Đánh Giá Hiện Trạng Xâm Nhập Mặn Trên Các Sông Chính Tỉnh Kiên Giang

Luận văn thạc sĩ HUS đánh giá tình trạng xâm nhập mặn trên các sông chính tỉnh Kiên Giang, cung cấp thông tin và giải pháp hiệu quả.

• Tác giả: Lê Xuân Hiền
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Ngọc Anh
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Xâm Nhập Mặn Trên Các Sông Chính Tỉnh Kiên Giang
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về tỉnh Kiên Giang
• 1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH MIKE 11
• 2.1. Tổng quan về các mô hình mô phỏng xâm nhập mặn
• 2.1.1. Mô hình nước ngoài
• 2.1.2. Mô hình trong nước
• 2.2. Lựa chọn phần mềm tính toán
• 2.3. Giới thiệu về phần mềm Mike 11
• 2.3.1. Các phương trình
• 2.3.2. Phương pháp giải
• 2.4. Tổng quan về các nghiên cứu xâm nhập mặn ĐBSCL
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG CHÍNH TỈNH KIÊN GIANG
• 3.1. Cơ sở dữ liệu
• 3.2. Thiết lập mô hình
• 3.2.1. Điều kiện biên
• 3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô đun Mike 11 HD, AD
• 3.3.1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô đun Mike 11 HD
• 3.3.2. Hiệu chỉnh, kiểm định mô đun Mike 11 AD
• 3.4. Đánh giá xâm nhập mặn trên hệ thống sông chính tỉnh Kiên Giang
• 3.4.1. Xây dựng kịch bản tính toán
• 3.4.2. Đánh giá kết quả mô phỏng
• 3.5. Đề xuất giải pháp ứng phó
• 3.5.1. Các giải pháp đã thực hiện tại địa phương
• 3.5.2. Đề xuất một số giải pháp ứng phó xâm nhập mặn tỉnh Kiên Giang
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Xâm Nhập Mặn Tại Kiên Giang

Tỉnh Kiên Giang, với vị trí địa lý đặc biệt và hệ thống sông ngòi phong phú, đang phải đối mặt với vấn đề xâm nhập mặn nghiêm trọng. Hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp mà còn tác động đến đời sống của người dân. Việc đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn là cần thiết để đưa ra các giải pháp ứng phó hiệu quả.

1.1. Tình Hình Xâm Nhập Mặn Tại Các Sông Chính

Xâm nhập mặn tại Kiên Giang diễn ra chủ yếu vào mùa khô, với độ mặn trung bình 4‰ xâm nhập sâu vào các sông như Rạch Giá-Long Xuyên và Cái Lớn. Số liệu cho thấy, độ mặn có thể xâm nhập lên đến 70 km vào năm 2016, gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp.

1.2. Tác Động Của Xâm Nhập Mặn Đến Kinh Tế

Xâm nhập mặn không chỉ ảnh hưởng đến sản xuất lúa mà còn làm giảm chất lượng nước sinh hoạt. Nhiều hộ dân phải đối mặt với tình trạng thiếu nước sạch, ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống hàng ngày.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Đánh Giá Xâm Nhập Mặn

Đánh giá xâm nhập mặn tại Kiên Giang gặp nhiều thách thức do sự biến đổi khí hậu và sự phát triển kinh tế xã hội. Các yếu tố như mực nước biển dâng và thay đổi dòng chảy từ thượng nguồn sông Mê Kông làm gia tăng tình trạng này.

2.1. Biến Đổi Khí Hậu Và Tác Động Đến Xâm Nhập Mặn

Biến đổi khí hậu làm tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, dẫn đến tình trạng xâm nhập mặn ngày càng nghiêm trọng hơn. Các nghiên cứu cho thấy, nếu mực nước biển dâng 100 cm, khoảng 76,90% diện tích Kiên Giang có nguy cơ bị ngập.

2.2. Thách Thức Trong Quản Lý Tài Nguyên Nước

Quản lý tài nguyên nước tại Kiên Giang gặp khó khăn do sự cạnh tranh giữa các nhu cầu sử dụng nước. Việc thiếu hụt nước ngọt trong mùa khô làm gia tăng áp lực lên hệ thống thủy lợi và sản xuất nông nghiệp.

III. Phương Pháp Đánh Giá Xâm Nhập Mặn Hiện Nay

Để đánh giá xâm nhập mặn, các phương pháp mô hình hóa như MIKE 11 được áp dụng. Phương pháp này cho phép mô phỏng và dự đoán tình hình xâm nhập mặn dựa trên các kịch bản khác nhau.

3.1. Mô Hình MIKE 11 Trong Đánh Giá Xâm Nhập Mặn

Mô hình MIKE 11 được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy lực và chất lượng nước. Phương pháp này giúp xác định mức độ xâm nhập mặn và đưa ra các kịch bản ứng phó hiệu quả.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Thủy Văn

Phân tích dữ liệu thủy văn từ các trạm quan trắc giúp đánh giá chính xác tình hình xâm nhập mặn. Các số liệu này cung cấp thông tin quan trọng cho việc lập kế hoạch ứng phó.

IV. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Vào Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu về xâm nhập mặn có thể được ứng dụng vào thực tiễn để xây dựng các giải pháp phòng chống hiệu quả. Việc áp dụng các biện pháp như xây dựng cống ngăn mặn và cải thiện hệ thống thủy lợi là cần thiết.

4.1. Giải Pháp Chống Xâm Nhập Mặn Tại Kiên Giang

Các giải pháp như xây dựng cống ngăn mặn và cải tạo hệ thống thủy lợi đã được triển khai tại nhiều địa phương. Những biện pháp này giúp giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn đến sản xuất nông nghiệp.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng mô hình hóa có thể giúp dự đoán chính xác tình hình xâm nhập mặn và đưa ra các giải pháp ứng phó kịp thời.

V. Kết Luận Về Tình Hình Xâm Nhập Mặn Tại Kiên Giang

Tình hình xâm nhập mặn tại Kiên Giang đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Việc đánh giá và ứng phó kịp thời là rất cần thiết để bảo vệ tài nguyên nước và đảm bảo đời sống của người dân.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Xâm Nhập Mặn

Nghiên cứu về xâm nhập mặn cần tiếp tục được thực hiện để cập nhật tình hình và đưa ra các giải pháp phù hợp. Việc hợp tác giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng là rất quan trọng.

5.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Ứng Phó Hiệu Quả

Đề xuất các giải pháp ứng phó như cải thiện hệ thống thủy lợi, xây dựng cống ngăn mặn và nâng cao nhận thức cộng đồng về vấn đề xâm nhập mặn là cần thiết để bảo vệ tài nguyên nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về tỉnh Kiên Giang 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1 Vị trí địa lý Kiên Giang nằm trong vùng Đồng bằng sông Cửu Long, có đặc thù riêng biệt vừa có đồng bằng, có núi, có biển và có đảo. Tổng diện tích tự nhiên là 6.346,13 km2, bằng 1,90% diện tích cả nước và 15,78% diện tích vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Chiều dài lớn nhất theo hướng Đông Nam – Tây Bắc khoảng 120 km, chiều rộng lớn nhất theo hướng Đông – Đông Tây khoảng 60 km. Kiên Giang nằm trong khoảng tọa độ địa lý: từ 101030’ đến 105032’ kinh độ Đông và từ 9023’ đến 10032’ vĩ độ Bắc (Hình 1).

- Phía Đông Bắc giáp các tỉnh: An Giang, Cần Thơ và Hậu Giang. - Phía Nam giáp tỉnh Cà Mau và tỉnh Bạc Liêu. - Phía Tây Nam giáp vịnh Thái Lan nơi có hơn 200 km bờ biển và các đảo. - Phía Bắc giáp Campuchia với đường biên giới dài 56,8 km.

- Phần đất liền của Kiên Giang có chiều dài bờ biển hơn 200 km với hơn 100 cửa sông, kênh rạch thoát nước ra biển. Ranh giới biển của Kiên Giang giáp với các nước Campuchia, Thái Lan và Malayxia. Kiên Giang có 15 đơn vị hành chính cấp huyện, gồm 2 thành phố: Rạch Giá và Hà Tiên và 13 huyện (huyện Kiên Lương, Giang Thành, Hòn Đất, Tân Hiệp, Châu Thành, Giồng Riềng, Gò Quao, An Biên, An Vịnh, Vĩnh Thuận, U Minh Thượng, Phú Quốc, Kiên Hải), trong đó có 2 huyện đảo: Phú Quốc và Kiên Hải với hơn 140 hòn đảo lớn nhỏ nằm xa đất liền.2 Địa hình, địa mạo Kiên Giang có địa hình đa dạng bao gồm bờ biển dài, nhiều sông núi và hải đảo. Địa hình phần đất liền tương đối bằng phẳng (trừ một số vùng có núi cao ở khu vực TGLX) có hướng thấp dần từ Đông Bắc (độ cao trung bình 0,8 – 1,2 m) xuống Tây Nam (độ cao trung bình 0,2 – 0,4 m).

Đặc điểm địa hình này cùng với chế độ thủy triều biển Tây chi phối rất lớn đến khả năng tiêu úng vào mùa mưa và diễn biến mặn của khu vực vào các tháng mùa khô. Có thể chia tỉnh Kiên Giang thành 4 vùng 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] địa hình, địa mạo khác nhau: Vùng Biển và Hải đảo, Vùng Tứ giác Long Xuyên, Vùng Tây sông Hậu, vùng U Minh Thượng (Hình 2). Hình 1: Bản đồ hành chính tỉnh Kiên Giang 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hình 2: Sơ đồ phân chia địa hình tỉnh Kiên Giang a. Vùng Tứ giác Long Xuyên Vùng Tứ giác Long Xuyên có diện tích tự nhiên khoảng 244.230 ha bao gồm các đơn vị hành chính: Thành phố Hà Tiên, các huyện Hòn Đất, Kiên Lương và một phần huyện Tân Hiệp, Châu Thành.

Vùng Tứ giác Long Xuyên tiếp giáp với biên giới Campuchia và vịnh Thái Lan. Địa hình có hướng dốc từ Tây Bắc sang Đông Nam, cao độ biến đổi từ 0,2 – 1,2 m, nơi cao nhất là dãi đất tiếp giáp Campuchia có độ cao 0,8 – 1,2 m, nơi thấp nhất là vùng từ phía Tây Rạch Giá – Hà Tiên có độ cao biến đổi từ 0,2 – 0,7 m. Ven biển Rạch Giá – Hà Tiên có rải rác các đồi núi thấp cặp với Quốc lộ 80 tạo nên 1 bờ viền ngăn nước. Vùng Tây Sông Hậu Vùng Tây sông Hậu có diện tích tự nhiên khoảng 144.900 ha gồm các đơn vị hành chính: huyện Giồng Riềng, Gò Quao, một phần huyện Tân Hiệp, Châu Thành 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] và thành phố Rạch Giá.

Đặc điểm địa hình có hướng dốc dần từ Đông Bắc sang Tây Nam, độ cao biến đổi từ 0,2 – 0,8 m, nơi cao nhất là vùng phía Đông Tân Hiệp có độ cao từ 0,7 – 0,9 m, nơi thấp nhất là ven sông Cái Lớn và Cái Bé có độ cao từ 0,2 – 0,4 m. Vùng U Minh Thượng Diện tích tự nhiên khoảng 181.829 ha, gồm các huyện An Biên, An Minh, Vĩnh Thuận và U Minh Thượng. Địa hình nghiêng dần về phía Tây, độ cao biến đổi từ 0,1 – 1,1 m, nơi cao nhất gần trung tâm vườn Quốc gia U Minh Thượng, nơi thấp nhất là vùng ven sông Cái Lớn có độ cao từ 0,1 – 0,4 m. Vùng này được giới hạn bởi sông Cái Lớn và tỉnh Cà Mau.

Vùng Biển và Hải đảo Diện tích tự nhiên khoảng 63.174 ha, bao gồm 2 huyện Kiên Hải, Phú Quốc và một số đảo thuộc huyện Kiên Lương. Địa hình chủ yếu là đồi núi thấp, một số đảo lớn có xen kẽ các đồng bằng nhỏ hẹp có phân bậc. Độ dốc trung bình từ 15 – 200 m, có nơi trên 200 m, nơi cao nhất là 600 m, thấp nhất là 20 m. Đặc điểm của vùng này chủ yếu là những hòn đảo nhỏ nên địa hình ở đây mang đặc thù riêng của nó; ở phần giữa đảo thường cao nhất và thoải đều dần 4 phía; riêng đảo Phú Quốc thì địa hình có phức tạp hơn và bị chia cắt bởi các sông, rạch; nơi có địa hình cao nhất là phía Bắc đảo và thấp dần về phía Nam đảo.2 Chế độ khí hậu 1.1 Nhiệt độ Nam Bộ nói chung và tỉnh Kiên Giang nói riêng có nền nhiệt độ cao nhất ở nước ta, nhiệt độ trung bình năm tại Rạch Giá là 27,6oC.

Biên độ năm của nhiệt độ vào khoảng 2 – 3,5oC, ở Kiên Giang không hình thành mùa nhiệt, tuy có chịu ảnh hưởng phần nào của gió mùa đông bắc, nhưng ngay cả tháng giêng là tháng có nhiệt độ thấp nhất trong năm cũng có nhiệt độ trung bình là 25,7oC. Trong năm, tháng 4,5 có nhiệt độ trung bình cao nhất tại Rạch Giá là 29,0oC. 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Bảng 1: Số liệu nhiệt độ Trung bình tháng trạm Rạch Giá từ 1990-2017 Đơn vị đo:0C Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Rạch Giá 25.6 1 Nguồn: Đài Khí tượng thủy văn tỉnh Kiên Giang Hình 3: Biểu đồ các yếu tố khí tượng trạm Rạch Giá giai đoạn 1980-2017 1.2 Nắng Tổng số giờ nắng trong năm ở Kiên Giang bình quân từ 2.720 giờ cả trên đất liền cũng như ngoài hải đảo. Phân bố theo thời gian về nắng có liên quan mật thiết với mùa mưa.

Vào mùa mưa có số giờ nắng bình quân trong năm là 1.285 giờ, giảm đáng kể so với mùa khô là 1. Tháng 4 có số giờ nắng nhiều nhất là 292 giờ. Tháng 8 có số giờ nắng ít nhất là 178 giờ [2].3 Lượng bốc hơi Lượng bốc hơi trung bình năm ở các khu vực khoảng 1. Ở Rạch Giá lượng bốc hơi là 1.149,5 mm; ở Phú Quốc lên đến 1.

Lượng bốc hơi thông thường liên quan mật thiết với nhiệt độ, nắng, mưa, ẩm …. Lượng bốc hơi thấp nhất xảy ra ở tháng 10: Rạch Giá trung bình là 71,6 mm; Phú Quốc trung bình là 80,8 mm [2]. 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.4 Độ ẩm không khí Độ ẩm tương đối trung bình năm ở trạm khí tượng Rạch Giá là 82%. Độ ẩm phân hóa theo mùa, độ ẩm tương đối trung bình trong các tháng mùa khô chỉ đạt mức 76 – 80%, còn trong các tháng mùa mưa lên tới 83 – 88%.

Tháng có độ ẩm trung bình lớn nhất thường là những tháng giữa mùa mưa (từ tháng 7 đến tháng 9) [2].5 Mưa Là một tỉnh thuộc đồng bằng Nam Bộ, khí hậu ở Kiên Giang mang đầy đủ tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm được chia ra làm hai mùa rõ rệt: - Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11. - Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình năm các huyện phần đất liền Kiên Giang dao động từ khoảng 1700-2400 mm. Bảng 2: Lượng mưa Trung bình tại các trạm tỉnh Kiên Giang từ 1990-2017 Đơn vị: mm Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Hà Tiên 22.5 Riềng An Biên 11.5 Nguồn: Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Kiên Giang Lượng mưa phân bố không đều theo thời gian.

Lượng mưa giảm dần từ Đông sang Tây. Mùa mưa, lượng mưa chiếm từ 78% đến 98%, trung bình 92% tổng lượng mưa trong năm. Các tháng mùa mưa có lượng mưa tháng trung bình từ 212 mm đến 389 mm. Trong mùa mưa, tuy có lượng mưa lớn nhưng cũng có thời kỳ mưa ít hoặc không mưa kéo dài từ 7 – 15 ngày gây hạn cho cây trồng trong tháng 6 hoặc tháng 7, 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] mặt khác có năm, mùa mưa đến sớm, nhưng cũng có năm mùa mưa đến muộn vào cuối tháng 5.

Mùa khô, lượng mưa chỉ từ 2% đến 22%, trung bình 8% tổng lượng mưa trong năm. Các tháng mùa khô có lượng mưa tháng trung bình từ 14 mm đến 98 mm [2].6 Gió Chế độ gió ở Kiên Giang được đặc trưng bởi sự luân phiên tác dộng của các hệ thống hoàn lưu gió mùa nên khá ổn định. Mùa Đông hướng gió thịnh hành là Đông Bắc hoặc Bắc Đông Bắc, còn mùa hè hướng gió thịnh hành là gió Tây Nam hoặc Nam Tây Nam. Tuy nhiên trong từng thời gian nhất định, tuỳ theo mức độ ảnh hưởng của các hệ thống mà hướng gió có thể thay đổi ít nhiều so với hướng gió nói trên.

Trong thời kỳ chuyển tiếp từ đông sang hè hướng gió có thể là Đông, Đông Nam hoặc Đông Đông Nam, từ mùa hè sang đông đối với miền Tây Nam Bộ không thấy sự quay gió từ từ mà nó đột ngột chuyển sang những hướng chính, thịnh hành của mùa Đông (Hình 4)[2]. Hướng gió tháng 2/2016 Hướng gió tháng 3 năm 2016 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hướng gió tháng 4 năm 2016 Hướng gió tháng 5 năm 2016 Nguồn: Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Kiên Giang. Hình 4: Biểu đồ hoa gió 10 phút trạm Rạch Giá các tháng mùa khô 2016 Đánh giá chung Kiên Giang thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều; có nền nhiệt cao, không phân hóa theo mùa. Khí hậu ở Kiên Giang có những thuận lợi cơ bản mà các tỉnh khác ở phía bắc không có được như không có rét, ít có bão đổ bộ trực tiếp, ánh sáng và nhiệt lượng dồi dào nên rất thuận lợi cho nhiều loại cây trồng và gia súc sinh trưởng, phát triển quanh năm.

Điều khó khăn chủ yếu là sự biến động thất thường trong chế độ mưa thường gây trở ngại lớn cho sản xuất và đời sống.