Nghiên Cứu Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Các CTTL Vùng Ven Biển Bắc Bộ

• Tác giả: Nguyễn Tiến Trinh
• Người hướng dẫn: PGS.TS Ngô Văn Quận
• Trường học: Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước
• Đề tài: Nghiên Cứu Các Giải Pháp Khoa Học Và Công Nghệ Nhằm Nâng Cao Hiệu Quả Các CTTL Vùng Ven Biển Bắc Bộ, Trường Hợp Nghiên Cứu Cho Tỉnh Thái Bình
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thái Bình

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 0.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 0.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• 0.4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 0.4.1. Cách tiếp cận
• 0.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan
• 1.1.1. Tổng quan các nghiên cứu liên quan trên thế giới
• 1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu liên quan trong nước
• 1.2. Tổng quan vùng nghiên cứu
• 1.2.1. Vùng ven biển đồng bằng Bắc bộ và lựa chọn khu vực nghiên cứu
• 1.2.2. Đặc điểm và điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
• 1.2.3. Tình hình kiện kinh tế - xã hội
• 1.2.4. Thực trạng tác động đến vùng ven biển tỉnh Thái Bình
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở lý luận và thực tiễn đề xuất các giải pháp
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Giới thiệu về mô hình thủy lực và lựa chọn mô hình
• 2.4. Thiết lập mô hình Mike 11
• 2.4.1. Phạm vi tính toán và biên mô hình
• 2.4.2. Tài liệu cơ bản sử dụng để tính toán
• 2.5. Các kịch bản tính toán
• 2.6. Phương pháp tính toán nhu cầu nước khu vực
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
• 3.1. Kết quả tính toán mô phỏng và phân tích đánh giá
• 3.1.1. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 3.2. Kết quả tính toán thủy lực mực nước, lưu lượng các kịch bản
• 3.3. Kết quả tính toán xâm nhập mặn
• 3.4. Đánh giá tác động của thượng nguồn đến vận hành của các CTTL
• 3.5. Kết quả tính toán nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp
• 3.5.1. Nhu cầu nước tưới hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình
• 3.5.2. Nhu cầu cấp nước cho thủy sản
• 3.6. Đề xuất giải pháp KHCN phát triển mô hình sản xuất cho vùng ven biển
• 3.6.1. Giải pháp cải tạo, nâng cấp và hoàn thiện hệ thống thủy lợi phục vụ trồng trọt
• 3.6.2. Giải pháp cải tạo hoàn thiện HTTL phục vụ mô hình nuôi trồng thủy sản
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hiệu Quả CTTL Vùng Ven Biển Bắc Bộ

Vùng ven biển Bắc Bộ, với 420km bờ biển, đang chịu tác động mạnh mẽ từ thiên tai và biến đổi khí hậu. Các công trình thủy lợi hiện hữu bộc lộ nhiều hạn chế, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Tỉnh Thái Bình, đại diện cho vùng, đối mặt với xâm nhập mặn và xuống cấp công trình. Đề tài "Nghiên cứu các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL vùng ven biển Bắc Bộ" là cấp thiết. Mục tiêu là đề xuất giải pháp khoa học công nghệ, khai thác hiệu quả công trình thủy lợi, và mô hình sản xuất thích ứng. Nghiên cứu tập trung vào các huyện ven biển của Thái Bình: Thái Thụy và Tiền Hải.

1.1. Nghiên Cứu Tổng Quan Về Các Giải Pháp Thủy Lợi Ven Biển

Các nước đang phát triển, với nền kinh tế dựa vào nông nghiệp, nhận được sự quan tâm từ các tổ chức quốc tế. Phát triển nông nghiệp, nông thôn được chú trọng, nâng cao hiệu quả các mô hình sản xuất. Tổ chức FAO nhấn mạnh các tiêu chí về tiếp cận nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu (CSA). Các giải pháp ứng phó trong nuôi trồng thủy sản ven biển bao gồm cải thiện việc sử dụng yếu tố đầu vào, đa dạng hóa con giống, và kết nối với doanh nghiệp để quảng bá sản phẩm thân thiện với môi trường.

1.2. Phân Tích Ảnh Hưởng Biến Đổi Khí Hậu Đến CTTL Bắc Bộ

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã hiện hữu, các nghiên cứu cho thấy thiên tai ngày một tăng với xu hướng diễn biến phức tạp. BĐKH ảnh hưởng đến lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình. Nghiên cứu chỉ ra rằng tại Hàn Quốc, lượng mưa và nhiệt độ không khí có xu hướng tăng. BĐKH có ảnh hưởng khác nhau tại các vùng trên thế giới. Tác động của BĐKH đã ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ thủy văn và dòng chảy mặt của lưu vực. Điều này ảnh hưởng đến việc quản lý, sử dụng nguồn nước trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là vùng ven biển.

II. Đánh Giá Thực Trạng Hiệu Quả CTTL Tại Vùng Ven Biển Bắc Bộ

Hệ thống công trình thủy lợi (CTTL) vùng ven biển Bắc Bộ đối mặt với nhiều thách thức. Các CTTL xây dựng đã lâu, xuống cấp, giảm hiệu quả tưới tiêu. Ruộng đồng phân tán nhỏ hẹp, công trình tưới nhỏ, chưa được kiên cố hóa gây tổn thất nước lớn. Thiếu đồng bộ trong đầu tư, khai thác vận hành giữa đầu mối và hệ thống cống, kênh. Các tuyến đê biển có thể chống được mức nước triều cao tần suất 5% có bão cấp 9. Tuy nhiên, do tác động của mưa, bão, sóng lớn, hệ thống đê biển vẫn còn tồn tại.

2.1. Phân Tích Chi Tiết Hiện Trạng Xuống Cấp Của CTTL

Các công trình thủy lợi (CTTL) hầu hết xây dựng đã lâu, mặc dù có quan tâm cải tạo nhưng vẫn xuống cấp khá nhiều, giảm hiệu quả tưới, tiêu và vận hành không an toàn. Ở một số vùng, ruộng đồng phân tán nhỏ hẹp, công trình tưới hầu hết là công trình nhỏ, tạm chưa được kiên cố hoá nên gây tổn thất nước lớn, hiệu quả sử dụng nước thấp. Đặc biệt là sự thiếu đồng bộ trong đầu tư, khai thác vận hành giữa đầu mối và các hệ thống cống, kênh, không đáp ứng được các yêu cầu phát triển sản xuất hiện tại cũng như đáp ứng yêu cầu phát triển sản xuất nông nghiệp trong các năm tới.

2.2. Đánh Giá Khả Năng Chống Chịu Thiên Tai Của Đê Biển

Hầu hết các tuyến đê biển có thể chống được mức nước triều cao tần suất 5% có bão cấp 9. Tuy nhiên, do tác động thường xuyên của mưa, bão, sóng lớn nên đến nay hệ thống đê biển vẫn còn các tồn tại như: Một số đoạn trước đây có rừng cây chắn sóng bị phá huỷ. Dải cây chắn sóng trước đê biển nhiều nơi chưa có, có nơi đã có nhưng do công tác quản lý, bảo vệ còn bất cập nên bị phá hoại, còn 257,5 km/379 km đê cửa sông, đê biển chưa đảm bảo cao trình thiết kế.

2.3. Tác Động Xâm Nhập Mặn Đến Nguồn Nước Ngọt Ven Biển

Nguồn nước ngọt cấp cho sản xuất và dân sinh trong khu vực ven biển duy nhất từ dòng chính sông Hồng – sông Thái Bình phân vào các nhánh sông, các cống lấy nước và các trạm bơm. Tuy nhiên, về mùa kiệt, lưu lượng về hạ du giảm, mực nước sông Hồng xuống thấp, dòng chảy kiệt giảm mạnh, điều tiết mực nước thượng lưu từ các hồ chứa, yếu tố địa hình, chế độ thủy triều và nước biển dâng trong những năm qua đã làm cho ranh giới xâm nhập mặn ngày một diễn biến phức tạp, độ mặn vượt quá nồng độ cho phép tiến sâu hơn vào trong khu vực, làm ngưng trệ quá trình lấy nước tưới từ sông.

III. Giải Pháp Khoa Học Nâng Cao Hiệu Quả CTTL Ven Biển

Cần có những giải pháp khoa học công nghệ, các mô hình quản lý khai thác hiệu quả hệ thống thuỷ lợi hiện có, mô hình sản xuất thích ứng, phù hợp với thế mạnh và điện kiện, tình hình cụ thể trước yêu cầu tái cơ cấu sản xuất nông nghiệp, yêu cầu của xây dựng nông thôn mới cũng như những thách thức của biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và thiếu hụt nguồn nước ngọt vùng ven biển. Đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khai thác hiệu quả công trình thủy lợi trong đó đề xuất giải pháp thủy lợi, mô hình phát triển nuôi trồng thuỷ sản thích ứng, phù hợp vùng ven biển tỉnh Thái Bình.

3.1. Cải Tạo Nâng Cấp Hệ Thống Thủy Lợi Phục Vụ Trồng Trọt

Đề xuất giải pháp cải tạo, nâng cấp và hoàn thiện hệ thống thủy lợi phục vụ trồng trọt. Cần có sự đồng bộ trong đầu tư, khai thác vận hành giữa đầu mối và hệ thống cống, kênh. Áp dụng công nghệ tưới tiên tiến, tiết kiệm nước. Xây dựng hệ thống kênh mương nội đồng kiên cố, giảm thất thoát nước. Tăng cường quản lý, bảo trì hệ thống thủy lợi.

3.2. Hoàn Thiện HTTL Phục Vụ Mô Hình Nuôi Trồng Thủy Sản

Đề xuất giải pháp cải tạo hoàn thiện HTTL phục vụ mô hình nuôi trồng thủy sản. Xây dựng hệ thống cấp thoát nước riêng biệt cho khu nuôi trồng thủy sản. Áp dụng công nghệ nuôi trồng thủy sản tiên tiến, thân thiện với môi trường. Xử lý nước thải từ ao nuôi trước khi thải ra môi trường. Quản lý chặt chẽ chất lượng nước trong ao nuôi.

3.3. Ứng Dụng Công Nghệ Trong Quản Lý Vận Hành CTTL

Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý, vận hành công trình thủy lợi. Xây dựng hệ thống giám sát mực nước, lưu lượng tự động. Sử dụng phần mềm quản lý hệ thống thủy lợi. Ứng dụng hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) để điều khiển, giám sát các cống, trạm bơm từ xa. Tăng cường đào tạo, nâng cao trình độ cán bộ quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Mô Phỏng Đánh Giá Hiệu Quả CTTL

Kết quả tính toán mô phỏng và phân tích đánh giá. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. Kết quả tính toán thủy lực mực nước, lưu lượng các kịch bản. Kết quả tính toán xâm nhập mặn. Đánh giá tác động của thượng nguồn đến vận hành của các CTTL. Kết quả tính toán nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp. Nhu cầu nước tưới hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình. Nhu cầu cấp nước cho thủy sản.

4.1. Đánh Giá Tác Động Của Thượng Nguồn Đến Vận Hành CTTL

Đánh giá tác động của thượng nguồn đến vận hành của các công trình thủy lợi. Phân tích ảnh hưởng của việc xả lũ từ các hồ chứa thượng nguồn đến mực nước, lưu lượng hạ du. Đề xuất giải pháp điều tiết nước hợp lý giữa thượng nguồn và hạ du. Tăng cường phối hợp giữa các địa phương trong việc quản lý, khai thác nguồn nước.

4.2. Tính Toán Nhu Cầu Nước Tưới Cho Nông Nghiệp

Kết quả tính toán nhu cầu nước tưới cho nông nghiệp. Nhu cầu nước tưới hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình. Nhu cầu cấp nước cho thủy sản. Xác định nhu cầu nước tưới cho từng loại cây trồng, từng giai đoạn sinh trưởng. Đề xuất giải pháp sử dụng nước tiết kiệm, hiệu quả. Tăng cường tuyên truyền, vận động người dân sử dụng nước hợp lý.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Giải Pháp Cải Tạo CTTL Vùng Bắc Bộ

Đưa ra được đề xuất dưới dạng thiết kế mô hình áp dụng giải pháp khoa học công nghệ phục vụ phát triển bền vững sản xuất rau màu và công tác phòng chống, giảm nhẹ thiên tai. Các huyện ven biển thuộc tỉnh Thái Bình gồm: huyện Thái Thụy, huyện Tiền Hải. Cần có những giải pháp khoa học công nghệ, các mô hình quản lý khai thác hiệu quả hệ thống thuỷ lợi hiện có, mô hình sản xuất thích ứng, phù hợp với thế mạnh và điện kiện, tình hình cụ thể trước yêu cầu tái cơ cấu sản xuất nông nghiệp, yêu cầu của xây dựng nông thôn mới cũng như những thách thức của biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và thiếu hụt nguồn nước ngọt vùng ven biển.

5.1. Xây Dựng Mô Hình Sản Xuất Rau Màu Bền Vững Ven Biển

Xây dựng mô hình sản xuất rau màu bền vững ven biển. Lựa chọn các loại rau màu phù hợp với điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu địa phương. Áp dụng quy trình sản xuất rau an toàn, VietGAP. Xây dựng hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước. Liên kết với doanh nghiệp để tiêu thụ sản phẩm.

5.2. Phòng Chống Giảm Nhẹ Thiên Tai Cho CTTL Ven Biển

Phòng chống, giảm nhẹ thiên tai cho công trình thủy lợi ven biển. Xây dựng hệ thống đê điều vững chắc. Trồng rừng ngập mặn để chắn sóng, bảo vệ đê biển. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm thiên tai. Chuẩn bị sẵn sàng lực lượng, phương tiện ứng phó khi có thiên tai xảy ra.

VI. Kết Luận Kiến Nghị Nâng Cao Hiệu Quả CTTL Bắc Bộ

Từ thực trạng về hệ thống thủy lợi ven biển, đã cho thấy rõ tính cấp thiết phải thực hiện một đề tài nghiên cứu để đưa giải pháp khoa học công nghệ và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống thủy lợi phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn trong công cuộc xây dựng nông thôn mới. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL vùng ven biển Bắc Bộ, trường hợp nghiên cứu cho tỉnh Thái Bình” là thực sự cần thiết nhằm đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khai thác hiệu quả công trình thủy lợi trong đó đề xuất giải pháp thủy lợi, mô hình phát triển nuôi trồng thuỷ sản thích ứng, phù hợp vùng ven biển tỉnh Thái Bình.

6.1. Tổng Kết Các Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả CTTL

Tổng kết các giải pháp nâng cao hiệu quả công trình thủy lợi. Cải tạo, nâng cấp hệ thống thủy lợi. Hoàn thiện HTTL phục vụ mô hình nuôi trồng thủy sản. Ứng dụng công nghệ trong quản lý, vận hành CTTL. Xây dựng mô hình sản xuất rau màu bền vững ven biển. Phòng chống, giảm nhẹ thiên tai cho CTTL ven biển.

6.2. Kiến Nghị Để Phát Triển Bền Vững CTTL Vùng Ven Biển

Kiến nghị để phát triển bền vững công trình thủy lợi vùng ven biển. Tăng cường đầu tư cho hệ thống thủy lợi. Nâng cao năng lực quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi. Khuyến khích người dân tham gia vào công tác quản lý, bảo vệ hệ thống thủy lợi. Tăng cường hợp tác quốc tế trong lĩnh vực thủy lợi.

Tổng quan nghiên cứu

Vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ, với chiều dài bờ biển khoảng 420 km và diện tích đất tự nhiên 682.910 ha, trong đó diện tích đất canh tác nông nghiệp là 145.452 ha, đang chịu tác động mạnh mẽ của thiên tai như hạn hán, lũ lụt, xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu. Tỉnh Thái Bình, một trong năm tỉnh ven biển của vùng, có địa hình đồng bằng bằng phẳng thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là cây lúa – cây lương thực chủ đạo. Tuy nhiên, hệ thống công trình thủy lợi (CTTL) hiện hữu đã xuống cấp nghiêm trọng, gây giảm hiệu quả tưới tiêu, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản xuất nông nghiệp, đồng thời không đáp ứng được yêu cầu phát triển trong bối cảnh biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn ngày càng phức tạp.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL vùng ven biển Bắc Bộ, tập trung nghiên cứu trường hợp tỉnh Thái Bình. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các huyện ven biển Thái Thụy và Tiền Hải, với thời gian khảo sát và phân tích dữ liệu từ các giai đoạn khác nhau trong những năm gần đây. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển bền vững sản xuất nông nghiệp, thích ứng với biến đổi khí hậu, đồng thời góp phần xây dựng nông thôn mới và phòng chống thiên tai hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết quản lý nguồn nước và thủy lợi: Tập trung vào việc khai thác, sử dụng và quản lý hiệu quả nguồn nước trong điều kiện biến đổi khí hậu và tác động của thiên tai.
• Mô hình thủy lực dòng chảy một chiều (MIKE11): Ứng dụng mô hình toán thủy lực để mô phỏng dòng chảy, mực nước và xâm nhập mặn trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình, giúp đánh giá tác động của vận hành hồ chứa thượng nguồn đến nguồn nước hạ du.
• Khái niệm nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu (CSA): Bao gồm các giải pháp tối ưu hóa sử dụng đầu vào, đa dạng hóa cơ cấu giống nuôi trồng và kết nối thị trường nhằm phát triển bền vững.

Các khái niệm chính bao gồm: xâm nhập mặn, biến đổi khí hậu, hệ thống công trình thủy lợi, mô hình thủy lực, và quản lý nguồn nước.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, địa hình, lưu lượng dòng chảy, mực nước và độ mặn tại các trạm thủy văn trong vùng nghiên cứu; dữ liệu hiệu chỉnh và kiểm định mô hình từ các trận lũ và mùa kiệt điển hình.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê phân tích số liệu thực đo, kết hợp mô hình toán thủy lực MIKE11 để mô phỏng dòng chảy, mực nước và xâm nhập mặn trong các kịch bản vận hành hồ chứa thượng nguồn.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung vào các giai đoạn từ 1972 đến 2014, với các kịch bản tính toán mùa kiệt và mùa lũ dựa trên dữ liệu thực tế và dự báo biến đổi khí hậu.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ hệ thống sông chính và các nhánh trong vùng ven biển Bắc Bộ, đặc biệt là tỉnh Thái Bình với hơn 300 trạm bơm, 700 công trình thủy lợi và hệ thống đê biển dài trên 50 km.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng xuống cấp của hệ thống thủy lợi: Hơn 80% các công trình thủy lợi tại Thái Bình đã xây dựng từ những năm 1970-1980, nhiều công trình như trạm bơm, cống tiêu bị xuống cấp, giảm hiệu quả tưới tiêu. Ví dụ, tại huyện Tiền Hải có 95 trạm bơm, trong đó 81 trạm xây dựng trước năm 2009, chỉ đáp ứng được 75-85% năng lực tưới.
2. Tình trạng thiếu hụt nguồn nước và xâm nhập mặn nghiêm trọng: Vào mùa kiệt, lưu lượng nước sông Hồng giảm mạnh, mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, gây khó khăn cho việc lấy nước tưới. Độ mặn tại cống Nguyệt Lâm trong tháng 1 năm 2010 đạt tới 15‰, vượt xa mức cho phép, ảnh hưởng đến khoảng 30 nghìn ha đất canh tác và 10 nghìn ha nuôi trồng thủy sản.
3. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và vận hành hồ chứa thượng nguồn: Lưu lượng trung bình mùa kiệt tại trạm Sơn Tây tăng từ 1.457 m³/s (giai đoạn 1972-1989) lên 1.743 m³/s (giai đoạn 2007-2014), cho thấy hồ chứa đã điều tiết tốt hơn, nhưng vẫn chưa đủ để ngăn chặn xâm nhập mặn sâu.
4. Nhu cầu nước tưới và nuôi trồng thủy sản tăng cao: Diện tích nuôi trồng thủy sản tại Thái Bình đạt trên 2.940 ha với sản lượng ổn định, tuy nhiên hệ thống thủy lợi chưa đáp ứng được yêu cầu về chất lượng và kiểm soát dịch bệnh, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các vấn đề trên là do hệ thống thủy lợi đã xuống cấp, thiếu đồng bộ trong đầu tư và vận hành, cùng với tác động ngày càng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn. So với các nghiên cứu quốc tế, như tại Thái Lan và Anh, việc duy tu bảo dưỡng, nâng cấp hệ thống thủy lợi và áp dụng công nghệ quản lý hiện đại là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả. Kết quả mô phỏng mô hình MIKE11 cho thấy rõ sự cần thiết của việc điều chỉnh vận hành hồ chứa và cải tạo công trình đầu mối để giảm thiểu tác động xâm nhập mặn và thiếu hụt nước. Biểu đồ diễn biến độ mặn tại các cống chủ lực và bảng thống kê lưu lượng dòng chảy theo mùa minh họa rõ ràng sự biến động và ảnh hưởng của các yếu tố trên.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Cải tạo, nâng cấp hệ thống công trình thủy lợi: Thực hiện sửa chữa, gia cố các trạm bơm, cống tiêu và kênh mương, ưu tiên các công trình xuống cấp nghiêm trọng tại huyện Tiền Hải và Thái Thụy trong vòng 3 năm tới nhằm nâng cao hiệu quả tưới tiêu và phòng chống xâm nhập mặn.
2. Áp dụng công nghệ quản lý và giám sát hiện đại: Lắp đặt hệ thống SCADA và các thiết bị quan trắc tự động để theo dõi mực nước, độ mặn và vận hành công trình thủy lợi, giúp điều chỉnh kịp thời trong mùa kiệt và mùa lũ, dự kiến triển khai trong 2 năm.
3. Phát triển mô hình sản xuất nông nghiệp thích ứng biến đổi khí hậu: Khuyến khích chuyển đổi mô hình từ trồng lúa sang nuôi trồng thủy sản kết hợp với trồng màu, áp dụng kỹ thuật nuôi thủy sản thông minh như tuần hoàn nước và xử lý nước thải, nhằm tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiệt hại do thiên tai.
4. Tăng cường công tác quản lý và phân cấp rõ ràng: Xây dựng mô hình quản lý đa cấp, phân công trách nhiệm rõ ràng giữa các cơ quan quản lý trung ương và địa phương, đồng thời nâng cao năng lực vận hành, bảo dưỡng hệ thống thủy lợi, thực hiện trong 1-2 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý thủy lợi và nông nghiệp địa phương: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch cải tạo, nâng cấp hệ thống thủy lợi và phát triển mô hình sản xuất phù hợp với điều kiện địa phương.
2. Nhà nghiên cứu và chuyên gia môi trường: Tham khảo phương pháp mô hình hóa thủy lực và phân tích tác động biến đổi khí hậu đến nguồn nước, phục vụ các nghiên cứu tiếp theo.
3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực nông nghiệp và thủy sản: Áp dụng các giải pháp công nghệ và mô hình sản xuất thông minh để nâng cao hiệu quả kinh tế và thích ứng với biến đổi khí hậu.
4. Các tổ chức phi chính phủ và quốc tế: Hỗ trợ xây dựng các chương trình phát triển bền vững vùng ven biển, phòng chống thiên tai và thích ứng biến đổi khí hậu dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hệ thống thủy lợi vùng ven biển Thái Bình xuống cấp nghiêm trọng?
   Hệ thống thủy lợi được xây dựng chủ yếu từ những năm 1970-1980, nhiều công trình chưa được nâng cấp đồng bộ, thiếu kinh phí duy tu bảo dưỡng, cùng với tác động của thiên tai và biến đổi khí hậu làm giảm tuổi thọ và hiệu quả vận hành.

2. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến nguồn nước vùng ven biển?
   Biến đổi khí hậu làm thay đổi lượng mưa, nhiệt độ và chế độ thủy triều, dẫn đến xâm nhập mặn sâu hơn, thiếu hụt nước ngọt vào mùa kiệt, gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.

3. Mô hình MIKE11 được sử dụng để làm gì trong nghiên cứu này?
   MIKE11 là mô hình thủy lực một chiều được sử dụng để mô phỏng dòng chảy, mực nước và xâm nhập mặn trên hệ thống sông, giúp đánh giá tác động của vận hành hồ chứa thượng nguồn và đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả.

4. Giải pháp công nghệ nào được đề xuất để nâng cao hiệu quả hệ thống thủy lợi?
   Lắp đặt hệ thống giám sát và điều khiển tự động SCADA, cải tạo công trình đầu mối, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm và xử lý nước thải trong nuôi trồng thủy sản nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước và giảm thiệt hại do thiên tai.

5. Làm thế nào để chuyển đổi mô hình sản xuất phù hợp với điều kiện biến đổi khí hậu?
   Khuyến khích chuyển đổi từ trồng lúa sang mô hình nuôi trồng thủy sản kết hợp trồng màu, áp dụng kỹ thuật nuôi thông minh, đa dạng hóa giống và liên kết với doanh nghiệp để tăng giá trị sản phẩm và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Kết luận

• Hệ thống công trình thủy lợi vùng ven biển Bắc Bộ, đặc biệt tại Thái Bình, đang xuống cấp nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.
• Biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn làm gia tăng thách thức trong quản lý nguồn nước, đòi hỏi các giải pháp khoa học công nghệ và quản lý hiệu quả.
• Mô hình thủy lực MIKE11 là công cụ hữu hiệu để đánh giá và đề xuất các kịch bản vận hành, cải tạo hệ thống thủy lợi phù hợp.
• Đề xuất các giải pháp cải tạo công trình, áp dụng công nghệ giám sát hiện đại, phát triển mô hình sản xuất thích ứng và tăng cường quản lý phân cấp.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng cho các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong phát triển bền vững vùng ven biển.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp đề xuất trong vòng 3-5 năm, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và ứng dụng công nghệ mới để nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước và phát triển nông nghiệp bền vững.