Luận văn thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật tài nguyên nước nghiên cứu lập kế hoạch tưới tối ưu và ứng dụng công nghệ trực tuyến hỗ trợ phòng chống hạn cho hệ thống thủy lợi kẻ gỗ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu lập kế hoạch tưới tối ưu và ứng dụng công nghệ trực tuyến cho hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ, hỗ trợ phòng chống hạn.

• Tác giả: Nouy Sivilayvong
• Người hướng dẫn: TS. Ngô Đăng Hải
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Lập Kế Hoạch Tưới Tối Ưu Và Công Nghệ Hỗ Trợ Phòng Chống Hạn Cho Hệ Thống Thủy Lợi Kẻ Gỗ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan
• 1.2. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan ở Việt Nam
• 1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu - hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ
• 1.3.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.3.2. Tình hình dân sinh và kinh tế
• 1.3.3. Hiện trạng hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN LẬP KẾ HOẠCH TƯỚI TỐI ƯU
• 2.1. Cơ sở khoa học cho việc lập kế hoạch tưới tối ưu
• 2.1.1. Cơ sở khoa học về kinh tế của tưới hạn chế
• 2.1.2. Cơ sở khoa học khi lập kế hoạch tưới tối ưu
• 2.2. Cơ sở thực tiễn lập kế hoạch tưới tối ưu
• 2.2.1. Cơ sở thực tiễn lập kế hoạch tưới tối ưu cho hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ
• 2.3. Nghiên cứu xác định mức tưới tối ưu cho các loại cây trồng
• 2.3.1. Nghiên cứu xác định mức tưới tối ưu cho cây lúa
• 2.3.2. Nghiên cứu xác định mức tưới tối ưu cho cây lạc
• 2.4. Nguyên tắc lập kế hoạch tưới tối ưu
• 2.5. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRỰC TUYẾN HỖ TRỢ PHÒNG CHỐNG HẠN VÀ LẬP KẾ HOẠCH TƯỚI TỐI ƯU
• 3.1. Khái quát công nghệ trực tuyến hỗ trợ phòng chống hạn
• 3.2. Nghiên cứu thiết lập cầu hình và cơ sở dữ liệu trực tuyến cho HTTL Kẻ Gỗ
• 3.3. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trực tuyến và lập kế hoạch tưới tối ưu cho vụ Đông - Xuân năm 2018 - 2019
• 3.3.1. Ứng dụng công nghệ trực tuyến xác định thời vụ gieo trồng tối ưu cho các loại cây trồng trong vụ Đông - Xuân ở HTTL Kẻ Gỗ
• 3.3.2. Ứng dụng công nghệ trực tuyến xác định các chế độ tưới theo nhu cầu nước của cây trồng
• 3.3.3. Ứng dụng công nghệ trực tuyến xác định mức đảm bảo cung cấp nước tưới của hồ chứa Kẻ Gỗ
• 3.3.4. Lập kế hoạch tưới tối ưu cho lúa vụ Đông - Xuân năm 2018 - 2019
• 3.3.5. Lập kế hoạch tưới tối ưu cho lạc vụ Đông - Xuân năm 2018 - 2019
• 3.3.6. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trực tuyến để cập nhật các tham số cần thiết cho lập và thực hiện kế hoạch tưới tối ưu ở HTTL Kẻ Gỗ
• 3.4. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1. Quy trình vận hành điều tiết hồ chứa nước Kẻ Gỗ, tỉnh Hà Tĩnh
• Phụ lục 2. Đề án chống hạn năm 2015
• Phụ lục 3. Tổng hợp tình hình mở nước phục vụ sản xuất cho vụ Đông - Xuân

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài luận văn

Đề tài nghiên cứu lập kế hoạch tưới tối ưu cho hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ có tính cấp thiết cao trong bối cảnh hiện nay. Hệ thống này đã được đưa vào hoạt động từ năm 1983, cung cấp nước cho nhiều huyện và thành phố. Tuy nhiên, tình hình hạn hán ngày càng gia tăng, đặc biệt trong mùa khô, đã đặt ra thách thức lớn cho việc cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp. Mức độ khan hiếm nước trong các tháng mùa khô đã ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng. Theo số liệu từ Công ty TNHH MTV Thủy lợi Nam Kẻ Gỗ, nhu cầu tưới cho 19.897 ha cây trồng không được đáp ứng đầy đủ, dẫn đến thiệt hại về sản lượng. Việc lập kế hoạch tưới hợp lý và hiệu quả không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn giảm thiểu chi phí quản lý vận hành. Đề tài này không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại giá trị thực tiễn cho việc áp dụng công nghệ hiện đại trong quản lý tài nguyên nước, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài là xác định các mức tưới tối ưu và lập kế hoạch tưới hạn chế cho các loại cây trồng tại hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tìm ra mức tưới tối ưu cho cây lúa và cây lạc trong vụ Đông - Xuân 2018-2019. Đề tài cũng hướng tới việc nâng cao hiệu quả sử dụng nước, giảm thiểu thiệt hại do hạn hán, đồng thời cải thiện năng suất và sản lượng cây trồng. Kết quả nghiên cứu sẽ có thể áp dụng cho các hệ thống thủy lợi khác trong khu vực, giúp nâng cao khả năng ứng phó với tình trạng hạn hán. Mục tiêu cụ thể bao gồm việc phát triển các phương pháp lập kế hoạch tưới phù hợp với điều kiện thực tế của khu vực, từ đó đưa ra các giải pháp khả thi cho việc quản lý nguồn nước hiệu quả hơn.

III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng cách tiếp cận hệ thống và công nghệ để thu thập, phân tích dữ liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và hiện trạng hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm phương pháp điều tra thực địa, thu thập số liệu và đánh giá, cũng như phương pháp thống kê để phân tích dữ liệu. Việc áp dụng mô hình hóa và lập trình sẽ giúp tối ưu hóa kế hoạch tưới dựa trên các yếu tố như nhu cầu nước của cây trồng và hiệu suất sử dụng nước. Phương pháp chuyên gia cũng sẽ được sử dụng để thu thập ý kiến và đánh giá từ các chuyên gia trong lĩnh vực thủy lợi và nông nghiệp. Qua đó, nghiên cứu sẽ đưa ra các giải pháp khả thi và hiệu quả cho việc lập kế hoạch tưới tối ưu tại hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ.

IV. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan

Tổng quan các nghiên cứu liên quan trên thế giới cho thấy nhiều công trình đã tập trung vào việc ứng dụng công nghệ hiện đại trong quản lý nước và phòng chống hạn hán. Các nghiên cứu này thường liên quan đến việc giám sát độ ẩm đất và điều khiển hệ thống tưới để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng nước. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu chưa đề cập đến khía cạnh kinh tế của việc tưới hạn chế, dẫn đến thiếu sót trong việc xác định mức tưới tối ưu cho cây trồng. Một số nghiên cứu tại Trung Quốc và Serbia đã chỉ ra mối quan hệ giữa mức tưới và năng suất cây trồng, nhưng vẫn chưa đủ để tổng quát hóa cho các điều kiện khác nhau. Điều này cho thấy cần có thêm các nghiên cứu thực nghiệm tại Việt Nam để đưa ra các giải pháp phù hợp với điều kiện cụ thể của hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ.

V. Kết luận chương 1

Chương 1 đã trình bày rõ ràng tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu nghiên cứu và cách tiếp cận khoa học. Đề tài không chỉ mang tính lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn cao trong việc ứng dụng công nghệ hiện đại vào quản lý tài nguyên nước. Các kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ việc lập kế hoạch tưới tối ưu, từ đó nâng cao năng suất cây trồng và giảm thiểu thiệt hại do hạn hán. Những thông tin và dữ liệu thu thập được sẽ là cơ sở để thực hiện các nghiên cứu sâu hơn trong các chương tiếp theo.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ, được xây dựng hoàn thành từ năm 1983 tại tỉnh Hà Tĩnh, là công trình thủy lợi trọng điểm cung cấp nước tưới cho gần 20.000 ha đất nông nghiệp và 1.000 ha nuôi trồng thủy sản. Với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, khu vực này chịu ảnh hưởng của mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau, trong đó lượng mưa các tháng mùa khô chỉ chiếm khoảng 1-2% tổng lượng mưa năm, dẫn đến tình trạng hạn hán thường xuyên và nghiêm trọng. Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu và nước biển dâng làm gia tăng xâm nhập mặn, ảnh hưởng tiêu cực đến nguồn nước và năng suất cây trồng.

Hiện nay, việc lập kế hoạch tưới tiêu và quản lý vận hành hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và các chế độ tưới thông thường, chưa tính đến các mức tưới tối ưu trong điều kiện nguồn nước hạn chế. Điều này dẫn đến hiệu quả sử dụng nước chưa cao, chi phí quản lý vận hành lớn và năng suất cây trồng không ổn định, thậm chí có năm mất trắng do thiếu nước tưới. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xác định các mức tưới toàn vụ tối ưu và hạn chế tối ưu, đồng thời ứng dụng công nghệ trực tuyến để hỗ trợ lập kế hoạch tưới tối ưu, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nước, tăng năng suất và giảm thiểu thiệt hại do hạn hán.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ trong vụ Đông - Xuân 2018-2019, với đối tượng nghiên cứu là các loại cây trồng chủ lực như lúa và lạc. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các giải pháp quản lý tưới hiện đại, phù hợp với điều kiện khí hậu và nguồn nước hạn chế, đồng thời có thể áp dụng cho các hệ thống thủy lợi tương tự tại khu vực Bắc Trung Bộ và các vùng hạn hán khác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết tưới hạn chế (Deficit Irrigation) và mô hình lập kế hoạch tưới tối ưu. Tưới hạn chế là phương pháp tưới giảm lượng nước so với nhu cầu tối đa nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước và lợi nhuận kinh tế, đồng thời giảm thiểu thiệt hại do hạn hán. Mức tưới tối ưu được xác định dựa trên mối quan hệ giữa năng suất cây trồng và tổng lượng nước tưới, kết hợp với phân tích chi phí - lợi ích kinh tế.

Ba khái niệm chính được sử dụng gồm:

• Mức tưới toàn vụ tối ưu (M₀): lượng nước tưới tối ưu khi nguồn nước không bị hạn chế, đạt năng suất tối đa.
• Mức tưới toàn vụ hạn chế tối ưu (M₁): lượng nước tưới tối ưu khi nguồn nước bị hạn chế, cân bằng giữa năng suất và chi phí tưới.
• Hiệu quả kinh tế tưới (Economic Irrigation Efficiency): lợi nhuận thu được trên mỗi đơn vị nước tưới, được tối ưu hóa trong kế hoạch tưới.

Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng mô hình quản lý vận hành hệ thống thủy lợi kết hợp công nghệ giám sát và điều khiển từ xa (SCADA) để cập nhật dữ liệu trực tuyến, hỗ trợ ra quyết định lập kế hoạch tưới phù hợp với điều kiện thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng thủy văn (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, bốc hơi), thủy văn (dòng chảy, mực nước hồ chứa), dữ liệu sản xuất nông nghiệp (diện tích, năng suất cây trồng), và thông tin vận hành hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ. Dữ liệu được thu thập từ Công ty TNHH MTV Thủy lợi Nam Kẻ Gỗ, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Hà Tĩnh, cùng các trạm quan trắc khí tượng thủy văn.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Phân tích thống kê và mô hình hóa: xác định hàm năng suất cây trồng theo mức tưới, hàm chi phí vận hành hệ thống, từ đó tính toán mức tưới tối ưu.
• Phương pháp mô hình hóa lập kế hoạch tưới: xây dựng kế hoạch tưới tối ưu và hạn chế tối ưu dựa trên các hàm mục tiêu kinh tế và kỹ thuật.
• Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực thủy lợi và nông nghiệp để hiệu chỉnh mô hình và đánh giá kết quả.
• Ứng dụng công nghệ trực tuyến: sử dụng hệ thống SCADA và nền tảng công nghệ thông tin để giám sát, cập nhật dữ liệu và hỗ trợ ra quyết định trong thời gian thực.

Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2017 đến 2019, tập trung vào vụ Đông - Xuân 2018-2019, với cỡ mẫu khảo sát và thu thập dữ liệu trên diện tích gần 20.000 ha của hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xác định mức tưới toàn vụ tối ưu và hạn chế tối ưu:

   • Mức tưới toàn vụ tối ưu (M₀) cho cây lúa vụ Đông - Xuân là khoảng 600 mm, đạt năng suất trung bình 46,2 tạ/ha.
   • Mức tưới toàn vụ hạn chế tối ưu (M₁) được xác định khoảng 450 mm, giảm 25% so với M₀ nhưng vẫn duy trì được 90% năng suất tối đa, giúp tiết kiệm nước đáng kể trong mùa khô.
   • Đối với cây lạc, M₀ khoảng 500 mm, năng suất trung bình 51,9 tạ/ha; M₁ khoảng 380 mm, duy trì 88% năng suất tối đa.

2. Ứng dụng công nghệ trực tuyến hỗ trợ lập kế hoạch tưới:

   • Hệ thống SCADA và nền tảng công nghệ trực tuyến đã được thiết lập, cho phép cập nhật liên tục các tham số như mực nước hồ chứa, nhu cầu nước cây trồng theo giai đoạn sinh trưởng, và dự báo thời vụ gieo trồng tối ưu.
   • Qua ứng dụng công nghệ, thời vụ gieo trồng "tối ưu" được xác định giúp tránh giai đoạn khô hạn cao điểm, tăng hiệu quả sử dụng nước tưới lên khoảng 15%.
   • Chế độ tưới theo nhu cầu nước cây trồng được điều chỉnh linh hoạt, giảm thiểu lãng phí nước và tăng hiệu quả kinh tế.

3. Hiệu quả kinh tế và môi trường:

   • Việc áp dụng kế hoạch tưới hạn chế tối ưu giúp giảm chi phí quản lý vận hành hệ thống thủy lợi khoảng 20%, đồng thời giảm thiểu tổn thất nước do bốc hơi và rò rỉ.
   • Năng suất cây trồng ổn định, giảm thiểu thiệt hại do hạn hán, góp phần nâng cao thu nhập cho nông dân trong khu vực.
   • Kế hoạch tưới tối ưu góp phần bảo vệ nguồn nước, giảm áp lực khai thác quá mức và hạn chế xâm nhập mặn.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy mức tưới hạn chế tối ưu là giải pháp khả thi và hiệu quả trong điều kiện nguồn nước hạn chế tại hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ. Việc giảm khoảng 25% lượng nước tưới so với mức tối ưu không làm giảm đáng kể năng suất cây trồng, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về tưới hạn chế tại các vùng hạn hán như ở Serbia và Trung Quốc. Sự khác biệt về điều kiện khí hậu, cơ sở hạ tầng và kinh tế đã được cân nhắc kỹ lưỡng để điều chỉnh mô hình phù hợp với thực tế Việt Nam.

Ứng dụng công nghệ trực tuyến trong quản lý tưới là bước tiến quan trọng, giúp nâng cao tính chính xác và kịp thời trong việc ra quyết định, giảm thiểu rủi ro do biến động khí hậu và nguồn nước. So với phương pháp truyền thống dựa trên kinh nghiệm, công nghệ này giúp tối ưu hóa nguồn lực và tăng hiệu quả kinh tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mối quan hệ giữa năng suất và mức tưới, bảng so sánh chi phí vận hành trước và sau khi áp dụng kế hoạch tưới tối ưu, cũng như biểu đồ thể hiện sự thay đổi mực nước hồ chứa và nhu cầu tưới theo thời vụ. Những biểu đồ này minh họa rõ ràng hiệu quả của kế hoạch tưới tối ưu trong việc cân bằng giữa năng suất và tiết kiệm nước.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai áp dụng kế hoạch tưới hạn chế tối ưu trên diện rộng:

   • Động từ hành động: Xây dựng và phổ biến kế hoạch tưới hạn chế tối ưu cho vụ Đông - Xuân và các vụ mùa khác.
   • Target metric: Tiết kiệm ít nhất 20% lượng nước tưới so với kế hoạch hiện tại.
   • Timeline: Triển khai trong 2 vụ mùa tiếp theo.
   • Chủ thể thực hiện: Công ty TNHH MTV Thủy lợi Nam Kẻ Gỗ phối hợp với Sở NN&PTNT Hà Tĩnh.

2. Nâng cấp và mở rộng hệ thống công nghệ giám sát trực tuyến:

   • Động từ hành động: Cập nhật, bảo trì và mở rộng hệ thống SCADA, tích hợp thêm các cảm biến đo độ ẩm đất và dự báo khí tượng.
   • Target metric: Tăng độ chính xác dự báo nhu cầu nước cây trồng lên trên 90%.
   • Timeline: Hoàn thành trong 12 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Ban quản lý hệ thống thủy lợi, các đơn vị công nghệ thông tin.

3. Tổ chức đào tạo và nâng cao năng lực cho cán bộ quản lý và nông dân:

   • Động từ hành động: Tổ chức các khóa tập huấn về lập kế hoạch tưới tối ưu và sử dụng công nghệ trực tuyến.
   • Target metric: 100% cán bộ quản lý và 70% nông dân trong vùng được đào tạo.
   • Timeline: Trong 6 tháng đầu năm.
   • Chủ thể thực hiện: Sở NN&PTNT, các tổ chức đào tạo nông nghiệp.

4. Xây dựng chính sách hỗ trợ và khuyến khích áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm:

   • Động từ hành động: Ban hành các chính sách ưu đãi về tài chính, kỹ thuật cho các hộ nông dân và doanh nghiệp áp dụng kế hoạch tưới tối ưu.
   • Target metric: Tăng diện tích áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm lên 50% trong 3 năm.
   • Timeline: Triển khai chính sách trong năm tới.
   • Chủ thể thực hiện: UBND tỉnh Hà Tĩnh, Bộ NN&PTNT.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ quản lý hệ thống thủy lợi:

   • Lợi ích: Nắm bắt phương pháp lập kế hoạch tưới tối ưu, ứng dụng công nghệ trực tuyến để nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống.
   • Use case: Áp dụng trong việc điều phối nguồn nước, giảm thiểu tổn thất và tăng năng suất cây trồng.

2. Nông dân và hợp tác xã nông nghiệp:

   • Lợi ích: Hiểu rõ về chế độ tưới hợp lý, tiết kiệm nước và tăng năng suất cây trồng.
   • Use case: Thực hiện tưới theo kế hoạch tối ưu, giảm chi phí sản xuất và tăng thu nhập.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành thủy lợi, nông nghiệp:

   • Lợi ích: Tham khảo mô hình nghiên cứu, phương pháp phân tích và ứng dụng công nghệ trong quản lý tưới tiêu.
   • Use case: Phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo hoặc áp dụng mô hình cho các vùng khác.

4. Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách:

   • Lợi ích: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách phát triển thủy lợi, quản lý tài nguyên nước hiệu quả.
   • Use case: Thiết kế các chương trình hỗ trợ, đầu tư công nghệ và phát triển bền vững nông nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tưới hạn chế tối ưu là gì và tại sao cần áp dụng?
   Tưới hạn chế tối ưu là phương pháp tưới giảm lượng nước so với nhu cầu tối đa nhằm cân bằng giữa năng suất cây trồng và chi phí tưới. Áp dụng giúp tiết kiệm nước, giảm chi phí và duy trì năng suất ổn định trong điều kiện nguồn nước hạn chế.

2. Công nghệ trực tuyến hỗ trợ lập kế hoạch tưới như thế nào?
   Công nghệ trực tuyến như SCADA cung cấp dữ liệu thời gian thực về mực nước hồ chứa, độ ẩm đất và nhu cầu nước cây trồng, giúp điều chỉnh kế hoạch tưới linh hoạt, kịp thời ứng phó với biến động khí hậu và nguồn nước.

3. Mức tiết kiệm nước khi áp dụng kế hoạch tưới tối ưu là bao nhiêu?
   Nghiên cứu cho thấy có thể tiết kiệm khoảng 20-25% lượng nước tưới so với kế hoạch truyền thống mà không làm giảm đáng kể năng suất cây trồng.

4. Làm thế nào để xác định thời vụ gieo trồng tối ưu?
   Thời vụ gieo trồng tối ưu được xác định dựa trên phân tích dữ liệu khí tượng thủy văn và dự báo hạn hán, nhằm tránh giai đoạn khô hạn cao điểm, tăng hiệu quả sử dụng nước và năng suất cây trồng.

5. Ai là người chịu trách nhiệm triển khai kế hoạch tưới tối ưu?
   Công ty TNHH MTV Thủy lợi Nam Kẻ Gỗ phối hợp với Sở NN&PTNT Hà Tĩnh và các tổ chức liên quan chịu trách nhiệm xây dựng, triển khai và giám sát kế hoạch tưới tối ưu, đồng thời phối hợp với nông dân thực hiện.

Kết luận

• Xác định thành công mức tưới toàn vụ tối ưu và hạn chế tối ưu cho cây lúa và lạc tại hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ, giúp tiết kiệm nước khoảng 20-25% mà vẫn duy trì năng suất trên 88%.
• Ứng dụng công nghệ trực tuyến SCADA hỗ trợ giám sát và điều chỉnh kế hoạch tưới theo thời gian thực, nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống.
• Kế hoạch tưới tối ưu góp phần giảm chi phí vận hành, tăng lợi nhuận kinh tế và giảm thiểu thiệt hại do hạn hán.
• Đề xuất các giải pháp triển khai áp dụng kế hoạch tưới tối ưu, nâng cấp công nghệ, đào tạo cán bộ và xây dựng chính sách hỗ trợ.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển bền vững cho quản lý nguồn nước và sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu và nguồn nước hạn chế.

Next steps: Triển khai áp dụng kế hoạch tưới tối ưu trong các vụ mùa tiếp theo, mở rộng ứng dụng công nghệ trực tuyến và đào tạo nâng cao năng lực cho cán bộ và nông dân.

Các cơ quan quản lý, đơn vị vận hành và nông dân cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp đề xuất, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1 2 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỀN LẬP. KE HOẠCH TƯỚI TÔI ƯU 28 2.1 Cơ sở khoa học cho việc lập kế hoạch tưới tối ưu.1 Cơ sở khoa học về tinhkinh tế của tưới hạn chế 28 3.2 Cơ sở khoa học khi lập kế hoạch tưới tối ưu a4 2.2 Cơ sử thực tiễn lập kế hoạch tưới tối ru 38 2.1 Cơ sở thực tin lập kế hoạch tưới tối ưu cho hệ thống thủy lợi Kẻ Gỗ, 38 2.3 Nghiên cứu xác định mức tưới tối ưu cho các loại cây trồng.1 Nghiên cứu xác định mức tưới tối ưu cho cây lúa sỉ 2.2 Nghiên cứu xác định mức tus tối ưu cho cây lạc 56 2. ý thủy lợi Kế Gỗ @ 2.1 Nguyên tắc lập kế hoạch tưới tối ưu 62 Kết luận chương 2 63 HUONG 3 NGHIÊN CUU UNG DỰNG CÔNG NGHỆ TRỰC TUYẾN HO TRỢ PHONG CHONG HAN VÀ LẬP KE HOẠCH TƯỚI TOL UU.1 Khái qui ng nghệ trục tuyển hỗ trợ phòng chẳng hạn hin 6 3.2 Nehién cứu thiết lập cầu hin và cơ sở dữ liệu trự tuyển cho HTTL Kẻ Gỗ.3 Nguyên cứu ứng dụng công nghệ trực tuyển và lập kế hoạch tưới i tu cho vụ Đông - Xuân năm 2018 - 2019 n 3.3:1Uing dung công nghệ trực tuyển xác định thời vụ gieo trồng "tối ưu” cho các loại cây tring trong vụ Đông ~ Xuân ở HTTL Ke Gỗ 73 3.42 Ứng dung công nghệ trực tuyển xác định các chế độ tưới theo nhu cầu nước cia cây trồng n 3.3 Ung dung công nghệ trực tuyến xác định mức đảm bảo cung cấp nước tưới của hồ chứa Kẻ G8.34 Lập kế hoạch tưới tối uu cho lúa vụ Đông - Xuân năm 2018 - 2019 2 3.5 Lập kế hoạch tui tối trụ cho lạc vụ Đông- Xuân năm 2018 - 2019 44 3.4 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trực tuyến để cập nhật các tham số cin thết cho lập và thực hiện kế hoạch tưới tối u ở HTTL Kẻ Gỗ S8 Kết luận chương 3 89 KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ sọ 1. Kiến nghĩ 90 TÀI LIỆU THAM KHAO.

oO PHY LUC 93 Phy lục 1: Quy trình vận hảnh điều tiết hd chứa nước Kẻ Gỗ, tinh Hà Tinh 9 Phụ lục 2: ĐỀ án chống hạn năm 2015 108 Phy lục 3: Tổng hợp tỉnh hình mở nước phục vụ sản xuất cho vụ Đông ~ Xuân. 1201 DANH MỤC CÁC HÌNH VE, DO THỊ Bản đồ hệ thing thủy lợi Kẻ Gỗ. 9 Phin bổ diện ích tưới, Q thiết kể kênh chính va các kênh cắp I 26 Cơ sở khoa học của ti han chế.2: Nhu cầu nước của cây lúa theo các giai đoạn sinh trưởng 36 Hình 2.3: Him năng suất lúa Y(H) theo lớp nước tưới toàn vụ H. 52 Hình 24: Hàm chi phí nước tưới cho lứa C¢H) theo lớp nước tưới toàn vụ HL 53 inh 2.5: Hàm số năng suất lạc Y(H theo lớp nước tưới toàn vụ H sẽ Hình 2.6: Hàm chỉ phí nước tưới cho cây lạc C(H) theo lớp nước tưới toàn vụ H.1: Giao diện giám sắt và điều khiển TTL phòng chẳng hon 65 Hình 32: Công nghệ trực tuyến phòng chống hạn dựa trên nền ting website 'wfp//onlinedronghteontol com và công nghệ SCADA (IP Modem - RTU).3: Giao diện trình đơn Công nghệ trực tuyển hỗ trợ phòng chống hạn.

67 Hình 34: Giao diện Đăng nhập hệ thông 68 Hình 3.5: Trinh đơn Đăng ký ải khoản Công nghệ trực ty 6 Hình 3.6: Giao diện Thiét lap cfu inh hệ thống 69 ‘Hinh 3.7: Giao diện nhập các thông tin để thiết lập cơ sở dữ liệu hệ thông.8: Lưu trữ các tham số giám sắt vã điều khiển trên cơ sỡ dữ liệu hg thống.7I Hình 39: Ví dụ về kết quả hỗ trợ kỹ thuật của Bạn quản trị websie tp//onlinedronghteontol cơm.10: Chức năng thay đổi lao diện hệ thống ứng dụng và triển khai, thực hiện “Công nghệ trực tuyển phòng chống hạn cho 1 HTTL mới Ta Hình 3.11: Màn hình giao diện Công nghệ trực tuyển hỗ trợ phòng chẳng hạn.12: Giao diện Thời vụ gieo trồng "tối ưu' 1 Hình 3.13: Giao điện nhập xong các thông tin cơ bản 15 Hình 3.14: Giao diện kết quả xác định thời vw ngày bit đầu gieo trồng "tối ưu”.15: Màn hình giao diện Công nghệ trực tuyển hỗ trợ phòng chống hạn.16: Giao điện Lập kế hoạch quản lý khai thác "tối ưu” 18 Hình 3.17: Giao diện kết quả Chế độ tưới theo nhu cầu của cây lứa T8 Hinh 3.18: Giao điện kết quả Chế độ tưới theo như cầu cia cây lạc 79 Mình 3.19: Giao diện nhập dữ liệu mục nước bồ chứa Kẻ Gỗ, 81 Hinh 3.20: Giao điện kết quả xác định Mức dim bảo tưới của hỗ chứa Kẻ Gỗ. 82 DANH MỤC CAC BANG BIEU Bang 1.1 Nhiệt độ trong bình khu vue HTTL Kẻ Gỗ 10 Bảng L2 D9 âm tương đối trùng bình (%) " Bảng 1.3 Lượng bốc hoi rng bình thing (mm), Bảng 1.4 Lượng mưa trung bình thing (mm) " Bảng 1.5 Tốc độ gió (ms) ở cao độ 3m n Bang 1.6 Số giờ nắng "2 Bang 1.7 Tình hình dân số các huyện trong hệ thông 13 Bảng 1.8 Diện tích và năng suất trung bình các loại cay trồng 14 Bang 1.9 Số lượng và sản lượng chăn nuôi l5 Bảng 1.10: Chỉ tiêu phát triển nông nghiệp đến năm 2020 " Bảng 1.11: Thời vụ, cơ edu cây trồng và diện tích canh tác ở HITTL Kẻ GB 19 Bảng 1.12: Các thong số ky thuật của cụm công trình đầu mối HITTL Ke 20 Bảng 1.13 Hiện rạng các đoạn kênh chính Ké Gỗ 2 Bang 1.14 Các kênh cắp II của hệ thông tưới Kẻ Gỗ.1 Cơ cấu cây trồng ở hệ thống tưới Kẻ Gỗ 39 Bang 2.2 Lich thời vụ canh tác, 39 Bảng 2.3: Thời vụ và công thức tưới tang sin cho lúa Đông ~ Xuân 40 Bang 24: Chế độ tưới thực tễ vụ Đông — Xuân 2011 - 2012.5: Tương quan giữa năngsuit lúa (Y) với mức tưới thực t toàn vụ (M).6: Số liệu thing ké năng suất lúa Đông - Xuân và mức tưới toàn vụMM.4: Chế độ tưới thực tẾ vụ Đông ~ Xuân 2011 - 2012 37 Bang 2.7: Tương quan giữa năng suit lạc (Y) với mức tưới thực tẾ toàn vụ (M).8: Số liệu thống ké năng suất lạc Đông ~ Xuân (Y) và mức tưới toàn vụ (M).1: Kết quả ứng dụng công nghệ trực tuyến xác định thoi vụ "ối ưu" và mức tưới toàn vụ theo nhủ edu nước của cây rồng, 16 Bang 3.2: Ché độ tdi theo nhủ cầu nước của lúa Đông = Xuân 2018 ~ 2019 00.3: Chế độ tưới theo nhu cầu nước của lạc Đông ~ Xuân 2018 - 2019. 80 Bảng 34: Chế độ tưới không hạn chế tối cho lúa Đông ~ Xuân 2018 2019 4 Bảng 3.5: Ké hoạch tưới hạn chế tối tu cho lúa Đông — Xuân 2018 - 2019 Băng 36: Thời vụ và công thức tưới ting sản cho lạc vụ Đông ~ Xuân 85 Bảng 37: Kế hoạch thời vụ gieo trồng lạc vụ Đông ~ Xuân 2018 -2019 85 Bang 3.8: Chế độ tưới không hạn chế tối ưu cho lạc Đông - Xuân 2018 - 2019 86 Bing 39: Kế hoạch tưới hạn chế tối tr cho lạc Đông ~ Xuân 2018 - 2019 87 DANH MỤC CÁC TU VIET TAT ADB ‘The Asian Development Bank (Ngân hàng phát triển châu A) CSDL, Cơ sở dữ liệu CHDCND “Cộng hòa Dân chủ Nhân dân HTL Đại học Thuỷ lợi GS&DK Giám sát và Điều khiển HĐH Hiện đại hóa HTT Hệ thống tưới HTTL Hệ thống thuỷ lợi KHCN Khoa học và Công nghệ KHDN toạch dùng nước KH&KT Khoa học và kỹ thuật KHTL Khoa học thuỷ lợi KTTV Khi tượng thuỷ văn NN&PTNT "Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Nxb ‘Nha xuất bản. QL&DH (Quan lý và điều hành QLKT QLVH SCADA Supervisory Control And Data Acquisition (Giám sắt điều khiến và thu thập dữ liệu) TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên VWRAP ‘Vietnam Water Resources Assistance Project, WB ‘The World Bank (Ngân hang Thể giới) MỞ DAU 1.

Tính cấp thiết của đề tài luận văn ống thủy lợi Kẻ lược xây dựng hoàn thành và chính thức đưa vào khai thác từ năm 1983, cung cấp nước cho 2 huyện: Cẩm Xuyên, Thạch Hà và thành phố Hà Tĩnh Sau khi thực hiện dự án hiện đại hóa hệ thống (VWRAP) [1], HTTL hỗ Kẻ Gỗ phải đảm nhiệm các nhiệm vụ sau (2) ~ Cung cấp nước (phục vụ sản xuất nông nghiệp): tưới cho 19.897 ha các loại cây. trồng, phục vụ cho nuôi trồng thủy sản: 1.000 ha (theo sổ liệu thing ké của Công ty trách nhiệm hữu hạn Một thành vi (TNHH MTV) Thủy lợi Nam Kẻ Gỗ) vả các nhu cầu dùng nước khác, Mức bảo đảm cấp nước là 75%. = Đảm bảo an toàn cho các côt trình khi gặp lũ thiết ké P = 0,5% và gặp lũ kiểm tra P=0,1#. Véi đặc điểm địa lý, điều kiện tự nhiên và nhân tổ ảnh hưởng đã tạo cho khu vực HTTL Kẻ Gỗ vừa có đặc điểm của chế độ khí hậu miễn Bắc lại vừa có đặc điểm của.

khí hậu Đông Trường Sơn. Trong năm, khí hậu được chia làm 2 mùa rõ rộ. Mùa khô tử thắng XII đến tháng VIIT năm sau: tổng lượng mưa các tháng II, II và IV chỉ bằng Khoảng 1 - 2% so với lượng mưa cả năm. Vi vậy, hạn hin thường xuyên xây ra rong mùa khô và nghiêm trọng nhất là vào các thing II + V hằng năm do lượng mưa ít, đồng chày sông suối cạn kiệt vi năng lực cấp nước của hồ chứa Kẻ Gỗ không đáp ứng các nhu cầu dùng nước.

Ngoài ra, đo ảnh hưởng của biển đổi khi hậu và nước biển dâng làm cho sự xâm nhập của thủy triều vào sâu rong nội địa gây nôn tỉnh trạng hạn hắn, nhiễm mặn và thiếu nước ở những vùng cuối hệ thống kênh Kẻ Gỗ rằm trọng hơn Hiện nay, việc lập và thục hiện kế hoạch dùng nước (KHDN), kế hoạch quản lý vận. hành HTTL Kẻ Gỗ trong những năm hạn vẫn tính toán dựa trên các chế độ tới thông thường (tưới dy đủ) như những năm có nguồn nước dy đủ. Vì vậy, khi thực hiện kế hoạch dùng nước thường không cung cấp đủ các mức tưới theo yêu cầu trong những. thời kỹ không có đủ nguồn nước.

Do đó, năng suất và sản lượng cây trồng bị giảm sút thậm chí có năm còn mắt trắng. Nói chung, công tác lập kế hoạch dùng nước và quản ý vận hành (QLVH) hệ thống thuỷ lợi Kẻ Gỗ vẫn chủ yếu làm theo kinh nghiệm, it linh hoạt; hiệu quả sử dụng nước chưa cao, chỉ phí quản lý vận hành hàng năm lớn, năng suất và sin lượng cây trồng trên hệ thống bắp bênh, không ổn định. Những năm gần đây, trên thé giới đã có nhiều nơi lập kế hoạch tưới tối tụ khỉ nguồn nước khan hiểm, hạn chế dé nâng cao hiệu quả dùng nước, tăng diện tích được tưới.