MỞ ĐẦU 1. TÍNH CAP THIET CUA ĐÈ TÀI Ngày nay, nhủ cầu nước cho san xuất va sinh hoạt ngày cảng căng thẳng do áp lực của sự gia tăng dân số, sự phát triển của các ngành công, nông nhiệp cũng như. sự 6 nhiễm môi trường và các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu toàn cầu Ngoài ra, tinh trạng thiểu nước một phần là do sự kém hiệu quả trong quản lý, vận hành và chính sách phân phối nước của các hệ thống thủy li. Sự kém hiệu quả này đã được các nhà khoa học trong nước chỉ ra trong các nghiên cứu của mình (Đặng.
Thể Phong 2007, Bùi Hiểu 2008). Như vậy, song song với việc hiện đại héa các công trình thủy lợi, xu hướng hiện đại hóa công tác quản lý, vận hành ngày cảng, được chi trọng. Đối với nước ta hiện nay, tổng giá tri đầu tr cho hệ thống công ư h thủy lợi chiếm tỷ trọng cao trong nền kinh tế quốc din, Do đặc thủ là nước. nông nghiệp, nên việc đầu tư vào hệ thống thủy lợi luôn được quan tâm và wu tiên hơn so với các hệ thống cơ sở hạ tng khác.
Vi vậy, làm sao để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thông thủy lợi đang là một vẫn dé cap bách, cần được giải quyết kịp thời. Hệ thông Cầu Sơn — Cắm Sơn là một thé thống thủy nông liên tỉnh nằm trên địa bản tính Bắc Giang và Lạng Sơn, phục vụ tưới cho 4 huyện thị và một thành phố. Đây là hệ thống liên hoàn khai thác bậc thang dọc theo sông Thương. Phía thượng lưu là hỗ chứa nước.
im Sơn điều tiết nhiều năm, xa lưu lượng xuống hạ lưu, đưa fp ding Cầu Sơn, phục vụ tưới tự chây và cung cắp nước cho các trạm bơm Đây là vùng có diện tích nông nghiệp tập trung và có tiềm năng phát triển cây lúa, hoa màu và cây công nghiệp với khả năng mở rộng diện tích, mức độ thâm canh vả da dạng hóa trong sin xuất được coi li gần sắt với tối đa. Tuy nhiên lượng mưa phân bé không đều trong năm, hoặc quả cao hoặc quá thấp so với nhu cầu nước của cây trằng gây ra tỉnh trang kém hiệu quả trong việc sử dụng nước. Tuy hệ thống Câu Sơn ~ Cắm sơn đã được đầu tư đầy đủ v8 các công nh đầu mỗi và hệ thông kênh chỉnh (Dự án VWRAP), toàn hệ thống vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu dùng nước trong vũng. Nhu cầu tưới của hệ thống ngày cảng tăng do quá tình thâm canh hóa, da dạng hóa trong sin xuất nông nghiệp ngày cảng cao, cũng với diễn biển về khí hậu thủy văn luôn bắt lợi cho việc đáp ứng nhu cầu nước cho sản xuất.
Hơn nữa, quy trình quản lý vận hành đang áp dụng tai hệ thông vẫn theo một quy trình quy phạm cụ thể và theo kinh nghiệm thực tế tại vùng, chưa có nghiên cứu tính toán. Tuy toàn bộ quy trinh quản lý vận hành đã được kiểm nghiệm bởi thực tế, giải pháp được lựa chọn phụ thuộc hoàn toàn vào ý kiến chủ quan của người quản ý, do vậy chưa hin đã là giải pháp hiệu quả cho việc phân phối nước cho hệ thống. Xuất phát từ hạn chế của của hệ thống thủy nông Cầu Sơn ~ Cắm Sơn đã nêu trên, tôi lựa chọn đề tài “Nghién cứu quy trình phối hợp hỗ Cắm Sơn và đập Cin ‘Son dé nâng cao hiệu quả phục vụ hệ thống” làm luận văn thạc sỹ của mình. MỤC ĐÍCH CUA ĐÈ TAL Nghiễn cứu quy tình vận hành phân phối nước hiệu quả cho hệ thống thủy nông Clu Sơn ~ Cắm Sơn, nhằm nâng cao khả năng phục vụ cho các đơn vị ding nước trong hệ thống, ĐỐI TƯỢNG VA PHAM VI NGHIÊN COU Đối tượng nghiên cứu của đề tà là hệ thống thủy nông Cầu Sơn ~ Cắm Sơn bao gồm hệ thống công tình đầu mỗi là hỗ chứa nước Cắm Sơn và hệ thống khu tới Cầu Sơn.
Hệ thống có tổng điện tích đất canh tác 24.257 ha, nằm giữa hai con sông. là sông Thương và sông Cầu, bao gồm toàn diện tích canh tác huyện Lạng Giang, một phần điện ích của các huyện Yên Ding, Lục Nam và TP. Bắc Giang Phạm vi nghiên cứu của đề ti chỉ đề cập ới quy tình phân phối nước hỗ Sơn dé nâng cao khả năng phục vụ cho toàn hệ thông. CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.
Cách tếp cận "Để đạt được mục tiêu đã đề ra, trên cơ sở những nhiệm vụ cin giải quyết trong quá trình thực hiện dé tải, các bướng tiếp cận chính của tác giả sử dụng sẽ là 4) Tiếp cận ting hợp Hướng tiếp cận này xem xét đối tượng nghiên cứu trong một hệ thống là quan hệ phúc tap, vì thé cần tiếp cận đến nhiều vin để khác nhau. Đề tai sử dụng cách tiếp cận này nhằm xem xét đánh giá kết quá nghiên cứu trên nhiều mặt khác nhau cũng như mỗi liên hệ giữa các mặt với nhau. 9) Tiệp cận thực tiễn vũng nghiên cứu Quá trình nghiên cứu dựa trên những điều kiện cụ thé, đặc trưng của vùng như. điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, Từ đó đưa ra những kết quả nghiền cứu chính xác và hợp lý nhất đối với vùng được nghiên cứu.
©) Tip cận thông tin ‘Ving nghiên cứu có. trúc địa hình phức tạp, hệ thông sông kênh nhị điều kiện tự nhiên biến động. Do vậy để nắm bắt thông tin cập nhật v8 ải nguyên vé đất, nước phục vụ công tác nghiên cứu đôi hỏi phải tích hợp các thông tin như ảnh vệ tinh; khai thác bản đổ chuyên ngành ( bản đổ đẳng trị mưa .hệ thông thông tin Gia lý (GIS) vã so sinh, đối chiếu với tài liệu khảo sắt mặt đất @) Tidp cận ké thừu, phút triển các kết quả nghiên cứu và tip thu công nghệ Trong điều kiện trình độ khoa học và công nghệ quân lý trên lĩnh vực tải nguyên nước cho các hệ thống thủy lợi ở nước ta còn khá thấp so với các nước tiên tiễn trên thé giới. do đó cdn phải kế thừa tối đa các kết quả nghiên cứu có liên quan.
ở trong và ngoài nước, 4. Phương pháp nghiên cứu. “Các phương pháp chính được sử dung trong đề tài nay bao gồm: 4). Phương pháp khảo sát, điều tra thu thập, tổng hợp tài ligu Điều tra về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, lấy ý kiến dan địa phương, ý kiến của các cơ quan liên quan khi xây dựng phương án; khảo sắt, thu thập các số liệu về địa hình, thủy văn, dòng chảy.
b) Phương pháp phân tích ting hợp Phân t h các kết quả chạy phần mềm tương ứng với các kịch bản đầu vào, nhằm tổng hợp đánh giá kết quả các phương én ©) Phương pháp mô hình mô phóng và phương pháp tối ưu Mô hình mô phỏng và mô hình tối ưu có mục đích không giống nhau nhưng trong thực tế chúng có thể phối hợp để giải quyết vẫn để phân chia các nguồn tải nguyên han hẹp nói chung và tải nguyên nước nói riêng. Việc kết hợp mô hình mô. phông và mô hình tối wu tinh ton hiệu quả kỉnh tế rong công tác quản lý và khai thác hệ thống công trình thủy lợi có tính khả thi cao, để khai thác tối ưu hệ thống công trinh thấy lợi đồng thai đảm bio phát triển bền vững. hiệu quả nguồn tải nguyên nước.
“Trong luận văn, tiên hành nghiên cứu thuật toán vả lập chương trình tính toán dựa trên các kịch bản đầu vào khác nhau nhằm đưa ra các kết quả phân phối nước khác nhau. Từ d6 phân tích đưa ra các phương án phân phối nước hiệu qua nhất. CÁC NGHIÊN CỨU CO IN QUAN DEN TOI UU HOA QUY TRÌNH VAN HANH HỆ THONG HO CHUA TINH HÌNH NGHIÊN CỨU TREN THE GIỚI. H (1992), nghiên cứu vận hành hệ thống thủy lợi được ra đời từ những năm đầu của thé ky trước và được áp dụng đầu tiên trong không quân Mỹ.
Miện nay nghiên cứu vận hànhlà một trong những lĩnh vue nghiên cứu đang được quan tâm trên thể giới. Điều đó được thé hiện ở chỗ Hội những nhà nghiê cứu vận bành trên thể giới đã được thành lập và những tạp chí chuyên đề về nghiên cứu vận hành hệ thống thủy lợi đã được xuất bản thường kỳ tại châu Âu và tại Mỹ. 'Cũng theo tác giả trên, nghiên cứu vận hành hệ thong thủy lợi được phân ra làm «Totty theo số lượng người ra quyết định và mụ đích của vận hình và từ độ các phương pháp cũng thay đổi theo đối với từng loại. Khi số lượng người ra quyết định và mục dich của vặn hành đều là một, phương pháp được áp dụng phổ biến là phương pháp tối ưu hóa (optimization) tức tim giải pháp đập ứng mục đích giữa các tác nhân đã xuấ không được tắt cả i tác nhân ch nhận hay nội cách khác là giải pháp đồ không khả thi, Trong trường hợp này, những biện pháp mang tính xã hội di kèm thoa thuận hay đối thoại cần được thục hiện Trong trường hợp khác khi số người ra quyết định vẫn là một nhưng số lượng của.
mục đích vận hành đã tăng lên lớn hơn một, phương pháp quy đổi các mục tiêu riêng ré thành một mục tiêu chung hay phương pháp phân tích đa chỉ tiêu thường. Auge ấp dụng 'VỀ thực chất, nghiên cứu vận hành là sử dụng các công trình điều it trong hệ thống để phân phối nước theo thời gian và không gian một cách hiệu quả nhất đối với từng điều kiện khí hậu, thủy văn cụ thể, Nó có thể không đạt tới giá trị i ưu nhất cho hệ thống. nhưng vẫn đảm bảo được tinh hiệu quả, chấp nhận được. Điều đồ là do một số khách quan như sau: Hệ thống công tình thủy lợi cổ thể không được xây dựng đúng như mong đợi do những lỗi thiết k hoặc xây dựng.
Khi đưa vào sử dụng, hệ thống thủy lợi thực tẾ sẽ khác rt nhiều so với hệ thống trên lý huyết - Hệ thống công tỉnh thủy lợi được thiết kế cho một kiện cụ thể (mực nước sông thi kế, nhu cầu nước ứng với tin suất thiết kế.) nhưng được khai thác sử dụng trong điều kiện khí hậu thủy văn khác nhau. Với từng điều kiện cụ thể, hệ thống cần được vận hành theo những cách riêng nhằm khai thác hệ thông một cách. hiệu quả nhất; ‘Trai qua quá trình khai thác vận hành, hầu hết các thông số kỹ thuật của hệ thế wg ty lợi sẽ thay đổi so với khi mới xây dụng (mt ft kênh thay đổi do xi lở, bồi lắng; năng lực các công trình xuống cấp; một số hang mục công trình mới được. xây thêm; nhu cầu nước thay đổi do diện tích và cơ cầu cây trồng thay đổi.