Nghiên Cứu Xây Dựng Mô Hình Hiện Đại Hóa Quản Lý Vận Hành Hệ Thống Tưới

Trên thế giới, nhiều nước đã quan tâm đến hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới từ lâu. Các nước phát triển và một số nước đang phát triển đã trang bị các HTT hiện đại, quản lý và điều khiển tự động từ xa. Các mô hình hiện đại hóa này nhằm nâng cao hiệu ích khai thác HTT và hiệu quả dịch vụ cung cấp nước. Tuy nhiên, mỗi mô hình có tính năng, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng. Phần lớn được xây dựng cho một HTT cụ thể, với điều kiện tự nhiên, xã hội, canh tác và quản lý riêng biệt. Do đó, chưa có mô hình hoàn chỉnh, phù hợp hoàn toàn cho Việt Nam.

Ở Việt Nam, một số chương trình, đề tài nghiên cứu và dự án nâng cấp, hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới đã được thực hiện với sự hỗ trợ từ các tổ chức quốc tế như ADB, WB. Dự án VWRAP của WB đã nâng cấp và hiện đại hóa tưới cho 6 HTT lớn. Tuy nhiên, các mô hình hiện đại hóa giám sát và điều khiển (GS&ĐK) hiện tại chưa hoàn toàn phù hợp với thực tế, chưa đáp ứng yêu cầu cung cấp dịch vụ chính xác, tin cậy, linh hoạt, công bằng và khó áp dụng rộng rãi do vốn đầu tư lớn, thiết bị nhập ngoại đắt tiền, GS&ĐK độc lập với tính toán quản lý vận hành, không hỗ trợ GS&ĐK qua mạng Internet.

Biến đổi khí hậu gây ra những tác động tiêu cực đến hệ thống tưới tiêu ở Việt Nam. Hạn hán kéo dài làm giảm lượng nước tưới, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Ngược lại, mưa lớn và lũ lụt gây ngập úng, phá hoại cơ sở hạ tầng và làm ô nhiễm nguồn nước. Biến đổi khí hậu cũng làm thay đổi chế độ mưa, gây khó khăn cho việc lập kế hoạch tưới tiêu và quản lý nguồn nước. Cần có các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu để đảm bảo an ninh nguồn nước và phát triển nông nghiệp bền vững.

Việc vận hành và quản lý các HTT hiện đại đòi hỏi nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cao về kỹ thuật, công nghệ và quản lý. Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam đang thiếu hụt nguồn nhân lực này. Cần tăng cường đào tạo và bồi dưỡng cán bộ quản lý, kỹ thuật viên và người lao động để đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa hệ thống tưới. Đồng thời, cần có chính sách thu hút và giữ chân nhân tài trong lĩnh vực này.

Tưới nhỏ giọt và tưới phun mưa là những công nghệ tưới tiết kiệm nước tiên tiến đã được chứng minh hiệu quả trên thế giới. Tưới nhỏ giọt cung cấp nước trực tiếp đến gốc cây, giảm thiểu thất thoát do bốc hơi và thấm sâu. Tưới phun mưa tạo ra những hạt mưa nhân tạo, phân phối nước đều trên diện tích tưới. Việc ứng dụng các công nghệ này giúp tiết kiệm nước, giảm chi phí và nâng cao năng suất cây trồng. Cần có chính sách hỗ trợ và khuyến khích nông dân áp dụng các công nghệ tưới tiết kiệm nước.

Hệ thống SCADA cho phép quản lý và điều khiển HTT từ xa thông qua mạng Internet. Hệ thống này bao gồm các cảm biến đo mực nước, lưu lượng, áp suất và độ ẩm đất, các thiết bị điều khiển van, bơm và các phần mềm quản lý và phân tích dữ liệu. SCADA giúp giám sát và điều khiển HTT một cách chính xác, kịp thời và hiệu quả, giảm thiểu chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả sử dụng nước. Cần đầu tư xây dựng hệ thống SCADA cho các HTT lớn và quan trọng.

Cảm biến độ ẩm đất là một thành phần quan trọng của hệ thống tưới thông minh. Cảm biến này đo độ ẩm của đất và truyền dữ liệu về trung tâm điều khiển. Dựa trên dữ liệu này, hệ thống có thể xác định khi nào cần tưới và lượng nước cần tưới. Điều này giúp tránh tưới quá nhiều hoặc quá ít nước, đảm bảo cây trồng nhận đủ nước mà không lãng phí. Cần lựa chọn cảm biến có độ chính xác cao và phù hợp với loại đất và cây trồng.

Với hệ thống tưới thông minh, người dùng có thể điều khiển tưới từ xa thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Điều này cho phép điều chỉnh lịch tưới và lượng nước tưới bất cứ lúc nào và ở bất cứ đâu. Điều khiển tưới từ xa giúp tiết kiệm thời gian và công sức, đồng thời nâng cao hiệu quả quản lý. Người dùng có thể theo dõi tình trạng của HTT và nhận thông báo khi có sự cố xảy ra.

Có nhiều chỉ số để đánh giá hiệu quả quản lý khai thác HTT, bao gồm: hiệu quả sử dụng nước (lượng nước sử dụng trên một đơn vị diện tích), năng suất cây trồng (sản lượng trên một đơn vị diện tích), chi phí vận hành (chi phí điện, nước, nhân công), tỷ lệ thất thoát nước (lượng nước thất thoát so với lượng nước cung cấp) và mức độ hài lòng của người dùng. Cần thu thập và phân tích dữ liệu để tính toán các chỉ số này và so sánh với các tiêu chuẩn hoặc mục tiêu đã đặt ra.

Để phát triển bền vững hệ thống tưới tiêu ở Việt Nam, cần có các giải pháp đồng bộ. Thứ nhất, sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió để cung cấp điện cho HTT. Thứ hai, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước bằng cách xử lý nước thải và sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hợp lý. Thứ ba, bảo vệ tài nguyên nước bằng cách quản lý và sử dụng nước hiệu quả. Thứ tư, tăng cường giáo dục và nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của việc sử dụng nước tiết kiệm và bảo vệ môi trường.

Hiện nay, Việt Nam đã có một số chính sách khuyến khích tưới tiết kiệm nước, như: hỗ trợ lãi suất vay cho các dự án đầu tư vào công nghệ tưới tiết kiệm nước, miễn giảm thuế cho các doanh nghiệp sản xuất thiết bị tưới tiết kiệm nước và hỗ trợ kỹ thuật cho nông dân áp dụng các công nghệ này. Tuy nhiên, các chính sách này còn hạn chế và cần được hoàn thiện để đạt hiệu quả cao hơn.

Để thúc đẩy hiện đại hóa hệ thống tưới tiêu, cần có các chính sách mới, như: thành lập quỹ hỗ trợ đầu tư vào công nghệ tưới tiên tiến, xây dựng cơ chế chia sẻ lợi ích giữa nhà nước, doanh nghiệp và nông dân, tăng cường hợp tác quốc tế để tiếp thu kinh nghiệm và công nghệ tiên tiến và xây dựng tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật cho các HTT hiện đại.