Khóa luận nghiên cứu ảnh hưởng của thủy triều đến biến động tài nguyên nước mặt khu vực Hải Phòng

Nghiên cứu ảnh hưởng của thủy triều đến biến động nguồn tài nguyên nước mặt tại Hải Phòng, cung cấp thông tin quan trọng cho quản lý tài nguyên.

• Tác giả: Nguyễn Văn Hướng
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Duy Vĩnh
• Trường học: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của thủy triều đến tài nguyên nước tại Hải Phòng
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Nghiên cứu ngoài nước
• 1.2. Nghiên cứu trong nước
• 1.3. Điều kiện tự nhiên liên quan ở khu vực Hải Phòng
• 1.3.1. Vị trí địa lý và địa hình
• 1.3.2. Đặc điểm khí hậu
• 1.3.3. Đặc điểm dao động mặn nước
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG THỰC HIỆN
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHÍNH
• 3.1. Đánh giá ảnh hưởng của thủy triều đến nguồn tài nguyên nước mặt khu vực Hải Phòng
• 3.2. Tập trung vào các sông Cấm và Văn Úc
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng Của Thủy Triều Đến Tài Nguyên Nước Tại Hải Phòng

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thủy triều đến tài nguyên nước tại Hải Phòng là một vấn đề quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số. Hải Phòng, với vị trí địa lý đặc biệt, là nơi giao thoa giữa sông và biển, tạo ra những tác động mạnh mẽ từ thủy triều đến các nguồn nước mặt. Việc hiểu rõ những ảnh hưởng này không chỉ giúp quản lý tài nguyên nước hiệu quả mà còn bảo vệ môi trường sống của cư dân.

1.1. Đặc Điểm Địa Lý Và Tài Nguyên Nước Tại Hải Phòng

Hải Phòng có hệ thống sông ngòi phong phú, với các sông chính như Cấm, Văn Úc. Những nguồn nước này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước sinh hoạt và tưới tiêu cho nông nghiệp. Tuy nhiên, sự biến đổi của mực nước biển và thủy triều đang gây ra nhiều thách thức cho tài nguyên nước tại đây.

1.2. Tác Động Của Thủy Triều Đến Chất Lượng Nước

Thủy triều có thể làm gia tăng nồng độ muối trong nước, dẫn đến hiện tượng xâm nhập mặn. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước, đặc biệt là trong mùa khô. Các nghiên cứu cho thấy rằng sự thay đổi này có thể làm giảm đáng kể khả năng cung cấp nước sạch cho người dân.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Quản Lý Tài Nguyên Nước Tại Hải Phòng

Quản lý tài nguyên nước tại Hải Phòng đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm biến đổi khí hậu, sự gia tăng dân số, và ô nhiễm môi trường. Những yếu tố này không chỉ làm gia tăng nhu cầu sử dụng nước mà còn làm giảm chất lượng nước. Việc thiếu các biện pháp quản lý hiệu quả có thể dẫn đến tình trạng khan hiếm nước trong tương lai.

2.1. Tình Trạng Ô Nhiễm Nguồn Nước

Ô nhiễm nguồn nước tại Hải Phòng chủ yếu do hoạt động công nghiệp và sinh hoạt. Nước thải chưa qua xử lý được xả thải trực tiếp vào các sông, làm giảm chất lượng nước và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Cần có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả hơn.

2.2. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu

Biến đổi khí hậu đang làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt và hạn hán. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến nguồn nước mà còn đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân. Cần có các chiến lược ứng phó kịp thời.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Thủy Triều Đến Tài Nguyên Nước

Để đánh giá ảnh hưởng của thủy triều đến tài nguyên nước, các phương pháp nghiên cứu hiện đại như mô hình hóa thủy văn và phân tích số liệu thời gian thực đã được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định mối quan hệ giữa mực nước thủy triều và chất lượng nước, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

3.1. Mô Hình Hóa Thủy Văn

Mô hình hóa thủy văn cho phép dự đoán các biến động của mực nước và chất lượng nước trong các sông. Các mô hình như MIKE 11 và WEAP đã được sử dụng để phân tích các kịch bản khác nhau về thủy triều và biến đổi khí hậu.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Thời Gian Thực

Việc thu thập và phân tích dữ liệu thời gian thực từ các trạm quan trắc giúp theo dõi biến động của mực nước và chất lượng nước. Điều này cho phép các nhà quản lý đưa ra quyết định kịp thời và chính xác hơn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Tại Hải Phòng

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thủy triều đến tài nguyên nước không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong quản lý tài nguyên nước tại Hải Phòng. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để xây dựng các chính sách quản lý nước hiệu quả hơn, bảo vệ môi trường và đảm bảo nguồn nước cho cộng đồng.

4.1. Chính Sách Quản Lý Nước

Các kết quả nghiên cứu có thể giúp xây dựng các chính sách quản lý nước hiệu quả, từ việc kiểm soát ô nhiễm đến việc bảo vệ nguồn nước. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng để thực hiện các chính sách này.

4.2. Giáo Dục Cộng Đồng Về Bảo Vệ Tài Nguyên Nước

Giáo dục cộng đồng về tầm quan trọng của tài nguyên nước và các biện pháp bảo vệ nguồn nước là rất cần thiết. Các chương trình tuyên truyền có thể giúp nâng cao nhận thức và trách nhiệm của người dân trong việc bảo vệ tài nguyên nước.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Tài Nguyên Nước Tại Hải Phòng

Tương lai của tài nguyên nước tại Hải Phòng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm quản lý hiệu quả, ứng phó với biến đổi khí hậu, và bảo vệ môi trường. Cần có các chiến lược dài hạn để đảm bảo nguồn nước cho các thế hệ tương lai, đồng thời bảo vệ hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

5.1. Chiến Lược Quản Lý Bền Vững

Xây dựng các chiến lược quản lý bền vững cho tài nguyên nước là cần thiết để đối phó với các thách thức hiện tại và tương lai. Các chiến lược này cần dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn.

5.2. Tăng Cường Hợp Tác Quốc Tế

Hợp tác quốc tế trong quản lý tài nguyên nước là rất quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các nước cần chia sẻ kinh nghiệm và công nghệ để cùng nhau giải quyết các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nguồn tài nguyên nước mặt giữ vai trò thiết yếu đối với sự phát triển kinh tế - xã hội, là nguồn vật chất trực tiếp phục vụ đời sống sinh hoạt của dân cư, đồng thời là nguyên liệu cơ bản cho sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng và chế biến thủy hải sản, cũng như các ngành công nghiệp. Mặc dù có trữ lượng tương đối phong phú, tài nguyên nước không phải là vô tận mà đang đối mặt với nguy cơ suy thoái, suy giảm nghiêm trọng về cả số lượng lẫn chất lượng do các hoạt động khai thác quá mức của con người và tác động từ biến đổi khí hậu.

Tại khu vực hạ lưu ven biển như thành phố Hải Phòng, các nguồn nước mặt chịu sự chi phối phức tạp từ chế độ thủy văn thượng nguồn kết hợp với động lực biển, đặc biệt là hiện tượng dao động thủy triều và xâm nhập mặn. Trong bối cảnh mực nước biển dâng ngày càng gia tăng, việc nghiên cứu định lượng mức độ ảnh hưởng của thủy triều đến chế độ dòng chảy hạ lưu là yêu cầu cấp thiết nhằm phục vụ công tác quy hoạch, quản lý và khai thác bền vững tài nguyên nước.

Khóa luận tốt nghiệp được thực hiện nhằm giải quyết 02 mục tiêu cụ thể:

1. Nắm bắt và làm chủ phương pháp đánh giá biến động của nguồn nước sông vùng cửa bờ.
2. Ứng dụng phương pháp để đánh giá định lượng ảnh hưởng của thủy triều đến sự biến động nguồn tài nguyên nước mặt khu vực Hải Phòng, tập trung trọng điểm vào hai hệ thống sông Cấm và sông Văn Úc.

• Đối tượng nghiên cứu: Sự biến động nguồn nước mặt khu vực Hải Phòng và ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thủy triều, tập trung vào sông Cấm (qua trạm thủy văn Cửa Cấm), sông Văn Úc (qua trạm thủy văn Trung Trang) và chế độ dao động mực nước biển tại trạm hải văn Hòn Dáu.
• Phạm vi không gian: Khu vực thành phố Hải Phòng và mạng lưới 5 sông chính gồm sông Bạch Đằng, sông Cấm, sông Lạch Tray, sông Văn Úc và sông Thái Bình.
• Phạm vi thời gian: Chuỗi số liệu mực nước và lưu lượng đo đạc theo giờ (1h/lần) liên tục trong 20 năm từ năm 2001 đến năm 2022; số liệu thống kê khí hậu - hải văn nhiều năm (1958–2017, 1960–2020) và chuỗi phân tích chi tiết theo 12 tháng của năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng tổng quan các cơ sở pháp lý, nghiên cứu lý luận quốc tế, các mô hình toán học chuyên ngành và phương pháp xử lý dữ liệu thống kê thủy văn thực nghiệm:

• Khung pháp lý và thể chế: Luận cứ dựa trên Luật Tài nguyên nước năm 1998, Luật Tài nguyên nước sửa đổi năm 2013; Nghị định 01/2008/NĐ-CP, Nghị định 25/2008/NĐ-CP quy định chức năng nhiệm vụ quản lý của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và Bộ Tài nguyên và Môi trường; Chiến lược quốc gia về Tài nguyên nước đến năm 2020 (phê duyệt năm 2006); các cơ chế điều phối thuộc Mạng lưới Cộng tác vì Nước toàn cầu và khu vực Đông Nam Á (SEATAC/SEARWP), Mạng lưới Hợp tác vì Nước Việt Nam (VNWP, thành lập năm 2000).
• Tổng quan nghiên cứu và công cụ mô hình: Luận văn tổng hợp các đánh giá quốc tế về biến đổi khí hậu, thiếu hụt nguồn nước hạ lưu (Solomon et al.; World Bank, 2017) và các công cụ mô hình tính toán tài nguyên nước được công bố như RIBASIM, MIKEBasin, WBalMo, MULINO–DSS, WEAP, Delft3D (McKinney và nnk, 1999; Tollenaar, 2009; Conradt và nnk, 2007; Christensen, 2006; Farrokhzadeh và nnk, 2020; Mysiak và nnk, 2002; Raskin và nnk, 1992). Đồng thời, tác giả kế thừa các kết quả nghiên cứu mô phỏng dòng chảy trong nước của Vũ Văn Minh và nnk (2011, mô hình MIKE NAM, MIKE BASIN, MIKE 11, Delft3D trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình), Nguyễn Thanh Sơn và nnk (2011, sông Nhuệ - Đáy), Nguyễn Hoàng Minh và nnk (2015, sông Lô), Viện Quy hoạch Thủy lợi (2010), cùng các công trình khảo sát thủy văn Hải Phòng của TS. Vũ Duy Vĩnh và nnk (2012, 2021), Nguyễn Minh Hải (2021).
• Phương pháp nghiên cứu thực tế: Tác giả sử dụng phương pháp phân tích thống kê toán học để xử lý chuỗi chu kỳ thời gian từ số liệu đo đạc thực tế, tính toán lưu lượng tức thời, lưu lượng trung bình ngày, tổng lượng dòng chảy ngày, tháng, năm và tỷ lệ phần trăm thời gian xuất hiện dòng chảy sông/biển.

Các công thức toán học được áp dụng bao gồm:

• Lưu lượng nước trung bình ngày ($Q_{tb}$): $$Q_{tb} = \frac{\sum_{i=1}^{24} Q_i}{24}$$ (Trong đó $Q_i$ là lưu lượng nước từng giờ thứ $i$ trong ngày).
• Tổng lượng nước trong ngày ($D_{ngày}$): $$D_{ngày} = \sum_{i=1}^{24} Q_i \times 3600$$
• Tổng lượng nước trong tháng ($D_{tháng}$): $$D_{tháng} = \sum_{j=1}^{n} D_{ngày, j}$$ (Với $n = 30$ đối với các tháng 4, 6, 9, 11; $n = 31$ đối với các tháng 1, 3, 5, 7, 8, 10, 12; $n = 28$ đối với tháng 2).
• Tổng lưu lượng nước cả năm ($D_{năm}$): $$D_{năm} = \sum_{k=1}^{12} D_{tháng, k}$$
• Nguồn dữ liệu: Chuỗi số liệu đo mực nước biển tại trạm hải văn Hòn Dáu và chuỗi số liệu lưu lượng tại 2 trạm thủy văn Cửa Cấm (sông Cấm), trạm thủy văn Trung Trang (sông Văn Úc) do Tổng cục Khí tượng Thủy văn cung cấp với tần suất đo 1 giờ/lần liên tục từ năm 2001 đến năm 2022. Dữ liệu dòng chảy các sông không có trạm đo (Bạch Đằng, Lạch Tray, Thái Bình) được trích xuất từ kết quả mô hình số trị của Viện Tài nguyên và Môi trường Biển (Vũ Duy Vĩnh và nnk, 2021).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan vấn đề và khu vực nghiên cứu

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về vai trò nguồn nước mặt, tổng kết tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, đồng thời phân tích chi tiết điều kiện tự nhiên khu vực Hải Phòng:

• Đặc điểm địa hình mạng lưới sông ngòi: Hải Phòng có 5 hệ thống sông chính:
  • Sông Bạch Đằng: Dài 32 km từ phà Rừng đến cửa Nam Triệu, tạo thành ranh giới giữa Hải Phòng và Quảng Ninh; độ sâu phổ biến 5–15 m, vũng quay tàu đạt 15–20 m; cho phép tàu 300–500 tấn lưu thông quanh năm.
  • Sông Cấm: Phân lưu hạ lưu hệ thống sông Thái Bình dài khoảng 37 km, bắt đầu từ ngã ba An Dương đến cửa Cấm; chiều rộng phổ biến 200–300 m (hẹp nhất khoảng 150 m ở gần cửa, rộng nhất trên 400 m tại Vật Cách - Quán Toan); độ sâu biến đổi từ 5–12 m, cục bộ đạt trên 10–20 m ở luồng cảng. Khu vực luồng cảng Hải Phòng, Đoạn Xá, Cửa Cấm bị bồi lắng mạnh, khối lượng nạo vét duy tu luồng hàng năm khoảng 1,5–3,0 triệu m³ bùn cát.
  • Sông Lạch Tray: Chi lưu hạ lưu nhận nước từ sông Kinh Thầy và sông Thái Bình, dài khoảng 35 km, nối một phần nước từ sông Văn Úc tại Bát Trang; độ sâu dao động 5–10 m (một số đoạn chỉ 4–7 m).
  • Sông Văn Úc: Nhánh chính lớn nhất của hạ lưu sông Thái Bình đổ ra vịnh Bắc Bộ tại cửa Văn Úc, nhận thêm dòng chảy từ sông Hồng qua sông Mới. Chiều dài qua Hải Phòng khoảng 33 km (tổng chiều dài 57 km), chiều rộng 400–600 m (hẹp nhất dưới 300 m, rộng nhất trên 700 m tại Tự Cường, Quang Phục). Độ sâu phổ biến 7–10 m, bên trong sông sâu 5–8 m, cá biệt có đoạn dài khoảng 500 m phía trên ngã ba sông Mới 1 km đạt độ sâu cực đại lên tới 41,5 m. Tuy nhiên, ngoài cửa sông hình thành bãi cạn chỉ có một lạch hẹp sâu 2–4 m gây cản trở tàu thuyền.
  • Sông Thái Bình: Đoạn chảy qua Hải Phòng dài khoảng 31 km từ ngã ba sông Luộc ra biển, ít hoạt động cảng, độ sâu phổ biến từ 4–7 m.
• Đặc điểm khí hậu: Khí hậu nhiệt đới gió mùa chia làm mùa đông (tháng 11 đến tháng 3 năm sau, lạnh khô, nhiệt độ dưới 20°C) và mùa hè (tháng 4 đến tháng 10, nóng ẩm mưa nhiều, nhiệt độ 27,1–29,1°C). Nhiệt độ trung bình năm quan trắc 60 năm (1958–2017) tại Hòn Dáu là 23,8°C. Lượng mưa trung bình năm đạt 1.563 mm, tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10 (đạt đỉnh vào tháng 8 với lượng mưa khoảng 350 mm), mùa khô lượng mưa dưới 100 mm/tháng (thấp nhất vào tháng 12).
• Chế độ gió: Thống kê chuỗi số liệu quan trắc 1960–2017 tại Hòn Dáu xác định hướng gió thịnh hành trong năm là hướng E (25,08%), N (12,71%), SE (11,34%) và NE (8,08%). Vận tốc gió dưới 6 m/s chiếm 60,35%, từ 2–6 m/s chiếm 49,02%, trên 10 m/s chiếm 7,26%, lặng gió chiếm 3,77%.
• Chế độ dao động mực nước và thủy triều: Thuộc chế độ nhật triều đều điển hình, xuất hiện 1 lần nước lớn và 1 lần nước ròng trong ngày; hiện tượng bán nhật triều chỉ diễn ra 2–3 ngày trong kỳ triều kém. Mỗi tháng âm lịch có 2 kỳ triều cường (kéo dài 11–13 ngày/kỳ, biên độ 2,0–4,0 m / 2,6–3,6 m) và 2 kỳ triều kém (3–4 ngày/kỳ, biên độ 0,5–1,0 m). Sóng triều chiếm ưu thế là các sóng nhật triều $O_1, K_1$ với biên độ 70–90 cm; sóng bán nhật triều $M_2, S_2$ có vai trò thứ yếu. Mực nước trung bình giai đoạn 1985–2017 tại Hòn Dáu là 193 cm, có xu thế dâng 2,5 mm/năm; mực nước cao nhất từng ghi nhận là 236 cm (ngày 31/07/2015). Thời gian triều rút dài hơn triều dâng rõ rệt (chênh lệch tại Hòn Dáu và Đồ Sơn là 2 giờ 16 phút, Cửa Cấm là 1 giờ 05 phút).

Hướng gió	Tần suất xuất hiện (%)	Tần suất vận tốc 2,0–6,0 m/s (%)	Tần suất vận tốc $\ge$ 10,0 m/s (%)
Đông (E)	25,08	12,16	1,89
Bắc (N)	12,71	7,13	0,57
Đông Nam (SE)	11,34	6,61	0,38
Đông Bắc (NE)	8,08	4,63	0,42
Nam (S)	8,43	3,10	1,46
Đông Đông Bắc (ENE)	4,78	2,22	0,57
Đông Đông Nam (ESE)	5,82	3,21	0,31
Tây Bắc (NW)	3,77	2,28	0,07
Các hướng khác & lặng gió	19,99	7,68	1,59

Chương 2. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu và nội dung thực hiện

Chương 2 trình bày chi tiết về đối tượng, phạm vi nghiên cứu, các công thức thống kê tính toán $Q_{tb}, D_{ngày}, D_{tháng}, D_{năm}$ và quy trình xử lý dữ liệu chuỗi thời gian 20 năm tại trạm Hòn Dáu, Cửa Cấm và Trung Trang. Chương này làm rõ việc kết hợp số liệu quan trắc giờ thực tế với dữ liệu mô hình số trị để phân tích mối tương quan giữa mực nước triều biển và lưu lượng dòng chảy tại các mặt cắt sông cửa biển.

Chương 3. Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả tính toán định lượng về phân bố nguồn nước mặt Hải Phòng và ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều lên sông Cấm và sông Văn Úc:

• Tổng lượng dòng chảy mặt khu vực Hải Phòng: Theo số liệu mô phỏng năm 2021, tổng lượng nước mặt của 5 sông chính đạt 54,8 tỷ m³/năm. Trong đó, sông Văn Úc đóng góp lớn nhất với 26,5 tỷ m³ (khoảng 50%), tiếp theo là sông Cấm (14,7 tỷ m³), sông Bạch Đằng (8,5 tỷ m³), sông Lạch Tray (3,6 tỷ m³) và sông Thái Bình (1,5 tỷ m³).
• Đặc trưng nguồn nước sông Cấm: Giai đoạn 2001–2022, tổng lượng nước qua sông Cấm biến động quanh mức 8,1 tỷ m³/năm, lưu lượng trung bình năm đạt 13,x m³/s, độ lệch giữa các năm khoảng 2,x tỷ m³. Riêng năm 2022, tổng lượng nước đạt 12,5 tỷ m³. Diễn biến lưu lượng trung bình tháng năm 2022 ghi nhận giá trị nhỏ nhất vào tháng 4 (273 m³/s), tăng dần vào tháng 5 và đạt đỉnh thứ nhất vào tháng 6 (620 m³/s), giảm nhẹ trong tháng 7 (472 m³/s), đạt đỉnh thứ hai vào tháng 8 (619 m³/s), sau đó giảm dần vào các tháng cuối năm.
• Đặc trưng nguồn nước sông Văn Úc: Giai đoạn 2001–2022, tổng lượng nước qua sông Văn Úc biến động quanh mức 12,1 tỷ m³/năm, lưu lượng trung bình 17,x m³/s, độ lệch giữa các năm khoảng 3,x tỷ m³. Năm 2022, tổng lượng nước qua trạm Trung Trang đạt 19,0 tỷ m³. Lưu lượng trung bình tháng năm 2022 thấp nhất vào tháng 4 (320 m³/s), đạt cực đại vào tháng 6 (1.208 m³/s), giảm vào tháng 7 (910 m³/s), đạt cực đại thứ hai vào tháng 8 (1.121 m³/s).
• Mối tương tác giữa dao động thủy triều và lưu lượng nước sông:
  • Pha triều chi phối trực tiếp đến chiều và độ lớn của dòng chảy: Lưu lượng đạt cực đại vào thời điểm triều rút hoặc nước ròng. Ngược lại, lưu lượng giảm về giá trị nhỏ nhất hoặc nhận giá trị âm (nước biển chảy ngược vào sông gây xâm nhập mặn) khi triều dâng hoặc thời điểm nước lớn.
  • Trong các kỳ triều cường, biên độ dao động lưu lượng rất lớn: dòng chảy sông Cấm xả ra biển có thể vượt 2.500 m³/s và lưu lượng nước biển chảy ngược lên đến trên 1.500 m³/s; sông Văn Úc đạt trên 2.000 m³/s ở cả chiều chảy xuôi và chảy ngược. Trong kỳ triều kém, biến động dòng chảy thu hẹp rõ rệt (dưới 1.500 m³/s chảy xuôi và dưới 500 m³/s chảy ngược tại sông Cấm).
• Tỷ lệ thời gian nước sông và nước biển xâm nhập năm 2022:

Mùa / Giai đoạn	Tháng	Tỷ lệ thời gian nước sông tại Cửa Cấm (%)	Tỷ lệ nước biển xâm nhập tại Cửa Cấm (%)	Tỷ lệ thời gian nước sông tại Trung Trang (%)	Tỷ lệ nước biển xâm nhập tại Trung Trang (%)
Mùa khô	1 – 4	61 – 65	35 – 39	58 – 62	39 – 42
Chuyển mùa	5	74	26	74	26
Mùa mưa	6 – 9	71 – 81	19 – 29	72 – 86	14 – 28
Chuyển tiếp & Khô	10 – 12	63 – 65	35 – 37	59 – 64	36 – 41
Tổng hợp cả năm	Cả năm	70,4	29,6	69,4	30,6

Kết quả và đóng góp

Khóa luận rút ra các kết quả định lượng cụ thể dựa trên việc phân tích chuỗi dữ liệu thực nghiệm:

• Xác lập bức tranh phân bố tài nguyên nước mặt tổng thể trên 5 sông chính tại Hải Phòng, khẳng định sông Văn Úc và sông Cấm là 2 trục tiêu thoát và cung cấp nước chủ lực, chiếm lần lượt khoảng 50% (26,5 tỷ m³) và 27% (14,7 tỷ m³) tổng lượng dòng chảy mặt toàn thành phố (năm 2021).
• Định lượng chi tiết tác động của chu kỳ triều đến khả năng lấy nước ngọt tại các trạm thủy văn hạ lưu trong năm 2022: Tỷ lệ thời gian nước ngọt có thể sử dụng được tại trạm Cửa Cấm đạt 70,4% (29,6% thời gian còn lại bị nước mặn xâm nhập); tại trạm Trung Trang trên sông Văn Úc đạt 69,4% (30,6% thời gian bị nước mặn xâm lấn không thể khai thác cho sinh hoạt và sản xuất).
• Làm sáng tỏ quy luật biến động theo mùa: Trong các tháng mùa khô (tháng 1 đến tháng 4), tỷ lệ thời gian nước biển xâm nhập tại hai trạm dao động ở mức rất cao (35–42%); trong khi vào mùa mưa (tháng 6 đến tháng 9), dòng chảy lũ từ thượng nguồn đẩy lùi nước mặn, đưa tỷ lệ thời gian xuất hiện dòng chảy ngọt lên 71–86%.
• Giải pháp và kiến nghị: Tác giả kiến nghị công tác quản lý, khai thác nước mặt phục vụ sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp tại hạ lưu sông Cấm và sông Văn Úc phải vận hành theo lịch triều cụ thể: triệt để mở cống, trạm bơm lấy nước vào các pha triều rút, nước ròng trong kỳ triều kém và đầu kỳ triều cường; tuyệt đối đóng cống ngăn mặn trong các pha triều dâng và đỉnh triều của kỳ triều cường mùa khô.
• Đóng góp của đề tài: Khóa luận bổ sung hệ thống số liệu phân tích định lượng chuỗi thời gian dài về mối quan hệ giữa dao động mực nước triều tại Hòn Dáu và lưu lượng dòng chảy thực đo tại trạm Cửa Cấm, Trung Trang — một vấn đề trước đây chưa được nghiên cứu đầy đủ và chuyên sâu ở vùng hạ lưu ven biển Hải Phòng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu bị giới hạn bởi mạng lưới trạm quan trắc thủy văn trên địa bàn Hải Phòng còn thưa thớt; dữ liệu lưu lượng đo đạc liên tục bằng trạm chỉ có trên sông Cấm (trạm Cửa Cấm) và sông Văn Úc (trạm Trung Trang), trong khi 3 sông còn lại (Bạch Đằng, Lạch Tray, Thái Bình) phải sử dụng dữ liệu kế thừa từ mô hình tính toán gián tiếp. Bên cạnh đó, số liệu phân tích chi tiết quan hệ dòng chảy - mực nước mới chỉ tập trung phân tích sâu cho năm 2022.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu áp dụng các mô hình thủy lực - chất lượng nước chuyên sâu (như Delft3D, MIKE 11/21) kết hợp mạng lưới đo đạc đồng bộ độ mặn theo không gian và thời gian trên toàn bộ các nhánh sông, nhằm mô phỏng và dự báo bức tranh xâm nhập mặn toàn diện dưới các kịch bản nước biển dâng và biến đổi khí hậu trong tương lai.

Giá trị tham khảo

• Đối tượng sử dụng: Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường nước, Thủy văn học, Hải dương học và Quản lý Đới bờ.
• Nội dung giá trị: Các kỹ sư và nhà quản lý tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, các Công ty Khai thác Công trình Thủy lợi và Công ty Cấp nước Hải Phòng có thể tham khảo trực tiếp:
  • Bảng thống kê tần suất hướng gió, vận tốc gió và đặc trưng nhật triều tại trạm hải văn Hòn Dáu.
  • Bộ số liệu lưu lượng tháng, lưu lượng dòng chảy xuôi/ngược và tỷ lệ % thời gian xâm nhập mặn tại trạm Cửa Cấm và Trung Trang để xây dựng quy trình vận hành đóng/mở cống lấy nước ngọt tối ưu.

Câu hỏi thường gặp

1. Tổng lượng nước mặt của 5 sông chính tại Hải Phòng phân bố như thế nào? Theo kết quả nghiên cứu kế thừa mô hình năm 2021 được trích dẫn trong văn bản, tổng lượng nước mặt của 5 sông chính tại Hải Phòng đạt 54,8 tỷ m³/năm. Sông Văn Úc chiếm lượng nước lớn nhất với 26,5 tỷ m³ (khoảng 50%), tiếp theo là sông Cấm (14,7 tỷ m³), sông Bạch Đằng (8,5 tỷ m³), sông Lạch Tray (3,6 tỷ m³) và sông Thái Bình (1,5 tỷ m³).

2. Chế độ thủy triều khu vực ven biển Hải Phòng có những đặc điểm cơ bản nào? Khu vực Hải Phòng mang tính chất nhật triều đều điển hình, mỗi ngày có 1 đỉnh triều và 1 chân triều. Mỗi tháng âm lịch có 2 kỳ triều cường (11–13 ngày/kỳ, biên độ dao động 2,0–4,0 m) và 2 kỳ triều kém (3–4 ngày/kỳ, biên độ 0,5–1,0 m). Sóng nhật triều $O_1, K_1$ chiếm ưu thế với biên độ 70–90 cm. Thời gian triều rút dài hơn triều dâng (tại Hòn Dáu và Đồ Sơn chênh 2 giờ 16 phút, Cửa Cấm chênh 1 giờ 05 phút).

3. Trong năm 2022, lưu lượng dòng chảy và tỷ lệ thời gian bị ảnh hưởng bởi triều mặn tại sông Cấm (trạm Cửa Cấm) diễn biến ra sao? Năm 2022, lưu lượng trung bình sông Cấm thấp nhất vào tháng 4 (273 m³/s), đạt cực đại vào tháng 6 (620 m³/s) và tháng 8 (619 m³/s). Tính chung cả năm 2022, tỷ lệ thời gian xuất hiện dòng chảy ngọt có thể sử dụng là 70,4%, trong khi 29,6% tổng thời gian còn lại bị nước biển chảy ngược xâm nhập. Vào mùa khô (tháng 1–4), thời gian nước biển xâm nhập chiếm từ 35–39%.

4. Tác động của thủy triều đến khả năng khai thác nước tại sông Văn Úc (trạm Trung Trang) được định lượng như thế nào? Tại trạm Trung Trang năm 2022, lưu lượng trung bình tháng biến động từ mức thấp nhất 320 m³/s (tháng 4) lên mức cao nhất 1.208 m³/s (tháng 6). Do tác động của triều dâng và triều cường, thời gian nước sông có thể khai thác sử dụng trong năm chỉ đạt 69,4%, còn lại 30,6% thời gian bị nước biển xâm nhập. Trong mùa khô, thời gian nước biển xâm nhập lên tới 39–42%.

5. Đặc điểm địa hình đáy sông Văn Úc có điểm dị thường nào đáng chú ý? Lòng sông Văn Úc có độ sâu phổ biến 7–10 m, tuy nhiên tại đoạn sông phía trên ngã ba sông Mới khoảng 1 km xuất hiện một hố sâu dị thường kéo dài khoảng 500 m với độ sâu trên 30 m, giá trị cực đại đo được lên tới 41,5 m. Trái lại, phía ngoài cửa sông lại bị bồi cạn, chỉ tồn tại một lạch hẹp sâu 2–4 m gây cản trở giao thông thủy.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Văn Hướng đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu đánh giá định lượng ảnh hưởng của chế độ nhật triều Hải Phòng đến động thái dòng chảy mặt tại hạ lưu sông Cấm và sông Văn Úc thông qua chuỗi số liệu quan trắc 20 năm (2001–2022). Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng thủy triều làm suy giảm từ 29,6% đến 30,6% tổng thời gian có thể khai thác nước ngọt tại các trạm Cửa Cấm và Trung Trang, với mức độ xâm nhập mặn đặc biệt nghiêm trọng vào các tháng mùa khô. Đây là công trình có phương pháp xử lý số liệu chuẩn xác, cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực tế có giá trị cao phục vụ công tác quy hoạch, khai thác và bảo vệ tài nguyên nước mặt thành phố Hải Phòng trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG ------------------------------- KHÓA LUÀN TÞT NGHIàP NGÀNH: KĀ THUÀT MÔI TR¯âNG CHUYÊN NGÀNH: QUÀN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR¯âNG N¯àC Sinh viên: Nguyßn Văn H°áng Giáo viên h°áng d¿n: TS. Vũ Duy V*nh HÁi Phòng - 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG --------------------------------- NGHIÊN CĄU ÀNH H¯äNG CĂA THĂY TRIÀU Đ¾N BI¾N ĐÞNG NGUàN TÀI NGUYÊN N¯àC M¾T KHU VĀC HÀI PHÒNG KHÓA LUÀN TÞT NGHIàP Đ¾I HàC Hà CHÍNH QUY NGÀNH: KĀ THUÀT MÔI TR¯âNG CHUYÊN NGÀNH: QUÀN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR¯âNG N¯àC Sinh viên: Nguyßn Văn H°áng Giáo viên h°áng d¿n: TS. Vũ Duy V*nh HÁi Phòng - 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG Đ¾I HàC QUÀN LÝ VÀ CÔNG NGHà HÀI PHÒNG --------------------------------- NHIàM VĀ ĐÀ TÀI TÞT NGHIàP Sinh viên: Nguyßn Văn H°ớng MSV: 2113301005 Láp: MTL2501 Ngành: Kĩ thuÁt Môi tr°ßng Chuyên ngành: QuÁn lý tài nguyên và môi tr°ßng n°ớc Tên đÁ tài: Nghiên cąu Ánh h°ång căa thăy triÁu đ¿n bi¿n đßng nguán tài nguyên n°ác m¿t khu vāc HÁi Phòng NHIàM VĀ ĐÀ TÀI 1. Nßi dung và các yêu cÅu cÅn giÁi quy¿t trong nhiám vā đÁ tài tßt nghiáp &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.

Các tài liáu, sß liáu cÅn thi¿t &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 3. Đßa điểm thāc tÁp tßt nghiáp &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& CÁN BÞ H¯àNG D¾N ĐÀ TÀI TÞT NGHIàP Ng°ãi h°áng d¿n : Há và tên : Vũ Duy Vĩnh Hác hàm, hác vß : TiÁn Sĩ C¢ quan công tác : Vián Tài Nguyên và Môi Tr°ßng Biển Nßi dung h°áng d¿n: Nghiên cāu Ánh h°áng cÿa thÿy triÃu đÁn biÁn đáng ngußn tài nguyên n°ớc mặt khu vāc HÁi Phòng. Đà tài tát nghiáp đ°ÿc giao ngày & tháng & năm 2024 Yêu cÅu phÁi hoàn thành xong tr°ớc ngày & tháng & năm 2024 Đã nhÁn nhiám vā đà tài tát nghiáp Đã giao nhiám vā đà tài tát nghiáp Sinh viên GiÁng viên h°ớng d¿n Nguyßn Văn H°ớng TS.Vũ Duy Vĩnh Hải Phòng, Ngày … tháng … năm 2024 XÁC NHÀN CĂA KHOA CÞNG HÒA Xà HÞI CHĂ NGH)A VIàT NAM Đßc lÁp - Tā do - H¿nh phúc PHI¾U NHÀN XÉT CĂA GIÀNG VIÊN H¯àNG D¾N TÞT NGHIàP Họ và tên giÁng viên: TS.Vũ Duy Vĩnh Đ¢n vị công tác : Vián Tài Nguyên và Môi Tr°ßng Biển Họ và tên sinh viên : Nguyßn Văn H°ớng Chuyên ngành : QuÁn lý tài nguyên và môi tr°ßng n°ớc Đà tài tát nghiáp: Nghiên cąu Ánh h°ång căa thăy triÁu đ¿n bi¿n đßng nguán tài nguyên n°ác m¿t khu vāc HÁi Phòng 1. Tinh thÅn thái đß căa sinh viên trong quá trình làm đÁ tài tßt nghiáp Sinh viên có tinh thÅn và thái đá học hßi và làm viác nghiêm túc.

Có ý chí và nß lāc v°ÿt khó khăn, tinh thÅn tā giác cao chÿ đáng trong công viác, không trông chß ỷ l¿i vào ng°ßi h°ớng d¿n. Đánh giá chÃt l°ÿng căa đá án/khóa luÁn (so vái nßi dung yêu cÅu đã đÁ ra trong nhiám vā Đ.N trên các m¿t lý luÁn, thāc tißn, tính toán sß liáu&) Sinh viên đã nắm bắt đ°ÿc ph°¢ng pháp thu thÁp xử lý sá liáu, năm bắt đ°ÿc ph°¢ng pháp phân tích tháng kê. BiÁt cách phân tích, xử lý, táng hÿp kÁt quÁ để đ°a vào báo cáo khoá luÁn tát nghiáp. Các kÁt quÁ nghiên cāu trong khoá luÁn đã cho thÃy đ°ÿc Ánh h°áng cÿa thuỷ triÃu đÁn biÁn đáng ngußn tài nguyên n°ớc mặt khu vāc HÁi Phòng, tÁp trung vào các sông CÃm và Văn Úc.

Nhÿng kÁt quÁ này có giá trị tham khÁo và ý nghĩa thāc tißn cao trong bái cÁnh các ngußn tài nguyên n°ớc á vùng ven biển đang bị đe do¿ do ho¿t đáng cÿa con ng°ßi và n°ớc biển dâng do biÁn đái khí hÁu. Ý ki¿n căa giÁng viên h°áng d¿n tßt nghiáp Đ°ÿc bÁo vá Không đ°ÿc bÁo vá Điểm h°ớng d¿n Hải Phòng, ngày ….