Nghiên cứu và dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN THỊ THANH THỦY

NGHIÊN CỨU VÀ DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ
NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH

Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 62520501

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2017


Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa chất thủy văn, trường Đại học Mỏ Địa chất

Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Đặng Hữu Ơn
2. PGS. TS. Đỗ Văn Bình

Phản biện 1: PGS.TS Phạm Quý Nhân
Phản biện 2: PGS.TS Đoàn Văn Cánh
Phản biện 3: TS Lê Thị Thanh Tâm

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại
Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi ….. giờ … ngày … tháng… năm…

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội
hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Mở đầu
1. Tính cấp thiết của Luận án
Thái Bình là một tỉnh ven biển nằm ở đồng bằng châu thổ sông Hồng,
được bao bọc bởi hệ thống sông, biển khép kín với đường bờ biển chạy dài
trên 50 km. Tuy nhiên, do nằm gần biển, nên tài nguyên nước nhạt dưới
đất ở đây có trữ lượng không lớn. Các tầng chứa nước (TCN) có đặc điểm
thuỷ địa hoá rất phức tạp. Nước mặn và nước nhạt phân bố xen nhau
không theo quy luật, gây khó khăn cho việc khai thác và sử dụng nước của
cư dân trong tỉnh. Hiện tượng nhiễm mặn và nhiễm bẩn các tầng chứa
nước tăng lên theo thời gian. Những thách thức về thiếu nước, khan hiếm
nước nhạt hay nhiễm mặn nguồn nước đang trở thành vấn đề cấp bách tại
Thái Bình đặc biệt trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng
(BĐKH&NBD). Xuất phát từ thực tiễn trên, vấn đề “Nghiên cứu và dự
báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới
đất tỉnh Thái Bình” là cấp thiết để đánh giá sự thay đổi chất lượng, trữ
lượng nước dưới đất (NDĐ) khu vực nghiên cứu và xây dựng kế hoạch
ứng phó với sự xâm nhập mặn do BĐKH&NBD gây ra cho địa phương.
2. Mục đích của Luận án
Nghiên cứu đánh giá cấu trúc Địa chất thủy văn (ĐCTV), đánh giá mối
quan hệ giữa NDĐ với các yếu tố khí hậu, nước biển và hiện trạng khai thác.
Phân vùng ảnh hưởng của nước mưa, nước mặt đến NDĐ khu vực nghiên
cứu. Dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến sự dịch
chuyển ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Holocen (qh) và Pleistocen
(qp), từ đó tính toán trữ lượng nước nhạt khu vực nghiên cứu trong tương lai.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: ảnh hưởng của khí hậu và nước biển dâng tác
động đến TCN Holocen và Pleistocen tỉnh Thái Bình;
- Phạm vi nghiên cứu: diện phân bố nước nhạt trong TCN Holocen và
Pleistocen tỉnh Thái Bình.

4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu được sử dụng, gồm:
phương pháp thu thập xử lý và tổng hợp tài liệu; phương pháp kế thừa
chuyên gia; phương pháp khảo sát thực địa; phương pháp thủy địa
hóa/thủy động lực và phương pháp mô hình hóa.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
- Ý nghĩa khoa học: Luận án đã nghiên cứu được quan hệ của các nhân tố
khí hậu, mực nước sông, biển đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu.


Trong đó, nước sông - biển có quan hệ với nước dưới đất theo quy luật
tuyến tính ở phạm vi 1,5 km so với bờ biển, càng vào sâu trong đất liền
mức độ ảnh hưởng giảm dần. Nước mưa có ảnh hưởng đến toàn bộ tầng
chứa nước qh với lượng bổ cập thay đổi tùy thuộc đặc trưng thạch học, khả
năng thấm nước và diện tích sử dụng đất khu vực nghiên cứu. Từ đó dự
báo được sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất ở 2 tầng chứa
nước qh, qp theo các kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong cả
2 trường hợp đê biển hiện tại và có nâng cấp hệ thống đê biển bảo vệ.
- Ý nghĩa thực tiễn: từ kết quả đánh giá dự báo sự dịch chuyển ranh giới
mặn – nhạt NDĐ theo kịch bản BĐKH&NBD, luận án đã đề xuất định
hướng khai thác hợp lý cho từng khu vực trong tỉnh đối với cả 2 TCN qh,
qp đồng thời đề xuất các giải pháp giảm thiểu, bảo vệ nhằm khai thác và
sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên này.
6. Cơ sở tài liệu của Luận án
Thu thập các số liệu từ kết quả nghiên cứu về địa chất thủy văn khu
vực của Trung tâm quan trắc tài nguyên nước quốc gia cùng tài liệu khảo
sát thực địa, các thí nghiệm hiện trường như: quan trắc nồng độ Cl- và
TDS với hơn 200 mẫu ở cả 2 TCN để đánh giá sự phân bố ranh giới mặn –
nhạt; đổ nước thí nghiệm để xác định hệ số thấm bề mặt và kết quả quan
trắc dao động mực nước sông, biển với nước dưới đất tại các điểm đo khu

vực ven biển. Ngoài ra, tác giả còn tổng hợp, thống kê các số liệu về khí
tượng, thủy văn từ Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia cùng kịch bản
Biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trường làm
cơ sở dự báo những tác động của chúng đến NDĐ tỉnh Thái Bình trong
tương lai.
7. Luận điểm bảo vệ
- Luận điểm 1: TCN Holocen chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi nước mưa
và nước sông, biển trong phạm vi 1,5 đến 3,0 km so với đường bờ với
quan hệ tuyến tính. Lượng mưa tăng, lượng bổ cập cho TCN qh trung bình
ước tính khoảng 0,0003 m/ng đã góp phần rửa mặn nước dưới đất với diện
tích mặn thu hẹp khoảng 180 km2 so với năm 1996. Tầng chứa nước
Pleistocen không chịu ảnh hưởng của nước mưa mà chịu tác động trực tiếp
của hoạt động khai thác nước dưới đất và một phần của quá trình thấm
xuyên từ TCN qh xuống với lượng thấm trung bình khoảng 2,03.10-7 ÷
6,3.10-7 m/ng. TCN qp cũng chỉ chịu ảnh hưởng của nước sông, biển trong
phạm vi từ 1,5 đến 2,0 km so với đường bờ qua con đường truyền áp.
- Luận điểm 2: Biến đổi khí hậu và nước biển dâng ảnh hưởng trực
tiếp đến TCN qh. Tùy theo đặc trưng của TCN, hiện trạng sử dụng đất và
đê điều, diện tích vùng nước nhạt TCN qh tính đến năm 2100 theo kịch


bản phát thải A2 bị thu hẹp khoảng 109,7 km2 trong trường hợp đê biển
hiện tại và 42,9 km2 khi nâng cấp hệ thống đê biển, dẫn đến sự suy giảm
trữ lượng nước nhạt trên toàn tỉnh trong tương lai. Tuy nhiên, TCN qp ít
chịu ảnh hưởng của BĐKH&NBD mà chủ yếu chịu tác động của hoạt
động khai thác NDĐ với diện tích vùng nước nhạt bị thu hẹp khoảng 25
km2 tính đến năm 2100 và tập trung ở khu vực phía Bắc của tỉnh.
8. Những điểm mới của Luận án
Tác giả đã sử dụng kết quả khảo sát hiện trạng chất lượng mặn nhạt để
chính xác hóa lại ranh giới mặn – nhạt, đánh giá sự dịch chuyển ranh giới

mặn – nhạt NDĐ từ năm 1996 đến nay làm cơ sở đánh giá dự báo cho
tương lai. Phân vùng những khu vực chịu ảnh hưởng của nước sông –
biển, tính toán lượng bổ cập của nước sông, biển, nước mưa đến sự thay
đổi mực nước dưới đất khu vực nghiên cứu cùng mối tương quan giữa
chúng với sự thay đổi khí hậu, nước biển dâng. Từ kết quả tính toán, sử
dụng mô hình VISUAL MODFLOW với phần mềm SEAWAT để dự báo
sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt NDĐ trước tác động của
BĐKH&NBD, ước tính trữ lượng nước nhạt cho khu vực nghiên cứu và đề
xuất các giải pháp quản lý, khai thác phù hợp.
9. Cấu trúc Luận án
Cấu trúc Luận án gồm 4 chương không kể mở đầu và kết luận.
Chương 1:
Tổng quan các nghiên cứu ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước
biển dâng đến nước dưới đất
1.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới
Việc nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến NDĐ
trên thế giới đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm trong đó tập
trung đánh giá ảnh hưởng của lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ hay do
hoạt động khai thác nước ngầm đến nước dưới đất như: Tony Arnel
(1999), Sherif and Singh (1999), Ghosh Bobba (2002), N Mzila và E B
Shuy (2003), Dough Weatherill (2005), Melloul và Collin (2006),
Loáiciga, Pigel et al (2009), Sun Woo Chang, T. Prabhakar Clement
(2011), P. Rasmussen el al (2013)... Hầu hết các công trình khoa học đều
tập trung nghiên cứu tại các vùng ven biển do NDĐ là nguồn nước nhạt rất
quan trọng ở các khu vực này. Hơn nữa, những vùng này chịu tác động trực
tiếp của quá trình xâm nhập mặn do nước biển. Biến đổi khí hậu có thể ảnh
hưởng lớn đến cường độ bổ sung nguồn nước cho NDĐ và ảnh hưởng đến
khả năng cung cấp nước nhạt cho các vùng ven biển. Các công trình đã đánh
giá toàn diện tác động của nước biển dâng đến quá trình xâm nhập mặn
trong cả hai hệ thống nước dưới đất (có áp và không áp). Các nghiên cứu

đã chỉ ra cơ chế gây ra quá trình xâm nhập mặn và đưa ra các công thức tính
toán, dự báo giúp quản lý tốt hơn các tác động do sự gia tăng mực nước
biển đến các tầng chứa nước ven biển.
Việc đánh giá ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến NDĐ là một bài toán
khá phức tạp, không thể giải quyết tốt bằng một phương pháp đơn lẻ mà
cần phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức cũng như kết hợp của nhiều
phương pháp khác nhau trong nghiên cứu. Hầu hết các nghiên cứu đều sử
dụng mô hình toán học, cơ chế dịch chuyển mặn – nhạt hay sử dụng mô
hình số để tính toán như mô hình MODFLOW với phần mềm SEAWAT,
mô hình FEFLOW, SUTRA...
1.2. Tổng quan các nghiên cứu tại Việt Nam
Hiện nay những công trình nghiên cứu tác động của BĐKH&NBD
đến NDĐ còn hạn chế, hầu hết mới chỉ tập trung vào môi trường chung,
đến kinh tế - xã hội và tài nguyên nước mặt. Các nghiên cứu đối với nước
dưới đất mới chỉ tập trung xác định ranh giới mặn nhạt, nghiên cứu xâm
nhập mặn, tính toán thời gian và tốc độ dịch chuyển của ranh giới trên cơ
sở điều kiện địa chất thủy văn của vùng nghiên cứu, lưu lượng khai thác
yêu cầu cũng như mối quan hệ giữa nước biển với NDĐ ở những khu vực
ven biển. Hầu hết các nghiên cứu cũng đưa ra cảnh báo về khả năng nhiễm
mặn của các công trình khai thác và sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt tuy
nhiên những nghiên cứu tổng hợp về sự biến đổi các điều kiện tự nhiên
cùng hoạt động khai thác đến sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt nước
dưới đất còn ít, có thể kể đến một số công trình như: Nguyễn Văn Lâm
(2004, 2015), Nguyễn Sơn (2007), Trần Thanh Xuân (2011), Nguyễn Văn
Hoàng (Năm 2012), Đỗ Huy Cường (2012), Bùi Trần Vượng (2013),
Trịnh Hoài Thu (2014), Nguyễn Thị Hạ (2016)...
Tổng hợp các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy
vùng ven biển chịu tác động mạnh mẽ của BĐKH&NBD. Khi đánh giá ảnh

hưởng của chúng đến tài nguyên nước dưới đất, cần xác định ranh giới mặn
- nhạt bằng các tài liệu đo TDS, Cl- của mẫu nước hoặc kết quả thăm dò địa
vật lý điện. Nghiên cứu các quy luật biến đổi của các yếu tố khí hậu, nước
sông, nước biển ảnh hưởng đến tài nguyên nước dưới đất trong quá khứ, từ
đó dự báo sự thay đổi trong tương lai và tác động của chúng đến sự dịch
chuyển ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất.
Chương 2:
Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn và kịch bản Biến đổi khí hậu,
nước biển dâng tỉnh Thái Bình
2.1. Đặc điểm địa chất
Địa hình Thái Bình là đồng bằng thấp, bằng phẳng thuộc châu thổ


sông Hồng. Độ cao tuyệt đối (1  2 m), dốc về phía Đông với độ dốc rất
nhỏ. Địa tầng vùng Thái Bình phân tầng từ cổ đến trẻ có các phân vị địa tầng
gồm: giới Proterozoi, giới Mesozoi, giới Kainozoi – hệ Neogen và hệ Đệ
tứ (trầm tích Pleistocen hạ - hệ tầng Lệ Chi, trầm tích Pleistocen trung –
thượng – hệ tầng Hà Nội, trầm tích Pliestocen thượng – hệ tầng Vĩnh
Phúc, trầm tích Holocen hạ - trung - hệ tầng Hải Hưng và trầm tích
Holocen thượng – hệ tầng Thái Bình). Khu vực được giới hạn bởi các đứt
gãy sâu Sông Hồng, Sông Chảy và Sông Lô theo phương Tây Bắc - Đông
Nam tạo nên đường bờ biển hiện nay và là cơ sở cho sự tồn tại, lưu thông
và vận động của nước dưới đất. Từ các đặc điểm biến đổi trầm tích hình
thành các TCN chính trong khu vực như: Neogen, Pleistocen và Holocen.
Trong đó hầu hết các TCN có triển vọng đều liên quan đến nhóm tướng
lục địa thuộc pha biển lùi. Còn các tầng thấm nước yếu có thành phần chủ
yếu là sét bột thuộc tướng vũng vịnh, bãi bồi, hồ đầm lầy ven biển đặc
trưng cho các pha biển tiến lớn vào đồng bằng. TCN Neogen hình thành
với nguồn gốc biển, nhưng do quá trình phong hóa, rửa lũa kéo dài và có
mối quan hệ với TCN bên trên, bên dưới nên nước thường là nước nhạt.

TCN Pleistocen được hình thành trong các giai đoạn biển lùi cuối thời kỳ
Pleistocen sớm, Pleistocen giữa - muộn và cuối Pleistocen muộn thuộc
hệ tầng Lệ Chi, Hà Nội và Vĩnh Phúc. Tuy nhiên, nước trong hệ tầng Lệ
Chi và Hà Nội có chất lượng tốt hơn do có sự lưu thông, trao đổi nước tốt,
nước thường nhạt, chỉ có những vùng ven biển do chịu tác động của quá
trình biển tiến nên chất lượng nước mặn. Chất lượng nước trong hệ tầng
Vĩnh Phúc có chất lượng kém hơn, thường lợ đến mặn. TCN Holocen
được hình thành trong giai đoạn Holocen sớm – giữa và muộn, chịu ảnh
hưởng nhiều của quá trình biển tiến, biển thoái và quá trình hình thành các
trầm tích trên bề mặt ở khu vực ven biển, cửa sông, cửa biển… TCN này
chịu ảnh hưởng của địa hình, xâm thực của sông cùng quá trình rửa trôi bề
mặt bởi nước mưa xen kẽ giữa mùa mưa và mùa khô, hoạt động của nước
chảy tràn trên bề mặt vào những ô trũng ngập nước làm chất lượng nước ở
TCN Holocen mặn - nhạt đan xen trên toàn bộ vùng nghiên cứu.
2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn
Thái Bình nằm ở vị trí gần biển nên có đặc điểm ĐCTV tương đối
phức tạp. Các tập đất đá vụn thô xen kẽ hạt mịn là cơ sở để phân chia mặt
cắt địa chất ra các tầng chứa nước khác nhau luân phiên với các thành tạo
chứa nước kém hoặc cách nước, gồm các đơn vị địa chất thủy văn: tầng
chứa nước lỗ hổng (Holocen, Pleistocen, Neogen) và các thành tạo thấm
nước yếu Holocen dưới – giữa, Pleistocen giữa và lớp cách nước trầm tích
Neogen. Trong đó, TCN Holocen phân bố ngay trên bề mặt khu vực nghiên
cứu với chất lượng nước nhạt và nước lợ, mặn đan xen. Vùng nước nhạt


phân bố ở phần lớn huyện Vũ Thư, Hưng Hà, một phần thành phố Thái
Bình, dọc theo các con sông lớn và ven biển Tiền Hải, Thái Thụy.
TCN Pleistocen phân bố rộng khắp trong toàn tỉnh và bị phủ bởi các
trầm tích trẻ hơn. Chất lượng nước thay đổi khá phức tạp. Trong đó, nước
nhạt phân bố tập trung ở phía Bắc của tỉnh. Đây là một dải kéo dài liên tục

trong phạm vi các huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Quỳnh Phụ và một phần
huyện Thái Thuỵ. Khoảnh nước lợ đến mặn (nước có TDS > 1 g/l) phân bố
ở phần phía Nam của tỉnh bao gồm huyện Kiến Xương, Tiền Hải, Vũ Thư
và một phần diện tích huyện Thái Thuỵ.
TCN Neogen có độ giàu nước và chất lượng nước không đồng đều,
phụ thuộc vào điều kiện thành tạo, thành phần thạch học và điều kiện địa
chất thuỷ văn. TCN này có thể chứa nước nóng, nước khoáng. Tuy nhiên
trong phạm vi nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến NDĐ, tác giả
không tập trung đánh giá TCN này do chúng nằm ở dưới sâu.
2.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn và kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển
dâng tỉnh Thái Bình
2.3.1. Đặc điểm khí hậu
Thái Bình có khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, gió mùa, được chia thành hai
mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô. Theo kết quả tổng hợp từ năm 1960 trở lại
đây về diễn biến khí hậu cho thấy nhiệt độ, độ bốc hơi trung bình có xu
hướng gia tăng, độ ẩm không khí ít biến đổi và lượng mưa có xu hướng giảm
dần nhưng từ năm 1995 trở lại đây thì lượng mưa có xu hướng gia tăng.
Nhiệt độ (oC)

24.5
24
23.5
23
22.5
22

1955

y = 0.0061x + 11.141
1965

1975

1985
Năm

1995

2005

2015

Lượng mưa, mm

Hình 2.5. Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm theo thời gian
4000
3000
2000
1000
0
1955

y = -7.7799x + 17129

1965

1975

1985
Năm

1995

2005

2015

Hình 2.9. Sự thay đổi lượng mưa theo thời gian
2.3.2. Đặc điểm thủy văn
Thái Bình được xem như một ốc đảo, ba mặt giáp sông, một mặt giáp
biển. Biển Thái Bình có chế độ nhật triều đều với hơn 50 km bờ biển, biên


độ triều đạt tới 2 m, nước biển có độ mặn (24  25) %. Trong tỉnh Thái
Bình có 3 con sông lớn chảy qua, đó là sông Hồng, sông Luộc, sông Trà
Lý với tổng chiều dài các con sông khoảng 200 km. Hướng dòng chảy của
các con sông đa số theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Theo kết quả quan
trắc từ năm 1960 đến nay cho thấy mực nước sông Hồng, sông Trà Lý và
nước biển có xu hướng gia tăng. Mực nước tại sông Luộc có xu hướng
giảm do phân lưu sông Luộc ít chịu tác động của sông Hồng và biển mà chủ
yếu chịu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước phục vụ nhu cầu tưới
tiêu, thủy lợi và sinh hoạt cho dân cư ở trên nhiều khu vực.
2.3.3. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng tỉnh Thái Bình
Mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua có xu hướng giảm dần
theo thời gian. Trong đó mức giảm theo thống kê tại tỉnh Thái Bình trung
bình năm là - 7%. Dựa trên kết quả quan trắc theo thời gian, giả thiết các
kịch bản BĐKH&NBD của Bộ tài nguyên và Môi trường đã đưa ra sự gia
tăng nhiệt độ, lượng mưa và sự dâng cao mực nước biển theo các mức phát
thải B1, B2, A2. Trên cơ sở kich
̣ bản BĐKH&NBD cho thấy đến năm 2100

tương ứng với mức 50 cm, 70 cm và 85 cm theo các kịch bản thì vùng ven
biển Thái Thụy, Tiền Hải và Kiến Xương bị ngập. Vùng ít ngập là Quỳnh
Phụ, Hưng Hà, Đông Hưng, Vũ Thư. Diện tích ngập trên toàn tỉnh chiếm
khoảng 35 % ứng với mực nước biển dâng 85 cm (bảng 2.2).
Bảng 2.2. Diện tích ngập nước do nước biển dâng theo các kịch bản phát thải
Vùng nghiên
cứu

Diện tích tự
nhiên (km2)

Diện tích ngập ứng với các
kịch bản NBD (km2)

% Diện tích ngập ứng với
các kịch bản NBD

70 cm
117,58

85 cm
156,78

50 cm
30

70 cm
60

85 cm

80

Tiền Hải

195,97

50 cm
58,79

Thái Thụy

258,77

38,82

90,57

168,20

15

35

65

Kiến Xương

215,51

32,33

43,10

86,20

15

20

40

Quỳnh Phụ

208,40

10,42

20,84

52,10

5

10

25

Đông Hưng

205,83

6,18

14,41

20,58

3

7

10

Hưng Hà

212,93

4,26

10,65

17,04

2

5

8

Vũ Thư + TP

Thái Bình

244,84

19,59

29,38

36,73

8

12

15

Toàn tỉnh

1.542,24

170,37

326,53

537,62

11,05

21,17

34,86

Chương 3:
Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu, thủy hải văn và hoạt động khai
thác đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình


3.1. Cấu trúc ĐCTV và mối quan hệ với nhân tố khí hậu, thủy văn
3.1.1. Tầng chứa nước Holocen
Dựa trên kết quả khảo sát địa chất thủy văn trên toàn tỉnh cùng một số
tài liệu địa chất công trình, xây dựng sơ đồ phân bố cấu trúc ĐCTV trên toàn
tỉnh nhằm đánh giá toàn diện các TCN. Ngoài ra, căn cứ trên kết quả thí
nghiệm đổ nước hiện trường cùng lấy mẫu phân tích thành phần thạch học
trong phòng thí nghiệm, đánh giá tính thấm của TCN, tác giả đã xây dựng sơ
đồ phân bố vùng thấm khu vực nghiên cứu với 3 vùng có mức độ thấm nước
khác nhau. Trong đó, vùng có tính thấm trung bình tập trung chủ yếu ở khu
vực phía Đông và Đông Nam vùng nghiên cứu thuộc huyện Thái Thụy, Kiến
Xương, Vũ Thư. Vùng có tính thấm yếu phân bố trên toàn bộ khu vực và
vùng có khả năng thấm nước kém phân bố chủ yếu phía Bắc và Tây Bắc
thuộc huyện Hưng Hà và một phần huyện Vũ Thư. Từ kết quả đánh giá
thành phần thạch học, cùng hiện trạng sử dụng đất, phân bố lớp phủ thực
vật... tính toán phân vùng lượng bổ cập cho TCN qh. Đây là cơ sở nhằm
đánh giá vai trò bổ cập của nước mưa cho TCN này. Ngoài ra, sử dụng kết
quả khảo sát chất lượng NDĐ để xác định sự phân bố ranh giới mặn – nhạt
của TCN nhằm đánh giá sự dịch chuyển của chúng theo thời gian (hình 3.6).

Hình 3.6. Ranh giới mặn – nhạt TCN Hình 3.7. Ranh giới mặn – nhạt TCN
qh năm 1996 và năm 2014
qp năm 1996 và năm 2014
So với kết quả nghiên cứu năm 1996 của Lại Đức Hùng, diện tích

vùng nước mặn trên toàn tỉnh của TCN qh năm 2014 thu hẹp khoảng 180
km2 trong đó tổng diện tích vùng mặn trước đây là 700,5 km2 và diện tích
vùng nhạt hiện nay là 521,1 km2. Với diện tích vùng nước mặn thu hẹp tập
trung ở khu vực ven biển, theo sơ đồ phân bố vùng thấm cho thấy tại khu
vực có khả năng thấm nước trung bình, ít bị che phủ bề mặt nên dễ dàng bị
thấm bởi nước mưa, làm hòa tan, rửa trôi các thành phần mặn, gây nhạt
hóa tầng chứa nước. Một số điểm tại khu vực huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ,
diện tích vùng nước mặn bị thu hẹp không nhiều do lớp thấm nước kém lộ
ngay trên bề mặt, lượng bổ cập cho TCN Holocen không lớn.


3.1.2. Tầng chứa nước Pleistocen
Do được ngăn cách bởi lớp thấm nước yếu nên TCN ít chịu ảnh hưởng
của nước mưa mà phần nhỏ do thấm xuyên từ TCN bên trên xuống. Tổng
hợp kết quả thu thập, khảo sát thực địa với hơn 100 điểm quan trắc và lấy
mẫu phân tích chất lượng nước tại các giếng khoan đường kính nhỏ trên
toàn bộ khu vực, tác giả đã xây dựng được bản đồ phân bố ranh giới mặn –
nhạt TCN như hình 3.7. Trong đó khu vực nước nhạt phân bố chủ yếu ở phía
Bắc của tỉnh. So với kết quả nghiên cứu năm 1996, ranh giới mặn – nhạt hiện
nay đã có sự dịch chuyển nhưng không nhiều chủ yếu tập trung tại những
khu vực có lượng khai thác nước nhiều. Diện tích vùng nước nhạt ước tính
giảm 17 km2 từ 922,5 km2 năm 1996 xuống 905,4 km2.
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu tới NDĐ
3.2.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước mưa với NDĐ
Để đánh giá mối quan hệ giữa nước mưa và NDĐ, tác giả đã thiết lập
mối quan hệ giữa mực nước dưới đất với lượng mưa theo thời gian (hình
3.9).
3.00

1200.00

2.00

1000.00

y = 0.0002x + 0.9579

1.00

800.00

0.00
-1.00

600.00

-2.00

400.00

-3.00

y = -0.0226x + 1.7022
y = 0.1186x + 117.33

-4.00

0.00
Lượng
mưa, mm

Th1 -1995
Th7 -1995
Th1 -1996
Th7 -1996
Th1 -1997
Th7 -1997
Th1 -1998
Th7 -1998
Th1 -1999
Th7 -1999
Th1 -2000
Th7 -2000
Th1 -2001
Th7 -2001
Th1 -2002
Th7 -2002
Th1 -2003
Th7 -2003
Th1 -2004
Th7 -2004
Th1 -2005
Th7 -2005
Th1 -2006
Th7 -2006
Th1 -2007
Th7 -2007
Th1 -2008
Th7 -2008
Th1 -2009

Th7 -2009
Th1 -2010
Th7 -2010
Th1 -2011
Th7 -2011
Th1 -2012
Th7 -2012
Th1 -2013
Th7 -2013
Th1 -2014
Th7 -2014

-5.00
Cốt cao
mực
nước, m

200.00

Q155

Q156

Q156a

Q158

Q158a

Q159

Q159a

Q159b

Lượng Mưa

Linear (Q159)

Linear (Q159b)

Linear (Lượng Mưa)

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi lượng mưa và cốt cao mực nước
dưới đất tại các lỗ khoan quan trắc theo thời gian
Kết quả đánh giá cho thấy dao động mực nước tại các lỗ khoan quan
trắc ở TCN Holocen trên (Q155, Q159, Q158, Q156) có xu hướng tăng,
biến đổi đồng đều với lượng nước mưa. Riêng lỗ khoan quan trắc TCN
Pleistocen (Q159b, Q158a, Q156a) có xu hướng giảm mạnh. Kết quả này
cho thấy nước mưa có ảnh hưởng nhất định đến dao động mực nước của các
lỗ khoan TCN Holocen, có vai trò bổ cập cho nước dưới đất của TCN này
song chúng ít có quan hệ với TCN Pleistocen.
3.2.2. Xác định lượng bổ cập của nước mưa cho nước dưới đất
- Đối với TCN Holocen: trên cơ sở tài liệu quan trắc liên tục TCN qh và
nước mưa theo thời gian cùng các số liệu điều tra cơ bản, ước tính lượng


bổ cập của nước mưa vào tầng chứa nước theo phương pháp của
Bindeman và Healy & Cook. Trong đó, theo tính toán lượng nước mưa bổ
cập vào mùa mưa chiếm khoảng (25  27) % lượng mưa với tổng lượng

nước bổ cập tính toán khoảng (0,0003  0,00032) m/ng. Vào mùa khô, lượng
nước dưới đất bốc hơi thay đổi từ (0,000068  0,000098) m/ng. Với 70%
diện tích đất sử dụng trong nông nghiệp và các mục đích chưa sử dụng
khác, tác giả đã tính toán được lượng nước dưới đất gia tăng trung bình trên
toàn tỉnh với diện tích 1.542,24 km2 là 345.460 m3/ng.
- Đối với TCN Pleistocen: do bị ngăn cách bởi TCN bên trên và lớp thấm
nước yếu nên TCN này không chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước mưa mà
chủ yếu chịu tác động của quá trình thấm xuyên từ TCN bên trên xuống do
sự chênh lệch mực nước giữa các TCN trong cùng một thời gian và qua
cửa sổ ĐCTV tại Vũ Thư, Quỳnh Phụ, Đông Hưng. Lượng nước thấm
xuyên trung bình vào TCN ít có sự thay đổi theo mùa. Lưu lượng đơn vị
bổ cập có giá trị rất nhỏ, trung bình năm từ 2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng.
3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước sông, biển với nước dưới đất
3.3.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với NDĐ
Để đánh giá mối quan hệ giữa nước sông, biển với NDĐ, tác giả đã
tiến hành thu thập tài liệu mực nước sông, biển từ Trung tâm khí tượng
thủy văn quốc gia, tài liệu quan trắc mực nước dưới đất từ Trung tâm quy
hoạch và điều tra tài nguyên nước quốc gia cùng kết quả khảo sát thực địa
được tác giả thực hiện tại khu vực ven biển Thái Thụy, Tiền Hải. Tuyến
quan trắc được bố trí ở cả 2 TCN qh và qp theo phương song song và
vuông góc so với đường bờ biển tại khoảng cách 1,5 km đến 3,0 km. Tổng
số điểm quan trắc là 20 điểm. Tuyến quan trắc mực nước dưới đất thực
hiện liên tục theo thời gian đồng thời với chu kỳ lên xuống của thủy triều
trong ngày bằng thiết bị quan trắc tự động. Thời gian thực hiện quan trắc 1
giờ/1 lần đo và kéo dài trong 1 tháng theo chu kỳ hoạt động của mặt trăng.
- Đối với TCN Holocen: hầu hết mực nước tại các trạm sông – biển
đều có mối quan hệ đồng biến với mực nước tại các lỗ khoan quan trắc.
Trong 1 tháng mực nước biển dao động theo 2 chu kỳ và tăng dần từ đầu
tháng đến cuối tháng. Ở khoảng cách (1,5 ÷ 3,0) km so với đường bờ biển,
NDĐ đều có quan hệ với dao động của nước biển. Những lỗ khoan quan

trắc nằm ở khu vực gần cửa sông ven biển (Q155) cũng có dao động đồng
biến với nước biển. Vào sâu trong đất liền, mức độ ảnh hưởng của nước
biển đến NDĐ giảm dần (hình 3.17). Để ước tính vai trò của nước biển đến
TCN qh, tác giả đã thiết lập mối quan hệ giữa mức độ gia tăng mực nước
biển với mức độ gia tăng mực NDĐ theo thời gian quan trắc tại khoảng
cách 1,5 km so với đường bờ biển. Kết quả tính toán cho thấy khi mực
nước biển tăng lên 10% thì mực NDĐ tăng lên 3,5 ÷ 4%.


Mực nước dưới đất, m

Mực nước biển, m
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

3
2.5
2
1.5
1
0.5

0

QT1-1
Q 155

QT1-5
QT1-10
QT1-12
Nước biển

Thời gian quan trắc

Hình 3.17. Đồ thị so sánh dao động mực nước TCN qh2 với nước biển ở
khoảng cách 1,5  3,0 km so với biển
- Đối với tầng chứa nước Pleistocen: Nước dưới đất ở khoảng cách (1,5
÷ 2,0) km so với đường bờ biển đều có quan hệ đồng biến với dao động
của nước biển chứng tỏ chúng có quan hệ thủy lực với nhau do ảnh hưởng
gián tiếp của quá trình truyền áp từ nước biển vào TCN (hình 3.23).
Mực nước dưới đất, m

Mực nước biển, m

-3

4

-3.2

3

-3.4

2

QT2-3

-3.6

1

QT 2-4

-3.8

0

-4

-1

-4.2

-2

-4.4

-3

-4.6

-4

-4.8

-5

-5

-6

QT2-5
QT2-1
QT2-11
Nước
biển

Thời gian quan trắc

Hình 3.23. Đồ thị so sánh dao động mực nước TCN qp với nước biển ở
khoảng cách 1,5  2,0 km so với biển
Càng vào sâu trong đất liền, ở khoảng cách 3,0 km trở vào, mức độ
ảnh hưởng của nước biển đến NDĐ giảm dần. Kết quả nghiên cứu cho thấy
sự dao động lên xuống của mực nước dưới đất trong tầng chứa nước
Pleistocen khu vực ven biển tương đồng với chu kỳ lên xuống của thủy triều
nhưng trễ hơn (hình 3.24). Để đánh giá vai trò của nước biển đến tầng chứa
nước qp, tác giả đã xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa
sự gia tăng mực nước biển và mực nước dưới đất ở khoảng cách 1,5 km so
với đường bờ biển trong đó khi mực nước biển dâng lên 10 % thì mực nước
dưới đất tầng chứa nước qp tăng rất nhỏ từ 0,1 đến 0,2 %.

4

-3.95

3.5

-4

3
-4.05

2.5

2

-4.1

1.5

-4.15

1
-4.2

0.5
0
Mực
nước
biển, m

-4.25

Mực nước biển

Mực nước tầng qp

Mực nước
dưới đất,
m

Hình 3.24. Đồ thị dao động mực nước biể n và mực nước TCN qp tại lỗ
khoan quan trắc QT2-1, Thái Thụy
3.3.2. Xác định lượng bổ cập từ nước sông, biển vào nước dưới đất
Từ việc nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với các TCN,
tuy nhiên do TCN qp nằm dưới sâu nên lượng bổ cập của nước sông, biển
cho TCN này rất ít. Vì vậy, việc tính toán lượng bổ cập từ nước sông, biển
chủ yếu đánh giá cho TCN qh trong phạm vi gần sông, biển trong phạm vi
3,0 km so với đường bờ. Căn cứ vào phương trình Đuypuy, với hệ số thấm
trung bình của TCN là 2,8 m/ng, lưu lượng nước đơn vị sông, biển bổ cập
vào TCN thay đổi từ 0,000000882 đến 0,0000032 m2/ng trong đó ở vị trí
gần sông lượng bổ cập thường lớn hơn. Lượng nước bổ cập trung bình
năm cho TCN qh thay đổi theo mùa trong đó lượng bổ cập vào mùa mưa
thường cao hơn mùa khô. Lượng nước biển bổ cập cho TCN qh có sự thay
đổi theo thời gian và có xu hướng gia tăng trong những năm trở lại đây do
có sự thay đổi điều kiện khí hậu, nước biển dâng. Với khu vực chịu ảnh
hưởng lớn của sông, biển trong phạm vi 1,5 ÷ 3,0 km so với đường bờ,
tổng lượng nước bổ cập cho TCN khoảng 300 m3/ngày.
3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước tới NDĐ
Theo số liệu thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái

Bình, tổng lượng NDĐ khai thác trên toàn tỉnh ước tính 479.679 m3/ngđ.
Lượng nước khai thác từ TCN qh2 là 205.815 m3/ngđ, qh1 là 36.857
m3/ngđ và qp là 226.933 m3/ngđ (hình 3.30). Toàn tỉnh có 288.679 giếng
khoan và 71.471 giếng đào. Theo kết quả quan trắc mực NDĐ cho thấy
mực nước TCN qh2 ít có sự thay đổi trong những năm trở lại đây và có xu
hướng tăng nhẹ do ảnh hưởng của nước mưa, nước mặt. Tính đến năm
2014, tại công trình quan trắc mực nước qh Q156 (Thụy Hà, Thái Thụy),
tốc độ gia tăng mực nước trung bình khoảng 0,038 m và tốc độ gia tăng
mực nước trung bình tại công trình Q159 (Quỳnh Phụ) khoảng 0,096 m.


Còn đối với TCN
Pleistocen, do đang được khai
thác với lưu lượng lớn gây
ảnh hưởng đến quá trình hạ
thấp mực NDĐ và dẫn tới sự
dịch chuyển ranh giới mặn –
nhạt theo thời gian. Tính đến
năm 2014, tốc độ suy giảm
mực nước trung bình tại công
trình quan trắc Q156a (Thái
Hình 3.30. Lưu lượng nước dưới đất khai
Thụy) khoảng 0,16 m/năm;
thác theo đơn vị hành chính
Q158a (Thái Thụy) khoảng
0,13 m/năm và công trình Q159a, Q159b (Quỳnh Phụ) khoảng 0,17 m/năm.
Để đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác tới NDĐ, tác giả đã
tính toán lượng nước bổ cập vào TCN dựa vào sự biến đổi mực nước theo
thời gian. Trong đó:
- Đối với tầng chứa nước Holocen: mực nước dưới đất có biên độ dao

động đồng đều và xu hướng gia tăng từ năm 1996 trở lại đây, tuy nhiên
chúng có sự biến đổi theo mùa, tốc độ suy giảm mực nước trung bình là
0,03 m/năm. Lượng nước mất đi trên toàn tỉnh do khai thác ước tính là
88.730 m3/ng. Như vậy, so sánh với lượng nước tính toán do bổ cập bởi
nước mưa và nước mặt khu vực nghiên cứu ở TCN Holocen cho thấy lượng
nước mất đi do hoạt động khai thác nhỏ hơn nhiều so với lượng nước bổ
cập bởi nước mưa, nước mặt.
- Đối với tầng chứa nước Pleistocen: đây là tầng sản phẩm chính đang
được khai thác sử dụng với lưu lượng lớn dẫn đến sự thay đổi mực nước
và suy giảm trữ lượng nước theo thời gian. Mực nước dưới đất suy giảm
trung bình từ 0,13 ÷ 0,17 m/năm, lượng nước mất đi trên toàn tỉnh với trung
bình 70% diện tích đất tự nhiên ước tính đạt khoảng 354.930 m3/ng. Lượng
bổ cập của quá trình thấm xuyên và từ sông, biển vào tầng chứa nước qp
ước tính gần 1.000 m3/ng, chiếm một phần rất nhỏ, khoảng 1%. Do vậy,
nếu tiếp tục duy trì tốc độ khai thác nước như hiện nay, trữ lượng nước
dưới đất TCN qp sẽ bị ảnh hưởng và ranh giới mặn – nhạt sẽ dịch chuyển
vào sâu bên trong đất liền.
Như vậy, theo kết quả tính toán, tổng lượng nước mất đi do khai thác
ở cả 2 tầng chứa nước ước tính đạt 443.660 m3/ng.
Chương 4:
Dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước
dưới đất tỉnh Thái Bình


4.1. Cơ sở dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng
đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình
Để có cơ sở dữ liệu chạy mô hình dự báo ảnh hưởng của
BĐKH&NBD đến NDĐ khu vực nghiên cứu, tác giả đã tổng hợp, đánh giá
các nhân tố ảnh hưởng và phân vùng chịu ảnh hưởng của các yếu tố này
cho từng tầng chứa nước.

- Đối với TCN qh: chịu ảnh hưởng chính của nước mưa và nước sông,
biển ở khoảng cách 1,5 ÷ 3,0 km so với đường bờ. Từ hiện trạng sử dụng
đất cùng các đặc trưng thạch học, lượng bốc hơi... xây dựng sơ đồ phân bố
vùng bổ cập cho TCN Holocen, trong đó lượng bổ cập thay đổi từ 5 ÷
25%. Từ năm 1995 ÷ 2014, lượng mưa có mức độ gia tăng từ 0,9 ÷ 1% (từ
1.267,4 cm đến 1.587,6 cm), nhiệt độ trung bình năm tăng từ 22,8 đến
23,6oC, lượng bốc hơi giảm 0,07 % (từ 904,7 cm xuống 842,1 cm). Tổng
lượng nước bổ cập từ nước mưa cho TCN ước tính khoảng (0,0003 
0,00032) m/ng.
- Đối với TCN qp: nước dưới đất ít có quan hệ trực tiếp với nước mưa
mà một phần được bổ cập từ TCN bên trên xuống và từ bên sườn vào.
Lượng nước thấm xuyên bổ cập cho TCN bên trên xuống thay đổi từ
2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng. Theo hiện trạng phân bố mặn – nhạt TCN qp cho
thấy khu vực nước nhạt tập trung chủ yếu ở phía Bắc của tỉnh. Hiện nay,
do hoạt động khai thác nước đã làm cho mực nước dưới đất hạ thấp theo
thời gian, dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt với diện tích bị thu hẹp
khoảng 17 km2 so với năm 1996. Dựa trên bản đồ hiện trạng khai thác cùng
ranh giới mặn – nhạt TCN qp cho thấy hầu hết các điểm bị thu hẹp diện tích
đều nằm gần các giếng khai thác nước của tỉnh.
Từ kết quả tổng hợp nhu cầu sử dụng nước trong tương lai cùng hiện
trạng khai thác nước, hiện trạng sử dụng đất, đặc trưng về điều kiện khí hậu
khu vực, tác giả đã dự báo sự thay đổi của các nhân tố dưới điều kiện tự
nhiên, khi chưa có tác động của BĐKH&NBD gồm: diện tích sử dụng đất,
sự thay đổi lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ và sự dâng lên của mực nước
biển cùng lượng bổ cập của các TCN trong tương lai. Đồng thời, dự báo sự
thay đổi của các điều kiện này trong trường hợp có BĐKH&NBD để từ đó
đánh giá tác động của sự thay đổi khí hậu và dâng lên của nước biển đến các
TCN khu vực nghiên cứu.
4.2. Xây dựng mô hình dự báo
Để xây dựng mô hình dự báo sự biến đổi ranh giới mặn – nhạt nước

dưới đất trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tác giả sử
dụng mô hình VISUAL MODFLOW với phần mềm SEAWAT. Trong đó
thực hiện sơ đồ hóa điều kiện ĐCTV phản ánh điều kiện tồn tại của nước
dưới đất gồm: cấu tạo địa chất, thành phần đất đá, bề dày TCN và các


thông số ĐCTV, ranh giới mặn – nhạt hiện có, động thái của nước dưới đất
trong điều kiện tự nhiên và điều kiện tự nhiên bị phá huỷ, ảnh hưởng của
sông biển, khí hậu tới nước dưới đất, hiện trạng đê biển... Xây dựng sơ đồ
phân bố vùng thấm, giá trị lượng bổ cập và bốc hơi, bản đồ đẳng mực
nước dưới đất cùng các điều kiện của mô hình để mô phỏng sự dịch
chuyển ranh giới mặn – nhạt NDĐ khu vực nghiên cứu.
4.3. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi mực nước dưới đất
Mực nước dưới đấ t là mô ̣t yế u tố rấ t quan tro ̣ng ảnh hưởng trực tiế p
đế n sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt và thay đổi trữ lượng nước nhạt
các TCN khu vực nghiên cứu. Sau khi xây dựng mô hình dự báo, tác giả
đã xác đinh
̣ đươ ̣c sự biế n đổ i mực nước ở cả 2 TCN chính khu vực nghiên
cứu trong cả 2 trường hợp khi chưa có Biến đổi khí hậu và nước biển dâng
cũng như đã có tác động của sự thay đổi khí hậu, nước biển dâng.
4.3.1. Đối với tầng chứa nước Holocen
Tầ ng chứa nước qh có số lươ ̣ng giế ng khai thác không nhiề u lại liên
tục được bổ cập bởi nước mưa, nước mặt do đó xu thế biế n đô ̣ng mực
nước của TCN không rõ rê ̣t. Theo kết quả quan trắc mực nước hiện tại ở
TCN qh có xu hướng tăng rất nhẹ so với những năm trước đây, đặc biệt tại
những vùng NDĐ TCN qp nhạt do tại đây đang được khai thác tập trung
phục vụ sinh hoạt. Những khu vực TCN qp mặn, nước ở TCN qh nhạt,
mặc dù vẫn được khai thác sử dụng nhưng mực nước có xu hướng giảm
không nhiề u do liên tục được bổ cập bởi nước mưa, nước mặt.
- Trong trường hợp chưa có BĐKH&NBD, mực nước có sự gia tăng ở

khu vực phía Bắc của tỉnh với mức tăng khoảng 0,2 ÷ 0,3 m đến năm
2100. Trong đó ở khu vực phía Nam và ven biển thì mực nước ít thay đổi
theo thời gian (hình 4.16).

Hình 4.16. Mực nước TCN Holocen
năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD

Hình 4.18. Mực nước tầng chứa nước
Holocen năm 2100 theo kịch bản A2


- Theo kết quả dự báo với kịch bản BĐKH&NBD đế n năm 2100, mực
nước giảm trung bình từ 0,5 đến 0,8 m, như tại lỗ khoan Q158 mực nước
giảm 0,52 m (từ 0,64 m thời điể m hiê ̣n ta ̣i xuố ng 0,12 m năm 2100 theo
kich
̣ bản A2) (hình 4.18).
4.3.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen
Tầ ng chứa nước Pleistocen là TCN đươ ̣c khai thác chủ yế u phục vụ
nhu cầu sinh hoạt, kinh tế - xã hội trong khu vực nghiên cứu. Điều này đã
tác động đến sự hạ thấp mực nước của TCN trong tương lai. Theo số liệu
quan trắc mực nước kết hợp đồ thị tính toán đến năm 2014, hầu hết mực
nước TCN qp tại các công trình quan trắc đều suy giảm theo thời gian.

Hình 4.20. Mực nước TCN Pleistocen năm
2100 khi chưa có BĐKH&NBD

Hình 4.22. Mực nước tầng chứa nước
Pleistocen năm 2100 theo kịch bản A2

Sự thay đổi mực nước của TCN Pleistocen ít thay đổi trong cả 2

trường hợp chưa có BĐKH&NBD và khi đã có tác động của sự thay đổi
khí hậu và dâng lên của nước biển. Theo dự báo mực nước của TCN qp
đế n năm 2100 giảm đế n gần 10 m. Khu vực phía Bắ c của tỉnh (các xã An
Quý, An Bài, huyê ̣n Quỳnh Phu ̣), ta ̣i lỗ khoan Q159a, mực nước giảm từ 2,69 m xuố ng -11,32 m (năm 2100) do đây là khu vực nước nhạt với các
công trình cấp nước tập trung, khai thác lưu lượng lớn.
4.4. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới
đất khi chưa có biến đổi khí hậu và nước biển dâng
Sau khi xây dựng mô hình dòng chảy nước dưới đấ t, tiế n hành dự
báo sự dich
̣ chuyể n của biên mă ̣n các TCN trong điều kiện chưa có thay
đổi của khí hậu và sự dâng lên của nước biển và theo kịch bản
BĐKH&NBD như hiện nay. Kế t quả cho thấ y xu thế mă ̣n nha ̣t biế n đổ i rấ t
phức ta ̣p, tùy thuộc vào điều kiện hiện trạng chất lượng nước, hiện trạng sử
dụng đất và hiện trạng đê điều cùng điều kiện khí hậu trong tương lai.


4.4.1. Đối với tầng chứa nước Holocen:
Kết quả mô hình dự báo cho thấy với sự gia tăng của lượng nước mưa
theo thời gian trong đó mực nước sông, biển có xu hướng tăng nhẹ, cao
ngang bằng với mực NDĐ khu vực ven biển nên TCN Holocen có xu
hướng rửa nhạt, đặc biệt ở khu vực ven sông Trà Lý thuộc Đông Hưng,
Kiến Xương, Tiền Hải (bảng 4.6). Trong đó, tại khu vực ven biển Thái
Thụy, do chịu ảnh hưởng của nước biển và sự xâm nhập mặn từ nước biển
vào cửa biển Thái Bình nên TCN qh bị nhiễm mặn vào sâu trong đất liền.
4.4.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen:
Do ít chịu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu và nước sông, biển mà chủ
yếu chịu tác động của hoạt động khai thác nước dưới đất, do vậy xu thế
biến đổi ranh giới mặn – nhạt của TCN này thay đổi không đáng kể (bảng
4.6), chủ yếu là thu hẹp diện tích vùng nước nhạt tại các điểm tập trung các
công trình khai thác nước của tỉnh.

Bảng 4.6. Diện tích nước mặn các tầng chứa nước theo thời gian
Diện tích mặn các tầng chứa nước (km2)
Thời gian
TCN Holocen
TCN Pleistocen
Hiê ̣n ta ̣i
521,132
905,375
2020
505,007
907,595
Năm
2060
453,99
917,270
2100
417,64
928,940
4.5. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt NDĐ
trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng
4.5.1. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt NDĐ trong trường hợp đê
biển hiện tại
- Đối với tầng chứa nước Holocen: sự biế n đổ i ranh giới mặn – nhạt rấ t
rõ rê ̣t, diê ̣n tích nước mă ̣n tăng dầ n theo các giai đoa ̣n, trong đó khu vực
ven biển diê ̣n tích nước mă ̣n tăng ma ̣nh hơn, biên mă ̣n lấ n sâu vào lu ̣c đia.̣
Theo kich
̣ bản phát thải A2, đế n năm 2100 diê ̣n tích nước mă ̣n theo dự báo
là 630,869 km2, tăng lên 109,74 km2 (khoảng 20%) so với hiện tại.
Bảng 4.7. Diện tích nước mặn TCN Holocen theo các kịch bản phát thải
Diê ̣n tích nước mă ̣n theo kich

̣ bản phát thải (km2)
Năm
B1
B2
A2
2020
535,941
540,298
545,172
2060
564,023
574,519
585,108
2100
601,002
615,195
630,869
- Đối với tầng chứa nước Pleistocen: Theo kết quả nghiên cứu, đánh giá
ảnh hưởng của khí hậu và nước biển đến NDĐ khu vực cho thấy TCN qp ít
chiụ ảnh hưởng của BĐKH&NBD mà chủ yếu do hoạt động khai thác. Kế t


quả mô hình dự báo cho thấ y diê ̣n tích nước mă ̣n trong TCN tăng dầ n theo
các năm và theo các kich
̣ bản phát thải (B1, B2, A2) (bảng 4.8). Những
năm cuố i của thế kỷ 21, ranh giới mă ̣n nha ̣t bi ̣ tác đô ̣ng lớn hơn, biế n đổ i
nhanh hơn. Theo kich
̣ bản phát thải cao, đế n năm 2100 diê ̣n tích nước mă ̣n
theo dự báo là 935,985 km2, tăng lên 30,61 km2 (khoảng 3,5%) so với hiện
tại.

Bảng 4.8. Diện tích nước mặn TCN Pleistocen theo các kịch bản phát thải
Diê ̣n tích nước mă ̣n theo kich
̣ bản phát thải (km2)
Năm
B1
B2
A2
2020
907,975
908,885
910,015
2060
917,375
919,045
921,435
2100
929,825
931,675
935,985
Dựa trên kết quả dự báo cho cả 2 TCN cho thấy sự thay đổi về nhiệt
độ, lượng mưa, độ bốc hơi và sự dâng cao của mực nước biể n làm gia tăng
diê ̣n tích nước mă ̣n TCN Holocene và Pleistocene. Diện tích vùng nước
mặn TCN qh chịu ảnh hưởng trực tiếp từ diện tích vùng ngập theo kịch
bản BĐKH&NBD. Trong đó, đối với TCN qp, xu thế mă ̣n phân bố chủ
yếu ta ̣i khu vực phía Nam - Đông Nam, diê ̣n tích mă ̣n tăng lên tại ranh giới
mặn – nhạt khu vực Đông Hưng, Thái Thụy, Hưng Hà.
4.5.2. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt NDĐ trong trường hợp
nâng cấp đê biển
- Đố i với tầ ng chứa nước Holocene: sự biế n đổ i NDĐ rấ t rõ rê ̣t, diê ̣n tích
nước mă ̣n tăng dầ n theo các giai đoa ̣n đặc biệt tại khu vực ven biển Tiền

Hải, Thái Thụy, biên mă ̣n lấ n sâu vào lu ̣c địa. Theo kich
̣ bản phát thải A2,
đế n năm 2100, ranh giới mă ̣n nha ̣t biế n đổ i nhanh hơn do nước dưới đất
chiụ ảnh hưởng ma ̣nh của nước biể n dâng. Diê ̣n tích nước mă ̣n tăng lên
564,056 km2, tăng 42,93 km2 (khoảng 8%) so với hiện tại (bảng 4.9).
Bảng 4.9. Diện tích nước mặn TCN qh theo các kịch bản phát thải
Diê ̣n tích nước mă ̣n theo kich
̣ bản phát thải (km2)
Năm
B1
B2
A2
2020
524,565
526,557
530,420
2060
535,997
540,148
547,510
2100
550,565
554,762
564,050
- Đối với tầng chứa nước Pleistocen: xu thế mă ̣n phân bố chủ yếu ta ̣i
khu vực phía Nam - Đông Nam và tăng lên tại ranh giới khu vực Đông
Hưng, Thái Thụy, Hưng Hà. Theo kich
̣ bản phát thải cao, đế n năm 2100
diê ̣n tích nước mă ̣n toàn vùng nghiên cứu theo dự báo là 931,005 km2, tăng
lên 25,6 km2 (khoảng 3%) so với hiện tại (bảng 4.10).

Bảng 4.10. Diện tích nước mặn TCN qp theo các kịch bản phát thải
Diê ̣n tích nước mă ̣n theo kich
̣ bản phát thải (km2)
Năm
B1
B2
A2
2020
906,421
907,132
908,466
2060
914,865
916,015
918,925
2100
925,837
927,680
931,005
Như vậy có thể thấy rằng khi chưa có BĐKH&NBD, NDĐ ở TCN
Holocen có xu hướng rửa mặn. Tuy nhiên cùng với sự thay đổi về nhiệt
độ, lượng mưa, độ bốc hơi và sự dâng cao của mực nước biể n theo các
kịch bản BĐKH&NBD sẽ làm gia tăng diê ̣n tích nước mă ̣n TCN Holocene
và Pleistocene. Tuy nhiên, trong trường hợp đê biển hiện tại, tác động của
BĐKH&NBD đến các TCN lớn hơn so với trường hợp nâng cấp hệ thống
đê biển. Theo kết quả tính toán, diện tích vùng nước nhạt mất đi với đê
biển hiện tại tương ứng với kich
̣ bản A2 đế n năm 2100 so với có nâng cấp

2
đê biển ở TCN qh là 66,8 km và ở TCN qp là 4,98 km2. Do đó, việc cải
tạo, nâng cấp hệ thống đê biển là giải pháp công trình có ý nghĩa giảm thiểu
tác động của BĐKH&NBD đế n NDĐ tỉnh Thái Bình.
4.6. Tiềm năng tài nguyên nước dưới đất tỉnh Thái Bình
Sau khi hoàn thiê ̣n mô hình dự báo, căn cứ vào sự thay đổi mực nước
của các TCN theo thời gian cùng kết quả phân bố diện tích vùng nước nhạt
xác định từ mô hình cùng các đặc trưng của TCN, tác giả xác đinh
̣ đươ ̣c
trữ lươ ̣ng NDĐ của TCN Holocene và Pleistocene theo từng năm ứng với
các kich
̣ bản BĐKH&NBD.
4.6.1. Tầng chứa nước Holocen
 Trường hợp chưa có BĐKH&NBD:
Tài nguyên nước nhạt có xu hướng tăng theo thời gian. Trong đó, với
lượng mưa tăng, mực nước biển dâng nhẹ thì NDĐ TCN Holocen đang
được rửa mặn. Tuy nhiên, tại khu vực ven biển Thái Thụy do sự xâm nhập
mặn ở vùng cửa biển nên trữ lượng nước nhạt tại khu vực này có sự suy
giảm. Tính đến năm 2100, lượng nước nhạt trên toàn tỉnh tăng khoảng
103,18 triệu m3 so với hiện tại.
 Trường hợp có Biến đổi khí hậu và nước biển dâng:
Trữ lươ ̣ng nước dưới đấ t nha ̣t có xu hướng giảm dầ n theo các năm với
mức đô ̣ phát thải khí nhà kiń h khác nhau với trữ lượng nước nhạt thay đổi
theo từng huyện và theo từng kịch bản khác nhau tương ứng với trường
hợp đê biển hiện tại và có sự nâng cấp hệ thống đê biển.
- Trong trường hợp đê biển hiện tại: Theo kết quả tính toán và biểu đồ
đánh giá cho thấy trữ lượng nước nhạt TCN Holocen phân bố không đồng


Lượng nước nhạt (triệu m3)

đều trên toàn tỉnh, nước nhạt phân bố với trữ lượng lớn tại huyện Thái
Thụy, Hưng Hà, Vũ Thư và thành phố Thái Bình. Trữ lượng nước nhạt có
xu hướng giảm mạnh tại khu vực ven biển, tập trung tại hai huyện Thái
Thụy, Tiền Hải do chịu tác động mạnh của sự dâng lên của nước biển. Trữ
lượng nước nhạt giảm mạnh nhất theo kịch bản phát thải cao A2. Tính đế n
năm 2100, trữ lươ ̣ng nước nha ̣t TCN Holocene trên toàn tỉnh ứng với kich
̣
3
3
bản này chỉ còn 492,443 triê ̣u m (giảm 263,663 triê ̣u m so với hiê ̣n ta ̣i).
240.0
190.0

140.0

Hiện tại

90.0

Năm 2020

40.0

Năm 2060

-10.0

Đông Hưng Hà Kiến
Hưng

Xương

Quỳnh Thái Thụy Tiền Hải Vũ Thư
+ Tp
Phụ
Thái
Bình

Năm 2100

Lượng nước nhạt (triệu m3)

Hình 4.30. Lượng nước nhạt TCN qh theo kịch bản A2 với đê biển hiện tại
- Trong trường hợp có nâng cấp đê biển:
Theo kết quả tính toán cho thấy lượng nước nhạt toàn tỉnh cũng có xu
hướng suy giảm theo các kịch bản BĐKH&NBD. Trong đó, với lượng mưa,
nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng lên thì sự xâm nhập mặn tại các vùng
ven biển xảy ra càng lớn. Nước nhạt phân bố với trữ lượng lớn tại huyện
Thái Thụy, Hưng Hà, Vũ Thư và thành phố Thái Bình. Trữ lượng nước
nhạt có xu hướng tăng nhẹ ở sâu trong đất liền do được rửa nhạt bởi nước
mưa. Những khu vực ven biển Thái Thụy, Tiền Hải do chịu tác động của
sự dâng lên của nước biển, đất đá khu vực có khả năng thấm nước tốt,
lượng nước nhạt có xu hướng suy giảm mạnh theo thời gian.
240.0
190.0
140.0

Hiện tại

90.0

Năm 2020

40.0

Năm 2060

-10.0

Đông Hưng Hà Kiến
Hưng
Xương

Quỳnh Thái Thụy Tiền Hải Vũ Thư
+ Tp
Phụ
Thái
Bình

Năm 2100

Hình 4.32. Lượng nước nhạt TCN qh theo kịch bản A2 khi nâng cấp đê biển
Đến năm 2100, với mức độ phát thải khí nhà kính cao nhất (A2),
lượng nước nhạt của tỉnh trong trường hợp nâng cấp đê biển ước tính là


Lượng nước nhạt (triệu m3)

548,073 triệu m3, giảm 298 triệu m3. Như vậy, đê biển đã góp phần giữ
được gần 56 triệu m3 nước nhạt cung cấp cho khu vực nghiên cứu. Do đó,

nếu tiếp tục tăng mức đê biển cao như hiện nay sẽ làm giảm sự xâm nhập
mặn của nước biển vào các TCN.
4.6.2. Tầng chứa nước Pleistocen
 Khi chưa có Biến đổi khí hậu và nước biển dâng:
Dựa vào kết quả tính toán tài nguyên nước nhạt toàn tỉnh cho thấy khi
chưa có BĐKH&NBD, lượng nước nhạt có xu hướng giảm theo thời gian.
Trong đó, với lượng mưa tăng, mực nước biển dâng nhẹ, lưu lượng khai
thác cố định thì TCN Pleistocen đang bị nhiễm mặn. Tính đến năm 2100,
lượng nước nhạt trên toàn tỉnh giảm khoảng 92,78 triệu m3 so với hiện tại.
 Khi có Biến đổi khí hậu và nước biển dâng:
- Trong trường hợp đê biển hiện tại:
Dựa vào hiện trạng phân bố mặn – nhạt NDĐ cùng kết quả tính toán
lượng nước nhạt trên toàn tỉnh cho thấy phía Nam và Đông Nam của tỉnh,
huyện Tiền Hải, Kiến Xương, Vũ Thư và TP Thái Bình, nước hầu hết là
mặn. Sự thay đổi lượng nước nhạt trên toàn tỉnh cũng có xu hướng giảm
theo các kịch bản BĐKH&NBD nhưng không nhiều do NDĐ nằm dưới
sâu và chủ yếu chịu tác động của hoạt động khai thác. Nước mặn xâm
nhập sâu vào trong đất liền, tác động đến các khu vực Quỳnh Phụ, Thái
Thụy, Đông Hưng, Hưng Hà và làm suy giảm lượng nước nhạt. Tính đến
năm 2100, theo kịch bản phát thải A2, lượng nước nhạt mất đi so với hiện
tại là 103,6 triệu m3.
490.0
390.0
290.0

Hiện tại

190.0

Năm 2020

Năm 2060

90.0
-10.0

Năm 2100
Đông Hưng Hà Kiến
Hưng
Xương

Quỳnh Thái Thụy Tiền Hải Vũ Thư +
Tp Thái
Phụ
Bình

Hình 4.35. Lượng nước nhạt TCN qp theo kịch bản A2 với đê biển hiện tại
- Trong trường hợp nâng cấp đê biển:
Cũng giống như trường hợp đê biển hiện tại, BĐKH&NBD ít gây ảnh
hưởng đến TCN qp. Trong đó, khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy, Vũ
Thư, Kiến Xương vẫn bị mặn. Lượng nước nhạt tại huyện Quỳnh Phụ,
Đông Hưng, Hưng Hà và một phần Thái Thụy có xu hướng giảm dần theo
thời gian và các kịch bản phát thải nhưng không lớn. Theo kết quả tính


Lượng nước nhạt (triệu m3)

toán, lượng nước nhạt bị mất đi theo kịch bản phát thải khí nhà kính A2
tính đến năm 2100 so với hiện tại là 94,2 triệu m3. Như vậy, trong trường
hợp phát thải khí nhà kính này, tính đến thời gian năm 2100, lượng nước
nhạt được đê biển giữ lại ở TCN qp là 9,4 triệu m3.

490.0
390.0

290.0

Hiện tại

190.0

Năm 2020

90.0

Năm 2060

-10.0

Đông
Hưng

Hưng
Hà

Kiến
Xương

Quỳnh Thái Thụy Tiền Hải Vũ Thư
+ Tp
Phụ
Thái

Bình

Năm 2100

Hình 4.37. Lượng nước nhạt TCN qp theo kịch bản A2 khi nâng cấp đê biển

4.7. Đề xuất giải pháp quản lý, khai thác hợp lý tài nguyên nước dưới đất
4.7.1. Các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu tác động của nước biển đến
nước dưới đất
- Nâng cấp, xây dựng hệ thống đê biển khu vực ven biển để ngăn chặn sự
dâng cao của nước biển tràn vào đất liề n đồng thời xây dựng các cống
ngăn mặn và thoát nước trong những ngày mưa lũ. Hiện tại, hầu hết khu
vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy đã có đê biển tuy nhiên để đảm bảo
tránh xâm nhập của nước biển vào đất liền, cần tiến hành nâng cấp chiều
cao đê, gia cố thường xuyên và điều chỉnh cho phù hợp với quy luật xói lở,
bồi tụ của đất đá.
- Quy hoạch điều chỉnh chế độ khai thác, trong đó hạn chế khai thác nước
ở vùng nhạt, đặc biệt là khu vực trung tâm phễu hạ thấp hiện nay (như
Hưng Hà, An Bài, Đông Hưng và một phần huyện Quỳnh Phụ). Khai thác
nước mặn ở những vùng mặn để thực hiện nuôi trồng thủy sản hoặc các
ngành công nghiệp phụ trợ sử dụng nước mặn... Tăng cường công tác quản
lý, quy hoạch và hạn chế khai thác cho từng vùng cụ thể.
+ Ở khu vực phía Bắc, Tây Bắc của tỉnh (huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ),
khu vực ven biển Tiền Hải và một phần huyện Thái Thụy có thể tiến hành
khai thác nước tập trung bằng các giếng khoan đường kính nhỏ trong TCN
qh ở chiều sâu 20  30 m;
+ Khai thác nước trong TCN qp bằng các giếng khoan đường kính nhỏ
chiều sâu 60  90 m hoặc các công trình cấp nước tập trung với các lỗ
khoan khai thác có chiều sâu 60  150 m tại khu vực phía Bắc của tỉnh
gồm: huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Quỳnh Phụ và một phần Thái Thụy;

+ Đối với những khu vực khó khăn về nguồn nước như không đảm bảo
chất lượng, nước bị mặn ở hầu hết TCN, khó khai thác… khuyến cáo
người dân có thể sử dụng nước mưa để ăn uống, sử dụng nước từ giếng
đào, ao, hồ… để sinh hoạt (tắm giặt, rửa, vệ sinh…) hay sử dụng nguồn
nước từ sông được xử lý bằng các trạm cấp nước tập trung để cung cấp cho
ăn uống, sinh hoạt.
- Cải tạo, nâng cấp và tăng cường xây dựng các hồ chứa nước nhân tạo,
áp dụng các mô hình, giải pháp tăng cường bổ sung nhân tạo cho nước
dưới đất, đảm bảo và duy trì được nguồn trữ lượng nước dưới đất cho các
đô thị và vùng khan hiếm nước. Phát triển chiến lược trong nghiên cứu
khoa học công nghệ, đưa ra các giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm tăng cường
bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất.
- Cải tạo, nâng cấp, phát triển mạng lưới kênh mương thủy lợi để đảm bảo
tiêu thoát nước, phục vụ tưới tiêu, cung cấp nguồn nước nhạt bổ sung cho
các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu.
4.7.2. Các giải pháp duy trì, bảo vệ nước dưới đất
- Xây dựng và ban hành các quy định bảo vệ, duy trì các nguồn bổ cập và
khai thác nước dưới đất, hướng dẫn việc lồng ghép quy hoạch phát triển
với bảo vệ tài nguyên NDĐ;
- Điều tra, đánh giá tiềm năng nước dưới đất vùng ven biển và quản lý
tổng hợp các nguồn nước nhằm định hướng khai thác và sử dụng hợp lý;
- Đánh giá khả năng tự bảo vệ đối với tác động của biến đổi khí hậu, xác
định các nguy cơ gây nhiễm mặn tài nguyên nước dưới đất một cách chi
tiết. Đẩy mạnh nghiên cứu khoa học tìm ra các giải pháp xử lý nước mặn
thành nước nhạt hoặc tái sử dụng nguồn nước đã qua sử dụng;
- Tăng cường xây dựng và phát triển hệ thống quan trắc động thái nước
dưới đất tại các khu vực có nguy cơ chịu ảnh hưởng của BĐKH&NBD.
Xây dựng hệ thống thông tin dữ liệu phục vụ quản lý khai thác sử dụng

nước dưới đất đồng thời thực hiện đánh giá tác động môi trường chiến
lược (ĐMC) cho tất cả các phương án khai thác sử dụng nước dưới đất tại
khu vực nhằm quản lý tốt nguồn tài nguyên thiên nhiên này. Nâng cao
nhận thức cộng đồng về BĐKH&NBD cùng ý nghĩa của việc bảo vệ
nguồn tài nguyên nước dưới đất trước tác động của chúng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
- Chất lượng NDĐ phân bố không đồng đều, mặn – nhạt đan xen do tác
động của các chu kỳ tiến hóa địa chất, mưa và các kỳ lũ lụt trong năm đặc
biệt đối với TCN Holocen. Diện tích vùng nước mặn của TCN Holocen