MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan về độ mặn, xâm nhập mặn 1. Tổng quan xâm nhập mặn 1. Định nghĩa độ mặn và xâm nhập mặn Sự nhiễm mặn nƣớc dƣới đất, nƣớc mặt ở một số vùng ven biển đang đƣợc các nhà địa chất, địa lý, nhà quan trắc môi trƣờng quan tâm.
Độ mặn là tổng hàm lƣợng muối tan trong một kg nƣớc, thƣờng đƣợc xác định bằng các máy đo độ mặn chuyên dụng. Theo Nguyễn Chu Hồi (2001), sự xâm nhập mặn của nƣớc biển sông đƣợc giải thích là do mùa khô, nƣớc sông cạn kiệt khiến nƣớc biển theo các sông, kênh dẫn tràn vào gây mặn. Hiện tƣợng tự nhiên này xảy ra hằng năm và do đó có thể dự báo trƣớc. Nhƣng bên cạnh đó, những vùng đất ven biển cũng có nguy cơ nhiễm mặn do thẩm thấu hoặc do tiềm sinh.
Nhiều năm gần đây, hiện tƣợng biến đổi khí hậu, tính phức tạp của dòng chảy sông ở hạ du về mùa cạn, nhu cầu dùng nƣớc 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 không ít khó khăn cho hoạt động sản xuất kinh tế, đặc biệt trên lĩnh vực nông nghiệp của vùng. Nguyên nhân: Để đánh giá về mức độ và nguyên nhân xâm nhập mặn cần phải nghiên cứu và tổng hợp rất nhiều yếu tố. Theo Sở NN và PTNN tỉnh Bến Tre (2010) [2], một số nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng xâm nhập mặn ảnh hƣởng trong các tháng mùa khô: Thời điểm mùa khô lƣợng nƣớc đổ về từ thƣợng nguồn ít, không mƣa.
Mực nƣớc thấp, yếu tố gió chƣớng với triều cƣờng làm mặn xâm nhập sâu và nồng độ cao; thời tiết nắng nóng lƣợng bốc hơi cao, nƣớc ngọt hao phí tự nhiên lớn. Thiệt hại: Xâm nhập mặn ảnh hƣởng trực tiếp đến đời sống sinh hoạt cũng nhƣ canh tác sản xuất của ngƣời dân. Việc thiếu nƣớc ngọt vào mùa khô gây nhiều khó khăn và thiệt hại: 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Ngƣời dân thiếu nƣớc ngọt trong các sinh hoạt hằng ngày. - Các hoạt động nông nghiệp lệ thuộc vào nguồn nƣớc ngọt bị ảnh hƣởng, nhất là trong canh tác lúa.
Độ mặn trong nƣớc cao gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến quá trình sinh trƣởng và phát triển, làm giảm năng suất thậm chí gây chết lúa. - Xâm nhập mặn làm tăng độ mặn trong đất và gây ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc ngầm. Mối liên hệ giữa mặn và cơ cấu cây trồng Trong sản xuất nông nghiệp, yếu tố mặn của đất và nƣớc đóng vai trò quyết định trong việc lựa chọn đối tƣợng canh tác và bố trí mùa vụ. Dựa vào kinh nghiệm canh tác lâu năm, nông dân có thể bố trí loại cây trồng thích hợp và cơ cấu mùa vụ lúa sao cho tránh đƣợc tác hại của xâm nhập mặn ở mức thấp nhất.
Theo Nguyễn Thanh Tƣờng (2013) [4],cây lúa là đối tƣợng chịu ảnh hƣởng nhiều từ tình trạng xâm nhập mặn. Đối với lúa thì yếu tố chất lƣợng nƣớc đóng vai trò rất quan trọng. Nguồn nƣớc ngọt trong sản xuất nông nghiệp chủ yếu đƣợc sử dụng cho cây lúa. Cụ thể đối với lúa mặn gây ra những tác hại: đầu lá trắng theo sau bởi sự cháy chóp lá (đất mặn), màu nâu của lá và chết lá (đất sodic), sinh trƣởng của cây bị ức chế, số chồi thấp, sinh trƣởng của rễ kém, lá cuộn lại, tăng số hạt bất thụ, số hạt trên bông thấp, giảm trọng lƣợng, thay đổi khoảng thời gian trổ, chỉ số thu họach thấp, năng suất hạt thấp dẫn đến năng suất lúa thấp.
Những hình thức canh tác có thể thích nghi hoặc ít bị ảnh hƣởng khi độ mặn thay đổi nhƣ nuôi tôm nƣớc mặn, ruộng muối…ít bị thay đổi cơ cấu cũng nhƣ thời vụ canh tác. Tuy nhiên với mục đích đánh giá tổng quan và phân vùng ảnh hƣởng xâm nhập mặn thì các đối tƣợng này cần đƣợc đề cập và tính toán diện tích. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước và thế giới 1.
Các nghiên cứu trong nước Trong thời gian gần đây, việc ứng dụng khoa học công nghệ trong giám sát và đánh giá xâm nhập mặn đƣợc các nhà khoa học trong nƣớc tiến hành nghiên cứu dƣới nhiều phƣơng pháp khác nhau. Xâm nhập mặn có xu hƣớng ngày càng trầm trọng hơn là do rất nhiều nguyên nhân, trong đó biến đổi khí hậu có ảnh hƣởng trực tiếp và lớn nhất. Nhóm tác giả Trần Quốc Đạt, Nguyễn Hiếu Trung và Kanchit Likitdecharote thuộc trƣờng Đại học Cần Thơ và Đại học Chulalongkorn - Thái Lan đã tiến hành nghiên cứu mô phỏng xâm nhập mặn đồng bằng sông Cửu Long dƣới tác động của nƣớc biển dâng và sự suy giảm lƣu lƣợng nƣớc từ thƣợng nguồn [1]. Trong nghiên cứu này, xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long đƣợc mô phỏng cho những kịch bản khác nhau của mực nƣớc biển dâng và lƣu lƣợng thƣợng nguồn giảm bằng mô hình MIKE11.
Mô hình đƣợc xây dựng dựa trên cở sỡ dữ liệu của hai năm 1998 và 2005. Kết quả mô phỏng xâm nhập mặn năm 1998 đƣợc chọn kịch gốc so sánh với bốn kịch bản xâm nhập mặn vào các năm 2020 và 2030. Bốn kịch bản này đƣợc xây dựng dựa trên kịch bản CRES B2, kịch bản tăng diện tích nông nghiệp và kịch bản diện tích nông nghiệp không đổi. Hai kịch bản đầu là khi mực nƣớc biển dâng 14 cm và lƣu lƣợng thƣợng nguồn giảm 11% và 22%.
Kịch bản số ba và bốn là khi mực nƣớc biển dâng 20cm và lƣu lƣợng thƣợng nguồn giảm 15%. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng độ mặn 2,5g/l xâm nhập 14 km sâu hơn kịch bản gốc năm 1998. Ngoài ra xâm nhập mặn cũng tác động hầu hết các dự án ngăn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long. Việc phát triển hệ công cụ hỗ trợ nghiên cứu gồm 4 Modul chức năng: GIS (Geography Information Systerm) – Viễn thám – Modelling – Database có tên gọi là Geoinfomatics đã đƣợc Viện Môi trƣờng và Tài nguyên Đại học Quốc gia TP.HCM nghiên cứu và áp dụng.
Một trong những ứng dụng của nó 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com là dự báo diễn biến biên mặn trên hệ thống dòng chảy sông Đồng Nai, sông Sài Gòn nhằm phục vụ việc quy hoạch, xác định cơ cấu cây trồng phù hợp và triển khai hoạt động nuôi trồng thủy sản an toàn. Nghiên cứu sử dụng công cụ toán học là phần mềm MK4 của PGS.TS Lê Song Giang. Từ dữ liệu, số liệu ban đầu của năm 2002, phần mềm MK4 cho phép xây dựng những kịch bản diễn biến biên mặn cho những năm tiếp theo theo mùa và theo các kịch bản xả lũ của các hồ chứa ở thƣợng nguồn. Kết quả của nghiên cứu cho thấy sự dịch chuyển khá lớn về biên mặn của mùa khô và mùa mƣa.
Năm 2009, nhóm nghiên cứu thủy văn và môi trƣờng gồm các chuyên gia thuộc trƣờng Đại học khoa học tự nhiên và Đại học quốc gia Hà Nội đã áp dụng mô hình MIKE 11 để đánh giá tình hình xâm nhập mặn trên hệ thống sông Bến Hải và Thạch Hãn cho kết quả tốt. Việc hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực và lan truyền chất đƣợc thực hiện với bộ số liệu đo đạc quan trắc tháng 8 năm 2007. Để dự báo tính hình xâm nhập mặn đến năm 2020, các điều kiện biên đƣợc kết hợp giữa việc dự báo tình hình sử dụng nƣớc thƣợng nguồn kết hợp với các kịch bản nƣớc biển dâng. Kết quả mô phỏng bằng mô hình cho thấy, đến năm 2020 mặn có thể xâm nhập khá sâu vào đồng bằng.
Điều đó sẽ đặt ra những thách thức cho hoạt động canh tác cây nông nghiệp sử dụng nguồn nƣớc tƣới từ sông nhƣng đồng thời cũng tạo ra thời cơ tăng diện tích sản xuất cho ngành nuôi trồng thủy sản nƣớc lợ. Các nghiên cứu trên thế giới Trên thế giới, ảnh hƣởng của tình trạng đất nhiễm mặn cũng là vấn đề đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu. Nhóm ba nhà khoa học Mahmoud A. Shahid và Yasser R.
Othman đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS (Hệ thống thông tin địa lý) và Viễn thám vào xây dựng mô hình thành lập bản đồ đất nhiễm mặn tại Abu Dhabi, Ả Rập [10]. Sử dụng sản phẩm Viễn thám mà cụ thể là ảnh Landsat-7 ETM và 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com mẫu đất thu thập dùng để xây dựng song song hai mô hình. Kết quả so sánh thực tế có độ tin cậy là 91,2%, cho thấy khả năng ứng dụng kết hợp GIS và Viễn thám cho hiệu quả rất cao. Trong hoạt động nông nghiệp, nghiên cứu ƣớc tính độ mặn của đất trong cánh đồng ngô cũng đƣợc ba nhà khoa học Ahmed Eldiery, Luis A.
Garcia và Robin M. Reich tiến hành thực hiện. Bằng công cụ là dữ liệu viễn thám và GIS, kết hợp mẫu đất thực đo. Các nhà khoa học đã thành lập đƣợc bản đồ thể hiện mức độ mặn của đất dựa trên sự thay đổi sinh trƣởng của cây ngô dƣới tác động của độ mặn gia tăng trong đất.
Từ đó kịp thời có các biện pháp ứng phó nhằm giảm thiểu thiệt hại đến nông nghiệp ở mức thấp nhất. Tổng quan về ứng dụng viễn thám và gis trong nghiên cứu biến động sử dụng đất và đánh giá xâm nhập mặn 1. Ứng dụng Viễn Thám và GIS trong nghiên cứu Biến động sử dụng đất Từ trƣớc đến nay chƣa có khái niệm chính xác về đánh giá biến động. Nhƣng đánh giá biến động có thể đƣợc hiểu là: Việc theo dõi, giám sát và quản lý đối tƣợng nghiên cứu để từ đó thấy đƣợc sự thay đổi về đặc điểm, tính chất của đối tƣợng nghiên cứu, sự thay đổi có thể định lƣợng đƣợc.
Ví dụ: Diện tích đất chuyên mục đích sử dụng, diện tích rừng mất đi hay đƣợc trồng mới,… Đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất là đánh giá đƣợc sự thay đổi về loại hình sử dụng đất qua các thời điểm dƣới sự tác động từ các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội, sự khai thác, sử dụng của con ngƣời. Mọi vật trên thế giới tự nhiên không bao giờ bất biến mà luôn luôn biến động không ngừng, động lực của mọi sự biến động đó là quan hệ tƣơng tác giữa các thành phần của tự nhiên. Nhƣ vậy để khai thác tài nguyên đất đai của một khu vực có 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.