Đánh giá tác động của nước biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh và các giải pháp ứng phó

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐỖ NGỌC THỰC

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN
TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN
TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI - 2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐỖ NGỌC THỰC

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN
TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN
TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Văn Trường

HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học của TS. Phan Văn Trường. Các số liệu, kết quả trình bày trong
luận văn đảm bảo độ tin cậy và chính xác.
Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, được trích
dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách.

Tác giả

Đỗ Ngọc Thực

i


LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành trong khuôn khổ trợ giúp của Đề tài nghiên cứu cấp
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu đánh giá quá trình xâm
nhập mặn và đề xuất các giải pháp khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước (nước
mặt và nước dưới đất) phục vụ phát triển kinh tế - xã hội khu vực ven biển tỉnh Hà
Tĩnh” đã tạo điều kiện cho học viên trong công tác thực địa, thu thập thống kê số liệu,
thể hiện mô hình tính toán, với sự hướng dẫn khoa học của TS. Phan Văn Trường. Tác
giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm đề tài - đã tận tình giúp đỡ cũng
như hỗ trợ mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Khoa Sau đại học - ĐH Quốc Gia Hà
Nội, Viện Địa chất và Địa vật lý Biển, Viện Khoa học vật liệu, cùng các Thầy cô, bạn
bè, đồng nghiệp và Gia đình đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN

i

LỜI CẢM ƠN

ii

MỤC LỤC

iii

DANH MỤC BẢNG

vii

DANH MỤC HÌNH

viii

MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4

1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng ................................................4
1.1.1. Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong quá khứ .........................................4
1.1.2. Biến đổi khí hậu và nước biển dâng hiện nay và xu thế tương lai ...................6
1.2. Tình hình nghiên cứu về tác động của nước biển đối với các tầng chứa nước
ven biển .......................................................................................................................12
1.2.1. Trên Thế giới ..................................................................................................12
1.2.2. Ở Việt Nam .....................................................................................................14
1.2.3. Các nghiên cứu về nước dưới đất vùng đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh ...15
1.3. Cơ chế xâm nhập mặn nước dưới đất ..................................................................17
1.3.1. Các quá trình dịch chuyển chất hòa tan ........................................................17
1.3.2. Quá trình phân tán cơ học .............................................................................18
1.3.3. Quá trình phân tán thuỷ động lực ..................................................................18
1.3.4. Quá trình hấp phụ ..........................................................................................19
1.3.5. Quá trình phân rã ...........................................................................................19
1.3.6. Ranh giới mặn - nhạt nước dưới đất vùng ven biển .......................................19
1.4. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................21
1.4.1. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa ........................................................21
1.4.2. Phương pháp kế thừa .....................................................................................21
1.4.3. Phương pháp bản đồ và GIS ..........................................................................21
1.4.4. Phương pháp địa vật lý ..................................................................................22
1.4.5. Phương pháp mô hình toán ............................................................................22
CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI ĐỒNG BẰNG VEN
BIỂN TỈNH HÀ TĨNH

25

2.1. Đặc điểm tự nhiên ................................................................................................25
iii


2.1.1. Vị trí địa lý......................................................................................................25
2.1.2. Đặc điểm địa hình ..........................................................................................27
2.1.3. Đặc điểm địa chất ..........................................................................................27
2.1.4. Đặc điểm phân bố các tầng chứa nước ..........................................................32
2.1.5. Đặc điểm thổ nhưỡng .....................................................................................35
2.1.6. Đặc điểm khí hậu............................................................................................36
2.1.7. Đặc điểm thủy văn, hải văn ............................................................................38
2.1.8. Thảm thực vật .................................................................................................39
2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội .....................................................................................40
2.2.1. Dân cư ............................................................................................................40
2.2.2. Hoạt động nông - lâm nghiệp.........................................................................40
2.2.3. Đánh bắt và nuôi trồng thủy - hải sản ...........................................................41
2.2.4. Hoạt động công nghiệp ..................................................................................41
CHƯƠNG 3 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC
DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH

43

3.1. Tài nguyên nước dưới đất khu vực nghiên cứu ...................................................43
3.1.1. Trữ lượng nước dưới đất ................................................................................43
3.1.2. Chất lượng nước dưới đất ..............................................................................45
3.1.3. Đánh giá khả năng sử dụng nước ..................................................................45
3.2. Diễn biến xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước ..............................................47
3.2.1 Xâm nhập mặn tầng qh....................................................................................49
3.2.2. Xâm nhập mặn tầng qp...................................................................................49

3.3. Dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất đồng
bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh.........................................................................................55
3.3.1. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng khu vực nghiên cứu ...............56
3.3.2. Mô hình dự báo xâm nhập mặn tầng chứa nước khu vực nghiên cứu ...........57
3.3.3. Kết quả dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng trong điều kiện khí hậu
tương lai đến nước dưới đất .....................................................................................60
3.4. Tác động của xâm nhập mặn do mực nước biển dâng tới hoạt động dân sinh
và các hệ sinh thái tự nhiên .........................................................................................67
3.4.1. Tác động tới hoạt động dân sinh ....................................................................67
3.4.2. Tác động tới các hệ sinh thái tự nhiên ...........................................................70

iv


CHƯƠNG 4 CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ
HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH

72

4.1. Biện pháp chung chuẩn bị đối phó BĐKH và NBD ............................................72
4.2. Cơ sở đề xuất các giải pháp .................................................................................73
4.3. Đề xuất các giải pháp ứng phó mực NBD ở đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh ..74
4.3.1. Các giải pháp phi công trình..........................................................................74
4.3.2. Các giải pháp công trình................................................................................77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

81

TÀI LIỆU THAM KHẢO

83

PHỤ LỤC

85

v


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH

Biến đổi khí hậu

ĐB - TN

Đông bắc - Tây nam

ĐBBB

Đồng bằng Bắc Bộ

ĐC

Địa chất

ĐCCT

Địa chất công trình

ĐCTV

Địa chất thủy văn

ĐTS

Điện trở suất

ĐVL

Địa vật lý

GIS

Hệ thông tin địa lý

IPCC

Ủy ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu

KT - XH

Kinh tế - Xã hội

NBD

Nước biển dâng

NDĐ

Nước dưới đất

TB - ĐN

Tây bắc - Đông nam

TBNN

Trung bình nhiều năm

TCN

Tầng chứa nước

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

TEM

Transmission electron microscopy

TNN

Tài nguyên nước

UNICEF

Quỹ nhi đồng Liên hợp quốc

VAST

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

XNM

Xâm nhập mặn

vi


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Cán cân mực nước biển trung bình toàn cầu ..................................................6
Bảng 1.2: Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng
khí hậu của Việt Nam ......................................................................................................9
Bảng 2.1: Thành phần độ hạt của đất đá và mức độ chứa nước ....................................29
Bảng 2.2: Lượng mưa (mm) trung bình tháng nhiều năm.............................................37
Bảng 2.3: Lượng bốc hơi (mm) trung bình nhiều tháng ...............................................37
Bảng 2.4: Nhiệt độ (0C) không khí trung bình tháng nhiều năm...................................38
Bảng 2.5: Số ngày nắng trung bình tháng nhiều năm ...................................................38
Bảng 2.6: Thống kê các khu công nghiệp hiện có trong khu vực nghiên cứu ..............42
Bảng 3.1: Trữ lượng khai thác tiềm năng khu vực nghiên cứu .....................................44
Bảng 3.2: Nhu cầu sử dụng nước khu vực nghiên cứu .................................................47
Bảng 3.3: Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980 - 1999 .................................56
Bảng 3.4: Mức tăng của một số yếu tố so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch bản B2 ..57
Bảng 3.5: Thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch bản B2 .......57
Bảng 3.6: Vị trí một số lỗ khoan quan trắc tại khu vực nghiên cứu ..............................59
Bảng 3.7: Diễn biến diện phân bố nhiễm mặn bởi ảnh hưởng của nước biển dâng trong

các tầng chứa nước dưới kịch bản B2 ...........................................................................65
Bảng 3.8: Bảng tổng hợp các hình thức khai thác nước dưới đất .................................67

vii


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Biểu đồ khí hậu lớp băng ở Nam Cực, chu kỳ băng hà - gian băng cuối cùng
.........................................................................................................................................4
Hình 1.2: Đường cong mực nước biển cho thềm lục địa Sunda nhận được từ các dạng
đường bờ ..........................................................................................................................5
Hình 1.3: Biến động mực nước biển trung bình toàn cầu giai đoạn 1870 - 2010 ...........7
Hình 1.4: Tổng số các cơn bão loại 1 (màu lục), loại 2 và 3 (màu xanh), loại 4 và 5
(màu đỏ) trong giai đoạn 1970 - 2004 .............................................................................8
Hình 1.5: Diễn biến của số cơn XTNĐ hoạt động ở biển Đông, ảnh hưởng và đổ bộ
vào đất liền Việt Nam trong 50 năm qua.......................................................................10
Hình 1.6: Số lượng cơn bão hàng năm ảnh hưởng trực tiếp đến vùng biển tỉnh Hà Tĩnh
.......................................................................................................................................11
Hình 1.7: Số lượng cơn bão (a) theo cấp bão và (b) theo thời gian đổ bộ ....................11
Hình 1.8: Vận động của nước dưới đất vùng ven biển ..................................................20
Hình 1.9: Sơ đồ quan hệ giữa nước nhạt - mặn dưới đất vùng ven biển .......................21
Hình 2.1: Sơ đồ vị trí khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh .................................26
Hình 2.2: Sơ đồ địa chất khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh ............................31
Hình 2.3: Sơ đồ địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu ................................................33
Hình 2.4: Phân tầng ĐCTV và Mặt cắt cấu trúc ĐCTV thực tế theo đường AB, CD ..34
Hình 2.5: Tỷ lệ phần trăm các nhóm đất khu vực vực nghiên cứu ...............................36
Hình 2.6: Mực nước thực đo năm 2011 trạm Bến Thủy ...............................................39
Hình 2.7: Độ mặn thực đo năm 2011 trạm Bến Thủy ...................................................39
Hình 3.1: Suy giảm mực nước dưới đất trong giai đoạn 2014 - 2015 ...........................48

Hình 3.2: Diễn biến TDS trong nước dưới đất giai đoạn 2014 - 2020 ..........................48
Hình 3.3: Bản đồ xâm nhập mặn tầng qh2 mùa mưa/mùa khô giai đoạn 2014 - 2015 .51
Hình 3.4: Bản đồ xâm nhập mặn tầng qh1 mùa mưa/mùa khô giai đoạn 2014 – 2015 52
Hình 3.5: Bản đồ xâm nhập mặn tầng qp mùa mưa/mùa khô giai đoạn 2014 – 2015 ..53
Hình 3.6: Bản đồ hiện trạng nhiễm mặn nước sông (mùa mưa/mùa khô) tỉnh Hà Tĩnh
.......................................................................................................................................54
Hình 3.7: Diện tích có nguy cơ bị ngập khu vực tỉnh Hà Tĩnh ứng với mực NBD 1m 55
Hình 3.8: Miền tính và lưới tính khu vực nghiên cứu ...................................................57
viii


Hình 3.9: Mực nước ban đầu tính toán trên mô hình ....................................................59
Hình 3.10: Mối tương quan mực nước tính toán và thực tế tầng chứa nước qh ...........60
Hình 3.11: Mối tương quan mực nước tính toán và quan trắc tầng chứa nước qp .......60
Hình 3.12: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2020, tầng qh2 ...............................61
Hình 3.13: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2020, tầng qh1 ...............................61
Hình 3.14 Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2020, tầng qp...................................62
Hình 3.15: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2030, tầng qh2 ...............................62
Hình 3.16: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2030, tầng qh1 ...............................63
Hình 3.17: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2030, tầng qp .................................63
Hình 3.18: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2050, tầng qh2 ...............................64
Hình 3.19: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2050, tầng qh1 ...............................64
Hình 3.20: Sơ đồ dự báo xâm nhập mặn đến năm 2050, tầng qp .................................65
Hình 3.21: Mức tăng diện tích (%) xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước dưới đất ..66

ix


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) đang diễn ra mãnh liệt, tác
động tới nhiều yếu tố tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và con người về cả cường độ và
phạm vi ảnh hưởng. Ở nước ta, những khu vực chịu ảnh hưởng nhiều nhất của BĐKH
là các đồng bằng ven biển. Tác động của NBD là rõ rệt nhất được biểu hiện bởi hiện
tượng xâm nhập mặn (XNM). Nhiều khu vực có diện tích đất đang ngày càng bị nhiễm
mặn, làm thu hẹp diện tích đất canh tác và ảnh hưởng lớn đến tài nguyên thiên nhiên,
đặc biệt làm giảm trữ lượng nước nhạt dưới đất và gây nhiễm mặn nguồn nước.
Đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh có 137km đường bờ biển, là khu vực chịu ảnh
hưởng lớn của BĐKH và NBD. Theo kịch bản BĐKH xây dựng cho Hà Tĩnh (Bộ Tài
nguyên và Môi trường, 2009) bao gồm kịch bản biến đổi nhiệt độ, lượng mưa và kịch
bản NBD, cụ thể, mực nước biển có thể dâng thêm 28 - 33cm vào giữa thế kỷ 21 và từ
65 - 100cm vào cuối thế kỷ 21 so với thời kỳ 1980 - 1999. Theo tài liệu của Sở Tài
nguyên - Môi trường Hà Tĩnh (2013) cho thấy, hiện nay nước mặn đã lấn sâu vào các
sông ven biển của tỉnh trên 10 km và nước biển cũng cao hơn 10 năm trước làm cho sự
xâm mặn ngày càng mở rộng, trên 80% giếng khơi mới đào 2 năm gần đây ở vùng
giáp biển đã bị nhiễm mặn không sử dụng được và hiện có trên 114km2 diện tích đất bị
nhiễm mặn, vào mùa khô hạn, diện tích trên còn gia tăng ảnh hưởng không nhỏ đến
các hoạt động dân sinh và phát triển kinh tế của khu vực.
Khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh vừa là nơi tập trung đông dân cư,
vừa phát triển các hoạt động KT - XH kéo theo nhu cầu dùng nước ngày càng tăng,
trong khi nước sử dụng chủ yếu được khai thác tại chỗ từ nguồn nước ngầm và nước
mặt. Do vậy, việc khai thác sử dụng tài nguyên nước nói chung và nước dưới đất nói
riêng đang là vấn đề cần quan tâm. Hiện nay, việc khai thác và sử dụng nước dưới đất
của nhân dân trong vùng còn mang tính tự phát, thiếu sự quy hoạch/quản lý cụ thể và
chưa có các giải pháp bảo vệ tài nguyên thích hợp, nên đã xảy ra các hiện tượng suy
thoái nguồn nước bởi nhiễm bẩn và thất thoát, cùng với quá trình xâm nhập mặn nên ở
nhiều nơi đã có dấu hiệu thiếu hụt nguồn nước cấp, nhất là vào mùa khô hạn.
Nhằm góp phần giải quyết những vấn đề cấp thiết nêu trên, nội dung luận văn
“Đánh giá tác động của nước biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất đồng bằng
ven biển tỉnh Hà Tĩnh và các giải pháp ứng phó” sẽ tập trung nghiên cứu đánh giá

1


tác động của nước biển dâng đối với tài nguyên nước dưới đất, từ đó đưa ra các giải
pháp ứng phó nhằm khai thác và sử dụng bền vững nguồn nước nhạt dưới đất khu vực
ven biển tỉnh Hà Tĩnh.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Nước dưới đất trong trầm tích Đệ Tứ.
Phạm vi nghiên cứu: Đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh theo tọa độ VN2000
được giới hạn từ từ 538.000 ÷ 658.000m Vĩ Bắc và từ 1.984.000 ÷ 2.077.000m Kinh
Đông. Giới hạn được lựa chọn theo đặc trưng hình thái của các thành tạo địa chất và
địa hình qua mối tương tác lục địa – biển trong thời kỳ Đệ Tứ. Vùng nghiên cứu mở
rộng về phía Bắc và hẹp dần về phía Nam, cu thể: Phía Bắc là sông La và sông Lam,
phía Đông tiếp giáp Biển Đông với đường bờ biển dài 137 km, phía Tây là phần diện
tích vùng Trung du đến mức địa hình 25m và phía Nam được chắn bởi Đèo Ngang một nhánh Hoành Sơn của dãy Trường Sơn.
3. Mục tiêu nghiên cứu
- Làm sáng tỏ tác động của NBD trong bối cảnh BĐKH đối với tài nguyên
NDĐ trong các trầm tích Đệ Tứ đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh;
- Bước đầu đề xuất các giải pháp ứng phó trong bối cảnh biến đổi khí hậu và
nước biển dâng nhằm bảo vệ tài nguyên nước nhạt dưới đất khu vực nghiên cứu.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đánh giá vai trò của các nhân tố tự nhiên, KT - XH đối với tài
nguyên nước dưới đất đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh;
- Nghiên cứu những đặc trưng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng vùng
đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh;
- Nghiên cứu đánh giá thực trạng xâm nhập của nước biển vào các tầng chứa
nước khu vực nghiên cứu;
- Dự báo những tác động của nước biển dâng trong điều kiện khí hậu tương lai
đến tài nguyên nước dưới đất đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh;
- Đề xuất các giải pháp ứng phó trong điều kiện mực nước biển dâng nhằm bảo

vệ tài nguyên nước nhạt dưới đất đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để nghiên cứu đồng bằng ven biển Hà Tĩnh, luận văn sử dụng tổ hợp nhiều
phương pháp truyền thống lẫn hiện đại. Cụ thể gồm:
1) Phương pháp điều tra khảo sát thực địa.
2


2) Phương pháp kế thừa.
3) Phương pháp bản đồ và GIS.
4) Phương pháp địa vật lý.
5) Phương pháp mô hình toán.
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, cấu trúc luận văn
bao gồm 4 chương như sau:
Chương 1: Cơ sở lý luận và Phương pháp nghiên cứu
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh
Chương 3: Tác động của nước biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất đồng
bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh
Chương 4: Các giải pháp ứng phó trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước
biển dâng đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
1.

Đỗ Ngọc Thực, Phan Văn Trường, Nguyễn Đức Núi, 2015, “Các nhân tố cơ
bản ảnh hưởng đến nước dưới đất trong trầm tích Đệ Tứ đồng bằng ven biển
tỉnh Hà Tĩnh”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường – ĐH Thủy
Lợi, số 49, tr. 115 – 121, tháng 6/2015;

2.

Phan Văn Trường, Dương Văn Nam, Đỗ Ngọc Thực, 2015, “Tác động của
biến đổi khí hậu đối với tài nguyên nước nhạt dưới đất đồng bằng ven biển Hà
Tĩnh”, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 656, tr. 16 – 20, tháng 8/2015;

3.

Đỗ Ngọc Thực, Phan Văn Trường, Vũ Hải Đăng, Nguyễn Ngọc Tiến, Nguyễn
Đức Núi, Nguyễn Kim Cát, Lư Quang Huy, 2015, “Nghiên cứu ảnh hưởng của
nước biển dâng do biến đổi khí hậu đến diễn biến xâm nhập mặn đồng bằng
ven biển Hà Tĩnh”, Hội nghị Khoa học kỷ niệm 40 năm Viện Hàn lâm KH&CN
Việt Nam (Tiểu ban: Khoa học và Công nghệ Biển, tháng 10/2015);

4.

Đỗ Ngọc Thực, Phan Văn Trường, Vũ Hải Đăng, Nguyễn Ngọc Tiến, Nguyễn
Đức Núi, Nguyễn Kim Cát, Lư Quang Huy, 2015, “Xâm nhập mặn vào các
tầng chứa nước trong trầm tích Đệ Tứ đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh”, Tạp
chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường – ĐH Thủy Lợi, số 50, tr. 37 –
43, tháng 9/2015.
3


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng
1.1.1. Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong quá khứ
Trong suốt chiều dài lịch sử hình thành và tiến hóa Trái Đất đã xẩy ra nhiều lần
biến đổi khí hậu, nó được ghi lại rất nhiều ở những đối tượng tự nhiên khác nhau như:

thành phần đất đá trầm tích, địa hình, thực vật cũng như các cảnh quan trên bề mặt
Trái Đất. Tuy nhiên, càng lùi xa về quá khứ, thì những dấu ấn đó càng không rõ rệt.
Chỉ trong thời gian địa chất gần đây, đặc biệt là kỷ Đệ tứ thì những dấu ấn của BĐKH
mới được biểu hiện rõ ràng. Một trong những đặc trưng quan trọng của BĐKH là sự
thay đổi nhiệt độ của lớp không khí bề mặt đất nói riêng và trong khí quyển của Trái
Đất nói chung. Kèm theo sự tăng hay giảm nhiệt độ (nóng lên hay lạnh đi) là sự tăng
hay giảm mực nước biển (biển tiến - biển lùi). Bằng chứng này được xác nhận thông
qua phân tích lõi khoan băng tại trạm Vostok ở Nam Cực (Hình 1.1).

Nguồn: [32]
Hình 1.1: Biểu đồ khí hậu lớp băng ở Nam Cực, chu kỳ băng hà - gian băng cuối cùng
Từ đó có thể thấy rằng, trong vòng khoảng 150.000 năm qua, trên Trái Đất đã 2
lần xẩy ra nhiệt độ cao (vào thời điểm khoảng 120.000 và 6.000 năm trước) và 2 lần
nhiệt độ thấp (vào thời điểm khoảng 140.000 và 20.000 năm trước); tương ứng với
chúng là 2 lần biển tiến và 2 lần biển lùi. Lần biển tiến sau được gọi là Biển tiến
Flandrian, còn lần biển lùi sau được gọi là Cực đại Băng hà lần cuối.
4


Cho đến nay, tiến trình dâng lên của mực nước biển sau Cực đại Băng hà Lần
Cuối liên quan với biến đổi khí hậu đã đươc nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vực
khác nhau nghiên cứu và đã được đánh giá tương đối đầy đủ và chi tiết cả ở quy mô
toàn cầu, khu vực và địa phương. Ví dụ cho thềm lục địa Sunda, trong đó có Việt Nam
được chỉ ra ở Hình 1.2.

Nguồn: [24]
Hình 1.2: Đường cong mực nước biển cho thềm lục địa Sunda nhận được từ các dạng
đường bờ
Theo Sathiamurty và Viris [31], thời kỳ Cực đại Băng hà lần cuối trên thềm lục
địa Sunda xẩy ra cách ngày ngay khoảng 21.000 năm và mực biển lúc bấy giờ thấp

hơn hiện nay 116m. Trên Hình 1.2, Hanebuth và đồng nghiệp [24] đã chia ra 4 giai
đoạn S1, S2, S3 và S4 tương ứng với khoảng thời gian và tốc độ dâng mực biển khác
nhau. S1 (từ 21.000 - 19.000 năm trước), mực biển dâng lên được 2m, với tốc độ chậm,
chỉ đạt 1mm/năm (1σ = 1,4mm/năm). So sánh với biên độ thủy triều là 2m, thì mực
biển là ổn định; S2 (từ 19.000 - 14.600 năm trước), mực miển dâng lên được 18m với
tốc độ đạt 4,1mm/năm (1σ ± 0,8mm/năm); S3 (từ 14.600 - 14.300 năm trước), mực
biển dâng lên được 16m với tốc độ được gia tăng đáng kể tới 53,3mm/năm. Tuy nhiên,
tốc độ có thể được đánh giá từ phân bố xác suất độ chính xác của tuổi dao động từ 2,8
đến 16,0m/100 năm. Giá trị cao có thể do ảnh hưởng của điều kiện địa phương, như
tích tụ trầm tích, phát triển rừng ngập mặn, v.v., và S4 (từ 14.300 - 13.100 năm trước),
mực biển dâng lên được 16m, với tốc độ đạt 13,3mm/năm (1σ = 3,3mm/năm). Sau đó
mực biển dâng chậm dần. Tuy nhiên, vào thời kỳ tối ưu khí hậu Holocen, bắt đầu từ
khoảng 9.500 đến 6.000 năm trước, nhiệt độ lại được tăng lên và cao hơn hiện nay
khoảng 2oC, khiến cho mực nước biển dâng lên với tốc độ xấp xỉ 10mm/năm [32].
Còn từ 6.000 năm trước đến nay, nhiệt độ hạ thấp dần để đạt được giá trị như hiên nay.
5


1.1.2. Biến đổi khí hậu và nước biển dâng hiện nay và xu thế tương lai
Biến đổi khí hậu có thể do 2 nguyên nhân: một là, do những quá trình tự nhiên
và hai là, do tác động của con người. Nguyên nhân thứ nhất có từ rất lâu nên nguyên
nhân thứ hai được đề cập tới nhiều nhất.
Trên toàn cầu: Trong thời gian gần đây, các kết quả nghiên cứu về khí hậu cho
thấy, nhiệt độ của bề mặt Trái đất trên quy mô toàn cầu đang tăng lên. Hầu hết các số
liệu quan trắc đều cho thấy rằng, nhiệt độ không khí và nước đại dương đều tăng, trong
đó tăng nhanh hơn ở vùng cực Bắc. Trong 100 năm qua (1906 - 2005), nhiệt độ trung
bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,740C [2], tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần
đây gấp đôi so với 50 năm trước đó. Có nhiều lý do làm cho nhiệt độ trên Trái Đất
tăng lên, trong đó có sự gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển. Theo báo cáo của
IPCC [30], nồng độ CO2 trong khí quyển vào thập niên 1990 là 330ppm, nếu trong thế

kỷ XXI, giá trị tăng lên gấp đôi, thì nhiệt độ sẽ tăng lên 1 - 20C, tương đương với thời
kỳ Tối ưu Khí hậu trong Holocen.
Kèm theo nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất, đặc biệt đối với vùng Bắc cực và bề
mặt đại dương tăng lên thì mực nước biển cũng được dâng lên do dãn nở của nước đại
dương và tan chảy các khối băng trên lục địa, cũng như nước mặt từ lục địa (Bảng
1.1). Đồng thời, nhiệt độ bề mặt Trái đất tăng cũng gây ra sự chênh lệch áp suất giữa
lục địa và đại dương dẫn đến tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, đặc biệt là bão và
áp thấp nhiệt đới (cả về tần suất lẫn cường độ).
Bảng 1.1: Cán cân mực nước biển trung bình toàn cầu
Nguồn đóng góp
Dãn nở do nhiệt
Băng hà (trừ Greenland và
Nam Cực)
Băng hà ở Greenland
Khiên băng Greenland
Khiên băng Nam Cực
Nước từ lục địa
Tổng đóng góp
Mực biển TB toàn cầu theo
quan trắc

Khoảng thời gian quan trắc
Đơn vị: mm/năm
1901-1990
1971-2010
1997-2010
0,8(0,5 ÷ 1,1)
1,1 (0,8 ÷ 1,4)
0,54(0,47÷0,61)

0,62(0,25÷0,99)

0,76(0,39÷1,13)

0,15(0,1÷0,19)
-0,11(-0,16÷-0,06)
-

0,06(0,03÷0,09)
0,12(0,03÷0,22)
-

0,1(0,07÷0,13)
0,33(0,25÷0,41)
0,27(0,16÷0,38)
0,38(0,26÷0,41)
2,8(2,3÷3,4)

1,5(1,3÷1,7)

2,0(1,7÷2,3)

3,2(2,8÷3,6)

Nguồn: [26]

6


Theo các nhà khoa học về BĐKH toàn cầu và NBD cho thấy, đại dương đã

nóng lên đáng kể từ cuối thập kỷ 1950. Các nghiên cứu từ số liệu quan trắc trên toàn
cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ 1961 - 2003 đã dâng
với tốc độ 1,8

0,5 mm/năm, trong đó, đóng góp do giãn nở nhiệt và tan băng là lớn

nhất [29]. Năm 2007, IPCC cũng đưa ra kịch bản về mực nước biển dâng đến thời gian
2099 so với khoảng thời gian 1980 - 1999 (Hình 1.4) [32]. Nghiên cứu cập nhật năm
2009 cho rằng tốc độ mực nước biển trung bình toàn cầu dâng khoảng 1,8 mm/năm
(Chuch và White, 2009).

Nguồn: [2]
Hình 1.3: Biến động mực nước biển trung bình toàn cầu giai đoạn 1870 - 2010
Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 300B thời
kỳ 1901 - 2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970. Ở khu
vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời
kỳ 1901 - 2005. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền
Trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu và Trung Á [2]. Tần số mưa lớn tăng lên trên
nhiều khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm đi. Biến đổi của xoáy thuận
nhiệt đới chịu sự chi phối của biến đổi nhiệt độ nước biển, của hoạt động ENSO và sự
thay đổi quỹ đạo của chính xoáy thuận nhiệt đới. Xu thế tăng cường hoạt động của
xoáy thuận nhiệt đới rõ rệt nhất ở Bắc, Tây Nam Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương.
Trong thế kỷ 20 cùng với sự tăng lên của nhiệt độ không khí có sự suy giảm khối
lượng băng trên phạm vi toàn cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hàng
năm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1 - 3,3% mỗi thập kỷ [30].
Về bão gia tăng liên quan tới biến đổi khí hậu. Trong Báo cáo Đánh giá lần thứ
4 của IPCC [30] đã đưa ra nhận xét là không có xu thế rõ ràng về số lượng các xoáy
7

thuận nhiệt đới hàng năm liên quan tới sự tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái đất. Nhưng
theo [32], thì nhiệt độ đại dương nóng lên là một trong những nhân tố ảnh hưởng đến
xoáy thuận nhiệt đới. Đồng thời nhiệt của đại dương và bốc hơi nước góp phần nào
làm cho các xoáy thuận nhiệt đới mạnh hơn. Cả hai điều kiện này đã tăng trong mấy
chục năm qua. Kết quả phân tích số liệu bão từ năm 1970 - 2004 ở các đại dương khác
nhau cho thấy, các cơn bão có cường độ loại 1, 2 và 3 giảm, trong khi đó các cơn bão
có cường độ loại 4 và 5 tăng lên rõ rệt (Hình 1.4).

Nguồn: [32]
Hình 1.4: Tổng số các cơn bão loại 1 (màu lục), loại 2 và 3 (màu xanh), loại 4 và 5
(màu đỏ) trong giai đoạn 1970 - 2004
Về cơ bản, nước biển dâng trong lịch sử là do kiến tạo bên trong Trái Đất gây
ra, hay các biến động thời tiết. Hiện nay, các biến động này vẫn xẩy ra và lặp đi lặp lại
trong chu kỳ hàng trăm năm. Tuy nhiên, nguyên nhân chính và quan trọng nhất của
mực nước biển dâng hiện nay là do hoạt động của con người. Con người đã đẩy nhanh
quá trình phát triển của tự nhiên nhanh hơn quá trình lập lại theo chu kỳ của chính nó.
Vì vậy, cần phải thay đổi hoạt động của con người hiện tại và tương lai để giảm phát
thải khí nhà kính, từ đó giảm hiểm họa do mực nước biển dâng cao.
Ở Việt Nam: Cũng như trên Thế giới, biến đổi khí hậu ở Việt Nam cũng được
thể hiện rõ qua các số liệu đo đạc về mực nước biển, nhiệt độ, lượng mưa,… Xu thế
biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa là rất khác nhau trên các vùng trong 50 năm qua.
Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,50C trên phạm vi cả nước và lượng mưa có xu
hướng giảm ở phía Bắc, tăng ở phía Nam lãnh thổ. Nhiệt độ tháng 1 (tháng đặc trưng
cho mùa đông), nhiệt độ tháng 7 (tháng đặc trưng cho mùa hè) và nhiệt độ trung bình
8


năm tăng trên phạm vi cả nước trong 50 năm qua. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn
so với mùa hè và nhiệt độ vùng sâu trong đất liền tăng nhanh hơn nhiệt độ vùng ven
biển và hải đảo. Trong 50 năm qua, các vùng phía Bắc, lượng mưa mùa khô (tháng 11

- 4) tăng lên chút ít hoặc không thay đổi đáng kể, nhưng vào mùa mưa (tháng 5 - 10)
giảm từ 5 đến hơn 10%, trong khi đó, ở phía Nam tăng khoảng 5 đến 20%. Xu thế diễn
biến của lượng mưa năm tương tự như lượng mưa mùa mưa, tăng ở các vùng khí hậu
phía Nam và giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc. Khu vực Nam Trung Bộ có lượng
mưa mùa khô, mùa mưa và lượng mưa năm tăng mạnh nhất so với các vùng khá ở
nước ta, nhiều nơi đến 20% trong 50 năm qua.
Bảng 1.2: Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các
vùng khí hậu của Việt Nam
Vùng khí hậu
Tây Bắc Bộ
Đông Bắc Bộ
Đồng bằng Bắc Bộ
Bắc Trung Bộ
Nam Trung Bộ
Tây Nguyên
Nam Bộ

Nhiệt độ (0C)
Tháng
Tháng I
VII
1,4
0,5
1,5
0,3
1,4
0,5
1,3
0,5
0,6

0,5
0,9
0,4
0,8
0,4

Năm
0,5
0,6
0,6
0,5
0,3
0,6
0,6

Lượng mưa (%)
Thời kỳ Thời kỳ
Năm
XI - IV
V-X
6
-6
-2
0
-9
-7
0
-13
-11
4

-5
-3
20
20
20
19
9
11
27
6
9
Nguồn: [2]

Theo kết quả tính toán của Nguyễn Ngọc Thụy (1995), trên cơ sở số liệu đo
mực nước biển trong khoảng thời gian 37 năm (1957 - 1994) tại 4 trạm Hải văn dọc bờ
biển Việt Nam là Hòn Dấu, Đà Nẵng, Quy Nhơn và Vũng Tàu, có giá trị mực nước
biển dâng lên tương ứng là 2,15; 1,198; 0,957 và 3,203mm/năm. Gần đây những tính
toán của Đinh Văn Ưu (2009) cho kết quả như sau: Hòn Dấu là 3,8mm/năm; Cồn Cỏ
là 0,07mm/năm; Sơn Trà là 2,0mm/năm; Quy Nhơn 1,4mm/năm; Vũng Tàu là
3,3mm/năm và Phú Quốc là 3,0mm/năm. Trong khi đó, các kết quả của Viện Khí
tượng, Thủy văn và Môi trường lại cho kết quả khác: Hòn Dấu là 3,88mm/năm; Sơn
Trà là 3,1mm/năm và Vũng Tàu là 3,38mm/năm (Nguyễn Văn Thắng nnk., 2011). Nếu
lấy giá trị mực nước biển dâng lên trung bình toàn cầu trong thế kỷ XX là 1,8mm/năm
thì từ các số liệu do Nguyễn Ngọc Thụy và đồng nghiệp đưa ra cho thấy, dải lục địa
ven biển ở khu vực Đà Nẵng - Quy Nhơn đang được nâng lên với tốc độ khoảng

9


0,8mm/năm, còn ở Đồ Sơn và Vũng Tàu cho thấy vỏ Trái Đất có xu hướng hạ xuống

với giá trị tương ứng là 0,35mm/năm và 1,4mm/năm.
Bão và áp thấp nhiệt đới: Xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ), trung bình hàng năm
có khoảng 12 cơn bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động trên biển Đông, trong đó khoảng
45% số cơn này sinh ngay trên biển Đông và 55% số cơn từ Thái Bình Dương di
chuyển vào. Số cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến Việt Nam vào khoảng 7
cơn mỗi năm và trong đó có 5 cơn đổ bộ hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến đất liền nước ta.
Nơi có tần suất hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới lớn nhất nằm ở phần giữa của khu
vực Bắc biển Đông, trung bình mỗi năm có khoảng 3 cơn bão đi qua ô lưới 2,5 x 2,5
độ kinh vĩ. Khu vực bờ biển miền Trung từ 16 - 180N và khu vực bờ biển Bắc Bộ từ
200N trở lên có tần suất hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới cao nhất trong cả dải ven
biển nước ta, cứ khoảng 2 năm lại có 1 cơn bão, áp thấp nhiệt đới đi vào khu vực 1 có
vĩ độ bờ biển. Số lượng xoáy thuận nhiệt đới hoạt động trên khu vực biển Đông có xu
hướng tăng nhẹ, trong khi đó số cơn bão ảnh hưởng hoặc đổ bộ vào đất liền Việt Nam
không có xu hướng biến đổi rõ ràng (Hình 1.5).

Nguồn: [2]
Hình 1.5: Diễn biến của số cơn XTNĐ hoạt động ở biển Đông, ảnh hưởng và đổ bộ
vào đất liền Việt Nam trong 50 năm qua
Khu vực đổ bộ của các cơn bão và áp thấp vào Việt Nam có xu hướng lùi dần
về phía Nam lãnh thổ nước ta; số lượng các cơn bão rất mạnh có xu hướng gia tăng;
mùa bão có dấu hiệu kết thúc muộn hơn trong thời gian gần đây. Mức độ ảnh hưởng
của bão đến nước ta có xu hướng mạnh lên. Trên quy mô toàn cầu cũng như ở Việt
Nam, hệ quả quan trọng nhất của BĐKH là mực nước biển dâng và có sự thay đổi về
tần suất cũng như cường độ của xoáy thuận nhiệt đới. Những thay đổi này có ảnh
hưởng lớn đến sự xâm nhập mặn vùng bờ biển nói chung và bờ biển Việt Nam nói

10


riêng. Tuy nhiên, quá trình này mạnh hay yếu, lâu dài hay ngắn hạn còn phụ thuộc rất

nhiều vào các hoạt động của con người và một vài nhân tố khác.
Những thống kê trước đây về hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới vào khu
vực nghiên cứu chủ yếu được thực hiện cho toàn đoạn bờ từ Nghệ An – Quảng Bình.
Vì vậy, các con số thống kê này chưa thể hiện được cụ thể mức độ ảnh hưởng của bão
đến riêng khu vực này. Bão, nước dâng do bão, mưa trước và sau bão,… là những yếu
tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình xâm nhập mặn từ biển vào đất liền. Theo thống
kê được từ năm 1960 đến nay có hơn 43 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp tới vùng biển Hà
Tĩnh, xấp xỉ khoảng 1 cơn/năm. Trong đó, 20 năm không có bão, 26 năm có 1 cơn và
9 năm có 2 cơn đổ bộ qua khu vực này.

Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia
Hình 1.6: Số lượng cơn bão hàng năm ảnh hưởng trực tiếp đến vùng biển tỉnh Hà Tĩnh
Mùa bão thường bắt đầu vào tháng 6 và kết thúc vào tháng 11, tháng 8, 9 và 10
có số lượng bão đổ bộ vượt trội so với các tháng còn lại (Hình 1.7b), số lượng bão đổ
bộ với cấp lớn hơn 10 khá cao (18 cơn).

Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia
Hình 1.7: Số lượng cơn bão (a) theo cấp bão và (b) theo thời gian đổ bộ
11


1.2. Tình hình nghiên cứu về tác động của nước biển đối với các tầng chứa nước
ven biển
1.2.1. Trên Thế giới
1.2.1.1. Đánh giá hiện trạng và xác định nguyên nhân xâm nhập của nước biển vào
các tầng chứa nước ven biển
Tác giả W. K. Zubari (1991) đã phân ra một số kiểu nhiễm mặn tầng chưa nước
(TCN) và đề xuất các khả năng quản lý chất lượng nước được xem xét và xếp thứ tự
ưu tiên tại Bahrain. Cũng trên cơ sở phân tích, đánh giá, các tác giả H. Kooi và J.
Groen (2000) trường Đại học Vrije, Hà Lan đã nghiên cứu về cơ chế xâm nhập mặn

liên quan tới quá trình biển tiến bằng các phương pháp mô hình hóa điều kiện thủy địa
hóa, ĐCTV qua thí nghiệm máng thấm hai lớp với các trường hợp tính thấm khác
nhau, quan trắc sự biến đổi độ mặn theo thời gian trên cơ sở thay đổi áp lực. E. Edet
(2004) đã sử dụng phương pháp đo sâu điện kết hợp với số liệu phân tích thành phần
hóa học NDĐ để nghiên cứu sự phân bố mặn nhạt tầng chứa nước ở vùng ven biển
Nigeria. Việc xác định ảnh hưởng của khai thác NDĐ đến xâm nhập mặn ở đồng bằng
Burdekin, Australia do K. A. Naraya (2007) nghiên cứu và xác định nguyên nhân
chính là do khai thác nước quá mức với 1.800 máy bơm hút nước phục vụ tưới. Tại
Hàn Quốc, Sung Ho Song (2007) sử dụng phương pháp đo sâu điện để xác định xâm
nhập mặn vùng Byunsan. Ngoài số liệu về điện trở suất (ĐTS), tác giả còn sử dụng kết
hợp với các số liệu phân tích thành phần hóa học của mẫu nước và tài liệu đo độ dẫn
của các mẫu nguyên dạng theo chiều sâu (mẫu lõi) để kiểm chứng và thiết lập tương
quan giữa ĐTS và tổng chất rắn hòa tan (TDS).
1.2.1.2. Nghiên cứu cơ chế dịch chuyển vật chất tan trong NDĐ
Trong nghiên cứu của George D. Wardlaw và David L. Valentine (2005) tại
vùng Salton (Mỹ) về ảnh hưởng của khuếch tán độ mặn trong trầm tích ở đáy hồ
Salton Sea sâu 35m cho thấy sự phân bố độ mặn tăng dần theo chiều sâu. Trên cơ sở
áp dụng định luật khuếch tán phân tử Fick, kết quả tính toán cho thấy phân bố độ mặn
theo chiều sâu là do cơ chế khuếch tán với giá trị từ 0,422 - 0,613 g/cm2/năm. D. W.
Bridger và D. M. Allen (2006) đã nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình khuếch tán đến
sự phân bố mặn tại đồng bằng Fraser, Canada. Tác giả sử dụng phương pháp ĐVL xác
định sự phân bố độ dẫn điện của TCN, với việc phân tích môi trường thành tạo ĐC và
ĐCTV, tác giả đã đưa ra mô hình khái niệm về quá trình hình thành và phân bố độ
12


mặn theo chiều thẳng đứng khu vực cửa sông: nước mặn từ cửa sông xâm nhập vào
TCN và từ TCN khuếch tán xuống lớp thấm nước yếu bên dưới. J. Groen, J. Velstra, A.
G. C. A. Meesters (2000) xác định quá trình muối hoá TCN ven biển Suriname qua việc phân
tích thành phần đồng vị 37Cl và mô hình khuếch tán. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng xâm

nhập mặn ở đây không phải do nước mặn trong thời kỳ hiện tại mà là do quá trình vận chuyển
vận chất xảy ra trong bản thân các tầng trầm tích, dẫn đến NDĐ bị nhiễm mặn do quá trình
khuếch tán xảy ra từ lớp sét biển tuổi Holocen ở bên trên và tầng trầm tích tuổi Kreta bên
duới. Vincent E.A. Post (2004) đề cập đến quá trình xâm nhập mặn NDĐ ở vùng ven biển Hà
Lan do quá trình biển tiến trong thời kỳ Holocen, tác giả đã phân tích mối quan hệ giữa quá
trình xâm nhập mặn NDĐ và lịch sử phát triển địa chất trong vùng nghiên cứu.
1.2.1.3. Dự báo và đánh giá xâm nhập của nước biển vào các tầng chứa nước
D. S. Oki, W. R. Souza, E. L. Bolke và G. R. Bauer (1988) đã tiến hành khảo
sát vùng ven biển phía Nam đảo Oahu (Hawaii - Mỹ) trên cở sở sử dụng phần mềm
SUTRA thiết lập mô hình 2D đánh giá các yếu tố về tính thấm và sự phân tầng ảnh
hưởng đến dòng chảy cũng như sự phân bố nồng độ muối trong các TCN. Tương tự
như vậy, Koch và Zhang (1998) sử dụng phần mềm SUTRA kết hợp mô hình dòng
chảy do chênh lệch tỷ trọng và mô hình dịch chuyển vật chất đã xây dựng mô hình
xâm nhập mặn thẳng đứng do chênh lệch nồng độ. Ngoài ra,Voss và Koch (2001) đã
xây dựng mô hình 2D có tính đến và không tính đến ảnh hưởng của nồng độ nhằm mô
phỏng ảnh hưởng của quá trình khai thác NDĐ đến sự dịch chuyển biên mặn. Công
trình của Phatcharasak Arlai (2007) về mô hình hoá các cơ chế xâm nhập mặn các
TCN ven biển Vịnh Thái Lan bằng phần mềm SEAWAT - 2000 và
MODFLOW/MT3DMS trên cơ sở xây dựng mô hình 5 lớp. Với việc đánh giá điều
kiện địa chất, ĐCTV trong vùng, tác giả đã xác định nguồn gốc xâm nhập mặn chính
là do nước biển cổ và nước biển hiện tại xâm nhập xuống các TCN.
1.2.1.4. Nghiên cứu các giải pháp ứng phó với quá trình biến đổi khí hậu, nước biển
dâng đối với tài nguyên NDĐ
Kalpan, Choudhury (2001) thuộc trung tâm địa vật lý, Cục Điạ chất Ấn Độ đã sử
dụng các phương pháp ĐVL nghiên cứu hiện trạng mặn - nhạt của các TCN trong các
trầm tích phía Tây vịnh Bengal và khoanh vùng cấm, hạn chế và được phép khai thác.
Zeynel Demirel (2006) đã tiến hành nghiên cứu tại vùng công nghiệp ven biển Mersin,
Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy nguyên nhân chính dẫn đến xâm nhập mặn NDĐ ở đây là do khai
13

thác quá mức, kết quả quan trắc thành phần hoá học của NDĐ từ năm 1984 đến năm
2000, hàm lượng Cl- đã đạt tới 3,0g/l. Qua việc phân tích cấu trúc ĐCTV, đặc điểm
ĐCTV, xác định nguồn bổ cập và tính toán cân bằng giữa lưu lượng khai thác cho phép
và lưu lượng khai thác thống kê qua các năm, các tác giả đã tính toán tốc độ xâm nhập
mặn theo thời gian, không gian và đã khuyến cáo hạn chế trữ lượng khai thác.
1.2.2. Ở Việt Nam
Những kết quả nghiên cứu xâm nhập mặn nước ngầm đã được thể hiện trong
các công trình của Nguyễn Văn Hoàng (2001) nghiên cứu xác định ranh giới nhiễm
mặn NDĐ vùng ven biển; xác định trữ lượng động tự nhiên của NDĐ tầng Pleistocen
trên cơ sở áp dụng mối tương quan giữa lưu lượng NDĐ thoát ra biển và chiều sâu
ranh giới mặn - nhạt vùng ven biển miền Trung; Đặng Hữu Ơn (1996), Nguyễn
Trường Giang (1998) đã nghiên cứu dự báo khả năng xâm nhập mặn đối với các công
trình khai thác nước ở Bà Rịa - Vũng Tàu, Gio Linh - Quảng Trị. Một số công trình
của Hồ Vương Bính, Phạm Quý Nhân (2000) đề cập đến vấn đề nhiễm muối bề mặt
đất và đánh giá khả năng xâm nhập mặn vùng ven biển đồng bằng Bắc bộ, Hoàng Văn
Hoan (2007) đã nghiên cứu xác định ranh giới mặn - nhạt tại một số địa phương ven
biển đồng bằng Bắc Bộ; Nguyễn Như Trung (2007) đánh giá hiện trạng và dự báo xâm
nhập mặn tầng nước ngầm vùng ven biển Thái Bình; Nguyễn Thị Nhân (2010) đánh
giá sự xâm nhập mặn nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ khu vực ven biển tỉnh Ninh
Thuận, đề xuất các giải pháp quản lý, khai thác và sử dụng hợp lý; Phan Văn Trường
(2010) đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn trên các sông và nước ngầm vùng ven biển
Quảng Bình và công trình của Nguyễn Như Trung (2007), Phan Văn Trường (2013) đã
dự báo khả năng xâm nhập mặn NDĐ vùng ven biển Hải Phòng bằng phương pháp mô
hình toán và địa chất thủy văn; Trịnh Hoài Thu (2015) đã đánh giá hiện trạng và dự
báo xâm nhập mặn tầng chứa nước Pleistocen do khai thác nước dưới đất vùng biển
đồng bằng sông Hồng bằng phương pháp mô hình toán và địa chất thủy văn. Trong
công trình của Ngô Ngọc Cát, Đoàn Văn Cánh (1998) đã sơ bộ đánh giá hiện trạng
xâm nhập mặn và khả năng khai thác các nguồn nước và các đề xuất giải pháp khai
thác sử dụng hợp lý tài nguyên dải ven biển từ Hải Phòng đến Ninh Bình. Bùi Trần

Vượng và nnk., (2015), đã đánh giá tác động của khai thác và BĐKH tới tài nguyên
nước dưới đất vùng đồng bằng Sông Cửu Long hay trong công trình của Phạm Quý
Nhân và nnk., (2015), tập thể tác giả đã đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn
14