- Mục tiêu tổng quát: Đề xuất giải pháp và công nghệ để lập kế hoạch sử dụng nước các hồ chứa lớn của tỉnh Đắk Lắk phục vụ sản xuất nông nghiệp một cách chủ động, hiệu quả và tiết kiệm nước theo thời gian thực trong điều kiện biến đổi khí hậu.
- Mục tiêu cụ thể: (1) Thiết lập và xây dựng phần mềm dự báo, lập kế hoạch sử dụng nước hợp lý của các hồ chứa thủy lợi lớn; (2) Xây dựng thí điểm 01 mô hình mẫu trạm đo mưa và mực nước tự động cho 01 hồ chứa lớn để hỗ trợ dự báo và lập kế hoạch sử dụng nước.
Kết quả thực hiện:
1. Đã tiến hành tính toán thủy văn dòng chảy đến, nhu cầu nước, cân bằng nước toàn năm cho 23 hồ chứa nước lớn (có đường quan hệ đặc tính lòng hồ Z~F~V, hồ sơ thiết kế,…) theo kịch bản mưa thiết kế, RCP4.5 và RCP 8.5, kết quả cho thấy:
- Hiện trạng các hồ chứa nước lớn phục vụ sản xuất nông nghiệp:
+ Về mặt công trình: các hồ chứa lớn hầu hết đảm bảo an toàn về mặt công trình. Phần lớn các hồ chứa bố trí cống lấy nước chảy có áp, van điều tiết dạng van đĩa. Với cách thiết kế này người quản lý rất khó kiểm soát vì người dân khi cần là họ có thể mở cống bất cứ lúc nào.
+ Về hệ thống quan trắc: một số hồ chứa đã được đầu tư, lắp đặt trạm đo mưa, đo mực nước hồ tự động như hồ ; một số hồ được đầu tư lắp đặt trạm đo mưa, đo mực nước thủ công; tuy nhiên một số hồ chỉ có trạm đo mực nước bằng thủ công, chưa có trạm đo mưa như hồ Ea Kao. Việc thiếu các trạm quan trắc mưa, mực nước tại các hồ chứa gây nhiều khó khăn trong công tác quản lý, vận hành và khai thác hồ chứa.
+ Về hiện trạng các giải pháp khai thác, sử dụng nước ở hồ chứa lớn: chủ yếu vẫn theo cách thức truyền thống, tức là sử dụng lượng nước thuộc dung tích hữu ích của hồ chứa và cấp nước tự chảy qua cống lấy nước, dẫn về khu tưới bằng hệ thống kênh dẫn (kênh, mương), chỉ có một số hồ đã từng sử dụng biện pháp làm tăng lượng nước có thể khai thác phục vụ tưới nhưng mang tính thô sơ, tạm bợ. Có thể kể đến các giải pháp như: giải pháp tăng dung tích trữ bằng cách đắp thêm bao tải trên tràn; giải pháp nâng cấp công trình đầu mối; giải pháp kiên cố hóa kênh mương; giải pháp khai thác mực nước chết dưới ngưỡng cống; giải pháp tưới “ngập khô xen kẽ”;…
- Kết quả tính toán dự báo dòng chảy đến hồ chứa trong điều kiện biến đổi khí hậu đến năm 2030 cho thấy: Dòng chảy đến các tháng mùa kiệt có xu hướng thấp hơn so với kịch bản hiện trạng; tuy nhiên dòng chảy đến các tháng mùa lũ lại có xu hướng cao hơn. Sự biến động lưu lượng đến các hồ chứa không đồng đều, dòng chảy có xu hướng giảm mạnh nhất vào các tháng cuối mùa kiệt, cụ thể vào tháng 4 đối với các hồ chứa thuộc tiểu lưu vực hạ lưu Srepok, tiểu lưu vực Krông Buk, tiểu lưu vực sông Ba và phụ cận; đối với tiểu lưu vực Krông Pách dòng chảy giảm mạnh nhất vào tháng 5 và đối với tiểu lưu vực Ia lốp - Ea Hleo dòng chảy giảm mạnh nhất vào tháng 3.
- Nhu cầu nước của các hồ chứa trong điều kiện BĐKH đến năm 2030 có xu hướng gia tăng hơn so với hiện trạng từ 3-10%.
- Kết quả tính toán cân bằng nước cho thấy:
+ Kịch bản mưa thiết kế: Hầu hết các hồ chứa đều đảm bảo cấp nước theo yêu cầu, chỉ có hồ Đội 4 thiếu nước.
+ Kịch bản RCP 4.5: Tính đến năm 2030 phần lớn các hồ đều đủ nước tưới, có 03 hồ thiếu nước là: Vụ Bổn, Đội 4 và Buôn Tría. Thời điểm thiếu nước tập trung vào các tháng mùa kiệt (từ tháng 2-6); có 04 hồ thừa nước nhiều: Đăk Minh, 739, Ea Knop và Krong Buk Hạ.
+ Kịch bản RCP 8.5: Tính đến năm 2030 có 05 hồ thiếu nước gồm Vụ Bổn, Đội 4, Buôn Tría, Ea Bông và Krông Á 2. Thời điểm thiếu nước tập trung vào các tháng mùa kiệt (tháng 2,3,4,5); có 04 hồ thừa nước: Đăk Minh, 739, Ea Knop, Krong Buk Hạ.
- Lập Kế hoạch sử dụng nước toàn năm cho các hồ chứa nước lớn: Căn cứ theo kết quả tính toán cân bằng nước theo các kịch bản và mục tiêu của đề tài là lập kế hoạch sử dụng nước hợp lý nhằm đảm bảo khả năng cung cấp nước của hồ chứa, đã tiến hành lập kế hoạch sử dụng nước cho các hồ chứa lớn phân theo 3 nhóm:
+ Đối với các hồ chứa dự báo thiếu nước (lượng nước thiếu từ 10 - 30% so với V_hi) (hồ Đội 4, hồ Vụ Bổn): tính toán các phương án để hồ chứa đảm bảo cấp nước như: (1) Thay đổi diện tích cây trồng; (2) Thay đổi cơ cấu cây trồng.
+ Đối với hồ chứa dự báo thiếu nước (lượng nước thiếu > 30% so với V_hi) (hồ Buôn Tría): Kết hợp giải pháp phi công trình và các biện pháp công trình.
+ Đối với các hồ chứa nước thiếu nước (lượng nước thiếu < 10% so với V_hi ) (hồ Ea Bông, hồ Krông Á 2): Xem như hồ đảm bảo yêu cầu cấp nước phục vụ sản xuất.
+ Đối với các hồ chứa thừa nhiều nước (Đăk Minh, 739, Ea Knop và Krong Buk Hạ): tính toán xây dựng các phương án để sử dụng nước tối đa.
- Đã xây dựng bản đồ hiện trạng hồ chứa lớn và các vùng sản xuất chính, tỷ lệ 1/100.000. Bản đồ thể hiện hiện trạng hồ chứa lớn và các vùng sản xuất chính (vị trí, quy mô, các thông số kỹ thuật chính của hồ chứa, vị trí các khu tưới, thông tin khu tưới chính,…).
2. Đã đề xuất giải pháp khai thác, sử dụng nguồn nước hợp lý các hồ chứa lớn để chủ động cấp nước cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu, tập trung cho các huyện Ea Súp, Ea H’leo, Ea Kar và Krông Pắc
Các giải pháp đề xuất phân theo 02 nhóm:
- Giải pháp phi công trình: gồm 7 giải pháp chính: (i) lập kế hoạch sử dụng nước theo thời gian thực; (ii) điều chỉnh, thay đổi giống cây trồng; (iii) điều chỉnh lịch thời vụ và diện tích gieo trồng; (iv) trồng và bảo vệ rừng đầu nguồn các hồ chứa; (v) điều chỉnh quy trình vận hành đối với các hồ chứa đã được ban hành quy trình vận hành từ lâu, không còn phù hợp; (vi) nâng cao năng lực quản lý, vận hành cho các tổ chức, cán bộ vận hành công trình hồ chứa; (vii) tuyên truyền, nâng cao nhận thức của người dân.
- Giải pháp công trình: gồm 4 giải pháp chính: (i) nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa; (ii) giải pháp khai thác nước dưới mực nước chết của hồ chứa bằng cách sử dụng các loại bơm phù hợp; (iii) giải pháp thu gom, sử dụng nguồn nước hồi quy sau khi tưới cho các khu tưới theo yêu cầu thiết kế để tưới cho các khu khác phù hợp; (iv) giải pháp kiên cố hóa kênh mương để giảm thiểu tổn thất.
3. Đã nghiên cứu thiết kế hệ thống trạm đo mưa, mực nước tự động hồ chứa và truyền tin phục vụ lập kế hoạch sử dụng nước cho hồ chứa nước Ea Kao
Đề tài đã thực hiện khảo sát địa hình, lựa chọn vị trí lắp đặt trạm đo mưa, đo mực nước tự động tại hồ chứa Ea Kao; tiến hành tính toán các thông số thiết kế trạm đo mưa, đo mực nước; xây dựng bản vẽ thiết kế chi tiết và khái toán kinh phí lắp đặt hệ thống trạm đo mưa, đo mực nước tự động tại hồ chứa Ea Kao.
4. Xây dựng được phần mềm lập kế hoạch sử dụng nước theo thời gian thực cho hồ chứa nước Ea Kao:
- Phần mềm chạy trên nền webgis; bất kỳ ai có tài khoản và mật khẩu đều có thể truy cập. Giao diện phần mềm thể hiện các dữ liệu liên quan đến hồ chứa: thông số cơ bản (quy mô, kích thước công trình,…); số liệu quan trắc trực tuyến (mực nước, lượng mưa); độ mở cống,… Phần mềm tính toán được: lưu lượng nước về hồ, dung tích hồ hiện trạng, nhu cầu nước, cân bằng nước, kết hợp số liệu đo mưa và mực nước hàng ngày để xem xét điều chỉnh độ mở cống phù hợp giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nước hồ chứa. Từ các kết quả quan trắc, tính toán được, phần mềm sẽ đưa ra kế hoạch sử dụng nước hợp lý theo các thời đoạn ngắn hạn và dài hạn. Kế hoạch này được cập nhật, thay đổi theo chu kỳ để phù hợp với tình hình thực tế nhằm tối ưu lượng nước dùng.
- Đã xây dựng bản đồ tổng thể hệ thống từ hồ chứa tới khu tưới mẫu trên GIS cho mô hình mẫu hồ Ea Kao, tỷ lệ 1/25.000. Bản đồ thể hiện các thông tin về hệ thống từ hồ chứa (các thông số kỹ thuật của công trình đầu mối (đập, tràn, cống lấy nước), công trình dẫn tải (kênh mương) tới khu tưới của hồ Ea Kao.
5. Đã xây dựng bộ tài liệu hướng dẫn quản lý vận hành hệ thống trạm đo mực nước tự động, đo mưa tự động và kế hoạch sử dụng nước hồ chứa
Bộ tài liệu đã trình bày cụ thể hướng dẫn thiết kế, thi công và quản lý, vận hành, bảo trì hệ thống trạm đo mực nước tự động, đo mưa tự động tại hồ chứa; hướng dẫn sử dụng phần mềm lập kế hoạch sử dụng nước hồ chứa. Ngoài ra, đề tài đã xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu cho các hồ chứa nước lớn của tỉnh Đắk Lắk tích hợp trên Webgis