Nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long bằng mô hình thủy lực Telemac 2D

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1.1.1. Mục tiêu chung

1.1.2. Mục tiêu cụ thể

1.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

1.2.1. Ý nghĩa khoa học

1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu

1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.5. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

1.5.1. Tổng quan nghiên cứu trên thế giới

2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

2.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

2.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH. MẠNG LƯỚI SÔNG NGÒI, KÊNH RẠCH

2.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN

2.3.1. Đặc điểm kh tượng

2.3.2. Đặc điểm thuỷ văn

2.4. TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM

2.5. ĐẶC ĐIỂM THỦY TRIỀU

2.6. DIỄN BIẾN MỰC NƯỚC

2.7. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU THƯỢNG LƯU SÔNG MEKONG

2.8. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐBSCL

2.9. HIỆN TRẠNG XÂM NHẬP MẶN

3. CHƯƠNG III: CỞ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÔ HÌNH

3.1.1. MÔ HÌNH MIKE

3.1.2. MÔ HÌNH ISIS

3.1.3. MÔ HÌNH SOBEK

3.1.4. MÔ HÌNH QUAL 2-E

3.1.5. MÔ HÌNH DUFLOW

3.1.6. MÔ HÌNH HEC-RAS

3.1.7. MÔ HÌNH SAL (SALBOD)

3.1.8. MÔ HÌNH WRSAP

3.1.9. MÔ HÌNH TELEMAC

3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP SỐ

3.2.1. PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN

3.2.2. PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH HỮU HẠN

3.3. TÓM TẮT CÁC KHẢ NĂNG KHÁC CỦA TELEMAC

3.4. CÁC XẤP XỈ CỦA MÔ HÌNH SAINT - VENANT

3.4.1. XẤP XỈ SÓNG ĐỘNG HỌC

3.4.2. XẤP XỈ SÓNG KHUẾCH TÁN

4. CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH BÀI TOÁN XÂM NHẬP MẶN. PHÂN TÍCH SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỦY TRIỀU ĐẾN VÙNG ĐBSCL

4.1. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ ĐIỀU KIỆN BIÊN

4.1.1. Mô tả lưới tính toán

4.1.2. Số liệu không gian

4.1.3. Số liệu thời gian

4.1.4. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên

4.1.4.1. Biên lưu lượng tại thượng nguồn sông Mekong

4.1.4.2. Biên lỏng trên biển (Biên triều thiên văn)

4.1.4.3. Điều kiện ban đầu

4.2. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH

4.2.1. HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH

4.2.2. KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH THÔNG QUA BỘ SỐ LIỆU NĂM 2013

4.2.3. KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH THÔNG QUA BỘ SỐ LIỆU NĂM 2014

4.2.4. KIỂM ĐỊNH THÔNG QUA BÀI TOÁN MẶN NĂM 2011

4.3. CÁC KỊCH BẢN TÍNH TOÁN

4.3.1. NƯỚC BIỂN DÂNG

4.3.2. LƯU LƯỢNG THƯỢNG NGUỒN GIẢM

4.3.3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHO KỊCH BẢN 1. Phân vùng và quá trình lan truyền mặn

4.3.3.1. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MẶN THEO KỊCH BẢN 1 TẠI MỘT SỐ TRẠM ĐO

4.3.3.2. Đường đẳng trị mặn kịch bản 1

4.3.4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHO KỊCH BẢN 2. Phân vùng mặn và quá trình lan truyền mặn

4.3.4.1. Kết quả mô phỏng mặn tại một số trạm đo

4.3.4.2. Đường đẳng trị mặn

5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN

5.1. ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN

5.2. KẾT LUẬN, NHẬN ĐỊNH VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, MỘT SỐ GIẢI PHÁP

5.3. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu chung

Nghiên cứu tập trung vào vấn đề xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), sử dụng mô hình thủy lực Telemac 2D để đánh giá tác động của các kịch bản thủy lực khác nhau. Xâm nhập mặn là thách thức lớn đối với khu vực, đặc biệt trong mùa khô, gây thiếu nước ngọt, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp. Nghiên cứu này nhằm dự báo diễn biến mặn, mực nước, và nồng độ mặn dưới tác động của mực nước triều tăng và lưu lượng nước thượng nguồn giảm.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính là ứng dụng mô hình Telemac 2D để nghiên cứu xâm nhập mặn tại ĐBSCL dưới các kịch bản thủy lực khác nhau. Nghiên cứu nhằm dự đoán diễn biến mặn, mực nước lớn nhất, nồng độ mặn, và thời gian truyền mặn. Kết quả sẽ giúp đánh giá tác động của mực nước biển dâng và suy giảm lưu lượng thượng nguồn đến quá trình xâm nhập mặn.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến xâm nhập mặn. Về thực tiễn, kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để đề xuất các giải pháp quản lý nguồn nước, điều chỉnh quy hoạch sản xuất nông nghiệp, và xây dựng các công trình chống mặn tại ĐBSCL.

II. Tổng quan vùng Đồng bằng sông Cửu Long

ĐBSCL là vùng đất thấp, chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều và xâm nhập mặn. Với hệ thống sông ngòi dày đặc, khu vực này có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc gia, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, xâm nhập mặn đang trở thành vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa khô, khi mực nước biển dâng và lưu lượng nước thượng nguồn suy giảm.

2.1. Đặc điểm địa lý và thủy văn

ĐBSCL nằm ở hạ lưu sông Mekong, với địa hình bằng phẳng và cao độ trung bình khoảng 1m so với mực nước biển. Khu vực này chịu ảnh hưởng của thủy triều từ biển Đông và vịnh Thái Lan, dẫn đến xâm nhập mặn theo mùa. Mùa khô, độ mặn tăng cao, lan rộng đến 50% diện tích toàn vùng.

2.2. Hiện trạng xâm nhập mặn

Xâm nhập mặn tại ĐBSCL đang ở mức báo động, đặc biệt trong những năm gần đây do tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, kéo dài 4-5 tháng, gây thiếu nước ngọt, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp.

III. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mô hình thủy lực Telemac 2D để mô phỏng xâm nhập mặn tại ĐBSCL. Mô hình này giải hệ phương trình Saint-Venant, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán dòng chảy và truyền chất hòa tan. Dữ liệu từ năm 2011-2013 được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

3.1. Giới thiệu mô hình Telemac 2D

Telemac 2D là mô hình thủy lực hai chiều, được sử dụng để mô phỏng dòng chảy và truyền chất hòa tan trong hệ thống sông ngòi. Mô hình này dựa trên hệ phương trình Saint-Venant, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải quyết các bài toán thủy lực phức tạp.

3.2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thu thập dữ liệu địa hình, thủy văn, và khí tượng để xây dựng mô hình. Telemac 2D được sử dụng để mô phỏng xâm nhập mặn dưới các kịch bản thủy lực khác nhau, bao gồm mực nước biển dâng và suy giảm lưu lượng thượng nguồn.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu cho thấy xâm nhập mặn tại ĐBSCL phụ thuộc chặt chẽ vào thủy triều và lưu lượng nước thượng nguồn. Mô hình Telemac 2D đã dự đoán chính xác diễn biến mặn, với độ mặn giảm dần từ cửa sông vào nội đồng. Kết quả này có giá trị thực tiễn trong việc quản lý nguồn nước và đề xuất các giải pháp chống mặn.

4.1. Kết quả mô phỏng

Mô hình Telemac 2D đã mô phỏng chính xác quá trình xâm nhập mặn tại ĐBSCL, với độ mặn thay đổi theo nhịp điệu của thủy triều. Kết quả cho thấy độ mặn giảm dần từ cửa sông vào nội đồng, phù hợp với dữ liệu thực đo.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để dự báo xâm nhập mặn và đề xuất các giải pháp quản lý nguồn nước tại ĐBSCL. Các giải pháp bao gồm xây dựng đập ngầm, hệ thống đê biển, và điều chỉnh quy hoạch sản xuất nông nghiệp.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu xâm nhập mặn trong vùng đồng bằng sông Cửu Long với mô hình thủy lực Telemac 2D