(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu diễn biến xâm nhập mặn các cửa sông vùng đồng bằng sông Hồng - Thái Bình có xét tới tác động của biến đổi khí hậu

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. 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.
Tác giả luận văn
Chữ ký

Phạm Thị Lan Hương

i


LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian làm Luận văn tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân và
được sự hướng dẫn tận tình của TS. Hồ Việt Cường, PGS.TS Trần Thanh Tùng và các
cán bộ thuộc Trung tâm Nghiên cứu động lực Sơng- Phịng thí nghiệm trọng điểm
quốc gia về động lực học sông biển, ban chủ nhiệm đề tài KC.08.05/16-20 “Nghiên
cứu đánh giá xu thế diễn biến, tác động của hạn hán, xâm nhập mặn đối với phát triển
kinh tế- xã hội vùng đồng bằng sông Hồng- Thái Bình và đề xuất các giải pháp ứng
phó”, em đã hồn thành luận văn tốt nghiệp của mình, với đề tài: “Nghiên cứu diễn
biến xâm nhập mặn các cửa sơng vùng đồng bằng sơng Hồng – Thái Bình có xét tới
tác động của biến đổi khí hậu”.
Thời gian làm Luận văn tốt nghiệp là một khoảng thời gian vơ cùng q giá để em có
điều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lý thuyết
vào thực tế. Đây là Luận văn tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế và vận dụng tổng hợp
các kiến thức đã học. Dù bản thân đã hết sức cố gắng nhưng do thời gian cũng như sự
hạn chế trong trình độ nên Luận văn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy cơ giáo giúp cho
Luận văn của em được hồn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chun mơn cũng được hồn

thiện và nâng cao.
Em xin chân thành cảm ơn!

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU... ............................................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................................ 1
2. Mục tiêu của luận văn ........................................................................................................... 2
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu............................................................................................ 3
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 3
5. Cấu trúc của luận văn............................................................................................................ 4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .............................................................................................................5
1.1. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu ..................................................................................... 5
1.1.1. Đặc điểm hệ thống sông .................................................................................................. 5
1.1.2. Đặc điểm khí tượng, khí hậu........................................................................................... 7
1.1.3. Đặc điểm thủy văn, dòng chảy ..................................................................................... 11
1.1.4. Đặc điểm hải văn ........................................................................................................... 13
1.1.5. Hiện trạng xâm nhập mặn tại khu vực nghiên cứu...................................................... 15
1.2. Tổng quan các nghiên cứu về xâm nhập mặn ở Việt Nam ........................................... 17
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về xâm nhập mặn ở Việt Nam................................................. 17
1.2.2. Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn có xét tới các tác động của BĐKH và NBD . 18
1.2.3. Tình hình nghiên cứu tại khu vực đồng bằng sông Hồng – Thái Bình...................... 19
1.3. Tổng quan về biến đổi khí hậu ở khu vực đồng bằng sơng Hồng – Thái Bình ........... 20
1.3.1. Khái niệm chung về biến đổi khí hậu........................................................................... 20
1.3.2. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Việt Nam năm 2016 ................... 21
1.3.3. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở khu vực đồng bằng sơng Hồng - Thái Bình ......... 26
1.4. Kết luận chương I............................................................................................................. 28
CHƯƠNG 2. THIẾT LẬP MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN CHO

VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG - THÁI BÌNH .............................................................. 29
2.1. Phân tích, lựa chọn cơng cụ tính tốn ............................................................................. 29
2.1.1. Các cơng cụ nghiên cứu dự báo và cảnh báo xâm nhập mặn..................................... 29
2.1.2. Lựa chọn mô hình mơ phỏng xâm nhập mặn.............................................................. 30
2.1.3. Giới thiệu cơ sở lý thuyết các mơ hình......................................................................... 31
2.2. Các số liệu cơ bản phục vụ thiết lập mơ hình xâm nhập mặn cho khu vực nghiên
cứu.......................... ................................................................................................................. 36
2.2.1. Tài liệu địa hình ............................................................................................................. 37
2.2.2. Tài liệu khí tượng, thủy văn .......................................................................................... 38
2.3. Xây dựng mơ hình xâm nhập mặn cho khu vực nghiên cứu ........................................ 38
iii


2.3.1. Thiết lập mơ hình 1 chiều ............................................................................................. 38
2.3.2. Thiết lập mơ hình 2 chiều vùng cửa sơng, ven biển.................................................... 40
2.3.3. Thiết lập mơ hình kết nối 1-2 chiều.............................................................................. 41
2.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình .................................................................................. 43
2.4.1. Lựa chọn thời gian hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình ................................................ 43
2.4.2. Vị trí hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình ....................................................................... 44
2.4.3. Ngun tắc hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình ................................................................. 45
2.4.5. Bộ thơng số kiểm định, hiệu chỉnh mơ hình ................................................................ 46
2.4.4. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình .......................................................................................... 49
2.4.5. Kết quả kiểm định mơ hình .......................................................................................... 53
2.5. Kết luận chương II........................................................................................................... 57
CHƯƠNG III. TÍNH TỐN, DỰ BÁO DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN TẠI CÁC
CỬA SÔNG TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU.................................................................. 58
3.1. Xây dựng các kịch bản nghiên cứu về xâm nhập mặn tại khu vực cửa sông trong điều
kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng............................................................................... 58
3.1.1. Kịch bản hiện trạng ....................................................................................................... 58
3.1.2. Kịch bản về biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến năm 2030 ............................... 60

3.1.3. Kịch bản về biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến năm 2050 ............................... 62
3.2. Tính tốn và mơ phỏng diễn biến xâm nhập mặn tại các cửa sông trong khu vực theo
các kịch bản............................................................................................................................. 63
3.2.1. Diễn biến xâm nhập mặn tại các cửa sông trong điều kiện hiện trạng....................... 63
3.2.2. Diễn biến xâm nhập mặn tại các cửa sông trong điều kiện tác động của BĐKH và
NBD đến năm 2030 ................................................................................................................. 68
3.2.3. Diễn biến xâm nhập mặn tại các cửa sông trong điều kiện tác động của BĐKH và
NBD đến năm 2050 ................................................................................................................. 71
3.3. Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến diễn biến
xâm nhập mặn ở vùng đồng bằng sơng Hồng- Thái Bình ................................................... 74
3.3.1. Diễn biến mặn vùng cửa sông ...................................................................................... 74
3.3.2. Diễn biến chiều dài xâm nhập mặn trong sông ........................................................... 77
3.4. Định hướng đề xuất các giải pháp ứng phó với xâm nhập mặn ................................... 80
3.4.1. Các giải pháp cơng trình ............................................................................................... 80
3.4.2. Các giải pháp phi cơng trình ......................................................................................... 81
3.4. Kết luận chương III ......................................................................................................... 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................. 88

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1- 1. Đặc trưng hình thái một số sơng chính trong hệ thống sơng Hồng – sơng
Thái Bình[1]. ...................................................................................................................6
Bảng 1- 2. Biến động lượng nước trung bình năm tại một số vị trí[1].......................... 12
Bảng 1- 3. Chiều sâu xâm nhập mặn 1‰ trong các sông năm 2014. ........................... 16
Bảng 1- 4. Chiều sâu xâm nhập mặn 1‰ và 4‰ trong các sông năm 2015. ................16
Bảng 1- 5. Chiều sâu xâm nhập mặn 1‰, 4‰ trong các sông năm 2016. ...................17
Bảng 1- 6. Đánh giá và kiểm nghiệm thống kê xu thế biến đổi mực nước biển trung

bình ................................................................................................................................ 28
Bảng 2- 1. Thống kê số lượng mặt cắt dùng để tính tốn[1]. ........................................37
Bảng 2- 2. Danh sách các trạm biên lưu lượng ............................................................. 38
Bảng 2- 3. Thông tin kết nối mơ hình 1-2D ..................................................................41
Bảng 2- 4. Danh sách các trạm hiệu chỉnh, kiểm định thủy lực ....................................44
Bảng 2- 5. Danh sách các vị trí hiệu chỉnh kiểm định...................................................44
Bảng 2- 6. Bộ thông số nhám chi tiết cho từng đoạn sông ............................................47
Bảng 2- 7. Bộ thông số mô đun khuếch tán lan truyền mặn cho từng đoạn sông .........48
Bảng 2- 8. Kết quả hiệu chỉnh mực nước ......................................................................51
Bảng 2- 9. Kết quả hiệu chỉnh lưu lượng ......................................................................52
Bảng 2- 10. Đánh giá sai số hiệu chỉnh mơ hình lan truyền mặn ..................................52
Bảng 2- 11. Kết quả kiểm định mực nước ....................................................................55
Bảng 2- 12. Kết quả kiểm định lưu lượng .....................................................................56
Bảng 2- 13. Đánh giá sai số kiểm định mơ hình lan truyền mặn ..................................57
Bảng 3- 1. Biên lưu lượng thực đo tại các trạm thủy văn ứng với kịch bản hiện trạng 60
Bảng 3- 2. Kết quả tính tốn dịng chảy trung bình tháng mùa kiệt tại các trạm thủy
văn do dảnh hưởng của BĐKH đến năm 2030 .............................................................. 61
Bảng 3- 3. Biên lưu lượng ngày tại các trạm thủy văn đến năm 2030 .......................... 62
Bảng 3- 4. Biên lưu lượng ngày tại các trạm thủy văn tính đến năm 2050 ...................63
Bảng 3- 6. Độ mặn tại các vị trí trên các tuyến sơng chính ở đồng bằng sơng HồngThái Bình ứng với kịch bản hiện trạng ..........................................................................66
Bảng 3- 7. Độ mặn tại các vị trí dọc các tuyến sơng chính ở đồng bằng sơng HồngThái Bình ứng với KB BĐKH 2030 ..............................................................................70
Bảng 3- 8. Độ mặn tại các vị trí dọc các tuyến sơng chính ở đồng bằng sơng HồngThái Bình ứng với KB BĐKH 2050. .............................................................................73
Bảng 3- 9. Độ mặn lớn nhất vùng cửa sông trên hệ thống sơng Hồng- Thái Bình .......75
Bảng 3- 10. Sự thay đổi chiều dài xâm nhập mặn giữa các kịch bản............................ 77

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2- 1. Các ứng dụng trong kết nối tiêu chuẩn ........................................................ 35

Hình 2- 2. Một ứng dụng trong kết nối bên .................................................................. 36
Hình 2- 3. Sơ đồ thủy lực hệ thống sơng Hồng – Thái Bình ........................................ 39
Hình 2- 4. Các cơng trình lấy nước chính trên hệ thống sơng Hồng- Thái Bình .......... 40
Hình 2- 5. Lưới tính, địa hình tính tốn khu vực nghiên cứu ....................................... 41
Hình 2- 6. Sơ đồ mơ phỏng kết nối mơ hình 1-2D........................................................ 42
Hình 2- 7. Vị trí các trạm hiệu chỉnh kiểm định mơ hình ............................................. 45
Hình 2- 8. So sánh mực nước trong trường hợp hiệu chỉnh .......................................... 51
Hình 2- 9. So sánh độ mặn tại các trạm kiểm tra trong trường hợp hiệu chỉnh ............ 52
Hình 2- 10. So sánh mực nước tại các vị trí trạm kiểm tra trong trường hợp kiểm định
....................................................................................................................................... 55
Hình 2- 11. So sánh độ mặn tại các trạm kiểm tra trong trường hợp kiểm định ........... 57
Hình 3- 1. Đường tần suất dòng chảy mùa kiệt tại trạm Sơn Tây 1988-2015 .............. 59
Hình 3- 2. Chiều dài xâm nhập mặn ở đồng bằng sơng Hồng- Thái Bình ứng với kịch
bản hiện trạng ................................................................................................................ 64
Hình 3- 3. Bản đồ diễn biến xâm nhập mặn vùng hạ du lưu vực sông Hồng – Thái
Bình ứng với kịch bản hiện trạng .................................................................................. 65
Hình 3- 4. Vị trí một số cống lấy nước ở đồng bằng sơng Hồng- Thái Bình ............... 66
Hình 3- 5. Nồng độ mặn tại một số vị trí cống chính trên lưu vực sơng Hồng – Thái
Bình ứng với kịch bản hiện trạng .................................................................................. 67
Hình 3- 6. Chiều dài xâm nhập mặn ở đồng bằng sơng Hồng- Thái Bình ứng với kịch
bản biến đổi khí hậu năm 2030 ..................................................................................... 68
Hình 3- 7. Bản đồ diễn biến xâm nhập mặn vùng hạ du lưu vực sơng Hồng- Thái Bình
ứng với kịch bản BĐKH và NBD năm 2030 ................................................................ 69
Hình 3- 8. Nồng độ mặn tại một số vị trí cống quan trọng trên lưu vực sơng Hồng –
Thái Bình ứng với kịch bản BĐKH&NBD đến năm 2030 ........................................... 71
Hình 3- 9. Chiều dài xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng- Thái Bình ứng với kịch
bản biến đổi khí hậu năm 2050 ..................................................................................... 71
Hình 3- 10. Bản đồ diễn biến xâm nhập mặn vùng hạ du lưu vực sơng Hồng- Thái
Bình ứng với kịch bản BĐKH và NBD năm 2050 ....................................................... 72
Hình 3- 11. Nồng độ mặn tại một số cơng chính trên lưu vực sơng Hồng – Thái Bình

ứng với kịch bản BĐKH&NBD đến năm 2050. ........................................................... 74
Hình 3- 12. Nồng độ mặn tại các cửa sơng trích theo mặt cắt ngang ứng với các kịch
bản trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình. ..................................................................... 76
Hình 3- 13. Chiều dài xâm nhập mặn trên các tuyến sơng chính ở lưu vực sơng Hồng –
Thái Bình. ...................................................................................................................... 78

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH

Biến đổi khí hậu

NBD

Nước biển dâng

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

PTNT

Phát triển nông thôn

RCP2.6

Kịch bản nồng độ khí nhà kính thấp

RCP4.5

Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp

RCP8.5

Kịch bản nồng độ khí nhà kính cao

SXNN

Sản xuất nông nghiệp

XNM

Xâm nhập mặn

vii



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với toàn nhân
loại trong thế kỷ 21 và các thế kỷ tiếp theo. BĐKH đã, đang và sẽ làm thay đổi tồn
diện, sâu sắc q trình phát triển và an ninh toàn cầu như: lương thực, nước, năng
lượng, các vấn đề về văn hóa, xã hội, mơi trường... Theo dự báo của các nhà khoa học
nếu như tình hình phát thải khí nhà kính khơng giảm thì vào năm 2030 nồng độ của
khí CO2 trong khí quyển sẽ tăng gấp đôi so với thời kỳ tiền công nghiệp khoảng 700
ppm. Hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ trái đất tăng lên kéo theo hàng loạt các yếu tố

khí hậu khác như lượng mưa, độ ẩm, nhiệt độ, bức xạ… thay đổi theo. Kết quả nghiên
cứu của Ngân hàng thế giới (WB) và nhiều tổ chức Quốc tế cho thấy, Việt Nam được
xem là một trong những nước sẽ bị ảnh hưởng nặng nề do biến đổi khí hậu tồn cầu.
Theo kịch bản BĐKH mới nhất cho Việt Nam được cơng bố năm 2016, đến năm 2100
nhiệt độ trung bình có thể tăng khoảng 2-30C, mực nước biển trung bình có thể dâng
trên 1,0m. Các hiện tượng khí hậu cực đoan sẽ diễn ra thường xuyên và bất thường
hơn, hậu quả kéo theo như nước biển dâng, xói lở bờ biển, xâm nhập mặn, bão, áp thấp
nhiệt đới, mưa lớn gây lũ, hạn hán, nắng nóng, rét đậm, … sẽ diễn biến ngày càng
khắc nghiệt. Dưới tác động của biến đổi khí hậu và các hoạt động khai thác sử dụng
nước bất hợp lý, đã làm cho tình hình hạn hán, xâm nhập mặn ngày càng diễn biến
phức tạp hơn. Phạm vi các khu vực khô hạn gia tăng, xâm nhập mặn lấn sâu vào vùng
đồng bằng gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng và lượng nước cấp cho các nhu cầu nước
sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và các ngành kinh tế khác[2].
Hiện tượng nước biển dâng đã có những tác động tiêu cực đến bờ biển, sự xâm nhập
mặn ngày càng tồi tệ, đặc biệt là ở các khu vực cửa sông – ven biển, vấn đề biến đổi
khí hậu – nước biển dâng cùng với mực nước trên các tuyến sông ở vùng hạ du đồng
bằng Bắc Bộ đang có xu thế bị hạ thấp, đã làm cho mức độ xâm lấn mặn ngày càng gia
tăng về mùa kiệt và đây đang là những thách thức rất lớn cho ngành thủy lợi. Theo các
số liệu đo đạc, khảo sát của Bộ Nông nghiệp và PTNT, Bộ Tài nguyên và Môi trường

1


và các tỉnh trong khu vực cho thấy: Trên hệ thống sơng Hồng – Thái Bình dịng chảy
mùa kiệt đã bị suy giảm mạnh, thực tế từ năm 2001 trở lại đây cho thấy mực nước trên
sông Hồng tại Hà Nội từ tháng 12 đến tháng 5 thấp hơn trung bình nhiều năm từ 0,51,1m. Điển hình là mực nước sơng Hồng đã hạ thấp xuống đến cao trình +0,1m vào
ngày 21/2/2010. Lưu lượng dòng chảy về hạ du giảm, mực nước các sông vùng đồng
bằng bị hạ thấp, nước biển dâng cao kết hợp triều cường càng tạo điều kiện cho nước
biển lấn sâu hơn vào lục địa dẫn đến tình trạng xâm nhập mặn diễn ra trên diện rộng và
ngày càng phức tạp. Từ giữa đến cuối mùa khô, khi lượng nước từ thượng lưu đổ về

ngày một giảm cũng là thời kì xâm nhập mặn nội địa ở vùng ven biển sơng Hồng –
Thái Bình đạt cực đại. Chiều sâu xâm nhập mặn từ 25km đến 40km tính từ cửa biển
tùy theo đặc điểm từng sơng và phụ thuộc vào sự điều tiết của các hồ chứa vào thời kỳ
này. Liên tiếp trong các năm từ 2003 trở lại đây, nước mặn đã lấn sâu vào sông trên
địa bàn các tỉnh Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình,... Ranh giới mặn 1‰ đã
xâm nhập ngày càng sâu vào các tuyến sông Hồng, Ninh Cơ, Trà Lý, Văn Úc, Thái
Bình, Đáy... Đặc biệt, trong tháng 1/2006, mặn đã xâm nhập sâu đến mức kỷ lục: Trên
sông Hồng mặn lấn rất sâu đến cửa cống Hạ Miêu I với độ mặn 7,2‰ cách biển 26km;
trên sông Ninh Cơ, mặn lấn sâu đến cửa cống Múc 2 với độ mặn 1,7‰, cách biển tới
37km; trên sông Đáy mặn đã đến cửa cống Bình Hải I với độ mặn 5‰, cách biển
18km. Độ mặn vượt quá nồng độ cho phép tiêu chuẩn nước cấp phục vụ cho sản xuất
nông nghiệp và thủy sản gây thiệt hại rất lớn cho các khu vực này[3].
Vì vậy, để đánh giá được thực trạng và tình hình diễn biến của xâm nhập mặn ở khu
vực hạ du đồng bằng sơng Hồng – Thái Bình, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn
“Nghiên cứu diễn biến xâm nhập mặn các cửa sông vùng đồng bằng sơng Hồng –
Thái Bình có xét tới tác động của biến đổi khí hậu” với mong muốn sẽ đóng góp một
số kết quả nghiên cứu mới, làm cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp - biện pháp
thích hợp nhằm ứng phó hiệu quả với các tác động bất lợi của xâm nhập mặn trong
khu vực.
2. Mục tiêu của luận văn
Mục đích của nghiên cứu này là tính tốn và mơ phỏng diễn biến xâm nhập mặn ở khu
vực cửa sông và vùng ven biển đồng bằng sơng Hồng – Thái Bình có xét tới ảnh

2


hưởng của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng. Từ đó đề xuất các giải pháp nhằm
giảm thiểu tác động bất lợi do xâm nhập mặn gây ra. Các mục tiêu cụ thể của đề tài
gồm: Đánh giá được hiện trạng tình hình xâm nhập mặn tại các cửa sơng chính trong
khu vực; Tính tốn và mơ phỏng xu thế diễn biến xâm nhập mặn tại các cửa sơng theo

các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng bằng bộ mơ hình MIKE một hai chiều
kết hợp; Kiến nghị các giải pháp, biện pháp thích hợp để ứng phó với các tác động của
xâm nhập mặn trong khu vực.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là bài tốn mơ phỏng chế độ thủy động lực dịng chảy hai
chiều và q trình lan truyền mặn từ nước biển vào môi trường nước mặt ở khu vực
cửa sông ven biển.
- Phạm vi nghiên cứu là các cửa sơng chính ở vùng đồng bằng sơng Hồng – Thái Bình
gồm: cửa Đáy, Ninh Cơ, Ba Lạt, Trà Lý, Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cấm, Lạch
Huyện.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu về xâm nhập mặn là một vấn đề khoa học khó, có rất nhiều yếu tố tác
động đến q trình xâm nhập mặn như: các yếu tố tự nhiên (thời tiết - khí hậu, khí
tượng – thủy văn – hải văn...); yếu tố con người (bao gồm: dân số, các hoạt động kinh
tế xã hội, các cơng trình do con người xây dựng, khai thác sử dụng tài nguyên đất –
nước, ...). Do đó để đạt được các mục tiêu đã đặt ra, khi nghiên cứu về xâm nhập mặn
tại các cửa sông, đề tài sẽ xem khu vực nghiên cứu là một hệ thống thống nhất trong
đó các điều kiện cấu thành hệ thống gồm: địa hình, chế độ mưa, dịng chảy, chế độ
thủy văn cửa sơng, sóng, triều, độ mặn và tác động của con người, v.v… là những
thành phần tương tác có quan hệ ràng buộc, tác động lẫn nhau. Vì vậy việc nghiên cứu
địi hỏi phải xem xét trên quan điểm hệ thống nhằm đánh giá đúng thực trạng, nguyên
nhân và cơ chế xâm nhập mặn giúp cho việc ứng phó, giảm thiểu tác động của xâm
nhập mặn đối với khu vực này.
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

3


- Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tài liệu: Tiến hành điều tra khảo sát thực địa,
thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu.

Thu thập các số liệu, tài liệu cơ bản về địa hình, khí tượng, thủy văn, hải văn trong khu
vực để phục vụ công tác nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích thống kê và xử lý số liệu: Phương pháp này được sử dụng
trong việc phân tích, thống kê các đặc trưng khí tượng, thủy văn, hải văn, dịng chảy
trong sơng – ngồi biển... và xử lý các tài liệu, số liệu phục vụ cho q trình phân tích,
tính tốn của luận văn.
- Phương pháp mơ hình tốn: Ứng dụng các phần mềm mơ hình tốn hiện đại như:
MIKE 11, MIKE 21 với các module HD-AD để tính tốn mơ phỏng chế độ thủy động
lực và các quá trình lan truyền mặn ở vùng cửa sông, ven biển theo các kịch bản hiện
trạng, kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong tương lai.
- Phương pháp kế thừa có chọn lọc: Trong quá trình thực hiện, học viên đã tham khảo
và kế thừa các kết quả có liên quan của đề tài KC.08.05/16-20 “Nghiên cứu đánh giá
xu thế diễn biến, tác động của hạn hán, xâm nhập mặn đối với phát triển kinh tế- xã
hội vùng đồng bằng sơng Hồng- Thái Bình và đề xuất các giải pháp ứng phó” do TS.
Hồ Việt Cường, Phịng thí nghiệm trọng điểm Quốc Gia về động lực học sông biển –
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam làm chủ nhiệm.
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các chun gia có kinh nghiệm trong
tính tốn xâm nhập mặn để hồn thiện các kết quả nghiên cứu của luận văn một cách
tốt nhất.
5. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo luận văn bao gồm 3 nội
dung chính:
Chương I: Tổng quan
Chương II: Thiết lập mơ hình tính tốn mơ phỏng xâm nhập mặn cho vùng đồng bằng
sơng Hồng – Thái Bình.
Chương III: Tính tốn, dự báo diễn biến xâm nhập mặn tại các cửa sông trong khu vực
nghiên cứu.

4

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Đặc điểm hệ thống sông
Lưu vực sông Hồng - sơng Thái Bình là một lưu vực sơng liên quốc gia chảy qua 3
nước Việt Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 169.000km2
và diện tích lưu vực của hai sông này trong lãnh thổ Việt Nam vào khoảng 87.840km2.
Châu thổ sơng nằm hồn tồn trong lãnh thổ Việt Nam có diện tích ước tính khoảng
17.000km2. Chiều dài sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam khoảng 328km. Phần lưu
vực nằm ở Trung quốc là: 81.200 km2 chiếm 48% diện tích tồn lưu vực. Phần lưu vực
nằm ở Lào là: 1.100 km2 chiếm 0,7% diện tích tồn lưu vực. Phần lưu vực nằm ở Việt
Nam là: 87.840 km2 chiếm 51,3% diện tích lưu vực.[1] Đây là con sông lớn thứ hai
(sau sông Mêkông) chảy qua Việt Nam đổ ra biển Đơng. Sơng Hồng được hình thành
từ 3 sông nhánh lớn là sông Đà, sông Lô và sông Thao. Sơng Thái Bình cũng được
hình thành từ 3 nhánh sông lớn là sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam. Hai hệ
thống sông được nối thông với nhau bằng sông Đuống và sông Luộc tạo thành lưu vực
sông Hồng - sơng Thái Bình.
Lưu vực sơng Hồng - sơng Thái Bình được giới hạn từ 20023’ đến 25030’ vĩ độ Bắc và
từ 1000 đến 107010’ kinh độ Đơng.Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang và sông
Châu Giang của Trung Quốc; Phía Tây giáp lưu vực sơng Mêkơng; Phía Nam giáp lưu
vực sơng Mã; Phía Đơng giáp vịnh Bắc Bộ. Sơng Hồng: Địa hình lưu vực thấp dần
theo hướng Tây bắc - Đơng nam, Địa hình đồi núi chiếm phần lớn lưu vực với độ cao
trung bình 1090m. Phần phía tây của lưu vực nằm trong lãnh thổ nước ta được giới
hạn bởi khối núi ở biên giới Việt-Lào với những đỉnh núi cao trên 1800m như Pu-đenđinh (1886m), Pu-sam-sao (1987m), về phía bắc có dãy núi Pu-si-lung (3076 m) nằm
ở biên giới Việt-Trung, phía đơng được giới hạn bởi cánh cung Ngân Sơn - Yên Lạc
với những núi cao trên 1500 m như đỉnh Phia Bioc cao 1576 m. Vùng trung du được
đặc trưng bởi địa hình đồi dạng bát úp với độ cao dưới 50-100 m. Hạ lưu sơng Hồng
kết hợp với hạ lưu sơng Thái Bình đã tạo thành đồng bằng sơng Hồng-sơng Thái Bình.

5

Sơng Thái Bình bắt nguồn từ Việt Nam về phía bắc của Hà Nội, chảy về phía đơng
nam và cuối cùng đổ ra Biển Đơng. Ở phía nam Hà Nội, sông Đuống tách từ sông
Hồng và nhập vào sông Thái Bình chảy về phía đơng. Hệ thống sơng nằm ở khu vực
đơng bắc Bắc Bộ, phía tây và phía bắc giáp lưu vực sơng Hồng, phía đơng giáp hệ
thống sơng Kỳ Cùng - Bằng Giang, phía đơng nam giáp lưu vực các sơng nhỏ ở Quảng
Ninh và phía nam giáp vịnh Bắc Bộ. Phần phía tây và tây bắc là vùng núi cao thuộc
cánh cung sông Gâm, Ngân Sơn - Yên Lạc quy tụ về dãy núi Tam Đảo với đỉnh PiaBioc cao 1576 m, dãy núi Tam Đảo ở phía tây nam với đỉnh cao 1592m; phần phía bắc
và đông bắc là vùng núi thuộc cánh cung Bắc Sơn với một số đỉnh núi cao trên 1000 m
như đỉnh Cốc Xe 1131m, Khao Kiên 1107 m, phía đơng nam giáp với tỉnh Quảng
Ninh là dãy núi Yên Tử cao 1068 m. Vùng đồi núi thấp phân bố ở trung lưu sông Cầu,
sông Thương và sông Lục Nam với độ cao dưới 100-200 m. Vùng đồng bằng nằm ở
hạ lưu các sơng, địa hình bằng phẳng và thấp. Nhìn chung, địa hình ở lưu vực sơng
Cầu thấp dần từ bắc xuống nam, cịn ở 2 lưu vực sơng Thương và sơng Lục Nam thì
thấp dần theo hướng đơng bắc - tây nam. Độ cao trung bình của lưu vực của sơng Cầu,
sơng Thương xấp xỉ nhau (190 m) cịn ở sơng Lục Nam thì cao hơn (207m).
Bảng 1- 1. Đặc trưng hình thái một số sơng chính trong hệ thống sơng Hồng – sơng
Thái Bình[1].

6


1.1.2. Đặc điểm khí tượng, khí hậu
a) Tình hình quan trắc:
* Phần Trung Quốc
Sau ngày giải phóng 1949 hệ thống quan trắc đã hình thành với khoảng 24 trạm khí
tượng trên các sơng: sơng Ngun (đầu nguồn sơng Hồng) có 15 trạm, sơng Lý Tiên
(đầu nguồn sơng Đà) có 5 trạm và sơng Bàn Long (đầu nguồn sơng Lơ) có 4 trạm.
Năm 1964 trong cuốn tài liệu khí tượng lưu vực sơng Hồng của bạn thì trong lưu vực

sơng Hồng và vùng phụ cận có 16 trạm khí tượng khí hậu. Tuy nhiên các trạm phần
lớn quan trắc không được liên tục cụ thể có: 3 trạm có 27 ÷ 37 năm tài liệu (khơng liên
tục) có 2 trạm trong lưu vực; 8 trạm 10 ÷ 19 năm tài liệu (khơng liên tục) có 1 trạm
trong lưu vực; 7 trạm có 5 ÷ 8 năm tài liệu (khơng liên tục) có 5 trạm trong lưu vực. Số
liệu quan trắc trên địa phận Trung Quốc có rất ít chỉ được thơng báo đến 1963. Từ đó
đến nay chưa được thơng báo nên việc tìm hiểu đặc tính khí hậu của tồn lưu vực hệ
thống sông Hồng sẽ bị hạn chế.
* Phần Việt Nam
Năm 1890 đã bắt đầu đo mưa ở Hà Nội, sau đó năm 1905 ở Tuyên Quang, Hà Giang,
Phủ Liễn, Lào Cai vv... năm 1911 đo ở Nam Định, Sa Pha.. và mãi đến năm 1920 mới
mở rộng lưới trạm đo ra các tỉnh đồng bằng và một số nơi quan trọng ở miền núi. Tới
năm 1940 tất cả các trạm trên lưu vực sông Hồng của Việt Nam chưa đầy 110 trạm và
hầu hết các trạm này đều ngưng hoạt động trong thời kỳ 1946 ÷ 1954. Sau năm 1954
và nhất là thời kỳ năm 1960 lưới trạm đo khí tượng khí hậu được khơi phục và phát
triển mạnh do yêu cầu của công tác trị thủy và khai thác sơng Hồng. Số lượng trạm
tăng lên nhanh chóng từ 87 trạm đo mưa năm 1939 lên 303 trạm năm 1960. Nhưng sau
năm 1985 một số trạm ngừng không quan trắc hiện nay còn khoảng 275 trạm đo mưa
trong đó có 83 trạm đo khí hậu khí tượng. Để phục vụ cho việc tính tốn, lập quy trình
điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng cần thu thập các tài
liệu khí tượng thuỷ văn thời kỳ 1960 – 2004, trong đó số liệu mưa ngày, một số trạm
đo có số liệu mưa giờ, số liệu lưu lượng ngày, số liệu thuỷ văn vùng cửa sông và các
số liệu về xâm nhập mặn.

7


b) Đặc điểm khí tượng, khí hậu:
Ở thượng nguồn sơng Hồng thuộc địa phận Trung Quốc, mùa mưa thường bắt đầu từ
tháng VI và kết thúc vào tháng VIII, tháng IX, lượng mưa giảm nhỏ, nhưng sang tháng
X thì lượng mưa lại tăng quá 100mm, hình thành một đỉnh mưa phụ. Lượng mưa năm

nói chung rất nhỏ, thượng nguồn lưu vực sông Nguyên thường chỉ đạt từ 550mm đến
trên 700mm. Ở vùng tiếp giáp với Việt Nam, lượng mưa năm tăng lên nhưng cũng chỉ
đạt từ 1000mm đến 1300mm. Riêng khu vực thượng nguồn sông Đà, lượng mưa năm
khá hơn, từ 1300mm đến 1500mm. Đặc biệt tại trạm Lý Tiên Độ, lượng mưa năm đạt
trên 1800mm, có năm đạt 2446mm. Lượng mưa ba tháng lớn nhất thường là các tháng
VI, VII, VIII và tháng VI là lớn nhất đối với thượng nguồn sông Thao và tháng VII là
lớn nhất đối với thượng nguồn sông Đà. Lượng mưa một ngày lớn nhất từ 40mm đến
60mm, cá biệt có nơi vượt quá 80mm. Mùa khơ rất ít mưa, có khi hai tháng liền không
mưa. Lượng mưa mùa khô chỉ chiếm không đầy 10% lượng trong năm.
Đồng bằng châu thổ sông Hồng giáp biển chịu sự điều hoà của biển nên trong mùa hạ
bớt nóng hơn và lượng ẩm tăng lên ảnh hưởng của bão cũng trực tiếp trong thời kỳ từ
tháng VI đến tháng X và nhất là trong các tháng VII và VIII. Tốc độ của gió ở ven bờ
biển có thể vượt 50m/s. Mưa bão thường đạt 200  300 mm/ ngày. Đặc biệt những đợt
mưa trong bão, trong vòng ba ngày, cho lượng mưa từ 600 đến xấp xỉ 1000mm. Các
kết quả quan trắc được cho thấy lượng mưa bão chiếm 25-30% tổng lượng mưa mùa
mưa. Mùa mưa ở đồng bằng thường từ tháng V đến tháng X tập trung tới 85% lượng
mưa năm - tháng VIII là tháng thường có lượng mưa lớn nhất đạt từ 300 đến trên
400mn. Lượng mưa tháng lớn nhất là 569mm. Trong mùa ít mưa, từ tháng XI đến
tháng IV, lượng mưa chỉ chiếm xấp xỉ 155 lượng trong năm, tháng ít mưa nhất có
lượng mưa từ 15  20mm. Tồn lưu vực sơng Hồng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa
với mùa Đơng lạnh, khơ, ít mưa và mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, chịu tác động của cơ
chế gió mùa Đơng Nam Á với hai mùa gió: Gió mùa Đơng và gió mùa Hạ. Gió mùa
Đơng bị chi phối bởi khơng khí cực đới và khơng khí biển Đơng. Gió mùa Hạ bị chi
phối bởi ba khơng khí: Khơng khí nhiệt đới biển bắc ấn Độ (gió Tây Nam); Khơng khí
xích đạo (gió Nam); Khơng khí biển Thái Bình Dương (gió Đông Nam).
* Chế độ bức xạ:

8

Do ở vùng khí hậu nhiệt đới, nên lưu vực sơng Hồng - sơng Thái Bình hàng năm nhận
được nguồn năng lượng bức xạ 100 ÷ 200 Kcal/cm2/tháng, trung bình là 60÷
80Kcal/cm2/tháng. Nhỏ nhất là tháng I và II có tổng lượng bức xạ là 5÷8
kcal/cm2/tháng, lớn nhất là vào tháng VII, thời kỳ lên cao nhất trên Vĩ độ Bắc
lượng bức xạ tổng cộng tới 12 ÷ 16 Kcal/cm2/tháng. Các tháng mùa hạ cán cân bức xạ
tăng tương đối đồng đều trên toàn lưu vực nên mức độ chênh lệch ít hơn các tháng
mùa đơng. Một điều cần quan tâm là cán cân bức xạ thay đổi theo cao độ địa hình (ở
Hà Nội với cao độ 5m là 72,5 Kcal/cm2/năm; nhưng ở Sa Pa cao độ 1570 cán cân bức
xạ chỉ còn 44,7 Kcal/cm2/năm).
* Chế độ ẩm:
Độ ẩm tương đối trung bình năm của khơng khí trên lưu vực ở phần Việt Nam có trị số
khá cao từ 80%  90%, thời kỳ khô nhất khoảng 75% và thời kỳ ẩm nhất nhiều nơi đạt
đến hơn 90%. Phần lớn các vùng trong lưu vực đạt hai giá trị cực đại và hai giá trị cực
tiểu. Cực đại thứ nhất thường xảy ra vào khoảng tháng II đến tháng III do có nhiều
mưa phùn và và ẩm ướt nhất trong năm (Yên Bái 90%, Hà Nội 87%, Hải Phòng 91%,
Nam Định 91%...). Cực đại thứ hai xảy ra vào khoảng tháng VII đến tháng VIII tương
ứng với thời gian nóng nhất và mưa nhiều trong năm (Tuyên Quang, Hà Nội 86%, Hải
Phòng 88%). Cực tiểu thứ nhất xảy ra vào tháng V  VI và cực tiểu thứ hai xảy ra vào
khoảng tháng X  XI tương ứng với thời kỳ vào đầu và cuối mùa mưa (Hồ Bình, Phú
Thọ, Hà Nội có độ ẩm khoảng 80  83%). Độ ẩm khơng khí tương đối trung bình
nhiều năm của lưu vực vào khoảng 84%. Độ ẩm tương đối lớn nhất xuất hiện vào các
tháng mùa Hè, mùa Xuân, nhất là các ngày có gió mùa Đơng Bắc hoạt động mạnh gây
mưa lớn. Trong các tháng này độ ẩm tương đối thường cao hơn 86%. Độ ẩm thấp nhất
xảy ra vào các tháng mùa Đông, đặc biệt vào những ngày gió Tây Nam khơ nóng hoạt
động, trong thời kỳ này độ ẩm có thể nhỏ hơn 50%. Sự chênh lệch về độ ẩm khơng khí
giữa mùa khơ và mùa mưa của khu vực này là thấp, tháng có độ ẩm tương đối nhỏ
nhất là tháng XI, XII.
* Chế độ nhiệt:

9

Lưu vực sơng Hồng và sơng Thái Bình nằm giữa ranh giới của vùng nhiệt đới nội chí
tuyến (phần Việt Nam và một phần lưu vực thuộc Trung Quốc) và vùng cận chí tuyến
(phần cịn lại trên lãnh thổ Trung Quốc). Nó vừa chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới
Châu á đồng thời do nằm sát bên bờ Thái Bình Dương nên lại chịu ảnh hưởng thường
xuyên mãnh liệt của khí hậu biển cả trong mùa hè và mùa đơng, có khí hậu ơn hồ hơn
về mùa hạ so với các vùng nhiệt đới trong lục địa, nhưng lại có mùa đơng lạnh hơn. Vì
thế lưu vực sơng Hồng có nền nhiệt thấp hơn các vùng nhiệt đới khác của hành tinh
song độ ẩm lại phong phú. So với tồn quốc lưu vực có nền nhiệt độ bình qn hàng
năm thấp hơn.
Do chịu ảnh hưởng nhiều của gió mùa Đơng Bắc trong mùa đơng và gió mùa Tây Nam
trong mùa hạ nên thời gian ấm nóng trong phần lớn lưu vực kéo dài từ 8  9 tháng
(tháng III  IX, có nhiệt độ trung bình tháng trên 200C, tháng V  IX có nhiệt độ cao
hơn 250C). Nhiệt độ thấp ở hầu khắp trong lưu vực vào tháng XII  II (thấp nhất
thường vào tháng I và đầu tháng II, trên vùng núi cao vào những ngày giá rét thường
có tuyết rơi và nước đóng băng trên bề mặt nhưng cũng chỉ xảy ra trong ngày. Một
điều cần lưu ý là vào đầu mùa hè (tháng V  VI) gió mùa Tây Nam phát triển mạnh, áp
thấp ấn - Miên di chuyển từ Tây sang Đơng gây gió Tây mang thời tiết khơ nóng ảnh
hưởng nhiều nên trên bề mặt lưu vực lưu vực sơng Đà và có khi cịn tràn xuống cả
trung du và đồng bằng sơng Hồng (thời kỳ này thường đạt tới trị số cao tuyệt đối, trị số
đó thường từ 400  430C). Nhiệt độ khơng khí bình qn nhiều năm là 23,3 0C Nhiệt độ
cao nhất vào tháng VII với bình quân tháng là 28,80C. Nhiệt độ thấp nhất là vào các
tháng XII, I bình quân vào khoảng 15,9 đến 18,20C.
* Bốc hơi:
Phần Trung Quốc thuộc lưu vực sơng Hồng có lượng bốc hơi trung bình năm rất lớn
(Lấy theo số liệu 1961 ÷ 1963): Thượng nguồn sông Thao ở Nguỵ Sơn: 2170
mm/năm, Lâm Bình: 2226 mm/năm, Mơng Tự: 2362 mm/năm, Khai Hiển: 2502
mm/năm, Hà Khẩu 1494 mm/năm; Thượng nguồn sông Đà: Mặc Giang: 1780
mm/năm, Giang Thành: 1417 mm/năm; Thượng sông Lô: Văn Sơn: 2000 mm/năm.

Phần Việt Nam thuộc lưu vực sông Hồng có lượng bốc hơi trung bình năm nhỏ (là

10


vùng có lượng bốc hơi nhỏ nhất nước ta): ở Tây Bắc từ 660 ÷ 1150 mm/năm, Việt Bắc
500 ÷ 860 mm/năm, Thái Nguyên 730 ÷ 980 mm/năm, trung du 560 ÷ 1050 mm/năm,
đồng bằng 700 ÷ 990 mm/năm. Nếu so sánh với các vùng khác ở miền Trung và Miền
Nam nước ta thì thấy nhiều vùng có lượng bốc hơi lớn hơn: Thanh Hoá - Nghệ An Hà Tĩnh: 650 ÷ 1150 mm/năm, Quảng Bình - Quảng Trị - Thừa Thiên Huế: 900 ÷
1500 mm/năm, Quảng Nam: 1122 mm/năm, Nha Trang: 1468 mm/năm, Buôn Mê
Thuột: 1610 mm/năm, Tân Sơn Nhất: 1686 mm/năm, đồng bằng sơng Cửu Long 1000
÷ 1250 mm/năm. Nguyên nhân là do nhiệt lượng trong năm thấp nhưng độ ẩm tương
đối nhiều năm lại rất cao, nên lượng bốc hơi năm thấp.
Các tháng lạnh ẩm có lượng bốc hơi thấp, các tháng khơ nóng lượng bốc hơi cao hơn
rõ rệt: Ở Tây Bắc vào tháng III, Việt Bắc vào tháng V, đồng bằng Bắc Bộ vào tháng
VII. Do khu vực nắng khá nhiều nên lượng bốc hơi khá cao. Lượng bốc hơi trung bình
nhiều năm trên 1000mm. Bốc hơi mạnh nhất vào những ngày gió Tây Nam khơ nóng
hoạt động. Các tháng mùa hè lên đến trên 80mm mỗi tháng, trái lại trong các tháng
mùa mưa lượng bốc hơi chỉ dưới 50mm. Tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất là tháng II.
1.1.3. Đặc điểm thủy văn, dòng chảy
a) Dịng chảy năm:
Dịng chảy trên lưu vực sơng Hồng - sơng Thái Bình được hình thành từ mưa và khá
dồi dào. Tổng lượng bình quân nhiều năm qua Sơn Tây khoảng 118 tỷ m3 tương ứng
với lưu lượng 3743 m3/s, nếu tính cả sơng Thái Bình, sơng Đáy và vùng đồng bằng thì
tổng lượng dịng chảy đạt tới 135 tỷ m3, trong đó 82,54 tỷ m3 (tương đương 61,1%)
lượng dòng chảy sản sinh tại Việt Nam và 52,46 tỷ m3 (tương đương 38,9%) là sản
sinh trên lãnh thổ Trung Quốc. Tuy nhiên, do địa hình chia cắt, lượng mưa phân bố
khơng đều nên dịng chảy trên các phần lưu vực cũng rất khác nhau. Dòng chảy ở địa
phận Việt Nam phong phú hơn nhiều dòng chảy của phần thượng nguồn lưu vực nằm
ở Trung Quốc (lượng mưa trung bình ước tính trên sơng Đà phần Việt Nam 2900

mm/năm; Phần Trung Quốc 1800 mm/năm; trên sông Lô phần lưu vực ở Trung Quốc
là 1200 mm/năm thì lưu vực thuộc Việt Nam lên tới 1900 mm/năm; trên sông Thao
phần Trung Quốc còn thấp hơn là 1100 mm/năm và thuộc lãnh thổ Việt Nam cũng đạt
1900 mm/năm).

11


Nhìn chung, lượng nước trung bình hàng năm trên lưu vực biến đổi khá lớn và tuỳ
thuộc từng sông. Năm nhiều nước nhất so với năm ít nước nhất gấp 1,7 đến 2,2 lần ở
sông Hồng và từ 3 đến 4,6 lần ở sơng Thái Bình. Trên các sơng nhỏ, biến động nước
trung bình năm nhiều hơn, đặc biệt là các nhánh nhỏ của sơng Thái Bình. Trong 3
nhánh lớn của sơng Hồng thì sơng Đà có lượng dịng chảy lớn nhất chiếm khoảng
42%, sơng Thao có diện tích lưu vực xấp xỉ sơng Đà song lại có lượng dịng chảy nhỏ
nhất chỉ chiếm 19%, sơng Lơ có diện tích lưu vực là nhỏ nhất song có lượng dịng
chảy đáng kể đứng thứ hai sau sông Đà chiếm 25,4% (tỷ lệ này so với lượng dòng
chảy đến tại Sơn Tây).
Bảng 1- 2. Biến động lượng nước trung bình năm tại một số vị trí[1].
STT
1
2
3
4
5
6

Sơng
Sơng Hồng (Sơn Tây)
Sơng Đà (Hồ Bình)
Sơng Thao (Yên Bái)

Sông Lô (Phù Ninh)
Sông Cầu (Thác Bưởi)
Sông Lục Nam (Chũ)

Lượng nước năm, tỷ m3
Trung bình Lớn nhất Nhỏ nhất
117,9
160,5
93,0
55,4
68,7
39,7
24,2
41,0
18,4
32,7
46,0
23,6
1,6
2,6
0,9
1,3
2,5
0,5

max/min
1,7
1,7
2,2
1,9

3,0
4,6

b) Dòng chảy lũ:
Do chế độ mưa trên lưu vực biến đổi cả về không gian và thời gian, nên sự xuất hiện lũ
lớn trên sơng Hồng có tính chất phân kỳ rõ rệt. Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 6 đến tháng
10; ở phía Đơng Bắc có thể xảy ra lũ lớn vào tháng 11; Ở Tây Bắc mùa lũ có thể sớm
hơn. Trên lưu vực sơng Hồng có trên 45% số năm có lũ lớn vào tháng 8, trên 29% vào
tháng 7, chỉ có 17% xảy ra vào tháng 9. Tuy vậy những trận lũ đặc biệt lớn chỉ xảy ra
vào tháng 8 ví dụ như các trận lũ tháng 8/1945, tháng 8/1971.
Lũ ở vùng châu thổ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động kinh tế xã hội của 14 triệu dân.
Hàng năm có từ 3 ÷ 5 trận lũ phát sinh trên lưu vực sông Hồng. Tuỳ theo quy mô của
các trận lũ, thời gian lũ lên từ 3 ÷ 5 ngày, thời gian lũ xuống từ 5 ÷ 7 ngày. Những trận
lũ lớn ở lưu vực sơng Hồng - sơng Thái Bình thường do từ 2 ÷ 3 con lũ kết hợp nhau
tạo thành và thường kéo dài 15 ÷ 20 ngày như lũ tháng 8/1969; tháng 8/1971. Cường
suất lũ lên khá nhanh đạt 5 ÷ 7 m/ngày ở thượng lưu sông Đà, sông Lô; ở trung lưu 2 ÷

12


3 m/ngày và ở hạ lưu là 0,5 ÷ 1,5m/ngày. Ở thượng du sơng Thái Bình có thể đạt tới 1
÷ 2 m/giờ. Biên độ mực nước ở các sơng nhỏ đạt 3 ÷ 4 m, sơng lớn tới 10m. Biên độ
tuyệt đối đạt tới 13,22m ở Lào Cai (sông Thao); 31,1m ở Lai Châu (sông Đà); 20,4 m
ở Hà Giang (sông Lô) và 13,1 m ở Hà Nội (sông Hồng). Trên sơng Thái Bình đạt
12,76m tại Chũ; ở Phả Lại đạt 7,91m.
c) Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt trên lưu vực thường từ tháng XI đến tháng V gồm 7 tháng (có lưu lượng bình
qn tháng nhỏ hơn lưu lượng trung bình năm). Trong đó có tháng XI là tháng chuyển
tiếp từ mùa mưa sang mùa ít mưa. Từ tháng X đến tháng XI dịng chảy trong sơng
giảm nhanh và từ tháng XII đến tháng IV dịng chảy ít biến động, cuối tháng IV và

tháng V do có mưa nên dịng chảy lại tăng nhanh, chính thức mùa kiệt là từ tháng XII
đến tháng IV. Do vậy việc dùng nước cần được quan tâm đến dòng chảy kiệt từ tháng
XII đến tháng IV và có thể là cả tháng V.
Trong các tháng mùa kiệt vẫn cịn có lượng mưa chiếm khoảng 20 ÷ 25% lượng mưa
cả năm nhưng lượng mưa này lại tập trung vào 3 tháng XI, IV và V còn các tháng XII
đến tháng III mưa nhỏ và nhất là 2 tháng XII và I là thời tiết khô hanh, tháng II và III
tuy đã có mưa nhưng chỉ là mưa phùn, từ tháng XII đến tháng III dòng chảy trong
sông suối là do nước ngầm và nước điều tiết từ các hồ chứa cung cấp. Do vậy tháng có
lưu lượng nhỏ nhất trong năm hầu hết rơi vào tháng III (53% ở Hồ Bình, 52% ở n
Bái, 45% ở Phù Ninh, 49% ở Thác Bưởi, 57% ở Chũ và 63% ở Sơn Tây), số năm còn
lại rơi vào tháng II và tháng IV. Mơ đuyn dịng chảy kiệt vùng châu thổ sông Hồng là
4,9 l/s.km2.
1.1.4. Đặc điểm hải văn
a) Sóng biển:
Có thể chia vùng ven biển ĐBSH ra 3 vùng, mỗi vùng có sóng tác động khác nhau:
ven biển Hải Phịng, ven biển Thái Bình, ven biển Nam Định và Ninh Bình. Trong
mùa đơng (từ tháng XII đến tháng III năm sau), hướng sóng chính ngồi khơi là ĐB
(5170%). Vùng ven bờ thịnh hành các hướng sóng B, ĐB và Đ; trong đó sóng Đ ở
ven biển Hải Phịng (3037%), sóng Đ, ĐB ở ven biển Thái Bình và sóng Đ, ĐN ở

13


ven biển Nam Định - Ninh Bình. Trong mùa hè (từ tháng VI-IX), hướng sóng N thịnh
hành ngồi khơi (3760%) và vùng ven biển là các hướng sóng ĐN (24%), N (20%).
Tính chung trong mùa hè sóng có độ cao lớn hơn trong mùa đông, do chịu tác động
mạnh của bão và áp thấp nhiệt đới. Độ cao sóng ven bờ lớn nhất tới 45 m và ở ngoài
khơi là 910 m.
b) Thủy triều:
Thuỷ triều ven biển ĐBSH có chế độ nhật triều đều, chu kỳ trung bình 24 giờ 45 phút,

thời gian nước dâng và rút gần bằng nhau (tương ứng là 11 giờ 11 phút và 13 giờ 34
phút). Biên độ dao động tối đa là 3,03,5 m, trung bình là 1,71,9 m và nhỏ nhất là
0,30,5 m. Hàng tháng có hai kỳ nước lớn (kéo dài 11-13 ngày) và hai kỳ nước nhỏ
(dài 2-3 ngày).
c) Dòng chảy vùng cửa sơng:
Tại vùng ven biển cửa sơng ĐBSH dịng nhật triều có vai trị chính; dịng bán nhật
triều có tăng lên đáng kể ở các kỳ nước kém nhưng khơng mạnh; dịng chảy chu kỳ 6
giờ (1/4 ngày) có trị số tốc độ thấp. Trong cửa sông: tốc độ dịng triều khá lớn có thể
đạt và vượt 1,31,5 m/s, trong đó trị số dịng nhật triều vượt trội hơn các dịng khác, kể
cả dịng chảy do lũ trong sơng trong thời gian có lũ khơng lớn. Ngồi cửa sơng, tốc độ
dịng triều tuy khá cao nhưng ít khi vượt q 1,0 m/s.
d) Dịng bùn cát ở cửa sơng:
Bùn cát sơng ngịi: Bùn cát có nguồn gốc sơng ngịi là vật liệu chính bồi đắp châu thổ
sơng Hồng. Trước khi có hồ Hịa Bình, hàng năm có trung bình 113,6.106 tấn bùn cát
được dịng sơng Hồng tải qua mặt cắt Sơn Tây, trong đó 9092% vận chuyển trong
mùa lũ, cao nhất vào hai tháng VII-VIII (5860%). Sau khi có hồ Hồ Bình, lượng
bùn cát trên sơng Hồng giảm xuống, chỉ cịn 57,3.106 tấn/năm. Lượng bùn cát giảm
cịn có ngun nhân khác, vào những năm 1989-2005 là thời kỳ ít nước trên sơng
Hồng và dịng bùn cát sơng ngịi cũng giảm xuống.

14


1.1.5. Hiện trạng xâm nhập mặn tại khu vực nghiên cứu
Nhiều năm gần đây, hiện tượng biến đổi khí hậu, tính phức tạp của dịng chảy sơng ở
hạ du về mùa cạn, nhu cầu dùng nước của các ngành kinh tế tăng cao… đã dẫn đến
tình trạng nhiễm mặn tại vùng đồng bằng Bắc bộ ngày một lớn. Điều này đã gây
khơng ít khó khăn cho hoạt động sản xuất kinh tế, đặc biệt trên lĩnh vực nông nghiệp
của vùng.
Kết quả điều tra giám sát mặn của Trung tâm Thủy lợi, Môi trường ven biển và hải

đảo (Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
cho thấy: Mặn bắt đầu xâm nhập vào sâu đất liền dọc theo các con sông khi mùa mưa
kết thúc. Từ giữa đến cuối mùa khô, lượng nước từ thượng lưu đổ về ngày một giảm
cũng là thời kì xâm nhập mặn nội địa đạt cực đại: độ mặn 1‰, chiều sâu xâm nhập
mặn từ 25km đến 40km tính từ cửa biển tùy theo đặc điểm từng sông và sự điều tiết
của các hồ chứa vào thời kỳ này. Liên tiếp trong các năm từ 2004 – 2006, nước mặn đã
lấn sâu vào sông trên địa bàn tỉnh Nam Định. Ranh giới mặn 1‰ đã xâm nhập ngày
càng sâu vào các sông Hồng, sông Ninh Cơ và sông Đáy. Đặc biệt, trong tháng
1/2006, trên tất cả 3 vùng cửa sông, mặn đã xâm nhập sâu đến mức kỷ lục: trên sông
Hồng mặn lấn rất sâu đến cửa cống Hạ Miêu I với độ mặn 7,2‰ cách biển 26km; trên
sông Ninh Cơ, mặn lấn sâu đến cửa cống Múc 2 với độ mặn 1,7‰, cách biển tới
37km; trên sông Đáy mặn đã đến cửa cống Bình Hải I với độ mặn 5‰, cách biển
18km. Theo số liệu quan trắc mặn thường xuyên của Viện nước Tưới tiêu và Môi
trường – Viện Khoa học Thủy lợi Việt nam trong những năm gần đây đã đưa ra các
kết quả diễn biến mặn theo từng thời kỳ lấy nước phục vụ Đông Xuân từ 2014 trở lại
đây như sau:[3]
- Vụ đông xuân năm 2014: Giới hạn xâm nhập mặn ở các sông Trà Lý, Sông Hồng,
Ninh Cơ, sông Đáy trong các tháng mùa kiệt với chiều dài xâm nhập mặn từ 25,1km
đến 31,9km với mức xâm nhập mặn 1‰ (Bảng 1-3).

15


Bảng 1- 3. Chiều sâu xâm nhập mặn 1‰ trong các sông năm 2014.
Sông
Ninh Cơ
Trà Lý
Sông Hồng
Sông Đáy

Độ sâu xâm nhập mặn so với cửa sông (km)
11- 20/1/2014
21- 31/1/2014
2/2014
3/2014
31,9
31,7
31,8
29,2
27,5
27,5
28,2
26,5
30,1
29,6
30,0
29,1
30,5
30,7
28,0
25,1

(Nguồn:Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

- Vụ đông xuân năm 2015: Trên sông Ninh Cơ xâm nhập mặn lớn nhất là tháng 3, với
độ mặn 1‰, độ dài xâm nhập 30,1km, mức mặn 4‰ độ dài xâm nhập 27,1km; xâm
nhập mặn nhỏ nhất là tháng 2 với mức mặn 1‰ độ dài xâm nhập là 20,2km với 4‰ độ
dài xâm nhập 17,5km. Trên sông Hồng xâm nhập mặn lớn nhất là tháng 3 với mức
mặn 1‰ độ dài xâm nhập 31km; mức 4‰ xâm nhập 27,5km; xâm nhập mặn nhỏ nhất
là tháng 2 với mức xâm mặn 1‰ độ dài xâm nhập 29,1km; 4‰ xâm nhập 22,3km.

Trên sông Trà Lý xâm nhập mặn lớn nhất thuộc về tháng 3 với mức mặn 1‰, độ dài
xâm nhập 30,6km; mức mặn 4‰ xâm nhập 22,1km; xâm nhập mặn nhỏ nhất là tháng
2 với mức mặn 1‰, xâm nhập 27,2km, mức mặn 4‰ xâm nhập 20,1km. Trên sông
Đáy xâm nhập mặn lớn nhất là tháng 3 với mức mặn 1‰ xâm nhập 28,5km; mức 4‰,
xâm nhập 21km; xâm nhập mặn nhỏ nhất là tháng 2, với mức mặn 1‰ xâm nhập
22,2km, mức mặn 4‰ xâm nhập 19,5km. Để ngăn chặn xâm nhập mặn và đáp ứng
nhu cầu lấy nước phục vụ sản xuất vụ Đông Xuân các hồ chứa thượng nguồn đã phải
xả nước trong 3 đợt với tổng lượng nước xả của các hồ chứa thủy điện đạt 5,07 tỷ m3
(đợt 1: 1,58 tỷ m3, đợt 2: 2,22 tỷ m3 và đợt 3: 1,26 tỷ m3).
Bảng 1- 4. Chiều sâu xâm nhập mặn 1‰ và 4‰ trong các sông năm 2015.

Sông
Ninh Cơ
Trà Lý
Sông Hồng
Sông Đáy

Chiều sâu xâm nhâp mặn vào trong sông (km)
Tháng 1/2015
Tháng 2/2015
Tháng 3/2015
1‰
4‰
1‰
4‰
1‰
4‰
27,6
21,2
25,1

20.2
30,1
27,1
28,7
20,4
27,2
20,1
30,6
22,1
30,5
25,2
29,1
22,3
31
27,5
28,4
22,3
22,2
19,5
28,5
21,0

(Nguồn:Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

16


- Vụ đông xuân năm 2016: Trên sông Ninh Cơ xâm nhập mặn lớn nhất là tháng 1, với
độ mặn 1‰, độ dài xâm nhập 21,8km, mức mặn 4‰ độ dài xâm nhập 19,4km; xâm
nhập mặn nhỏ nhất là tháng 2với mức mặn 1‰ độ dài xâm nhập là 21,4km, với

4‰ độ dài xâm nhập 19,0km. Trên sông Hồng xâm nhập mặn lớn nhất là tháng 1
với mức mặn 1‰ độ dài xâm nhập 26,4km; mức xâm nhập 4‰ xâm nhập 19,8km;
xâm nhập mặn nhỏ nhất là tháng 2 với mức xâm mặn 1‰ độ dài xâm nhập
21,3km; 4‰ xâm nhập 18,6km. Trên sông Trà Lý xâm nhập mặn lớn nhất thuộc
về tháng 1 với mức mặn 1‰, độ dài xâm nhập 21,7km; mức mặn 4‰ độ dài xâm
nhập 19,3km; xâm nhập mặn nhỏ nhất là tháng 2 với mức mặn 1‰, xâm nhập
21,3km, mức mặn 4‰ xâm nhập 18,6km. Trên sông Đáy xâm nhập mặn lớn nhất
là tháng 1 với mức mặn 1‰ xâm nhập 28,0km; mức 4‰, xâm nhập 20,4km; xâm
nhập mặn nhỏ nhất là tháng 2, với mức mặn 1‰ xâm nhập 21,8km, mức mặn 4‰
xâm nhập 18,9km.
Bảng 1- 5. Chiều sâu xâm nhập mặn 1‰, 4‰ trong các sông năm 2016.

Sông
Ninh Cơ
Trà Lý
Sông Hồng
Sông Đáy

Chiều sâu xâm nhâp mặn vào trong sông (km)
Tháng 1/2016
Tháng 2/2016
Tháng 3/2016
1‰
4‰
1‰
4‰
1‰
4‰
21,8
19,4

21,4
19,0
21,7
19,4
21,7
19,3
21,3
18,6
21,9
19,6
26,4
19,8
21,3
18,6
29,8
21,6
28,0
20,4
21,4
18,9
26,9
20,1

(Nguồn:Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

1.2. Tổng quan các nghiên cứu về xâm nhập mặn ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về xâm nhập mặn ở Việt Nam
Việc nghiên cứu, tính toán xâm nhập mặn ở nước ta đã được quan tâm từ những năm
60 khi bắt đầu tiến hành quan trắc độ mặn ở hai vùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH)
và sông Cửu Long. Tuy nhiên, đối với ĐBSCL do đặc điểm địa hình (khơng có đê

bao) và mức độ ảnh hưởng có tính quyết định đến sản xuất nơng 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. Một số nhà khoa học Việt Nam như Nguyễn
Như Khuê, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Tất Đắc, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Minh Sơn,

17