Nghiên cứu ảnh hưởng của nước biển dâng do biến đổi khí hậu đến sự thay đổi độ mặn tầng chứa nước holocen các tỉnh ven biển đồng bằng bắc bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐNA CHẤT

ĐÀO ĐỨC BẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG
DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ THAY ĐỔI ĐỘ MẶN
TẦNG CHỨA NƯỚC HOLOCEN CÁC TỈNH VEN BIỂN
ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐNA CHẤT

ĐÀO ĐỨC BẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG
DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SỰ THAY ĐỔI ĐỘ MẶN
TẦNG CHỨA NƯỚC HOLOCEN CÁC TỈNH VEN BIỂN
ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

Ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số: 60520501

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. NGUYỄN VĂN LÂM

HÀ NỘI - 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình của riêng tôi và chưa được công bố trong
bất cứ cơng trình nào khác. Các số liệu được sử dụng trong cơng trình là hồn tồn
trung thực, những vấn đề trích dẫn liên quan đến cơng trình đều được sự đồng ý của
tác giả.
Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2014
Tác giả

Đào Đức Bằng


i
MỤC LỤC
MỤC LỤC .............................................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................................... v
DANH SÁCH CÁC HÌNH.................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG VÀ TÌNH
HÌNH NGHIÊN CỨU NHIỄM MẶN NƯỚC DƯỚI ĐẤT .................................................... 5
1.1. Tổng quan về BĐKH, NBD trên Thế giới và Việt Nam ............................................... 5
1.1.1. Tổng quan về BĐKH, NBD trên Thế giới ............................................................ 5
1.1.2. Tổng quan về BĐKH, NBD khu vực Châu Á ....................................................... 6
1.1.3. Tổng quan về BĐKH, NBD ở khu vực Đông Nam Á ........................................... 7

1.1.4. Tổng quan về BĐKH, NBD ở Việt Nam .............................................................. 8
1.2. Tổng quan về nghiên cứu xâm nhập mặn..................................................................... 8
1.2.1. Trên Thế giới ....................................................................................................... 9
1.2.1.1. Nhóm nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến độ mặn ................................... 9
1.2.1.2. Nhóm nghiên cứu cơ chế thay đổi độ mặn ................................................... 11
1.2.1.3. Nhóm dự báo sự thay đổi độ mặn ................................................................ 12
1.2.1.4. Nhóm nghiên cứu các giải pháp hạn chế tác động xấu của thay đổi độ mặn . 13
1.2.2. Ở Việt Nam........................................................................................................ 14
CHƯƠNG 2. KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .. Error! Bookmark not defined.
2.1. Vị trí địa lý................................................................................................................ 17
2.2. Đặc điểm địa hình ..................................................................................................... 17
2.3. Đặc điểm khí hậu ...................................................................................................... 18
2.3.1. Nhiệt độ ............................................................................................................. 18
2.3.2. Lượng mưa ........................................................................................................ 21
2.4. Đặc điểm thuỷ văn .................................................................................................... 23


ii
2.5. Đặc điểm hải văn, thuỷ triều ...................................................................................... 25
2.6. Đặc điểm Địa chất ..................................................................................................... 27
2.6.1. Hệ Neogen - thống Pliocen - Hệ tầng Tiên Hưng (N13th) .................................... 27
2.6.2. Hệ Neogen - thống Pliocen - Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb) ...................................... 27
2.6.3. Thống Pleistocen, phụ thống Pleistocen dưới hệ tầng Lệ Chi (amQ11lc).............. 28
2.6.4. Thống Pleistocen, phụ thống Pleistocen giữa - trên hệ tầng Hà Nội (a,amQ12-3 hn).
.................................................................................................................................... 29
2.6.5. Thống Pleistocen, phụ thống Pleistocen trên hệ tầng Vĩnh Phúc (a,amQ13vp) ..... 31
2.7. Đặc điểm Địa chất thuỷ văn ...................................................................................... 34
2.7.1. Các tầng chứa nước ............................................................................................ 35
2.7.1.1. Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen (qh)................................. 35
2.7.1.2. Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen (qp) .............................. 36

2.7.1.3. Tầng chứa nước khe nứt - lỗ hổng trong trầm tích Neogen (n) ..................... 39
2.7.2. Các thành tạo rất nghèo nước hoặc cách nước .................................................... 41
2.7.2.1. Các thành tạo địa chất rất nghèo nước hệ tầng Hải Hưng trên (mQ21-2 hh2)... 41
2.7.2.2. Các thành tạo địa chất rất nghèo nước hệ tầng Vĩnh Phúc (mQ13vp) ............ 41
CHƯƠNG 3. HIỆN TRẠNG NHIỄM MẶN VÀ NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI
SỰ NHIỄM MẶN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẦNG CHỨA NƯỚC HOLOCEN VÙNG VEN
BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ............................................................................................ 44
3.1. Hiện trạng nhiễm mặn ............................................................................................... 44
3.1.1. Cơ sở đánh giá ................................................................................................... 44
3.1.2. Giới hạn đánh giá ............................................................................................... 44
3.1.3. Phương pháp đánh giá ........................................................................................ 45
3.1.4. Kết quả .............................................................................................................. 45
3.2. Nhân tố ảnh hưởng tới sự nhiễm mặn ........................................................................ 48
3.2.1. Nhân tố địa hình ................................................................................................. 48
3.2.2. Nhân tố khí hậu .................................................................................................. 48


iii
3.2.3. Nhân tố thuỷ văn ................................................................................................ 49
3.2.4. Nhân tố hải văn, thuỷ triều ................................................................................. 49
3.2.5. Nhân tố Địa chất, Địa chất thuỷ văn ................................................................... 51
CHƯƠNG 4. DỰ BÁO SỰ THAY ĐỔI ĐỘ MẶN TẦNG CHỨA NƯỚC HOLOCEN DO
ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ................................ 52
4.1. Lựa chọn các kịch bản và mơ hình dự báo ................................................................. 52
4.1.1. Lựa chọn các kịch bản........................................................................................ 52
4.1.2. Lựa chọn mơ hình dự báo ................................................................................... 54
4.2. Xây dựng mơ hình dự báo ......................................................................................... 55
4.2.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................... 55
4.1.2. Sơ đồ hoá điều kiện ĐCTV và các điều kiện đầu vào ......................................... 57
4.1.3. Kết quả chỉnh lý ổn định và không ổn định ........................................................ 64

4.3. Kết quả dự báo .......................................................................................................... 67
CHƯƠNG 5. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM NHẸ SỰ THAY ĐỔI ĐỘ MẶN TẦNG
CHỨA NƯỚC HOLOCEN DO NƯỚC BIỂN DÂNG ......................................................... 71
5.1. Các giải pháp phi cơng trình ...................................................................................... 71
5.2. Các giải pháp cơng trình............................................................................................ 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................................. 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 77


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐC

Địa chất

ĐCTV

Địa chất thuỷ văn

ĐBBB

Đồng bằng Bắc Bộ

GS

Giáo sư

ICCP

Intergovernmental Panel on Climate Change

K

Hệ số thấm

LK

Lỗ khoan

M

Độ tổng khống hố

µ

Hệ số nhả nước

PGS

Phó giáo sư

ThS

Thạc sĩ

TNN

Tài nguyên nước

TS

Tiến sĩ


v

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Nhiệt độ trung bình năm vùng nghiên cứu giai đoạn 1960 – 2011......................... 19
Bảng 2.2. Nhiệt độ trung bình năm vùng nghiên cứu giai đoạn 1960 – 2011......................... 21
Bảng 2.3. Biên độ dao động triều lớn nhất tại một số trạm nghiên cứu ................................. 25
Bảng 2.4. Chiều sâu phân bố và bề dày hệ tầng Lệ Chi trong một số lỗ khoan ...................... 28
Bảng 2.5. Bề dày trầm tích hệ tầng Hà Nội trong một số lỗ khoan ........................................ 30
Bảng 2.6. Chiều sâu phân bố và bề dày hệ tầng Hải Hưng trong vùng nghiên cứu ................ 32
Bảng 2.7. Chiều sâu phân bố và bề dày hệ tầng Thái Bình trong vùng nghiên cứu ................ 34
Bảng 2.8. Các thông số tầng Holocen trong vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ ..................... 35
Bảng 2.9. Các thông số tầng Pleistocen trong vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ .................. 37
Bảng 2.10. Các thông số của tầng Neogen trong vùng nghiên cứu ........................................ 40
Bảng 2.11. Thống kê các lỗ khoan gặp lớp cách nước Q21-2hh2 và lớp Q13vp ........................ 42
Bảng 3.1. Độ tổng khoáng hoá tại một số lỗ khoan vùng nghiên cứu .................................... 46
Bảng 4.1. Mức thay đổi nhiệt độ và lượng mưa vùng ven biển ĐBBB theo các .................... 52
mốc thời gian của thế kỷ 21 so với thời kỳ năm 1980-1999 theo các kịch bản ...................... 52
Bảng 4.2. Mực nước biển dâng vùng ven biển ĐBBB theo các mốc .................................... 53
thời gian của thế kỷ 21 so với thời kỳ năm 1980-1999 theo các kịch bản ............................. 53
Bảng 4.3. Diện tích có nguy cơ ngập trong vùng nghiên cứu theo các mức nước biển dâng
khác nhau (%) ...................................................................................................................... 53
Bảng 4.4. Diện tích nước mặn tầng chứa nước Holocen tăng lên theo từng giai đoạn với các
kịch bản phát thải khác nhau (km2) ...................................................................................... 68

vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Vùng nghiên cứu trong bản đồ Bắc Bộ ................................................................. 17
Hình 2.2. Biến đổi nhiệt độ trung bình năm vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ năm 1960 2011..................................................................................................................................... 20
Hình 2.3. Biến đổi lượng mưa trung bình năm vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ năm 1960 2011..................................................................................................................................... 22
Hình 2.4: Sơ đồ xâm nhập mặn vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ ....................................... 26
Hình 2.5. Đồ thị dao động mực nước tại cơng trình Q109a tầng chứa nước Pleistocen ......... 38
ở Nam Định tháng 12 năm 2008 ........................................................................................... 38
Hình 3.1: Hiện trạng và sự biến đổi ranh giới mặn nhạt tầng Holocen trong vùng................. 47
Hình 3.2. Sự thay đổi độ khoáng hoá tại lỗ khoan OB_5 ...................................................... 49
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thuỷ triều đến độ mặn nước dưới đất tại OB_13 ........................... 50
Hình 4.1. Bản đồ nguy cơ ngập vùng nghiên cứu khi mực nước biển dâng cao ..................... 54
Hình 4.2. Điều kiện biên sơng .............................................................................................. 56
Hình 4.3. Điều kiện biên tổng hợp (GHB) trong mơ hình ..................................................... 57
Hình 4.4. Các lớp trong mơ hình dự báo ............................................................................... 58
Hình 4.5. Mơ hình số độ cao vùng ven biển ĐBBB .............................................................. 59
Hình 4.6. Phân vùng hệ số thấm tầng chứa nước qh trên mơ hình ......................................... 60
(Kx,Ky là hệ số thấm theo phương ngang, Kz là hệ số thấm theo phương thẳng đứng) ......... 60
Hình 4.7. Phân vùng hệ số thấm tầng chứa nước qp trên mơ hình ......................................... 61
(Kx,Ky là hệ số thấm theo phương ngang, Kz là hệ số thấm theo phương thẳng đứng) ......... 61
Hình 4.8. Phân bố lượng bổ cập trên mơ hình ....................................................................... 62
Hình 4.9 Các loại biên trong mơ hình ................................................................................... 63
Hình 4.10. Mơ hình gồm 152 hàng với 180 cột..................................................................... 64
Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn tương quan giữa mực nước trên mơ hình và mực nước thực tế
tầng chứa nước qh ................................................................................................................ 65
Hình 4.12: Đồ thị biểu diễn tương quan giữa mực nước trên mơ hình và mực nước thực tế
tầng chứa nước qp ................................................................................................................ 65

vii
Hình 4.13. Tương quan giữa mực nước tầng qh trên mơ hình và thực tế tại lỗ khoan Q108 và
Q165 .................................................................................................................................... 66
Hình 4.14. Hiện trạng nhiễm mặn tầng Holocen trên mơ hình dự báo ................................... 66
Hình 4.15. Sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt tầng qh theo kịch bản A2 trong các giai đoạn
............................................................................................................................................ 69
Hình 4.16. Mức độ nhiễm mặn của tầng tăng dần theo các kịch bản phát thải ....................... 70
Hình 5.1. Một số cơng trình xây dựng để giảm thiểu tác động của BĐKH&NBD đến nước
dưới đất vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ .......................................................................... 73


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đã, đang và sẽ là vấn đề được cả thế giới
quan tâm. Biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) có biểu hiện là các
hiện tượng thời tiết cực đoan, các đợt lũ lụt, hạn hán, nắng nóng gay gắt ngày một tăng
khiến cho cân bằng sinh học bị mất đi, dịch bệnh tăng cao, nền kinh tế bị suy thoái, …
Các báo cáo về biến đổi khí hậu và nước biển dâng do Ban Liên Chính phủ về biến đổi
khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) công bố đều chỉ ra nguyên nhân
chính gây nên biến đổi khí hậu là do khí thải nhà kính hay chính là do con người. Ảnh
hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đã được nghiên cứu trong nhiều lĩnh
vực đặc biệt là trong Địa chất thủy văn (ĐCTV). Sự ảnh hưởng này được nghiên cứu
cả về trữ lượng lẫn chất lượng và diễn ra trên quy mơ tồn cầu.
Nghiên cứu nước dưới đất là nghiên cứu về cả trữ lượng và chất lượng, đối với
các vùng nghiên cứu nằm gần biển thì nồng độ muối (hay độ mặn) của nước dưới đất
là một yếu tố không thể bỏ qua. Nồng độ muối trong nước dưới đất quyết định mục
đích sử dụng của nước và cả tính chất cơ lý của đất vùng đó.
Việt Nam có đường bờ biển chạy dọc đất nước với chiều dài hơn 3200km vì

vậy ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng là rất nặng nề. Các tỉnh ven
biển Bắc Bộ là một trong những vùng kinh tế trọng điểm của cả nước, ảnh hưởng của
nước biển dâng đến vùng này cần được nghiên cứu một cách chi tiết, đặc biệt là về Địa
chất thủy văn. Tầng Holocen là tầng chứa nước đầu tiên chính vì thế độ mặn của tầng
bị ảnh hưởng trực tiếp của nước biển. Đã có nhiều nghiên cứu về đặc điểm nước dưới
đất trong vùng nhưng vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển
dâng đến nước dưới đất cịn rất hạn chế, vì thế đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của nước
biển dâng do biến đổi khí hậu đến sự thay đổi độ mặn tầng chứa nước Holocen các
tỉnh ven biển đồng bằng Bắc Bộ là hết sức cần thiết và có ý nghĩa.
2. Cơ sở khoa học
- Dựa trên cơ sở các nghiên cứu chung về BĐKH&NBD, nghiên cứu về độ
mặn ở trên thế giới và Việt Nam


2

- Dựa vào đặc điểm Địa chất (ĐC), Địa chất thuỷ văn vùng ven biển Đồng bằng
Bắc Bộ cũng như các nghiên cứu tại các khu vực lân cận.
3. Tính thực tiễn của đề tài
BĐKH&NBD đang ảnh hưởng đến tất cả các ngành nghề, lĩnh vực trong đó có
nước dưới đất. Tầng chứa nước Holocen là tầng chứa nước nằm ngay sát mặt đất, hiện
tại nước trong tầng vẫn được sử dụng để phục vụ cho sinh hoạt tại một số nơi trong
vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ. Tại những vị trí tầng chứa nước bị nhiễm mặn sẽ
ảnh hưởng tính chất cơ lý của đất đá, từ đó quyết định đặc tính Địa chất cơng trình,
chính vì thế việc nghiên cứu ảnh hưởng của nước biển dâng đến sự thay đổi độ mặn
trong tầng Holocen là cơ sở để các nhà hoạch định đưa ra những quy hoạch xây dựng
hợp lý hơn.
4. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu điều kiện Địa chất thủy văn, chính xác hóa ranh giới mặn nhạt
tầng chứa nước Holocen các tỉnh ven biển Bắc Bộ từ đó dự báo sự dịch chuyển biên

mặn theo các kịch bản phát thải.
- Đề xuất một số giải pháp phòng chống, giảm thiểu ảnh hưởng của nước biển
dâng đến nước dưới đất vùng nghiên cứu.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là tầng chứa nước Holocen;
- Phạm vi nghiên cứu: Các tỉnh ven biển đồng bằng Bắc Bộ gồm: Hải Phòng,
Thái Bình, Nam Định.
6. Phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp thu thập và chỉnh lý tài liệu:
- Thu thập các tài liệu về nhiệt độ và lượng mưa của các trạm trong vùng Đồng
bằng ven biển Bắc Bộ (trạm Nam Định, Phù Liễn, Thái Bình,...) từ năm 1960 đến nay;
- Thu thập các tài liệu về dân cư, kinh tế xã hội, hiện trạng khai thác sử dụng
nước của vùng;


3

- Thu thập các cột địa tầng lỗ khoan trong vùng nghiên cứu, bản đồ Địa chất, Địa
chất thuỷ văn các tỉnh Nam Định, Thái Bình, Hải Phịng và bản đồ Đồng bằng Bắc Bộ.
* Phương pháp kế thừa:
Kế thừa các kết quả nghiên cứu về biến đổi khí hậu, nước biển dâng trong nước
và trên thế giới, các nghiên cứu về nước dưới đất vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ và
các vùng có liên quan như: “Nghiên cứu xâm nhập mặn nước dưới đất trầm tích Đệ tứ
vùng Nam Định” – Luận án TS của Hoàng Văn Hoan, “Tài nguyên nước ngầm vùng Bắc
bộ” - Đề tài KC12-0 của PGS.TS. Nguyễn Kim Ngọc và PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm ,…
*Phương pháp chuyên gia:
- Trao đổi, học tập kinh nghiệm từ các thầy cô trong Bộ môn Địa chất thuỷ văn
về biến đổi khí hậu, về xâm nhập mặn;
- Tiếp thu ý kiến, sửa chữa chuyên môn của PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm, xin góp
ý về xây dựng mơ hình dự báo của NCS. Trần Vũ Long và các nhà chuyên môn khác.

* Phương pháp khảo sát thực địa:
Kết hợp với đề tài nghiên cứu cấp Bộ: “Nghiên cứu đặc điểm địa chất thủy văn
và đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất
vùng ven biển Bắc Bộ” của trường Đại học Mỏ – Địa chất đi khảo sát thực địa trong
tháng 6 và tháng 7 vừa qua để chính xác hố các điều kiện biên, hiện trạng các đê biển,
lấy 52 mẫu nước phân tích để chính xác lại ranh giới mặn nhạt tầng Holocen.
* Phương pháp mơ hình:
Xây dựng mơ hình dự báo bằng phần mềm cơ sở SEAWAT để dự báo sự thay
đổi độ mặn của tầng chứa nước Holocen do BĐKH&NBD.
7. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm 5 chương với 77 trang, 26.541 từ, 16 bảng biểu và 25 hình vẽ.
8. Lời cảm ơn
Dưới sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm chỉ bảo của PGS.TS. Nguyễn Văn
Lâm tác giả đã hoàn thành luận văn đúng thời hạn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến các thầy cô trong Bộ môn Địa chất thuỷ văn, trường Đại học Mỏ – Địa


4

chất đã giúp đỡ, góp ý chun mơn cho luận văn. Đặc biệt tác giả cảm ơn
PGS.TS.NGƯT. Nguyễn Văn Lâm đã sát sao, quan tâm giúp đỡ tác giả hoàn thành
luận văn, cảm ơn NCS. Trần Vũ Long đã hỗ trợ, chỉ bảo trong tác giả trong việc
xây dựng mô hình dự báo. Ngồi ra, tác giả cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong
Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước quốc gia, Liên đoàn quy hoạch
và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc đã cung cấp một số số liệu, thơng tin để tác
giả hồn thành luận văn tốt hơn.


5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG VÀ
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NHIỄM MẶN NƯỚC DƯỚI ĐẤT
1.1. Tổng quan về BĐKH, NBD trên Thế giới và Việt Nam
1.1.1. Tổng quan về BĐKH, NBD trên Thế giới
Biến đổi khí hậu và nước biển dâng ln ln đi kèm với nhau hay nói rõ hơn
nước biển dâng chính là tác động của biến đổi khí hậu – BĐKH làm cho Trái đất nóng
lên khiến băng ở hai cực tan ra gây nên hiện tượng dâng cao của nước biển. Trên Thế
giới hiện nay vẫn cịn có nhiều tranh cãi về nguyên nhân của BĐKH, trong đó hai
hướng tranh luận chính đó là BĐKH chỉ do tự nhiên và BĐKH do cả tự nhiên và nhân
tạo. Hướng thứ nhất chỉ ra nguyên nhân của BĐKH là do sự phát triển bình thường của
tự nhiên, theo thời gian và tác động của vũ trụ thì Trái đất sẽ trải qua thời kỳ này;
hướng thứ 2 lại nêu hai nguyên nhân gây nên BĐKH là do tự nhiên và nhân tạo, trong
đó tác động của con người được coi là nguyên nhân chủ yếu. Các nước trên Thế giới
ủng hộ hướng thứ hai và đang chung tay góp sức làm giảm ảnh hưởng của con người
đến BĐKH&NBD.
Theo các nhà khoa học về biến đổi khí hậu (BĐKH) tồn cầu và nước biển
dâng, đại dương đã nóng lên đáng kể từ cuối thập kỷ 1950. Các nghiên cứu từ số liệu
quan trắc trên tồn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình tồn cầu trong thời kỳ
1961-2003 đã dâng với tốc độ 1,8 ± 0,5mm/năm, trong đó, đóng góp do giãn nở nhiệt
khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và tan băng khoảng 0,70 ± 0,50mm/năm (IPCC, 2007).
Nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho rằng, tốc độ mực nước biển trung bình tồn cầu
dâng khoảng 1,8mm/năm (Chuch và White, 2009). Mực nước biển thay đổi không
đồng đều trên toàn bộ đại dương Thế giới: Một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vài
lần tốc độ dâng trung bình tồn cầu trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có
thể hạ thấp. Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện hầu hết tại các trạm quan
trắc trên toàn cầu, mặc dù, vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ
biển phía Đơng của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska và Đơng Bắc
Canada, vùng biển Scandinavia. Theo một số báo cáo của các nhà khoa học, trong thập
kỷ vừa qua, mực nước biển dâng nhanh nhất ở vùng phía Tây Thái Bình Dương và

phía Đơng Ấn Độ Dương.


6

Theo báo cáo đánh giá của IPCC, BĐKH toàn cầu sẽ tiếp tục diễn biến phức tạp
trong thế kỷ 21 do lượng phát thải khí nhà kính đang tiếp tục tăng lên.
Do ảnh hưởng của các khí gây hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất tiếp tục tăng
và đạt từ 1,4 - 5,8oC vào năm 2100. Nhiệt độ nước biển tăng khoảng 1,5 - 4,5oC sẽ làm
cho mực nước biển dâng cao 15 - 90cm.
Trong Báo cáo đặc biệt về các kịch bản phát thải khí nhà kính năm 2000, ICCP
đã đưa ra 40 kịch bản, phản ánh khá đa dạng khả năng phát thải khí nhà kính trong thế
kỷ 21. Các kịch bản này được tổ hợp thành 4 kịch bản gốc là A1, A2, B1, B2 (Kịch
bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ Tài nguyên và Môi trường
2012). Tuỳ thuộc vào nhu cầu và khả năng của mỗi quốc gia để áp dụng các kịch bản
cho quốc gia đó cho phù hợp.
1.1.2. Tổng quan về BĐKH, NBD khu vực Châu Á
Trong vài thập niên gần đây trên khắp Châu Á đã quan trắc thấy lượng mưa
biến đổi theo không gian và theo thời gian (giữa các mùa và giữa các năm).
Hạn hán xảy ra thường xuyên và khắc nghiệt hơn ở nhiều nơi do nhiệt độ khơng
khí tăng lên, đặc biệt là trong mùa hè và các tháng khô hạn điển hình và trong giai
đoạn xuất hiện các hiện tượng ENSO.
Nhìn chung, băng tan với tốc độ không đổi từ những năm 60 của thế kỷ trước.
Dịng chảy sơng suối biến đổi mạnh cả về lượng, chất và chế độ nước do biến
đổi khí hậu. Tài ngun nước phân bố khơng đều ở Châu Á và xuất hiện tình trạng
căng thẳng nước trong nhiều khu vực.
Những biến đổi của dòng chảy sông, suối sẽ ảnh hưởng đáng kể sản lượng thủy
điện của nhiều quốc gia.
Hệ sinh thái: BĐKH gây nên hiện tượng các hệ sinh thái có xu hướng di chuyển
về các vùng cực.

Chế độ gió mùa: Trái đất nóng lên làm tăng cường hệ thống ENSO, gây ra
nhiều biến đổi dị thường của chế độ gió mùa ở cả lục địa, dẫn đến hạn hán và thất
thoát mùa màng.


7

ENSO: hiện tượng El Nino tăng lên sẽ gây hạn hán và cháy rừng tự nhiên ở
Đông Nam Á.
Nông nghiệp: phần lớn các cây trồng ở Châu Á rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ
ẩm. Bởi vậy sự nóng lên của toàn cầu sẽ làm thay đổi cân bằng trong hệ sinh thái nông
nghiệp, gây giảm năng suất cây trồng.
Xói lở vùng ven biển: cũng như các nước khác trên thế giới, mực nước biển
tăng lên sẽ là thách thức lớn đối với Châu Á.
Xoáy lốc nhiệt đới: Tây Thái Bình Dương là vùng điển hình có nhiều bão so với
các vùng khác trên thế giới và theo dự báo của một số nhà khoa học thì bão sẽ càng
tăng cường cả về số lượng và cường độ do ảnh hưởng của sự tăng nhiệt độ toàn cầu.
1.1.3. Tổng quan về BĐKH, NBD ở khu vực Đông Nam Á
Ở các quốc gia Đơng Nam Á, ngày càng nhiều khí thải nhà kính thải vào khí
quyển. Những biến đổi chính của khí hậu trong vùng Đơng Nam Á như sau:
Trong 50 năm gần đây, nhiệt độ khơng khí bề mặt bình qn vùng Đơng nam Á
đã tăng khoảng 0,1-0,30C/ thập niên. Dự báo trong thế kỷ 21 sẽ nóng hơn. Theo IPCC
(2000), với kịch bản A1FI, vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ có thể tăng trong phạm vi 2,560C, bình qn 40C so với giai đoạn 1980-1999.
Lượng mưa có xu thế giảm trong giai đoạn từ năm 1960-2000. Kết quả dự báo
theo kịch bản A1FI cho thấy, lượng mưa giảm trong nửa đầu thế kỷ 21, nhưng tăng
vào cuối thế kỷ 21 với sự dao động mạnh trong giai đoạn từ tháng III đến tháng V.
Vào năm 2050, lượng mưa sẽ tăng khoảng 1% theo kịch bản A1FI và 2,5% theo kịch
bản B1 với sự tăng mạnh từ tháng XII và kết thúc vào tháng V.
Trong vài thập niên vừa qua, các hiện tượng thời tiết cực đoan đã xảy ra nhiều
hơn, như từ năm 1950 gia tăng số ngày nắng nóng vào ban ngày và lạnh vào ban đêm;

gia tăng số trận mưa dữ dội từ năm 1900 đến 2005.
Trong vài thập niên vừa qua, mực nước biển đã dâng cao với tốc độ trung bình
khoảng 1-3mm/năm, đặc biệt dâng nhanh trong thập niên gần đây với tốc độ
3,1mm/năm so với 1,7-2,4mm/năm trong suốt thế kỷ 20. Vào năm 2100, dự báo mực
nước dâng thêm 40cm.


8

1.1.4. Tổng quan về BĐKH, NBD ở Việt Nam
Việt Nam là một nước giáp biển với đường bờ biển dài hơn 3000km chính vì
thế mà tác động của biến đổi khí hậu đặc biệt là nước biển dâng vơ cùng nặng nề.
Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu ở Copenhagen (Đan Mạch) tháng 12
năm 2009 đã chính thức xác nhận Việt Nam là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng
sâu sắc nhất về biến đổi khí hậu toàn cầu và nước biển dâng. Biểu hiện BĐKH&NBD
ở Việt Nam như sau:
Nhiệt độ: trong 50 năm (1958-2007), nhiệt độ trung bình (NĐTB) năm ở Việt
Nam tăng lên khoảng từ 0,50C-0,70C. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa
hè và nhiệt độ của các vùng phía Bắc tăng nhanh hơn các vùng khí hậu phía nam.
NĐTB năm của 4 thập kỷ gần đây (1961-2000) cao hơn trung bình năm của 3 thập kỷ
trước đó (1931-1960).
Lượng mưa: Trên từng địa điểm, xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm
trong 9 thập kỷ vừa qua (1911-2000) khơng rõ rệt theo các thời kỳ và trên các vùng
khác nhau: có giai đoạn tăng lên và có giai đoạn giảm xuống. Lượng mưa giảm ở các
vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở các vùng khí hậu phía Nam.
Mực nước biển trung bình nhiều năm ở Vũng Tàu mỗi năm gia tăng 4,7mm. Sự
gia tăng này lớn hơn hẳn sự gia tăng mực nước biểu hiện năm ở Hòn Dấu. Điều này có
thể do số liệu mực nước ở Vũng Tàu q ngắn nên kết quả cịn chưa chính xác. Qua
nghiên cứu cho thấy sự gia tăng mực nước biển chủ yếu là do sự gia tăng mực nước
đỉnh triều. Theo quan hệ Hmax-18 năm ~T thì ở Hịn Dấu tăng khoảng 3,4mm mỗi năm

và ở Vũng Tàu tăng khoảng 6,2mm mỗi năm.
Với diễn biến này, dự báo nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên 30C
vào năm 2100 và mực nước biển trung bình trên tồn dải bở biển Việt Nam có thể
dâng lên 1m vào năm 2100. Khi đó, Việt Nam sẽ mất đi 5% diện tích đất đai, 11% số
người bị mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% thu nhập quốc nội.
1.2. Tổng quan về nghiên cứu xâm nhập mặn
Nghiên cứu chất lượng nước dưới đất là một trong những nhánh quan trọng của
Địa chất thủy văn, độ muối hay độ mặn của nước dưới đất sẽ quyết định mục đích sử


9

dụng nước, tính chất cơ lý của đất đá chứa nước. Độ mặn là tổng hàm lượng tất cả các
ion, phân tử khơng kể chất khí có trong một lít nước, các nhà ĐCTV dùng độ tổng
khống hóa (M) để biểu thị cho độ mặn của nước dưới đất. Nghiên cứu sự thay đổi độ
mặn là tìm hiểu, đánh giá về sự thay đổi giá trị độ tổng khống hóa trong nước (nghiên
cứu theo khoảng giá trị) còn nghiên cứu xâm nhập mặn là xem xét sự biến đổi của
ranh giới mặn nhạt (nghiên cứu đường M = 1g/l). Như vậy, nghiên cứu về sự xâm
nhập mặn có thể coi là trường hợp đặc biệt trong nghiên cứu độ mặn, từ nghiên cứu về
sự xâm nhập mặn có thể mở rộng cho nghiên cứu sự thay đổi độ mặn.
Trên Thế giới và ở Việt Nam đã có rất nhiều cơng trình, đề tài nghiên cứu về
xâm nhập mặn nước dưới đất trong các tầng chứa nước ven biển. Trên cơ sở các
nghiên cứu đã được đăng tại các tạp chí nổi tiếng như Water Resourse Reseach,
Geologie en Mijnbouw, Journal of Hydrology, Hydrobiologia… và các đề tài nghiên
cứu cấp nhà nước, cấp cơ sở về xâm nhập mặn, tác giả đánh giá tổng quan về nghiên
cứu xâm nhập mặn cũng như nghiên cứu độ mặn trên thế giới và ở Việt Nam.
1.2.1. Trên Thế giới
Để giải quyết các vấn đề liên quan đến độ mặn cần có những nghiên cứu tổng
hợp về yếu tố Địa chất, địa chất thủy văn, địa hình địa mạo, các yếu tố khí hậu và sự
tác động của con người. Từ đó xác định được những yếu tố ảnh hưởng, tác động đến

độ mặn, tìm hiểu cơ chế gây nên sự thay đổi sau đó dự báo, đánh giá sự thay đổi ấy và
đưa ra những biện pháp khắc phục, hạn chế các tác động xấu do thay đổi độ mặn gây
nên. Chính vì vậy tác giả xếp các nghiên cứu vào một số nhóm cơ bản sau.
1.2.1.1. Nhóm nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến độ mặn
Độ mặn để chỉ hàm lượng của các ion, phân tử khơng kể chất khí có trong
nước; hàm lượng của các ion này chịu tác động của môi trường tự nhiên và cả tác động
của con người. Các yếu tố tự nhiên như: địa hình, thủy triều, yếu tố thời tiết…, tác
động của con người thể hiện rõ rệt nhất ở việc khai thác nước quá mức làm giảm thể
tích khối nước nhạt khiến ranh giới mặn nhạt ăn sâu vào lục địa.
Nghiên cứu ảnh hưởng của địa hình đến sự thay đổi độ mặn phải kể đến cơng
trình của J.J. De Vries (1981). Ơng đã kế thừa các cơng trình nghiên cứu từ năm 1918
của nhiều tác giả về xâm nhập mặn để nghiên cứu xâm nhập mặn nước dưới đất tại các


10

vùng ven biển Hà Lan. Tác giả đã chứng minh vai trò của các đụn cát ven biển: các
đụn cát ven biển làm cho nước biển không thể dâng tràn vào bên trong đất liền, do đó
sự xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng không thể xảy ra; xâm nhập mặn ở đây chủ
yếu là xảy ra theo phương ngang. Ảnh hưởng của chênh cao địa hình: Địa hình Hà Lan
cao dần từ Tây sang Đơng dẫn đến có sự chênh cao gradien thủy lực của nước dưới
đất, gradien thủy lực của tầng chứa nước nhạt tuổi Pleistocen cao hơn của nước biển
nên ranh giới mặn nhạt ngày càng bị đẩy lùi về phía biển.
Các yếu tố thời tiết như lượng mưa, nhiệt độ có ảnh hưởng rõ đến nước dưới đất
không chỉ về độ mặn. Đối với những tầng chứa nước có quan hệ với nước mặt, hoặc
nguồn bổ cập là nước mưa thì những tác động đó càng rõ nét. Khi lượng mưa tăng làm
tăng nguồn nước nhạt bổ cấp cho tầng chứa nước và làm cho nồng độ các chất trong
nước thay đổi. Nhiệt độ tăng, giảm khiến sự bốc hơi trong vùng biến đổi theo; còn xét
trên quy mơ tồn cầu, khi nhiệt độ tăng, băng ở các cực tan ra gây nên hiện tượng
nước biển dâng. Sự thay đổi của các yếu tố khí tượng ngày càng khó dự báo, các hiện

tượng cực đoan ngày càng nhiều chính là biểu hiện của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu
ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết là nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước
biển dâng đến sự thay đổi độ mặn. Từ những năm 90 của thế kỷ trước, những nghiên
cứu về vấn đề này đã được nhiều nhà ĐCTV đề cập đến, và mới đây cũng có rất nhiều
nghiên cứu như của Md. Abu Noman và Chowdhury Mohammad Farouque tại
Bangladesh (2008), P. Rasmussen cùng nhóm tác giả tại đảo Falster phía Nam
Denmark (2012), hay nghiên cứu ảnh hưởng của nước biển dâng đến chiều sâu xâm
nhập mặn trong tầng chứa nước ven biển Partido de La Costa, Argentina của Silvina
Carretero (2013)… Tất cả các nghiên cứu đều chứng minh ảnh hưởng của biến đổi khí
hậu, nước biển dâng đến xâm nhập mặn là rõ rệt, hầu hết các tác giả đều dự báo những
sự biến đổi ấy theo hai hay nhiều kịch bản biến đổi khí hậu.
Ảnh hưởng của khai thác nước quá mức đến xâm nhập mặn được K.A.Naravan
nghiên cứu ở đồng bằng Burdekin, Australia năm 2004. Ông đã xác định nguyên nhân
chính của xâm nhập mặn là do 1.800 máy bơm hút nước phục vụ tưới. Tác giả này cũng
đã sử dụng mơ hình dịch chuyển vật chất Sutra để xác định hiện trạng và xu hướng, khả
năng xâm nhập mặn trong điều kiện khai thác và bổ cập tại thời điểm đó. Bức tranh về
diễn biến xâm nhập mặn được đưa ra với các kịch bản về thay đổi lưu lượng khai thác


11

và cả trong trường hợp dừng khai thác đã giúp cho các nhà quản lý định hướng về chiến
lược phát triển bền vững trong khu vực. Cũng về vấn đề khai thác nước, khi nghiên cứu
tầng chứa nước chính tại vùng Bahrain (Ả rập) W.K.Zubari đã xác định nguồn gây
nhiễm mặn tầng chứa nước và vạch ra ranh giới vùng ảnh hưởng.
1.2.1.2. Nhóm nghiên cứu cơ chế thay đổi độ mặn
Sự thay đổi độ mặn hoặc xâm nhập mặn ở các khu vực khác nhau xảy ra theo
một cơ chế, cách thức riêng. Sự xâm nhập mặn có thể do quá trình khuếch tán, phân dị
trọng lực, quá trình hỗn hợp nước… hoặc sự tổng hợp của hai hay nhiều q trình đó.
Nghiên cứu cơ chế khuếch tán đến xâm nhập mặn đã được nhiều tác giả đề cập đến

như: Paschke và Hoopes (1984), George D. Wardlaw và David L. Valentine (2005),
D.W.Bridger và D.M.Allen (2006)…
Paschke và Hoope đã làm thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của mật độ đến sự
dịch chuyển của chất bẩn. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã phát hiện thấm xuyên
của một dị thường nồng độ cao NaCl trong lớp thấm nước yếu xuống lớp cát hạt mịn
từ mơ hình bể thấm. Khi cho dịng chảy trong lớp cát phía dưới liên tục vận động và
quan sát nồng độ muối tại 3 vị trí của lớp cát: đáy, giữa và phía trên gần lớp thấm nước
yếu; kết quả quan sát cho thấy, tại hai vị trí phía dưới và giữa lớp cát khơng biến đổi
nồng độ so với ban đầu, tuy nhiên ở vị trí gần lớp thấm nước yếu, nồng độ muối tăng
dần theo thời gian và ổn định sau 30 ngày. Từ kết quả này các tác giả phân tích và kết
luận là do ảnh hưởng của chênh lệch mật độ (nồng độ) và sự dịch chuyển này là do cơ
chế khuếch tán gây ra.
Nghiên cứu vùng Salton, bang Califonia, Mỹ hai tác giả George D. Wardlaw và
David L. Valentine đã chứng minh ảnh hưởng của khuếch tán độ mặn trong trầm tích
góp phần làm tăng độ mặn trong nước hồ Salton Sea. Với diện tích bề mặt khoảng
980km2 Salton Sea là hồ nước mặn được cách ly lớn nhất bang Calfornia, theo số liệu
quan trắc cho thấy độ mặn của nước trong hồ đang tăng lên. Nhóm tác giả đã tiến hành
khoan lấy mẫu nguyên dạng lớp trầm sét đáy hồ tới độ sâu 35m so với đáy hồ, kết quả
phân tích thành phần hóa học nước lỗ rỗng cho thấy sự phân bố độ mặn tăng dần theo
chiều sâu tại hai vị trí lấy mẫu cho thấy: tại vị trí phía nam của hồ, hàm lượng muối
cao nhất đạt 91g/l (ở độ sâu 35m) và tại vị trí phía bắc đạt 105g/l (ở độ sâu 27m). Từ


12

kết quả phân tích độ mặn theo các chiều sâu xác định, kết quả xác định độ lỗ rỗng của
lớp sét, tác giả đã áp dụng định luật Fick về khuếch tán phân tử, tính tốn và so sánh
với kết quả thực tế, sau đó đi đến kết luận về sự phân bố độ mặn theo chiều sâu là do
cơ chế khuếch tán. Ảnh hưởng của khuếch tán độ mặn trong trầm tích góp phần làm
tăng độ mặn trong nước hồ Salton Sea tính tốn cho hai vị trí lần lượt là 0,613 và

0,422 g/cm2/năm.
Một nghiên cứu về cơ chế khuếch tán nữa là ở đồng bằng sông Fraser, Canada
do D.W. Bridger và D.M. Allen. Sử dụng phương pháp địa vật lý kết hợp với phân tích
điều kiện địa chất, địa chất thủy văn tác giả đưa ra các giả thuyết, sau đó kết hợp với
mơ hình Modflow để làm rõ ảnh hưởng của q trình khuếch tán.
Ngồi cơ chế khuếch tán cịn có hàng loạt cơ chế khác khiến cho độ mặn
của nước bị thay đổi, các cơ chế đó được đề cập đến trong nhiều cơng trình
nghiên cứu khác.
1.2.1.3. Nhóm dự báo sự thay đổi độ mặn
Từ nghiên cứu về hiện trạng, cơ chế thay đổi độ mặn nhiều tác giả đưa ra dự
báo sự thay đổi đó trong tương lai. Có nhiều phương pháp dự báo nhưng hiện nay phổ
biến là phương pháp mơ hình số, phương pháp này mô phỏng lại môi trường, nhân tố
tác động đến độ mặn vì vậy có độ tin cậy tương đối cao. Các mơ hình dự báo thường
được sử dụng như Sutra, Modflow, SEAWAT,…
Sử dụng mơ hình Sutra kết hợp mơ hình dịng chảy do chênh lệch nồng độ và
mơ hình dịch chuyển vật chất, Koch và Zhang (1998) đã xây dựng mơ hình xâm nhập
mặn thẳng đứng do chênh lệch nồng độ từ một kênh nước lợ do ảnh hưởng của thủy
triều ở phía đơng nam Florida, Mỹ. Kết quả cho thấy quá trình xâm nhập mặn từ con
kênh nước lợ đó phụ thuộc mực nước dưới đất ở khu vực lân cận, cụ thể là quá trình
xâm nhập mặn từ kênh vào tầng chứa nước sẽ xảy ra vào mùa khô khi mực nước dưới
đất hạ thấp. Vào năm 2001, cũng chính Koch và Voss đã xây dựng mơ hình 2D cho
khu vực ở bang Brandenburg (Đức) có tính đến và khơng tính đến ảnh hưởng của mật
độ. Mơ hình đã mơ phỏng ảnh hưởng của q trình khai thác nước dưới đất đến sự
dịch chuyển lưỡi nước mặn.


13

Trong cơng trình nghiên cứu của A. Yakirevich, A. Melloul, S. Sorek, S. Shaath
và Borisov (2006) cũng sử dụng phần mềm Sutra để mơ hình hố q trình chuyển

động của nước dưới đất phụ thuộc vào tỷ trọng và di chuyển vật chất trong không gian
hai chiều. Cùng với việc sử dụng các thông số địa chất thuỷ văn, các tài liệu quan trắc
trên cơ sở mơ hình hai chiều dự báo quá trình xâm nhập mặn trong khoảng thời gian từ
1997 đến 2006. Kết quả cho thấy mực nước hạ thấp tới gần 7m dưới mực nước biển
vào năm 2006 và tốc độ xâm nhập mặn là 20-45 m/năm.
Phatcharasak (2007) đã mơ hình hóa các cơ chế xâm nhập mặn các tầng chứa
nước ven biển vịnh Thái Lan bằng phần mềm Seawat-2000 và Modflow/ MT3DMS
trên cơ sở xây dựng mơ hình 5 lớp. Với điều kiện địa chất, địa chất thủy văn vùng
nghiên cứu, tác giả đã xác định nguồn gốc xâm nhập mặn chính ở một số vùng là do
nước biển cổ và một số nơi là do nước biển hiện tại xâm nhập xuống các tầng chứa
nước tại vùng vịnh Thái Lan. Từ đó có thể dự báo sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt
của tầng chứa nước trong tương lai.
Ngồi những mơ hình dự báo cịn có những mơ hình để điều chỉnh mức độ khai
thác nước cho từng vùng nhằm đưa ra phương án quản lý tài nguyên nước tốt nhất.
1.2.1.4. Nhóm nghiên cứu các giải pháp hạn chế tác động xấu của thay đổi độ mặn
Để giảm thiểu tác động xấu của thay đổi độ mặn trước tiên phải tìm cách ngăn
chặn độ mặn thay đổi hay là hạn chế sự xâm nhập mặn lấn sâu vào đất liền. Giải pháp
chính đó là hạn chế khai thác tại những vùng có nguy cơ tăng xâm nhập mặn, ngồi ra
có thể đặt các hệ thống giếng ép nước nhạt vào tầng chứa nước, xây dựng hệ thống đập
ngầm để khống chế sự dịch chuyển của ranh giới mặt nhạt vào tầng chứa nước.
Zeynel Demirel (2004) đã tiến hành nghiên cứu ở một vùng công nghiệp ven
biển ở Mersin, Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy nguyên nhân chính dẫn đến sự xâm nhập mặn
nước dưới đất ngày càng nặng nề là do khai thác quá mức cho phép. Người ta đã tiến
hành quan trắc thành phần hóa học của nước dưới đất từ năm 1984 -2000 hàm lượng
Clo cao nhất đã đạt tới 3000mg/l. Qua việc phân tích cấu trúc địa chất thủy văn, xác
định nguồn bổ cập và tính tốn cân bằng giữa lưu lượng khai thác cho phép và lưu
lượng khai thác thống kê qua các năm cũng như các thông số địa chất thủy văn của
tầng chứa nước, tác giả đã đưa ra tính toán tốc độ xâm nhập mặn theo thời gian và theo

14

khơng gian. Do đó giải pháp chính nhằm giảm thiểu xâm nhập mặn chính là hạn chế
khai thác nước.
Khomine (2011) sử dụng phương pháp mơ hình để nghiên cứu giải pháp hạn
chế quá trình xâm nhập mặn ở vùng ven biển Syria. Quá trình khai thác nước quá mức
đã làm cho nước biển xâm nhập vào các tầng chứa nước. Trong cơng trình này các tác
giả đã sử dụng phần mềm SEAWAT để xây dựng mơ hình qua đó đánh giá tiềm năng
và chất lượng của nước dưới đất. Số liệu sử dụng cho mơ hình là số liệu phân tích mẫu
nước và tài liệu quan trắc mực nước từ năm 1960 đến 2003. Kết quả của mơ hình cho
thấy có 2 giải pháp cải thiện và hạn chế quá trình xâm nhập mặn vào nước biển là đặt
hệ thống giếng ép nước nhạt vào tầng chứa nước hoặc xây dựng hệ thống đập ngầm
để khống chế sự dịch chuyển của ranh giới mặn nhạt vào tầng chứa nước.
1.2.2. Ở Việt Nam
Ở nước ta, mặc dù khoa học Địa chất thủy văn phát triển chậm hơn so với các
nước phát triển trên Thế giới nhưng chúng ta đã tiếp thu nhanh chóng những thành tựu
và tiến bộ của họ. Cũng đã có rất nhiều nghiên cứu liên quan đến xâm nhập mặn nước
dưới đất như các cơng trình của GS.TS. Đặng Hữu Ơn, PGS.TS. Nguyễn Kim Ngọc,
TS. Đặng Đình Phúc, PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm,… có cơng trình chủ yếu nghiên cứu
về cơ chế nhiễm mặn, có cơng trình nghiên cứu chính về dự báo sự nhiễm mặn hoặc
nghiên cứu hiện trạng để đưa ra giải pháp khai thác hợp lý.
Nghiên cứu về cơ chế, năm 1985, PGS.TS. Nguyễn Kim Ngọc cùng nhóm
nghiên cứu đã phân tích đặc điểm Địa chất, Địa chất thủy văn kết hợp với yếu tố cổ địa
lý để vạch ra ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước Pleistocen vùng đồng bằng Bắc Bộ từ
Thanh Oai qua Vạn Điểm xuống gần Hưng Yên và vòng qua Mỹ Hào, ranh giới này
có dạng chữ “M”. Tác giả đề xuất cơ chế nhiễm mặn, chống nhiễm mặn của nước dưới
đất trong tầng chứa nước Pleistocen và cho rằng ở phần phía Nam đồng bằng Bắc Bộ,
q trình nhiễm mặn đóng vai trị chủ đạo. Q trình nhiễm mặn xảy ra bao gồm xâm
nhập mặn theo phương nằm ngang trong bản thân tầng chứa nước, xâm nhập mặn theo
phương thẳng đứng do sự khuếch tán của nước mặn, do nước mặn trầm nén từ các tầng

sét nguồn gốc biển nằm trên và dưới tầng chứa nước Pleistocen và còn do sự phân dị
trọng lực của nước mặn các tầng trên. Năm 2003, trong luận án Tiến sĩ của mình về


15

nghiên cứu cơ chế xâm nhập mặn trong nước dưới đất một số vùng ven biển Bắc
Trung bộ Việt Nam, Đặng Tiến Dũng (Viện Khoa học thủy lợi) đã phân tích cơ sở
tốn học các q trình lan truyền vật chất, các q trình vật lý, địa hóa, phóng xạ, vi
sinh của xâm nhập mặn. Cũng nghiên cứu về cơ chế, trong luận văn tiến sĩ của mình
về nghiên cứu xâm nhập mặn nước dưới đất trầm tích Đệ tứ vùng Nam Định,
NCS.Hoàng Văn Hoan đã chứng minh xâm nhập mặn theo phương thẳng đứng gây ra
bởi thấm nước yếu nguồn gốc biển phủ bên trên thông qua nhiều quá trình hóa lý phức
tạp trong đó q trình khuếch tán và phân dị trọng lực đóng vai trị chủ đạo.
Về dự báo xâm nhập mặn, GS.TS. Đặng Hữu Ơn (1996) đã dự báo khả năng
nhiễm mặn đối với các công trình ở Bà Rịa - Vũng Tàu; bằng thí nghiệm bơm hút nước,
tác giả đã xác định độ lỗ hổng hữu hiệu và dựa trên sơ đồ phễu hạ thấp mực nước khi
cơng trình đưa vào hoạt động mà xác định vận tốc dịng thấm trung bình theo hướng từ
Biển vào cơng trình và từ đó tính thời gian nước mặn xâm nhập vào cơng trình khai
thác. TS. Đặng Đình Phúc (1997), đã sử dụng mơ hình nhiễm bẩn một chiều để dự báo
xâm nhập mặn nước dưới đất, áp dụng cho vùng Cẩm Giàng; trên cơ sở phân tích quá
trình phân tán thủy động lực, với chuyển động theo phương ngang nên hệ số khuếch tán
phân tử là rất nhỏ. Tác giả đã xác định hạ thấp và đường dòng, tốc độ tại các điểm nút
trên đường dòng ứng với các thời điểm khác nhau, sau đó tính tốn thời gian dịch
chuyển biên mặn cho các nút điểm khác nhau. Ngồi ra, năm 2000 chính tác giả cũng đã
nghiên cứu đánh giá tiềm năng, hiện trạng khai thác và dự báo cạn kiệt, xâm nhập mặn
nước dưới đất khu vực Hải Hậu - Giao Thủy thuộc vùng duyên hải tỉnh Nam Định.
Ngồi ra cịn có nhiều cơng trình khác nghiên cứu, dự báo xâm nhập mặn như
các cơng trình của PGS.TS. Phạm Quý Nhân, TS. Đỗ Trọng Sự (Mô hình dịng chảy
và mơ hình dịch chuyển các chất hịa tan trong nước dưới đất khu vực Nghĩa Hưng Hải Hậu (Nam Định) ), của Nguyễn Sơn (Dự báo xâm nhập mặn các giếng khoan lưu

vực sông Nhuệ và sông Đáy bằng phần mềm Visual Modflow 2.8.2), của TS. Nguyễn
Như Trung (Nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước dưới đất vùng Hải Phịng bằng
phương pháp mơ hình hóa điện trở và địa chất thủy văn),…đa số các cơng trình đều dự
báo dựa vào mơ hình số.
Về các giải pháp hạn chế, khai thác hợp lý có các cơng trình nghiên cứu của
PGS.TS. Nguyễn Văn Hoàng và PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm (Điều tra, đánh giá