Nghiên cứu đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ ven biển tỉnh Ninh Thuận trong bối cảnh biến đổi khí hậu (Luận văn thạc sĩ)

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO
XÂM NHẬP MẶN Ở CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC TRẦM
TÍCH ĐỆ TỨ VEN BIỂN TỈNH NINH THUẬN TRONG BỐI
CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

NGUYỄN BẢO HOÀNG

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 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO
XÂM NHẬP MẶN Ở CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC TRẦM
TÍCH ĐỆ TỨ VEN BIỂN TỈNH NINH THUẬN TRONG BỐI
CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

NGUYỄN BẢO HOÀNG
CHUYÊN NGÀNH : THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 604402248
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. TẠ THỊ THOẢNG

HÀ NỘI, NĂM 2017

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: TS. TẠ THỊ THOẢNG

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Đoàn Văn Cánh

Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Hoàng Văn Hoan

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 20 tháng 9 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các tài liệu và số
liệu trong luận văn này là trung thực. Các kết quả, luận điểm của luận văn chưa được
công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2017
Tác giả

Nguyễn Bảo Hoàng

4

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành thủy văn với đề tài “Nghiên cứu đánh
giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ ven
biển tỉnh Ninh Thuận trong bối cảnh biến đổi khí hậu” là kết quả của quá trình cố
gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các thầy,
bạn bè đồng nghiệp và người thân. Qua trang viết này tác giả xin gửi lời cảm ơn tới
những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.
Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS Phạm Quý nhân
và người trực tiếp hướng dẫn là TS Tạ Thị Thoảng đã tận tình hướng dẫn cũng như
cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà
Nội đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình.
Ngoài ra, tôi xin chân thành cảm ơn các đơn vị đã cung cấp tài liệu cho luận
văn gồm có: Cuc quản lý Tài nguyên nước, Liên đoàn điều tra Tài nguyên nước miền
Trung.
Luận văn là một phần trong đề tài nghiên cứu cấp nhà nước "Nghiên cứu các
giải pháp khoa học, công nghệ hạn chế xâm nhập mặn đối với các tầng chứa nước
ven biển miền Trung trong bối cảnh biến đổi khí hậu; ứng dụng thí điểm cho công
trình cụ thể trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận. Mã số BĐKH.16/16-20.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác đã giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn.

TÁC GIẢ

Nguyễn Bảo Hoàng

5

TÓM TẮT LUẬN VĂN
+ Họ và tên học viên: NGUYỄN BẢO HOÀNG
+ Lớp: CAO HỌC THỦY VĂN

Khoá: 1

+ Cán bộ hướng dẫn: TS. TẠ THỊ THOẢNG
+ Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng
chứa nước trầm tích Đệ tứ ven biển tỉnh Ninh Thuận trong bối cảnh biến đổi khí
hậu.
+ Tóm tắt:
Ninh Thuận là một trong những vùng khô hạn nhất việt nam với mùa khô kéo
dài tới 9 tháng trong 1 năm. Lượng mưa trung bình năm đạt 300 – 400 mm. Với sự suy
giảm của nước mặt do biến đổi khí hậu, nguồn cung cấp nước cho Ninh Thuận chủ yếu
đến từ nước dưới đất. Tuy nhiên, với 60% nước dưới đất trong địa bản tỉnh đang bị
nhiễm mặn, việc nghiên cứu nhằm quy hoạch và quản lý tài nguyên nước dưới đất
trong địa bản tỉnh là một trong những nhiệm vụ cấp bách hơn bao giờ hết. Trong luận
văn này, mức độ tổn thương của các tầng chứa nước ven biển được nghiên cứu bằng
phương pháp GALDIT nhằm mục đích cung cấp một công cụ giúp thực hiện quy
hoạch và quản lý tài nguyên nước dưới đất trong khu vực.
Từ khóa: Xâm nhập mặn, phương pháp GALDIT, biến đổi khí hậu, nước dưới
đất, Ninh Thuận.
Ninh Thuan is one of the most arid regions in Vietnam with a dry season lasting
up to nine months in a year. Average annual rainfall is 300-400 mm. With the decline
of surface water due to climate change, water supply for Ninh Thuan mainly comes
from groundwater. However, with 60% of groundwater in the province is being
salinised, evaluation of seawater intrusion for planning and management of
groundwater resources is one of the most urgent tasks ever. In this study, the
vulnerability of coastal aquifers is assessed by the GALDIT method in order to

provide a tool for planning and management of groundwater resources in the area.
Keywords: Seawater intrusion, GALDIT method, climate change, groundwater,
Ninh Thuan.

6


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ 5
TÓM TẮT LUẬN VĂN ................................................................................................ 6
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. 9
DANH MỤC BIỂU BẢNG ......................................................................................... 11
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................... 12
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 13
1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn ............................................................................ 14
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 14
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 15
4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 15
5. Nội dung nghiên cứu................................................................................................ 15
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH TỔN THƯƠNG DO XÂM
NHẬP MẶN CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC VEN BIỂN VÀ KHU VỰC NGHIÊN
CỨU .............................................................................................................................. 16
1. Tổng quan về nghiên cứu tính tổn thương do xâm nhập mặn các tầng chứa
nước ven biển ............................................................................................................... 16
1.1. Trên thế giới ........................................................................................................ 17
1.2. Trong nước .......................................................................................................... 19
2. Tổng quan về các phương pháp đánh giá tính tổn thương của các tầng chứa
nước ............................................................................................................................... 20

2.1. Phương pháp GOD ............................................................................................. 21
2.2. Phương pháp DRASTIC ..................................................................................... 23
2.3. Phương pháp AVI ............................................................................................... 24
2.4. Phương pháp GALDIT ....................................................................................... 26
2.5. Các phương pháp đã áp dụng ở Việt Nam .......................................................... 27
3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ......................................................................... 28
3.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội ....................................................................... 28
3.2. Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu ................................................ 39
3.3. Hiện trạng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực nghiên cứu ... 47
3.4. Hiện trạng thủy hóa và tình hình nhiễm mặn vùng ven biển tỉnh Ninh Thuận .. 48
3.6. Nhận xét, đánh giá .............................................................................................. 52
4. Tổng quan về kịch bản biến đổi khí hậu ............................................................... 52
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUVÀ TÌNH HÌNH SỐ LIỆU .......... 55
1. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 55
1.1. Thu thập dữ liệu .................................................................................................. 56
1.2. Xử lý số liệu ........................................................................................................ 56
1.3. Nghiên cứu, phát triển bộ nhân tố....................................................................... 58
1.4. Tính toán các nhân tố .......................................................................................... 58
1.5. Xây dựng bản đồ phân vùng tính tổn thương ..................................................... 59
2. Tình hình số liệu ...................................................................................................... 59
2.1. Đặc tính thủy lực của tầng chứa nước (loại tầng chứa nước) (G) ...................... 59
2.2. Hệ số thấm (A) .................................................................................................... 60
2.3. Cốt cao mực nước (L) ......................................................................................... 63
2.4. Khoảng cách tới đường bờ biển (D) ................................................................... 68
7


2.5. Ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn (I) ..................................................... 69
2.6. Bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) (T) ........................................................... 72
2.7. Đánh giá, nhận xét .............................................................................................. 77

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP
MẶN .............................................................................................................................. 78
1. Xây dựng bộ nhân tố GALDIT cho vùng nghiên cứu .......................................... 78
1.1. Bộ giá trị nhân tố và thang điểm GALDIT ......................................................... 78
1.2. Xác định trọng số của các yếu tố GALDIT cho khu vực ven biển Ninh Thuận 78
1.3. Áp dụng xây dựng bộ tiêu chí cho khu vực ven biển Ninh Thuận ..................... 82
2. Nội suy, phân vùng theo thang điểm...................................................................... 87
2.1. Kịch bản biến đổi khí hậu ................................................................................... 87
2.2. Nội suy ................................................................................................................ 89
2.3. Phân vùng theo thang điểm ................................................................................. 95
3. Xây dựng bản đồ phân vùng mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ............... 100
CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ, KHẮC PHỤC XÂM
NHẬP MẶN ............................................................................................................... 102
1. Tổng quan các giải pháp hạn chế xâm nhập mặn đối với các TCN ven biển trên
thế giới ........................................................................................................................ 102
1.1. Hút nước dưới đất mặn nhằm tạo cân bằng giảm XNM vào các công trình khai
thác ........................................................................................................................... 102
1.2. Tăng cường nguồn cung cấp thấm từ trên mặt làm tăng dòng thấm ra biển .... 102
1.3. Tăng cường diện tích vùng đất ngập nước làm tăng cung cấp thấm ................ 102
1.4. Xây các tường chắn dưới đất ngăn mặn. .......................................................... 102
1.5. Tăng cường bổ sung nhân tạo ........................................................................... 103
1.6. Giảm lưu lượng khai thác các công trình không được vượt lưu lượng khai thác
bền vững................................................................................................................... 103
1.7. Bố trí lại các công trình khai thác nhằm giảm thất thoát nguồn nước nhạt chảy
ra biển....................................................................................................................... 103
2. Các giải pháp hạn chế, khắc phục xâm nhập mặn ............................................. 104
2.1. Giải pháp phi công trình ................................................................................... 104
2.2. Giải pháp công trình ......................................................................................... 107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 110
Kết luận ...................................................................................................................... 110

Kiến nghị .................................................................................................................... 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 112

8


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Mực nước biển tăng có thể dẫn đến tăng nguy cơ xâm nhập ........................17
Hình 1.2. Phân chia mức độ tổn thương nước dưới đất theo phương pháp GOD .........22
Hình 1.3. Mô phỏng thời gian ngấm từ bề mặt xuống tới tầng chứa nước ...................25
Hình 1.4. Sơ đồ khu vực nghiên cứu [20] .....................................................................29
Hình 1.5. Biểu đồ lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm tại trạm Phan Rang .........................35
Hình 1.6. Sơ đồ thủy đẳng cao và hướng dòng ngầm lưu vực sông Cái Phan Rang ....43
Hình 1.7. Mặt cắt ĐCTV qua đồng bằng Phan Rang (Tây Bắc - Đông Nam) ..............43
Hình 1.8. Sơ đồ nhiễm mặn nước dưới đất vùng ven biển Ninh Thuận .......................50
Hình 2.1. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu .....................................................................55
Hình 3.1. Sơ đồ cấu trúc thứ bậc ...................................................................................79
Hình 3.2. Bản đồ địa hình vùng nghiên cứu (a) ............................................................89
Hình 3.3. Vùng nghiên cứu thời điểm hiện tại (b), vùng nghiên cứu theo kịch bản
A1F1 tại năm 2100 (c) ...................................................................................................89
Hình 3.4. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) hệ số thấm tầng qh
.......................................................................................................................................90
Hình 3.5. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) hệ số thấm tầng qp
.......................................................................................................................................91
Hình 3.6. Sơ đồ vị trí điểm số liệu cốt cao mực nước tầng qh ......................................91
Hình 3.7. Kết quả nội suy cốt cao mực nước tầng qh ở thời điểm hiện tại (trái) và kịch
bản A1F1 (phải) .............................................................................................................91
Hình 3.8. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu cốt cao mực nước tầng qp ................................92
Hình 3.9. Kết quả nội suy cốt cao mực nước tầng qp ở thời điểm hiện tại (trái) và theo
kịch bản A1F1 (phải) .....................................................................................................92

Hình 3.10. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) ảnh hưởng của
hiện trạng xâm nhập mặn tầng qh..................................................................................93
Hình 3.11. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) ảnh hưởng của
hiện trạng xâm nhập mặn tầng qp..................................................................................94
Hình 3.12. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) bề dày tầng
chứa nước (đới bão hòa) tầng qh ...................................................................................94
Hình 3.13. Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) liệu bề dày tầng
chứa nước (đới bão hòa) tầng qp ...................................................................................95
Hình 3.14. Kết quả phân phân vùng theo đặc tính thủy lực của tầng chứa nước của
tầng qh (trái), qp (phải) ..................................................................................................96
Hình 3.15. Kết quả phân vùng theo hệ số thấm của tầng qh (trái), qp (phải) ...............96
Hình 3.16. Kết quả phân vùng theo cốt cao mực nước của tầng qh (trái), qp (phải) ở
thời điểm hiện tại ...........................................................................................................97
Hình 3.17. Kết quả phân vùng theo cốt cao mực nước của tầng qh (trái), qp (phải) theo
kịch bản A1F1 ...............................................................................................................97
Hình 3.18. Kết quả phân vùng khoảng cách đến bờ biển thời điểm hiên tại (trái) và
theo kịch bản A1F1 (phải) .............................................................................................98
Hình 3.19. Kết quả phân vùng theo ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn của tầng
qh (trái), qp (phải) ..........................................................................................................99
Hình 3.20. Kết quả phân vùng theo bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) của tầng qh
(trái), qp (phải) ...............................................................................................................99
Hình 3.21. Bản đồ phân vùng tổn thương của tầng qh (trái), qp (phải) ở hiện tại ......101

9


Hình 3.22. Bản đồ phân vùng tổn thương của tầng qh (trái), qp (phải) theo kich bản
A1F1 ............................................................................................................................101
Hình 4.1. Xây dựng đập ngầm.....................................................................................103
Hình 4.2. Tuyên truyền, phổ biến bảo vệ tài nguyên nước .........................................104

Hình 4.3. Hệ thống cống ngăn mặn .............................................................................107
Hình 4.4. Trồng rừng ven biển ....................................................................................108
Hình 4.5. Hệ thống đê bao ngăn biển ..........................................................................108

10


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full