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.
