Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
5 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tại Việt Nam

5 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tại Việt Nam

Tải bản đầy đủ - 0trang

45



trên lưu vực sơng Hồng – Thái Bình, năm 2012, Bùi Thị Thu Hòa và nhóm nghiên

cứu [1] đã nghiên cứu bài tốn phân bổ nguồn nước bằng mơ hình tối ưu hóa động.

Mơ hình này xem xét phân bổ nước theo khu vực, vùng và tiểu vùng với những điều

kiện ràng buộc và hàm lợi ích của các ngành tương ứng. Với việc xây dựng mơ hình

lý thuyết cho bài toán phân bổ nước với cách tiếp cận tối ưu hóa động, nhóm nghiên

cứu đã giải quyết được bài toán quy hoạch phi tuyến, với số biến và ràng buộc

không hạn chế.

Năm 2006, Ngô Lê Long đã ứng dụng cơng cụ mơ hình tốn Mike 11 và Autocal

kết hợp mơ phỏng thủy động lực học (Mike 11), dò tìm giải pháp vận hành tối ưu

(Autocal) hài hòa mục tiêu phát điện và chống lũ trong điều hành hồ Hòa Bình. Kết

quả nghiên cứu cải thiện đáng kể lượng điện phát mà khơng ảnh hưởng đến an tồn

phòng lũ cho hạ du. Nghiên cứu cũng đề xuất khung điều hành theo thời gian thực

bao gồm dự báo theo thời gian thực dòng chảy vào hồ trong thời gian mùa lũ.

Năm 2009, Nguyễn Vũ Huy và Đỗ Huy Dũng [22] đã áp dụng mơ hình GAMS để

mơ phỏng sự phân phối tối ưu tài nguyên nước và đánh giá các lợi ích ròng đối với

các kiểu sử dụng nước trong nơng nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và thủy điện cho

nghiên cứu “Ứng dụng mơ hình phân tích kinh tế GAMS trong đánh giá tài nguyên

nước – Trường hợp điển hình Lưu vực sông Lá Buông”. Các giá trị kinh tế được

đánh giá trong mơ hình gồm có lợi ích ròng của từng nhóm sử dụng nước và lợi ích

ròng bình qn trên mỗi m3 nước sử dụng. Hạn chế của mô hình này là khơng đánh

giá được giá trị biên cũng như lợi ích ròng ở biên của từng kiểu sử dụng nước.

Năm 2010, Nguyễn Thị Phương [17] đã nghiên cứu đề tài “Quản lý tổng hợp lưu

vực sông Bé trên cơ sở cân bằng tài nguyên nước” áp dụng mô hình GAMS để tính

tốn cân bằng nước cho lưu vực sông Bé và mô phỏng sự phân phối tối ưu tài

ngun nước, đánh giá lợi ích ròng của từng nhóm sử dụng nước nông nghiệp, công

nghiệp, sinh hoạt và thủy điện.

Năm 2012, Nguyễn Thanh Hùng [15] đã nghiên cứu về định giá nước và phân phối

tối ưu tài nguyên nước khan hiếm ở cấp độ lưu vực sông, nghiên cứu này được ứng



46



dụng thử nghiệm cho vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai. Nghiên cứu đã cho ra

hai kết quả rất hữu ích cho việc ra các quyết định về mặt chính sách: (1) Giá trị của

nước thơ tương ứng với các mực độ thiếu hụt nước khác nhau và (2) Các lưu lượng

phân bổ tối ưu cho các nhu cầu sử dụng cạnh tranh đồng thời. Mơ hình có tính ứng

dụng cao, có thể áp dụng tương tự đối với các lưu vực sông khác ở Việt Nam.

Năm 2014, Nguyễn Văn Tuấn, Viện Quy hoạch Thủy lợi, cũng đã nghiên cứu sử

dụng mơ hình cân bằng tổng qt (CGE – Computable General Equilibrium) để giải

quyết bài toán phân bổ nước tối ưu trong nông nghiệp tại lưu vực sơng Srepok. Hàm

mục tiêu của bài tốn tối đa lợi ích có ràng buộc đẳng thức là tổng lợi ích của tưới

cho trồng trọt cho các loại cây trồng lúa Đông Xuân, lúa Hè Thu và cây cà phê ở

các khu tưới trên lưu vực sơng Srepok. Trong bài tốn CGE này, mục tiêu chính tập

trung vào nhiệm vụ phân bổ nước tưới cho 46 khu tưới khác nhau trong các mùa vụ

khác nhau. Từ kết quả tính tốn cho thấy, vụ Đông Xuân phải cấp 45,54% lượng

nước, vụ Hè Thu 23,45% và cà phê là 31,02%.

Năm 2015, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Thị Minh Tâm và Nguyễn Thị Thu Nga

[18] đã sử dụng phần mềm WEAP (Water Evaluation and Planning System – Hệ

thống đánh giá và quy hoạch nguồn nước) nghiên cứu phân bổ tối ưu nguồn nước

trên lưu vực sơng Ba. Kết quả của nghiên cứu đã góp phần tăng hiệu quả kinh tế từ

các hoạt động dùng nước.

Gần đây nhất, viện Quy hoạch Thủy lợi đã phối hợp với trường đại học Bách khoa

Milan của Ý, thực hiện dự án “Quản lý bền vững tài nguyên nước lưu vực sơng

Hồng – Thái Bình trong bối cảnh biến đổi khí hậu (IMRR)”. Bộ cơng cụ mơ hình

Red-TwoLe của dự án giúp giải quyết bài toán vận hành tối ưu nguồn nước từ các

hồ chứa phục vụ các yêu cầu cấp nước, chống lũ, bảo đảm giao thông thủy, môi

trường hạ du, … Hệ thống sơng Hồng -Thái Bình, mặc dù có 4 hồ chứa lớn và

nhiều cơng trình thủy lợi điều hòa nguồn nước khác nhưng tình trạng hạn hán, thiếu

hụt nguồn nước vẫn diễn ra ngày một nghiêm trọng, việc duy trì dòng chảy tối

thiểu, giảm thiểu ơ nhiễm và xâm nhập mặn chưa được giải quyết triệt để; về mùa



47



lũ, nguy cơ lũ lụt vẫn có thể xảy ra. Bộ công cụ này sẽ được chuyển giao lại cho các

cơ quan liên quan tại Việt Nam như Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ

Tài nguyên và Môi trường và Viện Quy hoạch Thủy lợi để sử dụng trong việc phân

bổ tối ưu nguồn nước, quản lý và hoạch định các chính sách vận hành, điều hòa

nguồn nước trên hệ thống sơng Hồng – Thái Bình trong tương lai theo hướng phát

triển bền vững, ở cả cấp quy hoạch và quản lý.

Kết luận chương 1

Như vậy, để đối phó với hạn hán cần phải sử dụng tổng hợp nhiều giải pháp – từ vĩ

mô tới vi mô, từ kỹ thuật – công nghệ tới cơ chế chính sách, từ đầu tư tài chính đến

đào tạo và tăng cường năng lực cộng đồng. Mỗi giải pháp là một mắt xích quan

trọng góp phần làm giảm thiểu tác động và rủi ro do hạn hán gây ra.

Hiện tại, ở Việt Nam, để giải quyết bài toán hạn, chủ yếu tập trung vào việc nghiên

cứu các kỹ thuật sử dụng tiết kiệm nước như các kỹ thuật tưới tiết kiệm. Cũng có

một số nghiên cứu về các biện pháp tích trữ nước vào mùa mưa để sử dụng cho các

tháng mùa kiệt, tuy nhiên, hầu như các nghiên cứu này chỉ dừng ở mức độ nghiên

cứu các giải pháp thu trữ, cố gắng đảm bảo tích được một lượng nước đủ để đáp

ứng cho nhu cầu cây trồng vào mùa khô mà chưa đi sâu vào nghiên cứu giải pháp

tích trữ nước tối ưu để tận dụng lượng nước mùa mưa mà khơng gây lãng phí. Luận

án tập trung nghiên cứu giải pháp tích trữ nước tối ưu điều tiết thời gian thực trên hệ

thống, nhằm đảm bảo tích trữ nước hiệu quả phục vụ cho nông nghiệp trong thời kỳ

thiếu nước.



48



CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu

2.1.1 Sơ lược khu vực nghiên cứu

Hạ lưu sơng Cả có 7 hệ thống thủy lợi lớn lấy nước trực tiếp từ sông và một số hệ

thống lấy nước bằng các trạm bơm. Trong đó tỉnh Nghệ An có 2 hệ thống lớn là đập

tràn Đô Lương (Bắc Nghệ An) và hệ thống Cống Nam Đàn (Nam Nghệ An). Hệ

thống tiêu gồm cụm tiêu cống Bến Thủy và trạm bơm tiêu Hưng Châu. Tỉnh Hà

Tĩnh có 3 Hệ thống thủy lợi gồm: Linh Cảm, Can Lộc và Hồng Lam. Ngồi ra còn

có 74 trạm bơm lấy nước trực tiếp từ hệ thống sông Cả để tưới. Với tổng diện tích

tưới thiết kế: 81.691,14 ha

Hệ thống Nam lấy nước sông Cả qua cống Nam Đàn bằng kênh Thấp, kênh Lam

Trà, kênh Gai tưới và tạo nguồn tưới cho các huyện Nam Đàn, Hưng Nguyên, Nghi

Lộc. Với tổng diện tích tưới thiết kế: 27.000 ha.

Vùng kênh Lê Xuân Đào nằm ở hạ lưu sông Cả gồm 9 xã nằm phía Đơng Nam của

huyện Hưng Ngun, thuộc hệ thống Nam - Nghệ An. Đây là vùng trọng điểm lúa

và có trình độ thâm canh cao. Hệ thống kênh trong vùng tương đối lớn, liên kết chặt

chẽ với nhau và là các kênh chìm được sử dụng tưới tiêu kết hợp. Hiện tại, khả năng

cung cấp nước của hệ thống tưới chưa đủ đáp ứng nhu cầu trong vùng, do đó, hệ

thống kênh trong vùng được sử dụng để trữ nước phục vụ cho thời kỳ thiếu nước.

Tuy nhiên, kích thước các kênh chưa đủ đáp ứng cho nhu cầu trong thời kỹ thiếu

nước. Đặc biệt, vẫn chưa có một giải pháp vận hành cụ thể, chủ yếu tích trữ nước

theo cảm tính của người quản lý. Điều này dẫn đến, có thời điểm vào cuối mùa

mưa, cán bộ quản lý quyết định trữ nước trên kênh nhưng sau đó gặp trận lũ muộn

dẫn đến phải bơm tiêu, gây tổn thất lớn về chi phí vận hành bơm, có trường hợp có

thể gây ngập úng làm thiệt hại đến cây trồng. Hoặc có trường hợp lại tích nước quá

sớm nên cũng chỉ sử dụng được lượng nước không đáng kể vào mùa khơ.Điều này

gây khó khăn lớn cho các nhà quản lý và vận hành.



49



Với đặc điểm các kênh lớn và có bờ tương đối rộng, rất thích hợp cho việc mở rộng

để trữ nước. Vì vậy, tác giả chọn vùng nghiên cứu là vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào

với mục tiêu chính là nghiên cứu mở rộng các kênh hợp lý và đưa ra được một giải

pháp vận hành các kênh sao cho đáp ứng được nhu cầu nước trong mùa khơ với chi

phí vận hành hệ thống là nhỏ nhất.

Đặc điểm cụ thể của khu vực nghiên cứu:

a. Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 180 35 phút đến 180 47 phút vĩ độ Bắc và

1050 35 phút đến 1050 40 phút kinh độ Đông.

Khu vực được giới hạn bởi các vị trí như sau:

-



Phía Bắc giáp xã Hưng Thịnh, Hưng Mỹ.



-



Phía Nam và phía Đơng giáp sơng Lam.



-



Phía Tây giáp xã Hưng Long, xã Nam Cát.



-



Phía Đơng giáp với thành phố Vinh.



Vùng kênh Lê Xuân Đào nằm ở hạ lưu sông Cả gồm 9 xã: 1- Xã Hưng Tân; 2- Xã

Hưng Phúc; 3- Xã Hưng Lợi; 4- Xã Hưng Tiến ; 5- Xã Hưng Lam; 6- Xã Hưng

Thắng; 7- Xã Hưng Thông; 8- Xã Hưng Xuân; 9- Xã Hưng Châu. Cụ thể vị trí các

xã như bản đồ hình 2.1.

b. Địa hình, địa mạo

Vùng nghiên cứu nằm trong vùng đồng bằng Nam Hưng Nghi của tỉnh Nghệ An,

địa hình chủ yếu là đồng bằng, thấp trũng, độ cao trung bình của bề mặt đồng bằng

từ 1,5 m đến 2 m, nơi cao nhất là 3 m, thấp nhất là 0,6 m và thấp dần từ Tây sang

Đông.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

5 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tại Việt Nam

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×