Đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý tỉnh Thái Bình

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2 2.1. Mục tiêu chung 2 2.2. Mục tiêu cụ thể 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 3.1. Đối tượng nghiên cứu 3 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3 5. Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc đồ án 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC SÔNG TRÀ LÝ 5 1.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn 5 1.1.3 Tình hình xâm nhập mặn tại Việt Nam 7 1.1.4 Tác động của nước biển dâng đến Việt Nam 12 1.1.5 Các nghiên cứu về xâm nhập mặn trong và ngoài nước 12 1.1.5.1 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn ngoài nước 12 1.1.5.2 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước 15 1.1.5.3 Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình 17 1.2 Giới thiệu đặc điểm địa bàn nghiên cứu 21 1.2.1 Điều kiện tự nhiên 21 1.2.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 27 1.3 Tình hình xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý 27 1.3.1 Diễn biến xâm nhập mặn 27 1.3.2 Thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra 34 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN MẶN SÔNG TRÀ LÝ VÀ TÍNH TOÁN DỰ BÁO CÁC KỊCH BẢN 37 2.1 Ứng dụng mô hình MIKE 11 nghiên cứu diễn biến mặn sông Trà Lý 37 2.1.1 Tổng quan về mô hình MIKE 11 37 2.1.2 Các phương trình cơ bản 38 2.1.2.1 Phương trình cơ bản cho tính toán thuỷ lực 38 2.1.2.2 Phương trình cơ bản tính toán xâm nhập mặn 40 2.1.3 Yêu cầu số liệu đầu vào mô hình 42 2.1.4 Ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng diễn biến mặn sông Trà Lý 43 2.1.4.1 Thiết lập sơ đồ mạng lưới 43 2.1.4.1.1 Thiết lập mạng lưới sông 43 2.1.4.1.2 Tài liệu địa hình cho mạng lưới sông 44 2.1.4.1.3 Tài liệu về điều kiện biên 44 2.1.4.2 Hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình MIKE 11 cho sông Trà Lý 45 2.1.4.2.1 Hiệu chỉnh bộ thông số cho mô hình 45 2.1.4.2.2. Kiểm định bộ thông số cho mô hình 49 2.2 Tính toán xâm nhập mặn theo các kịch bản 52 2.2.1 Kịch bản nước biển dâng cho tỉnh Thái Bình 52 2.2.2. Các kịch bản tính toán 55 2.3. Kết quả tính toán mô phỏng xâm nhập mặn sông Trà Lý theo các kịch bản 56 2.3.1. Kết quả mô phỏng 56 2.3.2 Nhận xét kết quả tính toán 60 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH NGHI, ỨNG PHÓ, GIẢM THIỂU CÁC THIỆT HẠI DO XÂM NHẬP MẶN GÂY RA. 64 3.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp cụ thể 64 3.2 Các giải pháp cụ thể 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC

LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Trần Thị Khánh Linh

Mã số sinh viên: DH00301562

Lớp: ĐH3KB2

Chuyên ngành: Khí tượng thủy văn biển

Khóa học: 2013-2017

Tôi xin cam đoan đồ án được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS

TS Hoàng Ngọc Quang với đề tài nghiên cứu trong đồ án: “Đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý tỉnh Thái Bình”.

Các nội dung nghiên cứu và kết quả nghiên cứu trong đề tài này là trung thựcvà chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây Nộidung của đồ án được thể hiện theo đúng quy định Các số liệu, nguồn thông tintrong đồ án là do tôi thu thập, trích dẫn và đánh giá Việc tham khảo các nguồn tàiliệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quyđịnh

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung tôi đã trình bày trong đồ ánnày

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN

Trần Thị Khánh Linh

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Hoàng Ngọc Quang

đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt thời gian qua để đồ án được hoàn thànhđúng thời gian quy định

Do đồ án được thực hiện trong thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và số liệu

đo đạc thiếu thốn, kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên nội dung đồ án vẫn cònnhiều thiếu sót Vì vậy, rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các thầy côgiáo và toàn thể các bạn học viên để đồ án có thể hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

2.1 Mục tiêu chung 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

3.1 Đối tượng nghiên cứu 3

3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

5 Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc đồ án 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC SÔNG TRÀ LÝ 5

1.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn 5

1.1.3 Tình hình xâm nhập mặn tại Việt Nam 7

1.1.4 Tác động của nước biển dâng đến Việt Nam 12

1.1.5 Các nghiên cứu về xâm nhập mặn trong và ngoài nước 12

1.1.5.1 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn ngoài nước 12

1.1.5.2 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước 15

1.1.5.3 Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình 17 1.2 Giới thiệu đặc điểm địa bàn nghiên cứu 21

1.2.1 Điều kiện tự nhiên 21

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 27

1.3 Tình hình xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý 27

1.3.1 Diễn biến xâm nhập mặn 27

1.3.2 Thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra 34

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN MẶN SÔNG TRÀ LÝ VÀ TÍNH TOÁN DỰ BÁO CÁC KỊCH BẢN 37

2.1 Ứng dụng mô hình MIKE 11 nghiên cứu diễn biến mặn sông Trà Lý 37

2.1.1 Tổng quan về mô hình MIKE 11 37

2.1.2 Các phương trình cơ bản 38

2.1.2.1 Phương trình cơ bản cho tính toán thuỷ lực 38

2.1.2.2 Phương trình cơ bản tính toán xâm nhập mặn 40

2.1.3 Yêu cầu số liệu đầu vào mô hình 42

2.1.4 Ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng diễn biến mặn sông Trà Lý 43

2.1.4.1 Thiết lập sơ đồ mạng lưới 43

2.1.4.1.1 Thiết lập mạng lưới sông 43

2.1.4.1.2 Tài liệu địa hình cho mạng lưới sông 44

2.1.4.1.3 Tài liệu về điều kiện biên 44

2.1.4.2 Hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình MIKE 11 cho sông Trà Lý 45

2.1.4.2.1 Hiệu chỉnh bộ thông số cho mô hình 45

2.1.4.2.2 Kiểm định bộ thông số cho mô hình 49

2.2 Tính toán xâm nhập mặn theo các kịch bản 52

2.2.1 Kịch bản nước biển dâng cho tỉnh Thái Bình 52

2.2.2 Các kịch bản tính toán 55

2.3 Kết quả tính toán mô phỏng xâm nhập mặn sông Trà Lý theo các kịch bản 56

2.3.1 Kết quả mô phỏng 56

2.3.2 Nhận xét kết quả tính toán 60

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH NGHI, ỨNG PHÓ, GIẢM THIỂU CÁC THIỆT HẠI DO XÂM NHẬP MẶN GÂY RA 64

3.1 Các cơ sở đề xuất giải pháp cụ thể 64

3.2 Các giải pháp cụ thể 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn 6

Bảng 1.2 Mực nước trung bình các tháng mùa kiệt tại trạm Thái bình 25

Bảng 1.3 Mực nước đỉnh triều cao nhất và chân triều thấp nhất tháng đặc trưng trên sông Trà Lý 26

Bảng 1.4 Độ mặn lớn nhất trong mùa kiệt nhiều năm trên sông Trà Lý 28

Bảng 1.5 Khoảng cách xâm nhập mặn trên một số sông chính thuộc tỉnh Thái Bình 29

Bảng 1.6 Độ mặn trung bình tháng trên một số sông chính thuộc tỉnh Thái Bình .30 Bảng 1.7 Khoảng cách xâm nhập mặn trên một số sông chính thuộc tỉnh Thái Bình 30

Bảng 1.8 Triết giảm độ mặn trên các triền sông 30

Bảng 1.9 Đặc trưng xâm nhập mặn năm 2014 31

Bảng 1.10 Đặc trưng xâm nhập mặn năm 2015 31

Bảng 1.11 Đặc trưng xâm nhập mặn năm 2016 32

Bảng 1.12 Độ sâu xâm nhập mặn trên một số sông chính 33

Bảng 1.13 Thống kê sản lượng thiệt hại do hạn hán, xâm nhập mặn 6 năm gần đây 35 Bảng 2.1 Kết quả đánh giá sai số tính toán và thực đo tại một số trạm kiểm tra 47

Bảng 2.2 Kết quả đánh giá sai số độ mặn tính toán và thực đo tại vị trí kiểm tra trên sông Trà Lý tháng 3 năm 2001 48

Bảng 2.3 Kết quả kiểm định hệ số Nash của trạm Thái Bình 50

Bảng 2.4 Kết quả đánh giá sai số độ mặn tính toán và thực đo tại vị trí kiểm tra trên sông Trà Lý tháng 3 năm 2005 50

Bảng 2.5 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải thấp (cm) 52

Bảng 2.6 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình (cm) 52

Bảng 2.7 Mực nước biển dâng theo kịch bản phát thải cao (cm) 53

Bảng 2.8 Tổng hợp các kịch bản mô phỏng 55

Bảng 2.9 Kết quả về độ mặn lớn nhất dọc sông Trà Lý theo các kịch bản 56

Bảng 2.10 Phạm vi xâm nhập mặn trên sông Trà Lý và các khu vực bị ảnh hưởng trong tương lai 62

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông 7

Hình 1.2 Bản đồ xâm nhập mặn vùng Đồng bằng sông Cửu Long 11

Hình 1.3 Diện tích lúa bị hại do xâm nhập mặn vùng Đồng bằng sông Cửu Long 2015-2016 11

Hình 1.4 Vị trí địa lý tỉnh Thái Bình 21

Hình 1.5 Bản đồ mạng lưới sông suối tỉnh Thái Bình 24

Hình 2.1 Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott 39

Hình 2.2 Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x~t 39

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán thủy lực sông Trà Lý 44

Hình 2.4 Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình 46

Hình 2.5 Kết quả hiệu chỉnh tại trạm Thái Bình 47

Hình 2.6 Kết quả hiệu chỉnh độ mặn tính toán và thực đo tại trạm Ngũ Thôn 49

Hình 2.7 Kết quả kiểm định tại trạm Thái Bình 50

Hình 2.8 Kết quả kiểm định độ mặn tính toán và thực đo tại trạm Ngũ Thôn 51

Hình 2.9 Diễn biến mặn dọc sông Trà Lý theo các kịch bản 59

Hình 3.1 Vị trí đặt đập ngăn mặn trên sông Trà Lý 66

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là một trong những thách thức lớn nhất và trởthành vấn đề sống còn đối với nhân loại trong thế kỷ 21 Thiên tai và các hiện tượngkhí hậu cực đoan diễn biến ngày càng khắc nghiệt và phức tạp hơn Nhiệt độ vàmực nước biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng và đang là mối lo ngại của các quốcgia trên thế giới

Trong 50 năm qua, tại Việt Nam, nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,7oC vàmực nước biển đã dâng khoảng 20cm Cũng theo dự báo của Viện Khoa học Khítượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu thuộc Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, đến năm

2100, mực nước biển sẽ tăng lên tới 1m, nhiệt độ tăng khoảng 3°C [1] Việt Namvới đường bờ biển dài hơn 3200 km cũng đang được đánh giá là một trong số nhữngquốc gia bị tác động mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu Bên cạnh các loại hìnhthiên tai gây ra nhiều thiệt hại nặng nề cho nước ta như lũ lụt, bão, hạn hán thìxâm nhập mặn cũng đang nổi lên như 1 vấn đề cấp bách cần phải được giải quyếtđối với các cấp quản lý, các nhà nghiên cứu và chính quyền của nước ta Ranh giớixâm nhập mặn đang có xu hướng ngày một tiến sâu hơn vào đất liền gây ảnh hưởngrất lớn cho đời sống và hoạt động sản xuất của người dân

Xâm nhập mặn là một quá trình tự nhiên nên nếu nắm được nguyên nhân,diễn biến của nó thì chúng ta hoàn toàn có thể đánh giá, dự báo được quá trình nàyphục vụ cho việc lấy nước tưới theo mùa vụ cây trồng và trong thời đoạn dài có thể

bố trí thời vụ gieo trồng hợp lý để hạn chế tối đa tác động của xâm nhập mặn Đồngthời, mặn cũng là một điều kiện thuận lợi cho các khu nuôi trồng thuỷ sản, hệ sinhthái ngập nước ven sông Đây cũng là mục tiêu cơ bản của việc nghiên cứu xâmnhập triều mặn phục vụ các hoạt động kinh tế-xã hội vùng cửa sông đồng bằng sôngHồng - Thái Bình

Sông Trà Lý là một phân lưu của sông Hồng, chảy qua tỉnh Thái Bình và đổ

ra Biển Đông Trong những năm qua, do sự suy giảm dòng chảy vào mùa cạn trênsông Trà Lý, cùng với các tác động của biến đổi khí hậu đã khiến nước mặn từ biển

ngày càng lấn sâu vào trong sông gây thiệt hại rất lớn về kinh tế cho tỉnh và ảnhhưởng đến sinh hoạt của người dân địa phương Vì vậy, cần có các nghiên cứu vềxâm nhập mặn cũng như hướng dẫn người dân thời điểm lấy nước, đặc biệt sử dụngcác mô hình hiện đại để tính toán nhằm tăng độ chính xác của các giải pháp nângcao khả năng khống chế mặn.

Nhận thấy các tác động, ảnh hưởng nghiêm trọng của xâm nhập mặn đối vớiquá trình phát triển kinh tế xã hội, dân sinh trong bối cảnh biến đổi khí hậu của khuvực sông Trà Lý tỉnh Thái Bình là việc hết sức quan trọng và cần thiết

Nội dung đồ án “Đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn khu vực sông Trà

Lý tỉnh Thái Bình” sẽ làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp ứng phó, giảm

thiểu các thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra, đảm bảo an toàn và ổn định cuộc sốngngười dân nơi đây trong sinh hoạt và sản xuất, đảm bảo khu vực ven biển thích ứngvới diễn biến nước biển dâng và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu Trước mắt

áp dụng cho sông Trà Lý thuộc hệ thống sông Hồng -Thái Bình Kết quả của nghiêncứu trên sẽ làm cơ sở cho việc khai thác sử dụng tài nguyên nước vùng cửa sông vềmặt lợi và hạn chế tác động có hại của quá trình xâm nhập mặn vào các vùng đồngbằng cửa sông

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

2.1 Mục tiêu chung

Dự báo được sự biến động của độ mặn trong khu vực sông Trà Lý tỉnh TháiBình dưới tác động của biến đổi khí hậu và đánh giá được hiện trạng xâm nhập mặnvà thiệt hại do mặn gây ra trên khu vực sông nghiên cứu

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Hệ thống hóa những vấn đề về xâm nhập mặn

- Hiện trạng nhiễm mặn tại khu vực sông Trà Lý tỉnh Thái Bình

- Mô phỏng hiện trạng diễn biến mặn theo các kịch bản biến đổi khí hậu cho

khu vực sông Trà Lý, từ đó đề xuất một số giải pháp thích ứng, phòng chống xâmnhập mặn tại sông Trà Lý tỉnh Thái Bình

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Độ mặn nước sông Trà Lý

4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được nhiệm vụ và đạt được các mục tiêu đề ra, đồ án sử dụngcác phương pháp nghiên cứu chủ yếu sau đây:

- Kế thừa, áp dụng có chọn lọc các kết quả khoa học liên quan và công nghệ

hiện có trên thế giới và trong nước Kế thừa kết quả nghiên cứu thông qua cácnhiệm vụ, công trình nghiên cứu khoa học đã thực hiện và công bố liên quan đến đềtài đồ án

- Phương pháp điều tra khảo sát hiện trường nhằm bổ sung các thông tin, số

liệu phục vụ phân tích, đánh giá tổng hợp các nguyên nhân hình thành và tác độngcủa xâm nhập mặn

- Phương pháp thống kê, phân tích, xử lý và tổng hợp tài liệu nhằm tìm ra các

quy luật, xu hướng diễn biến của xâm nhập mặn

- Phương pháp mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực, chất lượng nước để phân tích

diễn biến mặn theo không gian và thời gian, từ đó mô phỏng xâm nhập mặn cho cáckịch bản khác nhau

- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi, học tập từ các chuyên gia, các nhà khoa

học và xin ý kiến góp ý, hướng dẫn, bổ sung kiến thức từ các nhà khoa học, chuyêngia trong lĩnh vực nghiên cứu

5 Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc đồ án

Đề tài đồ án tập trung giải quyết các nội dung chính sau đây:

- Phân tích, đánh giá tổng quan chung về tình hình nghiên cứu xâm nhập mặnvà biến đổi khí hậu ở Việt Nam và khu vực sông Trà Lý Thu thập, cập nhật dữ liệu,thông tin về đặc điểm, điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, tình hình xâm nhập mặnvà thiệt hại do mặn gây ra cho khu vực sông Trà Lý;

- Sử dụng mô hình và số liệu thu thập được về hiện trạng xâm nhập mặn đểđánh giá sự phù hợp của mô hình trong mô phỏng quá trình xâm nhập mặn cho khuvực nghiên cứu;

- Mô phỏng quá trình xâm nhập mặn diễn ra trên sông Trà Lý ứng với từngkịch bản biến đổi khí hậu;

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại do mặn gây ra dựa trên các kịchbản đã được mô phỏng Đánh giá tính khả thi, hiệu quả của việc áp dụng các giảipháp

Ngoài phần mở đầu, kết luận, các kết quả nghiên cứu của đề tài đồ án đượcthể hiện qua các chương:

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu và khu vực sông Trà Lý: Phântích, đánh giá các nghiên cứu liên quan đến đề tài đồ án

Chương 2: Ứng dụng mô hình MIKE 11 nghiên cứu diễn biến mặn sông Trà

Lý và tính toán dự báo các kịch bản: Mô hình MIKE 11 được nghiên cứu, hiệuchỉnh và kiểm định để mô phỏng diễn biến mặn cho khu vực sông Trà Lý và ứngdụng mô hình MIKE 11 cho các kịch bản BĐKH khác nhau để mô phỏng diễn biếnmặn trên khu vực

Chương 3: Đề xuất các giải pháp: giải pháp nhằm thích nghi, ứng phó, giảmthiểu các thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

VÀ KHU VỰC SÔNG TRÀ LÝ 1.1 Tổng quan về xâm nhập mặn

1.1.1 Khái niệm về xâm nhập mặn

Nước ngọt là nguồn tài nguyên khan hiếm Theo Tổ chức Khí tượng Thếgiới, chỉ có 2,5% tổng lượng nước trên trái đất là nước ngọt, phần còn lại là nướcmặn Nguồn nước ngọt lớn nhất nằm dưới lòng đất và một phần nước mặt nằm rảirác ở nhiều khu vực trên thế giới Nước ngầm được sử dụng rộng rãi để bổ sung chonguồn nước mặt nhằm đáp ứng nhu cầu nước ngày càng tăng Tuy nhiên, một trong

số những vấn đề đối với hệ thống nước ngầm ở những vùng ven biển chính là xâmnhập mặn Xâm nhập mặn là quá trình thay thế nước ngọt trong các tầng chứa nước

ở ven biển bằng nước mặn do sự dịch chuyển của khối nước mặn vào tầng nướcngọt Xâm nhập mặn làm giảm nguồn nước ngọt dưới lòng đất ở các tầng chứanước ven biển do cả 2 quá trình tự nhiên và con người gây ra

Theo Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai (DMC), Bộ Nông nghiệpvà Phát triển nông thôn: Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặnbằng 4‰ xâm nhập sâu vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặccạn kiệt nguồn nước ngọt [2]

Xâm nhập mặn là vấn đề nghiêm trọng đối với nhiều chính quyền địaphương, vấn đề này đã được nỗ lực giải quyết trong bối cảnh đang diễn ra biến đổikhí hậu như nước biển dâng, tăng nhiệt độ, khai thác nước ngầm quá mức để đápứng nhu cầu nước cho phát triển, những nguyên nhân này đang làm tăng nguy cơxâm nhập mặn

1.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn

Hiện tượng xâm nhập mặn bị tác động chủ yếu bởi 2 nhóm yếu tố chính là tựnhiên và con người Cụ thể như sau:

Nhóm các yếu tố do tự nhiên: [3]

- Điều kiện khí tượng, thủy văn: các thay đổi yếu tổ thủy văn, năm hạn vànăm nhiều nước ảnh hưởng rất lớn đến chế độ xâm nhập mặn;

- Nước biển dâng: do ảnh hưởng của thay đổi khí hậu, đây là yếu tố đáng đượcquan tâm trong thời gian gần đây và cũng đang là một trong số những yếu tố có tácđộng mạnh mẽ nhất đến tình trạng xâm nhập mặn hiện nay.

- Gió, bão: là yếu tố góp phần gia tăng xâm nhập mặn nhưng chỉ cục bộ và thờigian ảnh hưởng ngắn;

- Dao động thủy triều và dòng triều theo chu kỳ: giao động thủy triều ảnh hưởngđáng kể đến chế độ xâm nhập mặn, vào các tuần trăng, dao động thủy triều lớn, xâmnhập mặn vào sâu, tuy nhiên đây là hiện tượng tự nhiên không thể kiểm soát được

Nhóm các yếu tố do con người: [3]

Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn được phânlàm các tác động như dưới đây:

Bảng 1.1 Các hoạt động của con người có ảnh hưởng đến thay đổi xâm nhập mặn

TT Tác động của con người Hinh thức/ Hoạt động cụ thể

1 Xây dựng các công trình

thượng nguồn

- Xây dựng hồ chứa, hồ thủy điện

- Làm đê bao, cống ngăn mặn, đạp ngăn mặn

- Chuyển nước trong và ngoài lưu vực

2 Thay đổi sử dụng đất - Phát triển nông nghiệp

- Chặt phá rừng, mất rừng

- Đô thị hóa , công nghiệp hóa

3 Các hoạt động khác - Thủy sản: Nuôi trồng và đánh bắt, lấy nước

tưới xả thải

- Phát triển du lịch

- Phát triển dân số

4 Quản lý và vận hành - Quản lý vận hành các hồ chứa, các trạm

bơm tưới tiêuĐối với các cửa sông tiếp giáp với biển, hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào cácsông xảy ra khá phổ biến, đặc biệt vào mùa khô Khi lượng nước từ sông đổ ra biểngiảm, thủy triều từ biển sẽ mang nước mặn lấn sâu vào trong sông làm cho nướcsông bị nhiễm mặn Nồng độ mặn sẽ giảm dần khi càng tiến sâu vào đồng bằng

Hình 1.1 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông

(Nguồn: Lê Anh Tuấn-2009)

Độ mặn và phạm vi xâm nhập mặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Lưu lượng nước sông từ thượng nguồn đổ về, lưu lượng càng giảm, nướcmặn càng tiến sâu vào đất liền

- Biên độ triều vùng cửa sông: vào giai đoạn triều cường, nước mặn càng lấnsâu vào

- Địa hình: Địa hình bằng phẳng là yếu tố thuận lợi cho sự xâm nhập mặn

- Các yếu tố khí tượng: Gió từ biển hướng vào đất liền, nhiệt độ cao, mưa ít,

… sẽ là tác nhân làm mặn lấn sâu vào nội địa

- Hoạt động kinh tế của con người: Nhu cầu khai thác và sử dụng nước ngọtvào mùa khô tăng sẽ làm giảm nguồn nước mặt cũng như nước ngầm, làm tăngnguy cơ xâm nhập mặn

1.1.3 Tình hình xâm nhập mặn tại Việt Nam

Việt Nam có trên 3200 km bờ biển, tập trung hàng triệu người sinh sống vàkhai thác các nguồn lợi từ biển Xâm nhập mặn diễn ra tại hầu hết các địa phươngven biển, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và sinh hoạt của người dân, đặcbiệt tại những vùng cửa sông đổ ra biển Hai đồng bằng rộng lớn nhất của Việt Nam

là Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) lànhững nơi chịu ảnh hưởng lớn nhất của hiện tượng này Do đó, đồ án sẽ trích dẫn từmột số tài liệu tham khảo để đưa ra một cái nhìn rõ ràng về tình hình xâm nhập mặnđang diễn ra trong những năm gần đây và những tác động của nó đến sinh hoạt, sảnxuất, và đặc biệt là đến lĩnh vực nông nghiệp ở hai vùng đồng bằng lớn này.

Tình hình xâm nhập mặn khu vực đồng bằng sông Hồng

Trong mùa cạn, mực nước biển trung bình và mực nước đỉnh triều cao nhấtcũng không cao bằng mực nước mùa lũ trong các tháng 9, tháng 10 Nhưng vàomùa cạn, mực nước trong sông đã giảm nhỏ nhiều, mực nước triều các triền sônggiảm xuống rất thấp, thậm chí thấp hơn cả mực nước đỉnh triều cao nhất ở biển, nênthuỷ triều vào tới nơi có mực nước xấp xỉ đỉnh triều mùa cạn Khi triều lên còn cóhiện tượng nước chảy ngược từ biển vào trong sông, mang theo nước mặn, càng vàosâu trong sông độ mặn càng giảm và có đoạn giảm rất nhanh

Trên hệ thống đo mặn vùng đồng bằng sông Hồng, có 36 trạm đo, từ 1963đến 1980, gồm 3 trạm trên dòng chính sông Hồng, 6 trạm trên sông Kinh Thầy, 3trạm trên sông Văn Úc, 3 trạm trên sông Trà Lý, 3 trạm trên sông Đáy, 2 trạm trênsông Ninh Cơ và các phân lưu khác từ 1-2 trạm Các trạm này cũng không được đoliên tục, phần lớn ngừng đo sau giải phóng Miền Nam 1975-1979 Chỉ có 13 trạm

có đo từ 14-17 năm trong mùa cạn, 17 trạm đo được 4 đến 9 năm và 6 trạm đo 3năm Những năm có thay đổi tỷ lệ lưu lượng giữa Hà Nội đến Thượng Cát một cách

rõ nét không có đo mặn

Ở vùng nghiên cứu, độ mặn thay đổi mạnh từ tháng 11 năm trước đến hếttháng 5 năm sau, tăng từ đầu mùa đến giữa mùa rồi lại giảm dần tới cuối mùa Tuynhiên độ mặn trung bình tháng lớn nhất mùa cạn thường xảy ra vào cuối tháng 1đến đầu tháng 3 Do lưu lượng nước đến nhỏ, mặt khác nước còn được lấy cho tưới,dân sinh, và công nghiệp nên lưu lượng còn lại nhỏ, mực nước sông thấp so vớinước triều biển cùng thời điểm Do vậy chiều sâu xâm nhập mặn trung bình với độmặn 1‰ và 4‰ dài nhất là trên các phân lưu của sông Thái Bình, rồi đến sông Ninh

Cơ, sông Hồng và sông Đáy

Những năm đặc biệt như vụ xuân năm 1999, 2004, 2005 mực nước trên sôngHồng xuống rất thấp, tại Hà Nội dưới 2m phải có điều tiết của hồ Hoà bình tronggiai đoạn đổ ải mới duy trì được mực nước dao động từ 2,1-2,46m trong vòng 18ngày (vụ xuân 2004) và 1,75-2,3m trong 18 ngày (vụ xuân 2005), đặc biệt mùa cạnnăm 2009-2010 chỉ có rất ít ngày mực nước Hà Nội đạt cao trình trên 2,0 m khi hồHòa Bình phải gia tăng cấp nước đến lưu lượng từ 1100 ÷1800 m3 Vì vậy mựcnước sông Hồng tại Thái Bình cũng bị hạ thấp, nhiều cống lấy nước tưới phầnthượng nguồn của hệ thống Bắc và Nam trong giai đoạn đổ ải không mở được, cácdiện tích bị hạn tập trung ở vùng Bắc, Nam quốc lộ 10 (vùng Tân Đệ) của huyện VũThư, vùng Tiến Đức, Hồng An, Phú Sơn (Hưng Hà), Quỳnh Hoàng, Quỳnh ngọc(Quỳnh Phụ), cống Nguyệt Lâm cấp nguồn tưới chủ lực cho huyện Tiền Hải bị mặnxâm nhập cũng không mở được Tình trạng trên đã gây thiếu nước cho thời kỳ đổ ảiđại trà vì mực nước nguồn thấp máy bơm không hoạt động bình thường (nhiều máybơm trơ giỏ phải ngừng bơm) vùng Nam Thái Bình có 18.000ha - 19.000ha, vùngBắc Thái Bình có 10.000-12.000ha khó khăn về nguồn nước tưới.

Tình trạng hạn hán thường xuyên xảy ra, đặc biệt vào những năm hạn điểnhình mực nước nguồn xuống thấp, mặn xâm nhập sâu nếu toàn bộ chuyển sang cấytrà xuân muộn sẽ có khoảng 60% diện tích khó khăn về nguồn nước tưới nhất là giaiđoạn đổ ải

Đối với cả 2 hệ thống Bắc và Nam Thái Bình khi trường hợp tần suất 85%xuất hiện, nhu cầu nước 85%, nước đến 85% và mặn lấn sâu vào nội địa làm cáccống như cống Hệ, Dục Dương, Nguyệt Lâm và Thuyền Quang không lấy đượcnước Khu vực Tiền Hải và Thái Thuỵ phải lấy nước từ các cống phía trên hệ thốngtiếp xuống Đối với trường hợp này thì lượng nước cung cấp khu Bắc Thái Bình đạt90%, khu Nam Thái Bình chỉ lấy được 81%

Tình hình xâm nhập mặn khu vực đồng bằng sông Cửu Long

Theo báo cáo của Tổng cục Thủy lợi về tình hình xâm nhập mặn 2015-2016tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long [4], do mùa mưa năm 2015 đến muộn và kếtthúc sớm, dòng chảy thượng nguồn sông Mê Kông bị thiếu hụt, mực nước thấp nhất

trong vòng 90 năm qua nên xâm hập mặn đã xuất hiện sớm hơn so với cùng kýhàng năm gần 2 tháng, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp Cụ thể, tình trạng xâmnhập mặn giai đoạn 2015-2016 như sau:

- Khu vực sông Vàm Cỏ: Độ mặn lớn nhất đạt 8120,3g/l; phạm vi xâm nhậpvào đất liền của độ mặn 4g/l (mức bắt đầu ảnh hưởng đến cây lúa) lớn nhất 90-93km

- Khu vực các cửa sông thuộc sông Tiền: Độ mặn lớn nhất đạt 14,6-31,2 g/l;phạm vi xâm nhập vào đát liền của độ mặn 4g/l lớn nhất là 45-65km

- Khu vực các cửa sông thuộc sông Hậu: Độ mặn lớn nhất đạt 16,5 -20,5g/ l;phạm vi xâm nhập vào đất liền của độ mặn 4g/l lớn nhất là 55-60km

- Khu vực ven biển Tây (trên sông Cái Lớn): Độ mặn lớn nhất đạt 23,8g/l; phạm vi xâm nhập mặn vào đất liền của độ mặn 4g/l lớn nhất 60-65km

11,0-Do ảnh hưởng của xâm nhập mặn, từ cuối năm 2015 đến đầu năm 2016,nhiều diện tích cây trồng đã bị ảnh hưởng Ở vụ mùa Thu Đông năm 2015, cókhoảng 90.000ha lúa bị ảnh hưởng đến năng suất, trong đó thiệt hại nặng khoảng50.000ha (Kiên Giang 34.000ha, Sóc Trăng 6.300ha, Bạc Liêu 5.800ha,…) VụĐông Xuân 2015-2016, có 104.000ha lúa bị ảnh hưởng nặng đến năng suất (chiếm11% diện tích gieo trồng 8 tỉnh ven biển đang bị ảnh hưởng nặng của xâm nhậpmặn Dự kiến, trong thời gian tới, diện tích bị ảnh hưởng khoảng 340.000ha (chiếm35,5% diện tích 8 tỉnh ven biển)

Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực hiện nay đang bị ảnh hưởng nặng nhấtcủa hạn hán, xâm nhập mặn và còn tiếp tục bị ảnh hưởng trong thời gian tới, thờiđiểm xâm nhập mặn lên cao nhất là khoảng giữa tháng 3/2016

Hình 1.2 Bản đồ xâm nhập mặn vùng Đồng bằng sông Cửu Long

(Nguồn: Trang thông tin điện tử điều hành tác nghiệp Tổng cục Thủy lợi)

Hình 1.3 Diện tích lúa bị hại do xâm nhập mặn vùng Đồng bằng sông Cửu

Long 2015-2016

(Nguồn: Bộ NN&PTNT)

1.1.4 Tác động của nước biển dâng đến Việt Nam

Theo kịch bản biến đổi khí hậu năm 2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường,nếu mực nước biển dâng 1m sẽ có khoảng 39% diện tích, 35% dân số vùng Đồngbằng sông Cửu Long; trên 10% diện tích, 9% dân số vùng đồng bằng sông Hồng vàQuảng Ninh; trên 2,5% diện tích, 9% dân số các tỉnh ven biển miền Trung vàkhoảng 7% dân số TP.HCM bị ảnh hưởng trực tiếp

Biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng sâu sắc đến chu trình thủy văn thông quathay đổi mô hình lượng mưa, lượng nước bốc hơi và độ ẩm của đất Lượng mưa cóthể tăng hoặc giảm và phân bố không đồng đều trên toàn cầu Hiện tượng này sẽlàm thay đổi lượng nước ngầm được bổ sung, đồng thời thay đổi tốc độ xâm nhậpmặn vào tầng ngậm nước ven biển Vì vậy, thông tin về các tác động của biến đổikhí hậu ở địa phương hoặc khu vực, các quá trình thủy văn và tài nguyên nước venbiển trở nên rất quan trọng

Đặc biệt, mực nước biển dâng gây xâm nhập mặn là mối đe dọa nghiêm trọngđối với các vùng ven biển ở Việt Nam, trong đó các tỉnh ven biển Tây Nam bộ làkhu vực chịu ảnh hưởng xâm nhập mặn nghiêm trọng nhất với 1,77 triệu ha đất bịnhiễm mặn, chiếm 45% diện tích

1.1.5 Các nghiên cứu về xâm nhập mặn trong và ngoài nước

1.1.5.1 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn ngoài nước

Trong thời gian 50 năm qua, đặc biệt là trong khoảng 10 năm gần đây, tácđộng của Biến đổi khí hậu trở nên rõ rệt tại Việt Nam Được đánh giá là một trongnhững nước chịu nhiều ảnh hưởng nhất của Biến đổi khí hậu, Việt Nam đã nhậnthức và tiến hành rất nhiều các nghiên cứu, hoạt động cụ thể để ứng phó với Biếnđổi khí hậu Tác động của Biến đổi khí hậu tới hạ lưu và cửa sông bao gồm sự giatăng hiện tượng ngập lụt khu vực hạ lưu do nước biển dâng, giảm diện tích các khuđất ngập nước và đẩy mạnh quá trình xâm nhập mặn Tuy nhiên, theo báo cáo củaNgân hàng thế giới năm 2009 thì tác động của Biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặnchưa được quan tâm đúng mức Hầu hết các nghiên cứu về Biến đổi khí hậu tập

trung vào các vấn đề về ngập lụt do nước biển dâng mà chưa xét đến các vấn đề ônhiễm mặn Chính vì vậy, trước các vấn đề về nước biển dâng đang diễn ra với tốc

độ rất nhanh trên thế giới, đã đặt ra bài toán về phân tích, đánh giá, mô phỏng và dựđoán tác động của Biến đổi khí hậu tới xâm nhập mặn

Xâm nhập mặn - yếu tố quan trọng trong quản lý chất lượng nước vùng cửasông và ven biển là một quá trình phức tạp liên quan đến thủy động lực học và vậnchuyển chất trong sông Trên thực tế, sự tương tác giữa nước ngọt và nước biểndiễn ra dưới sự tác động của lưu lượng dòng chảy trong sông, thủy triều, gió; cácnhân tố này ảnh hưởng đến khả năng xáo trộn pha loãng của nước sông với nướcbiển Rõ ràng ba yếu tố kể trên và yếu tố địa hình của từng khu vực cửa sông daodộng theo từng địa điểm khác nhau, do đó sự xâm nhập mặn tại các lưu vực sôngcũng mang nhiều tính chất đặc trưng khác nhau

Hiện tượng xâm nhập triều, mặn là quy luật tự nhiên ở các khu vực, lãnh thổ

có vùng cửa sông giáp biển Do tính chất quan trọng của hiện tượng xâm nhập mặn

có liên quan đến hoạt động kinh tế - xã hội của nhiều quốc gia nên vấn đề tính toánvà nghiên cứu đã được đặt ra từ lâu Mục tiêu chủ yếu của công tác nghiên cứu lànắm 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, TrungQuốc, 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 ngòi bằng mô hình toán đượcbắt đầu từ khi Saint - Vennant công bố hệ phương trình mô phỏng quá trình thuỷđộng lực trong hệ thống kênh hở một chiều nổi tiếng mang tên ông Chính nhờ sứcmạnh của hệ phương trình Saint - Venant nên khi kỹ thuật tính sai phân và công cụmáy tính điện tử đáp ứng được thì việc mô phỏng dòng chảy sông ngòi là công cụrất 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 pháttriển tài nguyên nước trên thế giới hiện nay đều coi mô hình toán dòng chảy là mộtnội dung tính 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 khuyếch tán.Cùng với phương trình bảo toàn và phương trình động lực của dòng chảy, còn cóphương trình khuyếch tán chất hoà tan trong dòng chảy cũng có thể cho phép - tuy ởmức độ kém tinh tế - mô phỏng cả sự diễn biến của vật chất hoà tan và trôi theodòng chảy như nước mặn xâm nhập vào vùng cửa sông, chất chua phèn lan truyền

từ đất ra mạng lưới kênh sông và các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp xả vàodòng nước

Cụ thể hơn, vấn đề tính toán và nghiên cứu mặn bằng mô hình đã được nhiềunhà nghiên cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Anh quan tâm từ khoảng 40-

50 năm trở lại đây Các phương pháp tính toán xâm nhập mặn đầu tiên thường sửdụng bài toán một chiều khi kết hợp với hệ phương trình Saint - Venant Những môhình mặn 1 chiều đã được xây dựng do nhiều tác giả trong đó có Ippen vàHarleman Giả thiết cơ 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 nhưngkết quả áp dụng mô hình lại có sự phù hợp khá tốt, đáp ứng được nhiều mục đíchnghiên cứu và tính toán mặn Ưu thế đặc biệt của các mô hình loại một chiều là yêucầu tài 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 quátrình xâm nhập mặn nhưng nhiều thông số không xác định được Hơn nữa mô hình

3 chiều yêu cầu lượng tính toán lớn, yêu cầu số liệu quá chi tiết trong khi kiểmnghiệm nó cũng cần có những số liệu đo đạc chi tiết tương ứng Vì vậy các nhànghiên cứu buộc phải giải quyết bằng cách trung bình hoá theo 2 chiều hoặc 1chiều Sanker và Fischer, Masch và Leendertee đã xây dựng các mô hình 2 chiều và

1 chiều trong đó mô hình 1 chiều có nhiều ưu thế trong việc giải các bài toán phục

vụ yêu cầu thực tế tốt hơn Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng các

mô hình 1 chiều thường hữu hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình hai chiều.Chúng có thể áp dụng cho các vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông,kênh nối với nhau với cấu trúc bất kỳ

Các nhà khoa học cũng thống nhất nhận định rằng các mô hình 1 chiềuthường hữu hiệu hơn các mô hình sông đơn và mô hình 2 chiều Chúng có thể ápdụng cho các vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông, kênh kết nối vớinhau với cấu trúc bất kỳ.

1.1.5.2 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước

Việc nghiên cứu, tính toán xâm nhập mặn ở Việt Nam đã được quan tâm từnhững năm 60 khi bắt đầu tiến hành quan trắc độ mặn ở hai vùng đồng bằng sôngHồng và sông Cửu Long Tuy nhiên, đối với đồng bằng sông Cửu Long do đặcđiểm địa hình (không có đê bao) và mức độ ảnh hưởng có tính quyết định đến sảnxuất nông nghiệp ở vựa lúa quan trọng nhất toàn quốc nên việc nghiên cứu xâmnhập mặn ở đây được chú ý nhiều hơn, đặc biệt là thời kỳ sau năm 1976 Khởi đầulà các công trình nghiên cứu, tính toán của Uỷ hội sông Mê Kông [5] về xác địnhranh giới xâm nhập mặn theo phương pháp thống kê trong hệ thống kênh rạch thuộc

9 vùng cửa sông thuộc đồng bằng sông Cửu Long Các kết quả tính toán từ chuỗi sốliệu thực đo đã lập nên bản đồ đẳng trị mặn với hai chỉ tiêu cơ bản 1 ‰ và 4 ‰ chotoàn khu vực đồng bằng trong các tháng từ tháng 12 đến tháng 4

Tiếp theo, nhiều báo cáo dưới các hình thức công bố khác nhau đã xây dựngcác bản đồ xâm nhập mặn từ số liệu cập nhật và xem xét nhiều khía cạnh tác độngảnh hưởng các nhân tố địa hình, KTTV và tác động các hoạt động kinh tế đến xâmnhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long [6]

Việc đẩy nhanh công tác nghiên cứu xâm nhập mặn ở nước ta được đánh dấuvào năm 1980 khi bắt đầu triển khai dự án nghiên cứu xâm nhập mặn đồng bằngsông Cửu Long dưới sự tài trợ của Ban Thư ký Uỷ ban sông Mê Kông Trongkhuôn khổ dự án này, một số mô hình tính xâm nhập triều, mặn đã được xây dựngnhư của Ban Thư ký Mê Kông và một số cơ quan trong nước như Viện Quy hoạchvà Quản lý nước, Viện Cơ học Các mô hình này đã được ứng dụng vào việcnghiên cứu quy hoạch phát triển châu thổ sông Cửu Long, tính toán hiệu quả cáccông trình chống xâm nhập mặn ven biển để tăng vụ và mở rộng diện tích nôngnghiệp trong mùa khô, dự báo xâm nhập mặn dọc sông Cổ Chiên [5]

Kỹ thuật chương trình của mô hình trên đã được phát triển thành một phầnmềm hoàn chỉnh để cài đặt trong máy tính như một phần mềm chuyên dụng Môhình đã đựợc áp dụng thử nghiệm tốt tại Hà Lan và đã được triển khai áp dụng chođồng bằng sông Cửu Long nước ta Thêm vào đó, một số nhà khoa học Việt Namđiển hình là cố Giáo sư Nguyễn Như Khuê, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Tất Đắc,Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Minh Sơn, Trần Văn Phúc, Nguyễn Hữu Nhân đã xâydựng thành công các mô hình thuỷ lực mạng sông kết hợp tính toán xâm nhập triềumặn như VRSAP, MEKSAL, FWQ87, SAL, SALMOD, HYDROGIS Các báocáo trên chủ yếu tập trung xây dựng thuật toán tính toán quá trình xâm nhập mặnthích hợp với điều kiện địa hình, KTTV ở đồng bằng sông Cửu Long [5,6,7] Kếtquả được nhìn nhận khả quan và bước đầu một số mô hình đã thử nghiệm ứng dụng

dự báo xâm nhập mặn

Trong khuôn khổ Chương trình Bảo vệ Môi trường và Phòng tránh thiên tai,

KC - 08 [9], Lê Sâm đã có các nghiên cứu tương đối toàn diện về tác động ảnhhưởng của xâm nhập mặn đến quy hoạch sử dụng đất cho khu vực đồng bằng sôngCửu Long Tác giả đã sử dụng các mô hình: SAL (Nguyễn Tất Đắc), VRSAP(Nguyễn Như Khuê), KOD (Nguyễn Ân Niên) và HydroGis (Nguyễn Hữu Nhân) để

dự báo xâm nhập mặn cho một số sông chính theo các thời đoạn dài hạn (6 tháng),ngắn hạn (nửa tháng) và cập nhật (ngày) Kết quả của đề tài góp phần quy hoạch sửdụng đất vùng ven biển thuộc đồng bằng sông Cửu Long và các lợi ích khác về kinh

tế - xã hội

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu trên đây của các nhà khoa học trongnước đã có đóng góp xứng đáng về mặt khoa học, đặt nền móng cho vấn đề nghiêncứu mặn bằng phương pháp mô hình toán ở nước ta Do sự phát triển rất nhanh củacông nghệ tính toán thuỷ văn, thuỷ lực, hiện trên thế giới xuất hiện nhiều mô hình

đa chức năng trong đó các mô đun tính sự lan truyền chất ô nhiễm và xâm nhập mặnlà thành phần không thể thiếu Trong số đó, nhiều mô hình được mua, chuyển giaodưới nhiều hình thức vào Việt Nam Một số mô hình tiêu biểu: ISIS (Anh), MIKE11(Đan Mạch), HEC-RAS (Mỹ) đều có các mođun tính toán lan truyền xâm nhậpmặn nhưng chưa được sử dụng hoặc mới chỉ sử dụng ở mức thử nghiệm

Có thể nói rằng, lý thuyết và thực tiễn ứng dụng mô hình hoá quá trình xâmnhập mặn đã được phát triển rất nhanh trong khoảng 30 năm trở lại đây cả trên thếgiới và Việt Nam Về nguyên tắc với sự phát triển vượt bậc của công nghệ tin họccùng với sự xuất hiện các máy tính có tốc độ xử lý thông tin nhanh, bộ nhớ lớn, việc

áp dụng các mô hình vào tính toán diễn biến quá trình xâm nhập mặn ngày càng phổbiến, được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu, đề tài

1.1.5.3 Tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình

So với đồng bằng sông Cửu Long, việc nghiên cứu và sử dụng mô hình để tínhtoán xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình ít được chú ý hơn Có thểtổng quan một số công trình nghiên cứu điển hình dưới đây:

- Trong giai đoạn từ 1977 - 1985, sau khi thành lập Viện Khí tượng Thuỷ vănthuộc Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, việc nghiên cứu xâm nhập mặn bắt đầu đượcquan tâm và Phòng Thuỷ văn Đồng bằng thuộc Viện được giao thực hiện chính.Nhiều báo cáo thống kê về tình hình xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng (ViVăn Vị ), Trần Thanh Xuân , đã được công bố Các báo cáo trên căn cứ vào sốliệu thực đo từ 1960 đã lập bản đồ xâm nhập mặn tỷ lệ 1:500.000 với các chỉ tiêu1%o và 4%o ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình Đồng thời bằng phương phápkinh nghiệm, các báo cáo trên đã xác định ranh giới xâm nhâp mặn trung bình chocác tháng theo chiều dài sông với 2 chỉ tiêu nói trên Vấn đề dự báo xâm nhập mặnchưa được đặt ra

- Năm 1994-1995 trong khuôn khổ đề tài NCKH cấp Tổng cục do Trần VănPhúc [10] chủ trì, đã xây dựng mô hình SIMRR tính toán thử nghiệm xâm nhậpmặn ở một số cửa sông ở đồng bằng Cửu Long và sông Hồng dưới tác động điềutiết dòng chảy cạn của hồ chứa Hoà Bình Kết quả của đề tài đã chỉ ra mức độ xâmnhập mặn theo chiều dài sông phụ thuộc mức xả của hồ chứa Hoà Bình

- Cũng xét tác động điều tiết của hồ Hoà Bình, Trịnh Đình Lư [11] đã có nhậnxét: Lưu lượng trung bình mùa cạn hạ lưu sông Hồng do tác động điều tiết của hồHoà bình đã tăng 1,65 lần so với trước khi chưa có hồ nên độ mặn lớn nhất 4%o bịđẩy lùi gần biển khoảng 7- 9 km tính trung bình cho các sông

- Nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch cấp nước cho vùng hạ du, trong cácnăm 90, Viện Quy hoạch Thuỷ lợi và Viện Khoa học Thuỷ lợi (Bộ NN & PTNT)[12] đã sử dụng mô hình VRSAP (Nguyễn Như Khuê) để tính toán xâm nhập mặncho khu vực đồng bằng sông Hồng - Thái Bình Tuy không được công bố rộng rãi,nhưng các kết quả thu được đã phục vụ cho quy hoạch hệ thống cống, cửa lấy nướcnhưng không mang tính dự báo Những tính toán như vậy cũng tạo tiền đề cho việc

sử dụng mô hình toán cho mô phỏng xâm nhập mặn bằng chính công cụ do các nhàkhoa học trong nước xây dựng nên

- Năm 2000-2001 với đề tài NCKH cấp tỉnh, Lã Thanh Hà và Đỗ Văn Tuy[13] đã cải tiến mô hình SALMOD từ mô hình SIMRR với mục đích dự báo thửnghiệm xâm nhập mặn cho sông Văn Úc thuộc thành phố Hải Phòng Đề tài đã lậpcác phương án dự báo xâm nhập mặn cho đoạn sông Văn Úc từ Trung Trang với sơ

đồ mạng sông chỉ bao gồm hệ thống sông Thái Bình từ Phả Lại

- Năm 2006, trong khuôn khổ đề tài “Đánh giá đặc điểm tài nguyên nước mặtcác sông chính qua tỉnh Nam Định” do Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Nam Địnhquản lý, Lã Thanh Hà [14], cũng đã tiến hành xây dựng phương án tính toán và dựbáo xâm nhập mặn thử nghiệm cho các sông Hồng (từ Hà Nội), sông Đào, sôngNinh Cơ và sông Đáy (từ Ninh Bình) thuộc phạm vi tỉnh Nam Định Đề tài đã sửdụng mô hình MIKE 11 (Viện Thuỷ lực Đan Mạch - DHI) để lập các phương án dựbáo với các biên trên là quá trình lưu lượng, mực nước và độ mặn và biên dưới làquá trình mực nước và độ mặn tại các cửa sông Hiện kết quả của đề tài chưa đượcthẩm định rõ nhưng một số tồn tại có thể thấy là: việc tách hệ thống sông Thái Bình

ra khỏi sơ đồ tính và vị trí các biên còn chịu ảnh hưởng triều nên chưa thật kháchquan và sẽ ảnh hưởng đến mức độ tin cậy của kết quả tính, đặc biệt là trị số dự báo

- Trong công trình "Nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng Bắc Bộ Việt Nam

cố tác giả Vy Văn Vỵ (Viện KTTV) [15] đã cho thấy, trên hệ thống sông Hồng độmặn lớn nhất thường xuất hiện vào tháng 1, trên hệ thống sông Thái Bình vào tháng

3 Riêng sông Ninh Cơ và sông Đáy thuộc hệ thống sông Hồng thì thời gian xuấthiện độ mặn lớn nhất lại tương tự như hệ thống sông Thái Bình Điều này phụ thuộc

chặt chẽ vào nguyên nhân địa mạo, lượng nước thượng nguồn và tình hình sử dụngnước trong khu vực.

- Trong công trình “Nghiên cứu, dự báo xu thế diễn biến xâm nhập mặn donước biển dâng cho vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ”, TS Vũ Hoàng Hoa và Ths.Lương Hữu Dũng [16] đã sử dụng mô hình MIKE 11 để tính toán và đưa ra kháiquát về quá trình mực nước và diễn biến xâm nhập mặn tại chín cửa sông chínhvùng ven biển đồng bằng Bắc bộ bao gồm huyện Yên Hưng (Quảng Ninh), An Hải,

An Lão, Đồ Sơn, Kiến Thụy, Thuỷ Nguyên, tiên Lãng và Vĩnh Bảo (Hải Phòng),Thái Thuỵ, Tiền Hải (Thái Bình ), Hải Hậu, giao Thủy, Nghĩa Hưng (Nam Định) vàKim Sơn (Ninh Bình) trước thực trạng mực nước biển dâng Kết quả của nghiêncứu cho thấy quá trình xâm nhập mặn tại vùng cửa sông thuộc dải ven biển đồngbằng Bắc Bộ diễn biến phức tạp và càng lấn sâu vào trong đất liền, ảnh hưởng đếnquá trình lấy nước phục vụ các ngành kinh tế

- Các tác giả ThS Phạm Tất Thắng, PGS.TS Nguyễn Thu Hiền (Trường Đạihọc Thủy lợi) [17] đã đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến dải ven biển đồngbằng Bắc Bộ, trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã mô phỏng diễn biến xâm nhậpmặn cho toàn bộ các dòng chính thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình theo cáckịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2030 bằng mô hình MIKE 11 Kết quả tính toáncho thấy dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tình hình xâmnhập mặn ngày càng gia tăng

Từ những phân tích trên có thể thấy rằng:

- Ưu điểm:

1 Các công trình nghiên cứu đã tạo cơ sở khoa học cho việc mô phỏng quyluật xâm nhập mặn và bước đầu phục vụ có hiệu quả trong quy hoạch hệ thống thuỷlợi và cấp nước sinh hoạt trên một số vùng cửa sông nước ta, đặc biệt là đồng bằngsông Cửu Long

2 Kết quả mở ra khả năng sử dụng mô hình toán để giải quyết một vấn đềthực tế và tạo tiền đề cho bài toán dự báo xâm nhập mặn trên cơ sở các thử nghiệm

đã có

- Thiếu tài liệu đo đạc để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình xâm nhập mặncho toàn mạng sông như: số liệu địa hình lòng dẫn (vừa thiếu vừa không cập nhật),

số liệu hệ thống thuỷ lợi, giao thông, nên giảm độ tin cậy của các mô hình toán

- Các phương án dự báo chủ yếu phục vụ công tác quy hoạch khai thác sửdụng đất chưa phuc vụ chỉ đạo lấy nước (quá trình giờ) cho các ngành kinh tế vùngcửa sông Các bản tin dự báo ngày chưa thường xuyên, phạm vi dự báo mới tậptrung ở các cửa sông chính, độ tin cậy chưa được đánh giá

Xét trên phạm vi đồng bằng sông Hồng - Thái Bình:

- Hệ thống mạng lưới đo mặn thưa, phân bố không đều chưa phản ánh thựctrạng xâm nhập mặn ở khu vực 9 cửa sông

- Khác với khu vực đồng bằng sông Cửu Long, các công trình nghiên cứuxâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình không liên tục, có thời kỳ bịxem nhẹ, lãng quên khi cho rằng đối với đồng bằng Bắc Bộ mặn không xâm nhậpvào trong đồng vì các hệ thống sông đã có đê bao bọc

- Phương pháp thực hiện chủ yếu là phương pháp thống kê

- Các mô hình xâm nhập mặn mới được áp dụng mấy năm gần đây chủ yếu

để mô phỏng hiện trạng với quy mô cục bộ cho một số đoạn sông và chưa sẵn sàngcho bài toán dự báo xâm nhập mặn

- Kết luận:

Các nghiên cứu đã có tạo cơ sở khoa học cho đồ án thực hiện công tác nghiêncứu xâm nhập mặn cho khu vực sông Trà Lý Đặc biệt là về việc sử dụng mô hìnhtoán để lập phương án dự báo xâm nhập mặn làm tiền đề cho công tác dự báonghiệp vụ xâm nhập mặn ở khu vực sông Trà Lý trong bối cảnh nước biển dâng dobiến đổi khí hậu

1.2 Giới thiệu đặc điểm địa bàn nghiên cứu

1.2.1 Điều kiện tự nhiên

Vị trí địa lý

Thái Bình là tỉnh ven biển nằm ở phía đông nam đồng bằng châu thổ sôngHồng, phía bắc giáp Thành phố Hải Phòng, phía Nam giáp tỉnh Nam Định, phía tâygiáp tỉnh Hải Dương và phía Đông giáp biển Tổng diện tích đất tự nhiên của toàntỉnh là 1.546,54 km2; dân số khoảng 1.865.400 người; mật độ dân số 1.206 người/km2: giới hạn xung quanh tỉnh là sông và biển, địa hình bị chia cắt làm hai bởi sôngtrà Lý

Toàn tỉnh gồm có 6 huyện, 1 thành phố, 1 thị xã là: Hưng Hà, Đông Hưng,Quỳnh Phụ, Thái Thụy, thị xã Tiền Hải, Kiến Xương, Vũ Thư và thành phố TháiBình với tổng số 286 xã, phường, thị trấn

Hình 1.4 Vị trí địa lý tỉnh Thái Bình

Đặc điểm địa hình, địa mạo

Cao trình mặt đất tự nhiên của toàn tỉnh Thái Bình rất thấp, địa hình tươngđối bằng phẳng, với độ dốc nhỏ hơn 1%, cao trình biến thiên phổ biến từ 1m đến

2m so với mặt nước biển và thấp dần từ Bắc xuống Nam Do cao trình mặt đất tựnhiên thấp nên về mùa lũ mực nước sông thường cao hơn mặt đất tự nhiên từ 3,0mđến 5,0m Nếu vỡ đê sông bất cứ chỗ nào thì ít nhất có ½ tỉnh bị ngập sâu từ 2,0mnước trở lên, hoặc nếu vỡ đê biển bất cứ chỗ nào thì hàng ngàn ha đất canh tác bịnhiễm mặn phải nhiều năm mới phục hồi được Với các đặc điểm ấy mà vấn đề antoàn các công trình đê điều phòng chống lụt bão có một vai trò quan trọng đối vớitỉnh Thái Bình.

Đặc điểm khí tượng

- Chế độ nhiệt

Do ảnh hưởng mạnh mẽ của khí hậu nhiệt đới gió mùa cực đới đồng thời donằm sát bên bờ Thái Bình Dương nên lại chịu ảnh hưởng thường xuyên mãnh liệtcủa khí hậu biển cả trong mùa hè và mùa đông, có khí hậu ôn hoà hơn về mùa hạ sovới các vùng nhiệt đới trong lục địa, nhưng lại có mùa đông lạnh hơn Vì thế TháiBình có nền nhiệt thấp hơn các vùng nhiệt đới khác song độ ẩm lại phong phú Sovới toàn quốc Thái Bình có nền nhiệt độ bình quân hàng năm thấp hơn và phân chiachế độ nhiệt trong tỉnh thành hai mùa rõ rệt:

Mùa nóng thường kéo dài từ 7 – 8 tháng (tháng 4 đến tháng 11), nhiệt độkhông khí trung bình tháng biến đổi từ 21,40C đến 26,20C tuỳ từng tháng Nhìnchung nhiệt độ mùa hè thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi

Tuy nhiên có năm xuất hiện những đợt gió Tây Nam khô nóng, mạnh và kéodài gây hạn hán hoặc làm cho cây cối bị táp lá do bốc thoát hơi mạnh, làm giảmnăng suất cây trồng đáng kể Nhiệt độ cao nhất trung bình rơi vào tháng 6 với nhiệt

độ cao nhất là 34,20C

Mùa lạnh: Bắt đầu từ tháng 12 tới tháng 3 năm sau, nhiệt độ không khí trungbình hàng tháng dao động trong khoảng 16-190C Tháng lạnh nhất trong năm làtháng 1 nhưng nhiệt độ trung bình vẫn đạt khoảng 16.60C, nhiệt độ vẫn đảm bảothích hợp cho cây trồng Hai tháng còn lại trong năm là tháng 4 và tháng 11 là haitháng chuyển tiếp giữa các mùa lạnh sang mùa nóng và ngược lại, nhiệt độ khôngkhí tương đối ôn hoà

- Độ ẩm không khí:

Độ ẩm không khí trung bình giữa các tháng trong năm thay đổi không lớn,dao động trong khoảng 84% - 86% Riêng tháng 2, 3 có độ ẩm cao hơn từ 90% -91%

- Mưa:

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mưa tập trung vào các tháng 7, 8, 9 Mưalớn nhất thường do bão ( chiếm 75% - 80%) Trong 3 tháng mưa nhiều, số ngàymưa dao động từ 10 – 16 ngày Hai tháng 8 và 9 có số ngày mưa cao nhất (14- 16ngày) Số ngày mưa liên tục dài nhất dao động từ 4 – 7 ngày (vào tháng 8, tháng 9).Một số trận mưa có cường độ lớn như trận mưa năm 1980 với lượng mưa đo đượctới 529 mm, năm 1989 có lượng mưa rơi 461 mm Lượng mưa trung bình mùa mưa( từ tháng 5 - tháng 10): 1439 mm (chiếm 83% cả năm)

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau; lượng mưa trung bình mùa khô từ

11 năm trước đến tháng 4 năm sau là 278 mm (chiếm 17% cả năm)

Lượng bốc hơi trung bình hàng năm khoảng 752 mm Lượng bốc hơi càngcao thì nước cạn càng nhiều Tháng 4, 5 có lượng bốc hơi lớn Tháng 1, 2 lượng bốchơi ít nhất trung bình E = 15.8 m3/ha/ngày Riêng từ ngày 20/4 đến 25/5 lượng bốchơi bình quân E = 61.7 m3/ha/ngày

Đặc điểm mạng lưới sông ngòi

Thái Bình được bao bọc bởi hệ thống sông, biển khép kín Bờ biển dài trên

50 km và 4 sông lớn chảy qua địa phận của tỉnh: Phía bắc và đông bắc có sông Hóadài 35,3 km, phía bắc và tây bắc có sông Luộc (phân lưu của sông Hồng) dài 53 km,phía tây và nam là đoạn hạ lưu của sông Hồng dài 67 km, sông Trà Lý (phân lưucấp 1 của sông Hồng) chảy qua giữa tỉnh từ tây sang đông Đồng thời có 5 cửa sônglớn (Văn Úc, Diêm Điền, Ba Lạt, Trà Lý, Lân) Các sông này đều chịu ảnh hưởngcủa chế độ thủy triều, mùa hè mức nước dâng nhanh, lưu lượng lớn, hàm lượng phù

sa cao, mùa đông lưu lượng giảm nhiều, lượng phù sa không đáng kể Nước mặnảnh hưởng sâu vào đất liền (15-20 km)

Chế độ thủy văn của sụng Trà Lý (phõn lưu sụng Hồng) chịu sự chi phối trựctiếp vào chế độ dũng chảy của sụng Hồng và chế độ thủy triều ở Vịnh Bắc Bộ Vớichiều dài sụng khoảng 40 km thỡ đó cú đến trờn 30 km chiều dài sụng cú chế độdũng chảy chịu ảnh hưởng của thủy triều.

Đông H ng Quỳnh Phụ

Uỷ ban huyện

Ranh giới hành chính huyện

Trạm thuỷ văn

Trạm khí t ợng

bản đồ mạng l ới sông suối tỉnh thái bình

Hỡnh 1.5 Bản đồ mạng lưới sụng suối tỉnh Thỏi Bỡnh Chế độ dũng chảy:

Chế độ dũng chảy trờn sụng Trà Lý cũng phõn thành hai mựa rừ rệt là mựa lũvà mựa kiệt Mựa lũ thường bắt đầu từ thỏng 6 đến thỏng 10 và mựa kiệt là cỏcthỏng cũn lại

Số liệu thống kê mực nước trung bình các tháng mùa kiệt tại trạm Thái Bìnhcho thấy rõ điều đó.

Bảng 1.2 Mực nước trung bình các tháng mùa kiệt tại trạm Thái bình

- Mực nước lớn nhất trong năm thường xuất hiện vào các tháng 7, 8

* Dòng chảy mùa kiệt:

Sông Trà Lý chịu ảnh hưởng mạnh của thuỷ triều về mùa kiệt Thuỷ triềutruyền qua các cửa sông Trà Lý ngược lên thượng lưu Biên độ triều có xu thế giảmdần về phía thượng lưu.

Mực nước bình quân ngày thể hiện sự dao động theo nguyệt triều Mực nướcbình quân các trạm ít biến đổi và giảm dần về phía hạ lưu

Chế độ thuỷ triều:

- Khu vực dự án cách biển trung bình khoảng 40km, vì vậy chế độ thuỷ văn,thuỷ lực của đoạn sông cũng chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều Thủy triều vùngbiển Thái Bình có chế độ nhật triều, một tháng có 2 chu kỳ triều, mỗi chu kỳ có 14con nước Trong 14 con nước có từ 2-4 con nước có độ chênh lệch giữa đỉnh triềuvà chân triều không lớn, giai đoạn này được gọi là triều nghén Từ con nước thứ 7đến con nước thứ 11 chênh lệch giữa đỉnh và chân triều rất lớn gọi là thời kỳ triềucường, từ vùng cửa sông biên độ triều giảm dần về phía thượng lưu Giai đoạn triềucường, chân triều lấn sâu vào đến trạm thuỷ văn Quyết Chiến

Bảng 1.3 Mực nước đỉnh triều cao nhất và chân triều thấp nhất tháng đặc trưng

19211

212-6

190-1

3484

43123

54168

688178

494120

445442

4163

25923Thái

Bình

Max

Min

216-19

185-30

183-57

173-40

247-43

304-22

369-9

45879

37153

31626

30311

290-13

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

Dân số Thái Bình ước khoảng: 1 triệu 875 ngàn người Trong đó dân số nôngthôn chiếm 94,2%, dân số thành thị chiếm 5,8%; mật độ dân số 1.206 người/km2;bình quân nhân khẩu là 3,75 người/hộ; tỷ lệ phát triển dân số tự nhiên hiện nay là1,02%

Thái Bình là tỉnh trọng điểm về nông nghiệp, sản xuất nông nghiệp chiếm tỷtrọng lớn trong nền kinh tế thu hút tới 90% dân số toàn tỉnh Những năm gần đâychuyển sang cơ chế nền kinh tế thị trường, thì công nghiệp Thái Bình mới chỉ làbước đầu trên con đường phát triển Tuy nhiên tỉnh đã bước đầu khai thác nhữngnguồn tài nguyên sẵn có của địa phương để phục vụ phát triển kinh tế như: Nguồnkhí mỏ, nước khoáng tại Tiền Hải đã được khai thác từ năm 1986 với sản lượngkhai thác bình quân mỗi năm hàng chục triệu m3 khí thiên nhiên phục vụ cho sảnxuất đồ sứ, thủy tinh, gạch ốp lát, xi măng trắng thuộc khu công nghiệp Tiền Hải Với sự nỗ lực phấn đấu của các cấp, các ngành, các cơ sở sản xuất kinh doanhvà nhân dân trong tỉnh; cùng với sự chỉ đạo, điều hành vừa toàn diện, vừa có trọngtâm, có trọng điểm của Tỉnh uỷ, HĐND, UBND tỉnh; tình hình kinh tế – xã hội cónhững bước phát triển mới Nhịp độ tăng trưởng GDP bình quân 10 năm đạt 8,5%trở lên

- Giá trị sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp tăng bình quân trên 4%/năm

- Giá trị sản xuất công nghiệp, xây dựng tăng bình quân trên 18%/năm

- Giá trị dịch vụ tăng bình quân trên 11%/năm

Cùng với đà phát triển về kinh tế chung toàn tỉnh trong những năm gần đây thì

an ninh xã hội cũng ngày càng được ổn định

1.3 Tình hình xâm nhập mặn khu vực sông Trà Lý

1.3.1 Diễn biến xâm nhập mặn

Trong những năm gần đây, diễn biến mặn ở các cửa sông trên địa bàn tỉnhThái Bình khá phức tạp, nhất là vào mùa khô, khi lưu lượng nước sông nhỏ, triềuảnh hưởng sâu trong lục địa Mực nước và độ mặn biến đổi theo từng giờ, từngngày trong một con nước triều và dọc theo sông phụ thuộc vào các quá trình thủyvăn, hải văn và khí tượng: vào những ngày triều trung và triều cường khi có giómạnh thổi dọc sông từ biển vào, khoảng cách xâm nhập mặn tăng lên, còn khi cómưa trên lưu vực thì độ mặn sẽ giảm đi

Sự xâm nhập mặn vào cửa sông Hồng, sông Hóa và sông Trà Lý cũng như cácsông vùng hạ lưu Thái Bình còn phụ thuộc vào sự điều tiết của hồ chứa Hòa

Bình; Thác Bà và Tuyên Quang; thực tế theo dõi nhiều năm trở lại đây nước mặn có

xu thế ngày càng lấn sâu hơn vào khu vực nội địa: Tại huyện Thái Thụy vụ xuân bịảnh hưởng của mặn từ cửa sông Hoá lên tới khu vực cầu Nghìn và Tiền Hải, TháiThụy, mặn triền sông Trà Lý ảnh hưởng lên qua cống Thái Phúc tới giáp cốngThuyền Quan, là cống lấy nước chủ yếu cho vùng Nam huyện Thái Thụy; triền sôngHồng mặn xâm nhập lên tới cống Nguyệt Lâm, là cống lấy nước chủ yếu cho huyệnTiền Hải Độ mặn có xu hướng tăng ở dòng chính sông Hồng Nhờ bổ sung lưulượng về mùa cạn từ các hồ chứa làm cải thiện tình hình xâm nhập mặn

Bảng 1.4 Độ mặn lớn nhất trong mùa kiệt nhiều năm trên sông Trà Lý

(Nguồn: Chi cục Thủy lợi tỉnh Thái Bình)

Độ mặn có xu hướng giảm phía sông Thái Bình Khả năng bổ sung lưu lượng

về mùa cạn của hồ chứa Hoà Bình đã cải thiện tình hình xâm nhập mặn Do sự phânphối dòng chảy trên sông Đà, Hồng cùng với việc sử dụng nước cho nông nghiệpkhông tăng nhiều nữa so với mức cơ bản, các nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt vàcông nghiệp tăng chưa nhanh, mặt khác có thể xử lý thu hồi dùng lại 90%, và việc

có thêm hồ Sơn La thì tình hình nước mùa cạn ở hạ lưu sông Hồng, sông Thái Bìnhđược cải thiện hơn nhiều

Tính trung bình nhiều năm từ chuỗi số liệu đo đạc, chiều dài xâm nhập mặn1‰ xa nhất trên sông Thái Bình 13 - 49 km (tuỳ từng phân lưu), Ninh Cơ 36 km,Trà Lý 51 km, Đáy 41 km và sông Hồng 14 - 33 km [18]

Nhìn chung chiều dài xâm nhập mặn sâu nhất là các phân lưu của hạ du sôngThái Bình từ 8 - 49 km, với độ mặn 4‰ và 1‰

Bảng 1.5 Khoảng cách xâm nhập mặn trên một số sông chính thuộc

(Nguồn: Chi cục Thủy lợi tỉnh Thái Bình)

Để đánh giá mức độ xâm nhập mặn trên các sông ở từng tháng phải căn cứvào số liệu độ mặn đặc trưng tháng tại các trạm giám sát như Sđỉnh max (Sđ max),Sđỉnh bình quân (Sđ bq), Sđỉnh min (Sđ min) Tuy nhiên, tình hình xâm nhập mặn ởcác sông cũng rất phức tạp chưa tuân theo một quy luật nhất định Ngoài các yếu tố

tự nhiên mang tính khách quan cũng có các yếu tố chủ quan, đó là việc điều tiếtdòng chảy Hàng năm, vào mùa kiệt, khoảng tháng 1-2 là thời kỳ cày bừa, ngả ảinên nhu cầu sử dụng nước rất lớn, vì vậy các hồ điều tiết xả nước cung cấp thêmcho các sông, mực nước và lưu lượng ở các sông trong vùng đồng bằng đều tăng,nước mặn bị đẩy lùi dần ra phía biển Thời gian xả nước phụ thuộc vào mực nướcyêu cầu của các sông phía hạ lưu, mực nước tích trong hồ và thời gian bị nhiễmmặn lớn nhất

Bảng 1.6 Độ mặn trung bình tháng trên một số sông chính thuộc tỉnh Thái Bình

Đơn vị: 0 / 00

Ba Lạt

(Hồng) 3.17 3.8 3.14 3.44 2.5 1.77 0.01-0.05 19.5-24.1 24.1Ngũ Thôn 0.36 1 0.762 0.84 0.59 0.31 0.01-0.02 1.87-22.7 22.7

Trà Lý Định Cư -Ngũ Thôn 9 4,42 - 0,64 0,42 31,2-22,7Thái Bình Đông Xuyên-Cống Rỗ 9 5,74 -0,84 0,54 29,5-21,4

Số liệu đo đạc Đài khí tượng thủy văn Khu vực Đồng bằng Bắc Bộ và Trungtâm Khí tượng thủy văn Quốc gia về độ mặn đặc trưng khu vực sông Trà Lý tạiđiểm đo Ngũ Thôn, Phúc Khê, Đông Quý những tháng đầu năm 2014, 2015, 2016

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq Ngũ

Thôn 4,00 1,17 8,43 2,10 1,33 0,45 1,68 0,95 0,97 0,28 0,08 0,05Phúc

Khê 0,60 0,17 1,90 0,47 0,07 0,05 0,08 0,05 0,07 0,04 0,05 0,03Đông

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq Ngũ

Thôn 9,40 3,99 2,65 0,90 1,30 0,41 11,00 4,49 0,50 0,19 0,15 0,06Phúc

Khê 0,70 0,34 0,30 0,12 0,05 0,04 0,30 0,12 0,04 0,03 0,04 0,04Đông

Quý 17,60 7,50 8,90 4,06 3,20 1,75 13,10 6,56 2,60 1,80 1,40 1.10

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq

Sđ max Sđ bq Ngũ

Thôn 1,90 0,77 7,18 1,69 8,33 2,60 2,10 1,10 0,11 0,07 1,40 0,40Phúc

Khê 0,09 0,05 1,00 0,23 0,60 0,18 0,07 0,05 0,04 0,03 0,06 0,04Đông

Năm 2015: Sđỉnh max cao nhất vào Tháng 3, Sđỉnh max trạm Đông Quý lớnnhất (13,10‰), Sđỉnh max trạm Phúc Khê nhỏ nhất (0,30‰), trạm Ngũ Thôn Sđỉnhmax 11,00‰

Năm 2016: Sđỉnh max cao nhất vào Tháng 1, Sđỉnh max trạm Đông Quý lớnnhất (19,30‰), Sđỉnh max trạm Phúc Khê nhỏ nhất (1,00‰), trạm Ngũ Thôn Sđỉnhmax 7,18‰

Kết luận: Trên đồng bằng sông Hồng cũng như khu vực sông Trà Lý nhu cầunước tưới lớn nhất vào tháng 1 Đây là thời kỳ trên cánh đồng đang cần một lượng

nước lớn để làm đất ngả ải chuẩn bị cho vụ chiêm xuân Vì vậy mức độ xâm nhậpmặn lớn nhất của hệ thống sông Hồng và sông Trà Lý thường tập trung vào thángnày.

- So sánh tình hình xâm nhập mặn trong 3 năm:

Trong các năm 2014, 2015 và 2016 do biến đổi khí hậu ngày càng rõ nétnhững yếu tố thời tiết tiêu cực không ngừng gia tăng như bão, lụt, hạn, úng, xâmnhập mặn và diễn ra rất nghiêm trọng trên mọi vùng miền của đất nước Đó là điềukiện thuận lợi để nước mặn ngoài biển xâm nhập sâu vào nội địa Số liệu về tìnhhình xâm nhập mặn trong 3 năm cho thấy năm 2015 mức xâm nhập mặn đạt caonhất Theo S đỉnh max, mức mặn đã lấn sâu vào nội địa đối với sông Trà Lý Trongtháng 2, do được các hồ thủy điện xả nước mạnh và có mưa nhỏ mưa phùn nên mứcxâm nhập xuống thấp Tuy nhiên, trong tháng 3/2015 xâm nhập mặn lại phát triểnrất mạnh cao hơn nhiều so với tháng 2 và cùng tháng của các năm trước

Theo thống kê của Viện khoa học khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu:

Độ sâu xâm nhập mặn tại một số vị trí trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình từngày 11-20/4/2016 được thống kê như sau:

Bảng 1.12 Độ sâu xâm nhập mặn trên một số sông chính

K/C xâm nhập mặn (km)