Tổng quan nghiên cứu

Huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh, nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng với diện tích tự nhiên khoảng 9.568,65 ha và dân số trên 125.000 người, đang trải qua quá trình phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng. Theo báo cáo của ngành, nhu cầu sử dụng nước cho các mục tiêu đa dạng như nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và thủy sản ngày càng tăng, trong khi hệ thống công trình thủy lợi hiện tại đã xuống cấp sau hơn 30 năm sử dụng, gây ra nhiều khó khăn trong việc cấp nước ổn định. Nguồn nước chủ yếu lấy từ sông Đuống và sông Ngũ Huyện Khê với tổng diện tích tưới khoảng 5.552,6 ha, trong đó diện tích cây hàng năm chiếm phần lớn.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định nhu cầu nước của các ngành kinh tế trên địa bàn huyện Tiên Du, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng cấp nước phục vụ đa mục tiêu nhằm phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào lưu vực sông Đuống và sông Ngũ Huyện Khê, với dữ liệu thu thập từ năm 1980 đến 2015, bao gồm các số liệu khí tượng thủy văn, địa hình, hiện trạng công trình thủy lợi và nhu cầu sử dụng nước của các ngành kinh tế.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước, nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước, đồng thời hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội huyện Tiên Du theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đô thị hóa. Các chỉ số như diện tích đất nông nghiệp, sản lượng lương thực, giá trị sản xuất công nghiệp và dân số được dự báo đến năm 2020 làm cơ sở cho việc lập kế hoạch cấp nước phù hợp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết cân bằng nước: Đánh giá sự cân bằng giữa nguồn cung và nhu cầu nước trong các ngành kinh tế, bao gồm nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và thủy sản. Khái niệm này giúp xác định khả năng cấp nước hiện tại và nhu cầu bổ sung.
  • Mô hình thủy lực MIKE 11: Sử dụng mô hình thủy lực để mô phỏng dòng chảy, phân phối nước và hiệu quả các giải pháp cấp nước trong hệ thống kênh mương và trạm bơm. Mô hình này hỗ trợ tính toán thủy lực các phương án tưới và tiêu phù hợp với điều kiện thực tế.
  • Khái niệm đa mục tiêu trong quản lý tài nguyên nước: Xem xét các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường và đảm bảo an ninh nguồn nước một cách hài hòa, bền vững.
  • Phân vùng thủy lợi: Phân chia khu vực nghiên cứu thành các vùng tưới chính dựa trên đặc điểm địa hình, nguồn nước và mục tiêu sử dụng nước để xây dựng các phương án cấp nước phù hợp.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ các cơ quan nhà nước, báo cáo chuyên ngành, trạm khí tượng thủy văn Bắc Ninh (dữ liệu mưa, nhiệt độ, độ ẩm, gió từ 1980-2014), số liệu hiện trạng công trình thủy lợi, diện tích đất, dân số, sản lượng nông nghiệp và công nghiệp.
  • Phương pháp chọn mẫu: Sử dụng toàn bộ dữ liệu hiện có của huyện Tiên Du và các lưu vực sông liên quan để đảm bảo tính đại diện và toàn diện.
  • Phương pháp phân tích:
    • Phân tích thống kê các yếu tố khí tượng thủy văn và hiện trạng sử dụng đất.
    • Tính toán nhu cầu nước theo từng ngành kinh tế dựa trên quy chuẩn QCVN 04-05:2012/BNNPTNT với tần suất thiết kế P=85%.
    • Mô hình hóa thủy lực bằng phần mềm MIKE 11 để đánh giá hiệu quả các giải pháp cấp nước.
    • Phân vùng thủy lợi dựa trên đặc điểm tự nhiên và mục tiêu sử dụng nước.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2014-2015, với thu thập và xử lý dữ liệu, mô hình hóa, phân tích và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân vùng thủy lợi và diện tích tưới: Huyện Tiên Du được phân thành hai khu tưới chính: khu lấy nước sông Đuống với diện tích tưới 4.668,2 ha và khu lấy nước sông Ngũ Huyện Khê với diện tích 884,4 ha. Diện tích cây hàng năm chiếm khoảng 86% diện tích nông nghiệp, với nhu cầu nước tưới lớn nhất.

  2. Nhu cầu nước các ngành kinh tế: Tổng nhu cầu nước năm 2020 ước tính tăng khoảng 15-20% so với hiện tại, trong đó:

    • Nông nghiệp chiếm khoảng 70% tổng nhu cầu nước, với nhu cầu tưới cây hàng năm và cây lâu năm tăng do chuyển đổi cơ cấu cây trồng và thâm canh.
    • Công nghiệp và dịch vụ tăng trưởng nhanh, nhu cầu nước công nghiệp dự báo tăng từ 8.987,7 tỷ đồng năm 2013 lên 11.256,7 tỷ đồng năm 2014, kéo theo nhu cầu nước tăng tương ứng.
    • Nhu cầu nước sinh hoạt được đảm bảo cho 100% dân số nông thôn sử dụng nước hợp vệ sinh đến năm 2020.

  3. Hiện trạng công trình cấp nước: Hệ thống trạm bơm và kênh mương hiện có đã xuống cấp, nhiều trạm bơm hoạt động không ổn định, đặc biệt trong mùa khô do mực nước sông Đuống hạ thấp. Diện tích thiếu nguồn nước tưới khoảng 1.139 ha, trong đó 459 ha thiếu nước hoàn toàn.

  4. Hiệu quả mô hình thủy lực MIKE 11: Mô hình cho thấy các giải pháp nâng cấp trạm bơm, cải tạo kênh mương và điều phối nguồn nước hợp lý có thể nâng cao khả năng cấp nước lên 15-25%, giảm thiểu diện tích thiếu nước trong mùa khô.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng thiếu nước là do sự gia tăng nhu cầu nước trong khi nguồn nước mặt và công trình thủy lợi không được nâng cấp kịp thời. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc áp dụng mô hình thủy lực MIKE 11 giúp đánh giá chính xác hơn hiệu quả các giải pháp cấp nước đa mục tiêu. Kết quả nghiên cứu phù hợp với xu hướng phát triển bền vững, cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo vệ tài nguyên nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh nhu cầu nước theo ngành, bản đồ phân vùng thủy lợi, bảng tổng hợp hiện trạng công trình và biểu đồ mô phỏng hiệu quả các giải pháp nâng cấp. Việc này giúp các nhà quản lý dễ dàng hình dung và ra quyết định đầu tư phù hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và sửa chữa hệ thống trạm bơm: Tập trung cải tạo các trạm bơm cũ, thay thế máy móc, nâng công suất để đảm bảo cấp nước ổn định, đặc biệt trong mùa khô. Thời gian thực hiện trong 2-3 năm, chủ thể là Ban Quản lý thủy lợi huyện và các đơn vị liên quan.

  2. Kiên cố hóa và mở rộng hệ thống kênh mương: Cải tạo kênh tưới tiêu, kiên cố hóa các đoạn kênh bị xuống cấp, mở rộng kênh để tăng khả năng dẫn nước. Mục tiêu nâng tỷ lệ kênh kiên cố lên trên 80% trong 5 năm tới.

  3. Áp dụng mô hình quản lý đa mục tiêu: Xây dựng hệ thống quản lý cấp nước dựa trên mô hình thủy lực MIKE 11 để điều phối nguồn nước hiệu quả, cân bằng giữa các ngành sử dụng nước. Triển khai thí điểm trong 1-2 năm đầu, sau đó mở rộng toàn huyện.

  4. Tăng cường quản lý và huy động nguồn vốn: Xây dựng cơ chế chính sách thu hút đầu tư từ ngân sách nhà nước và các nguồn vốn ngoài nhà nước để đầu tư nâng cấp công trình thủy lợi. Đồng thời, nâng cao năng lực quản lý khai thác, vận hành công trình thủy lợi.

  5. Phát triển nguồn nước tái tạo và bảo vệ môi trường: Khuyến khích sử dụng nước tái chế, bảo vệ nguồn nước mặt và ngầm, giảm thiểu ô nhiễm để đảm bảo nguồn nước bền vững cho phát triển kinh tế - xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách thủy lợi: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp thực tiễn để nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội huyện Tiên Du.

  2. Các chuyên gia và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực tài nguyên nước và quy hoạch thủy lợi: Tài liệu chi tiết về phân vùng thủy lợi, mô hình thủy lực và tính toán nhu cầu nước giúp nghiên cứu sâu hơn và áp dụng cho các vùng tương tự.

  3. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực công nghiệp và nông nghiệp: Hiểu rõ nhu cầu nước và các giải pháp cấp nước giúp hoạch định kế hoạch sản xuất, đầu tư hiệu quả, giảm thiểu rủi ro do thiếu nước.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về vai trò của nguồn nước, tham gia giám sát và bảo vệ nguồn nước, đồng thời hưởng lợi từ các chính sách phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần nâng cao khả năng cấp nước ở huyện Tiên Du?
    Do sự phát triển nhanh của kinh tế - xã hội, nhu cầu nước tăng trong khi hệ thống công trình thủy lợi đã xuống cấp, gây thiếu nước tưới và sinh hoạt, ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để tính toán nhu cầu nước?
    Nhu cầu nước được tính dựa trên quy chuẩn QCVN 04-05:2012/BNNPTNT với tần suất thiết kế P=85%, kết hợp phân tích số liệu khí tượng thủy văn và mô hình thủy lực MIKE 11.

  3. Mô hình MIKE 11 có vai trò gì trong nghiên cứu?
    MIKE 11 giúp mô phỏng dòng chảy và phân phối nước trong hệ thống kênh mương, đánh giá hiệu quả các giải pháp nâng cấp công trình, từ đó đề xuất phương án tối ưu.

  4. Giải pháp nào ưu tiên thực hiện trước?
    Ưu tiên nâng cấp trạm bơm và kiên cố hóa kênh mương để nhanh chóng cải thiện khả năng cấp nước, đồng thời xây dựng hệ thống quản lý đa mục tiêu để điều phối nguồn nước hiệu quả.

  5. Làm thế nào để huy động nguồn vốn cho các giải pháp?
    Cần xây dựng cơ chế chính sách thu hút đầu tư từ ngân sách nhà nước, vốn tư nhân và các tổ chức quốc tế, đồng thời nâng cao năng lực quản lý và khai thác công trình thủy lợi.

Kết luận

  • Huyện Tiên Du có nhu cầu cấp nước đa mục tiêu ngày càng tăng do phát triển kinh tế - xã hội và chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất.
  • Hệ thống công trình thủy lợi hiện tại đã xuống cấp, gây khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu nước, đặc biệt trong mùa khô.
  • Nghiên cứu đã phân vùng thủy lợi, tính toán nhu cầu nước chi tiết cho các ngành kinh tế và mô phỏng hiệu quả các giải pháp nâng cấp bằng mô hình thủy lực MIKE 11.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cấp trạm bơm, kiên cố hóa kênh mương, áp dụng quản lý đa mục tiêu và huy động nguồn vốn nhằm nâng cao khả năng cấp nước bền vững.
  • Tiếp theo, cần triển khai thí điểm các giải pháp ưu tiên, đồng thời xây dựng kế hoạch dài hạn để phát triển hệ thống thủy lợi đồng bộ, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội huyện Tiên Du.

Hành động ngay hôm nay để bảo đảm nguồn nước bền vững cho tương lai phát triển của huyện Tiên Du!