang 248: Quy mồ din gi sắc gia cần dh kỹ 20162035 ¬ Bảng 244: Tổng hợp abu chu nude eho hân nuôi Đi kỳ 2016208.5: Bàng kit quả tổng hợp nhụ cu dng nước fon hệ thẳng (Đập bản Ban) thời ky 2016-2035, 30 Bang 2.46: Băng kt gusting hợp nha c ing nước cng tình da mỗi ia tin kệ bông Dp bn Ban) thi 2016-2038 1 Bang 248: KH qu nh ton lượng nước ca hb Chiéag Dong cin phi cấp bb sing hone thông thờ ky 20162015 2 Bàng 2.49: Kết qu in os chế cho lại iy tng 1 ha thi kỹ 090 9% Bang 280: Coe sử dụng đt th by 2050, ¬ Bảng 2l: ng nb ca nước cho ming nghiệp thi kỹ 200, ¬ Băng 252: Ktqu yêu cu nước cho sin ot hes kỷ 2050 6 Bảng 259: Kt qué tinh toán như ch mae cho hyn i 2050 96 Bang 24: Quy ồ din ga sic ga cầm thời 2080, ” Bảng 255: Ting hop abu cầu nước cho hân nui hi kỷ 2050 ox Bảng 3 56: Bảng kit qu tng hợp nhụ củ đồng nước fin hệ thẳng (Đập bản Ban) thời kị 2080, " Bảng 27: Báng ết quá tng hợp hủ cu dùng nước công tình đu mối của toàn hộ Đẳng ap bản Ban) tời kị 3050 100 Bang 25: K gu a tan lượng nước cỉa bỗ Chễng Dong cin phi cấp bổ sung cho hệ thông thời kỹ 2050 lôi Bảng 60: Tổng hợp dự bảo nhủ cầu nước 102 Bảng 3l: KẾt quả ính tán củ bing nước sơ bộ của bộ thắng - bồ Chidng Dong trong th ký hiện đưa én tổn tất os Băng S2: Quan h giữ cao Win và điện ch vi dung teh hồ 106 Bàng 3.3 Lượng bc hơi ông Piche rang bình thing ti tram Sơn La 109 Bang 3: Pin phi nb ho chin eh m Bang 3.5: Xác đnh tổn tất do thần và bắc hơi m ‘Bing 36 Kết gui tn tản cin ng nước sơ ộ của bệ tông - hỗ Chiéag Dong tong thời kỳ hiện ti đã kế đn tổn thật " "Bảng 3: KẾt gu tính toán cân bằng nướcsơ bộ cụ hệ thẳng — hỗ Ching Dong chức k nôn thi tội kỳ 2016-2035, 14 ‘Bing 38: KẾ quả tinh ton cin hồng nue sơ bộ cũ hệ tng- 8 Chiễng Dong đã ne tht thời kỳ 2016-2035 us ‘Bing 3.9: Kl gu oh tin cân bing mates bộ của bộ ứng - bồ Chng Dong chen aden che hài kệ 2080, a7 ‘Bing3 0: K gu tah tôn ân bing mute sơ bộ của bộ thing hi Chiéns Done dể k ồn en tht thối kỹ 2050 ue Bing 3.1: Sự bền đổi về nh câu nước eho nông nghiệp tung ác nm kịp bi sơ viện ng "Bảng 3.12: Bi i hú cầu nước của các đi tượng dũng nước so với hiện.l90 MÔ ĐẦU Tính cập tt của để ti Việt Nam nim rang khu ục nhiệ đổi giỏ mia, ới lượng mưa ink quân hông ion s91 mộ độ sông subi đây đc, Tay aha, do hơn 60% lượng nước củ cốc cơ sông ổn được nh thành i điện lịch hư vục nắm ngoài in th Việt Nam nt một các tổng thể Việt Nam được đính gi là que gia in cận với hiểu nước vo với tiền thuẫn gia thể giới. Do vậy, ải nguyễn nước sử dụng của ee ngành kinh 1 Khác an cần phải được qun ý Hai tác thắc mộ ch hợp lý Dan Su cầu s việc quản lý ha thắc th nguyên nước, cá hệ hing thấy ợi được xây đơn khấp cš nước đễ phục ‘eho yéu cầu đồng nước của các ngành đc bit cho ep nước ti nông ngập và lp ước cho nh hoạ.