MỞ ĐẦU 1. Tĩnh cấp thiết của đề tài Nam Định là tỉnh thuộc vùng duyên hải bắc bộ _ , nằm phía nam đồ ng bằng. xông Hồng, trong khoảng tir 19°54'đến 2040độ vi bắc, và từ 105°55 đến 106°45' độ kinh đông. Nam Định tiếp giáp với tỉnh Thái Bình ở phía bắc, tỉnh Ninh Bình ở phía nam, tỉnh Hà Nam ở phía tây bắc, giáp biển (vịnh Bắc Bộ) ở phía đông.
Tổng điện tích tự nhiên của toàn tinh là _ 1.669 km?, Nam Định gồm có 1 Thành phố và 09 huyện, theo di tra dân đồ 01/04/2009 Nam Định có 1.771 người với mật độ dân số 1.196 người an. Cơ cfu kinh tế hiện nay thì nông-lâm-thuỷ sản chiếm 41%; Công nghiệp-xây dựng: 21.5%; Dịch vụ: 38%, Nam Định có ba bién dai 72 km có điều kiện thuận lợi cho chăn nuôi và đánh bất hải sản, có khu bảo tồn thiên nhiên quốc gia rừng ngập mặn Xuân Thủy (huyện Giao Thúy). Vùng nghiên cứu chịu tác động chế độ thủy văn của 3 con sông lớn chảy qua là sông Hồng, sông Ninh Cơ và sông Day và hải văn của biên đông. Vé địa hình, Nam Định chia thành 3 ving gồm: (1) Vùng đồng bằng thấp trũng: gồm các huyện Vụ Bản, Ý Yên, Mỹ Lộc, Nam Trực, Trực Ninh, Xuân Trường.
Đây là vùng có nhiều khả năng thâm canh phát triển nông nghiệp, công nghiệp dệt, công nghiệp chế biển, công nghiệp cơ khí và các ngành nghề truyền thống (2)Vùng đồng bằng ven biên: gồm các huyện Giao Thủy, Hải Hậu và Nghĩa Hưng đất đai phì nhiêu, có nhiều tiém năng phát triển kinh tế tổng hợp ven biển. (3) Vùng trung tâm công nghiệp - dich vụ thành phố Nam Định: có các ngành công nghiệp đệt may, công nghiệp cơ khí, công nghiệp chế biển, các ngành nghề truyền thống, các phố nghề. cùng với các ngành dich vụ tổng hợp, dich vụ chuyên ngành hình thành và phát triển từ lâu Cũng như các tỉnh trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, Nam Định mang khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm. Nhiệt độ trung bình trong năm từ 23 - 24°C.
Tháng lạnh nhất là các thang 12 và 1, với nhiệt độ trung bình từ 16 - 17°C. “Tháng 7 nóng nhất, nhiệt độ khoảng trên 29°C. Lượng mưa trung bình trong năm từ 1.800 mm, chia làm 2 mùa rõ rột mùa mưa từ thing 5 đến tháng 10, mùa it mưa từ tháng 11 đến thing 2 năm sau. Số giờ nắng trong năm: 1.
Độ ẩm tương đối trung bình S0 - 85. Mặt khác, do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hang năm Nam Định thường chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân tir 4 - 6 cơninăm. Thuy triều tại vùng biển Nam Định thuộc loại nhật triều, biên độ triều trung.7 m; lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,1m. Sự phát triển kinh tế xã hội của vùng ven biển nói chưng và Nam Định nói riêng phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước ngọt của các con sông lớn _.
Nước ngọt phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt thiết yếu của con người _. , cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và các ngành dùng nước khác. Theo tai liệu quan trắc của Trung tâm thủy lợi, môi trường ven biển và hai đảo từ năm 2004 đến. nay cho thấy mức độ xâm nhập mặn trên các con sông lớn vùng ven biển bắc.
bộ ngày càng sâu vào dit liền. Man bắt đầu xâm nhập vào sâu đất liền dọc. theo các con sông khi mùa mưa kết thúc , nhưng lúc này ở mức độ thấp. Tir giữa đến cuối mùa khô, lượng nước từ thượng lưu đồ v ngày một giảm cũng.
là thời kỳ xâm nhập mặn nội địa cũng đạt cực đại., chiều sâu xâm nhập mặn từ 25 đến 40km tinh từ cửa biển tùy theo đặc điểm từng sông. và sự điều tiết của các hồ chứa vào thời kỳ nay. Như vậy nguồn nước ngọt trên các con sông lớn vùng ven biển bắc bộ ngày cảng bị ảnh hưởng bở ¡ xâm nhập mặn từ biển Đông, đồng nghĩa với việc ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sức khỏe, sản xuất, kinh tế xã hội, môi trường v.v vùng ven biên bắc bộ. “Trước những bắt lợi của xâm nhập mặn gây ra cần phải di sâu ngh.
iên ecu đề xuất các giải pháp cho từng vùng với những đặc thủ cụ thể khác nhau. Muốn vậy, phải nắm vững quy luật của xâm nhập mặn từ đó xây dựng luận cứ cho. việc khai thác sử dụng hiệu quả tài nguyên đất, nước khí hậu và bảo vệ môi trường phát triển bền vững. Vi vậy nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước mặt tinh Nam Định nói riêng và toàn dai ven biến bắc bộ nói chung trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dang là nhiệm vụ rất cn thiết và cap bách, n Mye tiêu đề tài Kết quả nghiên cứu nhằm giúp cho các cơ quan quản lý.
các hộ dùng nước. trong việc bảo vệ, khai thác và sử dụng tài nguyên nước khoa học , hợp lý và ‘bén vững. Góp phan phát triển bền vững kinh tế, xã hội, môi trường tỉnh Nam Định trong điều kiện biển đổi khí hậu, nước biển dâng, IIL. phạm vi nghiên cứu Để tài tập trung vào nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước mặt của tỉnh.
Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1. Cách tiếp cận: (0 Tiệp cân tinghop Xem khu vực nghiên cứu là một phần của lưu vực sông Hồng, sông Thái Bình, trong đó các điều kiện cấu thành hệ hổng gồm: địa hinh, đa chất, khí hậu, nước, sinh vat, con người, phương thức quân lý, khai thác wv. là các thành phần của hệ tương tác có quan hệ ràng buộc, tác động lẫn nhau. (2) Tidp cân hệ kính t= sin thái ~ mỗi trường Me tiêu cơ bản của việc dự báo xâm nhập mặn ki quản If, khai thác và sử dụng tải nguyễn phục vụ lợi ích con người và phát tiễn kinh tế, Tuy nhiên, việc khai thác tài nguyên sẽ tác động tới hệ sinh thái và môi trường.
Vi vây cách tếp cân này bảo dâm nguyên tắc sử dụng hợp lý tai nguyễn thiên nhiên, bảo vệ môi trường và đảm bảo cho sự phát triển bền vững. Đặc biệt với vũng nghiên cứu là vùng ven biển có hệ sinh ái rit nhậy cảm, (4) Tiếp cân ké thừa, phát triển các kết quả nghiên cứu và tấp thu công Tip cận các kết quả nghiên cứu về xâm nhập man ở trên thể giới và trong nước một cách chọn lọc, + Sử dụng các công cụ tiên ti để triển khai thực hiện đề tai như : Sử ‘dung phần mềm Mike 11 và các phần mém ứng dụng khác để phục vụ công tác tính toán, dự báo xâm nhập mặn khu vực ven biển bắc bộ. Phương pháp nghiên cứu. Luận van sử dụng các phương pháp sau: ~ Phương pháp kể thửa; - Phương pháp chuyên gia; ~ Phương pháp thu thập tả liệu, số liệu; ~ Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu; - Phương pháp sử dụng mô hình toán.1 Tổng quan các nghiên cứu về xâm nhập mặn 1.
Các nghiên cứu ngoài nước Hiện tượng xâm nhập triều, man là quy luật tự nhiên ở các khu vực, anh thổ có vùng cửa sông giáp biển. Do tính chất quan trọng của hiện tượng xâm nhập triều mặn có liên quan đến hoạt động kinh tế - xã hội của nhiều. quốc gia nên vẫn đề tính toán và nghiên cứu đã được đặt ra từ lâu. Mục tiêu chủ yếu của công tác nghiên cứu là nắm được quy luật của quá trình này để phục vụ các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng vùng cửa sông như ở các.
nước như Mỹ, Nga, Hà Lan, Nhật, Tmng Quốc, Thái Lan. Các phương pháp cơ bản được thực hiện bao gồm: thực nghiệm (dựa trên số liệu quan trắc) và mô phỏng quá trình bằng các mô hình toán. Việc mô phỏng quá trình dòng chảy trong sông ngồi bằng mô hình toán được bắt đầu từ khi Saint- Vennant (1871) công bé hệ phương trình mô phỏng. quả trình thuỷ động lực trong hệ thống kênh hở một chiều nỗi tiếng mang tên ông.
Chính nhờ sức mạnh của hệ phương trình Saint -Venant nên khi kỹ thuật tính sai phân và công cụ máy tính điện tử đáp ứng được thì việc mô phỏng dong chảy sông ngòi là công cụ rit quan trọng để nghiên cứu, xây dựng quy. hoạch khai thác tài nguyên nước, thiết kế các công trình cải tạo, dự báo và vận hành hệ thống thuỷ lợi. Mọi dự án phát triển tài nguyên nước trên thé giới hiện nay đều coi mô hình toán dòng chảy là một nội dung tinh toán không thể thiếu. 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 và phương trình động lực của dong chảy, còn có phương trình khuyếch tán chất hoà tan trong dòng chảy. cũng có thể cho phép - tuy ở mức độ kém tỉnh t mô phỏng sự diễn biển của vật chất hoà tan và trôi theo đồng chảy như nước mặn xâm nhập vào vùng cửa sông, chất chua phèn lan truyền từ đắt ra mạng lưới kênh sông và các loại chat thai sinh hoạt và công nghiệp xả vào dong nước. Cụ thé hon, vấn dé tính toán và nghiên cứu triều mặn bằng mô hình đã được nhiều nha nghiên. cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Anh quan tâm từ khoảng 40-50 năm trở lại đây.
Với thành tựu của khoa học và công nghệ được phát triển cực nhanh trong thời gian gin đây, công nghệ tin học, thuỷ lực học và thuỷ văn học hiện đại đã gặp lại nhau ở nhiều mặt, mặc dù chưa phải là hoàn toàn đồng nhất 'Các phương pháp tính toán xâm nhập mặn đầu tiên thường sử dụng bài toán một chiều khi kết hợp với hệ phương trình Saint - Venant. hình mặn 1 chiều đã được xây dựng do nhiều tác giả trong đó có Ippen và Harleman (1971). Giả thiết co 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, dap ứng được nhiều mục đích nghiên cứu và tinh toán mặn. Ưu thé đặc biệt của các mô hình loại một chiều là yêu cầu tải liệu vừa phải và nhiều tài liệu đã có sẵn trong thực tế, 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. mô hình 3 chiều yêu cầu lượng tính toán lớn, yêu cầu số liệu quá chỉ tiết trong.