Tổng quan nghiên cứu
Lưu vực sông La Tinh, tỉnh Bình Định, có diện tích 556 km², là lưu vực nhỏ nhất trong bốn lưu vực chính của tỉnh với chiều dài sông chính 52 km. Vùng nghiên cứu có dân số khoảng 136.296 người, trong đó lao động nông nghiệp chiếm 74%, với tổng diện tích đất canh tác tưới là 13.631 ha. Nguồn nước mặt chủ yếu phục vụ nông nghiệp, trong khi nước sinh hoạt chủ yếu khai thác từ nước ngầm. Tổng dung tích các hồ chứa trên lưu vực đạt khoảng 84 triệu m³, với 36 hồ chứa và 50 đập dâng. Tuy nhiên, do biến đổi khí hậu, lượng mưa trung bình hàng năm chỉ khoảng 1.200 mm, dòng chảy không ổn định, cùng với hệ thống thủy lợi xuống cấp và không đồng bộ, việc quản lý và phân phối nguồn nước đang gặp nhiều khó khăn.
Mục tiêu nghiên cứu là lập kế hoạch quản lý và phân phối nguồn nước trên lưu vực sông La Tinh, đặc biệt áp dụng cho hệ thống hồ Hội Sơn, đập Cây Gai và đập Cây Ké, nhằm phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội của vùng. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông La Tinh và các công trình thủy lợi chính, với dữ liệu thu thập từ các trạm khí tượng thủy văn, khảo sát thực địa và ứng dụng các phần mềm chuyên dụng như CROPWAT 8.0 và GIS.
Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh nguồn nước ngày càng khan hiếm, nhu cầu sử dụng tăng cao, đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nước, đảm bảo an ninh lương thực và phát triển kinh tế xã hội bền vững cho vùng duyên hải Nam Trung Bộ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:
- Lý thuyết cân bằng nước: Phân tích sự tương quan giữa nguồn nước cung cấp và nhu cầu sử dụng, bao gồm tính toán dòng chảy, lượng mưa, bốc hơi và nhu cầu nước của các đối tượng sử dụng.
- Mô hình phân phối nguồn nước theo lưu vực sông: Quản lý tài nguyên nước theo lưu vực sông, kết hợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, nhằm tối ưu hóa phân phối nước cho các mục đích khác nhau.
- Khái niệm phát triển bền vững: Đảm bảo cân bằng giữa phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường, đặc biệt trong quản lý tài nguyên nước.
- Phương pháp tính toán nhu cầu nước tưới cây trồng: Áp dụng công thức cân bằng nước mặt ruộng, hệ số cây trồng (Kc), và dữ liệu khí tượng thủy văn để xác định mức tưới hợp lý.
- Ứng dụng công nghệ GIS và phần mềm CROPWAT: Hỗ trợ lập bản đồ phân vùng cấp nước và tính toán nhu cầu nước chính xác theo từng khu vực.
Phương pháp nghiên cứu
- Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm Phù Cát, Phù Mỹ, Bình Tường, An Hòa, và Quy Nhơn; số liệu dòng chảy từ trạm Bình Tường; khảo sát thực địa về hiện trạng công trình thủy lợi và nhu cầu sử dụng nước của các đối tượng trong lưu vực.
- Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn các năm điển hình có mô hình dòng chảy bất lợi (năm 1988) để phân tích và thu phóng mô hình dòng chảy cho lưu vực La Tinh.
- Phương pháp phân tích: Sử dụng công thức kinh nghiệm và mô hình phân phối dòng chảy theo tần suất 85%, tính toán cân bằng nước toàn lưu vực và từng vùng cấp nước; áp dụng phần mềm CROPWAT 8.0 để tính mức tưới cho cây trồng dựa trên dữ liệu khí tượng thủy văn và đặc điểm sinh trưởng cây trồng.
- Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý số liệu từ năm 1976 đến 2014; phân tích và lập kế hoạch quản lý nguồn nước đến năm 2025, với dự báo nhu cầu và khả năng cấp nước trong tương lai.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
- Dòng chảy và nguồn nước mặt: Lượng mưa trung bình hàng năm tại lưu vực là khoảng 1.921 mm, với dòng chảy bình quân nhiều năm đạt 20,85 m³/s. Dòng chảy năm thiết kế với tần suất 85% là 13,34 m³/s, trong đó phân phối dòng chảy theo tháng cho thấy mùa mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 12 chiếm 75% tổng lượng dòng chảy năm.
- Khả năng cấp nước của hệ thống hồ chứa: Hồ Hội Sơn có dung tích lớn nhất 45,6 triệu m³, cung cấp nước cho 198 ha đất canh tác và bổ sung cho đập Cây Gai, Cây Ké tưới cho 3.302 ha. Đập Cây Gai và Cây Ké có diện tích lưu vực thực tế lần lượt là 83 km² và 178 km² do ảnh hưởng của các hồ chứa nhỏ khác.
- Nhu cầu sử dụng nước: Tổng diện tích đất tưới hiện tại là 13.631 ha, trong đó diện tích lúa chiếm khoảng 5.658 ha. Nhu cầu nước tưới cho cây lúa được tính toán chi tiết theo từng vụ Đông Xuân, Hè Thu và Mùa, với mức tưới được xác định dựa trên cân bằng nước mặt ruộng và hệ số cây trồng Kc dao động từ 1,1 đến 1,3 tùy giai đoạn sinh trưởng.
- Cân bằng nước và phân vùng cấp nước: Kết quả tính toán cân bằng nước cho toàn bộ lưu vực và các vùng cấp nước cho thấy khả năng khai thác nguồn nước hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu trong mùa khô, đặc biệt là sau khi chuyển đổi cơ cấu cây trồng và tăng diện tích nuôi trồng thủy sản.
- Dự báo đến năm 2025: Khả năng cấp nước của hệ thống hồ chứa sẽ giảm do biến đổi khí hậu và tăng nhu cầu sử dụng nước, đòi hỏi phải có kế hoạch quản lý và phân phối nước hợp lý để đảm bảo phát triển bền vững.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân chính của tình trạng thiếu hụt nước là do lượng mưa không đều, mùa khô kéo dài và hệ thống công trình thủy lợi xuống cấp, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả cho thấy sự cần thiết của việc áp dụng các mô hình cân bằng nước và phân phối nguồn nước theo lưu vực sông để tối ưu hóa sử dụng tài nguyên nước. Việc ứng dụng phần mềm CROPWAT và GIS giúp nâng cao độ chính xác trong tính toán nhu cầu nước và lập bản đồ phân vùng cấp nước, từ đó hỗ trợ ra quyết định quản lý hiệu quả hơn.
Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân phối dòng chảy theo tháng, bảng cân bằng nước từng vùng cấp nước, và bản đồ phân vùng cấp nước, giúp minh họa rõ ràng sự biến động nguồn nước và nhu cầu sử dụng trong lưu vực.
Đề xuất và khuyến nghị
- Tăng cường đầu tư nâng cấp hệ thống thủy lợi: Cải tạo, mở rộng dung tích các hồ chứa Hội Sơn, Cây Gai và Cây Ké nhằm tăng khả năng trữ nước mùa mưa, đảm bảo cấp nước trong mùa khô. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Bình Định, thời gian: 2023-2025.
- Xây dựng kế hoạch phân phối nước hợp lý theo mùa và vùng: Áp dụng mô hình cân bằng nước và phân vùng cấp nước để điều tiết nguồn nước, ưu tiên cấp nước cho các vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm và nuôi trồng thủy sản. Chủ thể: Ban Quản lý lưu vực sông, thời gian: 2023-2024.
- Khuyến khích chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp với nguồn nước: Giảm diện tích trồng lúa năng suất thấp, tăng diện tích cây màu và cây công nghiệp ngắn ngày có nhu cầu nước thấp hơn, nhằm giảm áp lực sử dụng nước. Chủ thể: UBND các huyện Phù Mỹ, Phù Cát, thời gian: 2023-2025.
- Phát triển hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung từ nguồn nước mặt: Xây dựng các công trình cấp nước sinh hoạt tập trung, giảm khai thác nước ngầm quá mức, bảo vệ nguồn nước ngầm và đảm bảo an toàn nguồn nước cho người dân. Chủ thể: Sở Xây dựng, thời gian: 2023-2026.
- Tăng cường công tác quản lý, giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo về tiết kiệm và bảo vệ nguồn nước, đồng thời áp dụng công nghệ giám sát hiện đại để quản lý nguồn nước hiệu quả. Chủ thể: UBND tỉnh, các tổ chức xã hội, thời gian: liên tục từ 2023.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
- Các nhà quản lý tài nguyên nước và quy hoạch thủy lợi: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và mô hình quản lý phân phối nước theo lưu vực, hỗ trợ ra quyết định chính sách và quy hoạch phát triển bền vững.
- Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật tài nguyên nước, môi trường: Tài liệu chi tiết về phương pháp tính toán dòng chảy, cân bằng nước và ứng dụng phần mềm chuyên dụng giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng nghiên cứu.
- Các cơ quan phát triển nông nghiệp và thủy sản: Thông tin về nhu cầu nước tưới, nuôi trồng thủy sản và chuyển đổi cơ cấu cây trồng giúp hoạch định chiến lược phát triển sản xuất phù hợp với nguồn nước.
- Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư trong vùng: Hiểu rõ về tình trạng nguồn nước, các thách thức và giải pháp quản lý nước, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ và sử dụng nước hiệu quả.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao cần lập kế hoạch quản lý và phân phối nguồn nước theo lưu vực sông?
Quản lý theo lưu vực sông giúp đồng bộ hóa việc khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn nước, tránh xung đột giữa các vùng hạ lưu và thượng lưu, đồng thời tối ưu hóa nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội.Phần mềm CROPWAT 8.0 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
CROPWAT 8.0 hỗ trợ tính toán nhu cầu nước tưới cho cây trồng dựa trên dữ liệu khí tượng thủy văn và đặc điểm sinh trưởng cây, giúp xác định mức tưới hợp lý, tiết kiệm nước và nâng cao hiệu quả sản xuất.Làm thế nào để cân bằng giữa nhu cầu nước và nguồn nước hạn chế trong mùa khô?
Cần áp dụng mô hình cân bằng nước, phân vùng cấp nước ưu tiên, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, nâng cấp công trình thủy lợi và điều tiết nguồn nước hợp lý để đảm bảo cung cấp nước đủ và kịp thời.Tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước lưu vực sông La Tinh là gì?
Biến đổi khí hậu làm lượng mưa không đều, mùa khô kéo dài hơn, gây thiếu hụt nguồn nước, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng và sinh hoạt, đòi hỏi phải có kế hoạch quản lý nước thích ứng và bền vững.Làm thế nào để giảm khai thác nước ngầm quá mức trong vùng?
Phát triển hệ thống cấp nước mặt tập trung, nâng cao nhận thức cộng đồng về tiết kiệm nước, áp dụng công nghệ giám sát và quản lý khai thác nước ngầm, đồng thời xây dựng chính sách hạn chế khai thác bừa bãi.
Kết luận
- Nguồn nước trên lưu vực sông La Tinh có hạn chế về lượng và phân bố không đều theo mùa, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội.
- Hệ thống hồ chứa và công trình thủy lợi hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng nước, đặc biệt trong mùa khô và sau khi chuyển đổi cơ cấu cây trồng.
- Việc áp dụng mô hình cân bằng nước, phân vùng cấp nước và công nghệ tính toán hiện đại là cần thiết để lập kế hoạch quản lý và phân phối nước hiệu quả.
- Đề xuất các giải pháp nâng cấp công trình, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, phát triển cấp nước sinh hoạt tập trung và tăng cường quản lý nguồn nước nhằm đảm bảo phát triển bền vững.
- Tiếp tục nghiên cứu, cập nhật dữ liệu và giám sát thực hiện kế hoạch quản lý nguồn nước đến năm 2025 và các giai đoạn tiếp theo để thích ứng với biến đổi khí hậu và nhu cầu phát triển.
Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng trong việc phát triển bền vững tài nguyên nước lưu vực sông La Tinh. Đề nghị các cơ quan chức năng sớm triển khai các giải pháp đề xuất nhằm bảo đảm an ninh nguồn nước và phát triển kinh tế xã hội ổn định.