Đánh giá hiệu quả ứng dụng trạm bơm điện cột nước cao để tưới cho cây trồng có giá trị kinh tế vùng khan hiếm nước ở vùng trung du miền núi phía Bắc

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG TRẠM BƠM ĐIỆN CỘT NƯỚC CAO
ĐỂ TƯỚI CHO CÂY TRỒNG CÓ GIÁ TRỊ KI NH TẾ VÙNG KHAN HI ẾM
NƯỚC Ở VÙNG TRUNG DU MI ỀN NÚI PHÍA BẮC
Nguyễn Thị Kim Dung, Đào Kim Lưu
Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường
Tóm tắt: Hiện nay các loại bơm cột nước cao đã được phổ biến trên thị trường với nhiều công
suất khác nhau, đáp ứng yêu cầu đa dạng về cột nước và lưu lượng. Các loại bơm này được áp
dụng rộng rãi trong lĩnh vực cấp nước sinh hoạt và trong công nghiệp. Bài viết này sẽ đánh giá
khả năng áp dụng bơm cột nước cao để cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, phục vụ chuyển đổ
cơ cấu cây trồng và xây dựng nông thôn mới ở vùng trung du và miền núi phía Bắc.
Từ khóa: bơm cột nước cao, tưới tiết kiệm nước, khan hiếm nước, nông thôn mới
Summary: At present the high head pumps are popular in the market with many different
capacities to meet varied requirements of water column and flow. These pumps are widely
applied in the field of water supply and in industry. This article will evaluate the possibility of
applying high head pumps to supply water for agricultural production in crop restructuring and
new rural programs in midland and northern mountainous region.
Key words: high head pump, water-saving irrigation, water scarcity, new ru ral program
1. ĐẶT VẤN ĐỀ *
Vùng trung du miền núi phía Bắc phong phú về
loại đất, quỹ đất chưa sử dụng còn nhiều, đa dạng
về tiểu vùng khí hậu là điều kiện thuận lợi để có
thể phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng
chuyên canh với nhiều loại cây trồng khác nhau
như cây lương thực, cây công nghiệp ngắn ngày,
cây rau hoa, cây dược liệu, cây ăn quả... Tuy
nhiên, do địa hình chia cắt mạnh, lượng mưa phân
bố không đều, khả năng điều tiết của lưu vực kém

đã ảnh hưởng rất lớn đến cấp nước phục vụ sản
xuất nông nghiệp và sinh hoạt.
Trong những năm qua, nhiều công trình thuỷ
lợi đã được xây dựng góp phần quan trọng vào
sự phát triển nông nghiệp trong vùng. Những
công trình thuỷ lợi nhỏ đã được đầu tư xây
dựng nhưng chủ yếu là đập dâng, hồ chứa và
kênh mương, phục vụ chủ yếu tưới cho cây lúa
và khai thác cho vùng đất tập trung, ít công
Ngày nhận bài: 28/4/2016
Ngày thông qua phản biện: 20/5/2016
Ngày duyệt đăng: 20/6/2016

trình phục vụ cho diện tích đất dốc và phân tán
với các loại cây công nghiệp và cây ăn quả có
giá trị kinh tế cao. Bơm thủy luân và bơm va
đã được ứng dụng để cấp nước tưới cho vùng
đất dốc nhưng tổng diện tích được tưới còn rất
nhỏ. Dưới tác động của biến đổi khí hậu, suy
giảm diện tích rừng đã làm suy giảm lượng
nước trên các sông suối, nhiều công trình có
lưu vực nhỏ không có nước về mùa khô.
Hiện nay các loại bơm cột nước cao đã được phổ
biến trên thị trường với nhiều công suất khác nhau,
đáp ứng yêu cầu đa dạng về cột nước và lưu lượng,
được sử dụng nhiều trong lĩnh vực cấp nước sinh
hoạt và trong công nghiệp. Bài viết này sẽ đánh giá
khả năng áp dụng bơm cột nước cao phục vụ sản
xuất nông nghiệp cho vùng trung du và miền núi.
2. THIẾT KẾ GIẢI PHÁP

2.1. Giải pháp chung
Hiện nay các loại bơm cột nước cao có thể đạt
đến hàng trăm mét cột nước bơm và lưu lượng
3
đạt đến vài nghìn m /h. M áy bơm có thể đặt
trên cạn hoặc đặt chìm dưới nước. Công suất

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 33 - 2016

1


KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

của máy bơm có thể đáp ứng yêu cầu sử dụng
nước quy mô trang trại hộ gia đình đến các
khu tưới tập trung. Tuy nhiên, máy bơm cột

nước cao tiêu tốn điện năng cao, công tác quản
lý vận hành tương đối phức tạp và yêu cầu
phải có hệ thống cung cấp điện.

[1]

[2]

Hình 1: Khả năng hoạt động của một số máy bơm ly tâm trục ngang (trái) và ly tâm trục đứng (phải)
Sơ đồ bố trí: Nước được bơm để tưới trực tiếp hoặc trữ vào các bể sau đó cấp vào hệ thống

đường ống tưới tiết kiệm nước.

Hình 2: Sơ đồ bố trí máy bơm và hệ thống tưới
- Nguồn nước: Sử dụng nước từ suối hoặc các
ao hồ tự nhiên. Sử dụng nguồn nước suối cần
tính toán khả năng dòng chảy của suối để có
giải pháp khai thác phù hợp.
- Bể chứa: Sử dụng các vật liệu chống thấm để
giảm lượng tổn thất do thấm. Dung tích bể cần
đảm bảo đủ nước chăm sóc cây trồng trong
thời kỳ không vận hành máy bơm.
- Hệ thống tưới tiết kiệm nước: Tưới phun
mưa hoặc tưới nhỏ giọt. Hạn chế áp dụng hình
thức tưới tràn vì yêu cầu lượng nước lớn.
2.2. Mô hình thí điểm cấp nước cho cánh
đồng Thôm Bó xã Bình Văn
Bình Văn là xã vùng cao của huyện Chợ M ới,
tỉnh Bắc Kạn. Địa hình chủ yếu là đồi núi cao,
2

dốc và chia cắt phức tạp. Tổng diện tích tự
nhiên toàn xã là 2815ha, diện tích trồng lúa
nước là 115ha chiếm 4% tổng diện tích tự
nhiên[3]. Nền kinh tế của xã chủ yếu phụ thuộc
vào nông-lâm nghiệp. Lúa chủ yếu trồng vào
vụ mùa là chủ yếu, vụ Xuân hiện nay đã trồng
cây thuốc lá. Cây thuốc lá cho thu nhập cao
hơn trồng lúa từ 3-4 lần. Hiện nay, cây thuốc
lá chưa được tưới và chủ yếu nhờ vào nước
mưa nên chất lượng và năng suất không ổn

định. Thời kỳ cây thuốc lá mới được trồng và
các năm ít mưa, người dân phải tốn nhiều công
để vận chuyển nước từ hồ để tưới.
Khu mô hình thí điểm thuộc cánh đồng thôn
Thôm Bó với diện tích 35,0 ha. Đồng ruộng
khu tưới dạng bậc thang, chênh lệch ruộng cao

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 33 - 2016


KHOA HỌC
nhất và thấp nhất khoảng 40m. Các đập dâng
chỉ có nước về mùa mưa, về mùa khô cạn nước.
Hồ Thôm Bó có khả năng cấp nguồn nhưng ở

CÔNG NGHỆ

vị trí thấp hơn khu tưới. Cơ cấu mùa vụ hiện
nay là 1 vụ trồng lúa và 1 vụ trồng cây thuốc lá
và không trồng cây vụ đông do không có nước.

Hình 3: Địa hình khu tưới (trái) và đập dâng + dây cấp nước sinh hoạt về mùa khô
[4]
Giải pháp cấp nước :

- Sử dụng bơm cột nước cao bơm nước từ hồ
Thôm Bó, dẫn nước bằng hệ thống đường ống
HDPE và cấp vào các ống nhánh tưới trực tiếp
kết hợp trữ nước vào các bể chứa HDPE;
- Lượng nước từ các bể HDPE được sử dụng

để chăm sóc hoặc tưới cho cây trồng trong thời
gian không bơm tưới. Nước trong bể có thể sử
dụng cấp nước sinh hoạt hoặc chăn nuôi trong
mùa khô. Bể HDPE được đặt tại vị trí có thể

cấp nước tự chảy bằng đường ống tưới, người
nông dân có thể lấy nước tại các họng chờ;
- Bố trí đường ống tưới ở giữa khu tưới, trên
ống bố trí các họng chờ có gắn van. Các họng
làm nhiệm vụ cấp nước trực tiếp trong thời
gian bơm và cấp nước từ các bể trong thời gian
ngưng bơm.
- Hệ thống đường ống cấp nước được chôn
chìm nên không chiếm đất và ảnh hưởng đến
sản xuất.

Hình 4: Sơ đồ bố trí tuyến ống trong khu tưới
1/ Các thông số thiết kế khu mô hình
Nhiệm vụ: Đảm bảo chủ động cấp nước tưới
cho 35ha cây thuốc lá vụ xuân và hỗ trợ tưới
35ha lúa vào vụ mùa;

Cấp công trình: Cấp V; Tần suất thiết kế mức
bảo đảm tưới: P=85%;
Nguồn nước cấp: Hồ Thôm Bó.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 33 - 2016

3

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

Trạm bơm: Xây dựng mới trạm bơm gồm 2 máy
bơm ly tâm trục ngang 200x100 CNJA của hãng
Ebara với công suất mỗi động cơ 55kw (1 máy
dự phòng). Cột nước thiết kế H=60m, lưu lượng
thiết kế mỗi máy Q=330m3/h.
Đường ống chính: Tổng chiều dài 1116m, vật
liệu HDPE PN10, đường kính 250mm, ống
được chôn sâu 0,8m so với mặt đất.
Đường ống nhánh: Tổng chiều dài 420m, vật
liệu HDPE PN10, đường kính 110mm, ống
được chôn sâu 0,8m so với mặt đất.
Đường ống tưới: Tổng chiều dài 950m, vật
liệu HDPE PN6, đường kính 90mm, ống được
chôn sâu 0,8m so với mặt đất. Trên tuyến ống
bố trí cách 50m bố trí một họng chờ.
Công trình trên tuyến ống: Bố trí đầy đủ van
cấp nước, van xả khí, van xả cặn.
Bể chứa: Gồm 03 bể lót tấm HDPE có dung
3
tích mỗi bể 1200m .

Vận hành tưới cần có 2-3 người có thiết bị
thông tin để phối hợp khi vận hành. N gười vận
hành phải được đào tạo tập huấn về vận hành
máy bơm, an toàn điện, vận hành đường ống…

3
Mức tưới tính toán là 1500m /ha, số lần tưới
toàn vụ là 8 lần với 16 giờ bơm/lần. Trong thời
gian bơm ngoài cấp nước trực tiếp vào ruộng
cần cấp nước vào các bể trữ để phục vụ chăm
sóc cây trong thời gian giữa hai đợt bơm tưới.

Hiệu quả kinh tế
Sau khi có dự án sẽ chủ động cấp nước tưới
cho 35ha thuốc lá vào vụ xuân và hỗ trợ cấp
nước vào vụ mùa trong trường hợp hạn hán.
Năng suất thuốc lá trung bình khi chưa được
tưới là 1,7 tấn/ha, sau khi được tưới là 2,3
tấn/ha. Thu nhập thuần trên 1 ha sau khi có dự
án tăng thêm: 24 triệu đồng/ha.
Chi phí đầu tư: 4200 triệu đồng

Diện tích chiếm đất: Tổng diện tích chiếm đất
2
2
là 3157m . Trong đó, trạm bơm chiếm 257m ,
03 bể chứa chiếm 2900m2.

Tổng chi phí hàng năm: 137,87 triệu
đồng/năm. Trong đó chi phí điện năng 10,56
triệu đồng, chi phí lương 43,31 triệu đồng, chi
sửa chữa tường xuyên 84 triệu đồng

Suất đầu tư: 120 triệu/ha.

Chi phí sửa chữa lớn: 420 triệu đồng/10 năm

2/ Quản lý vận hành và Hiệu quả kinh tế

Đời sống dự án là 25 năm. Kết quả phân tích
kinh tế dự án cho thấy dự án khả thi về mặt
kinh tế.

Quản lý vận hành

Bảng 1: Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế ứng với hệ số chiết khấu r=12%
Trường hợp
Trường hợp
Trường hợp
Trường hợp
Trường hợp
tăng 10%

cơ sở
chi phí tăng 10%
lợi ích giảm 10%
lợi ích giảm 10% và chi phí

3/ Đánh giá khả năng áp dụng

NPV
(triệu đồng)
970
875
387

IRR
(%)
15,80
15,40
13,50

291

13,20

B/C
1,20
1,18
1,07
1,06

Ưu điểm:

thuận lợi cho công tác xây dựng và quản lý
vận hành;

- Khu mô hình thí điểm thuận lợi về nguồn
nước, đường giao thông, hệ thống cấp điện,

- Cấp nước bằng đường ống giảm được lượng
nước thất thoát và diện tích chiếm đất;

4

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 33 - 2016


KHOA HỌC
- Hệ thống bể chứa và đường ống tưới tạo
thuận lợi cho việc chủ động tưới và chăm sóc
cây trồng;
- Suất đầu tư của khu mô hình khoảng 120
triệu/ha ở mức trung bình so với các công trình
miền núi khác.
Nhược điểm:
- Mức tiêu thụ điện của trạm bơm cột nước cao
lớn hơn so với các trạm bơm tưới thông thường
nên không hiệu quả khi cấp nước tưới cho lúa
hoặc các loại cây trồng có giá trị kinh tế thấp.
Với quy định hiện hành, cấp bù thủy lợi phí đối
với cây công nghiệp ngắn ngày bằng 40% mức
thủy lợi phí đối với đất trồng lúa. Như vậy tổng
kinh phí cấp bù 1 vụ là 25,35 triệu đồng. Với
mức cấp bù này không đủ để chi phí tiền điện và
lương của 3 cán bộ vận hành trong 5 tháng.
- Yêu cầu kỹ thuật quản lý vận hành cao.
Khả năng nhân rộng: Như vậy có thể thấy
công trình có tính khả thi về mặt kỹ thuật, suất
đầu tư và hiệu quả kinh tế nhưng để áp dụng
và nhân rộng cần có chính sách cấp bù thủy lợi

CÔNG NGHỆ

phí phù hợp, chính sách ưu tiên trong phát

triển hệ thống tưới tiết kiệm nước và phải đào
tạo nguồn nhân lực quản lý vận hành cho các
địa phương.
3. KẾT LUẬN
Các xã vùng miền núi phía Bắc có nền kinh tế
chủ yếu phụ thuộc vào nông-lâm nghiệp. Sản
xuất nông nghiệp đóng vai trò quan trọng
trong ổn định đời sống và nâng cao thu nhập
của người dân. Cơ sở hạ tầng như đường giao
thông, điện ở các xã ngày càng được hoàn
thiện. Việc áp dụng giải pháp cấp nước bằng
máy bơm cột nước cao là khả thi. Chủ động
nguồn nước tưới sẽ tạo thuận lợi cho phát triển
và chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang các loại
cây trồng có giá trị kinh tế cao, áp dụng tiến bộ
khoa học vào sản xuất, nâng cao thu nhập cho
người dân và góp phần tích cực vào phong trào
xây dựng nông thôn mới. Để phát triển loại
hình công trình này cần có chính sách về ưu
tiên đầu tư và thủy lợi phí cấp bù phù hợp
cùng với các chính sách ưu tiên trong phát
triển hệ thống tưới tiết kiệm nước.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. EBARA. Horizontal Split Casing Pump – M oel CSA/CNA.
[2]. GRONDFOS. Complete Submersible Pump System.
[3]. Ủy ban nhân dân xã Bình Văn, 2013. Thuyết minh Quy hoạch xây dựng nông thôn mới xã
Bình Văn.
[4]. Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam. Kết quả nghiên cứu thuộc đề tài “Nghiên cứu đề xuất
các giải pháp công nghệ về cơ sở hạ tầng (thủy lợi và cấp nước sinh hoạt) phục vụ xây

dựng nông thôn mới vùng trung du, miền núi phía Bắc”.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 33 - 2016

5