Tổng quan nghiên cứu

Huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng với diện tích tự nhiên khoảng 11.971 ha và dân số năm 2010 đạt gần 148.000 người. Đây là khu vực có nền kinh tế phát triển đa dạng, trong đó khoảng 70% dân số sống bằng nông nghiệp. Tuy nhiên, tình trạng ngập úng vẫn diễn ra phổ biến với diện tích úng ngập trung bình hàng năm khoảng 1.500-2.000 ha, đặc biệt tại các xã Trí Quả, Thanh Khương, Nghĩa Đạo, An Bình, Đình Tổ và Mão Điền. Mưa lớn tập trung trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 84-85% tổng lượng mưa năm, với các tháng 7 và 8 có lượng mưa từ 200-300 mm/tháng và số ngày mưa lên tới 15-20 ngày, gây ra ngập úng nghiêm trọng.

Nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng hệ thống thủy lợi, phân tích đặc điểm tự nhiên, dân sinh, kinh tế và nhu cầu tiêu nước của huyện Thuận Thành, từ đó đề xuất các giải pháp tiêu úng bền vững phục vụ phát triển kinh tế xã hội. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ địa bàn huyện với các đối tượng tiêu nước chính như nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi, thủy sản và môi trường. Mục tiêu cụ thể là chủ động tiêu nước, giảm thiểu ngập úng, nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững đến năm 2020 theo định hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn của tỉnh Bắc Ninh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về quản lý tài nguyên nước và quy hoạch thủy lợi, bao gồm:

  • Lý thuyết cân bằng nước: Phân tích sự cân bằng giữa lượng nước mưa, nước tiêu thoát và nhu cầu sử dụng nước trong vùng, làm cơ sở tính toán hệ số tiêu và cân bằng tiêu cho huyện Thuận Thành.
  • Mô hình thủy lực MIKE 11: Ứng dụng mô hình thủy động lực học để mô phỏng dòng chảy, mực nước và hiệu quả các công trình tiêu thoát nước trong hệ thống thủy lợi.
  • Khái niệm phát triển bền vững: Đảm bảo sự hài hòa giữa phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên nước.
  • Khái niệm quy hoạch thủy lợi tích hợp: Kết hợp các giải pháp công trình và phi công trình nhằm tối ưu hóa hiệu quả quản lý và khai thác hệ thống thủy lợi.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu hiện trạng thủy lợi, khí tượng thủy văn, địa hình, đất đai, dân số, kinh tế xã hội từ các cơ quan nhà nước, báo cáo chuyên ngành và khảo sát thực địa tại huyện Thuận Thành.
  • Phương pháp chọn mẫu: Sử dụng phương pháp điều tra toàn diện các công trình thủy lợi, trạm bơm, kênh mương và các vùng tiêu chính trong huyện nhằm đảm bảo tính đại diện và đầy đủ.
  • Phân tích thống kê: Xử lý số liệu về diện tích úng ngập, lượng mưa, mực nước, năng suất cây trồng để đánh giá hiện trạng và xu hướng phát triển.
  • Mô hình hóa thủy lực: Áp dụng phần mềm MIKE 11 để mô phỏng dòng chảy, tính toán cân bằng nước và đánh giá hiệu quả các phương án tiêu úng.
  • Phương pháp chuyên gia: Thu thập ý kiến đóng góp từ các chuyên gia thủy lợi, quy hoạch và quản lý tài nguyên nước để hoàn thiện giải pháp đề xuất.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2010 đến 2013, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, phân tích, mô hình hóa và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng ngập úng và công trình thủy lợi: Diện tích úng ngập trung bình hàng năm khoảng 1.500-2.000 ha, chủ yếu do hệ thống công trình tiêu thoát nước xuống cấp, năng lực tiêu thấp và thiếu đồng bộ. Ví dụ, trạm bơm Nghĩa Đạo với công suất thiết kế 8,44 m³/s nhưng thường xuyên bị sự cố, gây tồn tại khoảng 200 ha bị úng trong vùng.

  2. Lượng mưa và phân bố không đều: Mùa mưa chiếm 84-85% tổng lượng mưa năm, trong đó tháng 7 và 8 có lượng mưa từ 200-300 mm/tháng với 15-20 ngày mưa, gây áp lực lớn lên hệ thống tiêu thoát nước. Trận mưa tháng 8/1972 với 703,4 mm tại trạm Thuận Thành là điển hình gây ngập úng nghiêm trọng.

  3. Hiệu quả công trình thủy lợi: Hệ thống kênh tiêu chủ yếu là kênh đất, nhiều đoạn bị bồi lắng, co hẹp, sạt lở, cống tiêu xuống cấp. Ví dụ, kênh Dâu – Đình Dù dài 5,6 km với nhiều đoạn bị bồi lắng và co hẹp, ảnh hưởng đến khả năng tiêu thoát nước. Các trạm bơm nhiều nơi đã xây dựng từ 20-30 năm trước, thiết bị cũ kỹ, công suất giảm sút.

  4. Nhu cầu tiêu nước tăng cao: Do quá trình đô thị hóa, phát triển công nghiệp, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và tăng vụ, nhu cầu tiêu nước cho khu công nghiệp và đô thị cao hơn nhiều so với nông nghiệp truyền thống. Diện tích đất nông nghiệp giảm từ 7.880,5 ha năm 2000 xuống còn khoảng 7.407 ha năm 2010, trong khi diện tích nuôi trồng thủy sản tăng lên 423,8 ha.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng ngập úng là do hệ thống công trình thủy lợi xuống cấp, không đáp ứng được nhu cầu tiêu thoát nước ngày càng tăng. Sự phân bố mưa không đều, tập trung vào các trận mưa lớn trong thời gian ngắn làm tăng áp lực lên hệ thống tiêu thoát. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, tình trạng này tương tự như các vùng đồng bằng khác chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và phát triển đô thị nhanh.

Dữ liệu mô hình thủy lực MIKE 11 cho thấy các phương án nạo vét, nâng cấp kênh tiêu và cải tạo trạm bơm có thể giảm diện tích úng ngập từ 1.500 ha xuống còn khoảng 500-700 ha, nâng cao hiệu quả tiêu thoát nước lên 30-40%. Biểu đồ so sánh mực nước tại các trạm bơm trước và sau cải tạo minh họa rõ hiệu quả của các giải pháp công trình.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc lập quy hoạch thủy lợi, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững cho huyện Thuận Thành, đồng thời làm cơ sở cho các địa phương khác trong vùng đồng bằng sông Hồng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp, cải tạo hệ thống công trình thủy lợi: Tiến hành nạo vét, mở rộng kênh tiêu chính và kênh cấp II, sửa chữa, thay thế các cống tiêu xuống cấp, nâng cấp trạm bơm cũ với mục tiêu giảm diện tích úng ngập ít nhất 50% trong vòng 3 năm. Chủ thể thực hiện: Ban Quản lý dự án thủy lợi tỉnh Bắc Ninh phối hợp với chính quyền huyện Thuận Thành.

  2. Xây dựng quy hoạch tiêu thoát nước đồng bộ: Thiết lập quy hoạch chi tiết hệ thống thủy lợi tích hợp công trình và phi công trình, đảm bảo phù hợp với định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030. Thời gian hoàn thành quy hoạch trong 2 năm. Chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bắc Ninh.

  3. Ứng dụng công nghệ mô hình thủy lực hiện đại: Sử dụng phần mềm MIKE 11 và GIS để giám sát, dự báo mực nước, điều phối vận hành hệ thống tiêu thoát nước hiệu quả, giảm thiểu rủi ro ngập úng. Thời gian triển khai trong 1 năm, duy trì liên tục. Chủ thể: Trung tâm Quan trắc và Công nghệ Thủy lợi.

  4. Tăng cường quản lý, vận hành và bảo dưỡng công trình: Đào tạo cán bộ quản lý, xây dựng quy trình vận hành tiêu chuẩn, tổ chức bảo dưỡng định kỳ nhằm duy trì hiệu quả công trình. Mục tiêu nâng cao hiệu suất hoạt động trạm bơm lên trên 80% trong 2 năm. Chủ thể: UBND huyện Thuận Thành và các đơn vị quản lý công trình.

  5. Khuyến khích chuyển đổi cơ cấu cây trồng và mô hình sản xuất thích ứng: Hỗ trợ nông dân chuyển đổi sang mô hình nuôi trồng thủy sản, cây trồng chịu úng, tăng cường sử dụng giống cây trồng có khả năng chịu úng cao nhằm giảm thiểu thiệt hại do ngập úng. Thời gian thực hiện liên tục, ưu tiên các vùng thường xuyên bị úng. Chủ thể: Phòng Nông nghiệp huyện Thuận Thành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và tài nguyên nước: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Ban Quản lý dự án thủy lợi tỉnh Bắc Ninh có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để lập quy hoạch, xây dựng chính sách và kế hoạch đầu tư phát triển hệ thống thủy lợi.

  2. Các nhà quy hoạch và chuyên gia thủy lợi: Các chuyên gia nghiên cứu, tư vấn quy hoạch thủy lợi có thể tham khảo phương pháp luận, mô hình thủy lực MIKE 11 và các giải pháp đề xuất để áp dụng cho các vùng đồng bằng khác có điều kiện tương tự.

  3. Chính quyền địa phương và đơn vị quản lý công trình thủy lợi: UBND huyện Thuận Thành và các đơn vị quản lý trạm bơm, kênh mương có thể áp dụng các giải pháp nâng cấp, bảo dưỡng và vận hành hiệu quả hệ thống thủy lợi nhằm giảm thiểu ngập úng.

  4. Người dân và cộng đồng nông nghiệp: Nông dân, các hợp tác xã và trang trại trong huyện có thể tham khảo các khuyến nghị về chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mô hình sản xuất thích ứng với điều kiện ngập úng nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu rủi ro.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao huyện Thuận Thành lại thường xuyên bị ngập úng?
    Nguyên nhân chính là do hệ thống công trình thủy lợi xuống cấp, năng lực tiêu thoát nước thấp, kết hợp với lượng mưa lớn và phân bố không đều trong mùa mưa. Ví dụ, nhiều kênh tiêu bị bồi lắng, co hẹp làm giảm khả năng thoát nước.

  2. Giải pháp công trình nào được đề xuất để giảm ngập úng?
    Nạo vét, mở rộng kênh tiêu, sửa chữa, nâng cấp các trạm bơm và cống tiêu xuống cấp là các giải pháp công trình chủ yếu nhằm tăng năng lực tiêu thoát nước, giảm diện tích úng ngập.

  3. Phần mềm MIKE 11 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    MIKE 11 được dùng để mô phỏng dòng chảy, mực nước và đánh giá hiệu quả các phương án tiêu thoát nước, giúp lựa chọn giải pháp tối ưu cho hệ thống thủy lợi huyện Thuận Thành.

  4. Nhu cầu tiêu nước của huyện có thay đổi như thế nào trong những năm gần đây?
    Nhu cầu tiêu nước tăng do quá trình đô thị hóa, phát triển công nghiệp, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và tăng vụ. Diện tích đất nông nghiệp giảm, trong khi diện tích nuôi trồng thủy sản và khu công nghiệp tăng lên.

  5. Làm thế nào để duy trì hiệu quả hệ thống thủy lợi sau khi nâng cấp?
    Cần tăng cường quản lý, vận hành và bảo dưỡng định kỳ công trình, đào tạo cán bộ quản lý, xây dựng quy trình vận hành tiêu chuẩn và ứng dụng công nghệ giám sát hiện đại để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

Kết luận

  • Huyện Thuận Thành có diện tích úng ngập trung bình hàng năm khoảng 1.500-2.000 ha do hệ thống thủy lợi xuống cấp và lượng mưa lớn tập trung trong mùa mưa.
  • Nhu cầu tiêu nước tăng cao do phát triển kinh tế xã hội, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và đô thị hóa.
  • Ứng dụng mô hình thủy lực MIKE 11 giúp đánh giá chính xác hiệu quả các giải pháp tiêu thoát nước.
  • Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ nhằm nâng cao năng lực tiêu thoát nước, giảm thiểu ngập úng và phát triển bền vững kinh tế xã hội.
  • Khuyến nghị triển khai nâng cấp hệ thống thủy lợi, xây dựng quy hoạch chi tiết, tăng cường quản lý vận hành và hỗ trợ chuyển đổi mô hình sản xuất thích ứng với điều kiện ngập úng.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và địa phương cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu, cập nhật số liệu và ứng dụng công nghệ mới để nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước tại huyện Thuận Thành.