KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ GIỮA THỰC VẬT LỚN VÀ QUÁ TRÌNH NHIỄM MẶN KÊNH MƯƠNG THỦY LỢI HUYỆN THẠCH HÀ, TỈNH HÀ TĨNH

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG
------------------

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
“ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ GIỮA THỰC VẬT LỚN VÀ
QUÁ TRÌNH NHIỄM MẶN KÊNH MƯƠNG THỦY LỢI
HUYỆN THẠCH HÀ, TỈNH HÀ TĨNH”

Người thực hiện

: TRẦN THÙY DƯƠNG

Lớp

: MTC

Khóa

: 57

Chuyên ngành

: Môi trường

Giáo viên hướng dẫn

: ThS. NGUYỄN THỊ THU HÀ

HÀ NỘI - 2016

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG


------------------

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
“ĐÁNH GIÁ MỐI QUAN HỆ GIỮA THỰC VẬT LỚN VÀ
QUÁ TRÌNH NHIỄM MẶN KÊNH MƯƠNG THỦY LỢI
HUYỆN THẠCH HÀ, TỈNH HÀ TĨNH”

Người thực hiện

: TRẦN THÙY DƯƠNG

Lớp

: MTC

Khóa

: 57

Chuyên ngành

: Môi trường

Giáo viên hướng dẫn

: ThS. NGUYỄN THỊ THU HÀ

Địa điểm thực tập

: Bộ môn Công nghệ Môi trường

HÀ NỘI - 2016

22
2


LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệp
ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ
của các thầy cô giáo, gia đình và bạn bè. Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ
những lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới qúy thầy/cô giáo và các cán
bộ công chức khoa Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Xin chân
thành cảm ơn các thầy cô giáo giảng dạy và công tác tại Bộ môn Công nghệ
Môi trường đã chỉ dẫn, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập,
nghiên cứu và trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích về chuyên ngành cũng
như kiến thức về xã hội. Tôi xin được đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành và
sâu sắc nhất tới ThS. Nguyễn Thị Thu Hà công tác tại bộ môn Công nghệ Môi
trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam là người đã luôn tận tình chỉ bảo,
truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức, kỹ năng làm việc, giúp đỡ tôi trong học
tập, nghiên cứu và theo sát tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới anh Trần Minh Hoàng, bạn Đinh Phương
Thảo, bạn Mai Đức Trung, em Trần Thị Diệu Huyền và các bạn làm việc trên

phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong lấy mẫu, định loại thực
vật và phân tích môi trường nước. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới
bố mẹ, cùng toàn thể bạn bè những người luôn bên tôi trong suốt thời gian
học tập và rèn luyện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Hà Nội, ngày 05 tháng 05năm 2016
Người thực hiện

3


Trần Thùy Dương
MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT

BTNMT

Bộ Tài nguyên Môi trường

CK

Cùng kỳ

ĐBSCL

Đồng bằng Sông Cửu Long

EC

Độ dẫn điện

NXB

Nhà xuất bản

N-NH4+

Hàm lượng amoni tính theo Nitơ

N-NO3-

Hàm lượng nitrat tính theo Nitơ

P-PO53-

Hàm lượng photphat tính theo Photpho

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TBNN

Trung bình nhiều năm

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

TDS

Tổng chất rắn lơ lửng

TVL

Thực vật lớn

4


DANH MỤC BẢNG

5


DANH MỤC HÌNH

6


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, quá trình nhiễm mặn ở nước ta đang diễn ra sâuhơn và rộng
hơn tại các khu vực ven biển. Các đối tượng bị ảnh hưởng trực tiếp bởi quá
trình nhiễm mặn là sông ngòi, kênh mương, ao, đầm tại các khu vực cửa sông,
ven biển. Nguyên nhân của nhiễm mặn vùng ven biển có thể do nước dâng
(thủy triều, bão, vỡ đê) hoặc ảnh hưởng của hạn hán trong đất liền (mặn dâng)
hoặc nhiễm mặn do suy giảm mực nước ngầm.Xâm nhập mặn từ nước biển
dâng sẽ làm suy giảm chất lượng nước ở các sông (đặc biệt là đoạn cửa sông),
hồ, ao. Xâm nhập mặn mạnh mẽ có thể gây hại cho hệ sinh thái thủy vực

trong vùng nước ngọt và nước lợ, tác động tiêu cực đến các loài nhạy cảm.
Để quản lý bảo vệ nguồn nước một cách bền vững tại những vùng có
nguy cơ xâm nhập mặn, việc theo dõi, đánh giá chất lượng nước phải được
tiến hành thường xuyên để cảnh báo sớm và đưa ra các giải pháp kịp thời. Tuy
nhiên, diễn biến thời tiết dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu vô cùng phức
tạp, điều này ảnh hưởng không nhỏ đến tính chính xác của kết quả quan trắc
môi trường tại các khu vực ven biển.
Trong môi trường sống mỗi đối tượng sinh vật đều có yêu cầu nhất định
về điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng ôxi về
khả năng chống chịu ở một lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi
trường sống và do đó sự hiện diện của chúng biểu thị một tình trạng về điều
kiện sinh thái của môi trường sống. Đối với mục đích đánh giá chất lượng
nước, hiện nay có khá nhiều loài sinh vật đã được phát hiện và sử dụng thành
công ở nhiều vùng trên thế giới. Động vật đáy là một trong những loài chỉ thị
được sử dụng khá phổ biến từ những năm 1989(Southerland vàStribling,
1995) để đánh giá nhanh chất lượng nước do chúng có nhiều ưu điểm như ít
di chuyển, là kết quả tổng hợp của sự biến động môi trường tức thời, dễ nhận
77


thấy và phân bố rộng trong điều kiện dinh dưỡng khác nhau. Tảo cũng là
nhóm được nghiên cứu khá nhiều (chỉ số tỉ lệ các nhóm tảo, tảo lục, tảo độc,
tảo lam hay vi khuẩn lam và tảo cát đều là những chỉ số được ưu thích trong
quan trắc sinh học môi trường nước) tuy nhiên kích thước của chúng nhỏ bé
nên gây nhiều khó khăn trong việc lấy mẫu cũng như phân tích mẫu.
Bên cạnh đó, sử dụng thực vật lớn làm chỉ thị có thể quan sát bằng mắt
thường ngay tại hiện trường hoặc việc tiến hành phân loại thành phần loài,
đánh giá mật độ hay mật độ sinh khối đều có thể tiến hành một cách đơn giản,
chúng sử dụng dinh dưỡng hòa tan để sinh trưởng và phát triển, do đó mật độ
của chúng phụ thuộc vào dinh dưỡng.Trên thế giới đã tiến hành nhiều nghiên

cứu chứng minh vai trò của thực vật lớn trong môi trường nước cũng như
tiềm năng của chúng trong vấn đề chỉ thị.
Chính vì những lí do trên, tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá mối quan hệ
giữa thực vật lớn và quá trình nhiễm mặn kênh mương thủy lợi huyện
Thạch Hà, Hà Tĩnh”
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Xác định mối quan hệ giữa thực vật lớn và mức độ nhiễm mặn kênh
mương.

88


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc điểm sinh thái học của thực vật lớn trong hệ sinh thái
1.1.1. Khái niệm thực vật lớn trong hệ sinh thái
Tất cả sự sống trên trái đất phụ thuộc trực tiếp hoặc gián tiếp vào sinh
vật sản xuất, chúng đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng của
hệ sinh thái thủy sinh. Sinh vật sản xuất ảnh hưởng đến trạng thái hóa học của
nước, tạo ra oxy cần thiết cho các sinh vật thủy sinh, cung cấp thức ăn cho
động vật tiêu thụ bậc 1, cung cấp thể nền và nơi sống cho rất nhiều loài động
vật và thực vật khác (sinh vật sống bám). Thực vật lớn là những sinh vật đủ
lớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường bao gồm Bryophytes (rêu),
Pterophytes (dương xỉ), Equisetophytes (mộc tặc), và Magnoliophytes (thực
vật có hoa), ngoài ra còn có tảo lớn (macroalgae) như Charophyceae (ví dụ
Chara và Nitella) và Ulvophyceae (ví dụ Enteromorpha). Thực vật có hoa là
nhóm rõ ràng nhất của thực vật lớn thủy sinh, chúng bao gồm cả lớp một lá
mầm (monocotyledons – Liliopsida) và hai lá mầm (dicotyledons –
Magnoliopsida) sống trong nước ngọt.
Thực vật lớn thủy sinh thường được phân loại theo kiểu sống của chúng
gồm 4 dạng chính (theo Arber, 1920 được dẫn lại bởi K. Martens, 2006;

Lorraine Maltby và những người khác, 2010):
-

Trôi nổi (free floating – nhóm A)không bắt rễ, toàn bộ sinh khối trên mặt
nước (ví dụ, Lemna minor, Hydrocharis morsus-ranae) hoặc trong cột nước

-

(ví dụ, Ceratophyllum demersum, Utricularia vulgaris).
Ngập nước (submerged – nhóm B)bắt nguồn từ thể nền với hầu hết các mô
thực vật ở dưới mặt nước (ví dụ, Myriophyllum spictatum, Elodea

-

canadensis).
Bắt rễ và lá nổi (floating leaved – nhóm C)bắt nguồn từ các thể nền, hầu hết lá
và hoa ở bề mặt nước (ví dụ Nymphaea alba, Potamogeton natans).
99


-

Bán ngập nước (emergent – nhóm D)sinh trưởng từ các thể nền, hầu hết lá và
hoa ở trên mặt nước (ví dụ Glyceria maxima, Typha latifolia, Phragmites
australis).

Lemna minor

Myriophyllum spictatum

Nymphaea alba

Glyceria maxima

Hình 1.1. Một số loài thủy thực vật lớn phân chia theo kiểu sinh trưởng
Bảng 1.1. Danh mục các loài thực vật lớn thủy sinh trên
lưu vực sông Portuguese

10
10


Tỷ lệ các vị trí
Stt

Tên khoa học

Tần suất xuất hiện

Che phủ
trên 50%

Che phủ
trên 25%

1

Paspalum paspalodes

69.6

15.5

40.6

2

Arundo donax

26.4

6.7

11.9

3

Oenanthe crocata

58.9

3.5

13.2

4

Ranunculus peltatus

22.9

3

7.5

5

Apium nodiflorum

53.4

2.5

14.9

6

Azolla filiculoides

5.7

2

2.7

7

Panicum repens

9.2

1.5

7

8

Phragmites australis

12.5

1.5

4.7

9

Lotus uliginosus

11

1.2

2.5

10

Mentha suaveolens

71.8

0.7

6.2

11

Myriophyllum aquaticum

5.5

0.7

3.7

12

Myriophyllum spicatum

11

0.7

1.5

13

Callitriche stagnalis

14

0.5

1.7

14

Cyperus eragrostis

33.7

0.5

4.2

15

Eichhornia crassipes

2.2

0.5

1.5

16

Baldellia ranunculoides

10

0.2

1.7

17

Carex pendula

12.2

0.2

3.5

18

Ceratophyllum demersum

11.2

0.2

3.2

19

Xanthium strumarium

17.2

0.2

2

20

Alisma lanceolatum

21.4

0

2.2

21

Aster squamatus

13.7

0

0

22

Bidens frondosa

30.4

0

1.2

23

Glyceria fluitans

6

0

1.2

24

Lemna gibba

9.7

0

1.5

25

Potamogeton pectinatus

1.7

0

0.5

26

Scrophularia auriculata

23.4

0

1.5

Nguồn: I. Bernez, F. Aguiar, C. Violle và T. Ferreira, 2006
Có nhiều loài thực vật trên thế giới ưa sống trong điều kiện thủy sinh
hoặc có thể sống được trong điều kiện ngập nước. Công trình nghiên cứu của
I. Bernez và cộng sự (2006) về thực vật lớn tại sông Portuguese đã đưa ra
11


được danh mục 26 loài thực vật xuất hiện thuộc về các nhóm A, B và C.
Ngoài các nhóm ngập nước hoàn toàn, trôi nổi hoặc một phần cơ thể nổi trên
mặt nước, còn rất nhiều nhóm thực vật sống ở vùng bán ngập nước, đặc biệt
các loài thuộc họ Hòa thảo.
Chúng xuất hiện ở nhiều vị trí trên lưu vực sông, hầu hết các loài thực
vật tìm thấy đều xuất hiện với tỷ lệ che phủ trên 25% mặt nước tại rất nhiều
điểm trên lưu vực sông, khoảng 73% số loài xuất hiện với tỷ lệ che phủ trên
50%, trong đó có một số loài ưu thế cao như Paspalumpaspalodes có tần suất

xuất hiện là 69,9 với tỷ lệ che phủ trên 50% là 15,5; Arundodonax có tần suất
xuất hiện là 26,7 với tỷ lệ che phủ trên 50% là 6,7; Oenanthecrocata có tần
suất xuất hiện là 58,9 với tỷ lệ che phủ trên 50% là 3,5% các vị trí nghiên cứu.
1.1.2. Phân bố và nhu cầu sinh thái của thực vật lớn
Một cách tự nhiên, đặc tính dinh dưỡng và yếu tố thủy văn là những
đặc điểm cơ bản quyết định đặc tính số lượng thủy sinh vật. Từ đó, đặc trưng
phân bố số lượng sinh vật các thủy vực phụ thuộc từng loại hình thủy vực,
từng cảnh quan, vùng địa lý tự nhiên và mùa khí hậu. Mặt khác các yếu tố
nhân tác cũng là nguyên nhân ảnh hưởng đến đặc tính phân bố số lượng thông
qua các hoạt động trên vùng lưu vực và mục tiêu sử dụng thủy vực. Ngoài ra,
trong đặc trưng phân bố số lượng cũng cần lưu ý đến tỷ lệ cấu trúc thành phần
sinh lượng giữa các nhóm sinh vật. Đặc tính này là một trong những chỉ thị
chất lượng môi trường thủy vực.
Để tiếp cận đánh giá nhu cầu sinh thái của thực vật, người ta đã tiến
hành đánh giá đặc tính hóa học của thực vật. Chúng có đặc điểm như sau: hầu
hết các loài đều xuất hiện ở ngưỡng pH từ 5- 6,5; về độ ẩm và nồng độ OM
chia thành 2 nhóm khác nhau: nhóm JB, LD, LU và MA ưa khô (độ ẩm từ 1535%) và không sống được ở môi trường nước chứa OM, nhóm LN và IL ưa
ẩm (độ ẩm từ 60-90%) và chịu được môi trường nước chứa OM với nồng độ

12
12


5-15g/kg đối với IL và 20-40g/kg đối với LN; hầu hết các loài thực vật chịu
được nồng độ khoáng rất thấp, riêng IL có khả năng thích nghi cao hơn so với
các loài khác trong môi trường có tỷ lệ khoáng cao hơn (Fe và Ca khoảng 0 –
9g/kg) (hình 2.2).

Hình 1.2.Đặc điểm hóa sinh của một số loài thực vật lớn thủy sinh
Nguồn: Marcin Szankowski và Stanisław Kłosowski, 2006

Ghi chú: JB – Ranunculo-Juncetum bulbosi; LD – Lobelietum dortmannae;
LU – Littorella uniflora; MA – Myriophyllum alterniflorum, LN –
Luronietum natantis; IL – Isoetetum lacustris
Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến phân bố của thực vật gồm có: loại
thủy vực, ánh sáng, thời tiết… Dưới đây là một số đặc điểm cơ bản:
a. Ảnh hưởng của loại thủy vực đến thực vật lớn
Trong các thủy vực nước ngọt nội địa, có thể phân biệt hai loại thủy
vực: Thủy vực nước đứng (ao, hồ, ruộng, đầm); thủy vực nước chảy (suối,
13
13


sông, kênh mương). Mật độ số lượng thực vật nổi thường thấp ởcác thủy vực
nước chảy, cao ở các thủy vực nước đứng. Trong các thủy vực nước đứng,
thủy vực nông, kích thước nhỏ thường có mật độ thực vật lớn cao hơn các
thủy vực sâu kích thước lớn. Thủy vực vùng đồng bằng có mật độ thực vật
nổi cao hơn vùng núi, các thủy vực tiếp nhận nước thải (ở mức độ vừa phải
chưa đến mức ô nhiễm hữu cơ), có mật độ thực vật lớn cao hơn các thủy vực
không có nước thải. Các thủy vực bị ô nhiễm hữu cơ như các kênh mương
hoặc ao tiếp nhận trực tiếp nước thải, số lượng hầu hết các nhóm thủy sinh vật
đều rất thấp hoặc không phát triển.
b. Ảnh hưởng của ánh sáng
Ánh sáng mặt trời là một trong những yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến sự
phân bố số lượng sinh vật nổi theo chiều thẳng đứng. Với thực vật lớn, ánh
sáng mặt trời cần thiết cho sự quang hợp. Vì vậy, vùng chiếu sáng ở tầng mặt
thường là vùng có mật độ sinh khối thực vật lớn nhất. Tuy nhiên sự phân bố
số lượng thực vật lớn theo chiều thẳng đứng có thể khác chút ít theo mùa.
Mùa mưa, độ đục lớn, sự phân tầng thực vật nổi theo chiều thẳng đứng giảm
nhanh đột ngột ngay ở tầng dưới 5m, trong khi vào mùa khô, độ trong lớn, sự
giảm số lượng sinh vật nổi diễn ra từ từ ở các tầng nước sâu hơn. Ngoài ra, ở

các thủy vực có độ sâu lớn, sự phân tầng hoặc sự tuần hoàn giữa các khối
nước liên quan đến lượng dinh dưỡng, nhiệt độ vàkhí cũng là nguyên nhân
gây biến động phân bố số lượng thực vật nổi theo chiều thẳng đứng.
c. Ảnh hưởng của các yếu tố khác
Các yếu tố cơ bản tác động đến phân bố số lượng theo mùa khí hậu của
thủy thực vật trong các thủy vực chủ yếu là nhiệt độ và chế độ thủy văn. Chế
độ thủy văn, mà chủ yếu là do sự phân bố lượng mưa không đồng đều trong
năm có thể là yếu tố cơ bản nhất dẫn đến đặc tính biến động số lượng thủy
thực vật theo mùa rõ rệt nhất. Tình trạng phát triển số lượng thủy thực vật

14
14


theo mùa diễn ra rất rõ rệt ở các thủy vực dạng sông, hồ chứa và kênh mương.
Tại các hồ chứa, kênh mương ở phía Bắc, sự phát triển thủy sinh vật thường
đạt cực đại vào vụ đông (tháng 11,12) sau thời kì nước lũ. Sau mùa lũ, dường
như các thủy vực được bổ sung thêm lượng muối dinh dưỡng trong mùa lũ, là
điều kiện thuận lợi để phát triển cực đại thực vật nổi.
Trong thủy vực, sự phân bố số lượng theo mặt rộng chủ yếu phụ thuộc
vào những yếu tố như hình thái thủy vực, chế độ thủy học và đặc tính dinh
dưỡng. Ngoài ra, các đặc điểm hình thái khác như eo ngách hồ chứa thường
có mật độ sinh khối thực vật cao. Gió cũng là yếu tố tác động đến phân bố số
lượng thực vật nổi.
1.2. Hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước kênh mương thủy lợi
1.2.1.Khái niệm độ mặn và các chỉ tiêu đánh giá quá trình nhiễm mặn
Độ mặn hay độ muối được ký hiệu S‰ là tổng lượng (tính theo gram)
các chất hòa tan chứa trong 1 kg nước. Trong hải dương học, người ta sử dụng
độ muối để đặc trưng cho độ khoáng của nước biển, nó được hiểu như tổng
lượng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn hoà tan có trong 1 kg

nước biển. Vì tổng nồng độ các ion chính (11 ion,bao gồm:
Na+,Ca2+,Mg2+,Fe3+,NH4+,Cl-,SO42-,HCO3-,CO32-,NO2-,NO3-) chiếm tới 99,99%
tổng lượng các chất khoáng hoà tan nên có thể coi độ muối nước biển chính
bằng giá trị này. Điều đó cũng có nghĩa là đối với nước biển khơi, độ muối có
thể được tính toán thông qua nồng độ của một ion chính bất kỳ.
Trên cơ sở các nghị quyết của Hội nghị quốc tế về Hải dương học họp
tại Stốckhôm (Thuỵ Điển) năm 1889 và 1901, M. Knudsen và cộng sự đã
thực hiện một khối lượng lớn các công việc nhằm xác định chính xác mối
quan hệ định lượng giữa độ muối với độ Clo nước biển. Các tác giả cũng đã
xây dựng định nghĩa về các đại lượng này như sau:
- Độ muối nước biển là trọng lượng cặn khô tính bằng gam (cân trong chân
15
15


không) của một kilogam nước biển, với điều kiện tất cả các halogen trong đó
được thay thế bằng lượng Clo tương đương, những muối cácbonat được thay
o
bằng ôxit và các chất hữu cơ bị phân huỷ hết ở480 C.
- Độ Clo nước biển là tổng trọng lượng (tính bằng gam sau khi đã quy đổi
tương đương sang lượng Clo) của các halogen có trong 1kg nước biển. (Năm
1940, Jacobxen và Knudsen khi dựa vào độ Clo của nước biển tiêu chuẩn
Copenhagen đã đưa ra một định nghĩa khác: Độ Clo, về trị số tương đương
vớisố gam Bạc tinh khiết cần thiết để làm kết tủa hết các halogen có trong
0,3285234 kg nướcbiển).
- Đối với nước đại dương và các biển trao đổi tốt với đại dương, mối quan hệ
giữa độ muối (tính bằng g/kg, ký hiệu S‰) như sau:
S‰= 1,805 Cl‰+0,030

(1)

Ngoài công thức nêu trên, những năm sau này một số tác giả còn xây
dựng những công thức về mối quan hệ giữa tổng nồng độ các ion (tính bằng
g/kg, ký hiệu I‰), độ muối và độ Clo của nước biển, ví dụ:
Lymen và Fleming (1940): I‰= 0,069 + 1,8112

(2)

Thực tế nghiên cứu hoá học biển chứng tỏ rằng giá trị ∑I‰gần với
độ muối thực của nước biển hơn là giá trị S‰, song sự sai khác của chúng
không đáng kể, chỉ vào khoảng ±0,004‰khi độ muối nước biển nằm trong
khoảng 30-40‰.Như vậy, việc xác định độ muối nước biển được quy về
xác định độ Clo.
Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặn bằng 4‰
xâm nhập vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệt
nguồn nước ngọt.Căn cứ vào độ muối, năm 1934, Zernop đã phân chia giới
hạn các loại nước tự nhiên thành các nhóm khác nhau. Sau này, thang phân
chia độ mặn được bổ sung và chi tiết hóa theo A.F.Karpevits như sau:

16
16


Bảng 1.2. Phân chia giới hạn các loại nước tự nhiên
Độ mặn (‰)
Theo Zernop
Theo Karpevits
0.02 – 0.5
0.01 – 0.5
0.01 – 0.2

0.2 – 0.5
0.5 – 16
0.5 – 30
0.5 – 4
4 – 18
18 – 30
16 – 47
>30
30 – 40
>47
40 – 300

Loại nước
Nước ngọt
Nước ngọt nhạt
Nước ngọt lợ
Nước lợ
Nước lợ nhạt
Nước lợ vừa
Nước lợ mặn
Nước mặn
Nước biển
Nước quá mặn

Ghi chú
Các sông hồ,
hồ chứa
Các hồ, biển nội địa,
cửa sông
Đại dương, biển,

vịnh vũng, cửa sông

Một thông số tương tự trong đánh giá quá trình mặn hóa là TDS thể
hiện tổng chất rắn hòa tan trong môi trường nước cũng có thể là căn cứ để
phân chia nước theo mức độ mặn khác nhau:
Bảng 1.3. Phân loại nước theo TDS
Loại nước

TDS (g/l)

Nước nhạt

<1

Nước lợ

1–3

Nước hơi mặn

3 – 10

Nước mặn

10 – 50

Nước muối

50 – 100

Nước muối đậm đặc

>1000

Cl- và SO42- là hai thông số đánh giá độ mặn và nguồn gốc độ mặn.
Mặn Clo do ảnh hưởng xâm thực từ biển, mỏ muối tự nhiên, các quá trình sử
dụng muối Clo, công nghiệp hóa chất. Mặn Sunphat do ảnh hưởng của quá
trình phèn hóa, tích lũy và phân hủy các hợp chất hữu cơ.

Bảng 1.4. Phân loại nước theo tỷ lệ Cl-: SO42Tỷ lệ Cl-: SO42-

Loại nước

>4

Mặn Clo

1÷4

Mặn Clo – Sunphat

17
17


0.5 ÷ 1

Mặn Sunphat – Clo

<0.5

Mặn Sunphat

1.2.2. Hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước mặt tại Việt Nam
Việt Nam có nguồn nước mặt phong phú với hệ thống sông, suối dày
đặc cùng với các hồ, ao, kênh rạch phân bố rộng khắp các khu vực trên cả
nước. Đây là nguồn cung cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất... đồng thời
cũng là nơi tiếp nhận chất thải từ các hoạt động này. Chất lượng nước mặt
của Việt Nam đang có chiều hướng ngày càng bị suy thoái, ô nhiễm, cạn
kiệt bởi nhiều nguyên nhân. Trong đó, biến đổi khí hậu cũng khiến nguồn
nước mặt các con sông bị giảm đi, gây nên hiện tượng nhiễm mặn đang là
mối đe doa an ninh nguồn nước và có nguy cơ sẽ kéo theo nhiều hệ luỵ khó
lường. Chất lượng các nguồn nước mặt đang suy giảm rõ rệt. Suy thoái đấy
là do tác động của con người, nhưng ngoài ra còn do biến đổi khí hậu. Biến
đổi khí hậu làm nước biển dâng cao, nó đưa nước mặn xâm nhập sâu vào
trong lòng sông làm cho lượng nước ngọt giảm đi và nước lợ, nước mặn
tăng lên. Đó là suy thoái, có 2 mặt, thứ nhất là do nhiệt độ tăng lên, làm
bốc hơi tăng lên, dòng chảy giảm xuống, giả dụ mưa không thay đổi, thì
hiệu số giữa mưa và bốc hơi là dòng chảy giảm xuống, tài nguyên nước
mặt giảm đi. Thứ hai là khi nhiệt độ tăng lên thì nhu cầu nước cho cây
trồng vật nuôi đều tăng lên, kể cả sinh hoạt của con người yêu cầu cũng
tăng lên. Và nhu cầu càng tăng thì làm cho tài nguyên nước mặt giảm
xuống. Thứ nhất là nhiệt độ tăng lên, thứ hai là biến đổi khí hậu làm nước
biển dâng cao, nó đưa nước mặn xâm nhập sâu vào trong lòng sông làm
cho lượng nước ngọt giảm đi và nước lợ, nước mặn tăng lên.
Theo đánh giá, vấn đề xâm nhập mặn hiện nay đang nổi cộm ở Đồng
bằng sông Cửu Long. Sự thay đổi ranh giới mặn tại nhiều khu vực cho thấy
xu thế xâm nhập mặn gia tăng, mặc dù không đồng đều theo các đoạn bờ khác
18
18

nhau. Đồng bằng sông Cửu Long chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ thủy triều
tại biển Đông và vịnh Thái Lan. Ảnh hưởng của thuỷ triều mạnh nhất vào
những tháng dòng chảy nhỏ. Vào giai đoạn mùa khô, hiện tượng xâm nhập
mặn (thông qua giá trị của độ mặn và hàm lượng Cl -) lấn sâu vào nội địa trong
những năm gần đây, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước, thay đổi
hệ động thực vật thủy sinh mẫn cảm với độ mặn.
Từ cuối năm 2014, El Nino đã ảnh hưởng đến nước ta, làm cho nền
nhiệt độ tăng cao, thiếu mưa… Đây là nguyên nhân gây ra tình trạng hạn hán,
xâm nhập mặn, gây thiệt hại nặng nế và tiếp tục đe dọa nghiêm trọng đến sản
xuất, dân sinh. Các khu vực bị ảnh hưởng nặng là Nam Trung Bộ, Tây
Nguyên, Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Theo dự báo, El Nino
tiếp tục ảnh hưởng và kéo dài đến giữa năm 2016, trở thành El Nino kéo dài
nhất được ghi nhận ở nước ta. Trong thời gian còn lại của mùa khô, ở Đồng
bằng sông Cửu Long, nền nhiệt độ cao hơn trung bình nhiều năm (TBNN) từ
0,5-1,5 độ C, cao nhất đạt 33-37 độ C, mùa mưa sẽ đến muộn, lượng mưa
thiếu hụt so với TBNN từ 30-60%; dòng chảy hệ thống sông thiếu hụt so với
TBNN từ 30-35%. Do mùa mưa năm 2015 đến muộn và kết thúc sớm, dòng
chảy thượng nguồn sông Mekong bị thiếu hụt, mực nước thấp nhất trong vòng
90 năm qua nên xâm nhập mặn xuất hiện sớm hơn so với cùng kỳ trung bình
nhiều năm gần 2 tháng, chưa từng xuất hiện trong lịch sử quan trắc xâm nhập
mặn, trong đó các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất là khu vực sông Vàm
Cỏ, các cửa sông thuộc sông Tiền, các cửa sông thuộc sông Hậu, ven biển Tây
(trên sông Cái Lớn)…

Mùa khô năm 2015 – 2016 là năm có xâm nhập mặn sớm, sâu trên hệ
thống sông, kênh vùng ven biển ĐBSCL; cụ thể so sánh mặn xâm nhập từ

19

19


đầu mùa khô đến ngày 25/4/2016 với cùng kỳ (CK) năm 2014-2015 như
dưới đây:
- Khu vực sông Vàm Cỏ: Độ mặn lớn nhất so với CK năm 2015 cao hơn từ
2,6- 3,5g/l. Chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất với nồng độ 4g/l từ đầu mùa
khô đến ngày 25/4/2016 khoảng 100-120km, so với CK năm 2015 sâu hơn
từ10-30km.
- Khu vực các cửa sông thuộc sông Tiền: Độ mặn lớn nhất so với cùng kỳ
năm 2015 hầu hết cao hơn từ 0,2-10,4g/l. Chiều sâu xâm nhập mặn lớn
nhất với nồng độ 4g/l từ đầu mùa khô đến nay khoảng 50-73km, so với CK
năm 2015 sâu hơn 3 – 21km (tùy cửasông).
- Khu vực các cửa sông thuộc sông Hậu: Độ mặn lớn nhất so với cùng kỳ
năm 2015 cao hơn từ 3,8-6,4g/l. Chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất với
nồng độ 4g/l từ đầu mùa khô đến nay khoảng 55 – 60km, so với CK năm
2015 sâu hơn 15 –20km.
- Khu vực ven biển Tây, trên sông Cái Lớn: Độ mặn lớn nhất so với cùng kỳ
năm 2015 cao hơn từ 2,2-7,4g/l. Chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất với
nồng độ 4g/l từ đầu mùa khô đến nay khoảng 68km, so với CK năm 2015
sâu hơn 8 –10km.
Hiện nay và dự báo trong thời gian tới, thời tiết nắng nóng nên nhu
cầu sử dụng nước ngọt tưới cho sản xuất nông nghiệp lớn; đồng thời lượng
bốc hơi cao, nước ngọt hao phí tự nhiên lớn. Do các yếu tố trên, kết hợp
với những ngày triều cường, gió chướng mạnh nên xâm nhập mặn ĐBSCL
đã, đang và sẽ diễn ra nhiều bất lợi cho sản xuất và nguồn nước phục vụ
cho sinhhoạt.

20
20

GHI CHÚ
: Phạm vi sông thường xuyên có độ mặn >4g/l

: Phạm vi sông có độ mặn >4g/l, nhưng có thể xuất hiện nước ngọt (độ mặn < 4g/l ) có thể lấy nước từ sông khi triều thấp

: Vùng ảnh hưởng mặn 4g/l lớn nhất từ đầu mùa khô đến ngày 25 tháng 4 năm 2016

Hình 1.3. Bản đồ hiện trạng mặn xâm nhập lớn nhất vùng ĐBSCL tính từ
đầu mùa khô năm 2015-2016 đến ngày 25/4/2016
Nguồn: Viện khoa học thủy lợi Miền Nam, 2016
1.2.3. Hiện trạng nhiễm mặn nguồn nước mặt tại huyện Thạch Hà
Thạch Hà là một huyện duyên hải, nằm về 2 phía của thành phố Hà
Tĩnh; có tọa độ địa lý từ 18 010’03’’ đến 18 029’ vĩ độ bắc và 105 038’ đến
106002’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp huyện Can Lộc và huyện Lộc Hà, phía
Tây giáp huyện Hương Khê phía Nam giáp huyện Cẩm Xuyên, phía Đông

21
21


Nam giáp Biển Đông. Huyện có 31 đơn vị hành chính trực thuộc gồm 01 thị
trấn và 30 xã.
Huyện Thạch Hà nằm về phía Đông của dãy Trường Sơn có địa hình hẹp và
dốc, thấp dần từ Tây sang Đông. Địa hình bị chia cắt bởi các dãy núi, sông như
sông Rào Cái, sông Nghèn (Đò Điệm), sông Cày nên được chia thành 3 vùng:
vùng đồi núi, vùng đồng bằng và vùng ven biển
Thạch Hà nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, tuy nhiên do vị trí
nằm ở vùng Bắc Trung Bộ nên khí hậu có 2 mùa: Mùa hè từ tháng 4 đến tháng 10;

nhất là khi gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh nên mùa này khí hậu nóng, khô hạn
kéo dài, nhiệt độ có thể lên tới 40oC, Mùa đông từ tháng 11 năm trước đến tháng 3
năm sau, chủ yếu có gió mùa Đông Bắc kèm theo không khí lạnh và mưa phùn,
nhiệt độ có thể xuống dưới 7oC.
Chế độ thuỷ văn của huyện chủ yếu chịu ảnh hưởng chính của các sông,
biển trên địa bàn. Các sông chính như sông Nghèn (Đò Điệm), sông Rào Cái,
sông Già, sông Cày với tổng diện tích lưu vực gần 800 km 2. Các sông này
hàng năm đổ ra biển (qua Cửa Sót) từ 36 - 40 triệu m 3 nước; do chảy trên địa
hình tương đối bằng phẳng và gần cửa biển nên khi có lũ lụt thì thời gian ngập
ngắn, nước có thể rút hết trong vòng 3 - 4 ngày. Vùng biển Thạch Hà có chế
độ nhật triều không đều, hàng tháng có khoảng 10 - 15 ngày có hai lần nước
cường và 2 lần nước ròng trong ngày. Cường độ triều dâng nhanh và thời gian
ngắn (mực nước triều tại cửa Sót dao động từ 1,8 -2,5 m). Chiều cao sóng
biển từ 0,25 đến 0,75 m, chiếm 33,52%; chiều cao sóng từ 0,75 đến 1,25 m,
chiếm 12,78%; còn lại là sóng lặng.
Là một huyện sản xuất mang nặng tính thuần nông thì việc ưu tiên phát
triển hệ thống thủy lợi là điều cần thiết, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề
năng suất ruộng đất và năng suất cây trồng. Những năm qua huyện đã chú ý
phát triển đồng bộ hệ thống kênh mương, hồ đập, đê điều, trạm bơm,... để

22
22


đảm bảo chế độ tưới tiêu tốt hơn. Nhìn chung hệ thống thủy lợi huyện Thạch
Hà đã đáp ứng được nhu cầu sản xuất và phục vụ tưới cho hầu hết diện tích
gieo trồng của huyện. Nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp chủ yếu là
từ hồ Kẻ Gỗ, Bộc Nguyên và trên 10 đập lớn, nhỏ (đập Cầu Trắng, đập Xá,
đập Vịnh, đập Khe Chiện, hệ thống sông Già...) tưới ổn định trên 7.000 ha đất
sản xuất nông nghiệp. Chỉ tính riêng năm 1999, toàn huyện đã nạo vét 212 km

kênh mương, nâng cấp 10 hồ đập, tu sửa hệ thống đê ngăn lũ, ngăn mặn, xây
dựng 12 km kênh mương kiên cố, làm mới 3 tràn lũ kè đá lát mái đê 1,25 km,
xây 279 cống các loại và 7 trạm bơm điện, bơm dầu. Đến nay trên địa bàn
huyện hiện đã có 18 hồ đập chứa nước, 76 trạm bơm lớn nhỏ, hơn 1750 km
kênh mương và 1350 cống điều tiết nước các loại.
Hiện nay, các tác động chính của BĐKH tại Việt Nam và Hà Tĩnh là:
nhiệt độ tăng cao; lượng mưa thay đổi; lốc xoáy, hạn hán và lũ lụt ngày càng
gia tăng; dòng chảy các con sông bị thay đổi và tình trạng nhiễm mặn nguồn
nước ngầm ven biển. Tùy theo kịch bản từng năm, năng suất của cây trồng sẽ
bị tụt giảm từ 5%- 25%; gia tăng dịch bệnh gây hại; gây mất ổn định và bền
vững của rừng; nguy cơ mất an toàn hồ chứa tăng cao… Tại Hà Tĩnh, hiện
nay tình trạng xâm mặn ngày càng lan rộng, gây xói lở bờ biển với cường độ
cao, trong khi cơ cấu nông nghiệp chưa có biện pháp thích ứng với biến đổi
khí hậu. Thạch Hà cũng là một huyện chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
gây nên hiện tượng nước mặn xâm nhập sâu vào các con sông. Thạch Hà có
các sông ngòi lớn là Sông Nghèn, sông Rào Cái đổ ra Cửa Sót nhưng có đặc
điểm chung là chiều dài ngắn, lưu vực nhỏ, tốc độ dòng chảy lớn, nhất là về
mùa mưa lũ. Sự phân bố dòng chảy đối với sông suối ở Thạch Hà theo mùa rõ
rệt, hầu hết các con sông đều chịu ảnh hưởng của mưa lũ ở thượng nguồn,
những vùng thấp trũng ở hạ lưu thường bị nhiễm mặn do chế độ thủy văn.
Sông Cửa Sót là hợp lưu của Sông Nghèn và sông Rào Cái với diện tích lưu
vực 1.349km2.
23
23


2.3. Một số công trình nghiên cứu liên quan
Hệ sinh thái của thực vật vĩ mô thủy sản và các quần xã của chúng là
đối tượng quan tâm của nhiều tác giả trên thế giới (Wiegleb 1978, Srivastava
et al 1995, Toivonen & Huttunen 1995, Khedr & El-Demerdash 1997). Thực

vật vĩ mô và các quần xã của chúng là thành phần quan trọng của khu vực ven
các ao hồ. Chúng tạo thành các mô hình không gian đặc trưng (Hutchinson
1975, Kłosowski 2006), thường tạo thành một ranh giới chuyển tiếp giữa
nguồn nước và quần xã reedswamp (sậy đầm lầy).Ngoài ra, chúng còn đóng
một vai trò quan trọng trong quá trình mọc lấn át các ao và làm thay đổi tính
chất nước và các thuộc tính bề mặt, ảnh hưởng đến hệ sinh thái toàn bộ ao.
Thực vật vĩ mô có tác dụng hóa học mạnh mẽ trên mặt nước. Loại bỏ
các chất dinh dưỡng từ nước cũng như bơm chất dinh dưỡng từ trầm tích vào
trong nước, sản xuất oxy và loại bỏ là quá trình quan trọng nhất liên quan
(Lee & McNaughton 2004). Chúng có phần lớn các chức năng của sông, hồ
và có vai trò quan trọng về phục hồi chức năng của dòng chảy (Dahl &
Wiegleb 1984).
Cả thực vật vĩ mô và quần xã của chúng có thể là chỉ thị tốt cho những
biến đổi trong ao và các vùng nước khác do con người gây ra quá trình axit
hóa (Arts 2002) và hiện tượng phú dưỡng (Arts 2002, Nurminen 2003). Phát
hiện của họ chỉ ra rằng cả thực vật vĩ mô và quần xã của chúng (tại các khu
vực khác nhau) không chỉ là ảnh hưởng do con người gây ra mà còn là sự
khác nhau về điều kiện môi trường sống trong hệ sinh thái nước (Vastergaard
và Sand-Jensen 2000, Heegaard et al. 2001, Murphy 2002). Mối quan hệ giữa
thảm thực vật và môi trường chủ yếu là ở quy mô địa lý lớn hoặc trung bình
(Pott 1983, Ellenberg 1988, Grasmuck et al. 1995, Khedr & El-Demerdash
1997, Mäkelä et al. 2004, Meilinger et al. 2005, Lacoul & Freedman 2006,

24
24


Kłosowski năm 2006, Penning et al. 2008). Có một số nghiên cứu ở Trung Âu
mà trong đó đã nghiên cứu mối quan hệ của các yếu tố môi trường và quần xã
Macrophyte(Tóth & Braun 1995, Somodi & Botta-Dukát 2004, Navrátilová

& Navrátil 2005).
Các nghiên cứu của Tóth & Braun (1995), Balázs A. LUKÁCS (2002),
Pietsch (1982) và Wiegleb (1978) đều chứng minh các thông khoáng là yếu tố
quan trọng ảnh hưởng tới những yêu cầu của các loài thực vật. Trapetum
natantis và Ceratophyllo-Nymphaeetumalbae thích hợp với nước có hàm
lượng thấp Ca2+, Mg2+ và Cl-,Potamogeton lucensthích hợp với nước có
Ca2+cao. Potametum lucentis thích hợp với nước có nồng độ Ca2+nghèo và
trung tính, không xuất hiện ở nước giàu Ca2+. Nasturtiumofficinalelà chỉ thị
tốt về nồng độ khoáng thấp. L.minorlà chỉ thị tốt về hàm lượng khoáng cao
(đặc biệt là độ dẫn và Cl-)
Sự chống chịu, định nghĩa là khả năng duy trì tăng trưởng và năng suất
trong điều kiện mặn, là một đặc điểm polygenic phức tạp mà có thể bị ảnh
hưởng bởi cơ chế sinh lý khác nhau (Munns et al, 1982;. Munns và Termaat,
1986; Cheeseman, 1988; Munns và Tester năm 2008; Horie et al, 2012;.. cho
một đánh giá toàn diện các gen liên quan đến khả năng chịu mặn ở lúa, thấy
Negrão et al, 2011) ở cấp độ tế bào, thực vật phản ứng với điều kiện nước
muối trong hai giai đoạn, cụ thể là một thẩm thấu (chụp ion độc lập) và một
giai đoạn căng thẳng ion, có thể xảy ra một cách chồng chéo với các cường độ
khác nhau trong quá trình căng thẳng mặn (Munns và Termaat, 1986; Munns,
2002; Munns và James, 2003; Munns và Tester, 2008; Horie et al., 2012).
Trong giai đoạn căng thẳng thẩm thấu, xảy ra ngay sau khi sự khởi đầu của độ
mặn, việc giảm khả năng thẩm thấu bên ngoài làm mất sự hấp thu nước và
cản trở việc mở rộng di động, trong đó, ở cấp toàn bộ nhà máy, dẫn đến tốc độ
tăng trưởng giảm (Matsuda và Riazi, 1981; Munns và Passioura, 1984;

25
25