Nghiên cứu đề xuất giải pháp khoa học công nghệ khai thác hiệu quả công trình thủy lợi vùng ven biển đồng bằng bắc bộ trường hợp nghiên cứu cho tỉnh thái bình

LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: Nguyễn Tiến Trinh; Mã số: 182800087
Lớp: 26Q22; Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước
Khoa: Kỹ thuật Tài nguyên nước
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn thạc sĩ này là cơng trình nghiên cứu của cá nhân học viên,
dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Ngô Văn Quận và PGS.TS Phạm Văn Chiến.
Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ
bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu
(nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Học viên

Nguyễn Tiến Trinh

i


LỜI CÁM ƠN
Trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn này học viên đã được gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp tận tình giúp đỡ về mặt tinh thần cũng như vật chất. Bên
cạnh đó, nhà trường đã tạo điều kiện, quý thầy cô đã tận tình dạy bảo hướng dẫn. Đặc
biệt tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS Ngô Văn Quận
và PGS. TS. Phạm Văn Chiến đã tận tình giúp đỡ trong việc chọn đề tài và định hướng
nghiên cứu trong quá trình thực hiện đề tài này. Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến nhóm nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu các giải pháp khoa học và công nghệ
nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL vùng ven biển Bắc Bộ, trường hợp nghiên cứu cho
tỉnh Thái Bình” đã hỗ trợ và cung cấp số liệu, tài liệu để tơi hồn thành luận văn này.
Trong thời gian thực hiện đề tài bản thân tôi đã hết sức cố gắng, nỗ lực để đạt được kết
quả tốt nhất. Tuy nhiên, vẫn cịn nhiều sai sót kính mong sự đóng góp ý kiến của q
thầy cơ và các bạn. Một lần nữa, xin gởi đến quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp lời
cảm ơn chân thành nhất.
Trân trọng cảm ơn!

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... viii
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ...............................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .......................................................................................2
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................3
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................................3
4.1 Cách tiếp cận .........................................................................................................3
4.2 Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................3
CHƯƠNG 1 ....................................................................................................................4
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .....................................................................................4
1.1 Tổng quan về các nghiên cứu liên quan ....................................................................4
1.1.1 Tổng quan các nghiên cứu liên quan trên thế giới ............................................4
1.1.2 Tổng quan các nghiên cứu liên quan trong nước ..............................................9
1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu ....................................................................................14
1.2.1 Vùng ven biển đồng bằng Bắc bộ và lựa chọn khu vực nghiên cứu ................14
1.2.2 Đặc điểm và điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu ............................................17
1.2.3 Tình hình kiện kinh tế - xã hội..........................................................................23
1.2.4 Thực trạng tác động đến vùng ven biển tỉnh Thái Bình ...................................26
CHƯƠNG 2 ..................................................................................................................32
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................32
2.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn đề xuất các giải pháp .....................................................32

2.2 Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................32
2.3 Giới thiệu về mô hình thủy lực và lựa chọn mơ hình ..............................................33
2.4 Thiết lập mơ hình Mike 11: .....................................................................................38
2.4.1. Phạm vi tính tốn và biên mơ hình: ................................................................ 38
2.4.2. Tài liệu cơ bản sử dụng để tính tốn............................................................... 39
2.5 Các kịch bản tính tốn ............................................................................................. 41
2.6 Phương pháp tính tốn nhu cầu nước khu vực ........................................................43
iii


CHƯƠNG 3 ..................................................................................................................47
KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP .....................................................................47
3.1 Kết quả tính tốn mơ phỏng và phân tích đánh giá .................................................47
3.1.1. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình .......................................................47
3.1.2 Kết quả tính tốn thủy lực mực nước, lưu lượng các kịch bản ........................51
3.1.3 Kết quả tính tốn xâm nhập mặn .....................................................................54
3.1.4 Đánh giá tác động của thượng nguồn đến vận hành của các CTTL ...............62
3.2 Kết quả tính tốn nhu cầu nước tưới cho nơng nghiệp............................................63
3.2.1 Nhu cầu nước tưới hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình ......................................63
3.2.2 Nhu cầu cấp nước cho thủy sản .......................................................................64
3.3 Đề xuất giải pháp KHCN phát triển mơ hình sản xuất cho vùng ven biển .............66
3.3.1 Giải pháp cải tạo, nâng cấp và hoàn thiện hệ thống thủy lợi phục vụ trồng trọt
...................................................................................................................................66
3.3.2 Giải pháp cải tạo hoàn thiện HTTL phục vụ mơ hình ni trồng thủy sản .....69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................97
1. KẾT LUẬN ...............................................................................................................97
2. KIẾN NGHỊ ...............................................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................100

iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1- 1: Phạm vi vùng ven biển Bắc Bộ ....................................................................14
Hình 2- 1:Các điểm nút tính tốn cho các đặc trưng mực nước và lưu lượng trong mơ
hình thủy lực một chiều .................................................................................................35
Hình 2- 2: Sơ đồ mạng sơng tính tốn ...........................................................................38
Hình 2- 3: Sơ đồ tính tốn nhu cầu nước cho cây trồng ................................................46
Hình 3- 1: Kết quả hiệu chỉnh mặn tại một số vị trí ......................................................50
Hình 3- 2: Diễn biến mặn trên sông Ninh Cơ tháng 12/2007 .......................................55
Hình 3- 3: Diễn biến mặn trên sơng Trà Lý tháng 12/2007 ..........................................55
Hình 3- 4: Diễn biến mặn trên sơng Ninh Cơ tháng 1/2008 .........................................56
Hình 3- 5: Diễn biến mặn trên sơng Trà Lý tháng 1/2008 ............................................56
Hình 3- 6: Diễn biến mặn trên sơng Ninh Cơ tháng 2/2008 .........................................56
Hình 3- 7: Diễn biến mặn trên sông Trà Lý tháng 2/2008 ............................................57
Hình 3- 8: Diễn biến mặn trên sơng Ninh Cơ tháng 3/2008 .........................................57
Hình 3- 9: Mực nước và độ mặn theo các mốc nước biển dâng tại cống Thái Hạc (sơng
Hồng) ............................................................................................................................. 58
Hình 3- 10: Mực nước và độ mặn tại cống Thái Hạc (sông Hồng) khi hồ xả bình
thường và xả gia tăng cấp nước .....................................................................................58
Hình 3- 11: Mực nước và độ mặn theo các mốc nước biển dâng tại cống Dục Dương
(sơng Trà Lý) .................................................................................................................59
Hình 3- 12: Mực nước và độ mặn tại cống Dục Dương (sông Trà Lý) khi hồ xả bình
thường và xả gia tăng cấp nước .....................................................................................59
Hình 3- 13: Mực nước và độ mặn theo các mốc nước biển dâng tại cống Hệ (sơng
Hóa) ............................................................................................................................... 59
Hình 3- 14: Mực nước và độ mặn tại cống Hệ (sơng Hóa) khi hồ xả bình thường và xả
gia tăng cấp nước ...........................................................................................................59
Hình 3- 15: Mơ hình thốt nước riêng biệt theo mặt bằng ............................................69
Hình 3- 16: Mơ hình cấp thốt nước riêng biệt theo thời gian ......................................70

Hình 3- 17: Sơ đồ bố trí tổng thể vùng ni tơm cơng nghiệp ......................................71
Hình 3- 18: Mơ tả vùng nghiên cứu ..............................................................................74
Hình 3 - 19: Phạm vi và hiện trạng vực xây dựng mơ hình ..........................................79
Hình 3- 20: Vị trí khu B1 và B2 ....................................................................................83
Hình 3- 21: Sơ đồ bố trí kênh cấp – kênh tiêu khu ni tơm cơng nghiệp ...................86
v


Hình 3- 22: Sơ đồ bố trí khu ni loại A, loại B và loại C (từ trái sang phải) ..............86
Hình 3- 23: Mặt cắt kênh cấp N1, N2 ...........................................................................87
Hình 3- 24: Mặt cắt kênh tiêu T1, T2 ............................................................................88
Hình 3- 25: Mặt cắt kênh B1, B2 ..................................................................................90
Hình 3- 26: Sơ đồ bố trí trong một khu ni độc lập ....................................................90
Hình 3- 27: Sơ đồ bố trí cao độ đáy ao từng khu nuôi tôm công nghiệp và độ dốc kênh
dẫn .................................................................................................................................91
Hình 3- 28: Sơ đồ bố trí cao độ đáy kênh cấp, kênh tiêu tại từng vị trí đầu mối ..........92
Hình 3- 29: Sơ đồ bố trí cao độ thành kênh cấp, kênh tiêu tại từng vị trí đầu mối .......92
Hình 3- 30: Mặt cắt chi tiết mái ao BT M150 ............................................................... 93

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2 - 1: Địa hình lịng dẫn sơng Hồng- Thái Bình ..................................................39
Bảng 2 - 2: Các trạm thủy văn dùng để hiệu chỉnh và kiểm định thông số mơ hình
MIKE11 .........................................................................................................................40
Bảng 2 - 3: Lưu lượng trung bình tháng các giai đoạn tại Sơn Tây .............................. 41
Bảng 2 - 4: Lưu lượng trung bình theo mùa các giai đoạn tại Sơn Tây ........................42
Bảng 2 - 5: Các kịch bản tính tốn phục vụ đánh giá nguồn nước đến hạ du ...............43
Bảng 3- 1: Kết quả hiệu chỉnh mơ hình tại một số trạm theo lũ năm 9/828/8/1996 ...47

Bảng 3- 2: Kết quả kiểm định mơ hình tại một số trạm theo lũ năm 2008 ...................48
Bảng 3- 3: Kết quả thử nghiệm (hiệu chỉnh) mơ hình mùa kiệt với 1/1/200131/3/2001
.......................................................................................................................................49
Bảng 3- 4: Kết quả kiểm định mơ hình tại một số trạm trong mùa kiệt từ 1/12/2002 đến
31/4/2003 .......................................................................................................................49
Bảng 3- 5: Kết quả tính tốn mực nước, lưu lượng tại các vị trí mùa kiệt ....................51
Bảng 3- 6: Lưu lượng trung bình tháng các giai đoạn tại Sơn Tây ............................... 53
Bảng 3- 7: Lưu lượng trung bình theo mùa các giai đoạn tại Sơn Tây .........................53
Bảng 3- 8: Tổng nhu cầu nước tại đầu mối giai đoạn 2010 ........................................63
Bảng 3- 9: Tổng nhu cầu nước tại đầu mối giai đoạn 2020- Sử dụng đất 2020............63
Bảng 3- 10:Tổng nhu cầu nước tại đầu mối giai đoạn 2030-Kịch bản sử dụng đất 2030
.......................................................................................................................................63
Bảng 3- 11: Nhu cầu cấp nước cho NTTS tại cơng trình đầu mối giai đoạn 2010 .......64
Bảng 3- 12: Nhu cầu cấp nước cho nuôi trồng thủy sản tại đầu mối giai đoạn 2020 ...64
Bảng 3- 13: Nhu cầu cấp nước cho nuôi trồng thủy sản tại đầu mối giai đoạn 2030 ...64
Bảng 3- 14: Phân tích ưu – nhược điểm các phương án ...............................................79
Bảng 3- 15: Bảng tổng mức đầu tư................................................................................95

vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TT Kí hiệu

Giải thích

1

BNN

Bộ Nơng nghiệp

2

BĐKH

Biến đổi khí hậu

3

HTTL

Hệ thống thủy lợi

4

NN&PTNT

Nơng nghiệp và phát triển nơng thơn

5

PCTT

Phịng chống thiên tai

6

KH&CN

Khoa học và Cơng nghệ

7

CTTL

CTTL

8

SX

Sản xuất

9

SXNN

Sản xuất nông nghiệp

11

TLNĐ

Thuỷ lợi nội đồng

12

SCADA

Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu

13

TW

Trung ương

14

KTCTTL

Khai thác cơng trình thuỷ lợi

15

NTM

Nông thôn mới

16

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

17

GS&ĐK

Giám sát và điều khiển

18

QLKT CTTL quản lý khai thác CTTL

viii


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây dưới tác động của thiên tai như hạn hán, lũ lụt, xâm nhập
mặn và đặc biệt biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng mạnh đến các hoạt động sản xuất vùng
ven biển. Bên cạnh đó, hệ thống các cơng trình thuỷ lợi hiện hữu đã bộc lộ nhiều chế
là nguyên nhân trực tiếp ảnh hưởng đến yêu cầu tưới, tiêu, công tác sản xuất nông
nghiệp các vùng ven biển nói chung và bùng đồng bằng Bắc bộ nói riêng. Với chiều
dài 420 km bờ biển vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ trải dài trên các tỉnh Quảng
Ninh, Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình, có diện tích đất tự nhiên là
682.910ha trong đó diện tích đất canh tác nông nghiệp là 145.452ha đang chịu tác
động mạnh bởi thiên tai xảy ra hàng năm.
Là một trong 5 tỉnh đặc thù đại diện cho vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ, Thái Bình
có địa hình chủ yếu là những cánh đồng bằng phẳng thuận lợi cho việc thâm canh tăng
vụ trong sản xuất nơng nghiệp, trong đó lúa là cây lương thực chủ đạo và có ý nghĩa
quan trọng nhất cả về diện tích và sản lượng trong tỉnh. Tuy nhiên, với diễn biến phức
tạp về điều kiện khí tượng, thuỷ văn như biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và xuống
cấp của cơng trình thuỷ lợi trong khu vực ven biển đã ảnh hưởng trực tiếp công tác sản
xuất nông nghiệp của khu vực. Cụ thể, (1) các các cơng trình thuỷ lợi (CTTL) hầu hết
xây dựng đã lâu, mặc dù có quan tâm cải tạo nhưng vẫn xuống cấp khá nhiều, giảm hiệu
quả tưới, tiêu và vận hành khơng an tồn. Ở một số vùng, ruộng đồng phân tán nhỏ hẹp,

cơng trình tưới hầu hết là cơng trình nhỏ, tạm chưa được kiên cố hố nên gây tổn thất
nước lớn, hiệu quả sử dụng nước thấp. Đặc biệt là sự thiếu đồng bộ trong đầu tư, khai
thác vận hành giữa đầu mối và các hệ thống cống, kênh, không đáp ứng được các yêu
cầu phát triển sản xuất hiện tại cũng như đáp ứng yêu cầu phát triển sản xuất nông
nghiệp trong các năm tới. (2) Hơn nữa, hầu hết các tuyến đê biển có thể chống được
mức nước triều cao tần suất 5% có bão cấp 9. Tuy nhiên, do tác động thường xuyên
của mưa, bão, sóng lớn nên đến nay hệ thống đê biển vẫn còn các tồn tại như: Một số
đoạn trước đây có rừng cây chắn sóng bị phá huỷ. Dải cây chắn sóng trước đê biển
nhiều nơi chưa có, có nơi đã có nhưng do cơng tác quản lý, bảo vệ còn bất cập nên bị
phá hoại, còn 257,5 km/379 km đê cửa sông, đê biển chưa đảm bảo cao trình thiết kế.
1


Đa số các tuyến đê ban đầu được đắp có chiều rộng mặt đê B< 3,0m, chiều rộng mặt
đê nhỏ gây khó khăn cho việc giao thơng cũng như kiểm tra, ứng cứu đê; hầu hết mặt
đê chưa được gia cố cứng hoá nên khi mưa lớn hoặc trong mùa mưa bão mặt đê
thường bị sạt lở, lầy lội, nhiều đoạn không thể đi lại được. (3) Nguồn nước ngọt cấp
cho sản xuất và dân sinh trong khu vực ven biển duy nhất từ dịng chính sơng Hồng –
sơng Thái Bình phân vào các nhánh sơng, các cống lấy nước và các trạm bơm. Tuy
nhiên, về mùa kiệt, lưu lượng về hạ du giảm, mực nước sông Hồng xuống thấp, dòng
chảy kiệt giảm mạnh, điều tiết mực nước thượng lưu từ các hồ chứa, yếu tố địa hình,
chế độ thủy triều và nước biển dâng trong những năm qua đã làm cho ranh giới xâm
nhập mặn ngày một diễn biến phức tạp, độ mặn vượt quá nồng độ cho phép tiến sâu
hơn vào trong khu vực, làm ngưng trệ quá trình lấy nước tưới từ sơng...đã tác động
trực tiếp đến sản xuất nơng nghiệp. (4) Bên cạnh đó, cơng tác quản lý CTTL còn nhiều
bất cập, tồn tại và bộc lộ nhiều vấn đề trong công tác sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng
thuỷ sản trong khu vực.
Với định hướng pháp triển kinh tế xã hội trong vùng ven biển đòi hỏi cần có những giải
pháp khoa học cơng nghệ, các mơ hình quản lý khai thác hiệu quả hệ thống thuỷ lợi hiện
có, mơ hình sản xuất thích ứng, phù hợp với thế mạnh và điện kiện, tình hình cụ thể

trước yêu cầu tái cơ cấu sản xuất nông nghiệp, yêu cầu của xây dựng nông thôn mới
cũng như những thách thức của biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và thiếu hụt nguồn
nước ngọt vùng ven biển. Từ thực trạng về hệ thống thủy lợi ven biển, đã cho thấy rõ
tính cấp thiết phải thực hiện một đề tài nghiên cứu để đưa giải pháp khoa học công
nghệ và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống thủy lợi phục vụ phát triển nông
nghiệp nông thôn trong cơng cuộc xây dựng nơng thơn mới. Vì vậy đề tài “Nghiên
cứu các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL vùng
ven biển Bắc Bộ, trường hợp nghiên cứu cho tỉnh Thái Bình” là thực sự cần thiết
nhằm đề xuất giải pháp khoa học cơng nghệ khai thác hiệu quả cơng trình thủy lợi
trong đó đề xuất giải pháp thủy lợi, mơ hình phát triển ni trồng thuỷ sản thích ứng,
phù hợp vùng ven biển tỉnh Thái Bình.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
a. Mục tiêu tổng quát

2


Đề xuất được giải pháp khoa học và công nghệ cho quy hoạch, cải tạo nâng cấp
cơng trình, mơ hình quản lý nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL ven biển tỉnh Thái Bình.
b. Mục tiêu cụ thể
- Làm rõ được hiện trạng, hiệu quả hoạt động, khả năng đáp ứng của các CTTL trong
phục vụ sản xuất nông nghiệp ở vùng ven biển Bắc Bộ, đặc biệt các công trình thuộc
tỉnh Thái Bình có xét đến tác động của thiên tai và biến đổi khí hậu.
- Đề xuất được các giải pháp khoa học công nghệ cho quy hoạch, cải tạo nâng cấp
cơng trình, mơ hình quản lý nhằm nâng cao hiệu quả các CTTL cho sản xuất nông
nghiệp, và phòng tránh giảm nhẹ thiên tai ven biển tỉnh Thái Bình.
- Đưa ra được đề xuất dưới dạng thiết kế mơ hình áp dụng giải pháp khoa học cơng
nghệ phục vụ phát triển bền vững sản xuất rau màu và cơng tác phịng chống, giảm
nhẹ thiên tai.
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Các huyện ven biển thuộc tỉnh Thái Bình gồm: huyện Thái Thụy, huyện Tiền Hải.
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1 Cách tiếp cận
- Tiếp cận theo mục tiêu:
Khảo sát, thu thập và phân tích các số liệu cần thiết.
- Tiếp cận theo mơ hình:
Các mơ hình tốn, thống kê liên quan đến tính tốn dịng chảy, …
4.2 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập số liệu: Nhằm đánh giá hiện trạng, thu thập
số liệu phục vụ công tác tính tốn, đánh giá.
- Phương pháp kế thừa: Luận văn sử dụng, kế thừa chọn lọc kết quả nghiên cứu từ đề
tài, dự án trên thế giới cũng như tại Việt Nam.
- Phương pháp thống kê phân tích: Thống kê và phân tích các số liệu đo đạc, thu thập
được để phục vụ tính tốn phân tích.
- Phương pháp ứng dụng mơ hình: Luận văn sử dụng mơ hình tốn và các công cụ tiên
tiến trong nghiên cứu

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về các nghiên cứu liên quan
1.1.1 Tổng quan các nghiên cứu liên quan trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, các nước đang phát triển, có thành phần dân cư phần lớn
là nơng dân và nền kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp, luôn được quan tâm giúp đỡ
từ các tổ chức của Liên hợp quốc và chương trình viện trợ của các nước phát triển.
Quan điểm của các tổ chức Quốc tế đối với các nước đang phát triển có nền sản xuất
nơng nghiệp lớn thì phát triển nơng nghiệp, nơng thôn đang được quan tâm và đầu tư
xây dựng, nâng cao hiệu quả các mơ hình sản xuất. Sự quan tâm và được chú trọng

cho các nước có nền nơng nghiệp phát triển là nhiệm vụ hàng đầu của một quốc gia,
nhằm hỗ trợ và thúc đẩy nhau trong quá trình phát triển đi tới một nền nơng nghiệp
bền vững, kéo theo đó là sự phát triển, ổn định của khu vực nông thôn. Như vậy, việc
phát triển các mô hình sản xuất nơng nghiệp thơng minh thích ứng với biến đổi khí hậu
và tác động thiên tai thực sự đang được chú trọng tại các vùng Duyên hải ven biển
nhằm mang lại kinh tế cao và phải triển bền vững thích ứng với khí hậu thời tiết trong
khu vục. Theo tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên Hợp Quốc– FAO (2010) các
tiêu chí về tiếp cận nơng nghiệp thơng minh thích ứng với Biến đổi khí hậu (CSA)
được định nghĩa bởi [4] thì các giải pháp ứng phó trong nuôi trồng thủy sản ven biển
để triển khai các thực hành nuôi trồng thủy sản thông minh với BĐKH bao gồm như
sau: (i) Cải thiện việc sử dụng yếu tố đầu vào cho sản xuất: Tối ưu hoá các yếu tố đầu
vào hướng tới việc sử dụng có hiệu quả các nguyên liệu đầu vào thông qua các biện
pháp kỹ thuật để giảm chi phí sản xuất, giảm ơ nhiễm môi trường và giảm phát thải
KNK. Đồng thời, khai thác sử dụng bền vững nguồn nước: áp dụng các biện pháp/kỹ
thuật ni ít thay nước, tuần hồn nước, xử lý nước thải từ ao ni…; (ii) Đa dạng hóa
và thay đổi cơ cấu con giống ni trồng để thích ứng với BĐKH: thực hiện các thực
hành nuôi trồng thủy sản luân canh, xen canh để tận dụng cơ sở thức ăn tự nhiên, thân
thiện với môi trường, hoặc nghiên cứu các giống mới có đặc điểm chống chịu tốt hơn
với BĐKH; (iii) Kết nối với doanh nghiệp để đẩy mạnh tiêu thụ, quảng bá các sản
phẩm nuôi trồng thân thiện với mơi trường, các sản phẩm ni trồng có trách nhiệm và
giúp giảm thiểu BĐKH để nhân rộng các giải pháp và thực hành về CSA.
4


Bên cạnh đó, đứng trước nhiều thách thức vơ cùng lớn trong công tác sản xuất
nông nghiệp đặc biệt là thách thức từ nguồn nước, từ các ảnh hưởng của BĐKH, việc
ứng dụng các kỹ thuật khoa học công nghệ và các mơ hình sản xuất thơng minh càng
được chú trọng và quan tâm. Ảnh hưởng của BĐKH đã hiện hữu, các nghiên cứu cho
thấy những năm gần đây, biến đổi khí hậu và các dạng thiên tai ngày một tăng với xu
hướng diễn biến phức tạp đã tác động trực tiếp đến các ngành kinh tế nói chung và

ngành sản xuất nơng nghiệp nói riêng. Biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng đến sự thay đổi
lượng mưa và nhiệt độ khơng khí trung bình trong ba thập kỷ qua có sự thay đổi lớn,
và nghiên cứu cũng chỉ ra trong ba thập nhiên tới tại Hàn Quốc ở các lưu vực nhỏ sẽ
tăng tử 6.6% đến 9.3% lượng mưa, và nhiệt độ khơng khú có xu hướng tăng thêm từ
0.80C đến 3.20C (Bae. D.H et al., 2011) [1]. Thêm vào đó, một vài nghiên cứu đã chỉ
ra rằng biến đổi khí hậu có ảnh hưởng khác nhau tại các vùng trên thế giới tại Châu Âu
nhiệt độ trung bình năm có xu hướng tăng nhiều hơn so với nhiệt độ biến đổi khí hầu
trung bình tồn cầu, kết quả cũng chỉ ra nhiệt độ tăng mạnh nhất vào mùa hè vùng Địa
Trung Hải nhưng lượng mưa có xu hướng giảm dần trong thời gian này (Christensen et
al., 2007) [2]. Ngồi ra, tác động của biến đổi khí hậu đã ảnh trựcc tiếp đến chế độ
thủy văn và dòng chảy mặt của lưu vực được thể hiện qua một số kết quả nghiên cứu
như (Lee et al, 2010) [3]. Biến đổi khí hậu đã tác động này đã ảnh hưởng trực tiếp đến
việc quản lý, sử dụng nguồn nước trong sản xuất nơng nghiệp nói chung và sản xuất
ni trồng thuỷ sản nói riêng trong các khu vực đặc biệt là vùng ven biển. Qua đó cho
thấy, để phát triển bền vững kinh tế trong khu vực chịu tác động thì cần có những giải
pháp kho học cơng nghệ, áp dụng các mơ hình sản xuất như phát triển nơng thôn luôn
gắn với phát triển sản xuất nông nghiệp, việc phát triển một nền nông nghiệp ổn định
và bền vững, trong đó thủy lợi là một trong những yếu tố có vai trị then chốt, vì vậy
việc đầu tư xây dựng mới, nâng cấp cải tạo nhằm nâng cao hiệu quả của các CTTL
hiện rất được coi trọng ở các nước đang phát triển có nền kinh tế dựa vào nông nghiệp.
Các nước trên thế giới các nước cũng đẩy mạnh mẽ công tác hạ tầng và hệ thống
thuỷ lợi cũng như đưa các mơ hình sản xuất phù hợp để đạt được các mục tiêu phát
triển, cụ thể tại Thái Lan: sự trợ giúp mạnh mẽ của nhà nước trong phát triển cơ sở hạ
tầng thủy lợi phục vụ nông nghiệp và xây dựng nông thôn mới. Thái Lan vốn là một
nước nông nghiệp truyền thống với dân số nông thôn chiếm khoảng 80% dân số cả
nước. Trong xây dựng kết cấu hạ tầng, Nhà nước đã có chiến lược trong xây dựng và
5


phân bố hợp lý các CTTL lớn phục vụ cho nông nghiệp. Hệ thống thủy lợi bảo đảm tưới

tiêu cho hầu hết đất canh tác trên tồn quốc, góp phần nâng cao năng suất lúa và các loại
cây trồng khác trong sản xuất nông nghiệp. Theo TS. Mark Svenden, một chuyên gia
của Liên hợp quốc nói về sự cần thiết nâng cao hiệu quả CTTL trong phát triển nông
nghiệp – nơng thơn: “ Khơng có một bộ phận nào của cơng trình hạ tầng đảm bảo chức
năng làm việc q một năm trừ khi nó được một tổ chức vận hành, duy tu bảo dưỡng và
nâng cấp nó.”. Rõ ràng, vai trò của đầu tư xây dựng CTTL là cực kỳ quan trọng nhưng
bảo trì và nâng cấp để nâng cao hiệu quả của cơng trình cịn quan trọng hơn rất nhiều.
Bện cạnh đó, các cơng tác phịng chống về tác động của thiên tai, biến đổi khí hậu đến
hạ tầng thủy lợi, thích ứng với thiên tai nói chung và các tác động đến hạ tầng thủy lợi
khu vực ven biển nói riêng cũng đã được chú trọng. Theo kết quả nghiên cứu đánh giá
khí hậu Quốc Gia của Ủy ban cố vấn phát triển Quốc gia Mỹ năm 2012, đánh giá về tác
động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực thủy lợi nói chung và hạ tầng CTTL nói riêng
được nêu như sau: Sự thay đổi về khí tượng khí hậu sẽ dẫn đến các hình thế thời tiết bất
thường, bão và mưa lớn sẽ thường xuyên cũng như hạn hán. Dẫn đến sự thay đổi về
tổng lượng nước, phân bố theo thời gian và không gian cũng như chất lượng nước, đồng
thời quá trình này cũng có các tác động nghiêm trọng đến hạ tầng thủy lợi cũng như chế
độ quản lý mà nhà quản lý kỹ thuật và các địa phương đang thực hiện. Trừ khi các nhà
quản lý thủy lợi có kế hoạch điều chỉnh thích ứng cả trong quản lý và cải tạo hệ thống hạ
tầng thủy lợi cho phù hợp. Còn theo cơ quan bảo vệ mơi trường của Anh (EPA) có đánh
giá rằng: do ảnh hưởng của nước biển dâng, mưa bão với các tần suất tính tốn hoặc xảy
ra hiện nay cũng trở nên nguy hiểm trong tương lai, cụ thể là sẽ làm gia tăng phạm vi
úng ngập cũng như thời gian tiêu thoát. Hệ thống tiêu tự chảy qua các cống tiêu qua đê
hoặc ở bờ biển cũng như hạ tầng cơng trình phịng chống thiên tai, hệ thống nước thải có
thể bị hư hại nặng hoặc thậm chí bị mất tác dụng khi mực nước biển trung bình ngày
càng dâng cao như các tính tốn dự báo.
Bên cạnh đó, trên thế giới cũng quan tâm và chú trọng các giải pháp khoa học
công nghệ và quản lý được áp dụng trong việc nâng cấp, cải tạo CTTL nhằm phát triển
bền vững kinh tế xã hội. Cụ thể, ở hầu hết các nước đang phát triển và thậm chí ở một
số nước phát triển trung bình cũng đã khơng đáp ứng được, cần phải cải tạo, nâng cấp,
hồn thiện bằng cả các biện pháp khoa học công nghệ và biện pháp đổi mới hệ thống

quản lý. Trong điều kiện biến đổi khí hậu thì năng lực phục vụ của hạ tầng thủy lợi lại
6


càng bị ảnh hưởng mạnh. Có thể nêu một số kết quả nghiên cứu, đề xuất điển như
Viện nghiên cứu khí tượng và thủy văn Quốc gia Bungaria (NIMH) dưới sự hỗ trợ kỹ
thuật và tài chính của các tổ chức Quốc tế đã nghiên cứu soạn thảo chương trình
“Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật và quản lý hiệu quả để cải tạo hoàn thiện và nâng
cấp hệ thống thủy lợi dưới tác dụng của biến đổi khí hậu” với các nội dung chủ yếu:
(i) Đánh giá lại các yêu cầu về nước và khả năng hệ thống thủy lợi hiện tại trong việc
phục vụ nông nghiệp dưới tác động của biến đổi khí hậu đồng thời chuẩn bị đề án lâu
dài về yêu cầu nước sử dụng cho nơng nghiệp. (ii) Cải tạo hồn thiện đồng bộ hệ thống
quản lý sử dụng nước. Sử dụng chế độ vận hành tưới tiêu hiệu quả, kinh tế cho các
vùng sản xuất nông nghiệp. (iii) Tăng cường hiệu quả quản lý và khai thác hạ tầng
thủy lợi hiện tại, tạo ra các công cụ kỹ thuật và công nghệ mới để nâng cấp và hiện đại
hóa hạ tầng thủy lợi (cơng nghệ điều tiết trên kênh, cải tạo cơng trình đầu mối, hệ thống
giám sát, giải pháp gia cố kênh...). Thay đổi các quy định và luật lệ trong lĩnh vực quản
lý tưới tiêu phù hợp với sự thay đổi các điều kiện sản xuất nông nghiệp mới cũng như
trong điều kiện có sự thay đổi các hạ tầng cơng nghệ phục vụ và quản lý tưới tiêu
trong điều kiện hiện tại cũng như xét đến các tác động lâu dài của biến đổi khí hậu. Tại
các nghiên cứu cảu Jica, kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế cho khu vực châu
Á, các chuyên gia của JICA (Nhật Bản) đã đề xuất các giải pháp nhằm thích nghi trong
lĩnh vực tưới và tiêu như sau: (i) Phát triển mới và cải tạo nâng cấp các hệ thống tưới
tiêu hiện tại chống lại sự suy giảm của mưa và thay đổi nguồn nước đến. (ii) Đảm bảo
thỏa mãn yêu cầu tưới có tính đến tác động biến đổi khí hậu, việc xây dựng thêm các
đầu mối cấp nước, vị trí bố trí các đầu mối cấp nước hay tăng yêu cầu nước tưới …cần
được xem xét cẩn thận. (iii) Nghiên cứu các giải pháp cải tạo hiện đại hóa các cơng
trình đầu mối cấp nước (cống, kênh, cơng trình trên kênh …); thiết lập các sơ đồ như
hệ thống tưới phun, tưới theo đường ống, tưới nhỏ giọt để tăng hiệu sử dụng nước
tưới. (iv) Cần tập trung chính vào cải tạo nâng cấp kênh tiêu hiện có, kênh tiêu tự

nhiên để nâng cao năng lực tiêu, giảm thiệt hại cho mùa màng gây ra do ngập lụt. (v)
Nâng cao khả năng của các tổ chức quản lý như: việc vận hành thường xuyên, duy tu,
bảo dưỡng và nâng cao hệ thống quản lý nước bằng việc lắp đặt hệ thống quan trắc đo
đạc theo dõi. (vi) Phát triển nông nghiệp tưới có sự tham gia cộng đồng; đề cao vai trị
nơng dân thơng qua việc thay đổi mối quan tâm của họ, hiểu biết của họ để chuyển
giao và cùng tham gia quản lý hệ thông tưới.
7


Tại Anh, theo nghiên cứu của Đại học Southampton, các giải pháp khoa học cơng nghệ
thích ứng với biến đổi khí hậu trong vấn đề phịng chống ngập và xói lở vùng ven biển
được khái quát như sau: (i) Giải pháp cơng trình phịng chống úng ngập: cải tạo các
cống tiêu với thông số thiết kế mới, tập trung hệ thống cửa điều tiết tăng khả năng vận
hành an toàn, an tồn cơng trình cống nối tiếp với đê biển, đê cửa sông; nâng cấp hệ
thống kênh trục tiêu…hệ thống tiêu nội đồng sau đê biển..; (ii) Giải pháp nâng cấp cải
tạo cơng trình bảo vệ bờ, đê cửa sơng, đê biển: bên cạnh việc gia cố các tuyến đê kè
hiện có như cao trình đỉnh, khả năng chống sóng khi mực nước thiết kế cao hơn, tính
tốn và xây dựng thêm các hệ thống cơng trình bảo vệ hỗ trợ (đập, kè, tường giảm
sóng, khơi phục và trồng rừng ngập mặn…) với việc tăng cường áp dụng các giải pháp
kết cấu và công nghệ mới. (iii) Nâng cấp và xây dựng bổ sung các hệ thống quan trắc,
theo dõi, cảnh báo thiên tai, đặc biệt là hệ thống quan trắc phục vụ vận hành cơng trình
tiêu, quan trắc diễn biến bờ, bãi biển, biến động đê, kè biển …
Hoàn thiện hệ thống và tổ chức quản lý trong điều kiện vận hành thường xuyên và
thích ứng trong các điều kiện bão hay xảy ra sự cố ... Về quản lý CTTL, Huppert và
các cộng sự (Governing maintenance provision in irrigation, Eschborn: GTZ) đã
khuyến nghị việc quản lý cơng trình thuỷ lợi hiệu quả không chỉ đơn thuần là thiết kế
một tổ chức quản lý thích hợp, mà cần phải tạo nên một mơ hình gồm nhiều tổ chức
khác nhau, được phân cấp nhiệm vụ và quyền lợi rõ ràng nhưng lại hoạt động và kết
hợp với nhau trong một khung thể chế thống nhất phù hợp. Phân cấp quản lý khai thác
CTTL là sự phân công trách nhiệm từ các cơ quan quản lý CTTL Trung ương cho các

cơ quan, tổ chức, đơn vị cấp dưới ở địa phương.
Từ các nghiên cứu ngồi nước có thể thấy rằng: (i) Các nghiên cứu và kết quả công bố
cho thấy trong thực tế trên thế giới việc hoàn thiện nâng cấp hệ thống thủy lợi, hệ
thống phòng chống thiên tại ven biển cũng không quá xa lạ với các cơ quan quản lý,
cơ quan nghiên cứu và các nhà khoa học Việt Nam; (ii) Điểm khác biệt lớn là hầu hết
các giải pháp khoa học và quản lý nêu trên được ứng dụng rất nhanh từ nghiên cứu
chuyển sang thực tế cả về phạm vi quy mô cũng như giải pháp công nghệ, xuyên suốt
từ giai đoạn quy hoạch, lập dự án, thiết kế, xây dựng quản lý vận hành. Đặc biệt trong
đó sự phù hợp, tính bền vững và thích ứng của hệ thống thủy lợi trước thiên tai –
BĐKH đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công ở nhiều vùng trên thế giới. Từ các

8


kết quả nghiên cứu đã đưa ra giải pháp như các mơ hình chuyển đổi về hoạt động sản
xuất phù hợp với điều kiện thực tế vùng nghiên cứu.
1.1.2 Tổng quan các nghiên cứu liên quan trong nước
Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ và phát triển các mơ hình sản xuất kinh
tế nơng nghiệp thơng minh cũng đã được quan tâm trong những năm gần đây dưới tác
động của thời tiết, BĐKH, thiên tai ngày một diễn biến phức tạp và khắc nghiệt hơn.
Một số kết quả nghiê cứu cho thấy Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc
gia bị ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu đặc biệt tại các khu vực ven biển.
Trong những năm qua, dưới tác động của biến đổi khí hậu, tần suất và cường độ các
thiên tai ngày càng gia tăng, gây nhiều tổn thất to lớn về người, tài sản, cơ sở hạ tầng,
về kinh tế, văn hố, xã hội, tác động xấu đến mơi trường. Tác động của biến đổi khí
hậu đối với nước ta là rất nghiêm trọng, là nguy cơ hiện hữu cho mục tiêu xóa đói
giảm nghèo, cho việc thực hiện các mục tiêu thiên niên kỷ và sự phát triển bền vững
của đất nước. Nghiên cứu đã chỉ ra sự biến đổi của các yếu tố và hiện tượng khí hậu cực
đoan như nhiệt độ cực đại (Tx) trên toàn Việt Nam nhìn chung có xu thế tăng, điển hình là
vùng Tây Bắc và vùng Bắc Trung Bộ. Lượng mưa ngày cực đại tăng lên ở hầu hết các vùng

khí hậu, nhất là trong những năm gần đây. Số ngày mưa lớn cũng có xu thế tăng lên tương
ứng và biến động mạnh, nhất là ở khu vực Miền. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra khí hậu nửa
đầu thế kỷ 21 cũng cho thấy nhiệt độ khơng khí trung bình của Việt Nam sẽ tăng lên đáng kể,
có thể lên tới 0.3ºC/thập kỷ. Lượng mưa cũng có xu thế tăng lên trên hầu hết các vùng khí
hậu, đặc biệt là dải ven biển Miền Trung (Thanh, et al., 2013) [5]

Theo số liệu quan trắc thời kỳ 1961-2014, nhiệt độ ngày cao nhất (Tx) và thấp nhất
(Tm) có xu thế tăng rõ rệt, với mức tăng cao nhất lên tới 1oC/10 năm. Số ngày nóng
(số ngày có Tx ≥35oC) có xu thế tăng ở hầu hết các khu vực của cả nước, đặc biệt là ở
Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ và Tây Nguyên với mức tăng phổ biến 2÷3 ngày/10
năm. Các kỷ lục về nhiệt độ trung bình cũng như nhiệt độ tối cao liên tục được ghi
nhận từ năm này qua năm khác. Một ví dụ điển hình như tại trạm Con Cuông (Nghệ
An), nhiệt độ cao nhất quan trắc được trong đợt nắng nóng năm 1980 là 42oC, năm
2010 là 42,2oC và năm 2015 là 42,7oC (MORE., 2016) [6]. Trong tương lại, theo kịch
bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam vào cuối thế kỷ 21 (2080-2099), cụ thể với
RCP4.5, nhiệt độ trung bình năm tăng 1,9÷2,4o C ở phía Bắc và 1,7÷1,9o C ở phía
9


Nam. Theo kịch bản RCP8.5, mức tăng 3,3÷4,0o C ở phía Bắc và 3,0÷3,5o C ở phía
Nam. Nhiệt độ cực trị có xu thế tăng rõ rệt. Tương tự, lượng mưa với kịch bản
RCP4.5, lượng mưa năm tăng phổ biến từ 5÷15%. Theo kịch bản RCP8.5, mức tăng
nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết Bắc Bộ, Trung Trung Bộ, một phần Nam Bộ và
Tây Nguyên. Giá trị trung bình của lượng mưa 1 ngày lớn nhất có xu thế tăng trên tồn
lãnh thổ Việt Nam (10÷70%) so với trung bình thời kỳ cơ sở (MORE., 2016) [6]
Hiện nay, hiệu quả hoạt động hệ thống các CTTL, tình trạng làm việc, công tác quản
lý vận hành và đề xuất các giải pháp thực hiện quy hoạch trong đó kết hợp cả cơng
việc nâng cấp các cơng trình hiện có và xây mới nhằm phục vụ phát triển kinh tế nơng
nghiệp và các mơ hình sản xuất trong khu vực. Đã có khơng ít các nghiên cứu khoa
học được ứng dụng trong thực tế từ khâu lập quy hoạch, vận hành hệ thống, giải pháp

nâng cấp đối với hệ thống thủy lợi từ đầu mối – kênh mương – mặt ruộng, cải thiện
công tác quản lý... nhưng phần lớn các nghiên cứu và ứng dụng chưa được lan tỏa rộng
rãi và góp phần nâng cao hiệu quả của hệ thống thủy lợi, đặc biệt các vùng ven biển
chịu ảnh hưởng từ thiên tai. Nguyên nhân có thể là do các nghiên cứu, ứng dụng còn
chưa đủ căn cứ khoa học – thực tiễn, có vấn đề trong cơng tác chỉ đạo thực hiện của
các cấp quản lý từ TW đến địa phương là chưa quan tâm đúng mức đến KH&CN, và
cũng có thể do kinh phí đầu tư cho nghiên cứu khoa học và thử nghiệm chưa tương
xứng. Với các yêu cầu và đòi hỏi hiện nay và trong các năm tới đối với hệ thống thủy
lợi đáp ứng yêu cầu tái cơ cấu ngành nơng nghiệp, thích ứng với biến đổi khí hậu, rõ
ràng vai trị của KH&CN trong thủy lợi sẽ phải nâng cao, tuy nhiên với khái quát về
hiện trạng nghiên cứu KH&CN thủy lợi như đã nêu ở trên thì khó có thể đáp ứng u
cầu và mơ hình sản xuất nơng nghiệp và cần có sự cố gắng vượt bậc và sự phối hợp từ
nhà quản lý chỉ đạo – nhà nghiên cứu – nhà sản xuất. Trên thực tế đã có nhiều cơng
trình nghiên cứu khoa học liên quan, sau đây là một số nghiên cứu cụ thể: Nghiên cứu
xây dựng lộ trình về cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa thủy lợi Việt Nam đến năm 2020
[7]. Trong nghiên cứu này tập trung phân tích đánh giá thực trạng cụ thể để đưa ra các
giải pháp, mơ hình sản xuất nơng nghiệp và phát triển nơng thơng, về cơng nghiệp và
hiện đại hố hệ thống thuỷ lợi. Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất chính sách phân
cấp quản lý khai thác CTTL tại các khu vực đặc biệt là các vùng chịu hảnh hưởng của
thiên tai, khí hậu. Đề xuất các mơ hình phù hợp trong sản xuất [8]. Bên cạnh đó, một
10


số nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp thủy lợi kết hợp nơng nghiệp ứng phó hạn hán,
xâm nhập mặn các tỉnh ven biển ĐBSH. Kết quả nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp
thuỷ lợi phục vụ phát triển kinh tế trong vùng đặc biệt tại các vùng ven biển chịu tác
động của thiên tai mà cụ thể là xâm nhập mặn [9]. Bên cạnh đó, Quy hoạch chi tiết
thủy lợi vùng duyên hải Bắc Bộ đã hệ thống hiện trạng hệ thống các CTTL trong vùng
và các tiểu vùng, bao gồm hiệu quả hoạt động, tình trạng làm việc, công tác vận hành
…và đề xuất các giải pháp thực hiện quy hoạch đến năm 2015 trong đó kết hợp cả

cơng việc nâng cấp các cơng trình hiện có và xây mới. Các cơng tác rà sốt quy hoạch
thủy lợi các tỉnh Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Quảng Ninh, Hải Phòng cũng đã
được chú trọng nhằm phát triển bền vững khu vực thích ứng với các tác động của thiên
tai [10]. Tuy nhiên do thời điểm nghiên cứu chưa đề cập đến các vấn đề lớn như: xây
dựng nơng thơn mới, phịng chống thiên tai ven biển (các cơng trình đê, kè biển), biến
đổi khí hậu và đặc biệt là các giải pháp khoa học công nghệ để thực hiện. Nghiên cứu đề
xuất quy hoạch và giải pháp nâng cấp hệ thống thủy lợi vùng ven biển đồng bằng sơng
Hồng nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu. Quy hoạch thủy lợi khu vực đồng bằng
Bắc bộ trong điều kiện biến đổi khí hậu có các tính toán về cân bằng, sử dụng nước
giai đoạn đến 2020 và 2050. Kết quả quy hoạch cũng đã nêu, hiện nay ở vùng ven biển
Bắc Bộ nhiều cơng trình đã vận hành được 40-50 năm, nay xuống cấp nghiêm trọng
cần phải sửa chữa tu bổ nâng cấp, nhiều cơng trình mới xây dựng nhưng chưa đồng bộ,
đặc biệt là hệ thống kênh mương nội đồng. Trong tương lai tập trung củng cố nâng cấp
cấp các cơng trình hiện có, hồn thiện đồng bộ các cơng trình như hệ thống thủy lợi
Yên Lập (Quảng Ninh), hệ thống thủy lợi An Kim Hải (Hải Phịng), các CTTL thuộc
huyện Thái Thụy (Thái Bình), các cơng trình thuộc huyện Nghĩa Hưng (Nam Định)
[10]. Nghiên cứu này phục vụ cho việc lập quy hoạch thủy lợi khu vực đồng bằng Bắc
bộ trong điều kiện biến đổi khí hậu. Nghiên cứu tập trung vào đối tượng là các hệ
thống CTTL đầu mối lớn và từng vùng nghiên cứu rộng, các giải pháp mang tính tổng
quát, tuy nhiên đây là cơ sở rất tốt và giá trị trong nghiên cứu sâu với quy mô cho từng
huyện ven biển. các nghiên cứu quy hoạch thủy lợi ĐBSH trong điều kiện biến đổi khí
hậu - nước biển dâng [11]. Với các kết quả về diện tích thích hợp để ni trồng và
chuyển đổi mơ hình sản xuất cho thấy tiềm năng pháp triển và chuyển đổi mơ hình sản
xuất về nuôi trồng thuỷ sản vùng ven biển là một thế mạnh và có tiềm năng vơ cùng
lớn được chỉ ra về kết quả điều tra hiện trạng nuôi trồng thủy sản, hiện trạng cấp, thoát
11


nước phục vụ thủy sản các tỉnh vùng nghiên cứu [12]. Kết quả nghiên cứu mơ hình
quản lý thủy lợi hiệu quả và bền vững phục vụ nông nghiệp và nông thông. Kết quả

cho thấy các nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp CTTL phục vụ nuôi trồng thủy sản
vùng ven biển miền Bắc, đây được xem là cơ sở khoa học rất quan trọng nhằm giúp
các tỉnh vùng ven biển chuyển đổi các mơ hình sản xuất thích ứng, phù hợp với thực
trạng và đặc thù của khu vực [13]
Với thế mạnh và đặc thủ tại các khu vực việc nuôi trồng thủy sản tại các vùng ven biển
những năm gần đây cho thấy mang lại hiệu quả kinh tế cao, nhiều vùng trên cả nước
đã và đang chuyển từ trồng mau, trồng lúa sang nuôi thủy sản. Vùng Duyên hải Bắc
Bộ có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản (chất lượng nước đảm bảo,
độ mặn thích hợp, …)
Tuy nhiên vấn đề chung gặp phải khi chuyển từ trồng màu, trồng lúa sang nuôi thủy
sản là hệ thống thủy lợi chưa đáp ứng được yêu cầu (do trước đây hệ thống được thiết
kế để phục vụ trồng màu, trồng lúa) nên ảnh hưởng đến năng xuất thủy sản như chất
lượng nước không ổn định, khó kiểm sốt dịch bệnh, hình thức ni chủ yếu là quảng
canh hoặc bán thâm canh nên mang lại hiệu quả kinh tế chưa cao. Đặc biệt các khu
vực ven biển đang chịu tác động bởi biến đổi khí hậu và ảnh hưởng trực tiếp đến công
tác sản xuất nông nghiệp trên các khu vực và cần có những mơ hình, giải pháp phù
hợp nhằm thích ứng với tác động của BĐKH. Theo kết quả một số nghiên cứu, thực tế
đã chứng minh, các địa phương đặc biệt là các vùng ngập mặn đã thay đổi cơ cấu sản
xuất từ hai vụ lúa sang một vụ lúa/một vụ tôm/cá và thích nghi tốt với biến đổi khí hậu
(BĐKH), bảo đảm đời sống của người dân mà không tốn quá nhiều chi phí đầu tư
ngăn mặn [14]. Kết quả một số nghiên cứu đã chứng minh, nhiều địa phương đặc biệt
là các vùng ngập mặn đã thay đổi cơ cấu sản xuất từ hai vụ lúa sang một vụ lúa/một vụ
tôm/cá và thích nghi tốt với biến đổi khí hậu (BĐKH), bảo đảm đời sống của người
dân mà không tốn quá nhiều chi phí đầu tư ngăn mặn đâu là giải pháp phát triển nuôi
trồng thuỷ sản ven biển thông minh thích ứng biến đổi khí hậu (BĐKH) vùng duyên
hải Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ [15].
Bên cạnh đó, trong những năm gần đây dưới tác động của thiên tai ven biển đã
ảnh hưởng mạnh đến các hoạt động sản xuất vùng ven biển. Bên cạnh đó, hệ thống các
CTTL hiện hữu bộc lộ một số hạn chế ảnh hưởng đến yêu cầu tưới, tiêu, công tác sản
12

xuất nông nghiệp đặc biệt là trồng lúa nước trong vùng ven biển Bắc bộ nói chung và
vùng ven biển tỉnh Thái Bình nói riêng. Với định hướng pháp triển kinh tế xã hội trong
vùng ven biển Bắc Bộ nói chung và khu vực ven biển tỉnh Thái Bình nói riêng địi hỏi
cần có những giải pháp khoa học cơng nghệ, các mơ hình quản lý khai thác hiệu quả hệ
thống thuỷ lợi hiện có, giải pháp thích ứng, phù hợp với thế mạnh và điện kiện, tình hình
cụ thể trước yêu cầu tái cơ cấu sản xuất nông nghiệp, yêu cầu của xây dựng nông thôn
mới cũng như những thách thức của biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và thiếu hụt
nguồn nước ngọt vùng ven biển tỉnh Thái Bình. Cùng với đó nhiều vấn đề chưa thực sự
đi sâu để có giải pháp thiết thực cho khu vực như nghiên cứu các mơ hình phát triển
hay các giải pháp khoa học công nghệ, hạ tầng hệ thống công trình thuỷ lợi phục vụ
cho các mơ hình sản xuất. Còn nhiều bất cập, hạn chế cho riêng vùng ven biển. Vì vậy
các mơ hình sản xuất, giải pháp cải tạo, nâng cấp hoàn thiện các hệ thống thủy lợi
vùng ven biển để đáp ứng hiệu quả trong sản xuất và phát triển kinh tế xã hội.
Với tiềm năng lớn, việc chuyển đổi mơ hình sản xuất từ sản xuất lúa sang mơ hình
ni trồng thủy sản tại các vùng ven biển những năm gần đây cho thấy mang lại hiệu
quả kinh tế cao, không chỉ riêng ở vùng ven biển Thái Bình, nhiều vùng trên cả nước
đã và đang chuyển từ trồng màu, trồng lúa sang nuôi thủy sản. Vùng Duyên hải Bắc
Bộ có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản (chất lượng nước đảm bảo,
độ mặn thích hợp, …). Tuy nhiên, vấn đề chung gặp phải khi chuyển từ trồng màu,
trồng lúa sang nuôi thủy sản là hệ thống thủy lợi chưa đáp ứng được yêu cầu (do trước
đây hệ thống được thiết kế để phục vụ trồng màu, trồng lúa) nên ảnh hưởng đến năng
xuất thủy sản như chất lượng nước không ổn định, khó kiểm sốt dịch bệnh, hình thức
ni chủ yếu là quảng canh hoặc bán thâm canh nên mang lại hiệu quả kinh tế chưa
cao. Đặc biệt các khu vực ven biển đang chịu tác động bởi biến đổi khí hậu và ảnh
hưởng trực tiếp đến công tác sản xuất nơng nghiệp trên các khu vực và cần có những
mơ hình, giải pháp phù hợp nhằm thích ứng với tác động của BĐKH.
Để khắc phục vấn đề trên, nhiệm vụ cấp bách đặt ra cần có giải pháp, mơ hình
cải tạo hệ thống thủy lợi để đáp ứng được yêu cầu của nuôi thủy sản, đồng thời thiết kế

hệ thống ao nuôi hiện đại và nuôi theo hướng công nghiệp để tận dụng tối đa nguồn lợi
thiên nhiên, mang lại hiệu quả kinh tế cao góp phần thúc đẩy cơng cuộc xây dựng
Nông thôn mới, đồng thời cải tạo hệ thống thủy lợi đáp ứng tiêu chí Nơng thơn mới về
13


thủy lợi. Từ thực trạng về hệ thống thủy lợi ven biển, đã cho thấy rõ tính cấp thiết phải
thực hiện một đề tài nghiên cứu để đưa giải pháp khoa học công nghệ và quản lý nhằm
nâng cao hiệu quả của hệ thống thủy lợi phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn
trong công cuộc xây dựng nông thôn mới. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu giải pháp thủy
lợi nhằm phát triển mơ hình ni trồng thủy sản vùng ven biển tỉnh thái bình” là
thực sự cần thiết.
1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu
1.2.1 Vùng ven biển đồng bằng Bắc bộ và lựa chọn khu vực nghiên cứu
Vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phịng, Thái Bình,
Nam Định và Ninh Bình. Diện tích đất tự nhiên là 682.910ha, diện tích đất canh tác:
145.452ha, nằm trong phạm vi 20000’ - 21040’ vĩ độ Bắc, 106000 - 108000 Kinh độ
Đơng. Phía Bắc giáp với Trung Quốc, phía Nam giáp với Bắc Trung Bộ và phía Đơng
giáp với biển Đơng (Hình 1-1)

Hình 1- 1: Phạm vi vùng ven biển Bắc Bộ
Với khu vực 5 tỉnh ven biển Bắc bộ với địa hình chủ yếu là những cánh đồng bằng
phẳng và điều kiện khí hậu và thuỷ văn thuận lợi cho việc thâm canh tăng vụ trong sản
xuất nơng nghiệp. Trong các cây lương thực, lúa có ý nghĩa quan trọng nhất cả về diện
tích và sản lượng. Với diện tích lớn yêu cầu tưới, vùng ven biển Bắc Bộ có diện tích
145.452ha, với hiện có 735 cơng trình trong đó 74 hồ đập, 31 trạm bơm, 181 cống và
14


449 cơng trình nhỏ, diện tích tưới thiết kế diện tích tưới thiết kế 141.945ha, diện tích

thực tưới 109.207ha đạt 77% so với diện tích thiết kế. Diện tích cần tiêu tồn lưu vực
382.230ha có 495 cơng trình trong đó có 477 cống tự chảy, 18 trạm bơm có diện tích
tiêu thiết kế 382.230ha, diện tích thực tiêu 340.541 ha đạt 89% so với diện tích thiết
kế.
Hiện nay, hệ thống tưới của các địa phương khu vực ven biển Bắc bộ nói riêng và đồng
bằng sơng Hồng nói chung có các đặc điểm được tạo ra từ thiết kế, vận hành và cách
quản lý truyền thống. Các cơng trình thủy lợi hầu hết xây dựng lâu, mặc dù đã có quan
tâm cải tạo nhưng vẫn xuống cấp khá nhiều, giảm hiệu quả tưới, tiêu và vận hành khơng
an tồn. Ở một số vùng, ruộng đồng phân tán nhỏ hẹp, công trình tưới hầu hết là cơng
trình nhỏ, tạm chưa được kiên cố hoá nên gây tổn thất nước lớn, hiệu quả sử dụng nước
thấp. Đặc biệt là sự thiếu đồng bộ trong đầu tư, khai thác vận hành giữa đầu mối và các
hệ thống cống, kênh. Bên cạnh các hạn chế của cơng trình đã có, ở một số vùng số
lượng các cơng trình được xây mới cịn ít, khơng đáp ứng được các yêu cầu phát triển
sản xuất hiện tại cũng như đáp ứng yêu cầu phát triển sản xuất nông nghiệp trong các
năm tới. Công tác quản lý dù được cải thiện đáng kể qua việc phân cấp quản lý và áp
dụng một số mơ hình quản lý mới nhưng chưa được phổ biến rộng rãi, có sự bất cập về
trách nhiệm, vai trò điều hành giữa hệ thống quản lý cơng trình thủy lợi với chính
quyền. Hơn nữa, trong công tác quy hoạch, chưa đánh giá đầy đủ các nguyên nhân tác
động và ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động thấp của hệ thống thủy lợi, vì vậy ảnh hưởng
đến công tác đầu tư xây dựng mới cũng như nâng cấp cải tạo cơng trình hiện có.
Trong tồn vùng, hầu hết các tuyến đê biển có thể chống được mức nước triều cao tần
suất 5% có bão cấp 9. Tuy nhiên, do tác động thường xuyên của mưa, bão, sóng lớn
nên đến nay hệ thống đê biển vẫn cịn các nhiều tồn tại, ảnh hưởng đến cơng tác sản
xuất trong những năm qua. Cụ thể như: một số đoạn trước đây có rừng cây chắn sóng
bị phá huỷ. Dải cây chắn sóng trước đê biển nhiều nơi chưa có, có nơi đã có nhưng do
cơng tác quản lý, bảo vệ còn bất cập nên bị phá hoại, cịn 257,5 km/379 km đê cửa
sơng, đê biển chưa đảm bảo cao trình thiết kế; đa số các tuyến đê ban đầu được đắp có
chiều rộng mặt đê B< 3,0m, chiều rộng mặt đê nhỏ gây khó khăn cho việc giao thông
cũng như kiểm tra, ứng cứu đê như các tuyến đê biển số 5, 6, 7, 8 như tại vùng ven
biển Thái Bình, v.v. trừ một số loại đê đã được cải tạo nâng cấp để kết hợp giao thông

15


ở Hải Phòng, Nam Định, hầu hết mặt đê chưa được gia cố cứng hoá nên khi mưa lớn
hoặc trong mùa mưa bão mặt đê thường bị sạt lở, lầy lội, nhiều đoạn khơng thể đi lại
được.
Thêm vào đó, nguồn nước đến bị ảnh hưởng, đặc biệt trong những năm gầm đây
nguồn nước suy giảm, các hồ chứa thượng nguồn vận hành không hợp lý, nhu cầu về
nước tăng lên dẫn đến tình trạng thiếu nước vùng hạ du. Đối với các tỉnh ven biển việc
lấy nước càng khó khăn hơn do ở cuối hệ thống sông, bị ảnh hưởng xâm nhập mặn;
Nguồn nước mặt cấp cho sản xuất và dân sinh duy nhất từ dịng chính sơng Hồng –
sơng Thái Bình phân vào các nhánh sơng, các cống lấy nước và các trạm bơm. Dưới
tác động đồng thời của dòng chảy kiệt, điều tiết mực nước thượng lưu, yếu tố địa hình,
chế độ thủy triều và kịch bản nước biển dâng làm cho ranh giới xâm nhập mặn ngày
một tiến sâu hơn, làm ngưng trệ quá trình lấy nước tưới từ sông, phục vụ cho nông
nghiệp, nuôi trồng thủy sản; Lưu lượng về hạ du giảm, mực nước sông Hồng xuống
thấp và nước biển dâng cao kết hợp triều cường dẫn đến xâm nhập mặn ngày càng
phức tạp. Kết quả quan trắc, đánh giá cho thấy: vào mùa kiệt nước phục vụ cho sản
xuất nông nghiệp và thủy sản ở Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình có độ
mặn vượt quá nồng độ cho phép đã làm giảm năng suất cây trồng.
Từ các thông tin khái quát về thực trạng hệ thống thủy lợi ven biển Bắc Bộ ở trên, đã
cho thấy rõ tính cấp thiết việc nghiên cứu đánh giá về thiếu hụt nguồn nước từ thượng
nguồn, tác động của xâm nhập mặn đến công tác sản xuất nông nghiệp để đưa ra các
giải pháp khoa hoạc cơng nghệ, chuyển đổi các mơ hình sảnh xuất nông nghiệp gắn
với đặc thủ và tiềm năng riêng của mỗi vùng, cảnh tạo hệ thống thuỷ lợi, hệ thống tưới
trong khu vực nhằm hỗ trợ việc nâng cao hiệu quả của hệ thống thủy lợi hiện tại và
tương lai phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn trong công cuộc xây dựng nơng
thơn mới.
Trên cơ sở phân tích tổng quan, tình hình vùng ven biển Bắc bộ, với nhiệm vụ thực
hiện đề tài luận văn tốt nghiệp và căn cứ về tài liệu, số liệu, phạm vi và mục tiêu của

đề tài nghiên cứu. Bên cạnh đó, tại các khu vùng ven biển Bắc Bộ, khu vực ven biển
tỉnh Thái Bình là một trong những vùng có đặc thù và đại diện cho vùng ven biển về
mọi mặt, đặc biệt tác động của BĐKH tác động đáng kể đến khu vực, thực trạng công
tác sản xuất nông nghiệp đang gặp nhiều khó khăn, việc phát triển các mơ hình sản
16


xuất tại khu vực ven biển là hướng phát triển kinh tế-xã hội cho khu vực như các mơ
hình ni trồng thuỷ sản vùng ven biển nhằm khai thác hiệu quả hệ thống thuỷ lợi
trong vùng đang thực sự có tiềm năng rất lớn. Hơn nữa, để đảm bảo cơ sở tài liệu thực
hiện được mục tiêu nghiên cứu đã đưa ra. Vì vậy, dựa trên phân tích trên trong nghiên
cứu này tác giả lựa chọn thực hiện nghiên cứu trường hợp áp dụng cho vùng ven biển
tỉnh Thái Bình.
1.2.2 Đặc điểm và điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
Thái Bình là một tỉnh đồng bằng ven biển, nằm ở phía Nam châu thổ Đồng bằng sơng
Hồng, có tọa độ địa lý: 20o 17 đến 22o 44 vĩ độ Bắc và 106o 06 đến 106o 39 kinh độ
Đơng. Diện tích tự nhiên 1546 km² (năm 2003). Phía Bắc Thái Bình giáp tỉnh Hưng
Yên và Hải Dương (ngăn cách bởi sông Luộc), phía Đơng Bắc giáp TP. Hải Phịng
(ngăn cách bởi sơng Hóa), phía Tây và phía Nam giáp tỉnh Hà Nam và Nam Định
(ngăn cách bởi sơng Hồng), phía Đơng giáp Vịnh Bắc Bộ với đường bờ biển dài trên
50km và một vùng biển rộng. Mặt khác, Thái Bình nằm trong phạm vi ảnh hưởng của
địa bàn kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, có đường bờ biển và hệ thống sơng ngịi thuận lợi
cho giao lưu kinh tế. Thái Bình cách thành phố Hải Phịng 70km và cách thủ đơ Hà
Nội 110km, là những thị trường tiêu thụ rộng lớn sản phẩm nông nghiệp, thủy sản là
thế mạnh của tỉnh. Đồng thời là vựa lúa vùng Đồng bằng sông Hồng nói riêng và Quốc
gia nói chung. Được bao bọc bởi ba dịng sơng lớn: Phía tây và tây nam là sơng Hồng,
Phía Bắc là sơng Luộc, giáp hai tỉnh Hưng n và Hải Hương; Phía đơng là sơng Hóa;
Phía đơng là biển cả mênh mông với trên 50 km bờ biển trong vịnh Bắc Bộ. Cùng với
ba con sông lớn bao quanh, được thông nguồn với gần 70 km con sơng lớn nhỏ, mảnh
đất Thái Bình như một hịn đảo nổi và lại một chiếc võng được đan bằng các dịng

sơng. Với vị trí đó, Thái Bình là một vùng đất phì nhiêu được phù sa hệ thống sơng
Hồng và sơng Thái Bình bồi đắp.
1.2.2.1. Đặc điểm khí hậu
Tổng lượng mưa trong năm 1700-2200mm, độ ẩm khơng khí từ 80-90%. Gió
mùa mang đến Thái Bình một mùa đơng lạnh mưa ít, một mùa hạ nóng mưa nhiều và
hai thời kỳ chuyển tiếp ngắn. Khí hậu Thái Bình mang tính chất cơ bản là nhiệt đới ẩm
gió mùa. Khí hậu Thái Bình mang tính chất cơ bản là nhiệt đới ẩm gió mùa. Thái Bình
có nhiệt độ trung bình 23º-24ºC, tổng nhiệt độ hoạt động trong năm đạt 8400-8500ºC,
17