...NGUYEN HUU TAI.pdf

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT XÂM
NHẬP MẶN VÙNG HẠ LƯU SÔNG VU GIA - THU BỒN
PHỤC VỤ CÔNG TÁC KHAI THÁC NGUỒN NƯỚC
THỜI KỲ MÙA KIỆT
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

NGUYỄN HỮU TÀI

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT XÂM
NHẬP MẶN VÙNG HẠ LƯU SÔNG VU GIA - THU BỒN
PHỤC VỤ CÔNG TÁC KHAI THÁC NGUỒN NƯỚC
THỜI KỲ MÙA KIỆT
NGUYỄN HỮU TÀI
CHUYÊN NGÀNH : THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 60440224

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. VŨ THỊ THU LAN
2. PGS.TS. NGUYỄN VIẾT LÀNH

HÀ NỘI, NĂM 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn 1: TS. Vũ Thị Thu Lan
Cán bộ hướng dẫn 2: PGS.TS. Nguyễn Viết Lành

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Văn Lai

Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Dương Văn Khánh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 27 tháng 9 năm 2017


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là: Nguyễn Hữu Tài
MSHV: 1598010014
Hiện đang là học viên lớp CH1T – Ngành Thủy văn – Khoa Khí tượng
Thủy văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Với đề tài: “Xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập mặn vùng hạ lưu
sông Vu Gia – Thu Bồn phục vụ công tác khai thác nguồn nước thời kỳ mùa
kiệt”
Tôi xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được thực

hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Thị Thu Lan và PGS.TS Nguyễn Viết
Lành. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa
được công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Các số liệu, tài liệu được
thu thập từ các nguồn khác nhau và có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo,
có trích dẫn và có ghi rõ nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách
nhiệm về nội dung nghiên cứu của mình.
Hà Nội, ngày 08 tháng 9 năm 2017
Học viên thực hiện

Nguyễn Hữu Tài


ii
LỜI CẢM ƠN
Trong cuộc sống không có sự thành công nào mà không gắn liền với những
sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của tổ chức, cá nhân,
người thân, bạn bè đồng nghiệp. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập, nghiên
cứu tại Trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý
Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý
Thầy Cô ở Khoa Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý
báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập. Đặc biệt, trong thời gian làm Luận
văn tốt nghiệp. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô thì
Luận văn này rất khó có thể hoàn thiện được.
Để hoàn thành Luận văn này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Thu
Lan, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; PGS. TS Nguyễn Viết Lành,
Trường Đại học Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình hướng dẫn trong
suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và làm Luận văn tốt nghiệp còn nhiều

thiếu sót, em rất mong các Thầy, Cô rộng lòng cảm thông. Đồng thời do năng lực
nghiên cứu cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên Luận văn không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các Thầy,
Cô để em hoàn thành tốt hơn Luận văn tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Nguyễn Hữu Tài


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC VIẾT TẮT ..........................................................................................v
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ vii
TÓM TẮT LUẬN VĂN .......................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT XÂM NHẬP MẶN ............................3
1.1. Khái niệm về xâm nhập mặn và giám sát xâm nhập mặn. ...................................3
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ...........................................................3
1.2.1. Ngoài nước ........................................................................................................3
1.2.2 Trong nước .......................................................................................................11
1.3 Điều kiện tự nhiên khu vực Vu Gia – Thu Bồn ..................................................16
1.3.1 Vị trí địa lý .......................................................................................................16
1.3.2. Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .......................................17
1.3.3. Đặc điểm mạng lưới sông, chế độ thủy văn, hải văn ......................................25
1.4. Hoạt động phát triển KT – XH lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ......................30
1.4.1. Tình hình kinh tế - xã hội ................................................................................30

1.4.2 Đánh giá hoạt động của hệ thống công trình khai thác nguồn nước ................31
1.4.3 Các giải pháp đã thực hiện trong công tác giám sát xâm nhập mặn ................32
1.5 Nhận xét chung về tình hình xâm nhập mặn và giám sát xâm nhập mặn hiện
trạng ...........................................................................................................................33
Chương 2. CƠ SỞ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................35
2.1. Cơ sở số liệu .......................................................................................................35
2.1.1 Số liệu khí tượng ..............................................................................................35
2.1.2 Số liệu thủy văn và hải văn ..............................................................................36


iv
2.1.3 Số liệu đo mặn ..................................................................................................37
2.2 Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................40
2.2.1. Các bước tiến hành nghiên cứu .......................................................................42
2.2.2. Giới thiệu mô hình một chiều MIKE11 ..........................................................42
2.2.3. Nhận xét mô hình một chiều MIKE11 ............................................................51
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN, THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH
TOÁN GIÁM SÁT XÂM NHẬP MẶN VÀO SÔNG ..........................................52
3.1. Hiện trạng xâm nhập mặn trên sông Vu Gia – Thu Bồn ...................................52
3.1.1. Diễn biến xâm nhập mặn.................................................................................52
3.1.2. Biến động xâm nhập mặn vào sông từ năm 2010 – 2016 ...............................55
3.2 Đánh giá xâm nhập mặn bằng mô hình MIKE 11 HD + AD .............................59
3.2.1 Thiết lập mô hình toán .....................................................................................59
3.2.2 Thiết lập hệ thống mô phỏng ...........................................................................60
3.2.3. Dự tính lan truyền mặn trong sông .................................................................71
3.3 Đề xuất, xác định các vị trí cụ thể đặt trạm đo mặn ............................................74
3.3.1. Căn cứ một số quy định: .................................................................................74
3.3.2 Xác định vị trí...................................................................................................74
3.3.3 Xây dựng hệ thống giám sát mặn .....................................................................77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................82

1. Kết luận .................................................................................................................82
2. Kiến nghị ...............................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................84


v
DANH MỤC VIẾT TẮT

TP
KT – XH
LVS
BĐKH
KHCN
ĐBSCL
KHKTTV&MT
NN&PTNT
Qmax
X0(mm)
Y0(mm)
Q0(m3/s)
M0(l/s.km2)
W0(109m3)
DL
VGTB
TNN
X
T
Z
U
V

H
Q
D
A
C
α
R

Thành phố
Kinh tế - Xã hội
Lưu vực sông
Biến đổi khí hậu
Khoa học công nghệ
Đồng bằng Sông Cửu Long
Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
Nông nghiệp và phát triển Nông thôn
Lưu lượng max
Chuẩn lượng mưa năm
Chuẩn lớp dòng chảy năm
Chuẩn lưu lượng dòng chảy năm
Chuẩn Mô đun dòng chảy năm
Chuẩn tổng lượng dòng chảy năm
Dữ liệu
Vu Gia Thu Bồn
Tài nguyên nước
Mưa
Nhiệt độ
Bốc hơi
Độ ẩm
Tốc độ gió

Mực nước
Lưu lượng
Độ đục
Diện tích mặt cắt (m2)
Hệ số Chezy
Hệ số động lượng,
Bán kính thuỷ lực (m).


vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Số giờ nắng trung bình các tháng tại một số trạm thuộc lưu vực ..............22
Bảng 1.2 Các đặc trưng nhiệt độ không khí tại một số trạm thuộc lưu vực (oC) ......22
Bảng 1.3 Tốc độ gió (m/s) tại một số trạm trên lưu vực ............................................23
Bảng 1.4 Lượng bốc hơi đo bằng ống Piche tại một số trạm trên lưu vực ...............23
Bảng 1.5 Lượng mưa (mm) trung bình nhiều năm tại một số vị trí trên lưu vực ......24
Bảng 1.6 Cơ cấu kinh tế của các tỉnh, thành phố thuộc lưu vực (%) ........................31
Bảng 2.1 Mạng lưới các trạm đo yếu tố khí tượng lưu vực Vu Gia - Thu Bồn ........35
Bảng 2.2 Thống kê các trạm thủy văn trong vùng ....................................................36
Bảng 2.3 Thống kê các trạm đo mặn trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn..............38
Bảng 2.4 Thống kê các điểm đo mặn trên sông Vu Gia – Thu Bồn .........................38
Bảng 3.1 Ranh giới độ mặn trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn (km) ................52
Bảng 3.2 Độ mặn trung bình tại các trạm quan trắc thời kỳ 2005 – 2016 ................54
Bảng 3.3 Thống kê độ mặn và số ngày mặn vượt 10/00 tại Nhà máy nước Cầu Đỏ
(sông Cẩm Lệ) ...........................................................................................................57
Bảng 3.4 Kết quả chỉ tiêu Nash tại vị trí kiểm tra .....................................................63
Bảng 3.5 Kết quả chỉ tiêu Nash tại vị trí kiểm tra .....................................................65
Bảng 3.6 Kết quả chỉ tiêu Nash tại vị trí kiểm tra .....................................................71
Bảng 3.7 Khoảng cách xâm nhập mặn theo kết quả chạy mô hình MIKE ...............73
Bảng 3.8 Đề xuất vị trí đặt trạm giám sát độ mặn ....................................................74

Bảng 3.9 Đề xuất địa điểm đặt trạm giám sát độ mặn ..............................................75


vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Vị trí địa lý lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.............................................17
Hình 1.2 Bản đồ độ cao hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn ......................................18
Hình 1.3. Bản đồ đất lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn .............................................19
Hình 1.4 Bản đồ thảm phủ thực vật hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn ....................21
Hình 1.5 Bản đồ hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn .................................................26
Hình 1.6 Mạng lưới sông vùng hạ du lưu vực Vu Gia – Thu Bồn ..........................26
Hình 1.7 Biên độ dao động mực nước tại trạm Sơn Trà ...........................................28
Hình 1.8 Bản đồ lưu vực sông Vu Gia ......................................................................29
Hình 1.9 Bản đồ lưu vực sông Thu Bồn ...................................................................30
Hình 1.10 Bản đồ Quản lý trạm bơm và bản đồ dân cư chập với bản đồ ngập lụt trên
LVS Vu Gia - Thu Bồn .............................................................................................32
Hình 2.1 Sơ đồ các điểm trạm quan trắc khí tượng, thủy văn lưu vực sông Vu Gia –
Thu Bồn .....................................................................................................................36
Hình 2.2 Các điểm đo mặn hiện có hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn .....................37
Hình 2.3: Sơ đồ sai phân 6 điểm Abbott ...................................................................44
Hình 2.4 Sơ đồ sai phân 6 điểm Abbott cho phương trình liên tục ..........................46
Hình 2.5 Sơ đồ sai phân 6 điểm cho phương trình động lượng ................................47
Hình 2.6 Sơ đồ sai phân ............................................................................................49
Hình 3.1 Bản đồ ranh giới xâm nhập mặn trên sông Vu Gia – Thu Bồn (thời kỳ
2000 – 2016) .............................................................................................................53
Hình 3.2 Diễn biến mặn vào sông (tháng 3/2017) ....................................................54
Hình 3.3 Sơ đồ mạng lưới sông Vu Gia – Thu Bồn..................................................60
Hình 3.4 Sơ đồ thủy lực hệ thống Vu Gia - Thu Bồn trong MIKE 11 ....................61
Hình 3.5 Một số mặt cắt điển hình trên sông ............................................................62
Hình 3.6 Mực nước tính toán và thực đo trạm Câu Lâu mùa kiệt năm 2015 ...........63

Hình 3.7 Mực nước tính toán và thực đo trạm Ái Nghĩa mùa kiệt năm 2015 ..........63
Hình 3.8 Mực nước tính toán và thực đo trạm Ái Nghĩa mùa kiệt năm 2016 ..........64


viii
Hình 3.9 Mực nước tính toán và thực đo trạm Câu Lâu mùa kiệt năm 2016 ...........65
Hình 3.10 Bảng thuộc tính tham số phân tán ............................................................66
Hình 3.11 Đường quá trình mặn trạm Cổ Mân năm 2015 ........................................67
Hình 3.12 Hệ số tương quan trạm mặn Cổ Mân năm 2015 ......................................67
Hình 3.13 Đường quá trình mặn trạm Hội An năm 2015 .........................................68
Hình 3.14 Hệ số tương quan mặn trạm Hội An năm 2015 .......................................68
Hình 3.15 Đường quá trình mặn trạm Cổ Mân năm 2016 ........................................69
Hình 3.16 Hệ số tương quan trạm mặn Cổ Mân năm 2016 ......................................69
Hình 3.17 Đường quá trình mặn trạm Hội An năm 2016 .........................................70
Hình 3.18 Hệ số tương quan mặn trạm Hội An năm 2016 .......................................70
Hình 3.19 Bản đồ xâm nhập mặn hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn năm2015 .......72
Hình 3.20 Diễn biến mặn dọc sông Vu Gia ..............................................................73
Hình 3.21 Diễn biến mặn dọc sông Thu Bồn ............................................................73
Hình 3.22 Đề xuấtcác điểm đo mặn được lắp đặt theo kết quả mô hình ..................76
Hình 3.23 Các Icon hiển thị trên Website .................................................................78
Hình 3.24 Website hiển thị thông báo nhanh trên sông Thu Bồn .............................79
Hình 3.25 Website hiển thị thông báo nhanh trên sông Vu Gia ...............................79
Hình 3.26 Website hiển thị các điểm đo trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn......80
Hình 3.27 Website hiển thị trạng thái và phân quyền người dùng ...........................80
Hình 3.28 Website hiển thị Báo cáo thống kê...........................................................81


ix
TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT XÂM NHẬP MẶN

VÙNG HẠ LƯU SÔNG VU GIA - THU BỒN PHỤC VỤ CÔNG TÁC KHAI
THÁC NGUỒN NƯỚC THỜI KỲ MÙA KIỆT
Nguyễn Hữu Tài – CH1T
Tóm tắt: Xâm nhập mặn là một trong những thách thức lớn, đặc biệt với vấn
đề khai thác nguồn nước tại các tỉnh miền Trung Việt Nam. Luận văn trình bày kết
quả nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE 11 đánh giá và xây dựng hệ thống giám sát
xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn phục vụ khai thác nguồn nước
thời kỳ mùa kiệt. Nghiên cứu sử dụng bộ số liệu mặn và số liệu khí tượng thủy văn
năm 2015, 2016 để tính toán mô phỏng xâm nhập mặn dọc sông từ biển vào. Kết
quả tính toán xâm nhập mặn trên hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn cho thấy, trong
mùa kiệt, mặn xâm nhập khá sâu vào trong sông nhất là sông Vu Gia. Năm 2015,
khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất vào trong sông ứng với độ mặn 1 ‰ tới gần 23
km và ứng với độ mặn 4‰ là trên 19 km. Năm 2016, khoảng cách xâm nhập mặn
lớn nhất đều đạt gần 23.2 km ứng với độ mặn 1‰ và gần 19.3 km ứng với độ mặn
4‰. Nghiên cứu đề xuất đặt thêm mạng lưới trạm và phần mềm Website giám sát
cảnh báo theo thời gian thực.
Từ khóa: Xâm nhập mặn, Vu Gia - Thu Bồn, Khai thác nguồn nước
Abstract: Saline intrusion is one of the most serious challenges especially in
the exploitation of water resources to the Middle Provinces of Vietnam. This thesis
presents the result of the research applying model MIKE 11 to evaluate and
establish a system of saline intrusion monitoring in the lower Vu Gia – Thu Bon
river for water exploitation in the dry season. The research used the saline and
hydro-meteorological data of 2015, 2016 to calculate and simulate saline intrusion
along the river from estuaries. The results show that salinity intrudes deeply into the
river, especially Vu Gia river in the dry season. In 2015, the maximum distances of
saline intrusion are 23 km and 19 km corresponding to salinity of 1 ‰ and 4‰. In
2016, those are approximately 23.2 km and 19.3 km, respectively. According to the
research results, a saline monitoring station network and a software for reali time saline intrusion warning and forecasting are proposed.
Key words: Saline intrusion, Vu Gia – Thu Bon, water exploitation

1
MỞ ĐẦU
Vùng ven biển lưu vực sông Vu Gia -Thu Bồn có chiều dài đường bờ biển
150km được giới hạn từ cửa Hàn (Đà Nẵng) đến cửa Kỳ Hà (Quảng Nam) là một
trong những nơi phát triển kinh tế năng động nhất hiện nay của Việt Nam với TP Đà
Nẵng, khu kinh tế mở Chu Lai,…Đây là khu vực có điều kiện tự nhiên; nguồn tài
nguyên thiên nhiên đa dạng, phong phú trong đó có tài nguyên nước.Mặc dù xâm
nhập mặn là quy luật tự nhiên đối với các sông vùng ven biển nhưng trong những
năm gần đây, do tác động của nhiều yếu tố tự nhiên cũng như phát sinh trong quá
trình hoạt động phát triển của xã hội; nên tình trạng xâm nhập mặn vào sâu hơn
trong sông, đã phá vỡ các quy luật tự nhiên, gây bất lợi cho việc khai thác sử dụng
nguồn nước ngọt ở đây[3,4].
Từ năm 1975, Nhà máy nước Cầu Đỏ khai thác nguồn nước mặt của sông Vu
Gia cung cấp chính cho toàn TP Đà Nẵng (đến nay đã hoàn thiện với dây chuyền xử
lý nước công suất 120.000m3/ngày đêm). Tuy nhiên trong những năm gần đây khu
vực lấy nước của Nhà máy bị mặn xâm nhập.Thật vậy, trong năm 2010 đã có tới 26
ngày nước bị nhiễm mặn không lấy được nước cấp vào hệ thống xử lý. Đặc biệt
trong thời kỳ 2012 - 2015 do chịu tác động của hiện tượng El Nino nên dòng chảy
trong sông rất thấp, mặn xuất hiện cả trong mùa lũ (tháng 12/2012 độ mặn tại cửa
lấy nước của Nhà máy đạt tới 6,50/00 làm cho Nhà máy phải lấy nước thô từ thượng
lưu đập An Trạch liên tiếp 268 ngày (tháng 11/2012 đến tháng 8/2013) [1].
Đối với ngành nông nghiệp ven biển hiện có13 trạm bơm cố định để cấp nước
cho gần 5.800ha canh tác mỗi vụ (bao gồm cả Quảng Nam và TP. Đà Nẵng). Trước
năm 2000, hầu như không xuất hiện mặn trừ năm 1998 là năm El Nino mạnh. Sau
năm 2000 và đặc biệt sau năm 2011, mặn xâm nhập mạnh hơn; từ tháng 4, mặn xâm
nhập với nồng độ cao, thời gian xâm nhập kéo dài, ảnh hưởng đến việc cung cấp
nguồn nước tưới cho khu vực. Từ năm 2013- 2015 do nhiễm mặn nặng nên cả khu
tưới trạm bơm Tứ Câu phải bỏ vụ sản xuất hè thu và các trạm bơm ở thượng nguồn
sông Điện An 1, Lâm Thái (Điện Minh 2), Ngọc Tam (Điện An 2) và Vĩnh Điện

phải dừng vận hành. Vì vậy năm 2011 đã đắp đập tạm ngăn mặn Cầu Đenvà phải


2
cấp nước bổ sung vào sông Bà Rén để đưa về mới đảm bảo được nước tưới cho trạm
bơm Xuyên Đông và năm 2013 - 2016 đã đắp đập tạm ngăn mặn Tứ Câu mới đảm
bảo nước tưới cho các trạm bơm: Thanh Quýt, Vĩnh Điện, Cẩm Sa, Tứ Câu [8].
Như vậy có thể thấy rằng vấn đề xâm nhập mặn đã có sự gia tăng đáng kể làm
ảnh hưởng xấu đến mọi hoạt động sống của người dân nơi đây. Vì vậy, việc nghiên
cứu,đánh giá được sự diễn biến phức tạp sự xâm nhập mặn nhằm đưa ra các giải
pháp khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước ngọt phục vụ phát triển KT-XH là một
việc làm cần thiết. Tuy nhiên, đến nay hệ thống mạng lưới quan trắc mặn của vùng
hạ lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn nói riêng và ở các hệ thống sông ở miền Trung
nói chung vẫn còn rất thưa thớt, dữ liệu quan trắc không đủ được độ tin cậy để đưa
ra các bản tin cảnh xâm nhập mặn phục vụ điều hành sản xuất [2]. Vì vậy, luận văn
tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập
mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn phục vụ công tác khai thác nguồn
nước thời kỳ mùa kiệt”.
Đề tài của luận văn được thực hiện với mục tiêu :
- Đánh giá được thực trạng xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu
Bồn trong thời kỳ 2000 - 2015;
- Đề xuất được cơ sở khoa học nhằm xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập
mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn phục vụ công tác khai thác nguồn nước
thời kỳ kiệt.
Nội dung của Luận văn, ngoài phần mở đầu, Kết luận và Kiến nghị, Tài liệu
tham khảo, được bố cục trong 3 chương sau:
- Chương 1.Tổng quan về Giám sát xâm nhập mặn
- Chương 2. Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3.Nghiên cứu diễn biến, thiết lập mô hình toán giám sát xâm nhập
vùng mặn vào sông.

3
Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT XÂM NHẬP MẶN
1.1. Khái niệm về xâm nhập mặn và giám sát xâm nhập mặn.
Độ mặn hay độ muối được ký hiệu S‰ (S viết tắt từ chữ salinity - độ mặn) 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 hòa 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. Quá trình mặn hóa biến
đổi theo không gian, theo thời gian dưới tác động cuả hai yếu tố cơ bản: lưu lượng
nước ngọt từ nguồn xuống và thủy triều thể hiện qua biên độ và cường suất có thể
có lợi hoặc không có lợi cho kinh tế xã hội. Để kiểm soát được quá trình xâm nhập
mặn thì cần phải có hệ thống quan trắc, giám sát và cảnh báo… Cho đến nay đã có
các nghiên cứu về xâm nhập mặn trên thế giới và Việt Nam. Ở đây, Luận văn chỉ
tập trung vào phần tổng quan các nghiên cứu về giám sát xâm nhập mặn [5].
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.2.1. Ngoài nước
Thực tế cho thấy những quốc gia đột phá phát triển phần lớn đều sát biển và
dải ven biển đó là vùng phát triển năng động nhất, là nơi tập trung đông đúc dân cư
và là nơi thích hợp cho sự đô thị hoá; hầu hết các TP. lớn của các nước vùng Đông
Nam Á, cũng như các nước khác trên thế giới đều nằm ở vùng ven bờ biển. Trong
tương lai vùng ven bờ biển sẽ là tâm điểm của sự phát triển kéo theo đó là gia tăng
dân số và mở rộng các ngành công nghiệp. Bên cạnh những tiềm năng tự nhiên
phục vụ cho sự phát triển thì đây cũng là khu vực chịu tác động của rất nhiều các

loại hình thiên tai trong đó xâm nhập mặn cũng là loại hình thiên tai (Luật Phòng
chống thiên tai, 2013).
Quá trình xâm nhập mặn diễn ra mạnh nhất vào mùa khô, khi mực nước sông


4
cạn kiệt nước biển theo thủy triều đi sâu vào đất liền gây mặn. Còn trong nước dưới
đất và vùng đất ven biển quá trình nhiễm mặn do thẩm thấu hoặc do tiềm sinh. Với
vùng ven biển cấu tạo địa chất là những cồn cát lớn, bùn phù sa lấp đầy ở dạng
mềm chứa đựng nhiều thấu kính cát có khả năng mao dẫn, tạo điều kiện cho nước
biển xâm nhập. Ngoài ra, việc khai thác quá mức nguồn nước ngầm (do nhu cầu của
phát triển đô thị hóa, công nghiệp và nông nghiệp) dẫn đến hạ thấp mực nước cũng
là nguyên nhân gây ra xâm nhập mặn vào đất và nước dưới đất. Do tác động của
xâm nhập mặn đến hoạt động KT - XH của nhiều quốc gia nên vấn đề này đã được
nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Từ các nghiên cứu cơ bản về cơ chế và
các yếu tố chính quyết định mức độ xâm nhập mặn theo không gian và thời gian,
các công cụ mô hình đánh giá xác định mức độ xâm nhập mặn như mô hình giải
tích, mô hình số (sai phân hữu hạn, phần tử hữu hạn...) đến các nghiên cứu ứng
dụng triển khai nhằm giảm thiểu hiện tượng xâm nhập mặn, sử dụng hợp lý và bền
vững tài nguyên nước nhằm nắm được quy luật của quá trình để phục vụ hoạt động
KT - XH, quốc phòngan ninh vùng cửa sông.
Cunge J.A., Holly F.M. và Verwey A. (1980) đã nghiên cứu tính toán thủy lực
sông, trong đó có động lực xâm nhập mặn dưới sự biến động của các yếu tố thủy
văn thực tế ảnh hưởng đến kết quả tính toán[17].
Turrell W.R., Brunn J. và Simpson J.H. (1996) đã nghiên cứu động lực biến
đổi quá trình xâm nhập mặn ở điều kiện đầm lầy có chế độ dòng chảy nông và có
điều kiện pha trộn mạnh mẽ [14].
Gillibrand P.A. và Balls P.W. (1998) đã xây dựng mô hình quá trình xâm nhập
mặn cũng như lan truyền nitrat cho khu vực đầm lầy ven biển Ythan ở Scotland nơi
không chỉ hiện tượng xâm nhập mặn biến động lớn mà còn là nơi mà hàm lượng các

hợp chất nitơ, đặc biệt là nitrat bị chi phối bởi hàng loạt các yếu tố [16].
Huang W.R. và Foo S. (2002) xây dựng mô hình nghiên cứu biến động quá trình
xâm nhập mặn sông Apalachicola-Florida-Mỹ bằng mô hình mạng thần kinh [13];
Bowen M.M. và Geyer W.R. (2003) nghiên cứu đặc điểm cân bằng muối theo
thời gian đối với vùng đầm ngậm nước có chế độ phân lớp [14];
Banas N.S., Hickey B.M., MacCready P. và Newton J.A. (2004) nghiên cứu


5
động lực dòng chảy trong đó có quá trình lan truyền mặn khu vực đầm ngập nước
có chế độ xáo trộn không hoàn toàn rất không ổn định; Lerczak J.A., Geyer W.R. và
Chant R.J. (2006) nghiên cứu các cơ chế chính quyết định đến dòng chảy muối theo
thời gian tại đầm phân lớp không hoàn toàn; Brockway R., Bowers D., Huguane A.,
Dove V. và Vessele V. (2006) nghiên cứu đưa ra một số nhận định xâm nhập mặn
vùng đầm hình cánh quạt và áp dụng cho vùng đầm the Incomati-Mozambique;
Chen S.S., Fang L.G., Li H.L. và Zhang L.X. (2007) phân tích và xây dựng mô hình
thí nghiệm xâm nhập mặn vùng ngập nước Pear-Trung Quốc; Ralston D.K., Geyer
W.R. và Lerczak J.A. (2008) trình bày các kết quả quan trắc cũng như mô hình thủy
lực-lan truyền mặn sông Hudsson-New York-Mỹ vùng triều về vận tốc dòng chảy
và xâm nhập mặn; Lerczak J.A., Geyer W.R. và Ralston D.K. (2009) đã tiến hành
nghiên cứu tương quan giữa chiều dài xâm nhập mặn khu đầm ven bờ biển phân lớp
không hoàn toàn theo thời gian với các sự thay đổi về lưu lượng trong sông và mức
độ dao động triều; Ralston D.K., Geyer W.R. và Lerczak J.A. (2010) tiến hành
nghiên cứu đánh giá cấu trúc, sự biến đổi và dòng muối trong dải đầm ven biển chịu
tác dụng của tỷ trong nước có hàm lượng muối cao; Gong W.P. và Shen J. (2011)
nghiên cứu sự xâm nhập mặn do thay đổi lưu lượng nước sông và thủy triều trong
mùa khô trong sông khu vực đầm ven biển Modaomen-Trung Quốc; Zhou N.Q.,
Westrich B., Jiang S.M. và Wang, Y. (2011) tiến hành kết hợp mô hình thủy lực và
chất lượng nước sông Pearl-Trung Quốc [17].
Tiếp theo đó, việc mô phỏng dòng chảy bằng các phương trình thuỷ động lực

đã tạo tiền đề giải bài toán truyền mặn khi kết hợp với phương trình khuếch tán.
Cùng với phương trình bảo toàn, phương trình động lực và phương trình khuếch tán
chất hoà tan trong dòng chảy cho phép mô phỏng diễn biến của vật chất hoà tan,
khuếch tán như nước mặn xâm nhập vào vùng cửa sông, chất chua phèn lan truyền
từ đất ra mạng lưới kênh sông và các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp xả vào
dòng nước... Cụ thể hơn, vấn đề tính toán và nghiên cứu triều, mặn bằng mô hình đã
được nhiều nhà nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Anh đã quan
tâm từ khoảng 40 - 50 năm trở lại đây. Các mô hình tính toán xâm nhập mặn thường
sử dụng bài toán một chiều dựa trên việc giải số hệ phương trình Saint - Venant kết


6
hợp với phương trình truyền tải, khuếch tán trong dòng chảy [15].
Những mô hình mặn 1 chiều đã được xây dựng do nhiều tác giả trong đó có
Ippen và Harleman (1971). Giả thiết cơ bản của các mô hình này là các đặc trưng
dòng chảy và mật độ là đồng nhất trên mặt cắt ngang. Mặc dù điều này khó gặp
trong thực tế nhưng kết quả áp dụng mô hình lại có sự phù hợp khá tốt, đáp ứng
được nhiều mục đích nghiên cứu và tính toán mặn. Ưu thế đặc biệt của các mô hình
loại một chiều là yêu cầu tài liệu vừa phải và nhiều tài liệu đã có sẵn trong thực tế
[15].

Năm 1971, Prichard đã dẫn xuất hệ phương trình 3 chiều để diễn toán quá
trình xâm nhập mặn nhưng nhiều thông số không xác định được. Hơn nữa mô hình
3 chiều yêu cầu lượng tính toán lớn, yêu cầu số liệu quá chi tiết trong khi kiểm
nghiệm nó cũng cần có những số liệu đo đạc chi tiết tương ứng. Vì vậy các nhà
nghiên cứu buộc phải giải quyết bằng cách trung bình hoá theo 2 chiều hoặc 1 chiều
[16]. Sanker và Fischer, Masch (1970) và Leendertee (1971) đã xây dựng các mô
hình 2 chiều và 1 chiều trong đó mô hình 1 chiều có nhiều ưu thế trong việc giải các
bài toán phục vụ yêu cầu thực tế tốt hơn về đánh giá xâm nhập mặn [16].
Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng, các mô hình 1 chiều

thường hữu hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình hai chiều.Chúng có thể áp
dụng cho các vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông, kênh nối với
nhau với cấu trúc bất kỳ. Dưới đây thống kê một số mô hình lan truyền mặn thông
dụng trên thế giới đã được áp dụng cho nhiều khu vực:
(i) Mô hình động lực cửa sông FWQA thường được đề cập đến trong các tài
liệu là mô hình ORLOB theo tên gọi của Geral T. Orlob. Mô hình đã được áp dụng
trong nhiều vấn đề tính toán thực tế.Mô hình giải hệ phương trình Saint - Venant
kết hợp với phương trình khuếch tán và có xét đến ảnh hưởng của thuỷ triều thay vì
bỏ qua như trong mô hình không có thuỷ triều.Mô hình được áp dụng đầu tiên cho
đồng bằng Sacramento - San Josquin, Califorlia [13].
(ii) Mô hình thời gian thuỷ triều của Lee và Harleman (1971) và sau được
Thatcher và Harleman cải tiến đã đề ra một cách tiếp cận khác, xây dựng lời giải sai
phân hữu hạn đối phương trình bảo toàn mặn trong một sông đơn. Sơ đồ sai phân


7
hữu hạn dùng để giải phương trình khuếch tán là sơ đồ ẩn 6 điểm.Mô hình cho kết
quả tốt trong việc dự báo trạng thái phân phối mặn tức thời cả trên mô hình vật lý
cũng như của sông ngòi thực tế [14].
(iii) Mô hình SALFLOW của Delf Hydraulics (Hà Lan): Một trong những
thành quả mới nhất trong mô hình hoá xâm nhập mặn là mô hình SALFLOW của
Delf Hydraulics (Viện Thuỷ lực Hà Lan) được xây dựng trong khuôn khổ hợp tác
với Ban Thư ký Uỷ ban sông Mê Kông ty năm 1987 [16].
(iv) Mô hình MIKE 11 là mô hình thương mại nổi tiếng thế giới do Viện Thuỷ
lực Đan Mạch xây dựng. Đây là loại mô hình thuỷ lực và chất lượng nước một chiều
(trường hợp riêng là xâm nhập mặn) và hai chiều có độ tin cậy rất cao, thích ứng với
các bài toán thực tế khác nhau. Mô hình này đã được áp dụng rất phổ biến trên thế
giới để tính toán, dự báo lũ, chất lượng nước và lan truyền mặn vào sông [16].
(v) Mô hình ISIS (Anh) do các nhà thuỷ lực Anh xây dựng, thuộc lớp mô hình
thuỷ lực một chiều kết hợp giải bài toán chất lượng nước và có nhiều thuận lợi trong

khai thác. Mô hình cũng được nhiều nước sử dụng để tính toán lan truyền mặn [14].
(vi) Mô hình EFDC (Environmental Fluid Dynamic Code) được cơ quan Bảo
vệ Môi trường Mỹ (US EPA) phát triển từ năm 1980. Đây là mô hình tổng hợp
dùng để tính toán thuỷ lực kết hợp với tính toán lan truyền chất 1, 2, 3 chiều. Mô
hình có khả năng dự báo các quá trình dòng chảy, quá trình sinh, địa hoá và lan
truyền mặn [16].
Bên cạnh công cụ mô hình toán, nhiều nghiên cứu đã ứng dụng ảnh vệ tinh,
các video chụp từ máy bay và các máy đo quang phổ mặt đất để theo dõi và đánh
giá nhiễm mặn, phần lớn dựa vào quan hệ giữa phản xạ phổ trên nước nhiễm mặn
và nồng độ mặn đo đạc (Long and Nielsen, 1987; Everitt et al., 1988; Csillag et al.,
1993; Verma et al., 1994). Hầu hết các nghiên cứu này dựa trên phương pháp giải
đoán ảnh bằng mắt hoặc phân loại bán tự động trên ảnh số (Long and Nielsen, 1987;
Verma et al., 1994), hay sử dụng máy đo quang phổ bề mặt (Csillag et al., 1993)
hoặc phân tích quang phổ mẫu trong phòng thí nghiệm (Valeriano et al., 1995).
Trong những thập kỷ gần đây, rất nhiều nghiên cứu đã ứng dụng công nghệ Viễn
thám để nghiên cứu nhiễm mặn thông qua thăm dò trực tiếp trên bề mặt ở nhiều tỷ


8
lệ khác nhau (Metternicht et al., 2008).
Như vậy, có thể thấy rằng vấn đề xâm nhập mặn đã được quan tâm nghiên
cứu trên thế giới và đến nay nhiều quốc gia đã tiến đến kiểm soát xâm nhập mặn
vào sông theo các hướng:
+ Đề xuất giải pháp dẫn đến việc giảm tải xâm nhập mặn vào sông, bao gồm:
- Xây dựng các công trình trên sông (đê, đập,…) ngăn mặn xâm nhập từ biển
- Sử dụng nguồn nước ngọt với mục tiêu hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường
gồm vận hành các công trình hồ chứa trên thượng nguồn, quản lý nước theo nguồn
cung...
+ Giám sát độ mặn nước sông theo thời gian thực nhằm dự báo diễn biến xâm
nhập mặn phục vụ công tác điều hành của các cấp quản lý để đưa ra các kế hoạch

hành động cụ thể với mục đích ứng phó (phòng tránh, thích nghi,...) với xâm nhập
mặn.
Để phục vụ công tác giám sát xâm nhập mặn đã sử dụng tổng hợp các công cụ
như hệ thống quan trắc (trực tiếp và từ xa), mô hình mô phỏng nhằm dự báo diễn
biến xâm nhập mặntheo các thời đoạn cụ thể (dài hạn, ngắn hạn,...). Đã có rất nhiều
quốc gia đưa ra các giải pháp kiểm soát mặn; có thể điểm qua như sau:
(i) Hệ thống kiểm soát mặn của lưu vực sông Coloradolà một con sông ở
Tây Nam Mỹ và Tây Bắc Mexico, có chiều dài sông 2.330km và diện tích lưu vực
637.000km2 (nguồn: wikipedia). Đây là nguồn cấp nướcđô thị và công nghiệp với
khoảng 27 triệu người, tưới tiêu cho gần 4.000.000 mẫu đất ở Mỹ và khoảng 2,3
triệu người, 500.000 mẫu đất ở Mexico. Mặn hóa nước sông là quan tâm lớn trong
cả Mỹ và Mexico.Tháng 6/1974, Quốc hội Mỹ đã ban hành Luật “Hành động Kiểm
soát mặn lưu vực sông Colorado” (The Colorado River Basin Salinity Control Act,
Public Law 93 - 320) nhằm tiến hành chương trình tăng cường và bảo vệ chất lượng
nước có sẵn ở sông Colorado phục vụ nhu cầu sử dụng ở Mỹ và Cộng hòa
Mexico. Tháng 10/1984, Quốc hội đã sửa đổi ban hành Luật 98-569 ( Public Law
98-569). Đến ngày 28/7/1995, ban hành Luật 104-20 (Public Law 104 - 20) nhằm
kiểm soát mặn gồm [15]:
- Hệ thống mô hình mô phỏng độ mặn trong hệ thống sông Colorado (CRSs)


9
với các kịch bản phát triển (được trình bày trên Forum Workgroup) có các tiêu chí
phù hợp với điều kiện phát triển bền vững của lưu vực. Mô hình CRSs và số liệu
quan trắc độ mặn trực tiếp trên sông được cập nhật trên website
Http://www.usbr.gov/lc/region/g4000/NaturalFlow/index.html cùng với cơ sở dữ
liệu GIS có sẵn, xây dựng được các bản tin dự báo diễn biến xâm nhập mặn trên các
sông. Bên cạnh các bản tin dự báo (ngắn hạn và dài hạn) về diễn biến độ mặn nước
sông, mô hình cũng ước tính định lượng thiệt hại kinh tế do xâm nhập mặn gây ra ở
ba địa điểm đại diện cho các khu vực đặc thù ở vùng hạ lưu sông Colorado. Để tăng

độ tin cậy của các kết quả dự báo, các mô hình này sẽ được định kỳ xem xét đánh
giá 3 năm/lần.
- Xây dựng các dự án cải thiện chất lượng nước (tập trung vào độ mặn) với
tiêu chí được xem xét là độ mặn lịch sử quan trắc được trong thời kỳ 1980 - 2010.
Sử dụng mô hình CRSs để đánh giá hiệu quả kinh tế của các dự án nhằm xác định
tính đúng đắn của mô hình.
(ii) Hệ thống kiểm soát mặn Montana: Với tổng diện tích lên đến
376.978km², Montana là tiểu bang có diện tích lớn thứ tư của Hoa Kỳ được bao bọc
bởi 3 vùng biển Thái Bình Dương, vịnh Hudson và vịnh Mexico. Đây là khu vực có
địa hình đa dạng từ vùng núi cao (dãy núi Rocky) ở phía tây chiếm 1/3 diện tích và
phía đông là các vùng đồng bằng lớn, vì vậy mạng lưới sông suối của Montana khá
dày đặc và là tiểu bang duy nhất tại Hoa Kỳ có các sông chảy ra ba biển; Nước trên
các sông là nguồn cung cấp nước quan trọng cho các ngành KT - XH cũng như điện
năng cho cư dân của vùng. Vì vậy, chế độ mặn của các sông vùng hạ lưu là mối
quan tâm hàng đầu của chính quyền tiểu bang nhằm phát triển bền vững KT - XH
của bang. Hiệp hội Kiểm soát mặn Montana (Montana Salinity Control Association
- MSCA) là một tổ chức được thành lập từ những năm 1930 nhằm cung cấp hỗ trợ
kỹ thuật chuyên gia trong việc kiểm soát mặn với sứ mạng “Trao quyền cho người
dân để nâng cao năng suất dài hạn và chất lượng của tài nguyên đất và nước” [16].
(iii) Kiểm soát mặn của Autralia nhằm quản lý lưu vực: Một điều kiện tiên
quyết cho việc quản lý đất đai bền vững là việc quản lý tài nguyên nước hợp lý theo
lưu vực sông để đạt hiệu quả kiểm soát mặn, chất dinh dưỡng trong sông nhằm đạt


10
hiệu ích cao nhất trong sử dụng nước đối với các lưu vực sông ở Autralia. Vì vậy,
chính phủ Autralia đã triển khai dự án Flowtube, gồm [15].
- Lựa chọn hệ thống cây trồng và kỹ thuật canh tác phù hợp với điều kiện tự
nhiên khô hạn ở lưu vực;
- Dự báo khô hạn và xâm nhập mặn bằng mô hình Flowtube. Đây là mô hình

được phát triển bởi công ty CSIRO Land and Water (CLW). Trên cơ sở dữ liệu đã
được hệ thống hóa, mô hình Flowtube dự báo xâm nhập mặn và đề xuất các giải
pháp phòng tránh đã được xây dựng trong Kế hoạch hành động cụ thể cho từng khu
vực. Mô hình Flowtube tỏ ra rất hiệu quả trong việc đánh giá nhanh chóng tình
trạng xâm nhập mặn và đề xuất các giải pháp ứng phó. Tuy nhiên việc sử dụng mô
hình này đòi hỏi chuyên gia kỹ thuật máy tính có trình độ cao.
- Trên cơ sở mô hình Flowtube đã được xây dựng cho các lưu vực cụ thể,
trường Đại học Melbourne (UniMelb) đã phát triển giao diện chương trình
Flowtube trên môi trường Windows dễ khai thác, sử dụng và đã được ứng dụng cho
nhiều lưu vực sông khác. Chương trình Flowtube được tham khảo từ địa
chỉ />Ngoài ra, trên thế giới còn xây dựng rất nhiều các công cụ hỗ trợ nhằm
giám sát, kiểm soát độ mặn lồng ghép trong chương trình giám sát chất lượng nước.
Từ những năm 1990, để kiểm soát mặn trên sông với mục tiêu quản lý tổng hợp tài
nguyên nước ở Tây Ban Nha đã sử dụng rộng rãi bộ công cụ hỗ trợ ra quyết định
(DSS) ở các cơ quan quản lý lưu vực sông. DSS đã chứng tỏ rất hữu ích trong quy
hoạch để đạt được mục tiêu an ninh nước sạch cho mọi đối tượng: con người, xã
hội, phát triển kinh tế và môi trường. DSS có khả năng đánh giá hiện trạng của một
hệ thống nguồn nước dựa trên các chỉ số khách quan, đáng tin cậy, dễ tiếp cận và
kiểm tra tính hiệu quả của các biện pháp quản lý tài nguyên nước được đề xuất đáp
ứng mục tiêu bền vững và phù hợp. Ngoài ra, DSS cũng được sử dụng trong việc
giải quyết mâu thuẫn nước dưới nhiều dạng thức khác nhau, kể cả tranh chấp trong
khu vực và đánh giá tác động của BĐKH đối với các hệ thống nguồn nước. DSS
cũng rất hữu ích trong việc kết nối giữa quy hoạch và quản lý thời gian thực, đồng
thời xây dựng quy trình vận hành cho các hệ thống nguồn nước [16].


11
1.2.2 Trong nước
Mặc dù chiếm tỷ lệ diện tích khiêm nhường nhưng vùng ven biển là nơi tập
trung phát triển KT - XH mạnh nhất Việt Nam với 34,6% dân số cả nước (mật độ

dân số trung bình 373người/km2, gấp 1,5 lần mật độ dân số trung bình của cả nước)
trong chuỗi đô thị, khu kinh tế trọng điểm cũng như sự phát triển của ngành nông
nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Đây là đầu mối giao thông chiến lược cả đường bộ,
đường sắt, đường thuỷ và đường hàng không theo trục Bắc Nam và Tây Đông. Bên
cạnh đó, đây cũng là nơi có nền văn hoá phát triển lâu đời, có nguồn nhân lực dồi
dào với kinh nghiệm sản xuất lâu đời. Tuy nhiên, trong bối cảnh biến đổi khí hậu,
vùng ven biển sẽ là các khu vực bị tổn thương lớn nhất với các loại hình thiên tai
như bão, lũ, hạn hán, biến động đường bờ biển... trong đó tình hình mực nước triều
có xu hướng tăng theo thời gian kéo theo mặn ngày càng xâm nhập sâu vào trong
sông gây xáo trộn đến sử dụng đất, nước và biến động sinh thái ở đây. Trong những
năm gần đây, cùng với khô hạn liên tiếp xuất hiện, xâm nhập mặn vào sâu trong lục
địa đã tác động đến mọi mặt của đời sống người dân, làm tê liệt toàn bộ hoạt động
của các trạm cấp nước ngọt vùng ven biển, đất bị mặn hóa giảm năng suất cây trồng
và thúc đẩy nhanh quá trình thoái hóa đất, đẩy vùng ven biển nói chung và vùng ven
biển miền Trung nói riêng là 1 trong 3 vùng đang diễn ra hiện tượng hoang mạc hóa
nặng nề. Tuy việc nghiên cứu, tính toán xâm nhập mặn ở nước ta được quan tâm từ
những năm 60 nhưng chủ yếu tiến hành quan trắc độ mặn trong sông ở hai vùng
Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long [3].
* Đối với Đồng bằng sông Cửu Long: Do đặc điểm địa hình và mức độ ảnh
hưởng có tính quyết định đến sản xuất nông nghiệp ở vựa lúa quan trọng nhất Việt
Nam nên việc nghiên cứu xâm nhập mặn ở đây được chú ý nhiều hơn, đặc biệt là
thời kỳ sau năm 1976. Khởi đầu là các công trình nghiên cứu của Uỷ hội sông Mê
Kông (1973) về xác định ranh giới xâm nhập mặn theo phương pháp thống kê trong
hệ thống kênh rạch thuộc 9 vùng cửa sông thuộc Đồng bằng sông Cửu Long. Các
kết quả tính toán từ chuỗi số liệu thực đo đã lập nên bản đồ đẳng trị mặn với hai chỉ
tiêu cơ bản 1‰ và 4‰ cho toàn khu vực đồng bằng trong các tháng mùa kiệt từ
tháng 12 đến tháng 4” [3].


12

Năm 1980 bắt đầu triển khai dự án nghiên cứu xâm nhập mặnĐồng bằng
sông Cửu Long dưới sự tài trợ của Ban Thư ký Uỷ ban sông Mê Kông. Trong
khuôn khổ dự án này, một số mô hình tính xâm nhập triều, mặn đã được xây dựng.
Các mô hình này đã được ứng dụng vào việc nghiên cứu quy hoạch phát triển châu
thổ sông Cửu Long, tính toán hiệu quả các công trình chống xâm nhập mặn ven
biển để tăng vụ và mở rộng diện tích nông nghiệp trong mùa khô, dự báo xâm nhập
mặn dọc sông Cổ Chiên. Kỹ thuật chương trình của mô hình trên đã được phát triển
thành một phần mềm hoàn chỉnh để cài đặt trong máy tính như một phần mềm
chuyên dụng. Mô hình đã đựợc áp dụng thử nghiệm tốt tại Hà Lan và đã được triển
khai áp dụng cho Đồng bằng sông Cửu Long. Thêm vào đó, một số nhà khoa học
Việt Nam đã xây dựng thành công các mô hình thuỷ lực mạng sông kết hợp tính
toán xâm nhập triều mặn như VRSAP, KOD, MEKSAL, FWQ87, SAL, SALMOD,
HYDROGIS. Các báo cáo trên tập trung xây dựng thuật toán tính toán quá trình
xâm nhập mặn thích hợp với điều kiện địa hình, khí tượng thủy văn ở Đồng bằng
sông Cửu Long[3].
Trong số các nghiên cứu về xâm nhập mặn, nổi bật nhất là các nghiên cứu
của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam từ năm 2000 với đề tài KHCN trọng điểm
cấp Nhà nước KC08-18 (2000 - 2004) “Nghiên cứu xâm nhập mặn phục vụ phát
triển kinh tế - xã hội vùng ven biển ĐBSCL” Lê Sâm làm chủ nhiệm. Đề tài đã
đánh giá các quy luật diễn biến và tác động của xâm nhập mặn vùng ven biển
ĐBSCL cũng như đã xác định ranh giới các vùng chất lượng nước khác nhau, từ đó
đề xuất phân vùng canh tác cây, con phù hợp với thực trạng xâm nhập mặn, đề xuất
giải pháp hoàn thiện hệ thống công trình kiểm soát mặn phục vụ phát triển kinh tế
xã hội ĐBSCL.
Với sự phát triển của công nghệ thông tin, đến nay, Viện Khoa học Thủy lợi
miền Nam nâng cấp thành công nghệ dự báo mặn. Dự báo này đã được gửi phát
báo cho các địa phương từ năm 2003 trong khuôn khổ của Dự án Điều tra cơ bản
thường xuyên cấp Bộ “Giám sát mặn vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long
phục vụ cho lấy nước sản xuất”[4]. Hàng năm vào mùa khô Viện Khoa học Thủy
lợi miền Nam thực hiện dự báo xâm nhập mặn trên hệ thống sông rạch chính vùng

13
ven biển ĐBSCL từ tháng 1 đến tháng 6 dựa trên bộ mô hình thủy động lực ĐBSCL
trên phần mềm MIKE với sơ đồ tính toán mạng thủy lực toàn vùng ĐBSCL do Viện
thiết lập và bộ mô hình HydroGis dự báo độ mặn nền. Các dữ liệu đầu vào là bộ số
liệu điều tra khảo sát diễn biến mặn và sản xuất trong nhiều năm do Viện và các
đơn vị khác trong ngành, các địa phương thực hiện. Trong công nghệ dự báo này
các yếu tố chính được xem xét bao gồm (i) dòng chảy tại Kratie; (ii) mực nước Biển
Hồ; (iii) triều biển và (iv) sản xuất trên đồng bằng. Yếu tố mưa, gió chướng chưa
được xem xét trong dự báo này. Kết quả tính toán đã được xây dựng thành những
bản tin mùa và bản tin tuần. Các bản tin này được phổ biến đến từng địa phương,
các cơ quan liên quan, đồng thời cũng được phổ biến trên những phương tiện thông
tin đại chúng. Để dự báo tình hình xâm nhập mặn năm 2016, bản tin đầu tiên đã
được phát hành từ tháng 10/2015 và việc cung cấp thông tin sớm về tình hình xâm
nhập mặn để người dân có thể tổ chức sản xuất tốt.
* Đối với Đồng bằng sông Hồng: Trong giai đoạn từ 1977 - 1985, sau khi
thành lập Viện Khí tượng Thuỷ văn thuộc Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, việc
nghiên cứu xâm nhập mặn bắt đầu được quan tâm và Phòng Thuỷ văn Đồng bằng
thuộc Viện được giao thực hiện chính. Nhiều báo cáo thống kê về tình hình xâm
nhập mặn ở Đồng bằng sông Hồng (Vi Văn Vị, Đoàn Cự Hải, Trần Thanh Xuân, ...)
đã được công bố. Các báo cáo trên căn cứ vào số liệu thực đo từ 1960 đã lập bản đồ
xâm nhập mặn tỷ lệ 1/500.000 với các chỉ tiêu 1‰ và 4‰ ở Đồng bằng sông Hồng
- Thái Bình. Đồng thời bằng phương pháp kinh nghiệm, các báo cáo trên đã xác
định ranh giới xâm nhâp mặn trung bình cho các tháng theo chiều dài sông với 2 chỉ
tiêu nói trên. Trần Văn Phúc (1994 - 1995) đã xây dựng mô hình SIMRR tính toán
thử nghiệm xâm nhập mặn ở một số cửa sông ở Đồng bằng sông Hồng dưới tác
động điều tiết dòng chảy cạn của hồ chứa Hoà Bình. Kết quả của đề tài đã chỉ ra
mức độ xâm nhập mặn theo chiều dài sông phụ thuộc mức xả của hồ chứa Hoà
Bình. Nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch cấp nước cho vùng hạ du, trong các

năm 90, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi và Viện Khoa học Thuỷ lợi (Bộ NN&PTNT) đã
sử dụng mô hình VRSAP (Nguyễn Như Khuê) để tính toán xâm nhập mặn cho khu
vực Đồng bằng sông Hồng - Thái Bình. Kết quả thu được đã phục vụ cho quy hoạch