Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy nông (Phần 2)
6.1. KHÁI NIỆM VỀ PHưƠNG PHÁP TưỚI - KỸ THUẬT TưỚI
6.1.1. Phương pháp tưới
Là cách đưa nước vào ruộng để biến nước đó thành nước trong đất cung cấp
cho cây trồng.
Dựa theo phương thức dẫn nước và phân phối nước, người ta chia ra các
phương pháp tưới sau:
- Phương pháp mặt đất: Tưới ngập, tưới giải và tưới rãnh.
- Phương pháp tưới phun mưa
- Phương pháp tưới nhỏ giọt
- Phương pháp tưới ngầm
6.1.2. Kỹ thuật tưới:
- Là biện pháp kỹ thuật cụ thể được áp dụng để thực hiện các phương pháp tưới
đã đề ra;
- Cụ thể: thời gian đưa nước vào ruộng, lưu lượng và tốc độ nước chảy, kích
thước thửa ruộng.
6.1.3. Yêu cầu cơ bản của các phương pháp tưới
Phương pháp và công nghệ tưới cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Bảo đảm cung cấp nước theo đúng chế độ tưới quy định phân bố đồng đều
trên diện tích tưới.
- Có hệ số sử dụng nước cao.
- Tạo điều kiện thực hiện và phối hợp tốt với các biện pháp canh tác khác.
- Nâng cao năng suất tưới trên đồng ruộng.
- Có tác dụng cải tạo đất, không gây ra xói mòn, mặn hoá khu đất tưới
- Công trình và các thiết bị tưới phải đơn giản, dễ quản lý, diện tích chiếm đất
ít, chi phí đầu tư và quản lý khai thác thấp và không gây ảnh hưởng xấu đến môi
trường.134
6.1.4. Sự lựa chọn các phương pháp tưới phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Loại cây trồng và kỹ thuật canh tác
- Địa hình, tính chất đất đai khu tưới
- Khả năng cung cấp và chất lượng của nguồn nước
- Trình độ cơ giới hoá và công nghiệp hoá
- Điều kiện cung cấp năng lượng, thiết bị tưới
- Trình độ khoa học, kỹ thuật của cán bộ, công nhân quản lý tưới
6.2. PHưƠNG PHÁP TưỚI MẶT ĐẤT
- Tưới mặt đất là phương pháp đưa nước vào mặt ruộng bằng hệ thống công
trình và kênh tưới các cấp; nước tưới được cung cấp đến cây trồng ở các dạng tạo
thành lớp nước trên ruộng hoặc tạo thành độ ẩm trong đất.
6.2.1. Kỹ thuật tưới ngập
1. Khái niệm:
Tưới ngập là hình thức cung cấp nước để ruộng luôn giữ một lớp nước nhất
định trên mặt ruộng theo yêu cầu sinh trưởng của cây trồng, chủ yếu là lúa nước.
2. Ưu, nhược điểm
a) Ưu điểm
- Điều hòa được nhiệt độ trong ruộng lúa
- Kìm hãm sự phát triển của một số cỏ dại
- Giảm bớt nồng độ các chất có hại trong tầng đất canh tác do được ngấm xuống
tầng nước ngầm dưới đất.
b) Nhược điểm
- Mặt đất luôn ngập nước làm giảm độ thoáng khí
- Độ phì của đất giảm nhất là khi kỹ thuật canh tác và quản lý đồng ruộng còn
thấp;
- Dễ gây ra hiện tượng nước chảy tràn trên đồng ruộng làm rửa trôi đất màu và
phân bón;
- Tưới ngập tốn nhiều nước và tiến hành cơ giới hóa đồng ruộng sẽ gặp khó135
khăn;
- Tưới ngập có thể làm dâng cao mực nước ngầm trong đất gây ra hiện tượng
lầy hóa hoặc tái mặn.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy nông (Phần 2)
133 Chƣơng 6. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI VÀ KỸ THUẬT TƢỚI 6.1. KHÁI NIỆM VỀ PHƢƠNG PHÁP TƢỚI - KỸ THUẬT TƢỚI 6.1.1. Phƣơng pháp tƣới Là cách đƣa nƣớc vào ruộng để biến nƣớc đó thành nƣớc trong đất cung cấp cho cây trồng. Dựa theo phƣơng thức dẫn nƣớc và phân phối nƣớc, ngƣời ta chia ra các phƣơng pháp tƣới sau: - Phƣơng pháp mặt đất: Tƣới ngập, tƣới giải và tƣới rãnh. - Phƣơng pháp tƣới phun mƣa - Phƣơng pháp tƣới nhỏ giọt - Phƣơng pháp tƣới ngầm 6.1.2. Kỹ thuật tƣới: - Là biện pháp kỹ thuật cụ thể đƣợc áp dụng để thực hiện các phƣơng pháp tƣới đã đề ra; - Cụ thể: thời gian đƣa nƣớc vào ruộng, lƣu lƣợng và tốc độ nƣớc chảy, kích thƣớc thửa ruộng... 6.1.3. Yêu cầu cơ bản của các phƣơng pháp tƣới Phƣơng pháp và công nghệ tƣới cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: - Bảo đảm cung cấp nƣớc theo đúng chế độ tƣới quy định phân bố đồng đều trên diện tích tƣới. - Có hệ số sử dụng nƣớc cao. - Tạo điều kiện thực hiện và phối hợp tốt với các biện pháp canh tác khác. - Nâng cao năng suất tƣới trên đồng ruộng. - Có tác dụng cải tạo đất, không gây ra xói mòn, mặn hoá khu đất tƣới - Công trình và các thiết bị tƣới phải đơn giản, dễ quản lý, diện tích chiếm đất ít, chi phí đầu tƣ và quản lý khai thác thấp và không gây ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng. 134 6.1.4. Sự lựa chọn các phƣơng pháp tƣới phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Loại cây trồng và kỹ thuật canh tác - Địa hình, tính chất đất đai khu tƣới - Khả năng cung cấp và chất lƣợng của nguồn nƣớc - Trình độ cơ giới hoá và công nghiệp hoá - Điều kiện cung cấp năng lƣợng, thiết bị tƣới - Trình độ khoa học, kỹ thuật của cán bộ, công nhân quản lý tƣới 6.2. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI MẶT ĐẤT - Tƣới mặt đất là phƣơng pháp đƣa nƣớc vào mặt ruộng bằng hệ thống công trình và kênh tƣới các cấp; nƣớc tƣới đƣợc cung cấp đến cây trồng ở các dạng tạo thành lớp nƣớc trên ruộng hoặc tạo thành độ ẩm trong đất. 6.2.1. Kỹ thuật tƣới ngập 1. Khái niệm: Tƣới ngập là hình thức cung cấp nƣớc để ruộng luôn giữ một lớp nƣớc nhất định trên mặt ruộng theo yêu cầu sinh trƣởng của cây trồng, chủ yếu là lúa nƣớc. 2. Ưu, nhược điểm a) Ưu điểm - Điều hòa đƣợc nhiệt độ trong ruộng lúa - Kìm hãm sự phát triển của một số cỏ dại - Giảm bớt nồng độ các chất có hại trong tầng đất canh tác do đƣợc ngấm xuống tầng nƣớc ngầm dƣới đất. b) Nhược điểm - Mặt đất luôn ngập nƣớc làm giảm độ thoáng khí - Độ phì của đất giảm nhất là khi kỹ thuật canh tác và quản lý đồng ruộng còn thấp; - Dễ gây ra hiện tƣợng nƣớc chảy tràn trên đồng ruộng làm rửa trôi đất màu và phân bón; - Tƣới ngập tốn nhiều nƣớc và tiến hành cơ giới hóa đồng ruộng sẽ gặp khó 135 khăn; - Tƣới ngập có thể làm dâng cao mực nƣớc ngầm trong đất gây ra hiện tƣợng lầy hóa hoặc tái mặn. 3. Yêu cầu của phương pháp tưới ngập - Duy trì lớp nƣớc thích hợp trên ruộng lúa theo công thức tƣới tăng sản: amin a amax - Bảo đảm đƣợc các chất dinh dƣỡng và phân bón không bị rửa trôi, đất không bị xói mòn, nhiễm chua mặn - Bảo đảm lớp nƣớc đƣợc phân bố đều, không tƣới tràn lan - Hệ số sử dụng ruộng đất cao, tiết kiệm nƣớc tƣới, giá thành xây dựng và quản lý rẻ - Mặt ruộng đƣợc tƣới phải tƣơng đối bằng phẳng để độ sâu mực nƣớc tƣơng đối đồng đều trên khắp thửa ruộng. - Phải bố trí đầy đủ các công trình điều tiết nƣớc mặt ruộng. - Đảm bảo đất đƣợc tƣới không bị lầy hóa hay tái mặn. 4. Hình thức bố trí và kích thước ô ruộng tưới ngập a. Bố trí thông nhau b. Bố trí cửa độc lập Hình 6.1 - Hình thức bố trí thửa ruộng - Hình dạng: ô ruộng có hình chữ nhật là tốt nhất - Kích thƣớc: Thƣờng là 0,25 0,30 ha (100 x 25 m hoặc 100 x 30 m) 136 - Chiều dài ô ruộng theo khoảng cách giữa kênh tƣới và kênh tiêu cố định cấp nhỏ nhất trên hệ thống - Chiều rộng phụ thuộc điều kiện địa hình và điều kiện cơ giới hoá. - Độ dốc: i = 0,0005 0,001 - Phù hợp với quy mô canh tác thửa ruộng mẫu lớn. 6.2.2. Kỹ thuật tƣới giải 1. Mục đích và điều kiện áp dụng Tƣới giải là hình thức phân phối nƣớc cho cây trồng theo dòng chảy tràn trên giải tƣới. Mặt ruộng đƣợc chia thành từng ô nhỏ (gọi là giải ruộng) đƣợc ngăn cách bởi các bờ giải, nƣớc chảy tràn trên mặt ruộng từ đầu giải đến cuối giải. Quá trình chảy, nƣớc sẽ ngấm xuống tầng đất canh tác và cung cấp nƣớc cho cây trồng. Tƣới giải đƣợc áp dụng đối với cây trồng không theo hàng nhƣ cỏ, lúa mì, mạ... 2. Sơ đồ cấu tạo và hình thức bố trí. Hình 6.2 - Sơ đồ cấu tạo Để đáp ứng đƣợc phƣơng pháp tƣới giải, ruộng phải chia thành từng giải hẹp, hai bên có bờ cao 10 – 15cm nƣớc chảy tràn trên mặt giải, vừa chảy vừa thấm vào đất. Các giải tƣới này thƣờng đƣợc tạo ra cùng với thời gian gieo hạt; - Chiều rộng của giải tùy thuộc vào điều kiện địa hình tại vị trí làm giải tƣới, sao cho lớp nƣớc trên chiều dài giải tƣới không chênh lệch nhau quá 2 – 3cm; - Chiều dài giải tƣới phải bảo đảm để khi tƣới đạt hiệu quả cao. Chiều dài giải tƣới thay đổi theo độ dốc địa hình, tính thấm của đất, độ sâu của rễ cây. Thông thƣờng chiều dài giải từ 40 – 150 m. 137 3. Các yêu cầu kỹ thuật - Trong thời gian tƣới quy định nƣớc phải ngấm hết xuống đất. - Độ ẩm ở đầu giải và cuối giải phải xấp xỉ bằng nhau. - Có tốc độ nƣớc chảy trong giải thích hợp không làm xói lở mặt giải đồng thời phải có trị số thích hợp so với tốc độ ngấm hút của đất để tránh lãng phí nƣớc. - Độ ẩm trong tầng đất nuôi cây phải đạt độ ẩm thích hợp. - Lƣợng nƣớc ngấm trong thời gian tính toán phải bằng lƣợng nƣớc yêu cầu trong thời gian đó. Để có thể đảm bảo những yêu cầu trên, ngoài điều kiện về độ dốc phải thoả mãn i = 0,0005 0.02 chúng ta phải xác định đƣợc những trị số thích hợp của những yếu tố kỹ thuật trong tƣới giải nhƣ: 4. Các yếu tố của kỹ thuật tƣới giải 1. Chiều dài của giải l 2. Chiều dài lấy nƣớc X 3. Lƣu lƣợng lấy vào đầu giải q0 4. Tốc độ nƣớc chảy trong giải V 5. Thời gian lấy nƣớc vào giải t Trong thực tế để xác định đƣợc các trị số thích hợp từ các điều kiện ban đầu nhƣ: Mức tƣới, điều kiện địa hình, địa chất phải thông qua thí nghiệm hoặc tổng kết tài liệu nhiều năm từ các khu đã thực hiện tƣới giải. 6.2.3. Kỹ thuật tƣới rãnh 1. Đặc điểm và điều kiện áp dụng Tƣới rãnh là kỹ thuật tƣới ẩm cho các loại cây trồng cạn, trồng rộng hàng và theo luống nhƣ ngô, khoai, mía, bông, rau đậu Nƣớc cung cấp cho cây trồng thông qua nƣớc thấm từ trong lòng rãnh vào hai bên luống, do đó khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của tƣới giải. 2. Ưu nhược điểm a) Ưu điểm - Kinh phí xây dựng ít vì không yêu cầu thiết bị nhiều. 138 - Đất canh tác thích hợp hoạt động cho mọi thời gian. - Đất không bị nén, không bị kết váng, không bị xói mòn. - Lá cây không bị ẩm ƣớt khi tƣới, do vậy không gây bệnh đối với cây. - Áp dụng thích hợp cho cây trồng thành luống. - Thích hợp với địa hình có độ dốc tối ƣu: 0,002 i 0,007. - Độ dốc thích hợp: 0,02 0,05 b) Nhược điểm: - Gây tổn thất nƣớc cuối rãnh (nếu việc thiết kế kích thƣớc rãnh không tốt); - Gặp khó khăn trong việc vận chuyển công cụ, sản xuất qua rãnh tƣới; - Phải chi phí nhân công và thời gian khá lớn cho việc cải tạo rãnh tƣới; - Khó điều tiết lƣu lƣợng bằng nhau trong các rãnh; - Có sự tích lũy muối giữa các rãnh. 3. Hình thức tưới - Dựa vào độ dốc và đặc tính thấm của đất, ngƣời ta thƣờng dùng hai hình thức tƣới: a) Tưới rãnh hở Rãnh hở là rãnh không bị đắp kín ở cuối rãnh, thƣờng dùng khi độ dốc lớn, và tính thấm của đất lớn. Khi dòng chảy gần đến cuối rãnh là vừa ngấm hết. b) Tưới rãnh kín Cuối rãnh thƣờng bịt kín để dòng nƣớc cần lƣu lại trong rãnh một thời gian sau đó mới ngấm hết. Thƣờng đƣợc sử dụng khi độ dốc bé và tính ngấm nƣớc của đất bé. Có nhƣ vậy mới bảo đảm đƣợc tính ngấm đồng đều dọc theo chiều dài của rãnh. 4. Thông số kỹ thuật tưới rãnh - Khoảng cách giữa các rãnh tƣới rộng hay hẹp là tùy theo tính chất của từng loại đất và loại cây trồng. Tuy nhiên phải đảm bảo điều kiện khi tƣới nƣớc sẽ phân bố đều trong ruộng. Khoảng cách giữa 2 rãnh tƣới theo kinh nghiệm là + Đất nhẹ: 0,5 0,6 (m); + Đất trung bình: 0,6 0,7 (m); 139 + Đất nặng: 0,7 0,9 (m). - Theo kinh nghiệm chiều sâu rãnh khoảng 8 10cm ; rộng 20 25 cm; chiều dài rãnh 80 150 cm. - Độ dốc rãnh: + Rãnh kín là loại rãnh có đắp bờ kín ở cuối i < 0,02 + Rãnh hở là rãnh không đắp kín ở cuối rãnh i = 0,02 0,06 5. Sơ đồ cấu tạo Hình 6.3 - Thấm nước từ rãnh theo hướng đứng và bên Mặt cắt A-A Hình 6.4 - Sơ đồ tưới 140 6. Các yếu tố của kỹ thuật tưới rãnh Cũng nhƣ trong tƣới giải, các yếu tố kỹ thuật tƣới rãnh bao gồm: 1. Chiều dài lấy nƣớc X 2. Chiều dài rãnh l 3. Lƣu lƣợng lấy vào rãnh q0 4. Thời gian lấy nƣớc t 6.3. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI NGẦM 6.3.1. Khái niệm Tƣới ngầm là phƣơng pháp tƣới cung cấp nƣớc cho cây trồng từ dƣới mặt đất tạo ra tầng đất ẩm để nuôi cây thông qua hệ thống đƣờng ống áp lực. 6.3.2. Đặc điểm và phạm vi sử dụng 1. Ưu điểm - Tiết kiệm nƣớc tƣới cao vì nƣớc đƣợc cấp trực tiếp vào bộ rễ cây trồng, loại trừ đƣợc cả tổn thất nƣớc do bốc hơi; - Tiết kiệm năng lƣợng hoạt động chạy máy bơm tƣới vì hệ thống làm việc với áp lực thấp; - Hạn chế đƣợc cỏ dại và sâu bệnh phát triển; - Có khả năng giữ đƣợc chế độ ẩm đều trong tầng đất canh tác; - Có thể kết hợp phân bón hóa học, thuốc trừ sâu tƣới nƣớc; - Không gây cản trở đến canh tác cơ giới - Không yêu cầu việc san bằng mặt ruộng - Tiết kiệm đất đến mức tối đa - Có thể tiêu nƣớc thừa trong đất. 2. Nhược điểm - Vốn đầu tƣ xây dựng còn khá cao; - Quản lý vận hành và bảo dƣỡng hệ thống tƣới ngầm tƣơng đối phức tạp, tốn kém. Do đó mà tƣới ngầm còn ít đƣợc phổ biến rộng rãi - Không thích hợp áp dụng vùng đất nhẹ và đất mặn, đất chua 141 - Các rễ cây đâm vào ống và các lỗ thoát nƣớc; 3. Phạm vi áp dụng - Nguồn nƣớc quý hiếm, khó khai thác; - Điều kiện khí hậu khô hạn, lại thƣờng xuyên có gió lớn; - Đất tƣới cần có khả năng mao dẫn tốt, kết cấu đất vào loại trung bình; - Áp dụng cho quy mô khu tƣới nhỏ 6.3.3. Kỹ thuật đặt ống ngầm tƣới nƣớc - Đặt các đƣờng ống ngầm hoặc hào ngầm dƣới mặt đất ở độ sâu nhất định (40 50cm) theo khoảng cách phù hợp, ống ngầm đƣợc đục lỗ để nƣớc tƣới thấm vào tầng đất nuôi cây. - Các ống tƣới ngầm có thể là các ống chắp bằng nhiều đoạn ống ngầm có khớp chắp để hở hoặc làm bằng các loại vật liệu xốp, hoặc có đục lỗ sẵn cách nhau 30cm. - Trên các ống tƣới ngầm đặt các van điều tiết - Cuối đƣờng ống tƣới ngầm đƣợc nối với ống tiêu ngầm. Biện pháp này đòi hỏi nhiều thiết bị về hệ thống đƣờng ống ngầm và các phụ tùng trên đó để thực hiện tƣới. 6.3.4. Kỹ thuật lợi dụng kênh tiêu lộ thiên để tƣới ngầm Lợi dụng các kênh lộ thiên để tƣới ngầm. Biện pháp này đơn giản, đòi hỏi ít thiết bị, quản lý dễ dàng hơn loại trên. Đƣợc áp dụng cho những vùng có nhiều kênh rạch, mực nƣớc ngầm nằm nông, chất lƣợng nƣớc tốt, nguồn nƣớc bổ sung dồi dào. Nếu trong vùng có hệ thống tiêu nƣớc hoàn chỉnh và đạt yêu cầu thì có thể lợi dụng hệ thống tiêu để tƣới ngầm. 6.4. PHƢƠNG PHÁP TƢỚI PHUN MƢA 6.4.1. Khái quát Kỹ thuật tƣới phun mƣa là kỹ thuật đƣa nƣớc tới cây trồng vào mặt ruộng dƣới dạng mƣa nhân tạo nhờ các thiết bị thích hợp. Phƣơng pháp này ngày càng đƣợc phổ biến và áp dụng rộng rãi. Nhất là tại các nƣớc có nền công nghiệp phát triển. Hiện tại và trong tƣơng lai, tƣới phun mƣa đƣợc coi là phƣơng pháp tƣới hoàn thiện và hiện đại, sẽ đƣợc áp dụng ngày càng rộng rãi trên thế giới nhất là để tƣới 142 cho các cây trồng cạn nhƣ lúa cạn, lúa mỳ, ngô, khoai tây, khoai lang, cho các cây ăn quả, cây công nghiệp, đặc biệt phù hợp để tƣới cho các loại hoa, tƣới trong nhà kính 6.4.2. Những ƣu điểm nổi bật của tƣới phun mƣa - Tiết kiệm nƣớc từ 40 50% lƣợng nƣớc dùng so với tƣới mặt; - Diện tích chiếm đất ít; - Thích nghi với mọi loại địa hình; - Có thể cải tạo vùng tiểu khí hậu; - Có khả năng tự động hóa trong điều khiển tƣới. - Năng suất tƣới nƣớc cao so với tƣới mặt (tƣới rãnh). - Giảm đƣợc diện tích chiếm đất của kênh mƣơng và công trình tƣới. 6.4.3. Những nhƣợc điểm của tƣới phun - Vốn đầu tƣ và chi phí ban đầu lớn vì giá thiết bị máy móc cao; - Do đất đƣợc làm ẩm nên cỏ dại dễ dàng phát triển; - Kỹ thuật tƣới phức tạp đòi hỏi phải có trình độ nhất định để sử dụng; 6.4.4. Phạm vi áp dụng tốt phƣơng pháp tƣới phun mƣa - Ở những nơi nguồn nƣớc khan hiếm, khó khăn, đất thấm nhiều, tổn thất nƣớc do thấm lớn - Các vùng đất làm kênh tƣới mặt gặp khó khăn do mực nƣớc lên xuống thất thƣờng, những vùng canh tác có địa hình dốc, tiểu địa hình phức tạp. - Những vùng có điều kiện thuận lợi về cung cấp năng lƣợng và thiết bị. - Những vùng cây trồng có giá trị kinh tế cao nhƣ cà phê, ca cao, 6.4.5. Cấu tạo và phân loại hệ thống phun mƣa. 1. Cấu tạo của hệ thống phun mưa. Một hệ thống tƣới phun mƣa thông thƣờng gồm các bộ phận cơ bản sau: a. Nguồn nước: Có thể là sông, kênh, hồ hoặc giếng khoan khi tƣới cần đảm bảo lƣợng nƣớc và chất lƣợng nƣớc. 143 b. Tổ máy bơm và động cơ: Có tác dụng lấy nƣớc từ nguồn nƣớc cấp cho hệ thống phun mƣa dƣới dạng áp lực. c. Hệ thống đường ống: Hệ thống ống dẫn chịu áp lực các cấp khác nhau nhƣ: Đƣờng ống chính, ống nhánh, đƣờng ống phụ, có nhiệm vụ dẫn, cấp nƣớc áp lực cho các vòi phun. 1. Nguồn nước tưới 2. Máy bơm và động cơ 3. Đường ống chính 4. Van nước 5. Đường ống nhánh 6. Đường ống phun 7. Vị trí vòi phun 8. Diện tích được phun tưới Hình 6.5 - Sơ đồ cấu tạo chung một hệ thống phun mưa d. Vòi phun mưa: Có nhiệm vụ biến nƣớc áp lực phun ra thành dạng phun mƣa để cung cấp cho cây trồng. e. Các thiết bị phụ: Bao gồm: giá đỡ, các gioăng cao su chống rò rỉ nƣớc, nối chạc ba, van đóng mở, các chân chống... 2. Phân loại hệ thống tưới phun mưa Dựa vào tính năng hoạt động của hệ thống phun mƣa có thể chia làm 3 loại cơ 1 2 3 5 4 6 7 8 144 bản. + Hệ thống phun mưa cố định Ở loại này mọi thành phần của hệ thống phun mƣa, từ trạm bơm đƣờng ống các cấp tới vòi phun mƣa đều cố định. Các loại đƣờng ống thƣờng đƣợc đặt ngầm dƣới đất để không gây cản trở đến cơ giới hoá canh tác. + Hệ thống phun mưa di động Tất cả các thành phần hệ thống từ máy bơm, đƣờng ống các loại tới vòi phun đều có thể tháo lắp và vận chuyển từ vị trí này sang vị trí khác. Hệ thống loại này bao gồm các máy phun mƣa nhƣ: DDH - 45, KDU - 55, KI – 50 (Liên Xô cũ), Ma - 200 (Hungari), SIG MAZ25D, E250D, E - của Tiệp Khắc, Pezot (Tây Đức), GMC (2, 3, 4, 6 và 8) của Berliet (Pháp), Toyota (Nhật) và rất nhiều loại khác của các nƣớc Mỹ, Israel, Australia + Hệ thống phun mưa bán di động (nửa cố định) Ở hệ thống này trạm bơm và đƣờng ống chính đƣợc đặt cố định ngầm dƣới đất. Đƣờng ống nhánh đƣờng ống tƣới và các vòi phun tháo lắp, vận chuyển từ vị trí này sang vị trí khác. Hình 6.6 - Sơ đồ phân loại phương pháp phun mưa 6.4.6. Vòi phun mƣa và các đặc trƣng 1. Phân loại vòi phun. 145 Vòi phun mƣa là yếu tố đặc trƣng nhất của hệ thông, máy móc tƣới phun. Nhiệm vụ của vòi phun là nhận nƣớc áp ... chi phí quản lý hàng năm và lợi ích thu về do biện pháp thuỷ lợi, để tính ra các chỉ tiêu đánh giá hiệu ích kinh tế của dự án. Để đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án thủy lợi ta có thể thực hiện bằng hai phƣơng pháp. - Phƣơng pháp phân tích trạng thái tĩnh: Phƣơng pháp này không xét đến sự biến động theo thời gian của vốn, chi phí và hiệu quả. Ngƣời ta sử dụng thời gian hoàn vốn, thời gian bù vốn chênh lệch, hệ số hiệu quả để so sánh chọn phƣơng án khả thi. - Phƣơng pháp phân tích trạng thái động: Phƣơng pháp này xét đến sự biến động của yếu tố thời gian về vốn chi phí và hiệu quả. Với phƣơng pháp này ngƣời ta có thể thiết lập hệ thức đổi các giá trị tƣơng lai về hiện tại. Xu thế hiện nay ngƣời ta dùng phƣơng pháp phân tích trạng thái động để đánh giá. 9.8.1. Vốn đầu tƣ Vốn đầu tƣ của công trình là tổng số chi phí để xây dựng công trình đó bao gồm: - Kinh phí khảo sát và nghiên cứu khả thi, thiết kế công trình. 259 - Kinh phí xây dựng công trình bao gồm: Vật liệu xây dựng, chi phí vận chuyển, tiền chi phí lƣơng cho cán bộ, công nhân quản lý và thi công công trình, tiền khấu hao thiết bị thi công - Kinh phí đền bù cho dân và các công trình công cộng khi có phƣơng án di chuyển hoặc phá bỏ. Trong giai đoạn quy hoạch để tính vốn đầu tƣ cho dự án có thể dùng các chỉ tiêu suy rộng của các công trình tƣơng tự. Tuy nhiên, để tăng mức độ chính xác thƣờng phải tính toán kinh phí đầu tƣ cho từng hạng mục công trình. Tính vốn đầu tƣ cho một dự án hoặc một công trình không chỉ xác định mức kinh phí để lƣờng trƣớc khả năng xây dựng mà còn tính toán hiệu quả kinh tế của dự án. Vì vậy, chúng ta không chỉ tính toán tổng vốn đầu tƣ mà phải phân vốn đầu tƣ mà các đối tƣợng phải chịu, đặc biệt đối với công trình lợi dụng tổng hợp phục vụ cho nhiều đối tƣợng. 9.8.2. Ƣớc tính lợi ích của dự án Tuỳ theo tính chất của dự án mà lợi ích của chúng có ý nghĩa khác nhau. Đối với dự án có tính chất sinh lợi nhƣ phục vụ cho tƣới, phát điện, vận tải thuỷ, cấp nƣớc sinh hoạt lợi ích của dự án là phần tăng sản phẩm hàng năm do dự án mang lại. Đối với dự án trừ hại nhƣ phòng lũ, chống úng, chống xói mòn thì lợi ích mang lại là sự giảm nhỏ tổn thất so với khi chƣa có dự án. Đối với dự án vừa sinh lợi vừa trừ hại thì lợi ích của dự án bao gồm phần tăng sản phẩm hàng năm và phần giảm tổn thất hàng năm do dự án mang lại. Lợi ích thực thu của một dự án đƣợc tính bằng lợi ích thu về trừ chi phí quản lý hàng năm. Ltt = Ltv – Q (9-1) Trong đó: Ltt: Lợi ích thực thu Ltv: Lợi ích thu về Q: Chi phí quản lý hàng năm Chi phí quản lý hàng năm đƣợc tính bao gồm tiền khấu hao công trình hàng năm, chi phí sửa chữa trung đại tu đƣợc tính bình quân hàng năm, kinh phí bảo dƣỡng thƣờng xuyên, chi phí tiêu hao điện năng hoặc nhiên liệu, chi phí trả lƣơng cho cán bộ công nhân làm công tác quản lý và vận hành công trình, các phụ phí 260 hàng năm đƣợc tính theo tỷ lệ nào đó Việc tính lợi ích thực thu phụ thuộc vào đối tƣợng quy hoạch nhƣ tƣới nƣớc, tiêu nƣớc, phòng lũ v.vMỗi đối tƣợng có cánh tính khác nhau. Sau đây giới thiệu cách ƣớc tính một vài đối tƣợng thƣờng gặp trong các quy hoạch nhỏ. 1. Ước tính lợi ích công trình làm lợi Tuỳ vào từng loại dự án mà có cách tính khác nhau, lợi ích thu về thƣờng là giá trị sản phẩm đƣợc tăng thêm bình quân hàng năm do dự án mang lại. Ví dụ tính lợi ích thu về của một dự án tƣới cho nông nghiệp có thể ƣớc tính theo công thức: Ltv = C..[Y.P + (1-P)..Y-Y0] (9-2) Trong đó: Ltv : Lợi ích thu về do dự án tƣới (đồng); C: Giá thành một đơn vị sản phẩm đƣợc tăng thêm (đồng); : Diện tích khu tƣới (ha); : Tỷ lệ % tăng thêm do biện pháp thủy lợi; Y: Năng suất cây trồng khi đã có dự án tƣới (T/ha) P: Tần suất bảo đảm (tần suất thiết kế cho hệ thống tƣới) %; : Tỷ lệ giảm năng suất ở những năm không đảm bảo tƣới (%); Y0: Năng suất cây trồng khi chƣa có dự án tƣới (T/ha). 2. Ước tính lợi ích dự án trừ hại Lợi ích các dự án trừ hại (thí dụ nhƣ dự án phòng lũ) chính là sự giảm nhỏ thiệt hại do dự án đem lại so với khi chƣa có dự án. Thiệt hại do ngập lụt thƣờng có mấy mặt sau: - Thiệt hại do mùa màng bị thất thu, năng suất, sản lƣợng bị giảm sút. - Thiệt hại về tài sản của nhân dân nhƣ nhà cửa bị cuốn trôi, đổ nát, các tài sản tƣ liệu sản xuất, vật tƣ bị hƣ hỏng hoặc bị cuốn trôi, thiệt hại về sự ngừng trệ sản xuất và hoạt động kinh tế khác. - Thiệt hại do lũ lụt gây nên về cơ sở hạ tầng nhƣ đƣờng xá, trƣờng sở, bệnh viện các công trình công cộng, hệ thống thủy lợi cho sinh hoạt và phát triển nông nghiệp bị tàn phá, hƣ hỏng. 261 - Tổn thất khác nhƣ kinh phí đầu tƣ để khôi phục sản xuất, ổn định sinh hoạt, cứu tế... Những tổn thất trên có thể quy ra thành tiền, nhƣng còn những tổn thất không thể quy ra thành tiền nhƣ đe doạ tính mạng, mất ổn định đời sống nhân dân vùng lụt, về sự lầm than khổ cực của nhân dân khi có lũ, lụt nhƣ nạn vỡ đê gây nên sự mất ổn định về chính trị; các công trình kiến trúc, văn hoá vô giá bị tàn phá hƣ hỏng không thể quy ra tiền đƣợc. Khi nghiên cứu khả thi dự án phải xét đến những yếu tố này, đặc biệt khi so sánh phân tích và lựa chọn phƣơng án. Thực tế ƣớc tính lợi ích thu về của một dự án trừ hại hết sức khó khăn phức tạp, chỉ nói đến các thiệt hại có thể định lƣợng đƣợc việc tính toán cũng gặp nhiều khó khăn thƣờng phải ƣớc tính sơ bộ hoặc dùng các chỉ tiêu suy rộng. Tổn thất do ngập tính theo công thức sau: T = .n.c (đồng) (9-3) Trong đó: : Diện tích ngập lụt (ha); c : Giá trị tổn thất trên 1 km2 (tr.đ/km2); n : Mức % tổn thất so với tổn thất toàn bộ. Những giá trị c, , n do điều tra thu thập ƣớc tính để đƣa ra. 9.8.3. Tính toán chỉ tiêu kinh tế của dự án theo trạng thái tĩnh 1. Thời gian hoàn vốn Thời gian hoàn vốn Th là chỉ tiêu đánh giá hiệu quả đầu tƣ vốn vào dự án. Sau một thời gian hoạt động, lợi ích thu về hàng năm của dự án có khả năng hoàn lại vốn dầu tƣ bỏ ra xây dựng công trình. Thời gian để có thể hoàn lại đƣợc vốn có thể tính theo công thức: )hQ(L K T tv h (9-4) Trong đó: Th : Thời gian hoàn vốn (năm); K : Vốn đầu tƣ (đồng); Ltv : Lợi ích thu về hàng năm do biện pháp thủy lợi (đồng/năm); 262 Q : Chi phí quản lý hàng năm (đồng); T K h Khấu hao công trình hàng năm (đồng/năm). Nếu Th càng nhỏ thì hiệu quả kinh tế của dự án càng cao. 2. Thời gian bù vốn chênh lệch Là chỉ tiêu để so sánh giữa hai phƣơng án có khả năng cùng thoả mãn một mục tiêu, nhƣng có vốn đầu tƣ K và chi phí quản lý hàng năm Q khác nhau. Thí dụ hồ chứa và Trạm bơm cùng đáp ứng cho yêu cầu tƣới ở một khu vực nào đó, có lợi ích thu về nhƣ nhau. Hồ chứa có khối lƣợng công trình đầu mối rất lớn vì thế có vốn đầu tƣ K1 rất lớn nhƣng chi phí quản lý hàng năm Q1 thấp do tƣới bằng tự chảy. Ngƣợc lại, trạm bơm khối lƣợng công trình đầu mối thƣờng thấp hơn vốn đầu tƣ K2 thƣờng nhỏ hơn hồ chứa, nhƣng do tƣới bằng động lực nên chi phí điện năng lớn vì thế chi phí quản lý hàng năm Q2 lớn. Sau một thời gian hoạt động do chi phí quản lý thấp hơn nên phƣơng án có vốn đầu tƣ cao sẽ bù đƣợc sự chênh lệch về vốn đầu tƣ. Thời gian bù vốn chênh lệch có thể tính: 12 21 bv QQ KK T (9-5) Trong đó: K1: Tổng vốn đầu tƣ của phƣơng án có vốn đầu tƣ lớn K2: Tổng vốn đầu tƣ của phƣơng án có vốn đầu tƣ nhỏ Q1: Chi phí quản lý hàng năm của phƣơng án có vốn đầu tƣ lớn Q2: Chi phí quản lý hàng năm của phƣơng án có vốn đầu tƣ nhỏ Ngƣời ta sử dụng chỉ tiêu này để lựa chọn phƣơng án, nếu Tbv càng nhỏ thì phƣơng án có vốn đầu tƣ lớn càng ƣu việt. Các chỉ tiêu thời gian hoàn vốn và thời gian bù vốn dùng để đánh giá sơ bộ hiệu quả của dự án. Tuy nhiên, việc tính toán các chỉ tiêu này còn nhiều hạn chế thí dụ nhƣ việc coi giá trị của tiền là không thay đổi trong suốt thời gian hoạt động của dự án. Thực tế giá trị đồng tiền luôn thay đổi theo thời gian, vì thế tính toán so sánh giữa tổng vốn đầu tƣ ban đầu với lợi ích thực thu do dự án mang lại của các năm sau mà coi giá trị này không thay đổi là bất hợp lý. Mặt khác việc ƣớc tính lợi ích do biện pháp nào đó mang lại, ví dụ nhƣ biện pháp thuỷ lợi chẳng hạn chỉ ƣớc tính theo 263 tỷ lệ trong khi việc xác định chƣa có cách tính toán dựa trên cơ sở khoa học chặt chẽ. 9.8.4. Tính toán chỉ tiêu kinh tế của dự án theo trạng thái động Tính toán kinh tế theo trạng thái động là tính toán có kể đến sự thay đổi của giá trị đồng tiền theo thời gian. Đây là quan điểm tính toán hợp lý vì nó phù hợp với diễn biến thực tế của sự phát triển kinh tế hiện nay. Để có thể tính toán kinh tế ngƣời ta đƣa vào sử dụng một số khái niệm và chỉ tiêu mới sau đây. 1. Tỷ suất khấu hao (Discount Factor) Tỷ suất khấu hao là tỷ lệ giảm giá trị của tiền theo thời gian, tỷ lệ này thƣờng đƣợc tính theo số phần trăm. Thí dụ tỷ suất khấu hao là 20% có nghĩa mỗi năm giá trị đồng tiền bị giảm đi 20% so với năm trƣớc. Ứng với một tỷ suất khấu hao nào đó thì tỷ lệ giảm giá của đồng tiền tại mỗi thời điểm sẽ là một trị số xác định. 2. Giá trị hiện tại (Net Present Value) Giá trị hiện tại là giá trị sản phẩm đƣợc quy ra tiền ở năm thứ “ t ” nào đó đƣợc đƣa về thời điểm hiện tại, đây là kết quả của phép tính khấu hao, chính bằng giá trị của sản phẩm nhân với tỷ lệ giảm giá ứng với năm thứ “ t ” đó. 3. Giá trị thu nhập ròng (NPV) Giá trị thu nhập ròng là giá trị hiện tại ứng với tỷ suất khấu hao quy định nào đó (VD: 12% của tổng lợi ích do dự án đem lại trong suốt “Đời sống kinh tế của dự án”. Chỉ tiêu này phản ánh tổng hiệu ích do dự án đem lại trong một thời gian quy định nào đó. T 0t t tt )i1( CB NPV (9-6) Trong đó: Bt – Là thu nhập của dự án vào năm thứ t; Ct – Là tổng kinh phí của dự án vào năm thứ t Ct = K + CQLVH + CTT (9-7) K – Vốn đầu tƣ ban đầu bao gồm chi phí xây lắp mua bán và lắp đặt, bảo hành thiết bị, quản lý vận hành và chi phí khác; CQLVH – Chi phí quản lý vận hành bao gồm chi phí lƣơng cán bộ, công nhân 264 quản lý vận hành, chi phí năng lƣợng (điện, dầu... ), chi phí sửa chữa nhỏ, duy tu bảo dƣỡng; CTT – Chi phí thay thế là chi phí trùng tu hoặc thay thế hoàn toàn thiết bị cần đƣa vào dòng chi phí của dự án và chỉ có với trạm bơm tƣới, tiêu; i – Là hệ số triết khấu. Hệ số chiết khấu chuẩn [i] = (12 – 15)% (tƣơng đƣơng với thời gian hoàn vốn tiêu chuẩn từ 6 – 8 năm). 4. Tỷ suất thu hồi vốn bên trong IRR (Internal Rate of Return) Tỷ suất thu hồi vốn bên trong IRR là tỷ suất khấu hao mà ứng với nó thì tổng giá trị hiện tại của hiệu ích do dự án mang lại trong thời gian quy định nào đó (thƣờng gọi là đời sống kinh tế của dự án) có giá trị bằng “ 0 ”. Tỷ suất thu hồi vốn bên trong còn thể hiện mức lãi suất tối đa mà dự án có thể chịu đƣợc và hiệu ích của dự án vẫn có khả năng hoàn đƣợc vốn sau một thời gian tính toán quy định nào đó. Để tính IRR cho một dự án chúng ta có thể lập bảng tính toán hoặc có thể sử dụng các phần mềm chƣơng trình tính toán kinh tế. 5. Tỷ lệ giữa lợi ích thu về và vốn đầu tư Tỷ lệ giữa lợi ích thu về và vốn đầu tƣ B/C là tỷ số giữa tổng lợi ích mà dự án mang lại trong “Đời sống kinh tế của dự án” và tổng vốn đầu tƣ của dự án đƣợc đƣa về giá trị hiện tại ứng với một tỷ suất khấu hao nào đó (quy định tỷ suất khấu hao tối thiểu cho từng loại dự án). Để so sánh, lựa chọn phƣơng án về mặt kinh tế, ngƣời ta thƣờng dựa vào các chỉ tiêu kinh tế nhƣ: Giá trị thu nhập ròng, tỷ suất thu hồi vốn bên trong, tỷ lệ giữa lợi ích thu về và vốn đầu tƣ. Thông thƣờng các giá trị này càng lớn thì hiệu quả kinh tế của dự án càng cao. 265 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình thuỷ nông dùng cho trƣờng Trung cấp thuỷ lợi, năm 1964. [2] Giáo trình Thuỷ nông trƣờng Trung học thuỷ lợi I, năm 1989. [3] Giáo trình thuỷ nông (tập I, II) trƣờng Đại học thuỷ lợi, năm 1970. [4] Kỹ thuật tƣới phun mƣa, Tập bài giảng cao học GS.TS Bùi Hiếu. [5] Hệ thống tƣới, Tiêu chuẩn thiết kế - TCN - 44 - 85 năm 1985. [6] Giáo trình đất phèn (tập I) GS.TS Đào Xuân Học, NXBNN, năm 1999. [7] Giáo trình Kinh tế thuỷ lợi TS.Dƣơng Văn Viện, năm 1999. [8] Hệ số tƣới cho lúa 14 TCN 61 - 92 năm 1992. [9] Mẫu xây dựng hệ thống thuỷ nông cho lúa - rau – màu, PTS Đỗ Trọng Phụng, năm 1999. [10] Kỹ thuật tƣới cho một số cây lƣơng thực và hoa màu, GS.TS Bùi Hiếu - PGS.TS Lƣơng Văn Hào, năm 1994. [11] Các bảng tính thuỷ lực trƣờng Đại học thuỷ lợi, năm 1996. [12] Nông dân với công tác thuỷ lợi, Trần Phƣơng Diễm - Đỗ Lệnh Cƣờng - Lê Thị Nguyên, NXBNN, năm 2000. [13] Giáo trình Biện pháp bảo vệ đất chống xói mòn vùng đồi núi Việt nam, Tập bài giảng cao học, TS Nguyễn Trọng Hà. [14] Cẩm nang thiết kế kênh và các công trình trên kênh, Thƣ viện khoa học kỹ thuật thuỷ lợi. [15] Giáo trình kinh tế thuỷ nông, TS.Nguyễn Bá Uân, năm 1996. [16] Công trình thuỷ lợi các qui định chủ yếu về thiết kế, TCXDVN 285: 2002, năm 2002. [17] Giáo trình Quản lý công trình thủy lợi, TS Nguyễn Đức Châu - Ths Nguyễn Xuân Vui, NXBNN, năm 2005. [18] 14TCN 112 – 1997 về đánh giá hiệu quả kinh tế dự án thủy lợi phục vụ tƣới tiêu. [19] Quản lý công trình thủy lợi, GS.TS Tống Đức Khang - PGS.TS Bùi Hiếu, NXBNN, năm 2002. 266 [20] Giáo trình Quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi tập 1, 2, PGS.TS Phạm Ngọc Hải - GS.TS Tống Đức Khang - GS.TS Bùi Hiếu - TS. Phạm Ngọc Hải, NXBXD, năm 2006. [21] Thiết kế hệ thống tƣới tiêu, Nguyễn Thƣợng Bằng - Nguyễn Anh Tuấn, NXBXD, năm 2006. [22] Hƣớng dẫn về thiết kế và đánh giá hệ thống tƣới mặt, Tập san của FAO về tƣới và tiêu nƣớc – 45, NXBNN, năm 1994. [23] Thực hành tƣới và quản lý nƣớc, Ngô Đình Tuấn, NXBNN, năm 1990. [24] Các phƣơng pháp tính toán quy hoạch hệ thống thủy lợi, PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh – GS.TS Tống Đức Khang, NXBNN, năm 2004. [25] Nghiên cứu điển hình Quy hoạch hệ thống thủy lợi, Nguyễn Quang Phi, NXBXD, năm 2006. [26] Giáo trình Nông học, Ths Nguyễn Bá Tuyn, NXBNN, năm 2001. [27] Giáo trình Quản lý hệ thống thủy nông tập 1 (Quản lý tƣới), Nguyễn Văn Hiệu, NXB Hà Nội, năm 2005. [28] Át Lát công trình thủy lợi tiêu biểu ở Việt Nam, GS.TS Phạm Hồng Giang, 2003. [29] Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống kênh tƣới 4118 – 85, NXBXD, 1987 [30] Quy phạm đo kênh và xác định tim công trình trên kênh theo TCVN 4118-85 [31] Tiêu chuẩn ngành: 14TCN 9 – 2003 : Công trình thủy lợi – kênh đất – Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu. [32] Tiêu chuẩn ngành: 14 TCN 40-2002 : Quy phạm đo kênh và xác định tim công trình trên kênh. [33] Tiêu chuẩn ngành: 14TCN 141-2005 : Quy phạm đo vẽ mặt cắt, bình đồ địa hình công trình thủy lợi. [34] Tiêu chuẩn ngành: 14 TCN 186-2006: Thành phần, khối lƣợng khảo sát địa hình trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế công trình thủy lợi. [35] Sprinkler Irrigation Equipment and Methods by Micha Shani and Elimelrch Sapir - Ministry of Agriculture - State of Israel. [36] Rain bird Deep roots, high standards - Agricultural Irrigation Equipment. 267 [37] Drip Irrigation - Elimelech Sapir - Dr.Eliezer Yager - State of Israel 1995. [38] Catalogue - Naan Irrigation Systems.
File đính kèm:
- giao_trinh_quy_hoach_va_thiet_ke_he_thong_thuy_nong_phan_2.pdf