Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá xâm nhập mặn khu vực sông trà lý và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu đánh giá xâm nhập mặn khu vực sông trà lý và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Phan Thị Diệu Huyền
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Ngọc Quang
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu, đánh giá xâm nhập mặn trên sông Trà Lý và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại trong bối cảnh biến đổi khí hậu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC SÔNG TRÀ LÝ
• 1.1. Các vấn đề nghiên cứu về diễn biến xâm nhập mặn vùng cửa sông
• 1.1.1. Tổng quan chung về xâm nhập mặn
• 1.1.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực sông Trà Lý
• 1.1.3. Tình hình xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý
• 2. CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN MẶN SÔNG TRÀ LÝ
• 2.1. Giới thiệu tổng quan về các mô hình thủy lực hệ thống sông
• 2.1.1. Mô hình trong nước
• 2.1.2. Mô hình nước ngoài
• 2.2. Cơ sở để lựa chọn mô hình MIKE 11
• 2.2.1. Tổng quan về mô hình
• 2.2.2. Các phương trình cơ bản
• 2.2.3. Yêu cầu số liệu đầu vào mô hình
• 2.2.4. Ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng diễn biến mặn sông Trà Lý
• 2.2.4.1. Thiết lập sơ đồ mạng lưới
• 2.2.4.2. Hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình MIKE 11 cho sông Trà Lý
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN XÂM NHẬP MẶN THEO CÁC KỊCH BẢN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIẾU
• 3.1. Lựa chọn các kịch bản tính toán xâm nhập mặn
• 3.1.1. Cơ sở lựa chọn kịch bản
• 3.1.2. Các kịch bản tính toán
• 3.2. Kết quả tính toán mô phỏng xâm nhập mặn sông Trà Lý theo các kịch bản
• 3.2.1. Kết quả mô phỏng
• 3.2.2. Nhận xét kết quả tính toán
• 3.3. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu
• 3.3.1. Các cơ sở đề xuất giải pháp cụ thể
• 3.3.2. Các giải pháp cụ thể
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Xâm nhập mặn và tác động đến sông Trà Lý

Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn từ biển xâm nhập vào các sông ngòi, đặc biệt là vào mùa khô khi lưu lượng nước ngọt giảm. Sông Trà Lý, một phân lưu của sông Hồng, chảy qua tỉnh Thái Bình, đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ hiện tượng này. Biến đổi khí hậu với các yếu tố như nước biển dâng và nhiệt độ tăng đã làm tăng mức độ xâm nhập mặn, gây thiệt hại lớn đến kinh tế và đời sống người dân địa phương.

1.1. Nguyên nhân và yếu tố ảnh hưởng

Xâm nhập mặn trên sông Trà Lý chịu ảnh hưởng bởi cả yếu tố tự nhiên và con người. Các yếu tố tự nhiên bao gồm nước biển dâng, dao động thủy triều, và điều kiện khí tượng thủy văn. Trong khi đó, các hoạt động của con người như xây dựng công trình thủy lợi, khai thác nước ngầm quá mức, và thay đổi sử dụng đất cũng góp phần làm tăng mức độ xâm nhập mặn. Quản lý tài nguyên nước kém hiệu quả cũng là một nguyên nhân chính.

1.2. Tác động đến hệ sinh thái và kinh tế

Xâm nhập mặn gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ sinh thái sông và nền kinh tế địa phương. Nó làm giảm nguồn nước ngọt, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Các khu vực ven sông bị nhiễm mặn dẫn đến thiệt hại về mùa màng và giảm năng suất cây trồng. Tác động mặn hóa cũng làm thay đổi cấu trúc hệ sinh thái, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học.

II. Đánh giá và mô phỏng xâm nhập mặn

Để đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn trên sông Trà Lý, nghiên cứu đã sử dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng diễn biến mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau. Mô hình này giúp dự báo mức độ xâm nhập mặn trong tương lai, từ đó đề xuất các giải pháp ứng phó hiệu quả.

2.1. Ứng dụng mô hình MIKE 11

Mô hình MIKE 11 được sử dụng để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn trên sông Trà Lý. Mô hình này dựa trên các phương trình thủy lực cơ bản và yêu cầu đầu vào là các số liệu về lưu lượng nước, độ mặn, và thủy triều. Kết quả mô phỏng cho thấy sự phù hợp của mô hình trong việc dự báo mức độ xâm nhập mặn, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

2.2. Kết quả mô phỏng theo các kịch bản

Nghiên cứu đã mô phỏng xâm nhập mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau, bao gồm kịch bản phát thải thấp, trung bình và cao. Kết quả cho thấy, trong tương lai, mức độ xâm nhập mặn sẽ tăng đáng kể, đặc biệt vào mùa khô. Nước mặn sẽ lấn sâu hơn vào đất liền, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước ngọt và hệ sinh thái ven sông.

III. Giải pháp ứng phó và giảm thiểu rủi ro

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp ứng phó đã được đề xuất để giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn trên sông Trà Lý. Các giải pháp này bao gồm cả biện pháp công trình và phi công trình, nhằm bảo vệ nguồn nước ngọt và hệ sinh thái sông.

3.1. Giải pháp công trình

Các giải pháp công trình bao gồm xây dựng các đập ngăn mặn, hệ thống thủy lợi hiện đại, và cải tạo các công trình hiện có. Đập ngăn mặn được đề xuất xây dựng tại các vị trí chiến lược trên sông Trà Lý để ngăn chặn sự xâm nhập của nước mặn vào nội địa. Hệ thống thủy lợi hiện đại sẽ giúp quản lý và phân phối nguồn nước hiệu quả hơn.

3.2. Giải pháp phi công trình

Các giải pháp phi công trình tập trung vào việc nâng cao nhận thức cộng đồng, cải thiện quản lý tài nguyên nước, và thích ứng với biến đổi khí hậu. Các chương trình giáo dục và đào tạo sẽ giúp người dân hiểu rõ hơn về tác động của xâm nhập mặn và cách thức giảm thiểu rủi ro. Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cũng là những yếu tố quan trọng trong các giải pháp này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là thách thức lớn nhất của thế kỷ 21, với nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng khoảng 0,7°C và mực nước biển dâng khoảng 20 cm trong 50 năm qua tại Việt Nam. Dự báo đến năm 2100, nhiệt độ có thể tăng thêm 3°C và mực nước biển dâng lên tới 1m, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các vùng ven biển, đặc biệt là các đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long. Xâm nhập mặn, một hiện tượng nước biển lấn sâu vào đất liền, đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước ngọt, sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân.

Luận văn tập trung nghiên cứu diễn biến xâm nhập mặn trên sông Trà Lý, một phân lưu của sông Hồng chảy qua tỉnh Thái Bình, nơi có địa hình thấp, bằng phẳng và chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều. Mục tiêu chính là đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn, thiệt hại do mặn gây ra, mô phỏng diễn biến mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mùa khô trên sông Trà Lý, với dữ liệu thu thập từ các trạm thủy văn và đo mặn trong khu vực.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý tài nguyên nước, quy hoạch sản xuất nông nghiệp và ứng phó với biến đổi khí hậu tại vùng cửa sông đồng bằng sông Hồng – Thái Bình. Kết quả mô phỏng và đề xuất giải pháp sẽ hỗ trợ chính quyền địa phương và các nhà quản lý trong việc giảm thiểu thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra, góp phần phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy lực, thủy văn để phân tích quá trình xâm nhập mặn, bao gồm:

• Lý thuyết xâm nhập mặn: Xâm nhập mặn là quá trình nước biển với nồng độ mặn ≥4‰ xâm nhập vào nội đồng khi có triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệt nguồn nước ngọt. Quá trình này chịu ảnh hưởng bởi lưu lượng nước sông, biên độ thủy triều, địa hình và các yếu tố khí tượng như gió, mưa, nhiệt độ.

• Mô hình thủy lực Saint-Venant: Hệ phương trình Saint-Venant một chiều được sử dụng để mô phỏng dòng chảy không ổn định trong hệ thống sông, kênh mở, bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng.

• Mô hình khuếch tán chất hòa tan: Phương trình khuếch tán một chiều mô tả sự vận chuyển và phân tán của nước mặn trong dòng chảy, dựa trên giả thiết vật chất được trộn đều trong mặt cắt ngang và tuân theo định luật khuếch tán Fick.

• Mô hình MIKE 11: Phần mềm kỹ thuật chuyên dụng mô phỏng thủy lực, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát trong hệ thống sông và kênh dẫn. MIKE 11 sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn ẩn 6 điểm Abbott để giải hệ phương trình Saint-Venant và phương pháp sai phân 4 điểm Preissmann cho phương trình khuếch tán.

Các khái niệm chính bao gồm: xâm nhập mặn, lưu lượng dòng chảy, biên độ thủy triều, hệ số phân tán, điều kiện biên thủy lực và mặn.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu thủy văn, thủy lực và độ mặn được thu thập từ các trạm thủy văn Quyết Chiến, Thái Bình, Ngũ Thôn và Định Cư trên sông Trà Lý. Dữ liệu bao gồm lưu lượng, mực nước, độ mặn theo giờ, ngày trong mùa khô nhiều năm.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình toán MIKE 11 để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn trên sông Trà Lý. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên số liệu thực đo tại các trạm thủy văn nhằm đảm bảo độ chính xác.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến 2016, tập trung vào mùa khô để đánh giá diễn biến mặn và thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra. Các kịch bản biến đổi khí hậu được mô phỏng đến năm 2050.

• Phương pháp bổ sung: Kết hợp phương pháp điều tra thực địa, thống kê số liệu, phân tích xu hướng và trao đổi ý kiến chuyên gia để hoàn thiện đánh giá và đề xuất giải pháp.

Cỡ mẫu dữ liệu thủy văn và mặn được lựa chọn dựa trên tính đại diện và độ tin cậy, với các trạm đo trải dài trên chiều dài 61 km của sông Trà Lý. Phương pháp chọn mẫu là chọn các trạm thủy văn có số liệu liên tục và đầy đủ trong mùa khô nhiều năm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng xâm nhập mặn trên sông Trà Lý: Độ mặn lớn nhất trong mùa khô trung bình nhiều năm tại trạm Định Cư là 21,7‰, tại trạm Ngũ Thôn là 10,1‰. Chiều dài xâm nhập mặn với nồng độ 4‰ dao động từ 14 đến 33 km, với nồng độ 1‰ từ 22 đến 51 km, cho thấy mặn đã xâm nhập sâu vào nội địa.

2. Diễn biến mặn theo mùa và giờ: Đỉnh mặn thường xuất hiện sau đỉnh triều khoảng 1 giờ, độ mặn tăng cao vào các ngày triều cường và giảm khi có mưa hoặc lưu lượng nước sông tăng. Mực nước trung bình mùa khô tại trạm Thái Bình dao động từ 19 cm đến 59 cm, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xâm nhập mặn.

3. Thiệt hại do xâm nhập mặn và hạn hán: Trong 6 năm gần đây, thiệt hại trung bình hàng năm do hạn hán và xâm nhập mặn gây ra cho ngành nông nghiệp tỉnh Thái Bình khoảng 42 tỷ đồng. Vụ xuân thường gặp khó khăn về nguồn nước tưới, ảnh hưởng đến tiến độ gieo cấy và năng suất lúa, với khoảng 60% diện tích vùng ven biển bị ảnh hưởng trong các năm hạn điển hình.

4. Mô phỏng kịch bản biến đổi khí hậu: Mô hình MIKE 11 cho thấy dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, chiều dài xâm nhập mặn sẽ tiếp tục tăng đến năm 2050, làm gia tăng nguy cơ thiếu nước ngọt cho sản xuất và sinh hoạt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng xâm nhập mặn sâu là do lưu lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm, kết hợp với mực nước biển dâng và biên độ thủy triều lớn. Địa hình thấp, bằng phẳng của tỉnh Thái Bình cũng tạo điều kiện thuận lợi cho nước mặn lấn sâu vào đất liền. So với các nghiên cứu tại đồng bằng sông Cửu Long, mức độ xâm nhập mặn tại sông Trà Lý tuy thấp hơn nhưng có xu hướng gia tăng rõ rệt do biến đổi khí hậu.

Kết quả mô phỏng phù hợp với số liệu thực đo, thể hiện qua biểu đồ diễn biến độ mặn theo thời gian và bản đồ phân bố mặn dọc sông. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc sử dụng mô hình MIKE 11 cho phép mô phỏng chính xác diễn biến thủy lực và mặn, hỗ trợ hiệu quả cho công tác dự báo và quản lý tài nguyên nước.

Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các phương án khai thác, sử dụng nước hợp lý, đồng thời đề xuất các giải pháp kỹ thuật và phi công trình nhằm giảm thiểu thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng và vận hành công trình ngăn mặn: Thiết kế các đập ngăn mặn tại các vị trí chiến lược trên sông Trà Lý nhằm hạn chế nước mặn xâm nhập sâu vào nội địa. Thời gian thực hiện trong vòng 3-5 năm, chủ thể thực hiện là chính quyền tỉnh Thái Bình phối hợp với Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

2. Tăng cường quản lý và điều tiết lưu lượng nước thượng nguồn: Phối hợp với các hồ chứa như Hòa Bình, Sơn La để điều tiết lưu lượng nước vào mùa khô, đảm bảo đủ nước ngọt cho vùng hạ lưu. Mục tiêu nâng lưu lượng trung bình mùa khô lên ít nhất 1,65 lần so với hiện tại trong vòng 2 năm tới.

3. Phát triển hệ thống cảnh báo và dự báo xâm nhập mặn: Ứng dụng mô hình MIKE 11 để xây dựng hệ thống dự báo xâm nhập mặn theo giờ, ngày phục vụ công tác chỉ đạo lấy nước tưới và sinh hoạt. Thời gian triển khai trong 1-2 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì.

4. Thúc đẩy chuyển đổi cơ cấu cây trồng và áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm: Khuyến khích nông dân vùng ven biển chuyển sang các loại cây chịu mặn hoặc sử dụng kỹ thuật tưới nhỏ giọt, tưới phun nhằm giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn. Thời gian thực hiện liên tục, chủ thể là các cơ quan nông nghiệp địa phương.

5. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo chuyên gia: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về tác động của xâm nhập mặn và các biện pháp ứng phó cho cán bộ quản lý và người dân. Thời gian thực hiện hàng năm, do các trường đại học và viện nghiên cứu phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách: Luận văn cung cấp dữ liệu và mô hình dự báo giúp xây dựng chính sách quản lý tài nguyên nước, quy hoạch phát triển kinh tế vùng ven biển hiệu quả.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia môi trường: Cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp mô hình hóa và kết quả thực nghiệm phục vụ nghiên cứu sâu hơn về xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu.

3. Người dân và nông dân vùng ven biển: Hiểu rõ tác động của xâm nhập mặn đến sản xuất và sinh hoạt, từ đó áp dụng các biện pháp kỹ thuật và chuyển đổi cây trồng phù hợp.

4. Các tổ chức phát triển và dự án quốc tế: Tham khảo để thiết kế các chương trình hỗ trợ, dự án thích ứng biến đổi khí hậu và quản lý tài nguyên nước bền vững tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Xâm nhập mặn là gì và tại sao nó lại nghiêm trọng?
   Xâm nhập mặn là hiện tượng nước biển với nồng độ mặn cao xâm nhập vào các vùng đất ngọt, làm giảm nguồn nước ngọt và ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt. Hiện tượng này nghiêm trọng do biến đổi khí hậu làm mực nước biển dâng và lưu lượng nước ngọt giảm.

2. Mô hình MIKE 11 có ưu điểm gì trong nghiên cứu xâm nhập mặn?
   MIKE 11 mô phỏng chính xác dòng chảy và sự phân bố độ mặn trong hệ thống sông, sử dụng phương pháp giải hệ phương trình Saint-Venant và khuếch tán, cho phép dự báo diễn biến mặn theo nhiều kịch bản biến đổi khí hậu.

3. Các yếu tố nào ảnh hưởng đến mức độ xâm nhập mặn trên sông Trà Lý?
   Bao gồm lưu lượng nước ngọt thượng nguồn, biên độ thủy triều, địa hình bằng phẳng, mực nước biển dâng, hoạt động khai thác nước và điều tiết hồ chứa.

4. Giải pháp nào hiệu quả để giảm thiểu thiệt hại do xâm nhập mặn?
   Xây dựng công trình ngăn mặn, điều tiết lưu lượng nước thượng nguồn, phát triển hệ thống dự báo, chuyển đổi cây trồng chịu mặn và nâng cao nhận thức cộng đồng.

5. Tác động của biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn như thế nào?
   Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ, giảm lượng mưa và làm mực nước biển dâng cao, từ đó làm tăng chiều sâu và phạm vi xâm nhập mặn, gây khó khăn cho việc cung cấp nước ngọt và sản xuất nông nghiệp.

Kết luận

• Xâm nhập mặn trên sông Trà Lý đang diễn biến phức tạp, với độ mặn cao nhất lên tới 21,7‰ và chiều dài xâm nhập mặn sâu đến 51 km trong mùa khô.
• Thiệt hại do xâm nhập mặn và hạn hán gây ra cho nông nghiệp tỉnh Thái Bình trung bình khoảng 42 tỷ đồng mỗi năm.
• Mô hình MIKE 11 được hiệu chỉnh và kiểm định thành công, cho phép mô phỏng chính xác diễn biến mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2050.
• Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm giảm thiểu thiệt hại, bao gồm xây dựng đập ngăn mặn, điều tiết lưu lượng nước, phát triển hệ thống dự báo và chuyển đổi cây trồng.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho quản lý tài nguyên nước và phát triển kinh tế - xã hội bền vững vùng cửa sông Trà Lý trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Next steps: Triển khai các giải pháp đề xuất, mở rộng nghiên cứu mô phỏng cho các vùng cửa sông khác và phát triển hệ thống cảnh báo xâm nhập mặn theo thời gian thực.

Call-to-action: Các nhà quản lý, chuyên gia và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để ứng phó hiệu quả với xâm nhập mặn, bảo vệ nguồn nước ngọt và phát triển bền vững vùng ven biển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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

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

Cụ thể như sau: (1) - Các yếu tố tự nhiên: [3] 5 - Điều kiện khí tượng, thủy văn: các thay đổi yếu tổ thủy văn, năm hạn và năm nhiều nước ảnh hưởng rất lớn đến chế độ xâm nhập mặn; - Nước biển dâng: do ảnh hưởng của thay đổi khí hậu, đây là yếu tố đáng được quan tâm trong thời gian gần đây và cũng đang là một trong số những yếu tố có tác động mạnh mẽ nhất đến tình trạng xâm nhập mặn hiện nay. - Gió, bão: là yếu tố góp phần gia tăng xâm nhập mặn nhưng chỉ cục bộ và thời gian ảnh hưởng ngắn; - Dao động thủy triều: giao động thủy triều ảnh hưởng đáng kể đến chế độ xâm nhập mặn, vào các tuần trăng, dao động thủy triều lớn, xâm nhập mặn vào sâu, tuy nhiên đây là hiện tượng tự nhiên không thể kiểm soát được. (2) – Các yếu tố con người: [3] Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn được phân làm các tác động như dưới đây: Bảng 1.1 Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn TT Tác động của con người Hinh thức/ Hoạt động cụ thể 1 Xây dựng các công trình - Xây dựng hồ chứa, hồ thủy điện thường nguồn - Làm đê bao - Chuyển nước trong và ngoài lưu vực 2 Thay đổi sử dụng đất - Phát triển nông nghiệp - Chặt phá rừng, mất rừng - Đô thị hóa , công nghiệp hóa 3 Các hoạt động khác - Thủy sản: Nuôi trồng và đánh bắt - Phát triển du lịch - Phát triển dân số 4 Quản lý và vận hành - Quản lý vận hành các hồ chứa 6 Đối với các cửa sông tiếp giáp với biển, hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào các sông xảy ra khá phổ biến, đặc biệt vào mùa khô. Khi lượng nước từ sông đổ ra biển giảm, thủy triều từ biển sẽ mang nước mặn lấn sâu vào trong sông làm cho nước sông bị nhiễm mặn.

Nồng độ mặn sẽ giảm dần khi càng tiến sâu vào đồng bằng.1 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông Nguồn: Lê Anh Tuấn (2009) Độ mặn và phạm vi xâm nhập mặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Lưu lượng nước sông từ thượng nguồn đổ về, lưu lượng càng giảm, nước mặn càng tiến sâu vào đất liền. - Biên độ triều vùng cửa sông: vào giai đoạn triều cường, nước mặn càng lấn sâu vào. - Địa hình: Địa hình bằng phẳng là yếu tố thuận lợi cho sự xâm nhập mặn. - Các yếu tố khí tượng: Gió từ biển hướng vào đất liền, nhiệt độ cao, mưa ít,… sẽ là tác nhân làm mặn lấn sâu vào nội địa.

- Hoạt động kinh tế của con người: Nhu cầu khai thác và sử dụng nước ngọt vào mùa khô tăng sẽ làm giảm nguồn nước mặt cũng như nước ngầm, làm tăng nguy cơ xâm nhập mặn. Tình hình xâm nhập mặn tại Việt Nam 7 Việt Nam có trên 3200 km bờ biển, tập trung hàng triệu người sinh sống và khai thác các nguồn lợi từ biển. Xâm nhập mặn diễn ra tại hầu hết các địa phương ven biển, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và sinh hoạt của người dân, đặc biệt tại những vùng cửa sông đổ ra biển. Hai đồng bằng rộng lớn nhất của Việt Nam là Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là những nơi chịu ảnh hưởng lớn nhất của hiện tượng này.

Do đó, luận văn sẽ trích dẫn từ một số tài liệu tham khảo để đưa ra một cái nhìn rõ ràng về tình hình xâm nhập mặn đang diễn ra trong những năm gần đây và những tác động của nó đến sinh hoạt, sản xuất, và đặc biệt là đến lĩnh vực nông nghiệp ở hai vùng đồng bằng lớn này. Tình hình xâm nhập mặn khu vực đồng bằng sông Hồng Khái quát quy lụât triều - mặn ở đồng bằng sông Hồng- Thái Bình Vịnh Bắc Bộ có chế độ nhật triều là chủ yếu có xen một ít chế độ nhật triều không đều. Tính chất nhật triều càng kém thuần nhất có xu hướng dịch dần xuống phía Nam. Độ lớn kỳ triều cường cực đại có thể đạt đến 4,50 m tại Hòn Dấu (1986), kỳ nước cường có độ lớn triều trung bình vào khoảng 3,6 – 2,6 m và giảm dần xuống phía Nam.

Vào kỳ triều kém, độ lớn thuỷ triều có thể không vượt quá 0,5 m. Triều mạnh nhất thường vào các tháng 1, 6, 7 và 12, trong khi triều yếu nhất vào các tháng 3, 4, 8 và 9 trong năm. Thuỷ triều truyền vào trong sông xa hay gần, mạnh hay yếu phụ thuộc tương đối rõ nét cho các sông. Điều kiện địa mạo lòng sông và chế độ nước sông quyết định tính đặc thù cho mỗi nhánh sông.

Trên sông Hồng, ảnh hưởng thuỷ triều còn được ghi nhận đến trên Hà Nội 10 km, cách biển đến 185 km. Trên sông Đáy, khoảng cách ảnh hưởng triều lớn nhất đến Ba Thá – Mai Lĩnh cách biển 207 km. Tốc độ truyền triều trên sông Hồng khoảng 15 – 20 km/ giờ và trên suốt đoạn sông có ảnh hưởng thuỷ triều chỉ có một đỉnh sóng và một chân sóng do chu kỳ triều gốc là nhật triều. Phạm vi và mức độ nhiễm mặn nước sông phụ thuộc độ lớn thuỷ triều, lưu lượng nước sông và điều kiện địa hình lòng và bãi sông.

Độ mặn trong vịnh Bắc Bộ là trị số tương đối ổn định và dao động trong khoảng 32 - 33‰, trong khi độ mặn tự nhiên của nước sông chỉ vào khoảng 0,01 - 0,02‰. Tại Hòn Dấu, nơi còn chịu ảnh hưởng ít nhiều của 8 nước sông nên độ mặn trung bình vào khoảng 29 - 30‰ trong mùa kiệt và giảm xuống 9- 23‰ trong mùa lũ. - Sự biến đổi của mặn theo thời gian Trong mùa cạn, do nước sông thượng nguồn đổ về nhỏ và tương đồi ổn định, nên chế độ mặn phụ thuộc chủ yếu vào chế độ triều. Hàng này, tương ứng với một con triều cũng xuất hiện một con mặn.

Nhìn chung, đỉnh mặn xuất hiện sau đỉnh triều một giờ, còn chân mặn xuất hiện đồng thời cùng chân triều. Trong mỗi chu kỳ triều độ mặn nhỏ nhất xuất hiện vào những ngày triều kém, độ mặn lớn nhất xuất hiện vào những ngày triều cường. - Sự biến đổi độ mặn theo dọc sông Độ dài và tốc độ mặn xâm nhập vào trong mạng lưới sông ngòi, kênh rạch phụ thuộc vào lượng nước, tốc độ nước từ thượng nguồn đổ về, độ lớn của thuỷ triều, đặc điểm địa hình, thuỷ lực lòng sông và cửa sông. Khi truyền vào trong sông, sóng triều bị biến dạng và tốc độ truyền triều giảm, thời gian triều lên ngắn đi nhưng thời gian triều rút tăng nên mặn truyền vào trong sông cũng giảm đáng kể.

Theo thống kê tốc độ truyền đỉnh triều và đỉnh mặn như bảng 1.2 Tốc độ truyền đỉnh triều và đỉnh mặn ở vùng cửa sông Sông Tốc độ km/giờ Đỉnh triều Đỉnh mặn Sông Hồng 11.5 Các sông khác 15-20 20-27 Như vậy, ở vùng cửa sông tuy có điều kiện thuận lợi để lấy nước ngọt bằng phương pháp tự chảy vào lúc đỉnh triều cường nhưng gặp khi nước mặn tiến sâu vào đất liền thì không thể lấy đủ nước ngọt cho sản xuất nông nghiệp. Mỗi kỳ triều cường trong chu kỳ nửa tháng, tuỳ từng nơi có thể mở cống lấy nước của 5- 7 con triều, mỗi con triều 2 - 8 giờ tuỳ tình hình thực tế diễn biến độ mặn. 9 Rõ ràng việc nghiên cứu để tính toán được quá trình diễn biến độ mặn là hết sức cần thiết phục vụ cho việc mở cống lấy nước có hiệu quả. Tình hình xâm nhập mặn Trong mùa cạn, mực nước biển trung bình và mực nước đỉnh triều cao nhất cũng không cao bằng tháng 9, tháng 10.

Nhưng trong sông đã giảm nhỏ nhiều, mực nước triều các triền sông giảm xuống rất thấp, thậm chí thấp hơn cả mực nước đỉnh triều cao nhất ở biển, nên thuỷ triều vào tới nơi có mực nước xấp xỉ đỉnh triều mùa cạn. Khi triều lên còn có hiện tượng nước chảy ngược từ biển ngược vào trong sông, mang theo nước mặn, càng vào sâu trong sông độ mặn càng giảm và có đoạn giảm rất nhanh. Độ mặn ở ngoài biển khơi hầu như là ổn định, như ở Bạch Long Vĩ độ mặn trong mùa cạn là 33‰, mùa lũ là 32‰, còn ở ven bờ biển độ mặn biến đổi theo mùa nước ngọt trong sông. Kể cả tại Hòn Dấu, vào mùa cạn độ mặn trung bình tháng thay đổi từ 29- 32‰, trong mùa lũ độ mặn biến đổi nhiều trong ngày, lớn lúc đỉnh triều và nhỏ lúc chân triều, còn trong mùa cạn độ mặn trong ngày ít biển đổi.

Độ mặn tự nhiên của nước sông thường rất nhỏ, trung bình từ 0,01-0,02‰.