CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.1Tình hình chung Để đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong công tác tưới cho cây trồng, đến nay có nhiều phương pháp luận, kỹ thuật và công cụ cũng như phương thức đánh giá. Các phương pháp này khá hữu dụng trong đánh giá sự hoạt động của các hệ thống tưới. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế khi áp dụng những phương pháp này.
Oad va Podmore (1989) đã định nghia một đại lượng, gọi là " Cấp nước tương đối". Đại lượng này là tỷ số giữa lượng nước cấp (gồm lượng nước tưới cộng với lượng mưa) và yêu cầu (gồm bốc thoát hơi nước cộng với lượng nước rò rỉ và thấm sâu) để đánh giá xem mức độ nước tưới được quản lý tốt như thế nào dưới các mức cấp khác nhau. Molden và Gates (1990) đã định nghĩa các mục tiếu hệ thống phân nước tưới gồm: độ chính xác, hiệu quả, độ tin cậy và sự công bằng của việc phân nước và đã phát triển các phương pháp đo sự hoạt động bằng các thuật ngữ cho phép phân tích hiệu quả của các hệ thống phân nước tưới phục vụ các mục đích đánh giá, quy hoạch và thiết kế. Các phương pháp này cung cấp một sự đánh giá định lượng không chỉ hoạt động của toàn hệ thống mà còn đáng giá xem sự hoạt động này có thể bị hạn chế bởi sự kém cỏi của công trình hoặc của quản lý.
Sakthivadivel và đồng nghiệp (1993) đã thảo luận sự hữu ích và việc sử dụng khái niệm " Cấp nước tương đối - RWS" để đánh giá sự hoạt động của các hệ thống tưới với sự đề cập đặc biệt đến các hệ thông tưới lúa. Về mặt khái niệm, khái niệm này được định nghĩa là tỷ số giữa nước cấp với yêu cầu nước liên quan với các cây trồng thực tế, thời kỳ sinh trưởng với các biện pháp canh tác thực tế được dùng và cho một khu tưới thực tế. Mặc dù những thuận lợi của khái niệm là tiện lợi cho phân tích và sáng tỏ các khoảng cách thời gian và vị trí khác nhau, nhưng các giá trị RWS đối với các 4 khoảng thời gian dài hơn lại biểu lộ một vài sự mâu thuẫn. Đó là bởi vì khái niệm này không xem xét sự trữ trên ruộng lúa trong mùa sinh trưởng của cây trồng.
Để khắc phục hạn chế này, khái niệm " cấp nước tương đối lũy tích - CRWS" yêu cầu được tính toán trong các khoảng thời gian ngắn (ví dụ tuần hoặc là ngày) bắt đầu từ một thời gian cụ thể trong mùa. Thuận lợi chính của CRWS so với RWS là nó có thể được dùng để miêu tả sinh động tỷ lệ nước cấp với yêu cần nước đầy ý nghĩa cho cả mùa, trong khi đó RWS chỉ hữu dụng cho việc đánh giá tỷ lệ này cho một giai đoạn cụ thể trong mùa. Mặc dù có những thuận lợi như đã nói ở trên, nhưng những khái niệm này chỉ có thể được dùng để đánh giá sự hoạt động của hệ thống tưới trong đó chỉ xem xét đến nông nhiệp được tưới. Trong những trường hợp mà có nhiều loại hình sử dụng nước khác như nước sinh hoạt và cây mọc hoang thì nhưng khái niệm này bị hạn chế.
Murray - Rust và Snellen (1993) đã định nghĩa sự hoạt động , mục đích , mục tiêu và các chỉ số hoạt động của một hệ thống tưới và gợi ý một khung đánh giá sự hoạt động và phán đoán dựa trên các định nghĩa này. Bos và đồng nghiệp (1993) đã cung cấp một khung mà những nhà quản lý tưới có thể sử dụng để đánh giá hoạt động tưới dựa trên khung đánh giá do Murray - Rust và Snellen (1930) đã gợi ý. Có thể thấy rằng khung đánh giá và các chỉ số được gợi ý ở trên nhằm vào các mục tiêu dự kiến đề ra và mức độ đạt được chúng trong quá trình hoạt động thực tế của hệ thống tưới. Các chỉ số được nhận ra trong các loại hình khác nhau để chỉ ra các khía cạnh đạt được từ sự hoạt động của hệ thống tưới theo một cách thực chi tiết hơn.
Phương thức này hữu ích cho việc đánh giá sự hoạt động ở mức độ hệ thống. Tuy nhiên, có một số khó khăn. Chẳng hạn, những mục tiêu nào sẽ được lựa chọn trong các quá trình đánh giá sự hoạt động của hệ thống cũng như những sự thay đổi trong các mục tiêu sẽ dẫn tới việc cần phải xem xét lại. Hơn nữa, sự tiêu thụ nưới thực tế trong các hệ thông tưới không được chỉ ra một cách rõ ràng.
Một số loại hình sử dụng khác ( từ thực vật tự nhiên trong khu tưới, từ các khu vườn, từ sinh 5 hoạt, công nghiệp,v.) không được kể đến trong các đánh giá này. Vì vậy hiệu quả được sử dụng nước trong hệ thống tưới vẫn chưa được đánh giá đầy đủ hơn. Bos(1997) tóm tắt các chỉ số hoạt động được dùng trong chương trình nghiên cứu về sự hoạt động tưới, trong đó có khoảng 40 chỉ số hoạt động đa nguyên tắc được định lượng và khảo sát , dựa trên tập chỉ số hoạt động được Bos và đồng nghiệp (1993) miên tả. Các chỉ số này rất phù hợp cho sử dụng trong đánh giá sự hoạt động tưới tiêu.
Các nghiên cứu trước đây và các chỉ số hiệu quả sử dụng nước được định nghĩa vẫn quan tâm đến hiệu quả sử dụng nước liên quan đến các yếu tố dòng chảy, đất và năng suất, sản lượng cây trồng (trong đó chủ yếu là đề cập đến khả năng đáp ứng tiêu chuẩn và mục tiêu đặt ra). Các chỉ số này khá có ý nghĩa đối với các người quản lý hệ thống tưới - những người quan tâm đến việc vận hành hệ thống hàng ngày. Tuy nhiên, những nghiên cứu trước đây chưa chú trọng vào mối liên quan giữa nước, đất và giá trị đầu ra. Thực chất mà nói, đối với một hệ thống tưới, hiệu quả sử dụng nước của nó phải được đánh giá ở khía cạnh giá trị kinh tế cho một đơn vị nước và vấn đề này đã được R.Sakthivadived và đồng nghiệp (1999) nghiên cứu.
Tháng 5/1994 hội thảo vùng Châu Á - Thái Bình Dương về " Đánh giá hiệu quả tưới trong nền nông nghiệp bền vững" tại Bangkok (Thái Lan) các chuyên gia đã nhất trí về các thông số đánh giá hiệu quả tưới. Tuy rằng, mỗi nước có các mục tiêu khác nhau tùy theo điều kiện của hệ thống tưới khác nhau. Các thông số để đánh giá hiểu quả tưới gồm: 1. Hệ thống phân phối nước (bao gồm công trình trên kênh) - Hiệu quả vận chuyển nước ở các cấp kênh; - Hiệu quả phân phối nước; - Bồi lắng và cỏ rác.
Hiệu quả tưới mặt ruộng - Hệ số quay vòng đất; - Hiệu ích tưới; - Hiệu quả sử dụng nước. hiệu quả môi trường trong hệ thống tưới - Mức độ nhiễm mặn, kiềm hóa; - Ngập úng; - Cỏ dại trong kênh nước có đọng. Hiệu quả xã hội - Lao động ; - Sở hữu ruộng đất; - Giới trong hoạt động tưới; - Sự thỏa mãn của nông dân. Hiệu quả đa mục tiêu 6.Hiệu quả về kinh tế Tuy nhiên, việc xác định một số thông số chưa rõ ràng (giới, sở hữu ruộng đất,.), chưa có quy dịnh cụ thể nào cho việc xác định các thông số này vì vậy đây là một hạn chế trong việc đánh giá hiệu quả cảu hệ thống tưới.2 Kết quả đánh giá hệ thống thủy nông ở một số nước trên thế giới 1.
Tại Pakistan và Srilanca Năm 1993, IWMI đã có nghiên cứu liên quan đến đánh giá hiệu quả phân phối nước của dự án tưới tại Pakistan và Srilanca. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả tưới được chuyên gia IWMI và Srilanca đưa ra là: + Chỉ tiêu lượng nước dùng trên 1 đơn vị diện tích đất canh tác; + Năng suất cây trồng; + Thu thập trên 1 ha đất canh tác; + Sản lượng trên 1m3 nước tưới; + Sự công bằng trong phân phối nước ở đầu và cuối nguồn nước. Tại Ấn Độ Năm 1989, Ấn Độ đã xuất bản 2 tác phẩm " Tiêu chuẩn đo đạc quản lý vận hành hệ thống tưới" và " Giám sát đánh giá hệ thống tưới". Tiếp sau đó các chuyên gia Ấn Độ và IWMI đã đánh giá hệ thống tưới Sía có sự trợ giúp của công nghệ 7 viễn thám và các mô hình thủy lực, đánh giá hệ thống tưới Bhakra với sự giúp của công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS).
Để nâng cao hiệu quả tưới nói chung và cụ thể là đảm bảo đọ tin cậy trong việc phân phối nước cho người sử dụng, nhiều hệ thống tưới ở Ấn Độ, cả các hệ thống đang hoạt động và hệ thống mới xây dựng đã tiến hành nâng cao quản lý nước bằng các cách quan trắc và điều hành các công trình và các thông số từ xa. Ở hầu hết các hệ thống đều chọn một đoạn kênh đang hoạt động làm mẫu để nghiên cứu và phân tích lợi ích do cải thiện hệ thống quản lý nước và sau đó mở rộng cho vùng rộng hơn (mô hình điểm). Tại Trung quốc Trong các năm 1993-1994, Trung Quốc đã tiến hành đánh giá 195 hệ thống tưới lớn với 3 mức đánh giá: + Mức 1: Đánh giá kết cấu công trình hoặc kênh mương; + Mức 2: Đánh giá toàn bộ hệ thống ; + Mức 3: Đánh giá cải tạo hệ thống. Kết quả đánh giá cho thấy : 70% công trình đầu mối bị xuống cấp hoặc trong tình trạng nguy hiểm, 16% mất khả năng làm việc, 10% bị bỏ hoang, chỉ có có 4% làm việc bình thường.
Đối với kênh mương: 60% chuyển nước tốt, 21% xuống cấp nghiêm trọng, 9% mất khả năng làm việc, 10% bị bỏ hoang. Đối với các trạm bơm: 36% mất khả năng làm việc, 32% xuống cấp hoặc trong tình trạng nguy hiểm.Tại Malaysia Từ những năm 1990, đã bắt đầu đánh giá ở 8 vùng trọng điểm lúa với nội dung chính là đánh gia hiệu quả sử dụng nước. trong quá trình đánh giá các chỉ tiêu đã được sử dụng như: Tỷ lệ cấp nước tương đối, hiệu quả tưới, chỉ tiêu sử dụng nước, hệ số quay vòng đất,. IWMI đã cso nghiên cứu ở Kerian năm 1991 cho thấy chỉ số hiệu quả dùng nước từ 0,035I0,271 kg/m3, trung bình 0,12 kg/m3 , trong khi đó theo tài liệu của FAO với hệ thống tưới lúa cho việc sử dụng nước có hiệu quả chỉ số này nằm trong khoảng từ 0,7 I1,1kg/m3 8 5.