Luận án tiến sĩ: Tối ưu vận hành trữ nước tưới giảm thiểu tác động hạn hán đến sản xuất nông ...

• Tác giả: Nguyễn Quang An
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Tùng Phong
• Trường học: Viện Khoa Học Thủy Lợi Việt Nam
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước
• Đề tài: Nghiên Cứu Tối Ưu Vận Hành Trữ Nước Tưới Giảm Ảnh Hưởng Hạn Hán Đến Nông Nghiệp Vùng Hạ Du Sông Cả
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của luận án
• 0.2. Mục tiêu của luận án
• 0.3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
• 0.4. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận
• 0.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
• 0.6. Những đóng góp mới của luận án
• 0.7. Bố cục của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Hạn hán và những tác động của hạn hán đối với nông nghiệp
• 1.1.1. Hạn hán và nguyên nhân
• 1.1.2. Những tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp trên Thế giới
• 1.1.3. Những tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam
• 1.1.4. Tình hình hạn trong khu vực nghiên cứu
• 1.2. Các nghiên cứu và giải pháp chống hạn
• 1.3. Bài toán tối ưu
• 1.3.1. Tổng quan bài toán tối ưu
• 1.3.2. Các kỹ thuật tối ưu hóa
• 1.3.3. Ưu nhược điểm của các kỹ thuật tối ưu
• 1.3.4. Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tiêu trên thế giới
• 1.3.5. Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tiêu tại Việt Nam
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Giới thiệu khu vực nghiên cứu
• 2.1.1. Sơ lược khu vực nghiên cứu
• 2.1.2. Hiện trạng phát triển nông nghiệp
• 2.1.3. Hiện trạng và ảnh hưởng của hạn hán
• 2.1.4. Một số nhận xét về khu vực nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu và cách tiếp cận
• 2.3. Phương pháp và công cụ nghiên cứu
• 2.3.1. Tính toán nhu cầu nước
• 2.3.2. Tính toán cân bằng nước
• 2.3.3. Tính toán thủy lực
• 2.3.4. Xây dựng bài toán vận hành tối ưu trên hệ thống
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Giải pháp thu trữ nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp trong mùa kiệt
• 3.1.1. Kết quả tính toán nhu cầu nước
• 3.1.2. Kết quả tính toán lượng nước thiếu hụt/cân bằng nước
• 3.1.3. Đề xuất phương án trữ nước cho mùa kiệt
• 3.2. Xây dựng hàm vận hành thời gian thực cho hệ thống 9 xã kênh Lê Xuân Đào để trữ nước cho vùng nghiên cứu
• 3.2.1. Mô hình tiêu
• 3.2.2. Tính toán các số liệu đầu vào
• 3.2.3. Mặt Pareto và giải pháp vận hành
• 3.2.4. Tính toán thử nghiệm cho năm điển hình
• 3.3. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• appendix.1. Danh mục tài liệu tiếng Việt
• appendix.2. Danh mục tài liệu tiếng Anh

Tóm tắt

I. Tối ưu vận hành và trữ nước tưới

Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu vận hành hệ thống trữ nước tưới nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán đến nông nghiệp vùng hạ du sông Cả. Phương pháp tiếp cận từ thực tiễn và hệ thống được áp dụng để xác định nguyên nhân, mức độ hạn hán và đề xuất giải pháp chống hạn. Quản lý nguồn nước và hệ thống tưới tiêu được phân tích kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả sử dụng nước.

1.1. Tối ưu hóa vận hành hệ thống

Nghiên cứu sử dụng các kỹ thuật tối ưu hóa như thuật toán di truyền NSGA II để xây dựng hàm vận hành tối ưu. Mục tiêu là tối thiểu hóa lượng nước thiếu hụt và chi phí vận hành. Các mô hình toán học được áp dụng để tính toán nhu cầu nước, cân bằng nước và thủy lực hệ thống. Kết quả cho thấy việc tối ưu vận hành giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng nước trong mùa kiệt.

1.2. Trữ nước tưới và quản lý nguồn nước

Giải pháp trữ nước tưới được đề xuất nhằm thu trữ nước mùa mưa để sử dụng trong mùa khô. Nghiên cứu xác định lượng nước thiếu hụt và đề xuất phương án trữ nước hợp lý. Quản lý nguồn nước được thực hiện thông qua việc tính toán cân bằng nước và xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu. Điều này giúp giảm thiểu tác động của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp.

II. Giảm ảnh hưởng hạn hán đến nông nghiệp

Nghiên cứu phân tích tác động của hạn hán đến nông nghiệp vùng hạ du sông Cả. Các loại hạn như hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, hạn thủy văn và hạn kinh tế xã hội được xem xét kỹ lưỡng. Biến đổi khí hậu được coi là yếu tố chính làm gia tăng tình trạng hạn hán. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp để giảm thiểu tác động này.

2.1. Tác động của hạn hán đến nông nghiệp

Hạn hán gây thiếu hụt nước nghiêm trọng, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng và đời sống người dân. Nghiên cứu chỉ ra rằng hạn nông nghiệp là loại hạn phổ biến nhất tại vùng hạ du sông Cả. Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ hạn hán, đòi hỏi các giải pháp quản lý nước hiệu quả hơn.

2.2. Giải pháp giảm thiểu hạn hán

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp như cải thiện hệ thống tưới tiêu, thay đổi cơ cấu cây trồng và tăng cường trữ nước tưới. Việc áp dụng các kỹ thuật tối ưu hóa trong quản lý nước giúp giảm thiểu tác động của hạn hán. Các giải pháp này có thể áp dụng cho các vùng có điều kiện tương tự.

III. Phát triển bền vững nông nghiệp vùng hạ du

Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của phát triển bền vững trong nông nghiệp vùng hạ du sông Cả. Quy hoạch tài nguyên nước và quản lý nguồn nước hiệu quả là yếu tố then chốt để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển kinh tế. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp dài hạn để ứng phó với biến đổi khí hậu và hạn hán.

3.1. Quy hoạch tài nguyên nước

Nghiên cứu đề xuất quy hoạch tài nguyên nước dựa trên việc tính toán cân bằng nước và nhu cầu sử dụng nước. Các giải pháp như xây dựng hồ chứa, cải thiện hệ thống kênh mương và áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước được khuyến nghị. Điều này giúp đảm bảo nguồn nước ổn định cho sản xuất nông nghiệp.

3.2. Phát triển bền vững nông nghiệp

Nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của phát triển bền vững trong nông nghiệp. Các giải pháp như đa dạng hóa cây trồng, áp dụng kỹ thuật canh tác tiên tiến và tăng cường quản lý nước được đề xuất. Biến đổi khí hậu đòi hỏi các giải pháp linh hoạt và bền vững để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển kinh tế.