Địa hình miền núi phía Bắc bị phân cắt rất mạnh bởi các dãy núi cao sườn dốc, xen giữa là các thung lũng hẹp dẫn tới khu tưới nhỏ, phân bố không tập trung nên công trình Thuỷ lợi nhỏ, chủ yếu là dạng đập dâng + kênh tưới chiếm 70%-80% tổng số lượng các công trình Thuỷ lợi . Với đặc điểm địa hình phân cắt mạnh, các loại hình thiên tai như sạt lở đất, lũ bùn đá xảy ra với tần suất lớn cộng với công trình đập dâng không có khả năng điều tiết dòng chảy nên trong mùa lũ dòng bùn cát đổ về công trình làm bồi lấp toàn bộ khu vực thượng lưu và cửa lấy nước (Hình 1), dẫn đến hệ thống lấy nước của công trình hầu như bị tê liệt chỉ sau 01 mùa mưa. Đây là hư hỏng chính làm giảm hiệu suất cấp nước cũng như tuổi thọ của công trình

Hình 1. Bồi lấp thượng lưu và cửa thu nước đập dânga. Đập dâng Bản Báng (Tủa Chùa, Điện Biên, 2019); b. Bồi lấp hoàn toàn đầu mối đập Bản Ten, chỉ còn tường cánh 2 bên (Mường Ảng, Điện Biên, 2019)

Kết quả điều tra khảo sát cho thấy vật liệu bồi lấp phổ biến tại các sông suối miền núi phía Bắc phần lớn là cuội sỏi lẫn cát, đây là loại vật liệu có hệ số thấm lớn, mức độ lưu thông nước tốt tuy nhiên do điều kiện độ dốc lòng suối lớn nên chiều dày tầng bồi tích này thường rất mỏng, phổ biến từ 2,0 đến 3,0m. Với các đặc trưng địa chất thủy văn của khu vực lòng suối như trên để khắc phục vấn đề lấp tắc của hệ thống lấy nước hiện tại đề tài đã nghiên cứu giải pháp giếng thu nước mặt để thay thế cho hệ thống lấy nước kiểu truyền thống. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm cho thấy giếng thu nước mặt (sau đây gọi là GTNM) là giải pháp có tính thực tiễn cao.

Hình 2. Sơ đồ công nghệ giải pháp GTNM

Vị trí xây dựng công trình thử nghiệm

Vị trí xây dựng mô hình thử nghiệm thuộc xã Mường Lạn, đây là xã thuộc vùng khan hiếm nước của huyện Mường Ẳng, tỉnh Điện Biên. Toàn xã có 1132 hộ với 4132 nhân khẩu phân bố trên địa bàn 14 thôn, nhưng có đến 10 thôn thuộc diện đặc biệt khó khăn (theo Quyết định 582/QĐ-TTg năm 2017). Trên địa bàn xã có gần 20ha trồng lúa chưa có hệ thống đầu mối cấp nước riêng mà phải chia sẻ nguồn cùng với các diện tích đã được cấp trước đó. Tuy nhiên do lượng mưa không đều và giảm về mùa khô, cùng với sự xuống cấp của các đập dâng cũ nên lượng nước cấp cho các diện tích này bị thiếu hụt. Người dân phải làm các phai đập tạm để lấy nước bổ sung song lượng nước cấp không đủ, nhiều chân ruộng chỉ canh tác cầm chừng vào mùa khô (Hình 3).

Hình 3. Các phai đập tạm trên suối Bản Lạn, xã Mường Lạn, Mường Ảng, Điện Biên

Hình 4. Mặt cắt địa chất thủy văn đầu mối cấp nước Mường Lạn. Các lớp đất: 1- Đất đắp, sét pha lẫn sỏi sạn; 2- Cuội sỏi lẫn cát, sét, hữu cơ; 3- Sét pha vừa đến pha nhẹ lẫn sỏi sạn; 4- Cuội sỏi lẫn cát, sạn, sét, tảng, K=5,1×10^-3cm/s (tầng chứa nước qh); 5- Sét pha có lẫn dăm mảnh K=1,4×10^-5cm/s.

Thiết kế và thi công công trình thử nghiệm

Giải pháp giếng lấy nước trong tầng qh và thu nước mặt từ trên thấm xuống phù hợp với đặc điểm địa hình và cấu trúc địa chất thủy văn tại đây. Giải pháp này có thể thu cả nước mặt lẫn nước ngầm nên có thể đảm bảo cấp nước cả trong mùa kiệt, khi mực nước suối xuống thấp.

Vị trí xây dựng đầu mối cách cầu trên đường liên thôn khoảng 30m về hạ lưu, đảm bảo các yêu cầu:

• Luôn có dòng mặt chảy qua quanh năm, lưu lượng mùa kiệt đủ lớn (khoảng 120l/s) để cung cấp cho hệ thống thu nước;
• Lòng suối khá thẳng, lòng suối ổn định, đáy hơi dốc (độ dốc 1,5%), không quan sát thấy có hiện tượng bồi lắng bề mặt của trầm tích hạt mịn nên hạn chế hiện tượng bồi lắng khu vực giếng thu;
•  Độ chênh cao giữa địa hình đầu mối (giếng thu nước) và đáy kênh lớn (> 3m) nên dùng ống dẫn nước tự chảy về kênh rất thuận lợi.

Công trình thử nghiệm gồm hai hạng mục chính là đầu mối (giếng thu nước) và ống dẫn nước (Hình 5). Đầu mối công trình nằm cách đầu kênh tưới nội đồng 274m (dọc theo lòng suối) gồm các hạng mục: Giếng thu nước mặt, Lớp lọc đệm và Tuyến ống dẫn nước (Hình 6)

Hình 5. Sơ đồ tổng thể mô hình cấp nước tưới tại Mường Lạn

Hình 6. Sơ đồ giếng thu nước và ống dẫn nước về kênh nội đồng

Công tác thi công mô hình GTNM được thực hiện theo trình tự sau:

Một số hình ảnh thi công giải pháp:

Hình 7. Thi công lắp đặt giếng thu nước, lớp lọc đệm

Hình 8. Thi công tuyến đường ống dẫn nước

Quan trắc, đánh giá công trình thử nghiệm

Hệ thống quan trắc được lắp trong giếng thu gồm một thước đo với dây đo mực nước suối ở tim suối thượng và hạ lưu. Công tác quan trắc được thực hiện ngay sau khi hoàn thành công trình, kết quả quan trắc các thông số mực nước trong giếng thu và mực nước suối trong thời gian từ 24/01/2021 đến 30/03/2021 được thể hiện trong biểu đồ Hình 9

Hình 9. Biểu đồ mực nước suối và mực nước trong bể thu

Kết quả đo lưu lượng trong kênh dẫn cho thấy, ứng với mực nước trong giếng ở độ cao 1,2m thì lưu lượng chảy trong kênh là 31,4l/s. Biểu đồ hình 13 cho thấy mực nước trong giếng và mực nước suối dao động đồng đều, mức độ tổn thất cột nước vào giếng gần như không đổi, như vậy lưu lượng của giếng thu là ổn định. Với mực nước giếng luôn duy trì ở độ cao trên 1,2m (so với ống dẫn nước) thì lưu lượng đạt trên 31l/s đảm bảo tưới cho 20ha lúa  trong mùa khô. Mặc dù còn cần nhiều thời gian để khẳng định tính bền vững của công trình song kết quả thực nghiệm bước đầu cho thấy khả năng ứng dụng thực tiễn của giải pháp GTNM

LỜI CẢM ƠN

Bài báo dựa trên các số liệu thiết kế thi công mô hình thử nghiệm cấp nước sản xuất của Đề tài “Nghiên cứu đề xuất mô hình tích hợp các giải pháp thu gom, lưu giữ và khai thác các nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho các vùng khan hiếm nước tỉnh Điện Biên” mã số ĐTĐLCN.37/19 do Bộ Khoa học và Công nghệ quản lý, đơn vị chủ trì thực hiện là Viện Thủy công.

Người viết tin: Nguyễn Huy Vượng