Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng nghiên cứu xu thế xâm nhập mặn và đề xuất các giải pháp nhằm dự báo và kiểm soát mặn trên sông sài gòn phục vụ cấp nước cho nhà máy nước tân hiệp tp hcm

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xu thế xâm nhập mặn và giải pháp kiểm soát mặn trên sông Sài Gòn phục vụ cấp nước cho nhà máy Tân Hiệp.

• Tác giả: Ưng Ngọc Nam
• Người hướng dẫn: PGS. Huỳnh Thanh Sơn
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Xu Thế Xâm Nhập Mặn Và Đề Xuất Các Giải Pháp Nhằm Dự Báo Và Kiểm Soát Mặn Trên Sông Sài Gòn Phục Vụ Cấp Nước Cho Nhà Máy Nước Tân Hiệp (TP.HCM)
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• Cơ sở khoa học và thực tiễn của luận văn
• Mục đích của Luận văn
• Các nghiên cứu có liên quan
• Phương pháp nghiên cứu và dự báo
• Các phương pháp nghiên cứu đã và đang dùng cho việc nghiên cứu thủy lực và xâm nhập mặn
• Phân tích và lựa chọn phương pháp nghiên cứu trong đề tài
• Phương pháp dự báo
• Các nội dung nghiên cứu của Luận văn
• Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
• Cấu trúc của Luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ THUỶ VĂN, THUỶ LỰC VÀ XÂM NHẬP MẶN Ở HẠ DU SÔNG SÀI GÒN - ĐỒNG NAI
• 1.1. Tổng quan về lưu vực Sài Gòn - Đồng Nai
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Hệ thống sông ngòi
• 1.2. Tài liệu địa hình
• 1.3. Tài liệu khí tượng thủy văn
• 1.4. Diễn biến xâm nhập mặn vùng nghiên cứu
• 1.4.1. Trước khi có hồ Dầu Tiếng
• 1.4.2. Sau khi có hồ Dầu Tiếng
• 1.4.3. Tình hình xâm nhập mặn những năm gần đây
• 1.4.4. Quan hệ giữa xâm nhập mặn và lưu lượng xả của thượng lưu
• 1.5. Yêu cầu nghiên cứu về thuỷ lực và xâm nhập mặn ở hạ du sông Sài Gòn
• 1.6. Vai trò của hồ Dầu Tiếng trong việc đẩy mặn và cải thiện chất lượng nước cho sông Sài Gòn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN THỦY LỰC, TRUYỀN CHẤT VÀ MÔ HÌNH TÍNH
• 2.1. Bài toán thủy lực một chiều
• 2.1.1. Hệ phương trình vi phân cơ bản
• 2.1.2. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu
• 2.1.3. Phương pháp giải bài toán thủy lực một chiều
• 2.2. Bài toán truyền chất một chiều (cụ thể cho bài toán truyền mặn)
• 2.2.1. Phương trình truyền chất một chiều
• 2.2.2. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu
• 2.2.3. Phương pháp sai phân giải bài toán truyền chất 1 chiều
• 2.3. Một số Mô hình thuỷ lực và truyền chất được áp dụng ở Việt Nam
• 3. CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH TÍNH TOÁN MIKE 11
• 3.1. Giới thiệu mô hình toán
• 3.1.1. Mô hình NAM
• 3.1.2. Mô hình MIKE BASIN
• 3.1.3. Mô hình MIKE 11
• 3.2. Cơ sở lý thuyết và sơ đồ giải bài toán thủy lực
• 3.2.1. Hệ phương trình cơ bản
• 3.2.2. Thuật toán giải
• 3.2.3. Các điều kiện ổn định của mô hình
• 3.3. Cơ sở lý thuyết và sơ đồ giải bài toán truyền chất
• 3.3.1. Phương trình cơ bản
• 3.3.2. Các điều kiện biên và điều kiện ban đầu
• 3.3.3. Thuật toán giải
• 3.3.4. Các điều kiện ổn định của mô hình
• 3.4. Mô hình tính toán dòng chảy
• 3.5. Mô phỏng phân bố nước
• 3.6. Xây dựng sơ đồ thủy lực và xâm nhập mặn
• 3.6.1. Phạm vi sơ đồ tính
• 3.6.2. Tính toán hiệu chỉnh mô hình
• 3.6.3. Đánh giá nhận xét kết quả mô phỏng
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DỰ BÁO XÂM NHẬP MẶN CHO NHÀ MÁY NƯỚC TÂN HIỆP
• 4.1. Các kịch bản tính toán
• 4.1.1. Dự báo xâm nhập mặn phục vụ cho việc cấp nước
• 4.1.2. Dự báo khi có tác động của biến đổi khí hậu
• 4.2. Kết quả tính toán
• 4.2.1. Dự báo dòng chảy đến
• 4.2.2. Dự báo mực nước hồ
• 4.2.3. Dự báo xâm nhập mặn phục vụ cho việc cấp nước
• 4.2.4. Dự báo xâm nhập mặn có xét đến biến đổi khí hậu
• 4.2.5. Nhận xét kết quả tính toán
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC TÍNH TOÁN

Tóm tắt

I. Giới thiệu về xâm nhập mặn

Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn từ biển xâm nhập vào các vùng nước ngọt, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước và sinh thái. Tại sông Sài Gòn, tình trạng xâm nhập mặn đã trở thành vấn đề cấp bách, đặc biệt trong mùa khô. Theo nghiên cứu, độ mặn tại các trạm đo thường xuyên vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng đến hoạt động của nhà máy nước Tân Hiệp. Việc kiểm soát mặn là cần thiết để đảm bảo nguồn nước sạch cho người dân. "Độ mặn có chiều hướng gia tăng và ảnh hưởng trực tiếp đến Trạm bơm nước thô cấp nước sinh hoạt cho người dân vùng hạ lưu".

1.1. Tình trạng xâm nhập mặn

Tình trạng xâm nhập mặn tại sông Sài Gòn đã diễn ra phức tạp trong những năm gần đây. Đặc biệt, vào mùa kiệt năm 2005, dòng chảy từ thượng lưu giảm kết hợp với triều dâng cao đã làm cho nước mặn lấn sâu vào nội đồng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây khó khăn cho việc cấp nước sinh hoạt. "Nhà máy nước Tân Hiệp phải yêu cầu hồ Dầu Tiếng xả thêm nước đẩy mặn".

II. Các giải pháp kiểm soát mặn

Để kiểm soát mặn hiệu quả, cần áp dụng nhiều giải pháp đồng bộ. Một trong những giải pháp quan trọng là xây dựng kế hoạch dài hạn, trung hạn và ngắn hạn dựa trên dự báo xâm nhập mặn. Việc sử dụng mô hình MIKE 11 để tính toán và dự báo tình hình xâm nhập mặn là rất cần thiết. "Để chủ động cho việc khai thác, cần phải nghiên cứu xây dựng kế hoạch dài hạn, trung hạn và ngắn hạn". Giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm nguồn nước mà còn đảm bảo chất lượng nước cung cấp cho người dân.

2.1. Mô hình dự báo xâm nhập mặn

Mô hình MIKE 11 đã được áp dụng để dự báo xâm nhập mặn cho nhà máy nước Tân Hiệp. Mô hình này cho phép tính toán các kịch bản khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp. "Quá trình dự báo mặn có thể chia ra làm 3 giai đoạn dự báo (dài hạn, trung hạn và ngắn hạn)". Việc dự báo chính xác sẽ giúp các nhà quản lý có kế hoạch ứng phó kịp thời với tình hình xâm nhập mặn.

III. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đang gây ra những tác động lớn đến xâm nhập mặn tại sông Sài Gòn. Mực nước biển dâng cao sẽ làm gia tăng tình trạng xâm nhập mặn, ảnh hưởng đến nguồn nước cấp cho nhà máy. "Mực nước biển dâng sẽ là một tác động không nhỏ tới xâm nhập mặn trong vùng đặc biệt là các nhà máy cấp nước". Do đó, việc nghiên cứu và đưa ra các giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu là rất cần thiết.

3.1. Giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu

Để ứng phó với biến đổi khí hậu, cần có các giải pháp tổng thể và đồng bộ. Việc xây dựng các công trình thủy lợi, cải thiện hệ thống quản lý nước và nâng cao nhận thức cộng đồng là những yếu tố quan trọng. "Việc nghiên cứu xu thế xâm nhập mặn và đề xuất các giải pháp nhằm dự báo và kiểm soát mặn trên sông Sài Gòn phục vụ cấp nước cho nhà máy nước Tân Hiệp là rất cần thiết".

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sông Sài Gòn đóng vai trò huyết mạch trong việc cung cấp nguồn nước thô cho Nhà máy nước Tân Hiệp với công suất thiết kế 300.000 m³/ngày, phục vụ nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của hàng triệu người dân Thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự suy giảm dòng chảy kiệt tự nhiên, tình trạng xâm nhập mặn tại hạ du sông Sài Gòn diễn biến ngày càng phức tạp. Điển hình vào mùa khô năm 2005, hạn hán khốc liệt kết hợp với triều cường Biển Đông đã đẩy ranh mặn 4‰ tiến sâu vào nội đồng, khiến nồng độ mặn tại cửa lấy nước trạm bơm Hòa Phú vượt ngưỡng cho phép 0,25 g/l, đe dọa trực tiếp đến an ninh nguồn nước đô thị.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá quy luật thủy lực và xu thế lan truyền mặn trên hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai; từ đó xây dựng công cụ mô hình số trị để dự báo chính xác diễn biến độ mặn theo các khung thời gian ngắn hạn, trung hạn và dài hạn. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng hạ lưu lưu vực Sài Gòn – Đồng Nai với diện tích 40.683 km², trải dài trên 280 km dòng chính sông Sài Gòn từ sau đập hồ Dầu Tiếng đến cửa sông Soài Rạp và vịnh Gành Rái. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi chuyển đổi phương thức xả nước đẩy mặn từ định tính sang định lượng khoa học, giúp tiết kiệm hàng triệu mét khối nước ngọt từ hồ Dầu Tiếng, đồng thời xây dựng kịch bản ứng phó hiệu quả cho giai đoạn phát triển đến năm 2020 có xét đến tác động của nước biển dâng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng thủy lực dòng chảy hở không ổn định một chiều và lý thuyết lan truyền chất hòa tan trong môi trường nước mặt. Khung lý thuyết chủ đạo bao gồm:

• Hệ phương trình Saint-Venant 1D: Mô tả dòng chảy không ổn định qua phương trình liên tục và phương trình động lượng, phản ánh chính xác sự tương tác giữa lưu lượng dòng chảy thượng nguồn và dao động mực nước triều hạ lưu. Hệ phương trình được rời rạc hóa và giải bằng sơ đồ sai phân ẩn 4 điểm Preissmann với độ ổn định cao.
• Phương trình Tải – Khuếch tán một chiều (Advection-Dispersion - AD): Mô tả quá trình vận chuyển khối lượng chất mặn. Quá trình này được phân rã thành hai giai đoạn: bài toán đối lưu (tải) được giải bằng phương pháp đường đặc trưng kết hợp nội suy hàm đa thức Lagrange bậc cao nhằm triệt tiêu hiện tượng khuếch tán số; bài toán khuếch tán được giải trên lưới thể tích hữu hạn kiểm soát.

Các khái niệm then chốt được lượng hóa bao gồm: ranh giới mặn 4‰ (tiêu chuẩn giới hạn cho nông nghiệp), ngưỡng mặn 1‰ và 0,25 g/l (tiêu chuẩn khai thác nước sinh hoạt), biên triều hỗn hợp bán nhật triều không đều tại trạm hải văn Vũng Tàu, cùng cơ chế pha loãng chất nhờ lưu lượng dòng chảy xả kiểm soát từ thượng lưu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng bộ mô hình toán thủy lực chuyên dụng MIKE 11 do Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) phát triển, kết hợp đồng bộ với mô hình mưa - dòng chảy NAM và mô hình cân bằng - phân bổ tài nguyên nước MIKE BASIN. Lý do lựa chọn bộ công cụ này xuất phát từ khả năng mô phỏng vượt trội mạng lưới sông kênh dày đặc, chịu tác động triều mạnh mẽ và tính linh hoạt trong việc tích hợp các công trình điều tiết liên hồ chứa.

Cơ sở dữ liệu đầu vào có quy mô lớn và độ tin cậy cao:

• Mạng lưới khí tượng gồm 18 trạm quan trắc toàn diện và 87 trạm đo mưa bổ sung trên toàn lưu vực.
• Hệ thống thủy văn gồm 23 trạm đo đạc mực nước và lưu lượng, nổi bật với các trạm quan trọng như Phú An, Nhà Bè, Biên Hòa, Thủ Dầu Một, Tà Lài.
• Dữ liệu địa hình lòng dẫn cập nhật từ các dự án khảo sát đo đạc giai đoạn 2006–2009 với hàng trăm mặt cắt ngang chi tiết trên các tuyến sông chính Sài Gòn, Đồng Nai, Vàm Cỏ, Lòng Tàu, Soài Rạp.
• Chuỗi dữ liệu độ mặn thực đo chi tiết tại các trạm Lái Thiêu, Hòa Phú, Cát Lái, Thủ Thiêm trong giai đoạn 2005–2009.

Quy trình nghiên cứu triển khai theo 3 giai đoạn dự báo: dự báo dài hạn (theo mùa kiệt), dự báo trung hạn (theo tháng) và dự báo ngắn hạn (theo chu kỳ triều từng ngày), kết hợp kiểm định kịch bản phát triển hệ thống công trình đến năm 2020 và kịch bản biến đổi khí hậu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chỉ ra những quy luật tương tác thủy lực và xâm nhập mặn quan trọng tại vùng hạ du:

• Quy luật xâm nhập mặn mùa kiệt: Khi không có dòng chảy bổ cập từ hồ chứa thượng lưu trong năm hạn 2005, ranh mặn 4‰ xâm nhập vượt qua Lái Thiêu, nồng độ mặn tại trạm Lái Thiêu chạm mốc 4,2 g/l vào ngày 18/3/2005. Nồng độ mặn tại vị trí trạm bơm Hòa Phú vượt ngưỡng 0,25 g/l trong nhiều ngày liên tiếp khi đỉnh triều Biển Đông dâng cao.
• Hiệu quả đẩy mặn định lượng của hồ Dầu Tiếng: Việc duy trì lưu lượng xả cơ bản 20 m³/s chưa đủ để kiểm soát mặn khi triều cường đạt đỉnh. Tuy nhiên, khi tăng lưu lượng xả linh hoạt lên 40 m³/s, 50 m³/s và đạt mức cực đại 60 m³/s, nồng độ mặn tại trạm bơm Hòa Phú nhanh chóng giảm mạnh xuống dưới 0,25 g/l, đẩy lùi ranh mặn 4‰ về phía hạ lưu cửa rạch Tra.
• Tình trạng lãng phí nước ngọt khi xả định tính: Số liệu thực nghiệm năm 2006 chứng minh trong pha triều kém (từ ngày 4/3/2006), độ mặn tự nhiên đã giảm dưới mức tiêu chuẩn, nhưng hồ Dầu Tiếng vẫn duy trì xả 30 m³/s, làm tiêu tốn lãng phí hàng chục triệu mét khối nước ngọt dự trữ cho mùa khô.
• Tác động cộng hưởng của hệ thống bậc thang thủy điện: Lưu lượng phát điện ổn định khoảng 400 m³/s từ thủy điện Trị An trên sông Đồng Nai tạo áp lực thủy lực lớn, góp phần ngăn chặn mặn lấn sâu qua ngã ba Nhà Bè và hỗ trợ gián tiếp cho chế độ thủy động lực vùng hạ lưu sông Sài Gòn.

Thảo luận kết quả

Diễn biến xâm nhập mặn tại trạm bơm Hòa Phú là kết quả của sự cạnh tranh động lực giữa ba yếu tố: biên triều Vũng Tàu (biên độ triều dao động lên tới 3,5–4,0 m), lưu lượng xả thượng nguồn hồ Dầu Tiếng và chế độ vận hành xả nước hồ Trị An. Khi áp dụng mô hình toán, dữ liệu mô phỏng được thể hiện trực quan qua các đường quá trình độ mặn theo thời gian và biểu đồ mặt cắt phân bố độ mặn cực đại dọc theo trục sông Sài Gòn từ hạ lưu lên thượng nguồn.

Các bảng so sánh chỉ số tương quan giữa mực nước thực đo và mô phỏng tại các trạm Phú An, Nhà Bè, Biên Hòa đạt hệ số Nash-Sutcliffe trên 0,85, khẳng định mô hình phản ánh sát thực tế. So với giai đoạn trước năm 1984 (khi chưa có hồ Dầu Tiếng), sự hiện diện của hồ chứa đã giúp hạ thấp đỉnh mặn trung bình từ 1,5 g/l đến 2,0 g/l trên đoạn sông từ Lái Thiêu đến Thủ Dầu Một. Trong tương lai, dự án tiếp nước 50 m³/s từ hồ Phước Hòa sang hồ Dầu Tiếng sẽ là giải pháp then chốt giúp ổn định dung tích phòng mặn và cải thiện chất lượng nước cho toàn vùng hạ du.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả tính toán mô hình số trị, các giải pháp công trình và phi công trình cụ thể được đề xuất nhằm tối ưu hóa việc cấp nước cho Nhà máy nước Tân Hiệp:

• Vận hành điều tiết linh hoạt hồ Dầu Tiếng: Chuyển đổi hoàn toàn phương thức xả cố định sang xả nước theo pha triều. Trong các đợt triều cường tháng 2, tháng 3 và tháng 4, chủ động tăng lưu lượng xả từ 40 m³/s đến 60 m³/s trước đỉnh triều từ 24 đến 36 giờ; lập tức cắt giảm lưu lượng xả về mức duy trì dòng chảy môi trường 10–15 m³/s trong các kỳ triều kém để bảo toàn nguồn nước.
• Thiết lập hệ thống quan trắc tự động và cảnh báo sớm: Lắp đặt mạng lưới trạm đo mặn và mực nước tự động truyền dữ liệu thời gian thực (SCADA) tại trạm bơm Hòa Phú, Phú Cường, Lái Thiêu và Bến Súc. Kết nối tín hiệu trực tuyến giữa Công ty Khai thác Thủy lợi Dầu Tiếng – Phước Hòa và Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (SAWACO) với mục tiêu kiểm soát sai số dự báo mặn dưới 0,05 g/l.
• Hoàn thiện dự án chuyển nước liên lưu vực sông Bé – hồ Dầu Tiếng: Đẩy nhanh tiến độ vận hành tuyến chuyển nước hồ Phước Hòa với lưu lượng bổ cập 50 m³/s vào mùa khô, tạo nguồn nước ngọt dự phòng vững chắc phục vụ đẩy mặn và đáp ứng nhu cầu nước công nghiệp, sinh hoạt cho Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Tây Ninh.
• Nghiên cứu dịch chuyển vị trí công trình thu nước thô: Lập quy hoạch chiến lược chuyển dần điểm lấy nước thô của Nhà máy nước Tân Hiệp lên phía thượng lưu sông Sài Gòn (khu vực trên cầu Phú Cường hoặc Bến Súc) trong tầm nhìn 2025–2030 nhằm triệt để loại trừ nguy cơ nhiễm mặn do tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho các nhóm đối tượng:

• Doanh nghiệp cấp nước và xử lý nước đô thị: Đội ngũ kỹ sư tại SAWACO và Nhà máy nước Tân Hiệp có thể ứng dụng trực tiếp các biểu đồ dự báo độ mặn để chủ động kế hoạch vận hành máy bơm, pha loãng hoặc tạm ngừng thu nước thô an toàn, tiết kiệm chi phí hóa chất xử lý.
• Cơ quan quản lý khai thác công trình thủy lợi: Ban lãnh đạo và kỹ sư vận hành Công ty TNHH MTV Khai thác Thủy lợi Dầu Tiếng – Phước Hòa làm căn cứ khoa học ban hành quy trình vận hành liên hồ chứa và kế hoạch xả nước định lượng hàng năm.
• Cơ quan hoạch định chính sách và quản lý tài nguyên: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh và Bình Dương sử dụng tài liệu để xây dựng chiến lược quản trị tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai.
• Nhà khoa học, giảng viên và sinh viên sau đại học: Các chuyên gia thuộc khối ngành Kỹ thuật tài nguyên nước, Xây dựng công trình thủy, Thủy văn ứng dụng tham khảo phương pháp thiết lập, hiệu chỉnh mô hình MIKE 11 và kỹ thuật giải phương trình truyền chất 1D.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao trạm bơm Hòa Phú thuộc Nhà máy nước Tân Hiệp thường xuyên đối mặt với nguy cơ nhiễm mặn?

Trạm bơm Hòa Phú nằm trên sông Sài Gòn, chịu tác động trực tiếp của chế độ bán nhật triều Biển Đông với biên độ triều lớn. Vào mùa kiệt (tháng 2 đến tháng 5), dòng chảy tự nhiên từ thượng lưu sụt giảm nghiêm trọng, triều cường đưa khối nước mặn từ cửa sông Soài Rạp tiến sâu lên phía thượng nguồn, khiến độ mặn tại cửa lấy nước dễ dàng vượt quy chuẩn 0,25 g/l.

2. Hồ Dầu Tiếng kiểm soát và đẩy mặn cho sông Sài Gòn bằng cơ chế nào?

Hồ Dầu Tiếng điều tiết dung tích trữ để xả nước ngọt xuống hạ du qua đập đầu mối. Dòng nước xả tạo ra cột áp thủy lực bổ sung, tăng cường lưu lượng dòng chảy xuôi về biển, từ đó pha loãng nồng độ muối hòa tan và đẩy ranh giới mặn 4‰ cùng ranh mặn 1‰ lùi sâu về phía hạ lưu trạm bơm Hòa Phú.

3. Mô hình MIKE 11 giải quyết bài toán xâm nhập mặn bằng phương pháp gì?

MIKE 11 sử dụng module Hydrodynamic (HD) giải hệ phương trình vi phân Saint-Venant bằng sơ đồ sai phân ẩn Preissmann để tính toán mực nước và lưu lượng. Tiếp đó, module Advection-Dispersion (AD) giải phương trình tải - khuếch tán trên nền trường thủy lực để xác định nồng độ muối theo không gian và thời gian.

4. Việc tính toán xả đẩy mặn định lượng mang lại lợi ích kinh tế - kỹ thuật gì so với phương pháp định tính trước đây?

Xả định tính thường dẫn đến việc xả thiếu nước trong kỳ triều cường gây gián đoạn cấp nước sinh hoạt, hoặc xả thừa trong kỳ triều kém gây lãng phí hàng triệu mét khối nước ngọt. Phương pháp định lượng xác định chính xác lưu lượng cần xả từ 20 đến 60 m³/s theo từng pha triều, đảm bảo chất lượng nước đạt chuẩn với chi phí tài nguyên thấp nhất.

5. Dự án bổ cập nước từ hồ Phước Hòa có vai trò gì đối với an ninh nguồn nước sông Sài Gòn?

Dự án tiếp nước Phước Hòa chuyển khoảng 50 m³/s nước từ lưu vực sông Bé sang hồ Dầu Tiếng trong mùa khô. Nguồn nước bổ sung này giúp duy trì mực nước hồ trên mực nước chết, đảm bảo đủ nguồn nước xả đẩy mặn thường xuyên cho sông Sài Gòn ngay cả trong những năm hạn hán khốc liệt.

Kết luận

• Hoàn thiện cơ sở khoa học: Nghiên cứu đã xác lập thành công mối quan hệ tương hỗ giữa lưu lượng xả từ hồ chứa thượng lưu, dao động triều hạ lưu và diễn biến nồng độ mặn tại trạm bơm Hòa Phú.
• Ứng dụng công nghệ mô phỏng tiên tiến: Thiết lập thành công chuỗi mô hình tích hợp NAM – MIKE BASIN – MIKE 11 với mạng lưới 18 trạm khí tượng và 23 trạm thủy văn, phục vụ dự báo mặn chính xác từ ngắn hạn đến dài hạn.
• Tối ưu hóa nguồn nước: Chấm dứt tình trạng xả nước đẩy mặn định tính, đề xuất biểu đồ vận hành xả linh hoạt 20–60 m³/s theo pha triều, tiết kiệm đáng kể nguồn nước ngọt hồ Dầu Tiếng.
• Kế hoạch mở rộng nghiên cứu: Cần tiếp tục cập nhật kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất, tích hợp mô hình 2 chiều tại các ngã ba sông phức tạp và kết nối hệ thống dự báo tự động thời gian thực phục vụ vận hành thông minh giai đoạn 2025–2030.
• Kêu gọi phối hợp liên ngành: Đề nghị các cơ quan quản lý tài nguyên nước, đơn vị vận hành hồ chứa và doanh nghiệp cấp nước sớm thống nhất quy chế phối hợp chia sẻ dữ liệu thủy văn nhằm bảo vệ an toàn nguồn nước sinh hoạt cho toàn vùng kinh tế trọng điểm phía Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ THUỶ VĂN, THUỶ LỰC VÀ XÂM NHẬP MẶN Ở HẠ DU SÔNG SÀI GÒN - ĐỒNG NAI 1.1 Tổng quan về lưu vực Sài Gòn - Đồng Nai 1.1 Vị trí địa lý Lưu vực Sài Gòn – Đồng Nai nằm ở miền Nam Việt Nam, vị trí 105o49’ - 108o44’ kinh độ đông và 10o19’ - 12o12’ vĩ độ bắc. Hệ thống sông Đồng Nai bao gồm các sông chính như sông Đồng Nai, sông La Ngà, sông Bé, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ với tổng diện tích lưu vực 40,683 km2 trong đó khoảng 10% diện tích lưu vực thuộc Campuchia. Theo điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn dòng chảy có thể phân lưu vực Sài Gòn – Đồng Nai thành hai vùng đặc trưng (thượng lưu và hạ lưu). Trong đó vùng hạ lưu (tính từ sau thác Trị An trên sông Đồng Nai và sau hồ Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn) đây là vùng đất thấp có hệ thống kênh rạch dày đặc nối kết các sông chính Đồng Nai–Sài Gòn–Vàm Cỏ như Rạch Chiếc, Cây Khô, Cần Giuộc, Chợ Đệm, Bến Lức, Rạch Tra, Thầy Kai, Ạn Hạ v.

Với địa hình bằng phẳng, lòng sông sâu và hệ thống sông kênh chịu tác động mạnh của thủy triều. Về mùa kiệt, dòng chảy thượng nguồn giảm đã làm gia tăng ô nhiễm nguồn nước bởi các khu công nghiệp, các thành phố nằm dọc hai bên bờ sông. Vào mùa mưa, vùng hạ lưu bị ngập úng do lũ thượng nguồn kết hợp thuỷ triều và mưa địa phương.2 Hệ thống sông ngòi • Dòng chính sông Sài Gòn: Bắt nguồn từ vùng đồi núi cao thuộc Campuchia và huyện Lộc Ninh (Bình Phước) chảy qua các tỉnh Tây Ninh, Bình Phước, Bình Dương và Tp. Hồ Chí Minh rồi nhập vào sông Đồng Nai tại Tân Thuận (Q7, Tp.

Hồ Chí Minh). Sông có chiều dài khoảng 280km, diện tích lưu vực 5.105km2 trong đó phần đất Việt Nam là 4. Hiện tại trên sông đã xây dựng công trình thuỷ lợi Dầu Tiếng để tưới cho diện tích canh tác của lưu vực và lưu vực sông Vàm Cỏ 13 Đông thuộc 2 tỉnh Tây Ninh và Tp. Hồ Chí Minh.

Đoạn sông từ sau đập hồ Dầu Tiếng về tới cửa sông có bề rộng biến đổi từ 150m ÷ 350m, độ sâu từ 10m ÷ 20m, độ dốc lòng sông từ 0,005 ÷ 0,0001. Trong lưu vực có một số phụ lưu khá lớn như sông Thị Tính với lưu vực 1.000km2 và rạch Cần Lê ở bên trái sông, suối Tha La , suối Ngô ở bên phải sông. Các suối Tha La, suối Ngô và rạch Cần Lê đều nằm trong lưu vực của công trình thuỷ lợi Dầu Tiếng. Trong mối liên quan về chế độ thuỷ lực và cân bằng sử dụng nguồn nước, lưu vực sông Sài Gòn có liên hệ với các lưu vực khác thuộc hệ thống sông Đồng Nai là các dòng, dòng chính sông Đồng Nai, sông Vàm Cỏ và sông Bé.

• Sông Đồng Nai: là sông lớn nhất vùng Đông Nam Bộ có nguồn nước dồi dào vừa làm nhiệm vụ cung cấp nước tưới, dân sinh, công nghiệp vừa làm nhiệm vụ tiêu thoát nước cho khu vực. Sông Đồng Nai có tổng chiều dài 628km diện tích lưu vực khoảng 40.683km2, đoạn chảy qua vùng hạ lưu từ sau thác Trị An đến cửa sông dài khoảng 150km, bề rộng sông biến đổi từ 600m ÷ 2.000m, sâu từ 15m ÷ 25m, độ dốc nhỏ hơn 0,0001. Hiện tại chế độ dòng chảy cửa sông có nhiều sự thay đổi do trên dòng chính đã xây dựng công trình thủy điện Trị An. • Sông Vàm Cỏ: Là một chi lưu được hợp thành từ hai sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây đổ vào sông Đồng Nai tại Vàm Láng gần cửa Soài Rạp.

Sông Vàm Cỏ Đông có diện tích hứng nước 6.