Nguyễn Xuân Thịnh, Uông Huy Hiệp
- Đặt vấn đề
Theo nghiên cứu của Ngân hàng thế giới và một số tổ chức khác, mặc dù Việt Nam nằm trong số những nước có hệ thống thuỷ lợi được đầu tư lớn nhưng hiệu quả sử dụng nước khá thấp, chỉ đạt khoảng 50-60% công suất thiết kế (WB, 2013) và Việt Nam cũng có chi phí thủy lợi cao nhất ở Đông Nam Á (HCMUAF, 2013).
Nông nghiệp là ngành sử dụng nước lớn nhất, chiếm 81% tổng lượng nước của Việt Nam nhưng chỉ tạo ra 17% GDP và tạo việc làm cho 42% lực lượng lao động (WB, 2019). Vì vậy, hiệu quả sử dụng nước trong nông nghiệp sẽ quyết định nguồn cung cấp nước cho các mục tiêu sử dụng khác trong nền kinh tế.
Mặt khác, việc thay đổi tư duy, cách tiếp cận từ “sản xuất nông nghiệp” sang “kinh tế nông nghiệp” chắc chắn sẽ kéo theo sự thay đổi về cơ cấu cây trồng và phương thức sản xuất để đảm bảo nhu cầu của thị trường về số lượng và chất lượng nông sản. Trong khi đó, cơ cấu lao động ở Việt Nam trong những năm gần đây đang có sự chuyển dịch mạnh mẽ từ nông nghiệp sang các lĩnh vực công nghiệp và các ngành dịch vụ cũng như làn sóng di cư từ nông thôn ra các thành phố lớn khiến lực lượng lao động ngày càng suy giảm. Do vậy, nhu cầu về việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ tiến bộ vào việc quản lý nước trong sản xuất nông nghiệp vừa nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nước, giảm thiểu nhân công đồng thời cũng là để phục vụ chuyển đổi hiệu quả phương thức sản xuất nông nghiệp theo chủ trương, định hướng của nhà nước.
Với những lý do nêu trên, Trung tâm PIM-Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam và Viện tưới tiêu Nhật Bản (JIID) đã hợp tác thực hiện chương trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tiên tiến của Nhật Bản để phát triển nông nghiệp và nông thôn tại Việt Nam.
- Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu này là xây dựng mô hình ứng dụng công nghệ tiên tiến của Nhật Bản vào việc hoàn thiện hệ thống tưới tiêu nhằm hướng tới tự động hóa công tác quản lý, điều tiết nước tại mặt ruộng góp phần từng bước hiện đại hoá các khâu trong sản xuất nông nghiệp, thúc đẩy phát triển nông nghiệp, nông thôn ở Việt Nam.
- Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Địa điểm nghiên cứu: một phần diện tích tưới của kênh N6-8, hệ thống thủy lợi Bắc Nghệ An, thuộc địa phận xã Bắc Thành, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An.
- Thời gian thực hiện từ năm 2022 đến năm 2023.
- Nội dung và các hoạt động
- Xây dựng mô hình áp dụng công nghệ điều tiết nước mặt ruộng có thể điều khiển từ xa hoặc tự động.
- Lựa chọn, khảo sát địa điểm xây dựng mô hình: 01 khu ruộng khép kín, có kênh tưới, tiêu độc lập, diện tích 2,5ha;
- Lắp đặt các thiết bị phục vụ điều tiết nước: 02 cống tưới, 01 cống tiêu đóng mở tự động và các cảm biến (sensor) mực nước, nhiệt độ kèm theo; 01 bộ thu phát tín hiệu.
- Vận hành: các cống điều tiết sẽ được vận hành theo 3 cách:
- Điều khiển từ xa thông qua chương trình điều khiển được lập trên nền Web;
- Đóng mở tự động dựa trên thông tin thu thập từ các cảm biến hoặc lịch được lập trước;
- Vận hành thủ công trong trường hợp gặp sự cố hoặc mong muốn của người quản lý.
- Theo dõi, đánh giá hiệu quả.
- Tổ chức hội thảo để phổ biến thông tin về nghiên cứu.
- Kết quả
a) Lắp đặt các thiết bị tại khu mô hình thí điểm:
– Tự động đóng/mở cống theo lịch lập trước: người quản lý cũng có thể lập lịch đóng, mở cống dựa trên 3 yêu cầu: (1) mực nước cần duy trì trên ruộng; (2) nhiệt độ nước trên ruộng và (3) thời điểm, thời gian mở/đóng cống. Căn cứ vào 3 yêu cầu này và tín hiệu nhận được từ Sensor, các cống sẽ tự động mở/đóng để đáp ứng yêu cầu.
– Vận hành thủ công: bên cạnh việc đóng, mở cống từ xa hoặc theo lịch lập trước thì cũng có thể vận hành thủ công trong trường hợp gặp sự cố về thu, phát tín hiệu, hết pin,… hoặc một lý do nào đó mà không thể điều khiển thiết bị từ xa hay nhu cầu khác với kế hoạch lập trước.
c) Đánh giá động: Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục theo dõi, đánh giá hoạt động, hiệu quả và sự phù hợp của các công nghệ Nhật Bản với thực tiễn sản xuất tại khu vực mô hình (dự kiến thử nghiệm trong 1 vụ sản xuất). Trên cơ sở kết quả đánh giá, nhóm nghiên cứu sẽ đề xuất giải pháp và phạm vi áp dụng công nghệ này vào thực tế đồng ruộng tại Việt Nam.