Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu và dự báo tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình

• Tác giả: Trần Thị Thanh Thủy
• Người hướng dẫn: Đặng Hữu Ơn
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất
• Đề tài: Nghiên cứu và dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của Luận án
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Cách tiếp cận
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
• 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.6. Luận điểm bảo vệ. Những điểm mới của Luận án
• 1.7. Cơ sở tài liệu
• 1.7.1. Tài liệu thu thập
• 1.7.2. Kết quả khảo sát, thí nghiệm hiện trường và trong phòng
• 1.8. Cấu trúc của Luận án
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VÀ KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG TỈNH THÁI BÌNH
• 2.1. Đặc điểm địa chất
• 2.1.1. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Neogen
• 2.1.2. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Pleistocen
• 2.1.3. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Holocen
• 2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn
• 2.2.1. Các tầng chứa nước lỗ hổng
• 2.2.2. Đặc điểm các thành tạo địa chất thấm nước yếu
• 2.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn và kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng tỉnh Thái Bình
• 2.3.1. Đặc điểm khí hậu
• 2.3.2. Đặc điểm thủy văn
• 2.3.3. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng tỉnh Thái Bình
• 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ HẬU, THỦY HẢI VĂN VÀ HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH
• 3.1. Cấu trúc Địa chất thủy văn và mối quan hệ với nhân tố khí hậu, thủy văn
• 3.2. Tầng chứa nước Holocen
• 3.3. Tầng chứa nước Pleistocen
• 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu tới nước dưới đất
• 3.5. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước mưa với nước dưới đất
• 3.6. Xác định lượng bổ cập của nước mưa cho nước dưới đất
• 3.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước sông, biển tới nước dưới đất
• 3.8. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với nước dưới đất. Xác định lượng bổ cập từ nước sông, biển vào nước dưới đất
• 3.9. Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước tới nước dưới đất
• 4. DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH
• 4.1. Cơ sở dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình
• 4.2. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố dưới điều kiện tự nhiên
• 4.3. Dự báo sự thay đổi các nhân tố theo kịch bản
• 4.4. Xây dựng mô hình dự báo
• 4.4.1. Sơ đồ hoá điều kiện Địa chất thủy văn
• 4.4.2. Mô hình dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất
• 4.5. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi mực nước dưới đất
• 4.5.1. Đối với tầng chứa nước Holocen
• 4.5.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen
• 4.6. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới đất khi chưa có biến đổi khí hậu, nước biển dâng
• 4.6.1. Đối với tầng chứa nước Holocen
• 4.6.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen
• 4.7. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới đất trước tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng
• 4.7.1. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trong trường hợp đê biển hiện tại
• 4.7.2. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trong trường hợp nâng cấp đê biển
• 4.8. Tiềm năng tài nguyên nước dưới đất tỉnh Thái Bình
• 4.8.1. Tầng chứa nước Holocen
• 4.8.2. Tầng chứa nước Pleistocen
• 4.9. Đề xuất giải pháp quản lý, khai thác hợp lý tài nguyên nước dưới đất
• 4.9.1. Các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu tác động của nước biển đến nước dưới đất
• 4.9.2. Các giải pháp duy trì, bảo vệ nước dưới đất
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tại tỉnh Thái Bình. Thái Bình là một tỉnh ven biển thuộc đồng bằng sông Hồng, nơi chịu tác động mạnh mẽ từ khí hậu toàn cầu và mực nước biển dâng. Tài nguyên nước ngầm tại đây đang đối mặt với nguy cơ nhiễm mặn và suy giảm chất lượng do xâm nhập mặn từ biển. Nghiên cứu này nhằm đánh giá và dự báo sự thay đổi của nước dưới đất dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước.

1.1. Bối cảnh và mục tiêu nghiên cứu

Thái Bình là khu vực có địa chất thủy văn phức tạp, với sự phân bố không đồng đều của nước mặn và nước nhạt. Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất bão và mực nước biển dâng, gây ra hiện tượng xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá tác động môi trường và kinh tế của biến đổi khí hậu đến nước dưới đất, đồng thời dự báo sự thay đổi của ranh giới mặn - nhạt trong tương lai.

1.2. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào hai tầng chứa nước chính là Holocen và Pleistocen tại Thái Bình. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các khu vực phân bố nước nhạt trong hai tầng này. Đối tượng nghiên cứu là sự thay đổi chất lượng và trữ lượng nước dưới đất dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

II. Phương pháp nghiên cứu và tiếp cận

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp khoa học và thực tiễn để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất. Các phương pháp bao gồm phân tích địa chất thủy văn, mô hình hóa dịch chuyển mặn - nhạt, và dự báo tác động môi trường dựa trên các kịch bản biến đổi khí hậu.

2.1. Phương pháp tiếp cận lý thuyết

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về địa chất thủy văn và biến đổi khí hậu để xây dựng phương pháp luận. Các nghiên cứu trước đây về xâm nhập mặn và tác động của nước biển dâng được tham khảo để làm cơ sở khoa học.

2.2. Phương pháp thực tiễn

Nghiên cứu thực hiện khảo sát thực địa để thu thập dữ liệu về mực nước dưới đất, chất lượng nước, và điều kiện khí hậu. Các mô hình VISUAL MODFLOW và SEAWAT được sử dụng để mô phỏng sự thay đổi ranh giới mặn - nhạt và dự báo trữ lượng nước nhạt trong tương lai.

III. Kết quả nghiên cứu và dự báo

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu và nước biển dâng sẽ làm gia tăng xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước tại Thái Bình. Tầng chứa nước Holocen và Pleistocen sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề, với sự dịch chuyển ranh giới mặn - nhạt sâu vào đất liền. Dự báo cho thấy trữ lượng nước nhạt sẽ giảm đáng kể trong tương lai nếu không có biện pháp ứng phó hiệu quả.

3.1. Dự báo sự thay đổi mực nước dưới đất

Kết quả mô hình cho thấy mực nước dưới đất sẽ giảm do biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Tầng chứa nước Holocen sẽ chịu ảnh hưởng nhiều hơn so với Pleistocen, với sự gia tăng nồng độ mặn trong nước.

3.2. Dự báo ranh giới mặn nhạt

Nghiên cứu dự báo sự dịch chuyển ranh giới mặn - nhạt sâu vào đất liền, đặc biệt là trong các kịch bản nước biển dâng cao. Các khu vực ven biển sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề, với nguy cơ nhiễm mặn cao.

IV. Giải pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý nước và bảo vệ nguồn nước dưới đất tại Thái Bình. Các giải pháp bao gồm ngăn ngừa xâm nhập mặn, duy trì trữ lượng nước nhạt, và nâng cấp hệ thống đê biển để giảm thiểu tác động của nước biển dâng.

4.1. Giải pháp ngăn ngừa xâm nhập mặn

Các biện pháp như xây dựng hệ thống đê chắn mặn và quản lý khai thác nước hợp lý được đề xuất để giảm thiểu xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước.

4.2. Giải pháp duy trì trữ lượng nước nhạt

Nghiên cứu đề xuất tăng cường bổ cập nước ngầm thông qua các công trình thu nước mưa và tái sử dụng nước để duy trì trữ lượng nước nhạt trong các tầng chứa nước.