CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG LỰC TIÊU CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ở nước ngoài Theo Patrik J. Dugan (1990) [10], [11] diện tích đất trồng lúa trên thế giới chịu ảnh hưởng của nước mưa là 68,7 triệu ha trong đó có 49,6 triệu ha có nhu cầu tiêu do bị ngập nước với mức độ khác nhau. Đất úng trũng thường xuyên ngập nước được trồng lúa có diện tích trên 7,2 triệu ha.
Hạn chế lớn nhất của đất vùng trũng là dễ bị úng ngập vào mùa mưa. So với các loại đất khác, tính chất hoá lý, hoá tính và vi sinh vật đất vùng trũng có nhiều khác biệt. Sự khác biệt này làm ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng. Nghiên cứu các biện pháp tiêu thoát nước hợp lý trên cơ sở kết hợp với các biện pháp kỹ thuật khác để khai thác hiệu quả đất vùng úng trũng trồng lúa nước đã và đang được các nhà khoa học thế giới quan tâm.
Từ năm 1985 đến nay trên thế giới đã có nhiều hội thảo quốc tế về việc khai thác và sử dụng đất vùng úng, trũng. Tùy thuộc vào đặc điểm riêng của từng vùng, từng quốc gia mà các nhà khoa học đưa ra các giải pháp kỹ thuật và mô hình sản xuất, khai thác phù hợp. Ở Ấn độ, trừ những nơi ngập sâu trên 2,0 m, đất vùng trũng được sử dụng theo hướng đa dạng hoá cây trồng thích nghi với điều kiện úng nước. ở Băng la đét, mô hình chung để sử dụng là vụ mùa cấy lúa nước sâu, đến mùa khô trồng lúa mì, khoai tây và các loại rau.
ở Thái lan đang áp dụng mô hình trồng lúa và nuôi cá ở các vùng đất trũng. ở Trung quốc, các nhà khoa học đưa ra mô hình lúa + bèo hoa dâu và nuôi cá [10], [11]. Tổng quan tình hình nghiên cứu ở trong nước Không kể các công trình khoa học do một số tổ chức và cá nhân nghiên cứu ứng dụng các kết quả nghiên cứu của nước ngoài áp dụng cho một số HTTL ở Việt Nam, cho đến nay đã có hàng trăm công trình khoa học và dự án khoa học công nghệ các loại nghiên cứu một số vấn đề có liên quan đến tiêu nước cho các HTTL 6 đã được công bố. Có thể khái quát các công trình này thành các nhóm sẽ được trình bày ở các phần dưới đây: 1.
Nhóm kết quả nghiên cứu của các chuyên gia và tổ chức quốc tế Trong những năm gần đây có nhiều chuyên gia và tổ chức quốc tế (tổ chức chính phủ và phi chính phủ) đến nghiên cứu về thủy lợi Việt Nam với mục đích tìm kiếm cơ hội đầu tư, định hướng đầu tư hoặc viện trợ phát triển. Trong số các kết quả nghiên cứu thuộc nhóm này, đáng chú ý là bản Báo cáo đánh giá tổng quan ngành thủy lợi ở Việt Nam do WB, ADB, FAO, UNDP và nhóm các tổ chức phi chính phủ liên quan tới thủy lợi thực hiện năm 1996. Theo báo cáo nói trên thì lũ lụt và úng ngập là mối đe doạ chủ yếu đối với sự phát triển bền vững các vùng kinh tế của Việt Nam nhất là vùng châu thổ sông Hồng và sông Thái Bình. Trên cơ sở đó báo cáo khuyến nghị chiến lược phát triển là củng cố hệ thống đê điều, cải thiện hệ thống báo động lũ lụt, tăng cường khả năng trữ và điều tiết nước, phục hồi các hệ thống t- ưới tiêu để sử dụng và kiểm soát nước tốt hơn.
Nhóm dự án quy hoạch tiêu nước và đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng tiêu nước cho các hệ thống thủy lợi. Điển hình nhất của nhóm nghiên cứu này là các dự án thiết kế Quy hoạch do Viện Quy hoạch thủy lợi và Trường Đại học Thủy lợi thực hiện như Quy hoạch phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng (hoàn thành năm 1999), Quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Hồng – sông Thái Bình (hoàn thành năm 2007), Rà soát bổ sung quy hoạch tiêu nước cho hệ thống thủy lợi Sông Nhuệ (hoàn thành năm 2007) v.v…Các dự án quy hoạch nói trên tuy đã đề cập đến một số biện pháp lớn phòng chống lũ và tăng cường khả năng tiêu thoát lũ cho các HTTL và toàn bộ vùng đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình nhưng chưa đề cập đến ảnh hưởng của quá trình tiêu nước nông nghiệp, quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá, đến hệ số tiêu, nhu cầu tiêu nước và khả năng tiêu nước của các hệ thống thủy lợi đã có. Các giải pháp đề xuất nhằm đáp ứng yêu cầu tiêu nước đến sau năm 2020 phần lớn mang tính tổng quan và định hướng, chưa đưa ra được các giải pháp cụ thể cũng như phân tích cơ sở khoa học của các giải pháp đó cho từng hệ thống thủy lợi. Nhóm các đề tài nghiên cứu khoa học Điển hình nhất trong nhóm này là các đề tài khoa học sau: - Cân bằng nước hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình và các lưu vực độc lập thuộc Bắc Bộ.
Đây là đề tài khoa học cấp Nhà nước thuộc chương trình KC 12- 01 do Viện Quy hoạch Thủy lợi chủ trì hoàn thành năm 1994 đã đưa ra được khá nhiều số liệu về nhu cầu sử dụng và tiêu nước cho đồng bằng Bắc bộ nhưng chưa đề cập đến ảnh hưởng của quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá cũng như sự biến động của cơ cấu sử dụng đất đến nhu cầu tiêu và hệ số tiêu ở khu vực này. - Nghiên cứu, tổng kết và đánh giá thực trạng phân vùng tiêu nước mặt ở một số hệ thống thủy nông đồng bằng Bắc Bộ. Đây là đề tài khoa học cấp Bộ do PGS. Lê Quang Vinh chủ trì hoàn năm 2001.
Kết quả nghiên cứu đã đưa ra được bức tranh tổng hợp về thực trạng công trình tiêu nước và khả năng đáp ứng của các công trình tiêu nước trong các HTTL thuộc đồng bằng Bắc Bộ trong đó nhấn mạnh các công trình tiêu úng đã có mới chỉ đáp ứng được khoảng trên 50% nhu cầu tiêu của cả vùng.Kết quả nghiên cứu cũng phát hiện và phân tích làm rõ bản chất của các nguyên nhân chính gây nên tình trạng úng ngập thường xuyên và kéo dài trên các hệ thống thủy lợi hiện nay. Đề tài đã đưa ra bức tranh tổng quan về quá trình thay đổi hệ số tiêu qua các thời kỳ phát triển thủy lợi, các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số tiêu, phân loại hệ số tiêu, các quan điểm mới trong tính toán hệ số tiêu, cơ sở khoa học và thực tiễn một số biện pháp giảm nhẹ hệ số tiêu. - Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghiệp hoá và đô thị hoá đến hệ số tiêu vùng đồng bằng Bắc bộ. Đây là đề tài khoa học cấp Bộ do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật thủy lợi chủ trì, hoàn thành năm 2010.
Một trong các kết quả nghiên cứu của đề tài là đã đề xuất được các giải pháp cơ bản điều chỉnh quy hoạch tiêu nước mặt cho các hệ thống thủy lợi và ứng dụng kết quả nghiên cứu cho HTTL Sông Nhuệ. Tồn tại lớn nhất của các đề tài khoa học nói trên là chưa đưa ra được các giải pháp cụ thể để nâng cao năng lực tiêu nước cho từng hệ thống thủy lợi có xét đến 8 quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội cụ thể của từng địa phương và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng 1. Nhóm kết quả nghiên cứu trong luận văn cao học và luận án tiến sĩ Có khá nhiều luận án tiến sĩ và luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp nâng cao năng lực tiêu nước cho một số HTTL cụ thể như HTTL Nam Thái Bình [4], HTTL Bắc Thái Bình [5], HTTL Xuân Thủy [2], HTTL huyện Duy Tiên [8], Lưu vực tiêu của hệ thống hai trạm bơm Hữu bị và Nhân Hoà [3], …Kết quả nghiên cứu của các luận án và luận văn nói trên cũng đã nêu và phân tích được cơ sở khoa học của các giải pháp đã đề xuất nhằm đạt được các mục tiêu nghiên cứu đề ra. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của các đề tài nói trên mới chỉ giải quyết cho một lưu vực cụ thể (không thuộc lưu vực nghiên cứu của luận văn này), các giải pháp đã đề xuất chỉ phù hợp với điều kiện tự nhiên, điều kiện phát triển kinh tế - xã hội của từng lHTTL cụ thể tại thời điểm nghiên cứu.
Mỗi lưu vực sông hay một HTTL cụ thể có các điều kiện tự nhiên, điều kiện phát triển kinh tế - xã hội khác nhau. Kết quả nghiên cứu của các luận văn nói trên chỉ mang tính chất tham khảo và định hướng nghiên cứu cho luận văn này. Nhóm các văn bản quy phạm pháp luật Nhóm này bao gồm các Luật, Nghị định của Chính phủ, các Quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến quản lý tài nguyên nước và tiêu thoát nước. Trong số các văn bản thuộc loại này, luận văn đang sử dụng hai văn bản sau đây phục vụ công việc nghiên cứu: - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN 04-05:2012/BNNPTNT Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế.
- Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia: TCVN 10406 Công trình thủy lợi – Tính toán hệ số tiêu thiết kế. Tổng quan về năng lực tiêu cho các hệ thống thủy lợi ở nước ta 1. Tổng quan về lịch sử hình thành các HTTL ở nước ta [7] Lịch sử phát triển của nước ta gắn liền với lịch sử ngành Thủy lợi. Từ thuở mới dựng nước, các vua Hùng cùng nhân dân đã phải chống chọi với lũ lụt của 9 sông Hồng để xây dựng nên nền văn minh sông Hồng.
Truyền thuyết Sơn tinh - Thủy tinh không những là một bản anh hùng ca ca ngợi những chiến công của con người đối với thiên nhiên mà còn là thiên truyền thuyết ca ngợi sức mạnh, óc sáng tạo, trí thông minh, tài, đức của những người làm công tác Thủy lợi mà chàng Sơn Tinh là đại biểu. Chẳng phải ngẫu nhiên mà kết cục Sơn Tinh đã giành được tất cả: tình yêu lẫn sự nghiệp. Sau đây là khái quát về lịch sử hình thành và phát triển HTTL ở nước ta. 1) Thời cổ đại và phong kiến Tổ tiên ta thời cổ đại đã biết làm thủy lợi, đắp bờ giữ nước, đào giếng khơi để lấy nước sinh hoạt và trồng lúa nước mà điển hình nhất là hệ thống gồm 14 giếng cổ xây bằng đá để lấy nước tưới cho ruộng bậc thang ở xã Gio An huyện Gio Linh tỉnh Quảng Trị có niên đại cách đây khoảng 5.