Mô hình hiện đại hoá quản lý vận hành hệ thống tưới và định hướng phát triển

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu này đề xuất mô hình hiện đại hóa trong quản lý và vận hành hệ thống tưới, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước trong nông nghiệp. Mô hình này ứng dụng công nghệ tiên tiến như cảm biến tự động, hệ thống giám sát và điều khiển thông minh, giúp tối ưu hóa lượng nước tưới cho cây trồng, đồng thời giảm thiểu lãng phí. Định hướng phát triển hệ thống tưới hiện đại không chỉ góp phần vào việc cải thiện năng suất nông nghiệp mà còn thúc đẩy bảo vệ môi trường và tài nguyên nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mô hình hiện đại hoá quản lý vận hành hệ thống tưới và định hướng phát triển

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5 MÔ HÌNH HIỆN ĐẠI HOÁ QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG TƯỚI VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN Ngô Đăng Hải Đại học Thủy lợi, email: ngodanghai@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Thế giới (WB) tài trợ... Trên toàn quốc mặc dù hiện nay đã có khá nhiều mô hình hiện đại Ở Việt Nam, hiệu quả quản lý khai thác hóa giám sát và điều khiển (GS&ĐK) các các hệ thống tưới (HTT) chỉ mới đạt 65 - 80% HTT nhưng hầu hết những mô hình đó chưa so với thiết kế [1], [3]. Hầu hết các HTT ở hoàn toàn phù hợp với điều kiện thực tế, chưa vùng đồng bằng và nhiều HTT ở các vùng đáp ứng được các yêu cầu cung cấp dịch vụ trung du là những hệ thống động lực. Năng một cách chính xác, tin cậy, linh hoạt, công lượng tiêu thụ và chi phí quản lý vận hành bằng và khó có thể được áp dụng rộng rãi... (QLVH) hàng năm rất lớn. Đề án 784: “Nâng cao hiệu quả quản lý Yêu cầu nước cho nông nghiệp, dân sinh khai thác công trình thủy lợi hiện có“ (tháng cũng như các ngành kinh tế khác thường xuyên 4/2014) có nhấn mạnh: “Bộ Nông nghiệp và thay đổi và ngày càng gia tăng. Trong khi đó, PTNT xác định nhiệm vụ nâng cao hiệu quả do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nguồn hoạt động của các công trình thủy lợi hiện nước ngày một trở nên khan hiếm. Hiện nay, có... là nhiệm vụ trọng tâm và quan trọng cơ chế kinh tế thị trường tiêu thụ nước ở nước nhất hiện nay”. Mục tiêu của đề tài này là đề ta đã, đang và sẽ phát triển theo xu hướng xuất các định hướng nghiên cứu cho việc xây “nước là hàng hoá” như ở các nước phát triển. dựng mô hình hiện đại hóa QLVH các HTT Do đó, đòi hỏi các công ty quản lý khai thác phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam để công trình thủy lợi (QLKT CTTL) không nâng cao hiệu quả toàn diện trong quản lý những phải không ngừng nâng cao hiệu quả khai thác HTT nhằm góp phần thực hiện Đề QLVH mà còn phải luôn đáp ứng tốt dịch vụ án 784 và Nghị quyết Hội nghị Trung ương 5 cung cấp nước đúng, đủ theo yêu cầu của cây Khoá IX về “Đẩy mạnh công nghiệp hoá, trồng và của những ngành dùng nước khác. hiện đại hoá nông nghiệp và nông thôn…”. Muốn vậy, công tác quản lý vận hành các HTT cần phải được hiện đại hóa [1], [2], [3]. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trên thế giới, từ vài chục năm trở lại đây nhiều mô hình QLVH các HTT theo hướng Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng: hiện đại hóa đã được quan tâm nghiên cứu và - Thu thập các tài liệu, mô hình và phần ứng dụng. Tuy vậy, mỗi một mô hình hiện đại mềm về hiện đại hóa QLVH các HTT có trên hóa QLVH đó chỉ có những tính năng và ưu, Internet và trong các sách, báo, tạp chí... nhược điểm cũng như phạm vi ứng dụng riêng - Khảo sát thực địa, thu thập, đo đạc những của nó với những điều kiện riêng biệt nên số liệu thực tế về các mô hình hiện đại hóa chưa có mô hình nào có thể được ứng dụng QLVH, về phương thức truyền thông dữ liệu hoàn toàn thích hợp trong điều kiện Việt Nam. trên mạng Internet và hệ thống viễn thông di Ở nước ta, hơn chục năm qua đã và đang động toàn cầu (UMTS 3G/4G)… thực hiện một số chương trình, đề tài nghiên - Thống kê, phân tích và tổng hợp những cứu cùng các dự án nâng cấp, hiện đại hóa số liệu liên quan đến các tính năng; ưu, QLVH các HTTL. Đáng chú ý là Dự án hỗ trợ nhược điểm và phạm vi, khả năng ứng dụng thủy lợi Việt Nam (VWRAP) do Ngân hàng các mô hình hiện đại hóa QLVH các HTT. 295
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, THẢO LUẬN Nhóm 3: Các mô hình giám sát và điều khiển tự động từ xa (SCADA). 3.1. Tổng quan về các mô hình hiện đại Trong phần nghiên cứu tổng quan này chỉ hóa quản lý vận hành hệ thống tưới tập trung đi sâu nghiên cứu những mô hình 3.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới QLVH thuộc nhóm 2 và nhóm 3. Đó là Cho đến cuối thập niên 70 của thế kỷ những mô hình QLVH theo hướng hiện đại trước, các mô hình tính toán, quản lý vận hóa tưới [2], [3]. hành HTT vẫn còn khá thủ công, chủ yếu dựa Hơn 100 mô hình hiện đại hóa QLVH điển vào kinh nghiệm lập và thực hiện những kế hình đã được thống kê, phân loại theo những hoạch dùng nước ứng với một mức bảo đảm tính năng cơ bản của chúng. Trên cơ sở phân tưới hay tần suất mưa, tần suất lưu lượng tích, đánh giá cụ thể về ưu, nhược điểm và dòng chảy nào đó [1], [3]. phạm vi, khả năng ứng dụng vào Việt Nam Trong vòng hơn 30 năm qua đã có nhiều của 9 mô hình tiêu biểu thuộc nhóm 2 (INCA, mô hình QLVH các HTT được xây dựng và IMSOP, OPDM, CanalMan, IMS, SWAT, phát triển [1], [3]... Có thể sơ bộ phân loại RUSTIC, OMIS, CPOIS) và 6 mô hình tiêu những mô hình QLVH đó thành 3 nhóm khác biểu (FQM, EAO, TC/TM System, Klamath nhau dựa trên các tính năng cơ bản của chúng: SCADA, CWMIS, FarmConnect) thuộc nhóm Nhóm 1: Các mô hình lập kế hoạch tưới. 3, đề tài này đã tổng hợp lại các ưu, nhược Nhóm 2: Các mô hình lập kế hoạch quản lý điểm và hạn chế cơ bản, rồi đưa ra những vận hành và giám sát, điều khiển bán tự động. hướng phát huy, khắc phục như trong bảng 1. Bảng 1. Tổng hợp những ưu, nhược điểm cơ bản của các mô hình hiện đại hóa QLVH trên thế giới và hướng phát huy, khắc phục TT Ưu điểm cơ bản Nhược điểm, hạn chế cơ bản Hướng phát huy, khắc phục 1 Các mô hình HĐH QLVH đều Hầu hết các MH chưa đề cập đến nâng Mô hình hiện đại hóa quản lý vận hướng đến nâng cao hiệu quả cao hiệu quả toàn diện trừ CPOIS, hành cần xem xét giải quyết bài cung cấp dịch vụ tưới... RUSTIC có chức năng lập kế hoạch khai toán quản lý khai thác “tối ưu“ đa thác “tối ưu“ 1 hoặc 2 mục tiêu. mục tiêu. 2 Nhiều mô hình có chức năng Phần lớn mô hình SCADA hiện nay: - Cần QLVH các HTT theo số GS&ĐK dựa trên các số liệu EAO, CWMIS, TC/TM... chỉ có chức liệu quan trắc tức thời, định kỳ. quan trắc thực tế như FQM, năng hỗ trợ QLVH, độc lập với tính toán - Xây dựng phần mềm hiện đại Farm-Connect... QLVH nên khó đáp ứng được yêu cầu hóa QLVH lồng ghép QLVH với GS&ĐK tức thời, xử lý nhanh.. SCADA 3 Phần lớn các MH chỉ chú trọng đến vấn MH HĐH cần hỗ trợ và thực hiện đề quản lý nước và GS&ĐK, chỉ có cả 3 nhiệm vụ: SIMIS, UNSTEADY có chức năng quản quản lý nước, quản lý công trình, lý công trình và quản lý kinh tế. quản lý kinh tế. 4 Xu hướng QLVH, GS&ĐK Nhiều mô hình hiện đại hóa QLVH vẫn Nghiên cứu phát triển công nghệ qua mạng Internet và vệ tinh còn sử dụng các công nghệ truyền thông SCADA trên nền Internet và (SWAT, CWMIS, Farm- tốc độ chậm, kém tin cậy như EAO, UMTS 3G/4G với lập trình mạng, Connect,…) TC/TM, IMSOP, IMS... giao thức truyền thông IP... 5 Vốn đầu tư lớn, trang thiết bị thường phải Nghiên cứu công nghệ khả thi nhập ngoại đắt tiền và phải sử dụng dịch nhất về truyền thông tích hợp IP, vụ trọn gói,… RTU 6 Tính toán ETc và QLVH từ số liệu khí Cần phải nghiên cứu ứng dụng tượng, thủy văn trung bình nhiều năm hay các phương pháp thích nghi dự với 1 tần suất nào đó nên kế hoạch sai báo KTTV với độ tin cậy cao khác thực tế... hơn. 7 Đòi hỏi trình độ kiến thức, kỹ năng công Xây dựng mô hình - phần mềm nghệ thông tin, tự động hóa cao và thạo tiếng Việt đơn giản, hỗ trợ theo tiếng Anh... tình huống... 3.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Trước năm 1990, ở nước ta hầu như chưa có công trình khoa học nào đi sâu nghiên cứu về các mô hình quản lý vận hành HTT theo hướng tiếp cận hiện đại hoá. 296
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5 Đến những năm cuối của thế kỷ 20 mới có 3 nhiệm vụ chính trong công tác QLKT một số mô hình QLVH theo hướng hiện đại (quản lý nước, quản lý công trình và quản lý hoá được ứng dụng vào thực tế như mô hình kinh tế). Cấu trúc tổng quát của mô hình hiện QLĐH Đan Hoài, Thạch Nham, Bắc Hưng đại hóa quản lý vận hành HTT có thể được Hải, Sông Chu... và mô hình IMSOP được áp minh họa như trên hình sau đây: dụng ở HTT La Khê. Thực chất có thể coi đó là các mô hình lập kế hoạch vận hành và hỗ trợ GS&ĐK bán tự động. Từ năm 2001 đến năm 2004, ba đề tài NCKH về hiện đại hóa QLVH thuộc Chương trình KHCN trọng điểm cấp Bộ đã đi sâu nghiên cứu xây dựng 3 mô hình công nghệ SCADA: SCADA/MAC, VKHTLMB SCADA, VKHTLMN SCADA. Từ năm 2008 đến năm 2012, Dự án VWRAP đã nghiên cứu xây dựng 4 mô hình Mô hình hiện đại hóa QLVH các HTT sẽ công nghệ SCADA khác là BCEOM1 bao gồm 6 hợp phần cơ bản: SCADA, BCEOM2 SCADA, HASKONING 1. Lập kế hoạch quản lý khai thác ”tối ưu” SCADA, BRLI SCADA. tài nguyên (Đất – Nước – Cây trồng). Nhìn chung, các mô hình HĐH đã được 2. Lập kế hoạch dùng nước. ứng dụng ở Việt Nam cũng có hầu hết ưu, 3. Lập kế hoạch vận hành hệ thống. nhược điểm và hạn chế tương tự như các mô 4. Giám sát và điều khiển tự động từ xa. hình hiện đại hóa QLVH trên thế giới (như ở 5. Quản lý công trình. bảng 1). Ở đây chỉ liệt kê một số hạn chế cơ 6. Đánh giá hiệu quả quản lý khai thác. bản nhất để khẳng định lại những hướng khắc 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ phục nêu trong bảng 1 là thực sự rất cần thiết: - Các mô hình (trừ SCADA/MAC) đều - Hầu hết các mô hình hiện đại hóa QLVH không xem xét giải quyết bài toán quản lý hiện nay đều có hạn chế là chỉ hỗ trợ, thực khai thác “tối ưu“ đa mục tiêu nhằm nâng cao hiện một hoặc vài khâu nào đó trong công tác hiệu quả toàn diện của các HTT. quản lý khai thác HTT. - Hầu hết các mô hình công nghệ SCADA - Những định hướng nghiên cứu xây dựng hiện nay chỉ mới có chức năng hỗ trợ QLVH. mô hình hiện đại hóa QLVH đã được đề xuất - Các mô hình SCADA chỉ mới ở thế hệ trong bài báo này là để kế thừa những ưu thứ 2 và 3 không hỗ trợ GS&ĐK qua mạng điểm và khắc phục các hạn chế của các mô Internet trong khi đó nhiều quốc gia đã phát hình QLVH đang được ứng dụng hiện nay triển và ứng dụng SCADA thế hệ thứ 5. nhằm đáp ứng yêu cầu thực tế từng bước hiện - Vốn đầu tư lớn, trang thiết bị phải nhập đại hóa QLVH các HTT. ngoại đắt tiền,… 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 3.2. Định hướng nghiên cứu xây dựng mô [1] Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2006. hình hiện đại hóa quản lý vận hành HTT Nâng cấp, từng bước hiện đại hóa, đa dạng hóa Từ những hướng giải quyết đã đề xuất ở mục tiêu khai thác sử dụng các công trình thủy bảng 1 và với các kết quả phân tích, đánh giá lợi, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội. [2] Charles Burt, 2004. Irrigation Modernization, tổng hợp trên đây cho thấy: mô hình hiện đại The World Bank, Washington DC, USA. hóa QLVH cần được nghiên cứu phát triển [3] FAO, 1997. Modernization of irrigation theo hướng tiếp cận lý thuyết phân tích hệ schemes: Past experiences and future options, thống; hỗ trợ, thực hiện cả GS&ĐK thủ công, Water Reports 12, FAO, Rome bán tự động, tự động từ xa nhằm đáp ứng cả 297