Nghiên cứu đánh giá xâm nhập mặn khu vực Sông Trà Lý và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt_unprotected

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.79 MB, 102 trang )

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Phan Thị Diệu Huyền

Mã số học viên: 1581440301007

Lớp: 23KHMT11
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 608502

Khóa học: 23
Tôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của
PGS.TS. Hoàng Ngọc Quang và GS.TS. Lê Đình Thành với đề tài nghiên cứu trong
luận văn: “Nghiên cứu, đánh giá xâm nhập mặn trên sông Trà Lý và đề xuất các giải
pháp giảm thiểu thiệt hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu”
Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với các đề tài luận văn nào trước đây,
do đó, không phải là bản sao chép của bất kỳ một luận văn nào. Nội dung của luận văn
được thể hiện theo đúng quy định. Các số liệu, nguồn thông tin trong luận văn là do tôi
thu thập, trích dẫn và đánh giá. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được
thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung tôi đã trình bày trong luận văn này.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2016

NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN

Phan Thị Diệu Huyền

i

LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Nghiên
cứu, đánh giá xâm nhập mặn trên sông Trà Lý và đề xuất các giải pháp giảm thiểu
thiệt hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu” đã hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của
các thầy cô giáo trong khoa Môi trường - trường Đại học Thủy lợi, thầy cô giáo trường
Đại học Tài nguyên và Môi trường, cùng gia đình và bạn bè.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Hoàng Ngọc Quang và
GS.TS. Lê Đình Thành đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt thời gian qua để luận
văn được hoàn thành đúng thời gian quy định.
Do luận văn được thực hiện trong thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và số liệu đo đạc
thiếu thốn, kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên nội dung luận văn vẫn còn nhiều
thiếu sót. Vì vậy, rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và
toàn thể các bạn học viên để luận văn có thể hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ....................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................2

5. Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc luận văn ...................................................3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC SÔNG
TRÀ LÝ ..........................................................................................................................5
1.1 Các vấn đề nghiên cứu về diễn biến xâm nhập mặn vùng cửa sông ...............5
1.1.1 Tổng quan chung về xâm nhập mặn ................................................................5
1.1.2 Tác động của nước biển dâng đến Việt Nam .................................................13
1.1.3 Các nghiên cứu về xâm nhập mặn trong và ngoài nước ...............................14
1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực sông Trà Lý ................................23
1.2.2 Tình hình xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý .............................................29
CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN
MẶN SÔNG TRÀ LÝ .................................................................................................34
2.1 Giới thiệu tổng quan về các mô hình thủy lực hệ thống sông ........................34
2.1.1 Mô hình trong nước .......................................................................................34
2.1.2. Mô hình nước ngoài ......................................................................................36
2.2 Cơ sở để lựa chọn mô hình MIKE 11 ...............................................................38
2.2.1 Tổng quan về mô hình....................................................................................38
2.2.2 Các phương trình cơ bản ...............................................................................39
2.3 Yêu cầu số liệu đầu vào mô hình ......................................................................42
2.4 Ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng diễn biến mặn sông Trà Lý ...........44
2.4.1 Thiết lập sơ đồ mạng lưới ..............................................................................44
2.4.2 Hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình MIKE 11 cho sông Trà Lý ........46
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN XÂM NHẬP MẶN THEO CÁC KỊCH BẢN VÀ ĐỀ
XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIẾU .................................................................55
3.1 Lựa chọn các kịch bản tính toán xâm nhập mặn ............................................55
3.1.1 Cơ sở lựa chọn kịch bản ................................................................................55
3.1.2 Các kịch bản tính toán ...................................................................................58
3.2 Kết quả tính toán mô phỏng xâm nhập mặn sông Trà Lý theo các kịch bản
59
3.2.1 Kết quả mô phỏng ..........................................................................................59

iii

3.2.2 Nhận xét kết quả tính toán ............................................................................. 63
3.3 Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ...................................................................... 70
3.3.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp cụ thể ............................................................... 70
3.3.2 Các giải pháp cụ thể ...................................................................................... 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 85
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 88

iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông ...................7
Hình 1.2 Bản đồ xâm nhập mặn vùng Đồng bằng sông Cửu Long ..............................13
Hình 1.3 Vị trí địa lý tỉnh Thái Bình .............................................................................23
Hình 1.4 Bản đồ mạng lưới sông suối tỉnh Thái Bình ...................................................26
Hình 2.1 Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott ......................................................39
Hình 2.2 Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x~t ..................................39
Hình 2.3 Sơ đồ tính toán thủy lực sông Trà Lý .............................................................45
Hình 2.4 Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình ............................................47
Hình 2.5 Kết quả hiệu chỉnh tại trạm Thái Bình ...........................................................48
Hình 2.6 Kết quả hiệu chỉnh độ mặn tính toán và thực đo tại trạm Ngũ Thôn .............50
Hình 2.7 Kết quả kiểm định tại trạm Thái Bình ............................................................51
Hình 3.1 Diễn biến mặn dọc sông Trà Lý theo các kịch bản ........................................62
Hình 3.2 Bản đồ khoảng cách xâm nhập mặn năm 2005 ..............................................66
Hình 3.3 Bản đồ khoảng cách xâm nhập mặn năm 2020 ..............................................67
Hình 3.4 Bản đồ khoảng cách xâm nhập mặn năm 2030 ..............................................68

Hình 3.5 Bản đồ khoảng cách xâm nhập mặn năm 2050 ..............................................69
Hình 3.6 Vị trí đặt đập ngăn mặn trên sông Trà Lý ......................................................73

v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn ...... 6
Bảng 1.2 Tốc độ truyền đỉnh triều và đỉnh mặn ở vùng cửa sông .................................. 9
Bảng 1.3 Mực nước trung bình các tháng mùa kiệt tại trạm Thái bình ........................ 27
Bảng 1.4 Mực nước đỉnh triều cao nhất và chân triều thấp nhất tháng đặc trưng trên
sông Trà Lý ................................................................................................................... 28
Bảng 1.5 Độ mặn lớn nhất trong mùa kiệt nhiều năm trên sông Trà Lý ...................... 30
Bảng 1.6 Khoảng cách xâm nhập mặn trên một số sông chính thuộc tỉnh Thái Bình .. 30
Bảng 1.7 Triết giảm độ mặn trên các triền sông ........................................................... 31
Bảng 1.8 Thống kê sản lượng thiệt hại do hạn hán, xâm nhập mặn sáu năm gần đây . 32
Bảng 2.1 Bảng thống kê các biên trên và biên dưới...................................................... 46
Bảng 2.2 Kết quả đánh giá sai số tính toán và thực đo tại một số trạm kiểm tra .......... 48
Bảng 2.3 Kết quả đánh giá sai số độ mặn tính toán và thực đo tại vị trí kiểm tra trên
sông Trà Lý tháng 3 năm 2001...................................................................................... 49
Bảng 2.4 Kết quả kiểm định hệ số Nash của trạm Thái Bình ....................................... 52
Bảng 2.5 Kết quả đánh giá sai số độ mặn tính toán và thực đo tại vị trí kiểm tra trên
sông Trà Lý tháng 3 năm 2005...................................................................................... 52
Bảng 3.1 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải thấp (cm) ................................ 55
Bảng 3.2 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình (cm) ...................... 55
Bảng 3.3 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải cao (cm).................................. 56
Bảng 3.4 Tổng hợp các kịch bản mô phỏng .................................................................. 58
Bảng 3.5 Kết quả về độ mặn lớn nhất dọc sông Trà Lý theo các kịch bản ................... 59
Bảng 3.6 Diễn biến mặn trên sông Trà Lý và các khu vực bị ảnh hưởng trong tương lai
....................................................................................................................................... 65

Bảng 3.7 Diễn biến độ mặn lớn nhất trên sông Trà Lý mùa cạn trường hợp có và không
có công trình ngăn mặn ................................................................................................. 74

vi

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại
trong thế kỷ 21. Thiên tai và các hiện tượng khí hậu cực đoan khác đang gia tăng ở hầu
hết các nơi trên thế giới. Nhiệt độ và mực nước biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng
và đang là mối lo ngại của các quốc gia trên thế giới.
Trong 50 năm qua, tại Việt Nam, nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,7oC và mực nước
biển đã dâng khoảng 20 cm. Cũng theo dự báo của Viện Khoa học Khí tượng Thủy
văn và Biến đổi khí hậu thuộc Bộ Tài Nguyên Môi Trường, đến năm 2100, mực nước
biển sẽ tăng lên tới 1m, nhiệt độ tăng khoảng 3°C [1]. Việt Nam với đường bờ biển dài
hơn 3200 km cũng đang được đánh giá là một trong số những quốc gia bị tác động
mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu. Bên cạnh các loại hình thiên tai mạnh mẽ gây ra
nhiều thiệt hại nặng nề cho nước ta như lũ lụt, bão, hạn hán... thì xâm nhập mặn cũng
đang nổi lên như 1 vấn đề cấp bách cần phải được giải quyết đối với các quản lý, các
nhà nghiên cứu và chính quyền của nước ta. Ranh giới xâm nhập mặn đang có xu
hướng ngày một tiến sâu hơn vào đất liền gây ảnh hưởng rất lớn cho đời sống và hoạt
động sản xuất của người dân.
Xâm nhập mặn là một quá trình tự nhiên nên nếu nắm được nguyên nhân, diễn biến
của nó thì chúng ta hoàn toàn có thể đánh giá, dự báo được quá trình này phục vụ cho
việc lấy nước tuới theo mùa vụ cây trồng và trong thời đoạn dài có thể bố trí thời vụ
gieo trồng hợp lý để hạn chế tối đa tác động của xâm nhập mặn. Đồng thời, mặn cũng
là một điều kiện thuận lợi cho các khu nuôi trồng thuỷ sản, hệ sinh thái ngập nước ven
sông. Đây cũng là mục tiêu cơ bản của việc nghiên cứu xâm nhập triều mặn phục vụ
các hoạt động kinh tế - xã hội vùng cửa sông đồng bằng sông Hồng - Thái Bình.

Sông Trà Lý là một phân lưu của sông Hồng, chảy qua tỉnh Thái Bình và đổ ra Biển
Đông. Trong những năm qua, do sự suy giảm dòng chảy vào mùa khô trên sông Trà
Lý, cùng với các tác động của biến đổi khí hậu đã khiến nước mặn từ biển ngày càng
lấn sâu vào trong sông gây thiệt hại rất lớn về kinh tế cho tỉnh và ảnh hưởng đến sinh
1

hoạt của người dân địa phương. Trước thực trạng đó, học viên đề xuất thực hiện đề tài
luận văn “Nghiên cứu, đánh giá xâm nhập mặn trên sông Trà Lý và đề xuất các giải
pháp giảm thiểu thiệt hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu”. Kết quả của nghiên cứu
này sẽ góp phần xây dựng các cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc khai thác sử dụng
tài nguyên nước vùng cửa sông một cách hợp lý và hạn chế tác động có hại của quá
trình xâm nhập mặn vào vùng đồng bẳng cửa sông Trà Lý trong bối cảnh phát triển
kinh tế, xã hội và biến đổi khí hậu.
2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá được hiện trạng xâm nhập mặn và thiệt hại do mặn gây ra trên khu vực

sông Trà Lý.
- Mô phỏng hiện trạng diễn biến mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực
sông Trà Lý, từ đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu do mặn gây ra cho khu vực nghiên
cứu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Là chế độ thủy lực và độ mặn nước sông Trà Lý.
Phạm vi nghiên cứu
Luận văn nghiên cứu, đánh giá diễn biến độ mặn cho sông Trà Lý - phân lưu của sông
Hồng chảy ngang qua tỉnh Thái Bình trong mùa khô.
4. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được nhiệm vụ và đạt được các mục tiêu đề ra, luận văn sử dụng các
phương pháp nghiên cứu chủ yếu sau đây:

- Phương pháp kế thừa: Áp dụng có chọn lọc các kết quả khoa học liên quan và công
nghệ hiện có trên thế giới và trong nước. Kế thừa kết quả nghiên cứu thông qua các
nhiệm vụ, công trình nghiên cứu khoa học đã thực hiện và công bố liên quan đến đề tài
luận văn.

2

- Phương pháp điều tra: Tiến hành khảo sát hiện trạng nhằm bổ sung các thông tin, số
liệu phục vụ phân tích, đánh giá tổng hợp các nguyên nhân hình thành và tác động của
xâm nhập mặn.
- Phương pháp thống kê: Phân tích, xử lý và tổng hợp tài liệu nhằm tìm ra các quy luật,
xu hướng diễn biến của xâm nhập mặn.
- Phương pháp mô hình toán: sử dụng các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực, chất lượng nước
để phân tích diễn biến mặn theo không gian và thời gian, từ đó mô phỏng xâm nhập
mặn cho các kịch bản khác nhau.
- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi, học tập từ các chuyên gia, các nhà khoa học và
xin ý kiến góp ý, hướng dẫn, bổ sung kiến thức từ các nhà khoa học, chuyên gia trong
lĩnh vực nghiên cứu.
5. Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc luận văn
Đề tài luận văn tập trung giải quyết các nội dung chính sau đây:
- Phân tích, đánh giá tổng quan chung về tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn và biến
đổi khí hậu ở Việt Nam và khu vực sông Trà Lý. Thu thập, cập nhật dữ liệu, thông tin
về đặc điểm, điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, tình hình xâm nhập mặn và thiệt hại
do mặn gây ra cho khu vực sông Trà Lý;
- Sử dụng mô hình và số liệu thu thập được về xâm nhập mặn để đánh giá sự phù hợp
của mô hình trong mô phỏng quá trình xâm nhập mặn cho khu vực nghiên cứu;
- Mô phỏng quá trình xâm nhập mặn diễn ra trên sông Trà Lý ứng với từng kịch bản
biến đổi khí hậu;
- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại do mặn gây ra bao gồm các giải pháp phi

công trình và công trình dựa trên các kịch bản đã được mô phỏng.
Ngoài phần mở đầu, kết luận, các kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn được thể hiện
qua các chương:

3

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu và khu vực sông Trà Lý: Phân tích, đánh
giá các nghiên cứu liên quan đến đề tài luận văn.
Chương 2: Ứng dụng mô hình MIKE 11 nghiên cứu diễn biến mặn sông Trà Lý: Mô
hình MIKE 11 được nghiên cứu, hiệu chỉnh và kiểm định để khẳng định sự phù hợp để
mô phỏng diễn biến mặn cho khu vực sông Trà Lý.
Chương 3: Tính toán các kịch bản và đề xuất các biện pháp giảm thiểu: Mô hình
MIKE 11 được ứng dụng cho các kịch bản BĐKH khác nhau để mô phỏng diễn biến
mặn khu vực sông Trà Lý, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu các thiệt hại
do xâm nhập mặn gây ra.

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC
SÔNG TRÀ LÝ
1.1 Các vấn đề nghiên cứu về diễn biến xâm nhập mặn vùng cửa sông
1.1.1 Tổng quan chung về xâm nhập mặn
a. Một số khái niệm về xâm nhập mặn
Xâm nhập mặn là quá trình thay thế nước ngọt trong các tầng chứa nước ở ven biển
bằng nước mặn do sự dịch chuyển của khối nước mặn vào tầng nước ngọt. Xâm nhập
mặn làm giảm nguồn nước ngọt dưới lòng đất ở các tầng chứa nước ven biển do cả hai
quá trình tự nhiên và con người gây ra.
Theo Hội Nghị Khung về Biến đổi khí hậu (2012), Xâm nhập mặn là hiện tương xảy

ra khi sự thiếu hụt của tầng nước ngầm vượt quá tỷ lệ nước được bổ sung lại. Tỷ lệ
nước bổ sung lại giảm đi do lượng mưa giảm, và nhiệt độ tăng làm cho bốc hơi tăng
lên. Xâm nhập măn cũng xảy ra do hệ quả của hiện tượng nước biển dâng và bão mang
nước biển vào gây ngập trong đất liền
Theo Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai (DMC), Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn: Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặn bằng 4‰
xâm nhập sâu vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệt
nguồn nước ngọt. [2]
Xâm nhập mặn là vấn đề nghiêm trọng đối với nhiều chính quyền địa phương, vấn đề
này đã được nỗ lực giải quyết trong bối cảnh đang diễn ra biến đổi khí hậu như nước
biển dâng, tăng nhiệt độ, khai thác nước ngầm quá mức để đáp ứng nhu cầu nước cho
phát triển, những nguyên nhân này đang làm tăng nguy cơ xâm nhập mặn.
b. Những yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn
Hiện tượng xâm nhập mặn bị tác động chủ yếu bởi 2 nhóm yếu tố chính là tự nhiên và
con người. Cụ thể như sau:
(1) - Các yếu tố tự nhiên: [3]
5

- Điều kiện khí tượng, thủy văn: các thay đổi yếu tổ thủy văn, năm hạn và năm nhiều
nước ảnh hưởng rất lớn đến chế độ xâm nhập mặn;
- Nước biển dâng: do ảnh hưởng của thay đổi khí hậu, đây là yếu tố đáng được quan
tâm trong thời gian gần đây và cũng đang là một trong số những yếu tố có tác động
mạnh mẽ nhất đến tình trạng xâm nhập mặn hiện nay.
- Gió, bão: là yếu tố góp phần gia tăng xâm nhập mặn nhưng chỉ cục bộ và thời gian
ảnh hưởng ngắn;
- Dao động thủy triều: giao động thủy triều ảnh hưởng đáng kể đến chế độ xâm nhập
mặn, vào các tuần trăng, dao động thủy triều lớn, xâm nhập mặn vào sâu, tuy nhiên
đây là hiện tượng tự nhiên không thể kiểm soát được.
(2) – Các yếu tố con người: [3]

Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn được phân
làm các tác động như dưới đây:
Bảng 1.1 Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn
TT
1

Tác động của con người

Hinh thức/ Hoạt động cụ thể

Xây dựng các công trình - Xây dựng hồ chứa, hồ thủy điện
thường nguồn
- Làm đê bao
- Chuyển nước trong và ngoài lưu vực

2

Thay đổi sử dụng đất

- Phát triển nông nghiệp
- Chặt phá rừng, mất rừng
- Đô thị hóa , công nghiệp hóa

3

Các hoạt động khác

- Thủy sản: Nuôi trồng và đánh bắt
- Phát triển du lịch
- Phát triển dân số

4

Quản lý và vận hành

- Quản lý vận hành các hồ chứa

6

Đối với các cửa sông tiếp giáp với biển, hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào các
sông xảy ra khá phổ biến, đặc biệt vào mùa khô. Khi lượng nước từ sông đổ ra biển
giảm, thủy triều từ biển sẽ mang nước mặn lấn sâu vào trong sông làm cho nước sông
bị nhiễm mặn. Nồng độ mặn sẽ giảm dần khi càng tiến sâu vào đồng bằng.

Hình 1.1 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông
Nguồn: Lê Anh Tuấn (2009)
Độ mặn và phạm vi xâm nhập mặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Lưu lượng nước sông từ thượng nguồn đổ về, lưu lượng càng giảm, nước mặn càng
tiến sâu vào đất liền.
- Biên độ triều vùng cửa sông: vào giai đoạn triều cường, nước mặn càng lấn sâu vào.
- Địa hình: Địa hình bằng phẳng là yếu tố thuận lợi cho sự xâm nhập mặn.
- Các yếu tố khí tượng: Gió từ biển hướng vào đất liền, nhiệt độ cao, mưa ít,… sẽ là
tác nhân làm mặn lấn sâu vào nội địa.
- Hoạt động kinh tế của con người: Nhu cầu khai thác và sử dụng nước ngọt vào mùa
khô tăng sẽ làm giảm nguồn nước mặt cũng như nước ngầm, làm tăng nguy cơ xâm
nhập mặn.
c. Tình hình xâm nhập mặn tại Việt Nam
7

Việt Nam có trên 3200 km bờ biển, tập trung hàng triệu người sinh sống và khai thác
các nguồn lợi từ biển. Xâm nhập mặn diễn ra tại hầu hết các địa phương ven biển, gây
ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và sinh hoạt của người dân, đặc biệt tại những
vùng cửa sông đổ ra biển. Hai đồng bằng rộng lớn nhất của Việt Nam là Đồng bằng
sông Hồng (ĐBSH) và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là những nơi chịu ảnh
hưởng lớn nhất của hiện tượng này. Do đó, luận văn sẽ trích dẫn từ một số tài liệu
tham khảo để đưa ra một cái nhìn rõ ràng về tình hình xâm nhập mặn đang diễn ra
trong những năm gần đây và những tác động của nó đến sinh hoạt, sản xuất, và đặc
biệt là đến lĩnh vực nông nghiệp ở hai vùng đồng bằng lớn này.
Tình hình xâm nhập mặn khu vực đồng bằng sông Hồng
Khái quát quy lụât triều - mặn ở đồng bằng sông Hồng- Thái Bình
Vịnh Bắc Bộ có chế độ nhật triều là chủ yếu có xen một ít chế độ nhật triều không đều.
Tính chất nhật triều càng kém thuần nhất có xu hướng dịch dần xuống phía Nam. Độ
lớn kỳ triều cường cực đại có thể đạt đến 4,50 m tại Hòn Dấu (1986), kỳ nước cường
có độ lớn triều trung bình vào khoảng 3,6 – 2,6 m và giảm dần xuống phía Nam. Vào
kỳ triều kém, độ lớn thuỷ triều có thể không vượt quá 0,5 m. Triều mạnh nhất thường
vào các tháng 1, 6, 7 và 12, trong khi triều yếu nhất vào các tháng 3, 4, 8 và 9 trong
năm.
Thuỷ triều truyền vào trong sông xa hay gần, mạnh hay yếu phụ thuộc tương đối rõ nét
cho các sông. Điều kiện địa mạo lòng sông và chế độ nước sông quyết định tính đặc
thù cho mỗi nhánh sông. Trên sông Hồng, ảnh hưởng thuỷ triều còn được ghi nhận đến
trên Hà Nội 10 km, cách biển đến 185 km. Trên sông Đáy, khoảng cách ảnh hưởng
triều lớn nhất đến Ba Thá – Mai Lĩnh cách biển 207 km. Tốc độ truyền triều trên sông
Hồng khoảng 15 – 20 km/ giờ và trên suốt đoạn sông có ảnh hưởng thuỷ triều chỉ có
một đỉnh sóng và một chân sóng do chu kỳ triều gốc là nhật triều.
Phạm vi và mức độ nhiễm mặn nước sông phụ thuộc độ lớn thuỷ triều, lưu lượng nước
sông và điều kiện địa hình lòng và bãi sông. Độ mặn trong vịnh Bắc Bộ là trị số tương
đối ổn định và dao động trong khoảng 32 - 33‰, trong khi độ mặn tự nhiên của nước
sông chỉ vào khoảng 0,01 - 0,02‰. Tại Hòn Dấu, nơi còn chịu ảnh hưởng ít nhiều của

8

nước sông nên độ mặn trung bình vào khoảng 29 - 30‰ trong mùa kiệt và giảm xuống
9- 23‰ trong mùa lũ.
- Sự biến đổi của mặn theo thời gian
Trong mùa cạn, do nước sông thượng nguồn đổ về nhỏ và tương đồi ổn định, nên chế
độ mặn phụ thuộc chủ yếu vào chế độ triều. Hàng này, tương ứng với một con triều
cũng xuất hiện một con mặn.
Nhìn chung, đỉnh mặn xuất hiện sau đỉnh triều một giờ, còn chân mặn xuất hiện đồng
thời cùng chân triều. Trong mỗi chu kỳ triều độ mặn nhỏ nhất xuất hiện vào những
ngày triều kém, độ mặn lớn nhất xuất hiện vào những ngày triều cường.
- Sự biến đổi độ mặn theo dọc sông
Độ dài và tốc độ mặn xâm nhập vào trong mạng lưới sông ngòi, kênh rạch phụ thuộc
vào lượng nước, tốc độ nước từ thượng nguồn đổ về, độ lớn của thuỷ triều, đặc điểm
địa hình, thuỷ lực lòng sông và cửa sông. Khi truyền vào trong sông, sóng triều bị biến
dạng và tốc độ truyền triều giảm, thời gian triều lên ngắn đi nhưng thời gian triều rút
tăng nên mặn truyền vào trong sông cũng giảm đáng kể. Theo thống kê tốc độ truyền
đỉnh triều và đỉnh mặn như bảng 1.2:
Bảng 1.2 Tốc độ truyền đỉnh triều và đỉnh mặn ở vùng cửa sông
Tốc độ km/giờ

Sông
Đỉnh triều

Đỉnh mặn

Sông Hồng

11.2

12.5

Các sông khác

15-20

20-27

Như vậy, ở vùng cửa sông tuy có điều kiện thuận lợi để lấy nước ngọt bằng phương
pháp tự chảy vào lúc đỉnh triều cường nhưng gặp khi nước mặn tiến sâu vào đất liền
thì không thể lấy đủ nước ngọt cho sản xuất nông nghiệp. Mỗi kỳ triều cường trong
chu kỳ nửa tháng, tuỳ từng nơi có thể mở cống lấy nước của 5- 7 con triều, mỗi con
triều 2 - 8 giờ tuỳ tình hình thực tế diễn biến độ mặn.
9

Rõ ràng việc nghiên cứu để tính toán được quá trình diễn biến độ mặn là hết sức cần
thiết phục vụ cho việc mở cống lấy nước có hiệu quả.
Tình hình xâm nhập mặn
Trong mùa cạn, mực nước biển trung bình và mực nước đỉnh triều cao nhất cũng
không cao bằng tháng 9, tháng 10. Nhưng trong sông đã giảm nhỏ nhiều, mực nước
triều các triền sông giảm xuống rất thấp, thậm chí thấp hơn cả mực nước đỉnh triều cao
nhất ở biển, nên thuỷ triều vào tới nơi có mực nước xấp xỉ đỉnh triều mùa cạn. Khi
triều lên còn có hiện tượng nước chảy ngược từ biển ngược vào trong sông, mang theo
nước mặn, càng vào sâu trong sông độ mặn càng giảm và có đoạn giảm rất nhanh.
Độ mặn ở ngoài biển khơi hầu như là ổn định, như ở Bạch Long Vĩ độ mặn trong mùa
cạn là 33‰, mùa lũ là 32‰, còn ở ven bờ biển độ mặn biến đổi theo mùa nước ngọt
trong sông. Kể cả tại Hòn Dấu, vào mùa cạn độ mặn trung bình tháng thay đổi từ 2932‰, trong mùa lũ độ mặn biến đổi nhiều trong ngày, lớn lúc đỉnh triều và nhỏ lúc
chân triều, còn trong mùa cạn độ mặn trong ngày ít biển đổi. Độ mặn tự nhiên của

nước sông thường rất nhỏ, trung bình từ 0,01-0,02‰.
Trên hệ thống đo mặn vùng đồng bằng sông Hồng, có 36 trạm đo, từ 1963 đến 1980,
gồm 3 trạm trên dòng chính sông Hồng, 6 trạm trên sông Kinh Thầy, 3 trạm trên sông
Văn Úc, 3 trạm trên sông Trà Lý, 3 trạm trên sông Đáy, 2 trạm trên sông Ninh Cơ và
các phân lưu khác từ 1-2 trạm. Các trạm này cũng không được đo liên tục, phần lớn
ngừng đo sau giải phóng Miền Nam 1975-1979. Chỉ có 13 trạm có đo từ 14-17 năm
trong mùa cạn, 17 trạm đo được 4 đến 9 năm và 6 trạm đo 3 năm. Những năm có thay
đổi tỷ lệ lưu lượng giữa Hà Nội đến Thượng Cát một cách rõ nét không có đo mặn.
Ở vùng nghiên cứu, độ mặn thay đổi mạnh từ tháng XI năm trước đến hết tháng V
năm sau, tăng từ đầu mùa đến giữa mùa rồi lại giảm dần tới cuối mùa (V). Tuy nhiên
độ mặn trung bình tháng lớn nhất mùa cạn thường xảy ra vào cuối tháng I đến đầu
tháng III. Do lưu lượng nước đến nhỏ, mặt khác nước còn được lấy cho tưới, dân sinh,
và công nghiệp nên lưu lượng còn lại nhỏ, mực nước sông thấp so với nước triều biển
cùng thời điểm. Do vậy chiều sâu xâm nhập mặn trung bình với độ mặn 1‰ và 4‰

10

dài nhất là trên các phân lưu của sông Thái Bình, rồi đến sông Ninh Cơ, sông Hồng và
sông Đáy.
Độ mặn lớn của sông Hồng phần lớn rơi vào tháng I, còn ở các sông Thái Bình, sông
Hoá thường vào tháng III. Nhưng nhìn chung chiều dài xâm nhập mặn sâu nhất là các
phân lưu của hạ du sông Thái Bình từ 5-28 km, với độ mặn 1‰ và 4‰ thì trên sông
Thái Bình là từ 15 km và 5 km, sông Ninh Cơ là 11 km và 10 km, sông Hồng 12 km
và 10 km, sông Trà Lý là 8 km và 3 km và sông Đáy là 5 km và 1 km. Chiều dài xâm
nhập mặn 1‰ xa nhất trên sông Thái Bình 12-40 km (tuỳ từng phân lưu), Ninh Cơ 32
km, Trà Lý 20 km, Đáy 20 km và sông Hồng 14 km
Những năm đặc biệt như vụ xuân năm 1999, 2004, 2005 mực nước trên sông Hồng
xuống rất thấp, tại Hà Nội dưới 2m phải có điều tiết của hồ Hoà bình trong giai đoạn
đổ ải mới duy trì được mực nước dao động từ 2,1-2,46m trong vòng 18 ngày (vụ xuân

2004) và 1,75-2,3m trong 18 ngày (vụ xuân 2005), đặc biệt mùa kiệt năm 2009-2010
chỉ có rất ít ngày mực nước Hà Nội đạt cao trình trên 2,0 m khi hồ Hòa Bình phải gia
tăng cấp nước đến lưu lượng từ 1100 ÷1800 m3. Vì vậy mực nước sông Hồng tại Thái
Bình cũng bị hạ thấp, nhiều cống lấy nước tưới phần thượng nguồn của hệ thống Bắc
và Nam trong giai đoạn đổ ải không mở được, các diện tích bị hạn tập trung ở vùng
Bắc, Nam quốc lộ 10 (vùng Tân Đệ) của huyện Vũ Thư, vùng Tiến Đức, Hồng An,
Phú Sơn (Hưng Hà), Quỳnh Hoàng, Quỳnh ngọc (Quỳnh Phụ), cống Nguyệt Lâm cấp
nguồn tưới chủ lực cho huyện Tiền Hải bị mặn xâm nhập cũng không mở được. Tình
trạng trên đã gây thiếu nước cho thời kỳ đổ ải đại trà vì mực nước nguồn thấp máy
bơm không hoạt động bình thường (nhiều máy bơm trơ giỏ phải ngừng bơm) vùng
Nam Thái Bình có 18.000ha - 19.000ha, vùng Bắc Thái Bình có 10.000-12.000ha khó
khăn về nguồn nước tưới.
Tình trạng hạn hán với tỉnh thường xuyên xảy ra, đặc biệt vào những năm hạn điển
hình mực nước nguồn xuống thấp, mặn xâm nhập sâu nếu toàn bộ chuyển sang cấy trà
xuân muộn sẽ có khoảng 60% diện tích khó khăn về nguồn nước tưới nhất là giai đoạn
đổ ải.

11

Đối với cả 2 hệ thống Bắc và Nam Thái Bình khi trường hợp tần suất 85% xuất hiện,
nhu cầu nước 85%, nước đến 85% và mặn lấn sâu vào nội địa làm các cống như cống
Hệ, Dục Dương, Nguyệt Lâm và Thuyền Quang không lấy được nước. Khu vực Tiền
Hải và Thái Thuỵ phải lấy nước từ các cống phía trên hệ thống tiếp xuống. Đối với
trường hợp này thì lượng nước cung cấp khu Bắc Thái Bình đạt 90%, khu Nam Thái
Bình lấy được 81%.
Tình hình xâm nhập mặn khu vực đồng bằng sông Cửu Long
Theo báo cáo của Tổng cục Thủy lợi về tình hình xâm nhập mặn 2015-2016 tại khu
vực đồng bằng sông Cửu Long [4], do mùa mưa năm 2015 đến muộn và kết thúc sớm,
dòng chảy thượng nguồn sông Mê Kông bị thiếu hụt, mực nước thấp nhất trong vòng

90 năm qua nên xâm hập mặn đã xuất hiện sớm hơn so với cùng ký hàng năm gần 2
tháng, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Cụ thể, tình trạng xâm nhập mặn giai
đoạn 2015-2016 như sau:
- Khu vực sông Vàm Cỏ: Độ mặn lớn nhất đạt 8120,3g/l, cao hơn TBNN từ 5,9-6,2g/l;
phạm vi xâm nhập vào đất liền của độ mặn 4g/l (mức bắt đầu ảnh hưởng đến cây lúa)
lớn nhất 90-93 km, sâu hơn TBNN 10-15km.
- Khu vực các cửa sông thuộc sông Tiền: Độ mặn lớn nhất đạt 14,6-31,2 g/l, cao hơn
TBNN từ 3,2-12,4g/l; phạm vi xâm nhập vào đát liền của độ mặn 4g/l lớn nhất là 4565km, sâu hơn TBNN 20-25km.
- Khu vực các cửa sông thuộc sông Hậu: Độ mặn lớn nhất đạt 16,5 -20,5g/l, cao hơn
TBNN từ 5,1-8,4g/l; phạm vi xâm nhập vào đất liền của độ mặn 4g/l lớn nhất là 5560km, sâu hơn TBNN 15-20km.
- Khu vực ven biển Tây (trên sông Cái Lớn): Độ mặn lớn nhất đạt 11,0-23,8g/l, cao
hơn TBNN từ 5,1-8,4g/l; phạm vi xâm nhập mặn vào đất liền của độ mặn 4g/l lớn nhất
60-65km, sâu hơn TNBB 5-10km.
Do ảnh hưởng của xâm nhập mặn, từ cuối năm 2015 đến đầu năm 2016, nhiều diện
tích cây trồng đã bị ảnh hưởng. Ở vụ mùa Thu Đông năm 2015, có khoảng 90000ha
lúa bị ảnh hưởng đến năng suất, trong đó thiệt hại nặng khoảng 50000ha (Kiên Giang
12

34000ha, Sóc Trăng 6300ha, Bạc Liêu 5800ha,…). Vụ Đông Xuân 2015-2016, có
104000ha lúa bị ảnh hưởng nặng đến năng suất (chiếm 11% diện tích gieo trồng 8 tỉnh
ven biển đang bị ảnh hưởng nặng của xâm nhập mặn. Dự kiến, trong thời gian tới, diện
tích bị ảnh hưởng khoảng 340000ha (chiếm 35,5% diện tích 8 tỉnh ven biển).
Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực hiện nay đang bị ảnh hưởng nặng nhất của hạn
hán, xâm nhập mặn và còn tiếp tục bị ảnh hưởng trong thời gian tới, thời điểm xâm
nhập mặn lên cao nhất là khoảng giữa tháng 3/2016.

Hình 1.2 Bản đồ xâm nhập mặn vùng Đồng bằng sông Cửu Long
(Nguồn: Trang thông tin điện tử điều hành tác nghiệp Tổng cục Thủy lợi)
1.1.2 Tác động của nước biển dâng đến Việt Nam

Theo kịch bản biến đổi khí hậu năm 2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, nếu mực
nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 39% diện tích, 35% dân số vùng Đồng bằng sông
Cửu Long; trên 10% diện tích, 9% dân số vùng đồng bằng sông Hồng và Quảng Ninh;
trên 2,5% diện tích, 9% dân số các tỉnh ven biển miền Trung và khoảng 7% dân số
TP.HCM bị ảnh hưởng trực tiếp.
13

Biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng sâu sắc đến chu trình thủy văn thông qua thay đổi
mô hình lượng mưa, lượng nước bốc hơi và độ ẩm của đất. Lượng mưa có thể tăng
hoặc giảm và phân bố không đồng đều trên toàn cầu. Hiện tượng này sẽ làm thay đổi
lượng nước ngầm được bổ sung, đồng thời thay đổi tốc độ xâm nhập mặn vào tầng
ngậm nước ven biển. Vì vậy, thông tin về các tác động của biến đổi khí hậu ở địa
phương hoặc khu vực, các quá trình thủy văn và tài nguyên nước ven biển trở nên rất
quan trọng.
Đặc biệt, mực nước biển dâng gây xâm nhập mặn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với
các vùng ven biển ở Việt Nam, trong đó các tỉnh ven biển Tây Nam bộ là khu vực chịu
ảnh hưởng xâm nhập mặn nghiêm trọng nhất với 1,77 triệu ha đất bị nhiễm mặn,
chiếm 45% diện tích.
1.1.3 Các nghiên cứu về xâm nhập mặn trong và ngoài nước
1.1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn ngoài nước
Trong thời gian 50 năm qua, đặc biệt là trong khoảng 10 năm gần đây, tác động của
Biến đổi khí hậu trở nên rõ rệt tại Việt Nam. Được đánh giá là một trong những nước
chịu nhiều ảnh hưởng nhất của Biến đổi khí hậu, Việt Nam đã nhận thức và tiến hành
rất nhiều các nghiên cứu, hoạt động cụ thể để ứng phó với Biến đổi khí hậu [5]. Tác
động của Biến đổi khí hậu tới hạ lưu và cửa sông bao gồm sự gia tăng hiện tượng ngập
lụt khu vực hạ lưu do nước biển dâng, giảm diện tích các khu đất ngập nước và đẩy
mạnh quá trình xâm nhập mặn. Tuy nhiên, theo báo cáo của Ngân hàng thế giới năm
2009 [6] thì tác động của Biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn chưa được quan tâm
đúng mức. Hầu hết các nghiên cứu về Biến đổi khí hậu tập trung vào các vấn đề về

ngập lụt do nước biển dâng mà chưa xét đến các vấn đề ô nhiễm mặn. Chính vì vậy,
trước các vấn đề về nước biển dâng đang diễn ra với tốc độ rất nhanh trên thế giới, đã
đặt ra bài toán về phân tích, đánh giá, mô phỏng và dự đoán tác động của Biến đổi khí
hậu tới xâm nhập mặn.
Xâm nhập mặn - yếu tố quan trọng trong quản lý chất lượng nước vùng cửa sông và
ven biển là một quá trình phức tạp liên quan đến thủy động lực học và vận chuyển chất
trong sông. Trên thực tế, sự tương tác giữa nước ngọt và nước biển diễn ra dưới sự tác
14

động của lưu lượng dòng chảy trong sông, thủy triều, gió; các nhân tố này ảnh hưởng
đến khả năng xáo trộn pha loãng của nước sông với nước biển [7]. Rõ ràng ba yếu tố
kể trên và yếu tố địa hình của từng khu vực cửa sông dao dộng theo từng địa điểm
khác nhau, do đó sự xâm nhập mặn tại các lưu vực sông cũng mang nhiều tính chất
đặc trưng khác nhau.
Mô hình hóa chất lượng nước nói chung và mô phỏng các quá trình xâm nhập mặn nói
riêng đã được quan tâm với nhiều nghiên cứu đã được công bố. Các nghiên cứu sử
dụng các mô hình hộp đen như mạng trí tuệ thần kinh nhân tạo hay các mô hình thủy
lực kết hợp với mô dun tính toán lan truyền và vận chuyển chất.[8]
Một số nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu cũng đã được công bố trong vài
năm gần đây như sử dụng mô hình Mike 21 để tiến hành đánh giá tác động của Biến
đổi khí hậu đến độ mặn trên sông Mê Kông. Conard và các cộng sự đã công bố các
nghiên cứu sử dụng mô hình trí tuệ nhân tạo để dự báo biến động độ mặn do Biến đổi
khí hậu gây ra trên vùng cửa sông Savannah.[9]
Hiện tượng xâm nhập triều, mặn là quy luật tự nhiên ở các khu vực, lãnh thổ có vùng
cửa sông giáp biển. Do tính chất quan trọng của hiện tượng xâm nhập mặn có liên
quan đến hoạt động kinh tế - xã hội của nhiều quốc gia nên vấn đề tính toán và nghiên
cứu đã được đặt ra từ lâu. Mục tiêu chủ yếu của công tác nghiên cứu là nắm được quy
luật của quá trình này để phục vụ các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng vùng cửa
sông như ở các nước như Mỹ, Nga, Hà Lan, Nhật, Trung Quốc, Thái Lan... Các

phương pháp cơ bản được thực hiện bao gồm: thực nghiệm (dựa trên số liệu quan trắc)
và mô phỏng quá trình bằng các mô hình toán.
Việc mô phỏng quá trình dòng chảy trong sông ngòi bằng mô hình toán được bắt đầu
từ khi Saint - Vennant công bố hệ phương trình mô phỏng quá trình thuỷ động lực
trong hệ thống kênh hở một chiều nổi tiếng mang tên ông. Chính nhờ sức mạnh của hệ
phương trình Saint - Venant nên khi kỹ thuật tính sai phân và công cụ máy tính điện tử
đáp ứng được thì việc mô phỏng dòng chảy sông ngòi là công cụ rất quan trọng để
nghiên cứu, xây dựng quy hoạch khai thác tài nguyên nước, thiết kế các công trình cải
tạo, dự báo và vận hành hệ thống thuỷ lợi. Mọi dự án phát triển tài nguyên nước trên
15

thế giới hiện nay đều coi mô hình toán dòng chảy là một nội dung tính toán không thể
thiếu.
Tiếp theo đó, việc mô phỏng dòng chảy bằng các phương trình thuỷ động lực đã tạo
tiền đề giải bài toán truyền mặn khi kết hợp với phương trình khuyếch tán. Cùng với
phương trình bảo toàn và phương trình động lực của dòng chảy, còn có phương trình
khuyếch tán chất hoà tan trong dòng chảy cũng có thể cho phép - tuy ở mức độ kém
tinh tế - mô phỏng cả sự diễn biến của vật chất hoà tan và trôi theo dòng chảy như
nước mặn xâm nhập vào vùng cửa sông, chất chua phèn lan truyền từ đất ra mạng lưới
kênh sông và các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp xả vào dòng nước...
Cụ thể hơn, vấn đề tính toán và nghiên cứu mặn bằng mô hình đã được nhiều nhà
nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Anh quan tâm từ khoảng 40-50
năm trở lại đây. Các phương pháp tính toán xâm nhập mặn đầu tiên thường sử dụng
bài toán một chiều khi kết hợp với hệ phương trình Saint - Venant. Những mô hình
mặn 1 chiều đã được xây dựng do nhiều tác giả trong đó có Ippen và Harleman [10].
Giả thiết cơ bản của các mô hình này là các đặc trưng dòng chảy và mật độ là đồng
nhất trên mặt cắt ngang. Mặc dù điều này khó gặp trong thực tế nhưng kết quả áp dụng
mô hình lại có sự phù hợp khá tốt, đáp ứng được nhiều mục đích nghiên cứu và tính
toán mặn. Ưu thế đặc biệt của các mô hình loại một chiều là yêu cầu tài liệu vừa phải

và nhiều tài liệu đã có sẵn trong thực tế.
Năm 1971, Prichard đã dẫn xuất hệ phương trình 3 chiều để diễn toán quá trình xâm
nhập mặn nhưng nhiều thông số không xác định được [11]. Hơn nữa mô hình 3 chiều
yêu cầu lượng tính toán lớn, yêu cầu số liệu quá chi tiết trong khi kiểm nghiệm nó
cũng cần có những số liệu đo đạc chi tiết tương ứng. Vì vậy các nhà nghiên cứu buộc
phải giải quyết bằng cách trung bình hoá theo 2 chiều hoặc 1 chiều. Sanker và Fischer,
Masch và Leendertee [12] đã xây dựng các mô hình 2 chiều và 1 chiều trong đó mô
hình 1 chiều có nhiều ưu thế trong việc giải các bài toán phục vụ yêu cầu thực tế tốt
hơn. Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng các mô hình 1 chiều thường
hữu hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình hai chiều. Chúng có thể áp dụng cho
các vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông, kênh nối với nhau với cấu
trúc bất kỳ.
16

Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng các mô hình 1 chiều thường hữu
hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình 2 chiều. Chúng có thể áp dụng cho các
vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông, kênh kết nối với nhau với cấu
trúc bất kỳ.
1.1.3.2 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước
Việc nghiên cứu, tính toán xâm nhập mặn ở Việt Nam đã được quan tâm từ những
năm 60 khi bắt đầu tiến hành quan trắc độ mặn ở hai vùng đồng bằng sông Hồng và
sông Cửu Long. Tuy nhiên, đối với đồng bằng sông Cửu Long do đặc điểm địa hình
(không có đê bao) và mức độ ảnh hưởng có tính quyết định đến sản xuất nông nghiệp
ở vựa lúa quan trọng nhất toàn quốc nên việc nghiên cứu xâm nhập mặn ở đây được
chú ý nhiều hơn, đặc biệt là thời kỳ sau năm 1976. Khởi đầu là các công trình nghiên
cứu, tính toán của Uỷ hội sông Mê Kông [13] về xác định ranh giới xâm nhập mặn
theo phương pháp thống kê trong hệ thống kênh rạch thuộc 9 vùng cửa sông thuộc
đồng bằng sông Cửu Long. Các kết quả tính toán từ chuỗi số liệu thực đo đã lập nên
bản đồ đẳng trị mặn với hai chỉ tiêu cơ bản 1 ‰ và 4 ‰ cho toàn khu vực đồng bằng

trong các tháng từ tháng XII đến tháng IV.
Tiếp theo, nhiều báo cáo dưới các hình thức công bố khác nhau đã xây dựng các bản
đồ xâm nhập mặn từ số liệu cập nhật và xem xét nhiều khía cạnh tác động ảnh hưởng
các nhân tố địa hình, khí tượng thủy văn và tác động các hoạt động kinh tế đến xâm
nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long.[14]
Việc đẩy nhanh công tác nghiên cứu xâm nhập mặn ở nước ta được đánh dấu vào năm
1980 khi bắt đầu triển khai dự án nghiên cứu xâm nhập mặn đồng bằng sông Cửu
Long dưới sự tài trợ của Ban Thư ký Uỷ ban sông Mê Kông. Trong khuôn khổ dự án
này, một số mô hình tính xâm nhập triều, mặn đã được xây dựng như của Ban Thư ký
Mê Kông và một số cơ quan trong nước như Viện Quy hoạch và Quản lý nước, Viện
Cơ học... Các mô hình này đã được ứng dụng vào việc nghiên cứu quy hoạch phát
triển châu thổ sông Cửu Long, tính toán hiệu quả các công trình chống xâm nhập mặn
ven biển để tăng vụ và mở rộng diện tích nông nghiệp trong mùa khô, dự báo xâm
nhập mặn dọc sông Cổ Chiên.[13]
17

Kỹ thuật chương trình của mô hình trên đã được phát triển thành một phần mềm hoàn
chỉnh để cài đặt trong máy tính như một phần mềm chuyên dụng. Mô hình đã đựợc áp
dụng thử nghiệm tốt tại Hà Lan và đã được triển khai áp dụng cho đồng bằng sông
Cửu Long nước ta.
Thêm vào đó, một số nhà khoa học Việt Nam điển hình là cố Giáo sư Nguyễn Như
Khuê, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Tất Đắc, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Minh Sơn, Trần
Văn Phúc, Nguyễn Hữu Nhân... đã xây dựng thành công các mô hình thuỷ lực mạng
sông kết hợp tính toán xâm nhập triều mặn như VRSAP, MEKSAL, FWQ87, SAL,
SALMOD, HYDROGIS... Các báo cáo trên chủ yếu tập trung xây dựng thuật toán tính
toán quá trình xâm nhập mặn thích hợp với điều kiện địa hình, KTTV ở đồng bằng
sông Cửu Long [14,15,16]. Kết quả được nhìn nhận khả quan và bước đầu một số mô
hình đã thử nghiệm ứng dụng dự báo xâm nhập mặn.
Trong khuôn khổ Chương trình Bảo vệ Môi trường và Phòng tránh thiên tai, KC - 08,

Lê Sâm [17] đã có các nghiên cứu tương đối toàn diện về tác động ảnh hưởng của xâm
nhập mặn đến quy hoạch sử dụng đất cho khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tác giả
đã sử dụng các mô hình: SAL (Nguyễn Tất Đắc), VRSAP (Nguyễn Như Khuê), KOD
(Nguyễn Ân Niên) và HydroGis (Nguyễn Hữu Nhân) để dự báo xâm nhập mặn cho
một số sông chính theo các thời đoạn dài hạn (6 tháng), ngắn hạn (nửa tháng) và cập
nhật (ngày). Kết quả của đề tài góp phần quy hoạch sử dụng đất vùng ven biển thuộc
đồng bằng sông Cửu Long và các lợi ích khác về kinh tế - xã hội.
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu trên đây của các nhà khoa học trong nước đã có
đóng góp xứng đáng về mặt khoa học, đặt nền móng cho vấn đề nghiên cứu mặn bằng
phương pháp mô hình toán ở nước ta. Do sự phát triển rất nhanh của công nghệ tính
toán thuỷ văn, thuỷ lực, hiện trên thế giới xuất hiện nhiều mô hình đa chức năng trong
đó các mô đun tính sự lan truyền chất ô nhiễm và xâm nhập mặn là thành phần không
thể thiếu. Trong số đó, nhiều mô hình được mua, chuyển giao dưới nhiều hình thức
vào Việt Nam. Một số mô hình tiêu biểu: ISIS (Anh), MIKE 11(Đan Mạch), HECRAS (Mỹ)... đều có các mô đun tính toán lan truyền xâm nhập mặn nhưng chưa được
sử dụng hoặc mới chỉ sử dụng ở mức thử nghiệm.

18

Có thể nói rằng, lý thuyết và thực tiễn ứng dụng mô hình hoá quá trình xâm nhập mặn
đã được phát triển rất nhanh trong khoảng 30 năm trở lại đây cả trên thế giới và Việt
Nam. Về nguyên tắc với sự phát triển vượt bậc của công nghệ tin học cùng với sự xuất
hiện các máy tính có tốc độ xử lý thông tin nhanh, bộ nhớ lớn, việc áp dụng các mô
hình vào tính toán diễn biến quá trình xâm nhập mặn ngày càng phổ biến, được sử
dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu, đề tài.
1.1.3.3 Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình
So với đồng bằng sông Cửu Long, việc nghiên cứu và sử dụng mô hình để tính toán
xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình ít được chú ý hơn. Có thể tổng
quan một số công trình nghiên cứu điển hình dưới đây:
- Trong giai đoạn từ 1977 - 1985, sau khi thành lập Viện Khí tượng Thuỷ văn thuộc

Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, việc nghiên cứu xâm nhập mặn bắt đầu được quan tâm
và Phòng Thuỷ văn Đồng bằng thuộc Viện được giao thực hiện chính. Nhiều báo cáo
thống kê về tình hình xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng (Vi Văn Vị ), Trần
Thanh Xuân , ... đã được công bố. Các báo cáo trên căn cứ vào số liệu thực đo từ 1960
đã lập bản đồ xâm nhập mặn tỷ lệ 1:500.000 với các chỉ tiêu 1%o và 4%o ở đồng bằng
sông Hồng - Thái Bình. Đồng thời bằng phương pháp kinh nghiệm, các báo cáo trên
đã xác định ranh giới xâm nhâp mặn trung bình cho các tháng theo chiều dài sông với
2 chỉ tiêu nói trên. Vấn đề dự báo xâm nhập mặn chưa đặt ra.
- Năm 1994-1995 trong khuôn khổ đề tài NCKH cấp Tổng cục do Trần Văn Phúc [18]
chủ trì, đã xây dựng mô hình SIMRR tính toán thử nghiệm xâm nhập mặn ở một số
cửa sông ở đồng bằng Cửu Long và sông Hồng dưới tác động điều tiết dòng chảy cạn
của hồ chứa Hoà Bình. Kết quả của đề tài đã chỉ ra mức độ xâm nhập mặn theo chiều
dài sông phụ thuộc mức xả của hồ chứa Hoà Bình.
- Cũng xét tác động điều tiết của hồ Hoà Bình, Trịnh Đình Lư [19] đã có nhận xét:
Lưu lượng trung bình mùa cạn hạ lưu sông Hồng do tác động điều tiết của hồ Hoà bình
đã tăng 1,65 lần so với trước khi chưa có hồ nên độ mặn lớn nhất 4%o bị đẩy lùi gần
biển khoảng 7- 9 km tính trung bình cho các sông.

19

Nghiên cứu đánh giá xâm nhập mặn khu vực Sông Trà Lý và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt_unprotected

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về