BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
BAN QUẢN LÝ TRUNG ƯƠNG CÁC DỰ ÁN THỦY LỢI

DỰ ÁN HỖ TRỢ THỦY LỢI VIỆT NAM (VWRAP)
Khoản vay số Cr.3880-VN

SỔ TAY HIỆN ĐẠI HÓA
HỆ THỐNG TƯỚI

CƠ QUAN TÀI TRỢ
NGÂN HÀNG THẾ GIỚI (WB)

Hà Nội, 11-2012



BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
BAN QUẢN LÝ TRUNG ƯƠNG CÁC DỰ ÁN THỦY LỢI

DỰ ÁN HỖ TRỢ THỦY LỢI VIỆT NAM (VWRAP)
Khoản vay số Cr.3880-VN

SỔ TAY HIỆN ĐẠI HÓA
HỆ THỐNG TƯỚI

ĐƠN VỊ BIÊN SOẠN
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM
Trung tâm Đào tạo và Hợp tác Quốc tế (CTIC)

Hà Nội, 11-2012

Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

MỤC LỤC
Lời nói đầu ................................................................................................................................................. 1
Chương 1: Các khái niệm cơ bản và các bước thực hiện hiện đại hóa hệ thống tưới ..................... 7
1.1

Khái niệm về hiện đại hóa hệ thống tưới .....................................................................................7

1.2

Dịch vụ cho người dùng nước trong hiện đại hóa tưới ................................................................7

1.3

Chức năng hệ thống và đặc điểm chính của các hạng mục công trình .......................................9

1.4

Khái niệm về vận hành và điều tiết hệ thống kênh.................................................................... 11

1.5

Hệ thống tưới truyền thống và hệ thống tưới được hiện đại hóa ............................................. 13

1.6

Một số yêu cầu khi thực hiện Hiện đại hóa tưới........................................................................ 17


1.7

Các nguyên tắc của hiện đại hóa hệ thống tưới ....................................................................... 18

1.8

Các bước thực hiện hiện đại hóa một hệ thống hiện có ........................................................... 19

Chương 2: Thiết kế kênh và công trình trên kênh theo hướng hiện đại hóa ................................... 23
2.1

Một số thông tin chung về thiết kế theo hiện đại hóa hệ thống ................................................. 23

2.1.1 Nguyên tắc thiết kế theo hiện đại hóa ...................................................................................... 23
2.1.2 Cơ sở để thiết kế HĐHT .......................................................................................................... 23
2.1.3 Lựa chọn phương án thiết kế hiện đại hóa cho hệ thống kênh .............................................. 24
2.2

Thiết kế kênh ............................................................................................................................. 24

2.2.1 Các bước thiết kế kênh ............................................................................................................ 24
2.2.2 Thiết kế hệ thống/tuyến kênh áp dụng điều tiết thượng lưu .................................................... 25
2.2.3 Thiết kế hệ thống/tuyến kênh áp dụng điều tiết hạ lưu ............................................................ 25
2.2.4 Thiết kế kênh áp dụng hình thức điều tiết kết hợp (thượng lưu và hạ lưu) ............................. 26
2.2.5 Thiết kế lát kênh (kiến cố hóa kênh mương)............................................................................ 28
2.3

Thiết kế công trình trên kênh ..................................................................................................... 31


2.3.1 Công trình điều tiết mực nước ................................................................................................ 31
1. Cống điều tiết dùng cửa van phẳng ......................................................................................... 31
2. Tràn đỉnh dài ............................................................................................................................. 32
3. Cải tạo điều tiết hiện có ............................................................................................................ 35
4. Cống điều tiết dạng cửa lật (Flap gate) .................................................................................... 36
2.3.2 Công trình điều tiết lưu lượng ................................................................................................. 38
1. Cống điều tiết có cửa van phẳng chảy dưới cửa cống ........................................................... 38
2. Tràn sự cố ............................................................................................................................... 38
3. Công trình chia nước theo tỷ lệ ............................................................................................... 39
4. Cống lấy nước với lưu lượng không đổi (Baffle distributor) ..................................................... 40
2.3.3 Cống điều tiết lưu lượng hoặc mực nước ............................................................................... 41
2.3.4 Công trình đo lưu lượng .......................................................................................................... 41
1. Một số thông tin chung về đo nước ......................................................................................... 41
2. Một số công trình chuyên dụng đo lưu lượng ......................................................................... 43
3. Các thiết bị đo lưu lượng: ........................................................................................................ 47
2.3.5 Công trình/thiết bị đo mực nước .............................................................................................. 48

i


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới
2.4

Lập Quy trình Vận hành và Bảo dưỡng (O&M). ........................................................................ 49

Chương 3: Quản lý, Vận hành và Bảo dưỡng hệ thống kênh tưới (O&M) ........................................ 51
3.1

Tổ chức quản lý hệ thống tưới .................................................................................................. 51


3.1.1 Các căn cứ pháp lý về quản lý, vận hành và bảo dưỡng công trình thủy lợi.......................... 51
3.1.2 Quản lý nhà nước về khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi ................................................. 51
1. Tổ chức quản lý nhà nước ...................................................................................................... 51
2. Tổ chức quản lý vận hành, bảo dưỡng hệ thống kênh ........................................................... 51
3. Nội dung yêu cầu của vận hành, bảo dưỡng .......................................................................... 51
3.1.3 Quản lý có sự tham gia (PIM) .................................................................................................. 52
1. Mục tiêu ................................................................................................................................... 52
2. Đối tượng tham gia .................................................................................................................. 52
3. Nội dung tham gia.................................................................................................................... 52
4. Hình thức tham gia .................................................................................................................. 52
5. Tổ chức hợp tác dùng nước (HTDN) ...................................................................................... 53
6. Thực hiện chuyển giao quản lý tưới (IMT) .............................................................................. 53
3.2

Phân phối nước trên hệ thống kênh .......................................................................................... 53

3.3

Vận hành hệ thống kênh tưới được hiện đại hóa...................................................................... 54

3.3.1 Nội dung và cơ sở vận hành hệ thống kênh .......................................................................... 54
3.3.2 Yêu cầu cơ bản của vận hành hệ thống kênh ......................................................................... 55
3.3.3 Vận hành công trình trên kênh ................................................................................................ 55
1. Vận hành công trình điều tiết.................................................................................................... 55
2. Vận hành cống lấy nước .......................................................................................................... 57
3.3.4 Vận hành hệ thống kênh đã thiết kế theo hình thức điều tiết thượng lưu............................... 58
3.3.5 Vận hành hệ thống kênh đã thiết kế theo phương pháp vận hành điều tiết hạ lưu ................ 59
3.3.6 Phối hợp vận hành trên toàn tuyến kênh ................................................................................ 60
3.3.7 Vận hành kênh cấp 1, 2 ........................................................................................................... 61
3.4


Bảo dưỡng kênh và công trình trên kênh .................................................................................. 61

3.4.1 Mục đích của bảo dưỡng kênh và công trình .......................................................................... 61
3.4.2 Bảo dưỡng kênh ...................................................................................................................... 61
3.4.3 Bảo dưỡng công trình.............................................................................................................. 61
3.5

Theo dõi và đánh giá vận hành hệ thống kênh và công trình ................................................... 62

3.5.1 Mục đích của theo dõi và đánh giá công tác vận hành hệ thống. ........................................... 62
3.5.2 Đánh giá hiệu quả công tác vận hành công trình .................................................................... 62
1. Quy trình đánh giá .................................................................................................................... 62
2. Các bước đánh giá hiệu quả vận hành .................................................................................... 63
3.6

Đào tạo, nâng cao năng lực về vận hành vào bảo dưỡng hệ thống kênh và công trình .......... 64

3.6.1 Yêu cầu và đối tượng đào tạo, nâng cao năng lực ................................................................ 64
3.6.2 Các nội dung cần đưa vào chương trình đào tạo ................................................................... 65
Chương 4: Xây dựng............................................................................................................................... 67
4.1 Phân chia gói thầu .......................................................................................................................... 67

ii


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới
4.2 Tổ chức thi công .............................................................................................................................. 67
4.3 Lát kênh .......................................................................................................................................... 68
4.4 Xây dựng tràn đỉnh dài ................................................................................................................... 69

4.5 Thi công lắp đặt hệ thống SCADA. ................................................................................................ 70
Chương 5: Hệ thống điều khiển có giám sát và thu thập số liệu (SCADA) ...................................... 71
5.1

Giới thiệu chung về SCADA ...................................................................................................... 71

5.2

Ứng dụng SCADA trong quản lý thủy lợi .................................................................................. 71

5.3

Các mức độ hiện đại của SCADA cho các hệ thống thủy lợi .................................................... 71

5.4

Cấu trúc của một hệ thống SCADA .......................................................................................... 72

5.4.1

Cấu trúc ............................................................................................................................. 72

5.4.2

Trạm làm việc .................................................................................................................... 73

5.4.3

Hệ thống truyền tin ............................................................................................................ 75


5.4.4

Trung tâm điều khiển ......................................................................................................... 75
Các nguyên tắc làm việc ........................................................................................................... 75

5.5
5.5.1

Giám sát ............................................................................................................................ 75

5.5.2

Điều khiển .......................................................................................................................... 76

5.5.3

Thu thập số liệu ................................................................................................................. 76

5.6

SCADA trong Dự án VWRAP .................................................................................................... 76

5.7

Lộ trình ứng dụng SCADA......................................................................................................... 77

5.7.1

Ứng dụng SCADA đầu tiên ............................................................................................... 78


1. Đặt đầu bài cho SCADA .......................................................................................................... 78
2. Các việc cần làm trước khi ứng dụng SCADA ........................................................................ 78
5.7.2

Các bước tiếp theo ............................................................................................................ 80

5.7.3

Nguyên tắc thiết kế có sự tham gia ................................................................................... 80

5.8

Các yêu cầu về Vận hành & Bảo dưỡng hệ thống SCADA ...................................................... 81

5.9

Nâng cao năng lực về vận hành hệ thống SCADA ................................................................... 81

Chương 6: Bài học kinh nghiệm từ Dự án VWRAP ............................................................................. 83
6.1

Một số thành quả đã đạt được của dự án VWRAP................................................................... 83

6.2

Một số bài học kinh nghiệm từ dự án VWRAP.......................................................................... 83

6.2.1 Bài học tổng quát ..................................................................................................................... 83
6.2.2 Các bài học về thiết kế ............................................................................................................ 84
6.2.3 Các bài học về ứng dụng SCADA ........................................................................................... 87

6.2.4 Các bài học về Xây dựng ........................................................................................................ 88
6.2.5 Các bài học về PIM .................................................................................................................. 90
6.2.6 Các bài học về quản lý vận hành và bảo dưỡng hệ thống ..................................................... 90
6.2.7 Các bài học về Đào tạo nâng cao năng lực ............................................................................ 91
Phụ lục ...................................................................................................................................................... 93
Phụ lục 1-1: Quy trình đánh giá nhanh (RAP) ....................................................................................... 93
Phụ lục 1-2: Một số điều quan trọng cần quan tâm khi tiến hành hiện đại hóa một hệ thống tưới hiện
có ........................................................................................................................................................... 97

iii


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới
Phụ lục 2-1: Các bước Thiết kế đập tràn đỉnh dài (dạng tràn mỏ vịt) .................................................. 99
Phụ lục 2-2: Thiết kế máng đo lưu lượng kiểu Reploge (phần mềm Winflume) ................................ 106
Phụ lục 2-3: Một số nguyên tắc chính khi xác định các dạng công trình đo nước. ............................ 108
Phụ lục 2-4: Một số máng đo lưu lượng dạng tràn thành mỏng ........................................................ 109
Phụ lục 2-5: Quan hệ giữa Lưu lượng và Cột nước của các máng đo lưu lượng .............................. 111
Phụ lục 3-1: Nội dung Lập kế hoạch sản xuất kinh doanh (KHKD) của IMC ...................................... 112
Phụ lục 3-2: Tính toán nhu cầu nước cho hệ thống ............................................................................ 118
Phụ lục 3-3: Ví dụ về xử lý và phân tích số liệu phân phối nước cho một đợt tưới 10 ngày .............. 120
Phụ lục 3-4: Một số điều cần quan tâm khi vận hành các công trình điều tiết và cống lấy nước đầu
kênh trong các khoang chứa. .................................................................. Error! Bookmark not defined.

iv


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

Các chữ viết tắt

Ký hiệu viết tắt

Nghĩa của chữ viết tắt

WB

Ngân hàng Thế giới

FAO

Tổ chức Nông Lương thế giới

ADB

Ngân hàng Châu Á

NN&PTNT

Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

NĐ

Nghị định

CP

Chính phủ

VWRAP


Dự án Hỗ trợ thủy lợi Việt nam

HĐH

Hiện đại hóa

HĐHT

Hiện đại hệ thống

CTTL

Công trình thủy lợi

KTCTTL

Khai thác công trình thủy lợi

IMC

Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên quản lý khai thác công trình
thủy lợi; Công ty thủy nông

O&M

Vận hành và bảo dưỡng

TNN

Tài nguyên nước


HTDN

Hợp tác dùng nước

HTXDN

Hợp tác xã dùng nước

RAP

Quy trình đánh giá nhanh

v



Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

SỔ TAY HƯỚNG DẪN HIỆN ĐẠI HÓA HỆ THỐNG KÊNH TƯỚI

Lời nói đầu
Trong nền kinh tế Việt nam, nông nghiệp đóng góp khoảng một phần tư GDP và thu hút đến
hai phần ba lực lượng lao động, đóng vai trò rất lớn về mặt ổn định xã hội và xóa đói giảm
nghèo.
Trong sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lương thực nói riêng, nước là yếu tố cần
thiết hàng đầu. Do vậy, ngay từ trước cách mạng tháng Tám, một số hệ thống tưới lớn đã
được xây dựng như Bái Thượng (Thanh Hóa), Đô Lương (Nghệ An), Cầu Sơn (Bắc Giang),
Liễn Sơn (Phú Thọ), Đồng Cam (Phú Yên) vv…Sau cách mạng tháng Tám, đặc biệt là từ
sau năm 1975, nhiều hệ thống tưới lớn nhỏ đã được đầu tư xây dựng để phục vụ sản xuất

nông nghiệp, nhằm đáp ứng yêu cầu bảo đảm an toàn lương thực, tiến tới đẩy mạnh xuất
khẩu, góp phần phát triển kinh tế của đất nước, nâng cao mức sống của nhân dân.
Tính đến nay, khoảng 80% trong bảy triệu hecta đất canh tác tại Việt Nam mà đa phần trong
số đó là diện tích trồng lúa đã được trang bị cơ sở hạ tầng thủy lợi. Các hệ thống tưới tiêu đã
đóng góp phần rất đáng kể trong việc tăng trưởng của ngành nông nghiệp, đặc biệt là tăng
sản lượng lương thực. Tuy nhiên trong thực tế, chỉ có khoảng 50% diện tích canh tác trong
các hệ thống thủy lợi được cấp nước một cách tương đối đầy đủ. Phần còn lại thuộc diện
không được tưới hoặc tưới bấp bênh, khi có khi không. Thường trong một hệ thống tưới,
phần diện tích ở đầu kênh nhận được quá nhiều nước, dẫn đến lãng phí nước và gây ra xói
mòn đất đai. Trong khi đó ở cuối kênh lại không có nước, nông dân phải sử dụng biện pháp
tưới thủ công, lấy nước từ các kênh rạch tiêu hoặc các ao hồ, nguồn nước vừa thiếu vừa bị ô
nhiễm. Kết quả là năng suất cây trồng thấp và không ổn định, chi phí sản xuất tăng lên làm
giảm thu nhập của nông dân.
Có hai nguyên nhân chính của những tồn tại trên.
Về mặt kết cấu hạ tầng, các hệ thống thường được thiết kế để có thể vận hành với toàn bộ
công suất trong điều kiện nguồn nước dồi dào mà chưa xem xét đến việc vận hành ở chế độ
nguồn nước không đủ cung cấp nên rất khó vận hành một cách linh hoạt trong mọi trường
hợp. Hầu như tất cả các hệ thống tưới tại Việt Nam đều được thiết kế theo kiểu kiểm soát lưu
lượng bằng các cống điều tiết ngang với chế độ chảy dưới cánh cống vận hành bằng thủ
công. Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy các hệ thống cửa van loại này rất khó vận hành do
lưu lượng nước không ổn định; việc cung cấp nước không đồng đều và không đáng tin cậy.
Ở các công trình này, người vận hành không có khả năng điều chỉnh thường xuyên để đáp
ứng những thay đổi đột ngột về nhu cầu nước. Ngoài ra, hệ thống thường không được đầu tư
hoàn chỉnh và đồng bộ, phần nhiều thiếu các kênh cấp dưới, thiếu các công trình phân phối
và kiểm soát nước cũng như các trang thiết bị cho công tác vận hành.
Về mặt quản lý vận hành, ngoài một số hạn chế về do thiết kế như đã nêu, nhiều hệ thống
tưới chưa có quy trình vận hành và bảo trì đồng bộ và đầy đủ. Hàng năm, các công ty quản
lý thủy nông (IMC) chưa có kế hoạch quản lý một cách toàn diện các mặt hoạt động của
công ty. Việc xã hội hóa công tác tưới với sự tham gia tích cực của người nông dân hầu như
chưa được quan tấm. Nguồn tài chính của IMC không đủ để đáp ứng các yêu cầu duy tu bảo

dưỡng, sửa chữa kênh. Kết quả là vòng luẩn quẩn của sự yếu kém trong công tác bảo dưỡng
và sự xuống cấp của các công trình cơ sở hạ tầng luôn diễn ra.
1


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

Một số hệ thống tưới được tu bổ, sửa chữa thời gian qua chủ yếu tập trung vào việc phục
hồi với mục tiêu đạt tới các tiêu chuẩn thiết kế ban đầu, mặc dầu các tiêu chuẩn này đã
không còn phù hợp với yêu cầu hiện nay. Trong khi đó việc quản lý, vận hành và bảo trì lại
chưa chú ý đúng mức. Điều này gây ra tình trạng các hệ thống thuỷ lợi hoạt động không hiệu
quả và có hiệu suất đầu tư thực tế thấp.
Trong tình hình phát triển kinh tế hiện nay, nước không chỉ là nhu cầu thiết yếu cho nông
nghiệp mà còn là yếu tố không thể thiếu đối với nhiều ngành kinh tế khác. Do vậy vấn đề tiết
kiệm nước đang được được đặt ra thành một yêu cầu cấp bách, đặc biệt đối với nông nghiệp
là ngành hàng năm tiêu thụ khối lượng nước rất lớn thông qua dịch vụ tưới. Có hai giải pháp
chủ yếu để tiết kiệm nước. Thứ nhất cần áp dụng cơ cấu cây trồng và phân bổ mùa vụ hợp
lý; sử dụng các loại giống tiêu thụ ít nước và chịu hạn tốt. Giải pháp thứ hai là cần hoàn
chỉnh các hệ thống tưới theo hướng hiện đại cả về các cơ sở hạ tầng và tổ chức quản lý, tức
là hiện đại hóa hệ thống tưới. Hiện đại hóa thực chất là đầu tư theo chiều sâu bằng cách áp
dụng các biện pháp kỹ thuật và quản lý hiện đại để nâng cao diện tích được tưới của các hệ
thống kênh, cùng với việc thay đổi nhận thức về nước, coi nước là một loại hàng hóa và tưới
là một loại dịch vụ trong sản xuất nông nghiệp. Đầu tư vào các hệ thống tưới hiện có vừa ít
phức tạp về mặt kỹ thuật, yêu cầu kinh phí không lớn (so với xây dựng mới) nhưng lại có
tính ổn định và bền vững cao. Điều này càng có ý nghĩa hơn vì như đã nói ở trên, ở Việt nam
hiện nay, 80% đất canh tác nông nghiệp đã có các hệ thống tưới nmhwng các hệ thống này
còn kém hiệu quả.
Hiện đại hóa tưới là một quá trình bao gồm những thay đổi về các khái niệm, cách tiếp cận,
thiết kế và quản lý vận hành liên quan đến những thay đổi về kỹ thuật và công nghệ, nhằm
đáp ứng các yêu cầu về vận hành và bảo trì hệ thống tưới phục vụ đa mục tiêu. Hội thảo của

Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc (FAO) về hiện đại hoá tưới (Bangkok 1996) đã thống
nhất định nghĩa hiện đại hoá tưới như sau: “Hiện đại hoá tưới là một quá trình nâng cấp về
kỹ thuật và quản lý (khác với khôi phục đơn thuần) các hệ thống kênh với mục tiêu cải thiện
việc sử dụng các nguồn (lao động, nước, kinh tế, môi trường) và dịch vụ phân phối nước cho
người dùng nước”.
Ngân hàng Thế giới (WB) khi xem xét để viện trợ phát triển cho nông nghiệp Việt nam đã
nhận ra ý nghĩa của việc hiện đại hóa tưới ở nước ta nên đã đồng ý đưa nội dung hiện đại
hóa tưới vào thành một hợp phần của Dự án Hỗ trợ Thủy lợi Việt nam. Dự án Hỗ trợ Thủy
lợi Việt nam (tên viết tắt tiếng Anh là VWRAP), được WB tài trợ thông qua Hiệp định tín
dụng phát triển (Khoản tín dụng số 3880-VN) ký kết giữa Hiệp hội Phát triển Quốc tế IDA
của WB và Chính phủ Việt Nam vào ngày 19/08/2004 và có hiệu lực từ ngày 21/12/2004.
Ngày đóng khoản vay là 31/12/2011.
Mục tiêu chung của Dự án là nhằm khuyến khích các chương trình quốc gia về Hiện đại hóa
hệ thống thủy nông và An toàn đập với ba nội dung chính gồm (i) đẩy mạnh đa dạng hoá
nông nghiệp và nâng cao hiệu suất thông qua việc hiện đại hoá các hệ thống thuỷ lợi, làm
tăng thu nhập của hộ gia đình nông dân một cách bền vững và giảm hơn nữa tình trạng
nghèo ở khu vực nông thôn; (ii) cải tiến các cơ chế quản lý thuỷ lợi theo lưu vực để qua đó
quản lý hữu hiệu hơn nhu cầu về thuỷ lợi của các nhóm cạnh tranh sử dụng nước; và (iii)
thiết lập các hệ thống quản lý an toàn đập một cách hữu hiệu nhằm nâng cao độ an toàn đập
và giảm bớt các rủi ro an toàn liên quan đến đập. Như vậy, trong dự án VWRAP, cả khía
2


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

cạnh quản lý thuỷ lợi và đầu tư cơ sở hạ tầng đều được quan tâm để đưa lên các tiêu chuẩn
cao hơn.
Dự án bao gồm 4 hợp phần (i) Hợp phần 1: Hiện đại hóa sáu hệ thống tưới lớn là Yên Lập
(tỉnh Quảng Ninh), Cấm Sơn-Cầu Sơn (Bắc Giang), Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh), Phú Ninh (Quảng
Nam), Đá Bàn (Khánh Hòa) và Dầu Tiếng (Tây Ninh); (ii) Hợp phần 2: An toàn đập; (iii)

Hợp phần 3: Phát triển lưu vực sông Thu Bồn và (iv) Hợp phần 4: Quản lý Dự án và nâng
cao năng lực quản lý.
Với hợp phần hiện đại hóa tưới, cơ sở hạ tầng thuỷ lợi của sáu hệ thống tưới hiện có sẽ được
nâng cấp để cung cấp nước được tin cậy, linh hoạt, hiệu quả và công bằng hơn. Điều này sẽ
đạt được nhờ cải tạo lại các kênh bị xuống cấp, lắp đặt các công trình, phương tiện mới để
kiểm soát nguồn nước và đo lưu lượng, đồng thời xây dựng các kênh cấp nội đồng. Độ an
toàn của các đập cung cấp nước cho các hệ thống thuỷ lợi cũng được nâng lên nhờ áp dụng
tiêu chuẩn lũ cao hơn và bổ sung các công trình, tăng cường trang thiết bị quản lý.
Hợp phần này cũng nhằm cải thiện công tác quản lý các hệ thống tưới để các cơ sở hạ tầng
mới được hiện đại hóa có thể sử dụng được một cách hiệu quả. Mỗi công ty quản lý thuỷ
nông (IMC) sẽ xây dựng và thực hiện các kế hoạch toàn diện về vận hành, bảo dưỡng và
quản lý tài chính. Một chương trình thuỷ lợi có sự tham gia (PIM) được xây dựng cho các
khu mẫu của từng hệ thống và ở đây cũng sẽ thành lập các nhóm sử dụng nước (WUG) tham
gia ký kết hợp đồng với các IMC về cung cấp dịch vụ, qua đó nâng cao trách nhiệm của các
IMC.
Hiện đại hoá cơ sở hạ tầng thuỷ lợi đi đôi với cải thiện năng lực quản lý hệ thống thủy lợi,
nhằm cung cấp nhiều nước hơn cho các nhóm sử dụng ngày một đa dạng, từ tưới, nuôi trồng
thủy sản, đô thị đến công nghiệp, góp phần phát triển kinh tế, nâng cao đời sống nông dân và
xóa đói giảm nghèo.
Thông qua dự án VWRAP, Ngân hàng Thế giới ngoài việc cung cấp nguồn tài chính còn tư
vấn về phát triển chính sách và cung cấp chuyên môn quốc tế để hỗ trợ Việt Nam đáp ứng
được các mục tiêu chiến lược của ngành. Ngân hàng Thế giới có nhiều kinh nghiệm về các
lĩnh vực liên quan đến thuỷ lợi và nguồn nước tại Việt Nam. Đến năm 2003, Ngân hàng đã
tài trợ 3 dự án về lĩnh vực này: Dự án Thuỷ lợi Dầu tiếng (Tài khoá 1978), Dự án Phục hồi
Thuỷ lợi Miền Trung và thành phố Hồ Chí Minh (Tài khoá 1995), và Dự án Phát triển Thuỷ
lợi Đồng bằng sông Cửu Long (Tài khoá 1999) và hiện nay đang tiếp tục tài trợ các dự án
khác.
Với kinh nghiệm trong việc hỗ trợ các dự án thủy lợi ở Việt nam cũng như ở nhiều nước trên
thế giới, các cán bộ của Ngân hàng Thế giới sẽ mang những kinh nghiệm của mình để giúp
Việt Nam nâng cấp cơ sở hạ tầng thuỷ lợi và các hệ thống quản lý. Sự tham gia của Ngân

hàng Thế giới cũng giúp đem đến những nguồn tài chính cần thiết để đầu tư cho ngành thuỷ
lợi, ngành vốn có tầm quan trọng nhưng hàng thập kỷ qua đã không được đầu tư đầy đủ và
nhiều hệ thống thuỷ lợi cần được cải tạo lại. Đồng thời, Ngân hàng Thế giới thông qua Dự
án VWRAP cũng hỗ trợ Việt nam xây dựng các chương trình quốc gia về hiện đại hoá thuỷ
lợi và an toàn đập, với hy vọng sẽ đem lại những tác động còn vượt xa ý nghĩa đầu tư xây
dựng các công trình cơ sở hạ tầng thuỷ lợi cụ thể trong dự án một cách đơn thuần.

3


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

Dự án bắt đầu được triển khai thực hiện đầu năm 2005 và và kết thúc vào cuối năm 2012.
Đến nay các công việc đã hoàn thành, riêng hợp phần 1 đã nâng cấp, hiện đại hóa cho 6 hệ
thống tưới lớn của Việt nam như nói ở trên. Kết quả tích cực của hợp phần này sẽ được mô
tả trong Chương 6 của bản Hướng dẫn này.
Dự án VWRAP là Dự án đầu tiên ở Việt nam giới thiệu và áp dụng các khái niệm “Hiện đại
hóa tưới” và “An toàn đâp”. Dự án VWRAP đã áp dụng các nội dung, các khái niệm trên
một cách tương đối linh hoạt và có hiệu quả từ khâu điều tra khảo sát, thiết kế, xây dựng,
quản lý vận hành và bao trì để thực hiện việc hiện đại hóa các hệ thống tưới và nâng cấp an
toàn các đập thuộc Dự án. Việc tổng kết quá trình thực hiện các nội dung trên sẽ được tiến
hành nhằm đúc rút kinh nghiệm và các bài học để áp dụng cho các công trình, dự án sắp tới
ở Việt nam.
Để có tài liệu tham khảo về hiện đại hóa hệ thống kênh tưới, Bộ NN&PTNT đã đề nghị và
Ngân hành Thế giới đồng ý cho biên soạn Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa tưới với kinh phí
từ nguồn tài trợ của Ngân hàng. Ban Quản lý Trung ương các dự án thủy lợi thuộc Bộ
NN&PTNT là cơ quan quản lý công tác biên soạn và Viện Khoa học Thủy lợi Việt nam là
cơ quan được giao nhiệm vụ biên soạn Sổ tay này.
Sổ tay được biên soạn một mặt dựa trên cơ sở các văn bản pháp lý của các cơ quan Nhà
nước, của Ngành, các quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành của Việt nam, của một số nước tiên

tiến và các tổ chức quốc tế - đồng thời dựa trên cơ sở kết quả và kinh nghiệm được rút ra từ
việc thực hiện hợp phần Hiện đại hóa tưới thuộc Dự án Hỗ trợ Thủy lợi Việt nam.
Những chỉ dẫn kỹ thuật trong Sổ tay Hiện đại hóa tưới này chủ yếu để áp dụng cho công tác
hiện đại hóa các hệ thống kênh đã có. Khi thiết kế hệ thống tưới mới cũng có thể tham khảo
vận dụng những nội dung thích hợp.
Sổ tay không phải là tiêu chuẩn hay quy phạm kỹ thuật mà là tài liệu tham khảo cho các
công ty quản lý thủy nông (IMC), cán bộ quản lý tưới; các cán bộ quản lý Nhà nước về thủy
lợi và nông nghiệp, các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật làm công tác tư vấn thiết kế, giám sát và quản
lý chất lượng thi công hệ thống kênh; sinh viên học sinh các trường đại học, cao đẳng kỹ
thuật và những ai quan tâm đến hiện đại hóa tưới.
Với những thành công bước đầu và những bài học kinh nghiệm rút ra từ dự án VWRAP, hy
vọng Sổ tay sẽ giúp cho việc hiện đại hóa các hệ thống tưới đang vận hành ở Việt nam, góp
phần định hướng cho công tác xây dựng, thực hiện kế hoạch và quá trình hiện đại hóa, giải
quyết đồng bộ các nội dung từ qui hoạch, thiết kế, đầu tư, xây dựng, quản lý, nhằm nâng cao
chất lượng “dịch vụ” phân phối nước hiệu quả, kịp thời, chính xác, sử dụng nước tiết kiệm
nhằm tăng năng suất cây trồng và giảm chi phí quản lý.
Nội dung chính của Sổ tay bao gồm:
1. Lời nói đầu
2. Chương 1: Các khái niệm cơ bản và các bước thực hiện hiện đại hóa hệ thống
kênh tưới.
3. Chương 2: Thiết kế kênh và công trình trên kênh theo hướng hiện đại hóa
4. Chương 3: Quản lý vận hành và bảo dưỡng hệ thống
4


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

5. Chương 4: Xây dựng
6. Chương 5: Điều tiết có giám sát và thu thập số liệu (SCADA)
7. Chương 6: Bài học kinh nghiệm từ dự án VWRAP

8. Phụ lục
Hiện đại hóa tưới là một khái niệm tương đối mới mẻ được đưa vào áp dụng tại Việt nam
thông qua dự án VWRAP. Đây là lần đầu tiên biên soạn một tài liệu về lĩnh vực này nên
không khỏi có những thiếu sót và tồn tại. Rất mong bạn đọc xa gần góp ý để chúng tôi tiếp
tục hoàn thiên.
Nhân dịp này Viện Khoa học Thủy lợi Việt nam bày tỏ sự cảm ơn đến lãnh đạo Bộ
NN&PTNT, Ngân hàng Thế giới, Tổng cục Thủy lợi, Ban Quản lý Trung ương các Dự án
Thủy lợi cùng các chuyên gia trong và ngoài ngành đã tham dự các hội thảo, đọc và góp ý
cho bản thảo Sổ tay này.
Tài liệu tham khảo


Hồ sơ của dự án VWRAP và Hồ sơ thiết kế, thi công của các tiểu dự án thuộc dự án
VWRAP.



Các tài liệu đào tạo về hiện đại hóa của dự án VWRAP do Viện Khoa học Thủy lợi Việt
nam sử dụng trong hợp phần đào tạo cho dự án.



Một số tài liệu đào tạo về hiện đại hóa của trường đại học bách khoa California (USA).



Burt, C. and S. Styles. 1999. Modern water control and management practices in
irrigation. Impact on Performance. FAO Water report No 19. Điều tiết nước hiện đại và
thực hành quản lý tưới.




Burt, C. 1999. Current canal modernization from an international perspective.
Proceedings from USCID workshop: Modernization of Irrigation Water Delivery
Systems. Hiện đại hóa hệ thống kênh hiện trên quan điểm quốc tế. Các bài trình bày tại
Hội thảo USCID: Hiện đại hóa các hệ thống phân phối nước tưới.



Facon, T. 1996. Modernization of irrigation systems: synthesis of country papers,
presented at the FAO expert consultation on Modernization of Irrigation Schemes: Past
experiences and future options. Bangkok. Hiện đại hóa các hệ thống tưới: tổng hợp các
bài trình bày của quốc gia, trình bày tại Hội thảo tham vấn chuyên gia của FAO về Hiện
đại hóa các hệ thống tưới: Kinh nghiệm trong quá khứ và các lựa chọn trong tương lai.
Bangkok.



Facon, T. [2002] Improving the irrigation service to farmers: a key issue in
participatory irrigation management. FAO Regional Office for Asia and the Pacific.
Under publication by the Asian Productivity Organization. Cải thiện các dịch vụ tưới
cho nông dân: vấn đề quan trọng trong quản lý tưới có sự tham gia. Văn phòng FAO
khu vực châu Á và Thái Bình Dương. Theo công bố của Tổ chức Năng suất Châu Á



Doorenbos, J. 1977 (revised: 1992). Crop Water Requirements. Nhu cầu nước của cây
trồng
5



Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới



Plusquellec, H. 2002. How design, management and policy affect the performance of
irrigation projects. Emerging modernization procedure and design standards. Thiết kế,
quản lý và chính sách ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả của các hệ thống thủy lợi.
Quy trình hiện đại hóa khẩn cấp và tiêu chuẩn thiết kế.



FAO. Improving the operation of canal system. Cải thiện công tác vận hành của các hệ
thống kênh.



Jean Groussard. Automation of Canal irrigation system. Tự động hóa hệ thống kênh
tưới.



Cal Poly Irrigation Training and Research Center. Long crested weir design. Thiết
kế đập tràn đỉnh dài.



FAO. Rapid Appraisal Process (RAP) - Quy trình đánh giá nhanh.

Thành viên của nhóm tư vấn chuẩn bị Sổ tay Hiện đại hóa hệ thống tưới

1.

PGs. Ts. Nguyễn Tùng Phong – Nhóm trưởng

2.

Ts. Nguyễn Xuân Tiệp

3.

Ths. Đào Việt Dũng

4.

Ths. Trịnh Ngọc Lan

5.

Ths. Vũ Hải Nam

6.

Ths. Dương Đình Quang

Biên tập: Ths. Đào Việt Dũng
Với sự trợ giúp của các cộng sự:
1.

Ts. Đặng Thế Phong


2.

Ths. Dương Quốc Huy

3.

Ths. Phạm Bảo Ngọc

4.

Cn. Nguyễn Thị Thắm

6


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

Chương 1: Các khái niệm cơ bản và các bước thực hiện hiện đại hóa hệ
thống tưới
1.1 Khái niệm về hiện đại hóa hệ thống tưới
Theo định nghĩa về hiện đại hóa đã nêu trong phần Mở đầu, có hai khái niệm liên quan tới
các kết quả hành động và là cốt lõi trong quá trình hiện đại hoá. Khái niệm đầu tiên là nâng
cấp công trình (phần cứng) và quản lý vận hành và bảo dưỡng (phần mềm) trong các hệ
thống thủy lợi, chỉ ra các hoạt động được thực hiện, và hai là, cải thiện dịch vụ cung cấp
nước, mục tiêu đạt được thông qua việc sử dụng hiệu quả các nguồn lực được huy động.
Mặc dù vận hành là một hoạt động sau xây dựng, liên kết chặt chẽ với chất lượng dịch vụ, và
do đó cải thiện các nguyên tắc của nó có thể được coi như là một phạm vi xuyên suốt mà
quanh nó có các giải pháp về phần cứng và phần mềm khác hỗ trợ, được gọi là khuôn khổ
cải thiện theo định hướng vận hành. Hai khái niệm này, cùng với những mối quan tâm khác
như các nguyên tắc, quy trình … của hiện đại hóa sẽ được thảo luận chi tiết trong các

chương sau để đưa ra được cách nhìn sâu sắc về nhiệm vụ của hiện đại hóa tưới.
1.2 Dịch vụ cho người dùng nước trong hiện đại hóa tưới
Quản lý theo hướng dịch vụ giữa nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng dịch vụ được mô tả
trong Hình 1-1. Nhà cung cấp và người sử dụng dịch vụ trước tiên đồng thuận về những chi
tiết cụ thể về dịch vụ phân phối nước (ở đâu, khi nào, như thế nào, bao nhiêu…). Nhà cung
cấp sẽ cung cấp dịch vụ cho người sử dụng và nhận được thù lao cho dịch vụ được cung cấp.
Thông thường mức thù lao này được xem như hiệu quả của hệ thống trong việc đáp ứng nhu
cầu của người sử dụng và phụ thuộc vào việc vận hành linh hoạt của hệ thống.
Hình 1.1: Cách tiếp cận theo định hướng dịch vụ

Trong lựa chọn dịch vụ, người sử dụng có thể lựa chọn và thay đổi mức độ của dịch vụ phù
hợp với nhu cầu của họ và nhà cung cấp dịch vụ sẽ phải kiểm soát các dịch vụ cung cấp tới
các người dùng khác nhau. Điều này có nghĩa là là thông tin giữa nhà cung cấp và người sử
7


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

dụng là một yếu tố quan trọng trong khái niệm dịch vụ. Thông tin đầy đủ và kịp thời sẽ giúp
nhà cung cấp và người sử dụng xác định và thỏa thuận được mức độ dịch vụ tốt nhất.
1) Đối với việc cấp nước, các tiêu chí đánh giá chất lượng cung cấp nước bao gồm: Mức độ
Công bằng, Độ tin cậy và Sự linh hoạt.
-

Mức độ công bằng: Mức độ đồng đều là tiêu chí cho thấy các khu tưới hay các hộ dùng
nước khác nhau trong cùng hệ thống có nhận được lượng nước theo đúng yêu cầu hay
không.

-


Độ tin cậy: Độ tin cậy là tiêu chí đánh giá mức độ đảm bảo cấp nước đầy đủ đầy đủ,
đúng thời điểm và thời gian theo yêu cầu của người dùng nước.

-

Tính linh hoạt: Tính linh hoạt của một hệ thống thể hiện qua 3 yếu tố: 1) Tần số: số lần
tưới trong lịch tưới có thể điều chỉnh linh hoạt; 2) Lưu lượng: hệ thống có thể cung cấp
lưu lượng một cách linh hoạt theo yêu cầu tưới cho các khu tưới; và 3) Thời lượng: là
linh hoạt trong các thời đoạn cấp nước.
Sự linh hoạt sẽ tránh cho cây trồng bị thiếu nước hoặc thừa nước gây lãng phí và gây xói
mòn đất, đồng thời tránh gây ảnh hưởng đến các hoạt động khác.

2) Về thông tin, trong hiện đại hóa hệ thống tưới thông tin hai chiều từ người cung cấp dịch
vụ tới người hưởng dịch vụ và ngược lại luôn đòi hỏi phải được đảm bảo chính xác và kịp
thời.
3) Về quyền sử dụng nước: đây là điểm then chốt giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nước và
giải quyết một cách hài hòa những mâu thuẫn giữa các nhà hoạch định chính sách, các nhà
quản lý địa phương và những người hưởng dịch vụ. Hệ thống chỉ có thể tồn tại một cách bền
vững và hiệu quả khi quyền sử dụng nước được hiểu đúng nghĩa và được sử dụng đúng mục
đích. Người sử dụng nước có quyền yêu cầu người cung cấp nước thực hiện đầy đủ các cam
kết về dịch vụ đã thỏa thuận (dựa theo Hợp đồng dịch vụ); người cung cấp dịch vụ tưới có
quyền yêu cầu người sử dụng nước tuân thủ cam kết đã ký, sử dụng nước đúng mục đích đã
thỏa thuận và trong trường hợp nguồn nước thiếu thì phải chấp nhận mức độ dịch vụ có thể
của người cung cấp dịch vụ và tuân thủ theo kế hoạch phân phối nước được điều chỉnh của
người cung cấp nước.
Những mô tả trong phần trên cho thấy chất lượng dịch vụ trong quản lý nước được thể hiện
thông qua mối quan hệ hai chiều giữa bên cung cấp và bên hưởng dịch vụ. Dịch vụ chỉ có
thể tồn tại và phát triển một cách bền vững khi có những giải pháp cải tiến về công trình và
vận hành-bảo dưỡng (O&M), áp dụng từng bước công nghệ hỗ trợ ra quyết định và vận hành
tiên tiến như SCADA, thực hiện những cải cách trong quản lý như PIM, IMT mà Sổ tay này

sẽ đề cập tới trong những phần sau.
4) Các yêu cầu quan trọng về dịch vụ trong hiện đại hóa
i.

Mỗi người trong hệ thống, từ cán bộ/ công nhân vận hành trực tiếp trong hệ thống
đến những cán bộ làm công tác quản lý ở các cấp đều phải nhận thức được mục tiêu
của HĐH là “cung cấp dịch vụ tốt”. Do vậy trước hết phải hiểu được khái niệm dịch
vụ là gì, đồng thời cũng luôn nhớ rằng, người sử dụng dịch vụ luôn luôn mong muốn
được cung cấp dịch vụ với chất lượng càng cao càng tốt.

8


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

ii.

Cần phải có những thay đổi để cải thiện phần cứng của hệ thống nhằm cung cấp dịch
vụ tốt hơn. Tuy nhiên, những thay đổi phần cứng phải là kết quả của việc phân tích
kỹ lưỡng các yêu cầu dịch vụ. Các hạng mục cải thiện, nâng cấp phần cứng có thể
đơn giản như thay các cống điều tiết chảy dưới cửa van bằng các đập tràn đỉnh dài để
kiểm soát mực nước, hoặc lắp đặt các thiết bị kiểm soát lưu lượng ở một số vị trí. Ở
một số trường hợp, có thể bổ sung các hệ thống thu thập số liệu, giám sát và kiểm
soát từ xa hiện đại (SCADA) và tự động hóa. Mức độ mong muốn về dịch vụ phân
phối nước, khả năng ngân sách hiện tại và những hạn chế khác sẽ xác định quy mô
các hạng mục nâng cấp, sửa chữa phần cứng hệ thống chứ không phải là ngược lại.

iii.

Cần phải có những thay đổi trong phần mềm (công tác quản lý và vận hành) của hệ

thống. Xây dựng kế hoạch của công ty quản lý thủy nông (IMC) bao gồm kế hoạch
phân phối nước, vận hành và bảo trì, quản lý nhân sự, tài sản, tài chính vv… cũng
như hệ thống thông tin liên lạc (giữa người vận hành và công ty, giữa người dân với
cán bộ quản lý vận hành…) và lập quy trình vận hành, bảo trì…để kiểm soát và điều
tiết nước để đáp ứng các mục tiêu dịch vụ yêu cầu.

1.3 Chức năng hệ thống và đặc điểm chính của các hạng mục công trình
1. Chức năng của hệ thống và tính năng của các công trình
Các hệ thống thủy nông, dù truyền thống hay hiện đại, đều có chung chức năng là cấp nước
cho các đối tượng dùng nước nằm trong phạm vi phục vụ của hệ thống. Để thực hiện chức
năng đó, hệ thống phải có các loại công trình có các tính năng như: thu nước, dẫn nước, phân
phối nước, thu thập/truyền dẫn/xử lý thông tin,… Sự khác nhau giữa các hệ thống truyền
thống và được hiện đại hóa chỉ là tính năng của các hạng mục công trình được sử dụng cho
từng mục đích cụ thể. Một khi các công trình có tính năng không phù hợp được thay thế bởi
các công trình có cùng tính năng phù hợp hơn thì hiệu quả hoạt động của hệ thống hay chất
lượng dịch vụ sẽ tăng. Hiểu về chức năng, cấu trúc chung của hệ thống và phân biệt các công
trình có cùng tính năng nhưng có hình thức và tác dụng khác nhau là cơ sở lựa chọn các chi
tiết cho quá trình nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống.

Hình 1-2: Cống lấy nước từ sông vào kênh chính
(hệ thống Cấm Sơn-Cầu Sơn)

9

Hình 1-3: Cống điều tiết trên kênh chính để
điều tiết mực nước. (hệ thống Dau Tiếng-Tây
Ninh)


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới


Hình 1-4: Cống lấy nước vào kênh cấp 2
(hệ thống Kẻ Gỗ)

Hình 1-5: Tràn sự cố trên kênh chính
(hệ thống Cấm Sơn-Cầu Sơn)

2. Đặc tính các công trình
Các công trình trong hệ thống khác nhau bởi những đặc tính chính bao gồm độ nhạy cảm và
phương thức hoạt động.
-

Độ nhạy cảm

Trong quản lý nước, chúng ta thường cần đạt được lưu lượng hay mực nước tại một vị trí
nào đó (gọi là đầu ra) trước những biến động về mực nước hay lưu lượng của hệ thống nói
chung và tại kênh cấp trên nói riêng (gọi là đầu vào). Công trình được gọi là có độ nhạy cảm
thấp là công trình có tỷ lệ giữa sự sai lệch tương đối của đầu ra và sự sai lệch tuyệt đối của
đầu vào thấp.
Việc mực nước trên kênh chính thay đổi là điều khó tránh khỏi trong quá trình tưới nên
những cống có độ nhạy cảm thấp rõ ràng sẽ ít bị ảnh hưởng hơn, công tác điều tiết nước sẽ
đơn giản hơn và người vận hành không phải quá chú tâm vào theo dõi diễn biến trong hệ
thống. Đối với kênh dẫn, đầu vào là lưu lượng tại thượng lưu kênh và đầu ra là mực nước
cần duy trì trên kênh nên kênh có mặt cắt hình thang khi mực nước đã đủ cao sẽ có độ nhạy
cảm thấp hơn kênh có mặt cắt hình chữ nhật nên kênh dẫn hình thang có nhiều ưu điểm về
mặt điều tiết nước hơn kênh dẫn hình chữ nhật.
Điều đáng lưu ý là cần công trình có độ nhạy cảm thấp về mặt vận hành nhưng khi cần theo
dõi lưu lượng thì lại cần công trình có độ nhạy cảm cao để chỉ một thay đổi nhỏ của mực
nước tại điểm đo cũng cho phép ta có thể phát hiện ra những thay đổi về lưu lượng. Đó là lý
do tại sao phải xây các máng đo lưu lượng có chế độ chảy tự do (có độ nhạy cảm cao với lưu

lượng) trong khi đã có các công trình chảy ngập (có độ nhạy cảm thấp) ngay cạnh vị trí cần
đo.
-

Phương thức hoạt động

Đối với cống điều tiết hay cống đầu kênh, phương thức hoạt động theo cách tự điều chỉnh
được trạng thái của nó hay tự thực hiện được những việc mà công tác vận hành cần thực hiện
dựa trên nguyên lý thủy lực như dưới đây cần được quan tâm:
10


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

i. Cống tự hành điều tiết ổn định mực nước thượng lưu hay hạ lưu là cống tự thay đổi
độ mở cống dựa vào cơ chế liên kết cơ học giữa phao và bộ phận điều khiển độ mở
cánh cống tự động.
ii. Công trình tự thoát nước: tràn bên trên bờ kênh không có cánh cống trên đỉnh tràn
khi được thiết kế đủ dài sẽ duy trì được mực nước trên kênh không vượt qua ngưỡng
an toàn.
iii. Công trình chia nước theo tỷ lệ: Công trình tự phân chia lưu lượng theo tỷ lệ gần như
không đổi cho các nhánh kênh ở hạ lưu khi lưu lượng kênh thượng lưu thay đổi.
iv. Công trình tự duy trì mực nước: Với khả năng tiêu thoát nước xuống hạ lưu lớn do có
chiều dài tràn lớn, đập tràn đỉnh dài có khả năng tự duy trì mực nước tại thượng lưu
của nó. Tất nhiên khi lưu lượng tăng thì mực nước thượng lưu cũng tăng nhưng mực
nước sẽ tăng hầu như không đáng kể.
Một ví dụ dựa vào nguyên lý thủy lực khi áp dụng phương pháp điều tiết hạ lưu tức duy trì
mực nước hạ lưu các điều tiết nằm dọc tuyến kênh ổn định, thông tin về trạng thái của hệ
thống sẽ tự động truyền từ hạ lưu tới thượng lưu. Giả sử như khi đoạn kênh cuối cùng đột
ngột thiếu nước tức mực nước tại đây giảm so với bình thường, cống điều tiết ngay tại

thượng lưu đoạn kênh đó sẽ mở để bổ xung nước cho đoạn kênh này và làm cho mực nước
tại đoạn kênh kế tiếp đó giảm. Cứ như thế việc giảm mực nước và mở cống điều tiết để lấy
thêm nước sẽ tự động lan truyền từ hạ lưu hay từ đoạn kênh thiếu nước theo hướng từ hạ lưu
lên thượng lưu tới điểm cuối cùng là cống lấy nước đầu kênh mà các nhà quản lý tại các
công trình điều tiết khác nhau không cần thông báo cho nhau hay cho cấp quản lý cao hơn
bằng bất kể phương tiện gì. Cũng cần chú ý rằng cách điều tiết này chỉ áp dụng hiệu quả khi
các cửa điều tiết vận hành tự động

Hình 1-6: Tràn đỉnh dài trên
kênh cấp 2 nhằm duy trì mực
nước ổn định (hệ thống Đá Bàn)

1.4 Khái niệm về vận hành và điều tiết hệ thống kênh
Hệ thống có một số chức năng như đã nêu ở trên nhưng trong vận hành hệ thống thì chức
năng điều tiết phân phối nước chính là chức năng quan trọng nhất.
Vận hành hệ thống là thay đổi trạng thái thủy lực của hệ thống bằng cách thay đổi trạng thái
vật lý của các công trình điều tiết và các công trình lấy nước từ đầu mối tới mặt ruộng để
thỏa mãn nhu cầu nước của các đối tượng sử dụng nước.
11


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

Điều tiết ở cấp công trình là điều chỉnh các công trình điều tiết như thế nào để lưu lượng hay
mực nước ở điểm tham chiếu tương ứng đạt được như mong muốn.
Vận hành tuy là bước hậu xây dựng và được tiến hành đồng thời cùng công tác duy tu bảo
dưỡng trong suốt thời gian khai thác sử dụng hệ thống nhưng là khâu rất quan trọng. Chính
vì thế nên hiểu những khái niệm cơ bản trong vận hành đóng vai trò rất quan trọng trong
hiện đại hóa và có thể nói xây dựng được sơ đồ vận hành tức đã xây dựng được những vấn
đề mấu chốt trong nâng cấp phần cứng và phần mềm.

Có hai phương pháp vận hành hệ thống thường được áp dụng hiện nay là:
1) Vận hành theo lịch tưới: Theo phương pháp này, người quản lý lập sẵn lịch tưới cho cả
năm, cả vụ hay cho từng đợt tưới rồi thông báo cho người vận hành và người sử dụng. Lịch
tưới biểu thị lưu lượng cố định hay biến động theo thời gian mà chúng sẽ được khống chế tại
các điểm phân phối nước tại từng thời điểm.
Phương pháp vận hành này giúp người sử dụng nước cũng như người vận hành chủ động về
thời gian nhưng gặp khó khăn khi phải khắc phục những biến động không lường trước được
của thời tiết cũng như của quản lý như thất thoát xuống kênh tiêu, tháo trộm nước, công trình
bị hỏng hay cần sửa chữa đột xuất…).
2) Vận hành theo nhu cầu dùng nước: đây là phương thức vận hành có tính linh hoạt cao
nhằm đáp ứng kịp thời các yêu cầu dùng nước ở hạ lưu ở bất kỳ thời điểm nào. Tuy nhiên
cách vận hành này đòi hỏi sự đồng bộ tốt về mặt công trình, về nguồn nước cũng như
phương tiện phục vụ vận hành (thiết bị đóng mở cơ khí hóa, tự động hóa, thông tin, truyền
thông, SCADA,...)
Để thực hiện các phương pháp vận hành kênh như nêu ở trên có hai cách điều tiết là điều tiết
thượng lưu và điều tiết hạ lưu như mô tả dưới đây.
- Điều tiết thượng lưu: là dạng điều tiết nhằm duy trì mực nước đủ cao để thực hiện phân
phối nước và giữ ổn định mực nước ở thượng lưu công trình điều tiết cho dù lưu lượng
qua điều tiết thay đổi. Việc điều chỉnh công trình điều tiết để thay đổi lưu lượng chảy
qua cống được thực hiện từ thượng lưu đến hạ lưu của tuyến kênh. Cao trình bờ kênh
gần như song song với đường đáy kênh. Vận hành công trình điều tiết thượng lưu có thể
thực hiện phân phối nước theo kế hoạch đã lập sẵn. (xem Hình 1-7-(a)). nhược điểm của
phương pháp điều tiết thượng lưu là khó thỏa mãn nhu cầu nước ở cuối hệ thống, nhất là
đối với những hệ thống có tuyến kênh dài nếu không quản lý tốt việc lấy nước ở phía
thượng lưu của hệ thống (xem Hình 1-7-(c)).
- Điều tiết hạ lưu: là dạng điều tiết nhằm giữ ổn định mực nước ở hạ lưu các cống điều
tiết. Việc điều chỉnh công trình điều tiết để thay đổi lưu lượng chảy qua cống được thực
hiện từ hạ lưu đến thượng lưu của tuyến kênh. Cao trình bờ kênh ở khoảng giữa các
công trình điều tiết hạ lưu là đường nằm ngang tạo thành các khoang chứa nước.Trong
kênh luôn duy trì một lượng nước như là ao chứa nước, ngay cả khi cống điều tiết

ngừng hoạt động, không tháo nước đi nên tránh lãng phí nước. Đây là một lựa chọn để
thay thế cho điều tiết thượng lưu nếu điều kiện cho phép, nhưng để thực hiện đòi hỏi có
sự đồng bộ cao về trang thiết bị vận hành, điều khiển và tự động hóa. (xem Hình 1-7(b)). Hình thức điều tiết này thường áp dụng cho vận hành kênh theo nhu cầu dùng
nước. Khi đó không cần thiết phải lập lịch vận hành.
12


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

Hướng vận hành

Mực nước
cần duy trì

Hình 1-7-(a): Điều tiết thượng lưu

Mực nước
cần duy trì

Hướng vận hành
Thể tích chứa hình
nêm khi Q=0

Q max

Trữ nước khi nhu cầu giảm

Hình 1-7-(b): Điều tiết hạ lưu

Điều tiết thượng lưu


Cửa lấy nước

Thách thức khi cố gắng đáp ứng giữa
cung và cầu
Hình 1-7-(c): Nhược điểm của điều tiết thượng lưu là
khó đảm bảo nhu cầu nước ở cuối kênh

- Ngoài ra có thể kết hợp 2 hình thức điều tiết trên trong cùng một hệ thống nếu điều kiện
cho phép. (Tham khảo phần 2.2.4 về thiết kế kênh).
1.5 Hệ thống tưới truyền thống và hệ thống tưới được hiện đại hóa
1) Hệ thống tưới truyền thống
13


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

a) Thành phần của 1 hệ thống tưới truyền thống
Hình 1-8 là sơ đồ một hệ thống tưới truyền thống ở Việt nam hiện nay.
Cống lấy nước
đầu kênh

Cống lấy
nước vào
kênh cấp
dưới

Nguồn nước

Công trình

điều tiết mực
nước

Hình 1-8: Sơ đồ một hệ thống tưới truyền thống

b) Đặc điểm của hệ thống truyền thống
Hệ thống truyền thống thường có các đặc điểm cụ thể được tạo ra từ thiết kế, vận hành và
cách quản lý "truyền thống". Thiếu sót của hệ thống truyền thống ở Việt Nam có thể là
tương tự hoặc khác với các hệ thống hiện có ở những nơi khác trên thế giới và có một số đặc
điểm chính như sau:
-

Về thiết kế: thiết kế kênh và công trình trên kênh căn cứ khả năng nguồn nước, yêu cầu
nước lớn nhất cho cây trồng được quyết định từ diện tích tưới và cơ cấu cây trồng, các
dạng tổn thất nước và cách vận hành (đồng thời hay luân phiên), cao trình ruộng đất cần
tưới. Do không tính đến các phương án yêu cầu dùng nước tăng cần thực hiện cấp nước
bổ sung, kích thước các tuyến kênh và công trình trên kênh thường được thiết kế cho
tưới đồng thời Điều này sinh ra khó khăn cho các cán bộ vận hành áp dụng tưới luân
phiên khi cần thiết.

-

Vận hành hệ thống: tuân theo các nguyên tắc xác định lưu lượng cần cấp cho vùng tưới
yêu cầu tùy theo từng điều kiện cụ thể. Phương thức vận hành thay đổi theo lịch tưới,
vận hành dựa nhiều vào các thông số thiết kế chưa phù hợp nên rõ ràng là không đảm
bảo đưa ra một quyết định “tối ưu”, dẫn đến những bất cập trong vận hành hệ thống.

Ngoài ra còn có một số đặc điểm khác như sau:
- Đại bộ phận các hệ thống được thiết kế theo hình thức điều tiết thượng lưu, vận hành
bằng thủ công nên thiếu chủ động và linh hoạt.

- Các cấp kênh và công trình trên kênh không được xây dựng một cách đồng bộ, thiếu
các công trình kiểm soát và phân phối nước, các công trình phục vụ quản lý vận hành.
-

Không được trang bị điện khí hóa-tự động hóa hoặc được trang bị ở mức độ thấp.

14


Sổ tay Hướng dẫn Hiện đại hóa hệ thống tưới

- Các hệ thống thường có Quy trình vận hành và bảo dưỡng nhưng không đầy đủ. Công
tác duy tu không thường xuyên, thiếu vốn nên các hư hỏng không được sửa chữa kịp thời.
- Cơ chế chính sách về quản lý vận hành có nhiều bất cập. Đặc biệt tổ chức quản lý chưa
được củng cố và hoàn thiện. Sự tham gia của người dân, xã hội hóa công tác quản lý tưới
còn rất thấp. Nước được xem như một loại hàng hoá công ở Việt Nam nhưng tính trách
nhiệm trong việc cung ứng dịch vụ và chi trả dịch vụ đều thiếu.
Những đặc điểm trên đã đưa đến hậu quả như sau:
- Phân phối, cung cấp nước không công bằng (trên hệ thống thường xẩy ra hiện tượng
trong cùng một thời gian có nơi thừa, có nơi lại thiếu nước; có nơi nước không vào được
ruộng vì không có kênh...)
- Cung cấp nước không đúng thời gian yêu cầu, không đúng số lượng; chất lượng
- Hiệu quả tưới không cao; lượng nước thất thoát lớn, gây lãng phí.
- Kênh và công trình thường bị xuống cấp, năng lực phục vụ thấp, giảm tuổi thọ.
2) Hệ thống tưới hiện đại
Trên thực tế không tồn tại một hệ thống kênh được hiện đại hoàn toàn, cũng không có hình
mẫu cụ thể về để áp dụng hiện đại hóa các hệ thống kênh hiện có. Tùy theo điều kiện tự
nhiên và xã hội của khu tưới, đặc điểm cụ thể của hệ thống kênh và công trình cũng như khả
năng về nguồn vốn đầu tư mà quyết định giải pháp công trình cũng như mức độ hiện đại hóa.
Ví dụ các hệ thống tưới thuộc dự án VWRAP, việc hiện đại hóa mới mới tập trung cho các

kênh chính, kênh cấp 1, 2 và hoàn chỉnh đến cấp mặt ruộng cho khoảng 25% diện tích được
tưới. Giữa các hệ thống, mức độ hiện đại hóa cũng khác nhau: hệ thống Đá Bàn không lắp
SCADA, Kênh Đông Dầu Tiếng lắp SCADA có chức năng giám sát và điều khiển từ xa,
trong khi đó SCADA các hệ thống còn lại chỉ ở mức độ giám sát từ xa mà thôi. Nguyên
nhân chủ yếu là do khó khăn về vốn đầu tư, mặt khác đây là lần đầu tiên áp dụng hiện đại
hóa tưới nên Chính phủ và nhà tài trợ cũng muốn thực hiện từng bước, vừa làm vừa rút kinh
nghiệm. Một số điều về thiết kế thi công, phương pháp vận hành cũng như các giải pháp về
tổ chức quản lý cần phải được chú ý (xem Phụ lục 1-2).
Nói tóm lại, một hệ thống được được hiện đại hóa có một số đặc điểm chính như được mô tả
dưới đây.
(i) Phần cơ sở hạ tầng: Sơ đồ cơ bản của một hệ thống kênh được HĐH được biểu thị ở Hình
1-9

15