Nghiên Cứu Hệ Thống Giám Sát Xâm Nhập Mặn Vùng Hạ Lưu Sông Vu Gia - Thu Bồn

Luận văn thạc sĩ trình bày hệ thống giám sát xâm nhập mặn tại hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn, phục vụ khai thác nguồn nước mùa kiệt.

• Tác giả: Nguyễn Hữu Tài
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Thị Thu Lan
• Trường học: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
• Chuyên ngành: Thủy văn
• Đề tài: Hệ Thống Giám Sát Xâm Nhập Mặn Sông Vu Gia - Thu Bồn
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Hệ Thống Giám Sát Xâm Nhập Mặn Vu Gia Thu Bồn

Xâm nhập mặn là một thách thức lớn đối với việc khai thác nguồn nước ở các tỉnh miền Trung Việt Nam, đặc biệt là tại lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. Hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng đến nguồn cung cấp nước sinh hoạt mà còn gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp. Việc giám sát xâm nhập mặn trở nên vô cùng quan trọng để đảm bảo nguồn nước ngọt phục vụ cho các hoạt động kinh tế - xã hội. Hệ thống giám sát xâm nhập mặn cần được xây dựng một cách khoa học và hiệu quả, dựa trên các dữ liệu quan trắc chính xác và mô hình hóa hiện đại. Các nghiên cứu về xâm nhập mặn đã được thực hiện trên thế giới và tại Việt Nam, tập trung vào việc hiểu rõ cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này. Mục tiêu là đưa ra các giải pháp khai thác và sử dụng nguồn nước hợp lý, giảm thiểu tác động tiêu cực của xâm nhập mặn. Theo Luật Phòng chống thiên tai (2013), xâm nhập mặn được xem là một loại hình thiên tai cần được quan tâm và có biện pháp phòng ngừa.

1.1. Khái niệm và tầm quan trọng của giám sát xâm nhập mặn

Độ mặn, ký hiệu S‰, là tổng lượng các chất hòa tan trong 1 kg nước. Trong hải dương học, độ mặn đặc trưng cho độ khoáng của nước biển. Quá trình mặn hóa biến đổi theo không gian và thời gian, chịu tác động của lưu lượng nước ngọt và thủy triều. Để kiểm soát xâm nhập mặn, cần có hệ thống quan trắc, giám sát và cảnh báo. Các nghiên cứu về xâm nhập mặn trên thế giới và Việt Nam đã được thực hiện, tập trung vào giám sát xâm nhập mặn. Việc giám sát xâm nhập mặn giúp kiểm soát quá trình xâm nhập mặn, từ đó đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn ở hạ lưu sông

Xâm nhập mặn diễn ra mạnh nhất vào mùa khô, khi mực nước sông cạn kiệt và nước biển theo thủy triều đi sâu vào đất liền. Trong nước dưới đất và vùng đất ven biển, quá trình nhiễm mặn xảy ra do thẩm thấu hoặc do tiềm sinh. Vùng ven biển có cấu tạo địa chất là cồn cát lớn, bùn phù sa mềm chứa nhiều thấu kính cát, tạo điều kiện cho nước biển xâm nhập. Khai thác quá mức nguồn nước ngầm cũng gây hạ thấp mực nước, dẫn đến xâm nhập mặn vào đất và nước dưới đất. Các yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập mặn.

II. Thách Thức Xâm Nhập Mặn Sông Vu Gia Thu Bồn Giải Pháp

Vùng ven biển lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, với chiều dài bờ biển 150km, là khu vực kinh tế năng động của Việt Nam. Tuy nhiên, xâm nhập mặn đang gây ra những thách thức lớn cho việc khai thác nguồn nước. Từ năm 1975, Nhà máy nước Cầu Đỏ khai thác nước mặt sông Vu Gia để cung cấp cho Đà Nẵng. Trong những năm gần đây, khu vực này bị xâm nhập mặn. Năm 2010, có 26 ngày nước bị nhiễm mặn, không thể lấy nước cấp vào hệ thống xử lý. Đặc biệt, trong giai đoạn 2012-2015, do tác động của El Nino, dòng chảy sông rất thấp, mặn xuất hiện cả trong mùa lũ. Đối với nông nghiệp ven biển, 13 trạm bơm cố định cấp nước cho gần 5.800ha canh tác. Sau năm 2000, mặn xâm nhập mạnh hơn, ảnh hưởng đến việc cung cấp nước tưới. Các giải pháp tạm thời như đắp đập ngăn mặn đã được thực hiện, nhưng cần có giải pháp căn cơ hơn. Việc nghiên cứu và đánh giá diễn biến xâm nhập mặn là cần thiết để đưa ra các giải pháp khai thác và sử dụng nguồn nước hợp lý.

2.1. Tác động của xâm nhập mặn đến cấp nước sinh hoạt và sản xuất

Xâm nhập mặn ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Đà Nẵng. Nhà máy nước Cầu Đỏ phải đối mặt với tình trạng nước bị nhiễm mặn, gây gián đoạn quá trình xử lý và cung cấp nước sạch cho người dân. Trong sản xuất nông nghiệp, xâm nhập mặn làm giảm năng suất cây trồng, gây thiệt hại kinh tế cho người nông dân. Các trạm bơm nước tưới phải ngừng hoạt động do nước bị nhiễm mặn, ảnh hưởng đến diện tích canh tác. Tình trạng này đòi hỏi các giải pháp giám sát xâm nhập mặn và ứng phó kịp thời để bảo vệ nguồn nước và sản xuất.

2.2. Các giải pháp tạm thời và hạn chế của chúng

Để đối phó với xâm nhập mặn, các giải pháp tạm thời như đắp đập ngăn mặn đã được triển khai. Tuy nhiên, các giải pháp này chỉ mang tính chất tình thế và không giải quyết được vấn đề một cách căn cơ. Đắp đập có thể gây ảnh hưởng đến dòng chảy tự nhiên của sông, gây khó khăn cho giao thông thủy và ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Ngoài ra, việc đắp đập cũng đòi hỏi chi phí lớn và cần được thực hiện một cách cẩn trọng để tránh gây ra các tác động tiêu cực khác. Cần có các giải pháp giám sát xâm nhập mặn và quản lý nguồn nước bền vững hơn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu và Mô Hình MIKE 11 Giám Sát Mặn

Luận văn sử dụng mô hình MIKE 11 để đánh giá và xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn. Nghiên cứu sử dụng số liệu mặn và khí tượng thủy văn năm 2015, 2016 để mô phỏng xâm nhập mặn dọc sông. Kết quả cho thấy, trong mùa kiệt, mặn xâm nhập sâu vào sông, đặc biệt là sông Vu Gia. Năm 2015, khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất vào sông ứng với độ mặn 1‰ là gần 23 km và 4‰ là trên 19 km. Năm 2016, khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất đều đạt gần 23.2 km (1‰) và gần 19.3 km (4‰). Nghiên cứu đề xuất đặt thêm mạng lưới trạm và phần mềm Website giám sát cảnh báo theo thời gian thực. Mô hình MIKE 11 là công cụ hiệu quả để mô phỏng và dự báo xâm nhập mặn, giúp đưa ra các quyết định quản lý nguồn nước kịp thời.

3.1. Giới thiệu mô hình MIKE 11 và ứng dụng trong nghiên cứu

MIKE 11 là mô hình toán thủy lực một chiều được sử dụng rộng rãi để mô phỏng dòng chảy và lan truyền chất trong sông. Mô hình này cho phép mô phỏng các quá trình thủy động lực và lan truyền mặn, giúp đánh giá tác động của các yếu tố khác nhau đến xâm nhập mặn. MIKE 11 có khả năng mô phỏng dòng chảy ổn định và không ổn định, cũng như các quá trình vận chuyển bùn cát và chất ô nhiễm. Việc sử dụng MIKE 11 trong nghiên cứu giám sát xâm nhập mặn giúp đưa ra các dự báo chính xác và đáng tin cậy.

3.2. Quy trình thiết lập và hiệu chỉnh mô hình MIKE 11

Để thiết lập mô hình MIKE 11, cần có các dữ liệu về hình học sông, địa hình lòng sông, số liệu khí tượng thủy văn và số liệu đo mặn. Dữ liệu hình học sông được sử dụng để xây dựng mạng lưới mô phỏng, trong khi dữ liệu địa hình lòng sông được sử dụng để xác định độ sâu và hình dạng của lòng sông. Số liệu khí tượng thủy văn, bao gồm lượng mưa, nhiệt độ, gió và mực nước, được sử dụng để mô phỏng dòng chảy và lan truyền mặn. Số liệu đo mặn được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm tra độ chính xác của mô hình. Quá trình hiệu chỉnh mô hình bao gồm việc điều chỉnh các tham số mô hình để đảm bảo rằng kết quả mô phỏng phù hợp với số liệu thực tế. Việc hiệu chỉnh mô hình là rất quan trọng để đảm bảo tính tin cậy của các dự báo giám sát xâm nhập mặn.

IV. Đề Xuất Hệ Thống Giám Sát Xâm Nhập Mặn Vu Gia Thu Bồn

Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn, bao gồm việc lắp đặt thêm các trạm đo mặn và phát triển phần mềm Website giám sát cảnh báo theo thời gian thực. Hệ thống này sẽ cung cấp thông tin chính xác và kịp thời về diễn biến xâm nhập mặn, giúp các nhà quản lý và người dân đưa ra các quyết định ứng phó phù hợp. Các trạm đo mặn cần được đặt ở các vị trí chiến lược, đảm bảo thu thập được dữ liệu đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu. Phần mềm Website cần được thiết kế thân thiện với người dùng, dễ dàng truy cập và sử dụng. Hệ thống giám sát này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước và giảm thiểu tác động tiêu cực của xâm nhập mặn.

4.1. Vị trí và số lượng trạm đo mặn cần thiết

Việc xác định vị trí và số lượng trạm đo mặn cần thiết là rất quan trọng để đảm bảo tính hiệu quả của hệ thống giám sát xâm nhập mặn. Các trạm đo mặn cần được đặt ở các vị trí chiến lược, đảm bảo thu thập được dữ liệu đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu. Các vị trí này cần được lựa chọn dựa trên các yếu tố như địa hình, dòng chảy, mức độ xâm nhập mặn và các hoạt động khai thác nguồn nước. Số lượng trạm đo mặn cần đủ để bao phủ toàn bộ khu vực nghiên cứu, nhưng cũng cần đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế và kỹ thuật.

4.2. Thiết kế và chức năng của phần mềm Website giám sát

Phần mềm Website giám sát cần được thiết kế thân thiện với người dùng, dễ dàng truy cập và sử dụng. Website cần cung cấp thông tin về diễn biến xâm nhập mặn theo thời gian thực, bao gồm các số liệu đo mặn, bản đồ xâm nhập mặn và các cảnh báo về tình trạng xâm nhập mặn. Website cũng cần cung cấp các công cụ phân tích và dự báo xâm nhập mặn, giúp các nhà quản lý và người dân đưa ra các quyết định ứng phó phù hợp. Ngoài ra, Website cần có chức năng quản lý dữ liệu, cho phép người dùng truy cập và tải xuống các số liệu đo mặn. Việc thiết kế và phát triển phần mềm Website cần được thực hiện một cách cẩn trọng, đảm bảo tính chính xác, tin cậy và dễ sử dụng.

V. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn Giám Sát Mặn

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình MIKE 11 có khả năng mô phỏng chính xác diễn biến xâm nhập mặn trên sông Vu Gia - Thu Bồn. Hệ thống giám sát xâm nhập mặn được đề xuất có thể cung cấp thông tin kịp thời và chính xác về tình trạng xâm nhập mặn, giúp các nhà quản lý và người dân đưa ra các quyết định ứng phó phù hợp. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống này bao gồm việc cảnh báo sớm về nguy cơ xâm nhập mặn, giúp các nhà máy nước và trạm bơm nước tưới có kế hoạch điều chỉnh hoạt động khai thác nguồn nước. Ngoài ra, hệ thống cũng có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các giải pháp ngăn mặn và quản lý nguồn nước.

5.1. Đánh giá độ chính xác của mô hình MIKE 11

Để đánh giá độ chính xác của mô hình MIKE 11, kết quả mô phỏng cần được so sánh với số liệu đo mặn thực tế. Các chỉ số thống kê như hệ số tương quan, sai số trung bình và sai số tuyệt đối trung bình có thể được sử dụng để đánh giá mức độ phù hợp giữa kết quả mô phỏng và số liệu thực tế. Nếu kết quả mô phỏng phù hợp với số liệu thực tế, có thể kết luận rằng mô hình MIKE 11 có độ chính xác cao và có thể được sử dụng để dự báo xâm nhập mặn.

5.2. Khả năng cảnh báo sớm và ứng phó với xâm nhập mặn

Hệ thống giám sát xâm nhập mặn có khả năng cảnh báo sớm về nguy cơ xâm nhập mặn, giúp các nhà quản lý và người dân có thời gian chuẩn bị và ứng phó. Các cảnh báo có thể được phát hành thông qua Website, email hoặc tin nhắn điện thoại. Các biện pháp ứng phó có thể bao gồm việc điều chỉnh hoạt động khai thác nguồn nước, xây dựng các công trình ngăn mặn tạm thời hoặc cung cấp nước sạch cho người dân.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Hệ Thống Giám Sát Xâm Nhập Mặn

Nghiên cứu đã thành công trong việc xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn, sử dụng mô hình MIKE 11 và các công nghệ hiện đại. Hệ thống này có tiềm năng lớn trong việc nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước và giảm thiểu tác động tiêu cực của xâm nhập mặn. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển hệ thống, bao gồm việc tích hợp thêm các dữ liệu về chất lượng nước, mở rộng phạm vi giám sát và cải thiện khả năng dự báo. Ngoài ra, cần tăng cường hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và người dân để đảm bảo rằng hệ thống được sử dụng một cách hiệu quả và bền vững.

6.1. Tóm tắt các kết quả chính và đóng góp của nghiên cứu

Nghiên cứu đã đánh giá được thực trạng xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn trong thời kỳ 2000 - 2015, đề xuất được cơ sở khoa học nhằm xây dựng hệ thống giám sát xâm nhập mặn và phát triển phần mềm Website giám sát cảnh báo theo thời gian thực. Các kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý nguồn nước và giảm thiểu tác động tiêu cực của xâm nhập mặn.

6.2. Các hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển hệ thống giám sát xâm nhập mặn, bao gồm việc tích hợp thêm các dữ liệu về chất lượng nước, mở rộng phạm vi giám sát và cải thiện khả năng dự báo. Ngoài ra, cần tăng cường hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và người dân để đảm bảo rằng hệ thống được sử dụng một cách hiệu quả và bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1.Tổng quan về Giám sát xâm nhập mặn - Chương 2. Cơ sở số liệu và phương pháp nghiên cứu - Chương 3.Nghiên cứu diễn biến, thiết lập mô hình toán giám sát xâm nhập vùng mặn vào sông. TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT XÂM NHẬP MẶN 1. Khái niệm về xâm nhập mặn và giám sát xâm nhập mặn.

Độ mặn hay độ muối được ký hiệu S‰ (S viết tắt từ chữ salinity - độ mặn) là tổng lượng (tính theo gram) các chất hòa tan chứa trong 1 kg nước. Trong hải dương học, người ta sử dụng độ muối để đặc trưng cho độ khoáng của nước biển, nó được hiểu như tổng lượng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn hòa tan có trong 1 kg nước biển. Vì tổng nồng độ các ion chính (11 ion, bao gồm: Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, NH4+, Cl-, SO42-, HCO3-, CO32-, NO2-, NO3-) chiếm tới 99,99% tổng lượng các chất khoáng hoà tan nên có thể coi độ muối nước biển chính bằng giá trị này. Điều đó cũng có nghĩa là đối với nước biển khơi, độ muối có thể được tính toán thông qua nồng độ của một ion chính bất kỳ.

Quá trình mặn hóa biến đổi theo không gian, theo thời gian dưới tác động cuả hai yếu tố cơ bản: lưu lượng nước ngọt từ nguồn xuống và thủy triều thể hiện qua biên độ và cường suất có thể có lợi hoặc không có lợi cho kinh tế xã hội. Để kiểm soát được quá trình xâm nhập mặn thì cần phải có hệ thống quan trắc, giám sát và cảnh báo… Cho đến nay đã có các nghiên cứu về xâm nhập mặn trên thế giới và Việt Nam. Ở đây, Luận văn chỉ tập trung vào phần tổng quan các nghiên cứu về giám sát xâm nhập mặn [5].2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1. Ngoài nước Thực tế cho thấy những quốc gia đột phá phát triển phần lớn đều sát biển và dải ven biển đó là vùng phát triển năng động nhất, là nơi tập trung đông đúc dân cư và là nơi thích hợp cho sự đô thị hoá; hầu hết các TP.

lớn của các nước vùng Đông Nam Á, cũng như các nước khác trên thế giới đều nằm ở vùng ven bờ biển. Trong tương lai vùng ven bờ biển sẽ là tâm điểm của sự phát triển kéo theo đó là gia tăng dân số và mở rộng các ngành công nghiệp. Bên cạnh những tiềm năng tự nhiên phục vụ cho sự phát triển thì đây cũng là khu vực chịu tác động của rất nhiều các loại hình thiên tai trong đó xâm nhập mặn cũng là loại hình thiên tai (Luật Phòng chống thiên tai, 2013). Quá trình xâm nhập mặn diễn ra mạnh nhất vào mùa khô, khi mực nước sông 4 cạn kiệt nước biển theo thủy triều đi sâu vào đất liền gây mặn.

Còn trong nước dưới đất và vùng đất ven biển quá trình nhiễm mặn do thẩm thấu hoặc do tiềm sinh. Với vùng ven biển cấu tạo địa chất là những cồn cát lớn, bùn phù sa lấp đầy ở dạng mềm chứa đựng nhiều thấu kính cát có khả năng mao dẫn, tạo điều kiện cho nước biển xâm nhập. Ngoài ra, việc khai thác quá mức nguồn nước ngầm (do nhu cầu của phát triển đô thị hóa, công nghiệp và nông nghiệp) dẫn đến hạ thấp mực nước cũng là nguyên nhân gây ra xâm nhập mặn vào đất và nước dưới đất. Do tác động của xâm nhập mặn đến hoạt động KT - XH của nhiều quốc gia nên vấn đề này đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.

Từ các nghiên cứu cơ bản về cơ chế và các yếu tố chính quyết định mức độ xâm nhập mặn theo không gian và thời gian, các công cụ mô hình đánh giá xác định mức độ xâm nhập mặn như mô hình giải tích, mô hình số (sai phân hữu hạn, phần tử hữu hạn.) đến các nghiên cứu ứng dụng triển khai nhằm giảm thiểu hiện tượng xâm nhập mặn, sử dụng hợp lý và bền vững tài nguyên nước nhằm nắm được quy luật của quá trình để phục vụ hoạt động KT - XH, quốc phòngan ninh vùng cửa sông. (2004) nghiên cứu 5 động lực dòng chảy trong đó có quá trình lan truyền mặn khu vực đầm ngập nước có chế độ xáo trộn không hoàn toàn rất không ổn định; Lerczak J. (2006) nghiên cứu các cơ chế chính quyết định đến dòng chảy muối theo thời gian tại đầm phân lớp không hoàn toàn; Brockway R. (2006) nghiên cứu đưa ra một số nhận định xâm nhập mặn vùng đầm hình cánh quạt và áp dụng cho vùng đầm the Incomati-Mozambique; Chen S.

(2007) phân tích và xây dựng mô hình thí nghiệm xâm nhập mặn vùng ngập nước Pear-Trung Quốc; Ralston D. (2008) trình bày các kết quả quan trắc cũng như mô hình thủy lực-lan truyền mặn sông Hudsson-New York-Mỹ vùng triều về vận tốc dòng chảy và xâm nhập mặn; Lerczak J. (2009) đã tiến hành nghiên cứu tương quan giữa chiều dài xâm nhập mặn khu đầm ven bờ biển phân lớp không hoàn toàn theo thời gian với các sự thay đổi về lưu lượng trong sông và mức độ dao động triều; Ralston D. (2010) tiến hành nghiên cứu đánh giá cấu trúc, sự biến đổi và dòng muối trong dải đầm ven biển chịu tác dụng của tỷ trong nước có hàm lượng muối cao; Gong W.

(2011) nghiên cứu sự xâm nhập mặn do thay đổi lưu lượng nước sông và thủy triều trong mùa khô trong sông khu vực đầm ven biển Modaomen-Trung Quốc; Zhou N. Tiếp theo đó, việc mô phỏng dòng chảy bằng các phương trình thuỷ động lực đã tạo tiền đề giải bài toán truyền mặn khi kết hợp với phương trình khuếch tán. Cùng với phương trình bảo toàn, phương trình động lực và phương trình khuếch tán chất hoà tan trong dòng chảy cho phép mô phỏng diễn biến của vật chất hoà tan, khuếch tán như nước mặn xâm nhập vào vùng cửa sông, chất chua phèn lan truyền từ đất ra mạng lưới kênh sông và các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp xả vào dòng nước. Cụ thể hơn, vấn đề tính toán và nghiên cứu triều, mặn bằng mô hình đã được nhiều nhà nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Anh đã quan tâm từ khoảng 40 - 50 năm trở lại đây.

Các mô hình tính toán xâm nhập mặn thường sử dụng bài toán một chiều dựa trên việc giải số hệ phương trình Saint - Venant kết 6 hợp với phương trình truyền tải, khuếch tán trong dòng chảy [15]. Những mô hình mặn 1 chiều đã được xây dựng do nhiều tác giả trong đó có Ippen và Harleman (1971). Giả thiết cơ bản của các mô hình này là các đặc trưng dòng chảy và mật độ là đồng nhất trên mặt cắt ngang. Mặc dù điều này khó gặp trong thực tế nhưng kết quả áp dụng mô hình lại có sự phù hợp khá tốt, đáp ứng được nhiều mục đích nghiên cứu và tính toán mặn.

Ưu thế đặc biệt của các mô hình loại một chiều là yêu cầu tài liệu vừa phải và nhiều tài liệu đã có sẵn trong thực tế [15]. Năm 1971, Prichard đã dẫn xuất hệ phương trình 3 chiều để diễn toán quá trình xâm nhập mặn nhưng nhiều thông số không xác định được. Hơn nữa mô hình 3 chiều yêu cầu lượng tính toán lớn, yêu cầu số liệu quá chi tiết trong khi kiểm nghiệm nó cũng cần có những số liệu đo đạc chi tiết tương ứng. Vì vậy các nhà nghiên cứu buộc phải giải quyết bằng cách trung bình hoá theo 2 chiều hoặc 1 chiều [16].

Sanker và Fischer, Masch (1970) và Leendertee (1971) đã xây dựng các mô hình 2 chiều và 1 chiều trong đó mô hình 1 chiều có nhiều ưu thế trong việc giải các bài toán phục vụ yêu cầu thực tế tốt hơn về đánh giá xâm nhập mặn [16]. Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng, các mô hình 1 chiều thường hữu hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình hai chiều.Chúng có thể áp dụng cho các vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông, kênh nối với nhau với cấu trúc bất kỳ. Dưới đây thống kê một số mô hình lan truyền mặn thông dụng trên thế giới đã được áp dụng cho nhiều khu vực: (i) Mô hình động lực cửa sông FWQA thường được đề cập đến trong các tài liệu là mô hình ORLOB theo tên gọi của Geral T. Mô hình đã được áp dụng trong nhiều vấn đề tính toán thực tế.Mô hình giải hệ phương trình Saint - Venant kết hợp với phương trình khuếch tán và có xét đến ảnh hưởng của thuỷ triều thay vì bỏ qua như trong mô hình không có thuỷ triều.Mô hình được áp dụng đầu tiên cho đồng bằng Sacramento - San Josquin, Califorlia [13].

(ii) Mô hình thời gian thuỷ triều của Lee và Harleman (1971) và sau được Thatcher và Harleman cải tiến đã đề ra một cách tiếp cận khác, xây dựng lời giải sai phân hữu hạn đối phương trình bảo toàn mặn trong một sông đơn. Sơ đồ sai phân 7 hữu hạn dùng để giải phương trình khuếch tán là sơ đồ ẩn 6 điểm.Mô hình cho kết quả tốt trong việc dự báo trạng thái phân phối mặn tức thời cả trên mô hình vật lý cũng như của sông ngòi thực tế [14]. (iv) Mô hình MIKE 11 là mô hình thương mại nổi tiếng thế giới do Viện Thuỷ lực Đan Mạch xây dựng. Đây là loại mô hình thuỷ lực và chất lượng nước một chiều (trường hợp riêng là xâm nhập mặn) và hai chiều có độ tin cậy rất cao, thích ứng với các bài toán thực tế khác nhau.

Mô hình này đã được áp dụng rất phổ biến trên thế giới để tính toán, dự báo lũ, chất lượng nước và lan truyền mặn vào sông [16]. (v) Mô hình ISIS (Anh) do các nhà thuỷ lực Anh xây dựng, thuộc lớp mô hình thuỷ lực một chiều kết hợp giải bài toán chất lượng nước và có nhiều thuận lợi trong khai thác. Mô hình cũng được nhiều nước sử dụng để tính toán lan truyền mặn [14]. (vi) Mô hình EFDC (Environmental Fluid Dynamic Code) được cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (US EPA) phát triển từ năm 1980.

Đây là mô hình tổng hợp dùng để tính toán thuỷ lực kết hợp với tính toán lan truyền chất 1, 2, 3 chiều. Mô hình có khả năng dự báo các quá trình dòng chảy, quá trình sinh, địa hoá và lan truyền mặn [16]. Bên cạnh công cụ mô hình toán, nhiều nghiên cứu đã ứng dụng ảnh vệ tinh, các video chụp từ máy bay và các máy đo quang phổ mặt đất để theo dõi và đánh giá nhiễm mặn, phần lớn dựa vào quan hệ giữa phản xạ phổ trên nước nhiễm mặn và nồng độ mặn đo đạc (Long and Nielsen, 1987; Everitt et al., 1988; Csillag et al., 1993; Verma et al.