Công trình thuỷ lợi ở Bắc kỳ thời Pháp thuộc

Ở các vùng có nhiều đồi mà lòng sông lại thấp so với mặt ruộng, không cho phép lấy nước trực tiếp và cũng không thể dùng máy bơm thì buộc phải xây đập ngăn nước lợi dụng thế đất dốc đưa nước bằng trọng lực vào ruộng. Một số công trình thuỷ lợi được xây dựng phù hợp với địa hình và nguồn nước kiểu này ở Bắc kỳ phải kể đến công trình đập trữ nước và hệ thống dẫn nước bằng trọng lực ở Kép (Bắc Giang), Vĩnh yên, Sông Cầu (Bắc Giang) và hệ thống nông giang ở Sơn Tây mà người Pháp đã xây dựng từ những năm đầu thế kỷ XX nhằm phục vụ cho sản xuất nông nghiệp.

Tưới nước bằng trọng lực

Hệ thống ở Kép (tỉnh Bắc Giang)

Mạng lưới kênh dẫn nước tưới cho đồng ruộng ở Kép thuộc tỉnh Bắc Giang là công trình đầu tiên được thực hiện ở Bắc kỳ, khởi công năm 1902 và kết thúc năm 1908.

Hệ thống này cung cấp nước cho 7.700 ha thuộc tỉnh Bắc Giang lấy từ nước sông Thương lên qua một đập tràn ở Cầu Sơn, dài 70m, cao 8m xây bằng gạch, rồi qua một kênh dẫn nước vào chân ruộng. Con kênh này khá độc đáo, dài 7 km qua các triền đồi thấp, cách nhau bằng những thung lũng nhỏ có dê ngăn nước lũ sông Thương. Ở hạ lưu trước khi vào vành đai khu vực được tưới, nước sông mùa lũ lên cao tự chảy vào các đường mương dẫn ruộng rồi từ đó chảy ra sông Thương. Hệ thống này có 2 công trình lấy nước, một ở đầu kênh, có vách xây cao để ngăn không cho nước tràn vào quá nhiều khi nước lũ lên cao và một công trình nữa bên dưới chỗ đầu kênh chia nước về các mương.

Hệ thống phân phối gồm một kênh chính có tổng chiều dài là 33km không kể 46km đường mương lớn với khoảng 300 km đường mương nhỏ. Các công trình này được khởi công từ năm 1902, hoàn thành năm 1908 nhưng việc xây các con mương nhỏ kéo dài đến năm 1913 mới xong, đến năm sau 1914 mới được sử dụng đưa nước về chân ruộng.

Ngay từ đầu, người ta đã ước tính các diện tích đất biến thành ruộng lúa thì tiền lãi thu về sẽ là 66 đồng/ ha một năm tức ¾ tổng chi phí xây dựng toàn bộ hệ thống. Nhận xét này sẽ khuyến khích việc tiếp tục làm các công trình đưa nước vào ruộng đối với các vùng đất tương tự và đã đưa đến quyết định việc xây dựng hệ thống Vĩnh Yên.

Hệ thống ở Vĩnh Yên

Dự án công trình kênh mương tưới ở Vĩnh Yên được thông qua ngày 26 – 12 – 1913. Khởi công năm 1914, kết thúc năm 1922 và khánh thành tháng 2 – 1923.

Hệ thống này bảo đảm tưới nước được cho 17.000 ha bằng cách sử dụng nước của chi lưu sông Lô tức là sông Phó Đáy. Trên sông, người ta xây dựng một đập nước Liên Sơn dài 100 m. Công trình này có dạng giống như đập Cầu Sơn ở Kép, người ta đã làm ở trên một chiếc cầu - đường bằng xi măng cốt sắt nối hai bên bờ đập từ 15 năm nay. Sau lần xói lở ở móng đập vào năm 1943 – 1944, người ta đã gia cố bằng cách tạo thêm một mặt hình cong để đảm bảo cho nước tràn qua được dễ dàng.

Hệ thống kênh chính được xây bên tả ngạn sông Phó Đáy đi qua 5 cửa với tổng chiều dài 50 km, đưa nước vào 12 kênh phụ trải dài trên 109 km, còn bên hữu ngạn có trên 500 km mương nữa cung cấp nước cho 1.000 h. Con kênh chính có khoảng “thông” để truyền trọng tải 3 – 5 tấn có thể về tới Việt Trif để ngược sông Lô.

Công trình hệ thống nông giang Vĩnh Yên bắt đầu xây dựng năm 1914 kết thúc vào năm 1922.

Theo yêu cầu của nhân dân Phúc Yên đã nối dài hệ thống kênh mương bên kia sông Cà Lồ trên cánh đồng Yên Lãng. Tại đây kể từ năm 1938 nước đã được đưa vào đồng ruộng trên một diện tích phụ rộng khoảng 3.300 ha.

Hệ thống ở sông Cầu (tỉnh Bắc Giang)

Dự án kênh dẫn nước tưới Sông Cầu được phê duyệt ngày 27 – 12 – 1921. Công trình được khởi công cuối năm 1922. Mạng lưới nông giang sông Cầu lúc đầu có dự kiến phát triển đến 200 km, với 7 nhánh lớn và 12 nhánh rẽ nhỏ. Một nhánh phụ đã đào năm 1944 bên tả ngạn. Tổng chiều dài các mương dẫn nước lên tới 800 km. Các nhánh lớn được khởi công năm 1929 khi đã xong kênh chính và đến 1935 mới xong hệ thống kênh mương bên bờ hữu ngạn.

Đây cũng là một hệ thống dẫn nước bằng trọng lực được xây dựng lớn nhất ở Bắc kỳ, cung cấp cho 28.000 ha ruộng thuộc 2 tỉnh Thái Nguyên và Bắc Giang.

Nước sông Cầu sẽ đưa lên cao theo mức nước mong muốn ở đập tràn Thác Huống. Công trình này dài 100 m giống như công trình Liên Sơn có một cầu - bằng đường bê tông cốt thép cho phép nối liền 2 trung tâm Thái Nguyên và Phủ Lạng Thương bằng cách sử dụng con đường kéo thuyền dọc theo bờ kênh chính. Chúng tôi xin nhắc lại con kênh chính này dài 52km đã được quy hoạch để thuyền tải trọng lớn có thể đi lại giữa sông Thương và sông Cầu. Đập có một khoảng thông để thuyền vẫn đi lại trên sông như trước. Trên 17km đầu của kênh chỉ dùng cho thuyền bè đi lại. Công trình lấy nước gồm 10 cửa rộng 1,30m. Trên thượng lưu có một cống cao dẫn, có những cánh cửa chồng lên nhau để ngăn nước sông Cầu vào mùa lũ. Mặt cắt của đập Thác Huống đã được chỉnh lại giống như đập Liên Sơn để chống xói lở ở móng đập do tác động của nước lũ.

Ngoài các đập và các âu thuyền kể trên, trong nhiều công trình thuỷ lợi được xây dựng trên mạng lưới cần phải kể đến máng nước chỉnh trị Văn Gia, nó có nhiệm vụ tạo một dòng suối lớn chảy vào kênh chính. Máng chỉnh trị được cấu tạo 5 máng nước có dạng hình trụ bằng bê tông cốt thép đặt kề nhau và có đường kính là 2,3 m. Đáy của kênh chính nằm cách lưng vòm khoảng 6 m được tạo bằng một lớp đất đặc biệt nhào trộn cẩn thận. Đặc biệt, có 6 thanh xà bê tông, mỗi thanh dài 25m làm cầu vắt ngang. Có để một khoảng trống dành cho tàu thuyền qua lại được.

Tưới nước bằng hệ thống bơm

Hệ thống bơm nước ở Sơn Tây

Trong bài viết này, chúng tôi không viết về các phương pháp lấy nước thủ công, hay bơm nước sông có công suất nhỏ mà người dân nơi đây đã áp dụng đáng được khuyến khích, mà chỉ nói kỹ về hệ thống dẫn nước bằng hệ thống bơm có công suất lớn được xây dựng ở Sơn Tây, cách Hà Nội khoảng 30 km về thượng lưu do chính quyền và ngành kỹ nghệ Pháp đảm nhiệm.

Hệ thống bơm nước Sơn Tây được xây dựng trong dự kiến đủ đảm bảo tưới nước cho trên 10.000 ha ruộng cấy lúa chiêm vào tháng 5 và đặc biệt cho cả lúa mùa vào những năm hạn hán. Về nguyên tắc, trong những điều kiện đó việc bơm nước theo tính toán chỉ có thể tiến hành từ tháng 12 đến thang 4 là lúc nhu cầu về nước tưới ruộng bị hạn chế. Vì vậy, hệ số tưới phải đạt là 0,60 lít/ 1 giây/ 1 ha là một con số nhỏ hơn mức 1 lít/ 1 giây/ 1 ha so với các hệ thống thuỷ lợi khác.

Xuất phát từ dữ liệu đó, lưu lượng nước phải đưa về được ấn định mỗi giây phải lấy được 8m3 nước nhờ lắp 3 máy bơm ly tâm trục thẳng đứng kiểu Limax chạy bằng động cơ điện do đường dây cao thế 3.000 V của Công ty Điện lực Đông Dương (1).

Trạm bơm được đặt sát bờ sông Hồng, gần làng Phù Xa, phía sau đê chính ngăn nước lũ sông Hồng. Người ta làm thêm một đê quai bầu nối với đê chính nhờ đó có thể bảo vệ trạm bơm trong mùa lũ lụt.

Nước được lấy ngay ở chân bờ sông từ một giếng sâu 12 m kết cấu đáy kéo dài đến tận bên trong của tầng hầm dưới trạm bơm. Đường dẫn nước từ giếng vào có thể ngăn lại bằng hệ thống van kim loại, công việc thao tác van có thể tiến hành trên mặt bằng trạm bơm, ngang với mặt đê. Để tránh việc kéo theo các chất thải rắn lẫn trong nước, cửa lấy nước có lắp các lưới sắt mỗi mắt lưới rộng 4cm.

Đường dẫn nước, dài 50 m, từ giếng vào tầng hầm trước khi đưa lên máy bơm phải đi qua mỗi bể hình chữ nhật dài 4m rộng 2,20m. Kết cấu đáy ở dưới nền nhà đặt máy là 9,5m và dưới 5,5m chỗ đặt bơm, hoàn toàn bằng bê tông cốt thép. Một đầu nối với một bể chứa bằng nhiều cửa có lắp van khoá mở.

Toà nhà để máy bơm có gian liền kề nhau có bộ sườn kim loại lợp ngói, ngoài ra còn có 2 tầng ngầm chồng lên nhau được ngăn kín bằng bê tông. Tầng trên đặt động cơ, hai tầng âm dưới đất làm bể chứa nối liền với kênh đưa nước từ sông vào qua các vòi hút của các máy bơm. Các máy bơm đặt ở tầng trên, sàn nhà là trần của bể chứa. Buồng đặt động cơ là tầng trên của hầm ngầm.

Hệ thống đường ống đi từ các máy bơm đến kênh dẫn nước đặt cách máy bơm một quãng và từ đây đưa nước vào kênh chính. Nền đất xây trạm bơm là loại đất yếu do pha cát phù sa sông Hồng nên phải có cách xử lý móng bằng khí nén khi xây dựng công trình kể cả việc xây kênh đưa nước từ ngoài sông vào bể chứa lẫn các gian hầm ngầm. Người ta làm các hòm nén khí (két xon) bằng bê tông cốt sắt. Công việc khó khăn và phức tạp, đòi hỏi nhiều nỗ lực, nhất là khi đưa két xon chính dài 22,6m, rộng 12,5m xuống đất, đúng vào lúc mùa lũ đang lên cao (tháng 7 đến tháng 8 – 1929, lúc này mực nước sông Hồng đo được tại Hà Nội là 11,42m).

Để xây dựng trạm bơm này (thường gọi là trạm bơm Phù Xa), người ta phải sử dụng 1.900m khối bê tông cốt thép, trong đó có 330.000 kg thép, không kể bị nước cuốn trôi một khối lượng tương đối lớn. Công trình bắt đầu làm từ năm 1927 đến tháng 3 – 1931 mới hoàn thành.

Các cánh đồng được trạm bơm Phù Xa và hệ thống kênh mơng cung cấp nước không lớn lắm, giới hạn về phía tây là sông Tích (còn gọi là sông Con), về phía bắc và đông là sông Hồng và sông Đáy. Hệ thống kênh mương gồm kênh chính đi vào giữa vùng dài 26km, có 6 kênh nhánh dài 37 km và cuối cùng có 28km đường mương đưa nước về các chân ruộng. Toàn bộ các hệ thống kênh, mương này được khởi công tháng 5 – 1929 đến đầu năm 1932 mới xong (2).

Công việc mở rộng hệ thống kênh mương đến 1939 mới hoàn thành, thêm 670 ha được tưới.

Chú thích:

1/ Thoạt đầu là dùng 3 động cơ diesel, mỗi động cơ 350 mã lực, sau đó, trạm bơm Phù Xa được vận hành bằng điện, nên 3 động cơ nói trên cùng với 1 động cơ 250 mã lực được đưa đi nơi khác. Thay vào đó là các động cơ chạy bằng điện và công suất dôi ra còn dùng vào việc thắp sáng cho thị xã Sơn Tây.

2/ Trong sáchi Travaux publics de l’Indochine củaA.A Pouyanne, 1926, tr 111, ghi: Trạm bơm Sơn Tây được xây dựng cùng với nhà máy điện để cấp điện cho Sơn Tây, tiến hành đấu thầu năm 1925. Công trình khởi công ngay năm 1926.

Tài liệu tham khảo:

1/ L’Indochine au travail dans la paix francaise, Julien Gauthier (Ingnénieur principal des Travaux publics de l’indochine), Paris, éd, EYROLLES, 1949.

2/ Travaux publics de l’indochine, A.A Pouyanne, Paris, 1926.