NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN GIANG, NINH THUẬN TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

PHẠM TRUNG KIÊN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ,
VẬN HÀNH HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN GIANG,
NINH THUẬN TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2011


B GIO DC V O TO

B NễNG NGHIP V PTNT

TRNG I HC THU LI

PHM TRUNG KIấN

NGHIÊN CứU GIảI PHáP NÂNG CAO HIệU QUả QUảN Lý,
VậN HàNH Hệ THốNG THủY LợI TÂN GIANG,
NINH THUậN TRONG ĐIềU KIệN HạN HáN

Chuyờn ngnh

: Quy hoch v qun lý ti nguyờn nc

Mó s

: 60-62-30

LUN VN THC S

NGI HNG DN KHOA HC:

TS. Lấ TRUNG TUN
PGS.TS. PHM VIT HềA

H NI - 2011


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Đặc trưng các sông suối nhánh của sông Cái Phan Rang............................. 16
Bảng 2.2: Đặc trưng các sông suối chảy qua tỉnh Ninh Thuận ..................................... 18
Bảng 2.3: Phân phối lượng mưa bình quân của 2 trạm tiêu biểu cho 2 vùng ............... 19
Bảng 2.4: Thống kê các trạm khí tượng, đo mưa liên quan .......................................... 21
Bảng 2.5: Thống kê các trạm thủy văn liên quan.......................................................... 21
Bảng 2.6: Lượng mưa trung bình tháng và năm tại trạm Phan Rang ........................... 22
Bảng 2.7: Lượng mưa trung bình tháng và năm tại trạm Cà Ná ................................... 22
Bảng 2.8: Nhiệt độ trung bình tháng trong năm tại trạm Phan Rang............................ 23
Bảng 2.9: Độ ẩm tương đối trung bình các tháng trong năm trạm Phan Rang ............. 23
Bảng 2.10: Lượng bốc hơi trung bình tháng (Piche) trạm Phan Rang ......................... 23
Bảng 2.11: Tổng số giờ nắng các tháng trạm Phan Rang ............................................. 24
Bảng 2.12: Tốc độ gió lớn nhất trong năm tại trạm Phan Rang ................................... 24
Bảng 2.13: Lượng mưa TB nhiều năm của các trạm trong khu vực có liên quan ........ 25

Bảng 2.14: Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực Tân Giang ............................... 25
Bảng 2.15: Bảng tính lưu lượng tới lưu vực Tân Giang theo số liệu trạm sông Lũy ... 26
Bảng 2.16: Các thông số thiết kế cơ bản của hồ chứa Tân Giang ................................ 30
Bảng 2.17: Diện tích và thời vụ các loại cây trồng trong hệ thống TL Tân Giang....... 33
Bảng 2.18: Tóm tắt kết quả tính toán điều tiết lũ 1% ................................................... 34
Bảng 2.19: Tóm tắt kết quả tính toán điều tiết lũ 0,2% ................................................ 35
Bảng 2.20: Mưa hiệu quả các giai đoạn trong năm ...................................................... 47
Bảng 3.1: Nhu cầu nước cho sinh hoạt và chăn nuôi .................................................... 77
Bảng 3.2: Thông tin về diện tích khu tưới, tương ứng với các loại cây trồng .............. 78
Bảng 3.3: Đặc tính sinh trưởng của cây lúa Ninh Thuận .............................................. 78
Bảng 3.4: Đặc tính sinh trưởng của cây mía Ninh Thuận ............................................. 79
Bảng 3.5: Đặc tính sinh trưởng của cây nho Ninh Thuận ............................................. 80


Bảng 3.6: Đặc tính sinh trưởng của cây đậu Ninh Thuận ............................................. 80
Bảng 3.7: Giá trị kinh tế của các loại cây trồng ............................................................ 81
Bảng 3.8: Số liệu đầu vào để tính toán bằng phần mềm DSS-RO................................ 82
Bảng 3.9: Kết quả tính toán lượng xả từ hồ chứa và lượng xả cho mỗi cây trồng ứng
với kịch bản 1 ................................................................................................................ 84
Bảng 3.10: Kết quả tính toán mô hình lượng xả từ hồ chứa cho các khu tưới ............. 87
Bảng 3.11: Quá trình diễn biến mực nước hồ thực tế năm 2005 .................................. 89
Bảng 3.12: Quá trình phân bổ nước cho các cây trồng trong khu tưới giả định theo
tỷ lệ diện tích của các cây trồng .................................................................................... 91
Bảng 3.13: Số liệu mưa thực và mưa dự báo được thu thập cho 10 ngày .................... 93
Bảng 3.14: Thông số mô hình Tank cho lưu vực nghiên cứu ....................................... 94
Bảng 3.15: Dòng chảy đến và dòng chảy chảy đến tính toán từ mô hình Tank tại
mỗi bước tính toán ........................................................................................................ 95
Bảng 3.16: Kết quả tính toán lượng xả từ hồ chứa và lượng xả cho từng cây trồng .... 97
Bảng 3.17: Bảng so sánh diễn biến AET/PET trong 3 kịch bản tính toán và năng
suất ứng với mỗi kịch bản ............................................................................................. 100

Bảng 3.18: Số liệu giảm năng suất bình quân thực tế của cây trồng năm 2005 ........... 103


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTCT

: Bê tông cốt thép

ĐBSCL

: Đồng bằng sông Cửu Long

HTTL

: Hệ thống thủy lợi

HT

: Hiện trạng

CN

: Công nghiệp

CTTL

: Công trình thủy lợi

CT

: Công trình

FAO

: Tổ chức lương thực và nông nghiệp

KHTL

: Khoa học Thủy lợi

KTXH

: Kinh tế xã hội

KTCTTL

: Khai thác công trình thủy lợi

MNC

: Mực nước chết

MNDBT

: Mực nước dâng bình thường

MNDGC

: Mực nước dâng gia cường

NN

: Nông nghiệp

NN & PTNT : Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
QH

: Quy hoạch

QLVH

: Quản lý vận hành

SXNN

: Sản xuất nông nghiệp

TBNN

: Trung bình nhiều năm

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH MTV : Trách nhiệm hữu hạn một thành viên
TS

: Thủy sản

UBND

: Ủy ban nhân dân

ET o

: Tốc độ bốc thoát hơi cây trồng

F lv

: Diện tích lưu vực

G

: Mật độ dòng nhiệt đất

Mo

: Mô đuyn dòng chảy trung bình nhiều năm

Rn

: Bức xạ tại bề mặt cây trồng

Q

: Lưu lượng

T

: Nhiệt độ không khí ngày trung bình

Vhi

: Dung tích hữu ích

Vc

: Dung tích chết

Vtb

: Dung tích toàn bộ

Wo

: Lượng dòng chảy trung bình nhiều năm

Xo

: Lượng mưa trung bình nhiều năm trên lưu vực

Yo

: Lớp dòng chảy trung bình nhiều năm


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1: Hệ thống tưới Tân Giang .............................................................................. 33

Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức quản lý vận hành hệ thống thủy lợi hồ Tân Giang ................ 35
Hình 2.3: Sơ đồ các hạng mục chính trong hệ thống tưới ............................................ 40
Hình 2.4: Sơ đồ đường đi của nước mưa ...................................................................... 46
Hình 2.5: Cân bằng nước vùng rễ ................................................................................. 48
Hình 2.6: Sơ đồ quá trình tính toán tại mỗi bước mô phỏng ........................................ 69
Hình 2.7: Sơ đồ quá trình tính toán cho cả năm............................................................ 69
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí của Ban quản lý hồ Tân Giang với các ban liên ngành ............. 73


LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 8 tháng thực hiện, luận văn Thạc sỹ chuyên nghành Quy hoạch và
Quản lý Tài nguyên nước với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả
Quản lý, vận hành Hệ thống thủy lợi Tân Giang, Ninh Thuận trong điều kiện
hạn hán” đã được hoàn thành. Ngoài sự nỗ lực của bản thân, tác giả còn được sự
chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo và các đồng nghiệp, bạn bè.
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, các thầy giáo,
cô giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, các thầy giáo, cô giáo các bộ môn đã
truyền đạt những kiến thức chuyên môn trong quá trình học tập.
Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành tới các thầy giáo
PGS. TS. Phạm Việt Hoà - Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy
lợi, TS. Lê Trung Tuân - Tổng Cục Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn, người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cung cấp những tài liệu,
những thông tin cần thiết cho tác giả hoàn thành Luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt
Nam, Công ty Cổ phần Đầu tư, Phát triển Tài nguyên & Môi trường và các đồng
nghiệp đã cung cấp các tài liệu cần thiết cho tác giả hoàn thành luận văn.
Tuy nhiên do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế, số liệu và công tác xử lý
số liệu với khối lượng lớn nên những thiếu sót của Luận văn là không thể tránh
khỏi. Do đó, tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô
giáo cũng như những ý kiến đóng góp của bạn bè và của đồng nghiệp.

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn tấm lòng của những người thân
trong gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ khích lệ tác giả trong suốt quá trình học
tập và hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn./.
Hà Nội, tháng 12 năm 2011
Tác giả

Phạm Trung Kiên


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................1
II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .............................................................................3
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...............................................3
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN
HÀNH CÔNG TRÌNH THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN TRÊN THẾ
GIỚI VÀ TRONG NƯỚC ..........................................................................................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN .....................................................................4
1.1.1. Vùng Miền núi và Trung du Bắc Bộ .............................................4
1.1.2. Vùng Đồng bằng Bắc Bộ...............................................................5
1.1.3. Vùng Bắc Trung bộ .......................................................................5
1.1.4. Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ ...................................................6
1.1.5. Vùng Tây Nguyên .........................................................................7
1.1.6. Vùng Đông Nam Bộ ......................................................................7
1.1.7. Vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) ..................................8
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN TRÊN THẾ GIỚI ......................9
1.2.1. Nghiên cứu quản lý vận hành công trình thủy lợi .........................9

1.2.2. Tại Mỹ .........................................................................................10
1.2.3. Tại Iran ........................................................................................11
1.2.4. Tại Hàn Quốc ..............................................................................11
1.2.5. Tại Đài Loan ................................................................................12
1.3. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN Ở TRONG NƯỚC ...................12


CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỂ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG THUỶ LỢI TÂN GIANG TRONG ĐIỀU
KIỆN HẠN HÁN ......................................................................................................15
2.1. PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH
NINH THUẬN ..................................................................................................15
2.1.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................15
2.1.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................15
2.1.1.2. Đặc điểm địa hình ....................................................................15
2.1.1.3. Đặc điểm hệ thống sông ngòi ...................................................16
2.1.1.4. Đặc điểm khí tượng thuỷ văn tỉnh Ninh Thuận ........................18
2.1.1.5. Đặc điểm khí tượng thuỷ văn tỉnh khu vực dự án.....................21
2.1.2. Hiện trạng kinh tế, văn hóa xã hội...............................................27
2.1.2.1. Dân cư và lao động ..................................................................27
2.1.2.2. Kinh tế- xã hội ..........................................................................27
2.1.2.3. Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Ninh Thuận............28
2.2. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI TÂN GIANG .................................................................................30
2.2.1. Hồ chứa .......................................................................................30
2.2.2. Công trình đầu mối ......................................................................31
2.2.3. Hệ thống kênh và công trình trên kênh .......................................32
2.2.4. Nhiệm vụ của hệ thống thủy lợi Tân Giang ................................33
2.2.4.1. Nhiệm vụ cấp nước ...................................................................33

2.2.4.2. Nhiệm vụ phòng lũ ....................................................................34
2.3. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ VÀ NHỮNG VẤN
ĐỀ BẤT CẬP ....................................................................................................35
2.3.1. Cơ cấu tổ chức bộ máy Ban quản lý vận hành hồ Tân Giang .....35
2.3.2. Vận hành cấp nước tưới ..............................................................37
2.3.3. Vận hành phòng lũ ......................................................................38


2.4. CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VẬN HÀNH
CHO HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN GIANG ...................................................39
2.4.1. Đặc điểm hệ thống tưới ...............................................................39
2.4.2. Tính toán cân bằng nước .............................................................41
2.4.3. Tính toán nhu cầu nước cho cây trồng ........................................43
2.4.3.1. Tính toán ETo ...........................................................................43
2.4.3.2. Tính toán ETc ...........................................................................44
2.4.3.3. Tính toán mưa hiệu quả............................................................45
2.4.3.4. Tính toán lượng tưới cần ..........................................................47
2.4.4. Quan hệ giữa năng suất và lượng nước tưới cho cây trồng .........49
2.4.5. Các mô hình tính toán tối ưu .......................................................51
2.4.5.1. Mô hình lập trình tuyến tính .....................................................51
2.4.5.2. Mô hình lập trình động .............................................................52
2.4.5.3. Mô hình lập trình phi tuyến ......................................................52
2.4.5.4. Tính toán tiến hóa.....................................................................53
2.4.5.5. Các kỹ thuật tính toán mềm ......................................................55
2.4.6. Lập trình tuyến tính cho tối ưu hóa hồ chứa ...............................56
2.4.6.1. Cơ sở lựa chọn lập trình tuyến tính..........................................56
2.4.6.2. Lý thuyết lập trình tuyến tính ...................................................58
2.5. ÁP DỤNG KỸ THUẬT LẬP TRÌNH TUYẾN TÍNH CHO TỐI ƯU HÓA
HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN GIANG ............................................................62
2.5.1. Xây dựng thuật toán ....................................................................62

2.5.1.1. Hàm mục tiêu của mô hình tối ưu hồ Tân Giang .....................63
2.5.1.2. Ràng buộc .................................................................................65
2.5.2. Sơ đồ giải mô hình tối ưu cho hồ Tân Giang ..............................68
CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG
THUỶ LỢI TÂN GIANG TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN .................................70
3.1. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TỔ CHỨC QUẢN LÝ VẬN HÀNH......................70
3.1.1. Các nguyên tắc xây dựng mô hình tổ chức quản lý vận hành .....70


3.1.1.1. Lấy ranh giới thủy lực làm cơ sở cho việc quản lý ...................... 70
3.1.1.2. Áp dụng các nguyên tắc về quản lý tổng hợp tài nguyên nước
(IWRM) ...................................................................................................... 70
3.1.1.3. Tăng cường năng lực và quyền cho Ban quản lý hồ Tân Giang .. 71
3.1.1.4. Xây dựng kế hoạch nâng cao năng lực......................................... 72

3.1.2. Đề xuất sơ đồ tổ chức Ban quản lý hồ chứa Tân Giang ..............72
3.1.2.1. Sơ đồ vị trí và vai trò của Ban quản lý hồ chứa Tân Giang......... 72
3.1.2.2. Cơ chế hoạt động của sơ đồ ......................................................... 73

3.2. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .............................................................76
3.2.1. Xây dựng các kịch bản cho việc đánh giá ...................................76
3.2.2. Số liệu điều tra phục vụ tính toán ................................................77
3.2.3. Kết quả tính toán .........................................................................81
3.2.3.1. Kịch bản tính toán phân phối nước 1 ........................................... 81
3.2.3.2. Kịch bản tính toán phân phối nước 2 ........................................... 88
3.2.3.3. Kịch bản tính toán phân phối nước 3 ........................................... 92

3.2.4. Đánh giá kết quả ........................................................................100
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................105
1. KẾT LUẬN .................................................................................................105

2. KIẾN NGHỊ ................................................................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................110


1

MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt Nam là một nước đông dân với trên 70% dân số hoạt động trong lĩnh vực sản
xuất nông nghiệp. Vì vậy, sản xuất nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong
nền kinh tế quốc gia với thu nhập chiếm 20,36 % GDP.
Thuỷ lợi là một nhân tố quan trọng trong việc phát triển nền nông nghiệp nước ta.
Các hệ thống thuỷ lợi đã làm tăng diện tích canh tác, tăng năng suất cây trồng, tạo
điều kiện để chuyển dịch cơ cấu cây trồng, vật nuôi, sử dụng các giống cây có giá
trị kinh tế cao... Hàng năm, một nguồn vốn lớn được đầu tư cho việc xây dựng, sửa
chữa các công trình thuỷ lợi, nhờ đó xấp xỉ 43% diện tích trồng trọt trên toàn quốc
được cung cấp nước tưới. Tuy nhiên, hiệu quả hoạt động của các hệ thống thuỷ
nông còn thấp. Theo đánh giá của Bộ Nông Nghiệp và PTNT, diện tích thực tưới
chỉ đạt khoảng trên dưới 50% so với thực tế. Do đó, vấn đề nâng cao hiệu quả của
hệ thống thuỷ nông là rất quan trọng và cần thiết.
Trong những năm gần đây, do những biến động bất thường về thời tiết cùng những
nguyên nhân khác do con người đã làm cho tình trạng thiếu nước, hạn hán ở các
tỉnh Nam Trung Bộ nói chung và Ninh Thuận nói riêng, ngày càng trở nên nghiêm
trọng và thường xuyên hơn, không những vào mùa khô mà ngay cả trong mùa mưa.
Tình trạng hạn hán đã làm ảnh hưởng rất lớn đến phát triển kinh tế cũng như đời
sống sinh hoạt của nhân dân tỉnh Ninh Thuận.
Trong năm 2004, tổng lượng mưa trong tỉnh thấp hơn cùng kỳ năm 2003 từ 250 450mm; độ ẩm không khí trung bình 74% thấp hơn trung bình năm 2%; tổng lượng
bốc hơi 2.046mm cao hơn trung bình năm 200mm. Vì thế đến đầu tháng 2/2005
mực nước trên các sông, suối, ao hồ trong toàn tỉnh đều bị cạn kiệt và nằm dưới
mực nước chết nên không thể phục vụ tưới được cho sản xuất vụ Đông - Xuân. Do

đó, sản xuất nông nghiệp của tỉnh gặp rất nhiều khó khăn, ảnh hưởng trực tiếp đến
sản xuất vụ Đông - Xuân năm 2004 - 2005. Đàn gia súc vừa thiếu thức ăn, vừa thiếu
nước uống nên bị suy kiệt và chết. Nhiều vùng dân cư bị thiếu nước sinh hoạt trầm
trọng.


2
Như vậy, dù chưa có số liệu thống kê đầy đủ, ta cũng dễ dàng nhận thấy rằng sản
xuất nông nghiệp nói chung và đặc biệt là lúa nước, rau màu trong vụ Đông
Xuân và Hè Thu rất dễ bị tổn thương với hạn...
Hệ thống thủy lợi Tân Giang được xây dựng trên Sông Lu, là một sông nhánh của
hệ thống sông Cái Phan Rang. Công trình đầu mối được xây dựng trên sông Lu
thuộc xã Phước Hà, huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận. Hệ thống có nhiệm vụ tạo
nguồn tưới tự chảy cho trên 3.000ha đất canh tác nông nghiệp thuộc địa phận các xã
Phước Hà, Phước Hữu, Nhị Hà, Phước Nam và Phước Dân, huyện Ninh Phước.
Đây là vùng sản xuất nông nghiệp có nhiều chuyển đổi mạnh mẽ trong cơ cấu cây
trồng, vật nuôi, ứng dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất và trình độ
thâm canh cao. Ngoài ra, hệ thống còn làm nhiệm vụ cấp nước cho dân sinh, phát
triển chăn nuôi, kết hợp làm giảm và chậm lũ sông Lu, cải thiện môi trường trong
vùng. Tuy nhiên, trong những năm vừa qua, hệ thống thủy lợi Tân Giang chịu nhiều
tác động của tình trạng hạn hán. Điển hình mùa hạn năm 2004 - 2005 có đến 40%
diện tích lúa bị thiếu nước tưới, trong đó có nhiều diện tích lúa bị mất trắng và gây
ra tình trạng căng thẳng về nước uống cho gia súc, gia cầm. Ngoài ra, công tác quản
lý vận hành hệ thống thủy lợi Tân Giang chủ yếu phụ thuộc vào kinh nghiệm của
những người quản lý. Do đó, chưa chủ động ứng phó với tình trạng hạn hán.
Trước những thách thức về hạn hán đòi hỏi phải có giải pháp quản lý, vận hành hệ
thống thủy lợi Tân Giang chủ động, thích ứng với hạn hán. Đồng thời, những yêu
cầu phục vụ thâm canh tăng năng suất, tăng vụ trong sản xuất nông nghiệp và đặc
biệt là việc đưa các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thâm canh đòi hỏi phải nâng cao
hiệu quả quản lý, vận hành hệ thống thuỷ nông trong điều kiện hạn hán.

Vì vậy, trong luận văn này tác giả muốn đề cập tới vấn đề trên qua đề tài:
“NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ
THỐNG THUỶ LỢI TÂN GIANG - NINH THUẬN TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN”

Đề tài này sẽ tập trung nghiên cứu đánh giá hiệu quả quản lý, vận hành của hệ thống
thuỷ lợi Tân Giang trong điều kiện hạn hán, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp
nâng cao hiệu quả của hệ thống.


3
II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
-

Đánh giá được hiện trạng công tác quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi Tân
Giang trong điều kiện hạn hán.

-

Đề xuất được giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành của hệ thống
thủy lợi Tân Giang trong điều kiện hạn hán.

III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu thực trạng công tác quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi trong điều kiện
hạn hán, từ đó đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành của hệ
thống trong điều kiện hạn hán. Trong phạm vi của luận văn này chỉ giới hạn nghiên
cứu đánh giá thực trạng công tác quản lý, vận hành hệ thống thủy lợi Tân Giang
tỉnh Ninh Thuận trong điều kiện hạn hán, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp nâng
cao hiệu quả quản lý, vận hành của hệ thống.
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Cách tiếp cận

-

Tiếp cận kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu lý luận và thực tiễn ở trong nước
cũng như trên thế giới;

-

Tiếp cận theo quan điểm thực tiễn, tổng hợp đa mục tiêu;

-

Tiếp cận đáp ứng nhu cầu;

-

Tiếp cận theo quan điểm hệ thống;

-

Tiếp cận có sự tham gia của cộng đồng;

-

Tiếp cận theo quan điểm bền vững.

4.2. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp kế thừa tài liệu và kết quả nghiên cứu đã có;

-

Đánh giá nhanh (PRA), phân tích theo khung logic (LFA);

-

Điều tra, khảo sát thực địa;

-

Phương pháp chuyên gia;

-

Nghiên cứu phân tích, thống kê;

-

Phương pháp phân tích hệ thống;

-

Phương pháp sử dụng mô hình toán, thủy lực và thủy văn.


4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH CÔNG
TRÌNH THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN
TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC

1.1. TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN
Hạn hán là một hiện tượng thường xuyên tái diễn của khí hậu, xảy ra ở hầu hết các
vùng khí hậu, ở khu vực mưa nhiều cũng như mưa ít. Hạn hán là hậu quả của việc
không có mưa trong một thời gian dài và những yếu tố khí tượng đi kèm như nhiệt
độ cao, gió mạnh và độ ẩm không khí nhỏ thường làm tăng thêm mức độ khắc
nghiệt của hạn. Hạn hán cũng liên quan đến thời điểm và tính hiệu quả của mưa.
Hạn hán khác với các loại thiên tai khác ở nhiều khía cạnh. Điểm đặc trưng nhất là
tác động của hạn hán thường tích lũy một cách chậm chạp trong một khoảng thời
gian dài và có thể kéo dài trong nhiều năm sau khi đợt hạn kết thúc. Bởi vậy, việc
xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đợt hạn rất khó khăn. Cũng do sự diễn biến
tích lũy chậm, tác động của hạn hán thường khó nhận biết hơn và khi nhận biết
được thì sự thiệt hại đã đáng kể.
Hạn thường gây ảnh hưởng trên diện rộng. Tuy hạn hán ít khi là nguyên nhân trực
tiếp gây tổn thất về nhân mạng nhưng thiệt hại do hạn gây ra rất lớn. Số liệu thống
kê trong và ngoài nước cho thấy: Thiệt hại do hạn hán thường xếp hàng thứ nhất
hoặc thứ hai trong số các loại hình thiên tai phổ biến.
1.1.1. Vùng Miền núi và Trung du Bắc Bộ
Từ năm 1980 trở lại đây, vùng có các năm hạn hán đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1988, 1990, 1991, 1993, 1994, 1996, 1998;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1988, 1990, 1991, 1992,1993.

Trong các năm kể trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất khoảng từ 10.000 ha đến
60.000 ha, mất trắng từ 1.000 ha đến trên 9.000 ha. Trong đợt hạn vụ đông xuân

năm 1998, lúc cao điểm có tới 277.000 người thiếu nước sinh hoạt, môi trường khô
kiệt và dịch bệnh phát triển.


5
1.1.2. Vùng Đồng bằng Bắc Bộ
Theo tài liệu khí tượng thủy văn, trong 40 năm từ 1958 đến 1998 có 4 năm hạn
nặng đến rất nặng trong suốt vụ mùa là các năm 1960, 1961, 1963, 1964 và nhiều
năm hạn vừa và nặng trong vụ đông xuân. Hạn hán thường xảy ra 2 hoặc 3 năm
liền, chu kỳ xuất hiện hạn hán từ 9 đến 10 năm. Theo tài liệu thống kê sản xuất
nông nghiệp, từ năm 1980 trở lại đây, vùng có các năm hạn hán đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1986, 1987, 1988, 1991, 1992, 2004 - 2005;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1987, 1990.

Các năm kể trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 30.000 ha đến 140.000 ha và
diện tích bị mất trắng từ 1.000 ha đến trên 2.000 ha.
1.1.3. Vùng Bắc Trung bộ
Bắc Trung Bộ có tổng diện tích tự nhiên hơn 5,1 triệu ha; trong đó: Đất nông nghiệp
0,69 triệu ha, đất lâm nghiệp 2,06 triệu ha, đồi núi trọc 1,6 triệu ha, núi đá 0,228
triệu ha, còn lại là đất ở và đất chưa sử dụng. Vùng có dân số gần 9 triệu người.
Vùng có độ dốc địa hình tương đối lớn: Từ Hà Tĩnh đến Thừa Thiên Huế, lưu vực
các sông suối ngắn, khoảng cách từ miền núi đến biển hẹp và hầu như không có
vùng trung du chuyển tiếp giữa miền núi và đồng bằng. Đất đai nghèo dinh dưỡng,

bạc màu, tầng đất trồng trọt mỏng, năng suất cây trồng không cao...
Khí hậu vùng thuộc loại khắc nghiệt với đủ mọi loại thiên tai, trong đó có hạn hán.
Vùng còn chịu tác động của gió tây khô nóng (gió Lào), mạnh nhất từ khoảng giữa
tháng 4 đến hết tháng 5, làm tăng đáng kể lượng bốc hơi, tạo nên môi trường khô
kiệt, tác động bất lợi đến cây trồng, vật nuôi và con người.
Theo tài liệu SXNN từ năm 1980, vùng có các năm hạn hán đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1991, 1992, 1993, 1994, 1996;

-

Hạn vụ hè thu:

Năm 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1998;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1982, 1983, 1984, 1988, 1992, 1993, 1995, 1998.

Các năm hạn trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 12.000 ha đến trên 50.000 ha
Vụ hè thu năm 1998 có khoảng 2,1 triệu người trong vùng không có nước sinh hoạt,
phải sử dụng đến cả nguồn nước ít ỏi còn đọng lại dưới các dải cát ven biển.


6
Cơ sở hạ tầng thuỷ lợi, với các công trình trữ nước lúc mưa, lũ còn thiếu nghiêm
trọng, nhất là vùng cao. Các công trình thủy lợi đã có chủ yếu phục vụ sản xuất

nông nghiệp và dân sinh cho khu vực đồng bằng và vùng núi thấp.
1.1.4. Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ
Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ có tổng diện tích tự nhiên 4,4 triệu ha, trong đó đất
nông nghiệp khoảng 0,639 triệu ha, lâm nghiệp 2,1 triệu ha, đồi núi trọc khoảng 1,0
triệu ha, núi đá 0,540 triệu ha. Còn lại là đất dân cư, đô thị và đất chưa sử dụng, bao
gồm cả vùng cát ven biển. Số dân trên 7,0 triệu người. Vùng có độ dốc địa hình
tương đối lớn, các nhánh núi thuộc dãy núi Trường Sơn từng đoạn lại đâm ngang ra
sát biển, tạo nên nhiều tiểu vùng khí hậu có chế độ thời tiết rất phức tạp. Các sông
lớn như sông Thu Bồn, Trà Khúc, Hà Giao, Kỳ Lộ, Đà Nẵng, sông Cái Nha Trang,
Phan Rang, Phan Thiết v.v... là nguồn cấp nước cho SXNN và thoát lũ mùa mưa.
Tuy vậy, quy luật thời tiết khu vực và độ dốc địa hình trong vùng tạo nên sự chênh
lệch rất lớn về lượng nước các sông giữa mùa mưa và mùa khô (lượng nước mùa
mưa lớn gấp 2 - 4 lần lượng nước mùa khô). Khả năng tự điều tiết và trữ nước của
địa hình rất kém, đã làm giảm đáng kể ý nghĩa kinh tế của các sông suối trong vùng.
Mùa khô nước biển xâm nhập sâu vào các cửa sông và nội đồng ven biển từ 10 đến
15km, tạo nên những vùng đất và nước bị nhiễm mặn. Trong lúc ở trung và thượng
lưu các sông, dòng chảy cơ bản giảm nhỏ, nhiều đoạn sông khô cạn, ảnh hưởng rất
lớn đến nước dân sinh, môi trường và gây hạn hán cho các loại cây trồng, vật nuôi.
Theo tài liệu SXNN, từ năm 1980 trở lại đây, vùng có các năm hạn đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1983, 1993, 1998;

-

Hạn vụ hè thu:

Năm 1982, 1985, 1988, 1993, 1998;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1983, 1993, 1994, 1997, 1998.

Các năm hạn kể trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 4.000 ha đến 5,2 vạn ha và
diện tích bị mất trắng từ 1.000ha đến trên 1,5 vạn ha. Vụ hè thu năm 1998 có 20,3
vạn người thiếu nước sinh hoạt. Để khắc phục sự mất cân đối giữa thừa nước và
thiếu nước, Nhà nước đã đầu tư xây dựng 395 hồ chứa, cùng với nhiều loại đập
dâng, đập chặn dòng các sông suối v.v...


7
1.1.5. Vùng Tây Nguyên
Tây Nguyên là vùng đồi núi và cao nguyên, có diện tích đất đỏ bazan khoảng 1,7
triệu ha chiếm tới 90% diện tích đất bazan cả nước. Tổng diện tích tự nhiên gần 5,5
triệu ha, đất nông nghiệp gần 0,875 triệu ha, đất lâm nghiệp trên 3,3 triệu ha, đồi
hoang núi trọc gần 0,38 triệu ha. Số dân khoảng 3 triệu người, phần lớn là các dân
tộc ít người. Tây Nguyên có tiềm năng rất lớn về phát triển cây công nghiệp dài
ngày và ngắn ngày như cà phê, cao su, chè, hồ tiêu, mía, đậu, đỗ v.v... Đất bazan có
đặc điểm tơi xốp, khả năng thấm nước lớn, nên các sông suối trong mùa khô sinh
thuỷ kém, sớm bị cạn kiệt, tạo nên hạn hán cục bộ và diện rộng. Trong vùng có 494
hồ chứa thuỷ lợi các loại, giữ vai trò quan trọng trong việc tưới nước cho các loại
cây trồng và cấp nước dân sinh.
Tây Nguyên được đánh giá là không có hạn nghiêm trọng và rất ít xuất hiện hạn
liền 2 vụ. Nhưng từ năm 1980 trở lại đây, hạn đã xuất hiện nhiều hơn như các năm
1983, 1988, 1993, 1995, đặc biệt là năm 1997 và 1998. Theo tài liệu, từ 1980 trở lại
đây, Tây Nguyên có các năm hạn hán đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1994, 1995, 1996, 1997, 1998;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1997, 1998.

Các năm hạn hán trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 2.000 ha đến 130.000 ha
và diện tích bị mất trắng từ vài chục ha đến 5.300 ha. Hạn nặng nhất là năm 1998,
vụ đông xuân hạn cao nhất lên tới 10.700 ha, mất trắng 5.320ha, vụ mùa hạn cao
nhất lên tới 13.330 ha, mất trắng 2.280 ha. Đến tháng 5/1998, tổng diện tích cây
công nghiệp và cây ăn quả bị hạn là 110.630 ha, bị chết là 19.290 ha, trong đó riêng
diện tích cà phê bị hạn là 74.400 ha, bị chết 13.760 ha.
1.1.6. Vùng Đông Nam Bộ
Đông Nam Bộ là vùng bình nguyên phù sa cổ và đất đỏ bazan. Đây là vùng đất
chuyển tiếp địa hình từ dạng đồi núi, sườn dốc Trung Bộ sang dạng địa hình châu
thổ bằng phẳng, ngập nước của đồng bằng sông Cửu Long. Tổng diện tích tự nhiên
khoảng 2,4 triệu ha, đất nông nghiệp khoảng 1,3 triệu ha, đất lâm nghiệp 0,6 triệu
ha, đồi hoang, núi trọc khoảng 55.000 ha, núi đá 20.000 ha, bãi bồi ven sông, biển


8
và đầm lầy hơn 26.000 ha. Còn lại là đất dân cư, đô thị và đất chưa sử dụng. Số dân
khoảng 9 triệu người, chủ yếu là người Kinh, còn lại là người Khơ me và người
Chăm. Vùng có độ dốc địa hình tương đối đồng đều và nhỏ hơn so với Trung bộ.
Sông Đồng Nai, sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ Đông là 3 sông lớn đảm bảo nguồn
nước phục vụ sản xuất và nước dân sinh. Các công trình thủy lợi và thuỷ điện lớn
như Dầu Tiếng, Trị An v.v... cùng với 41 hồ chứa nước thuỷ lợi các loại đã góp
phần làm tăng lượng nước tưới mùa khô, đẩy mặn ven biển, tạo môi trường sản xuất

và phòng chống hạn thuận lợi cho các tỉnh trong vùng.
Vùng bị hạn vụ mùa nặng hơn hạn vụ đông xuân, nhân dân địa phương gọi là hạn
"Bà Chằng". Hạn vụ mùa có chu kỳ 6 - 16 năm, trong đó các năm 1988, 1990, 1992
hạn rất nặng. Chu kỳ hạn vụ đông xuân từ 8 đến 14 năm. Theo tài liệu sản xuất
nông nghiệp, từ năm 1980 trở lại đây vùng có các năm hạn hán đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1987, 1992, 1994, 1997, 1998;

-

Hạn vụ hè thu:

Năm 1998;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1997.

Các năm hạn hán kể trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 700 - 2.700ha và diện
tích bị mất trắng từ 300 ha đến 760 ha. Hạn hán vụ đông xuân năm 1998, toàn vùng
có 691.000 người thiếu nước sinh hoạt.
1.1.7. Vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)
Tổng diện tích tự nhiên của vùng gần 4,0 triệu ha; trong đó, đất nông nghiệp gần 2,9
triệu ha, đất lâm nghiệp trên 300.000 ha, đất hoang hoá vùng đồng bằng khoảng
163.000 ha, bãi bồi ven sông, ven biển và đầm lầy gần 160.000 ha... Số dân khoảng
16 triệu người, chủ yếu là người Kinh và người Khơ me.
Vùng có mùa vụ sản xuất nông nghiệp quanh năm và hạn hán có thể xảy ra liền một

vài vụ trong năm. Lũ lụt sông Cửu Long về muộn hoặc kết thúc sớm cũng có thể
gây ra hạn hán trên diện rộng. Tác động của hạn hán đối với ĐBSCL theo quy luật
như vùng Đông Nam Bộ, nhưng sự nghiêm trọng của hạn hán còn được tăng thêm
vì mùa khô dòng chảy cơ bản của sông Cửu Long rất nhỏ, mực nước sông thấp,
nước biển mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, với mức độ nước nhiễm mặn trên 2‰


9
bất lợi cho cây trồng, có thể theo kênh rạch vào sâu trong đất liền từ 40 - 50km.
Nước ngầm cũng nhiễm mặn và phèn.
Theo tài liệu, từ năm 1980 trở lại đây vùng có các năm hạn hán đáng kể sau đây:
-

Hạn vụ đông xuân: Năm 1989, 1992, 1993, 1998;

-

Hạn vụ hè thu:

Liên tiếp từ năm 1981 đến năm 1998;

-

Hạn vụ mùa:

Năm 1981, 1983, 1984, 1985, 1987, 1992, 1994, 1998.

Các năm hạn trên, diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 4.000ha đến gần 230.000 ha
và diện tích bị mất trắng từ 1.000 ha đến 390.000 ha. Hạn hán vụ đông xuân và vụ
hè thu năm 1998, đã làm cho trên 1.100.000 người ở ĐBSCL thiếu nước sinh hoạt

và diện tích hè thu bị hạn gần 274.850 ha, bị mất trắng hơn 32.000 ha.
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN TRÊN THẾ GIỚI
1.2.1. Nghiên cứu quản lý vận hành công trình thủy lợi
Theo Keith W.H, 1992, nghiên cứu quản lý vận hành (QLVH) công trình thủy lợi
(CTTL) được ra đời từ những năm đầu thế kỷ 19. Tùy theo mục đích vận hành công
trình mà từ đó đưa ra nhiều giải pháp khác nhau như tối ưu hóa, thỏa thuận, đối
thoại, phân tích đa mục tiêu, hệ thống đa tác nhân và mô phỏng đa lớp. Về thực
chất, nghiên cứu QLVH CTTL là nghiên cứu sử dụng các công trình trong hệ thống
công trình thủy lợi để phân phối nước theo thời gian và không gian một cách tối ưu
nhất. Theo các nhà nghiên cứu, việc tiến hành nghiên cứu giải pháp QLVH CTTL là
một hoạt động có vai trò rất quan trọng nhằm vận hành hiệu quả các công trình đã
được xây dựng với những lý do sau:
-

Hệ thống có thể không được xây dựng đúng thiết kế.

-

Hệ thống được thiết kế để phục vụ một số điều kiện như vận hành phục vụ đa
mục tiêu.

-

Các thông số kỹ thuật công trình luôn thay đổi theo thời gian.

Như vậy, nhiệm vụ chính đối với công tác nghiên cứu giải pháp QLVH CTTL trong
điều kiện hạn hán là việc tìm ra giải pháp phù hợp khi các thông số kỹ thuật của
công trình thay đổi theo thời gian.

10
Trong giai đoạn thiết kế công trình thủy lợi, người thiết kế chủ yếu dựa vào các số
liệu trong quá khứ và hiện tại. Việc dự báo những yếu tố tự nhiên và xã hội thay đổi
theo thời gian sau khi công trình đi vào vận hành chỉ được tính toán theo một kịch
bản đơn giản. Tuy nhiên, những yếu tố tác động vào công trình như điều kiện tự
nhiên (khí tượng, thủy văn) hoặc sự biến động về đối tượng hưởng lợi từ công trình
là những yếu tố không thể tính toán hết trong giai đoạn thiết kế. Đặc biệt, hiện nay
xu hướng biến đổi khí hậu ngày một gia tăng khiến nhiều khu vực trở nên khô hạn
hơn và ngược lại, nhiều khu vực lại ẩm ướt hơn. Do đó việc quản lý vận hành công
trình thủy lợi có mang lại hiệu quả cao hay không hoàn toàn phụ thuộc vào người
quản lý đưa ra các giải pháp phân phối nước cho các đối tượng sử dụng như thế nào
cho hợp lý. Để giải quyết bài toán này, ở Việt Nam cũng như trên thế giới đã có một
số nghiên cứu được triển khai và đã mang lại những kết quả đáng khích lệ, sau đây
là một số nghiên cứu điển hình.
1.2.2. Tại Mỹ
Nghiên cứu quản lý vận hành công trình thủy lợi trong điều kiện hạn hán được Viện
Thủy lợi thuộc Trung tâm kỹ thuật thủy lực Mỹ thực hiện từ rất sớm (năm 1986).
Nghiên cứu được triển khai cho các hồ chứa đa mục tiêu của lưu vực sông
Delaware, lưu vực sông Potomac và khu vực khô hạn thuộc bang California. Các
tác giả đã thực hiện đánh giá hiện trạng hạn hán tại những khu vực nghiên cứu và
xác định những thiệt hại. Trên cơ sở các tài liệu về điều kiện tự nhiên, thông số kỹ
thuật công trình thủy lợi và đặc điểm kinh tế xã hội, đề tài đã tiến hành lập phương
án sử dụng nước của các đối tượng hưởng lợi và tính toán cân bằng nước cho các
đối tượng này theo các phương án hạn nặng và hạn nhẹ. Kết quả tính toán cân bằng
nước sẽ tìm được mức độ thiếu nước trong những năm hạn, từ đó đề xuất biện pháp
quản lý vận hành công trình thủy lợi và các biện pháp tận thu nguồn nước mặt từ
các ao hồ. Đây là nghiên cứu được thực hiện từ rất sớm và đã mang lại những kết
quả trong việc phân phối nguồn nước của các hồ chứa đa mục tiêu trong những năm
hạn hán. Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa tính toán, dự báo nguồn nước đến hồ

11
trong tương lai mà chỉ sử dụng thông số thiết kế dung tích các hồ chứa phục vụ cho
việc tính toán phân phối nguồn nước.
1.2.3. Tại Iran
Nghiên cứu QLVH CTTL của tác giả Khayyat Kholghi thực hiện cho hồ chứa Dez
ở miền Nam Iran đã thực hiện vào năm 2002. Nghiên cứu xuất phát từ thực tế khi 3
năm liền hạn hán xảy ra rất khốc liệt đã khiến cho Iran đối mặt với một loạt các vấn
đề về nguồn nước cấp cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp. Trong
nghiên cứu, tác giả đã đánh giá yếu tố dòng chảy đến hồ chứa có tính chất quyết
định đến việc áp dụng các giải pháp vận hành hồ. Từ đó, tác giả đã tiến hành nghiên
cứu biện pháp nội suy dòng chảy đến hồ từ số liệu dòng chảy đến của 18 năm và
tính toán theo các phương án dự báo theo tháng, theo 1 năm, 10 năm và 15 năm. Kết
quả của nghiên cứu này đã được kiểm chứng lại và cho thấy hiệu quả của việc dự
báo dòng chảy đến hồ là rất lớn trong việc đưa ra quyết định vận hành hồ chứa để
phân phối nước cho các đối tượng sử dụng. Ngoài ra, nó còn có ý nghĩa trong việc
dự báo hạn hán tại khu vực một cách khá chính xác.
1.2.4. Tại Hàn Quốc
Năm 2003, nhóm tác giả Tai-Cheol Kim, Jae-Myun Lee và Dae-Sik Kim đã tiến
hành đề tài nghiên cứu với tiêu đề “Nghiên cứu xây dựng hệ thống trợ giúp ra quyết
định (Dicision support system) cho công tác quản lý vận hành hồ chứa phục vụ
chuyển đổi cơ cấu cây trồng”, thực hiện cho hồ chứa Yedang, trữ nước phục vụ
nông nghiệp. Nghiên cứu này không chỉ đánh giá được vấn đề hạn nông nghiệp từ
thông số tích nước của hồ chứa mà còn đưa ra được giải pháp và lịch chuyển đổi cơ
cấu cây trồng phù hợp với kế hoạch cấp nước và tự động hóa vận hành công trình
trên kênh. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, với số liệu về trữ lượng nước trong hồ
tại thời điểm hiện tại (tính bằng %), người vận hành hệ thống CTTL có thể quyết
định những thời đoạn cắt giảm lượng nước tưới và tính toán được tổng lượng nước
bị cắt giảm là bao nhiêu. Do đó, trong thời kỳ hạn hán, người vận hành hồ có thể

dựa vào biểu đồ vận hành hồ chứa và số liệu dự báo mưa tuần mà đưa ra lịch
chuyển đổi cơ cấu cây trồng sao cho giảm được tối đa diện tích không được tưới.


12
1.2.5. Tại Đài Loan
Năm 2004, nhóm tác giả tại trường Đại học Quốc gia Đài Loan gồm S. Y. Hsu, C.
P. Tung, C. J. Chen và C. F. Wang đã tiến hành nghiên cứu QLVH CTTL cho hồ
LiYuTan. Nghiên cứu này cho rằng với việc biến đổi khí hậu toàn cầu và các hoạt
động của con người sẽ tác động đến các thông số của hồ chứa như lượng nước đến
hồ và khả năng phòng lũ cũng như nhu cầu cấp nước phòng chống hạn hán. Như
vậy, cần phải thay đổi biểu đồ vận hành hồ chứa đã có để phù hợp hơn với bối cảnh
hiện tại. Từ những lý giải đó, nghiên cứu đã tiến hành bước 1 là lập kịch bản phát
triển kinh tế xã hội để tính toán nhu cầu nước từ các đối tượng sử dụng nước từ hồ
chứa LiYuTan, sau đó tiến hành tính toán tối ưu hóa quy trình vận hành hồ chứa.
Bước 2 được thực hiện trên cơ sở dự báo hạn hán dựa trên các tài liệu quan trắc và
tính toán nguồn nước đến hồ bằng mô hình toán. Cuối cùng, nghiên cứu đã tiến
hành tổng hợp 2 bước nói trên bằng một mô hình kép là tính toán hiệu chỉnh biểu đồ
vận hành hồ chứa và mô hình dự báo nguồn nước đến hồ để đưa ra các phương án
vận hành hồ chứa một cách tối ưu.
1.3. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN HÁN Ở TRONG NƯỚC
Trong những năm qua, hạn hán đã xảy ra rất khốc liệt tại nhiều khu vực trên toàn
quốc. Vùng đồng bằng sông Hồng hạn mang đặc điểm hạn thủy văn (không đủ
nguồn nước cấp). Tại miền Trung, chủ yếu là hạn khí tượng (điều kiện thời tiết khô
hạn). Hạn hán ở nước ta đã được nhiều nhà nghiên cứu đánh giá là do nguyên nhân
của cả tự nhiên và con người, trong đó, nguyên nhân từ con người là yếu tố tác động
chủ yếu như gia tăng dân số, chặt phá rừng hoặc khai thác tài nguyên thiên nhiên
quá mức.
Việc nghiên cứu các giải pháp phòng chống hạn hán ở Việt Nam đã được một số cơ

quan thực hiện trong những năm gần đây. Điển hình trong lĩnh vực này là cấp Nhà
nước do trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm 2001. Đề tài đã tiến hành một loạt
các nghiên cứu về dự báo hạn hán cho khu vực Nam Trung Bộ và Tây nguyên. Từ
đó, đưa ra các kiến nghị cho công tác quản lý vận hành các CTTL (hồ chứa) nhằm


13
nâng cao hiệu quả phục vụ của công trình. Kết quả của đề tài này có ý nghĩa hết sức
quan trọng trong việc đưa ra các biện pháp phòng chống hạn hán nói chung và đưa
ra giải pháp quản lý vận hành công trình thủy lợi hợp lý.
Bên cạnh đề tài nói trên, đã có một số đề tài cấp Bộ thực hiện nghiên cứu giải pháp
QLVH CTTL trong điều kiện hạn hán như đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho
công tác quản lý vận hành hệ thống thủy nông trong những năm ít nước” do Viện
Khoa học Thủy lợi thực hiện năm 2007. Trong đó, đề tài đã xây dựng giải pháp trợ
giúp ra quyết định vận hành hồ Núi Cốc - Thái Nguyên. Kết quả của đề tài đã cho
thấy việc nghiên cứu giải pháp QLVH CTTL trong thời kỳ hạn hán là điều rất cần
thiết, không chỉ đem lại những lợi ích về kinh tế mà còn có tác dụng về mặt xã hội
và môi trường.
Đề tài “Xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa Hoà Bình, Thác Bà, Tuyên
Quang phục vụ cấp nước trong mùa khô cho hạ du lưu vực sông Hồng - Thái Bình”
do TS. Tô Trung Nghĩa - Viện Quy hoạch Thuỷ Lợi chủ trì. Mô hình Mike 11 đã
được ứng dụng để xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa cấp nước (P= 85%)
cho hạ du về mùa kiệt của hệ thống liên hồ Hoà Bình, Thác Bà và Tuyên Quang.
Nghiên cứu của Ngô Lê Long, Trường đại học Thuỷ Lợi “Tối ưu hoá vận hành hồ
chứa Hoà Bình”. Đóng góp chính của nghiên cứu là phát triển một khung, trong đó
một mô hình mô phỏng cùng với phương pháp tìm kiếm số để tối ưu các biến quyết
định đặc biệt được xác định cho vận hành hồ chứa. Mô hình Mike 11 được sử dụng
cho mô phỏng dòng chảy trong hệ thống sông, bao gồm có hồ chứa và thuật toán
tiến hoá phức trộn được sử dụng trong phần mềm Autocad. Ở đây, các trao đổi giữa
một loạt các biến được tính toán, ngoài ra được ký hiệu là bộ lời giải không lấn át

hay là các lời giải tối ưu Pareto. Khung này đã được kiểm tra cho hồ chứa Hoà Bình
xem xét thuỷ điện và kiểm soát lũ hạ lưu. Kết quả này cho thấy, các đường cong tối
ưu đã cải thiện đáng kể hoạt động của hồ chứa về mặt sản xuất năng lượng mà
không làm giảm an toàn chống lũ. Để cải tiến hơn nữa vận hành, tối ưu hoá thời
gian thực được thể hiện sử dụng các thông tin dự báo về hồ chứa, dòng chảy đến hồ
và nhu cầu nước. Vấn đề tối ưu đặt trọng tâm vào trao đổi giữa các mục tiêu nguy