Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu mối trên sông hồng thuộc phạm vi tỉnh nam định trong thời kỳ mùa kiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN KHÁNH TOÀN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TRÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN KHÁNH TOÀN

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TRÊN SÔNG HỒNG THUỘC PHẠM VI TỈNH NAM ĐỊNH

TRONG THỜI KỲ MÙA KIỆT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN KHÁNH TOÀN

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TRÊN SÔNG HỒNG THUỘC PHẠM VI TỈNH NAM ĐỊNH

TRONG THỜI KỲ MÙA KIỆT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu mối trên sông Hồng thuộc phạm

vi tỉnh Nam Định trong thời kỳ mùa kiệt” là của cá nhân tôi Các kết quả nghiên cứu

và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào

và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Nguyễn Khánh Toàn

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn thạc sĩ với đề tài “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu mối trên sông Hồng thuộc phạm vi tỉnh Nam Định trong thời kỳ mùa kiệt” đã được hoàn thành Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Phòng Đào tạo đại học và sau đại học và toàn thể các thầy cô đã giảng dạy, giúp đỡ tác giả trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn, đặc biệt quý Thầy Cô Khoa Thủy văn tài nguyên nước của Trường Đại học Thủy lợi đã truyền đạt cho tác giả vốn kiến thức quý báu suốt thời gian học tập tại trường

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng tới PGS.TS Phạm Thị Hương Lan

đã tận tâm chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả rất tận tình trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn

Tác giả cũng chân thành cảm ơn tới các bạn đồng nghiệp, bạn bè đã đã hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận văn được hoàn thành

Do thời gian nghiên cứu không dài, trình độ và kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều nên luận văn chắc chắn không thể tránh được những hạn chế và thiếu sót Tác giả kính mong các thầy, cô giáo, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để kết quả nghiên cứu được hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v

DANH MỤC BẢNG BIỂU viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 4

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới 4

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 9

1.3 Kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam 11

1.3.1 Kịch bản 2012 11

1.3.2 Kịch bản 2016 12

1.4 Định hướng nghiên cứu của luận văn 13

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – KINN TẾ XÃ HỘI TỈNH NAM ĐỊNH 15 2.1 Điều kiện địa lý tự nhiên 15

2.1.1 Vị trí địa lý 15

2.1.2 Đặc điểm địa hình và đất đai 16

2.1.3 Đặc điểm khí hậu 19

2.2 Đặc điểm dân sinh kinh tế 20

2.2.1 Tổ chức hành chính 20

2.2.2 Dân số 20

2.2.3 Định hướng về phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh đến năm 2020 21

2.3 Đặc điểm thủy văn và Tài nguyên nước tỉnh Nam Định 22

2.3.1 Mạng lưới sông ngòi 22

2.3.2 Thủy triều và xâm nhập mặn 26

2.3.3 Đặc điểm tài nguyên nước mặt 35

2.4 Hiện trạng các công trình đầu mối khai thác nước mặt trên địa bàn tỉnh Nam Định 36 2.5 Các biểu hiện về Biến đổi khí hậu của tỉnh Nam Định 40

2.5.1 Nhiệt độ: 40

2.5.2 Lượng mưa 41

2.5.3 Độ ẩm 43

2.5.4 Lượng giờ nắng: 43

2.5.5 Nước biển dâng 44 2.5.6 Tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển lên các công trình khai thác nước 45

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TRÊN SÔNG HỒNG THUỘC PHẠM VI TỈNH NAM ĐỊNH TRONG THỜI KỲ MÙA KIỆT 46

3.1 Thiết lập mô hình MIKE11 46

3.1.1 Giới thiệu mô hình 46

3.1.2 Thiết lập mô hình 47

3.1.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 59

3.2 Đánh giá tác động của BĐKH đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu mối trên sông Hồng thuộc phạm vi tỉnh Nam Định trong thời kỳ mùa kiệt 73

3.2.1 Kịch bản hiện trạng 73

3.2.2 Kịch bản Biến đổi khí hậu ở Nam Định 75

3.2.3 Kết quả tính toán xác định đường mực nước lớn nhất dọc sông trong mùa cạn trên địa bàn tỉnh Nam Định giai đoạn hiện trạng 77

3.2.4 Kết quả tính toán xác định đường mực nước lớn nhất dọc sông trong mùa cạn trên địa bàn tỉnh Nam Định trong điều kiện BĐKH – NBD 85

3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả cấp nước của các công trình đầu mối trong bối cảnh BĐKH 89

3.3.1 Các giải pháp công trình và phi công trình 89

3.3.2 Kiến nghị giải pháp công trình cống ngăn mặn nâng cao hiệu quả lấy nước 90 3.3.3 Vị trí cống điều tiết ngăn mặn 93

3.3.4 Đánh giá hiệu quả ngăn mặn trữ ngọt cho công trình ngăn mặn trên sông Đáy, sông Ninh Cơ, sông Hồng 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC 105

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Bản đồ hành chính tỉnh Nam Định 16

Hình 2.2 Tần suất mực nước triều - trạm Hòn Dấu 26

Hình 2.3 Diễn biến xâm nhập mặn dọc sông Hồng ứng với các cấp lưu lượng tại Sơn Tây 31

Hình 2.4 Diễn biến xâm nhập mặn dọc sông Ninh Cơ ứng với các cấp lưu lượng tại Sơn Tây 33

Hình 2.5 Quá trình mực nước Nam Định từ 1990-2000 34

Hình 2.6 Quá trình mực nước Nam Định từ 2001-2010 34

Hình 2.7 Quá trình mực nước Trực Phương từ 2001-2010 35

Hình 2.9 Biểu đồ Nhiệt độ trung bình năm khu vực Nam Định giai đoạn 1990-2009 41 Hình 2.10 Biểu đồ tổng lượng mưa trung bình năm khu vực Nam Định 42

Hình 2.11 Biểu đồ độ ẩm trung bình khu vực Nam Định giai đoạn 1990-2009 43

Hình 2.12 Biểu đồ tổng số giờ nắng TB năm khu vực Nam Định giai đoạn 1990-2009 44

Hình 3.1 Sơ đồ mạng thủy lực sông Hồng – sông Thái Bình 48

Hình 3.2 Hệ thống các trạm kiểm tra mô phỏng trên mô hình 52

Hình 3.3 Bản đồ vị trí công trình chính lấy nước dọc hệ thống sông Hồng – Thái Bình 58

Hình 3.4 Mực nước Hòn Dấu qua các năm 59

Hình 3.5 Hệ thống các vị trí lấy nước trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình 59

Hình 3.6 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Trung Hà mùa kiệt năm 2000-2001 61

Hình 3.7 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Phú Thọ mùa kiệt năm 2000-2001 61

Hình 3.8 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Vụ Quang mùa kiệt năm 2001 62

Hình 3.9 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Việt Trì mùa kiệt năm 2000 – 2001 62

Hình 3.10 Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo trạm Sơn Tây mùa kiệt năm 2000- 2001 62

Hình 3.11 Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo trạm Hà Nội mùa kiệt năm 2000-2001 63

Hình 3.12 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Hà Nội mùa kiệt năm 2000-2001 63

Hình 3.13 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Thượng Cát mùa kiệt năm 2000 - 2001 63

Hình 3.14 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Hưng Yên mùa kiệt năm 2000 – 2001 64

Hình 3.15 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Phả Lại mùa kiệt năm 2000 - 2001 64

Hình 3.16 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Quyết Chiến mùa kiệt năm 2000 - 2001 64

Hình 3.17 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Trực Phương mùa kiệt năm 2000 – 2001 65

Hình 3.18 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Nam Định mùa kiệt năm 2000 - 2001 65 Hình 3.19 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Phú Thọ mùa kiệt năm

2002 – 2003 66 Hình 3.20 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Sơn Tây mùa kiệt năm

2002 – 2003 66 Hình 3.21 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Trung Hà mùa kiệt năm 2002 – 2003 67 Hình 3.22 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Hà Nội mùa kiệt năm

2002 – 2003 67 Hình 3.23 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Việt Trì mùa kiệt năm

2002 – 2003 67Hình 3.24 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Thượng Cát mùa kiệt năm 2002 – 2003 68 Hình 3.25 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Phả Lại mùa kiệt năm

2002 - 2003 68 Hình 3.26 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Yên Hưng mùa kiệt năm 2002 – 2003 68 Hình 3.27 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Nam Định mùa kiệt năm 2002 – 2003 69 Hình 3.28 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Quyết Chiến mùa kiệt năm 2002 – 2003 69 Hình 3.29 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Trực Phương mùa kiệt năm 2002 – 2003 69 Hình 3.30 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Triều Dương mùa kiệt năm 2002 – 2003 70 Hình 3.31 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Gián Khẩu mùa kiệt năm 2002 – 2003 70 Hình 3.32 Kết quả hiệu chỉnh và xác nhận tham số truyền mặn 1 số trạm chính trên hệ thống sông Hồng 71 Hình 3.33 Kết quả tính toán mực nước và độ mặn tại cống Âm Sa và Cống Bình Hải 1 72 Hình 3.34 Kết quả tính toán mực nước và độ mặn tại cống Ngô Xá và Cống Cồn Nhất 72 Hình 3.35 Kết quả tính toán mực nước và độ mặn tại cống Ngô Đồng và cống Quỹ Nhất 72 Hình 3.36 Kết quả tính toán mực nước và độ mặn tại cống Sẻ và cống Tam Tòa 73 Hình 3.37 Đường mực nước dọc sông Hồng đoạn thuộc hệ thống thủy nông Bắc Nam

Hà 78 Hình 3.38 Đường quá trình mực nước dọc sông Đáy đoạn thuộc hệ thống thủy nông Bắc Nam Hà 79 Hình 3.39 Đường quá trình mực nước dọc sông Đào đoạn thuộc hệ thông thủy nông Bắc Nam Hà 79 Hình 3.40 Đường quá trình mực nước dọc sông Đào đoạn thuộc công ty KTCTTL Nam Ninh 80

Hình 3.41 Đường quá trình mực nước dọc sông Hồng đoạn thuộc công ty KTCTTL

Nam Ninh 80

Hình 3.42 Đường quá trình mực nước dọc sông Đáy đoạn thuộc công ty KTCTTL Nghĩa Hưng 80

Hình 3.43 Đường quá trình mực nước dọc sông Hồng đoạn thuộc công ty KTCTTL Xuân Thủy 81

Hình 3.44 Đường quá trình mực nước dọc sông Ninh Cơ đoạn thuộc công ty KTCTTL Hải Hậu 81

Hình 3.45 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Ngô Xá – Nam Ninh 81

Hình 3.46 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Vị Khê – Nam Ninh 82

Hình 3.47 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Cát Chử – Nam Ninh 82

Hình 3.48 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Tiền Đồng – Nghĩa Hưng 83

Hình 3.49 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Tây Biên – Nghĩa Hưng 83

Hình 3.50 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Bình Hải 2 – Nghĩa Hưng 83

Hình 3.51 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Âm Sa – Nghĩa Hưng 84

Hình 3.52 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Ngô Đồng– Xuân Thủy 84

Hình 3.53 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Cồn Nhì– Xuân Thủy 84

Hình 3.54 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Múc1 – Hải Hậu 85

Hình 3.55 Quá trình mực nước lớn nhất tại cống Đối – Hải Hậu 85

Hình 3.56 Đường diễn biến mặn lớn nhất dọc sông Hồng theo các kịch bản BĐKH 86

Hình 3.57 Đường diễn biến mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ theo các kịch bản BĐKH 86

Hình 3.58 Diễn biến mực nước và độ mặn tại cống Ngô Đồng, Xuân Thủy - Nam Định 87

Hình 3.59 Diễn biến mực nước và độ mặn tại cống Ngô Xá, sông Hồng tỉnh Nam Định 87

Hình 3.60 Diễn biến mực nước và độ mặn tại cống Sa Lung, sông Đào – Nam Định 87 Hình 3.61 Vị trí cống ngăn mặn trên sông Đáy và sông Ninh Cơ 95

Hình 3.62 Vị trí cống ngăn mặn trên sông Hồng 95

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Mực nước bình quân tháng, năm trên sông Hồng, sông Đáy, sông Đào Nam

Định 24

Bảng 2.4 Hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi thuộc tỉnh Nam Định 39

Bảng 3.1 Các thông số thiết kế các hồ chứa thượng nguồn 48

Bảng 3.2 Địa hình lòng dẫn sông Hồng- Thái Bình 50

Bảng 3.3 Các trạm thủy văn dùng để thử nghiệm và kiểm định mô hình 51

Bảng 3.4 Các cống và trạm bơm chính sử dụng trong mô phỏng tính toán được xem xét sử dụng trong biên sử dụng nước của mô hình 55

Bảng 3.5 Kết quả hiệu chỉnh thông số mô hình 60

Bảng 3.6 Kết quả kiểm định mô hình 65

Bảng 3.7 Phân tích hiệu quả và so sánh độ mặn trung bình tính toán và thực đo tại bước hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 71

Bảng 3.8 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) của tỉnh Nam Định 75

Bảng 3.9 Nhiệt độ trung bình mùa hè của tỉnh Nam Định từ năm 2020 – 2100 (0 C) so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) 75

Bảng 3.10 Mức thay đổi lượng mưa so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) địa bàn tỉnh Nam Định 76

Bảng 3.11 Lượng mưa trung bình của tỉnh Nam Định từ năm 2020 – 2100 so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) 76

Bảng 3.12 Mực nước biển dâng so với thời kỳ 1980 – 1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2) khu vực tỉnh Nam Định 77

Bảng 3.13 Độ mặn lớn nhất tại các cống theo các kịch bản tính toán 96

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

ATNĐ Áp thấp nhiệt đới

BĐKH Biến đổi khí hậu

CTBD Áp cao Thái Bình Dương

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Việt Nam là một trong 5 quốc gia trên thế giới dễ bị tổn thương nhất bởi biến đổi khí

hậu, trong đó chịu ảnh hưởng nặng nề nhất là vùng đồng bằng sông Hồng và đồng

bằng sông Cửu Long

Đồng bằng sông Hồng được coi là trung tâm kinh tế của Việt Nam, với dân số 20,4 triệu người (22,78% dân số Việt Nam), GDP là 43,3 tỷ USD, trong đó nông nghiệp chiếm 19,4% Sinh kế ở đồng bằng sông chủ yếu dựa trên các hoạt động phụ thuộc vào nước: tưới tiêu cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, chăn nuôi… Lưu vực sông Hồng

là một lưu vực xuyên biên giới chung giữa Trung Quốc ở thượng lưu chiếm 48% diện tích, Việt Nam ở hạ nguồn chiếm 51% diện tích, và một phần phía Lào Khí hậu nhiệt đới gió mùa Lượng mưa dồi dào Lượng mưa trung bình năm trên lưu vực trong phạm

vi 1.500-2.800 mm, ngoại trừ phía tây nam tỉnh Hà Giang (Bắc Quang), lượng mưa trung bình vượt quá 4800 mm Mùa khô từ tháng mười một (XI) đến tháng ba (III), lượng mưa chỉ chiếm 10 phần trăm lượng mưa hàng năm Nhiệt độ trung bình năm thay đổi theo độ cao Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất vào tháng Giêng (tháng I), tháng lạnh nhất trong năm Tháng năm và tháng sáu là tháng nóng nhất Trong những

thập kỷ gần đây, các hồ chứa, đập đã được xây dựng và phát triển trên lưu vực Đặc điểm thủy văn của lưu vực có sự thay đổi so với xu hướng khí hậu trong quá khứ và tương lai Tuy nhiên, việc hợp tác để quản lý nguồn nước xuyên biên giới trong lưu

vực vẫn còn hạn chế, việc quản lý đập còn đơn lẻ, thiếu sự trao đổi dữ liệu về thủy văn

hoặc khí hậu, và không có Hội đồng quản lý lưu vực sông

Trong tương lai, biến đổi khí hậu và khai thác sử dụng của con người là khả năng tác động thêm chế độ thủy văn vùng đồng bằng Sự gia tăng của mực nước biển cũng có

thể thay đổi độ mặn ở đồng bằng và vùng ven biển, gia tăng tình trạng ngập lụt Những thay đổi này có thể sẽ ảnh hưởng đến các hoạt động của con người và điều kiện sống ở vùng đồng bằng

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình là một lưu vực sông liên quốc gia chảy qua 3 nước Việt Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 169.000 km2

và diện tích lưu vực của hai sông này trong lãnh thổ Việt Nam vào khoảng 87.840

km2 Vùng châu thổ sông nằm hoàn toàn trong lãnh thổ Việt Nam có diện tích ước tính khoảng 17.000 km2 Chiều dài sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam khoảng 328km

Phần lưu vực nằm ở Trung quốc là: 81.200 km2

chiếm 48% diện tích toàn lưu vực

Phần lưu vực nằm ở Lào là: 1.100 km2

chiếm 0,7% diện tích toàn lưu vực Phần lưu

vực nằm ở Việt Nam là: 87.840 km2 chiếm 51,3% diện tích lưu vực

Đồng bằng sông Hồng là khu vực có dân số đứng đầu của cả nước, có vị trí cực kỳ quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của nước ta Vùng đồng bằng sông Hồng

gồm 11 tỉnh, thành phố: Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Quảng Ninh, Thái Bình, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình

Vấn đề biến đổi khí hậu – nước biển dâng, xâm nhập mặn ngày càng gia tăng về mùa

kiệt làm cho việc lấy nước của các cống tưới của các hệ thống thủy lợi vùng ven biển

gặp nhiều khó khăn Điều này cho thấy các nghiên cứu đánh giá khả năng lấy nước của các cống tưới của các hệ thống thủy lợi đặc biệt là vào các năm kiệt trong điều kiện có xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng là rất cần thiết Trong nghiên cứu của luận văn, tập trung đánh giá về đặc điểm xu thế biến động khí hậu tỉnh Nam Định và đánh giá tác động của các xu thế biến đổi khí hậu đến hoạt động cấp nước của các công trình đầu mối lấy nước trong thời kỳ mùa kiệt

Trong bối cảnh như vậy, học viên đã lựa chọn luận văn : “Đánh giá tác động của

BĐKH đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu mối trên sông Hồng thuộc

ph ạm vi tỉnh Nam Định trong thời kỳ mùa kiệt” từ đó có định hướng giải pháp trong

quản lý bền vững tài nguyên nước

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá tác động của BĐKH đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu

mối trên sông Hồng thuộc phạm vi tỉnh Nam Định trong thời kỳ mùa kiệt để từ đó đề

xuất các giải pháp thích ứng với BĐKH

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài được lựa chọn là lưu vực sông Hồng (phần lãnh thổ Việt Nam) tập trung nghiên cứu đánh giá thuộc tỉnh Nam Định

Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Các công trình đầu mối lấy nước trên hệ thống sông Hồng thuộc Nam Định

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp thực hiện

+ Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: phương pháp này được sử dụng trong việc

xử lý các tài liệu về địa hình, khí tượng thủy văn, thủy lực phục vụ cho tính toán + Phương pháp mô hình toán: Mô hình MIKE 11

+ Phương pháp kế thừa: Trong quá trình thực hiện luận án đã sử dụng các kết quả có liên quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan và tổ chức khác Những kế thừa nhằm mục đích kết quả tính toán phù hợp với thực tiễn của vùng nghiên cứu

4.2 Kỹ thuật sử dụng

Sử dụng mô hình MIKE 11 để tính toán thủy lực trên lưu vực

5 Kết quả dự kiến đạt được

Kết quả đánh giá, quá trình mực nước tại các trạm thủy văn và tại các công trình đầu mối lấy nước trên địa bàn tỉnh Nam Định

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN KHẢ NĂNG LẤY NƯỚC CỦA CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới

Các công trình nghiên cứu quy mô toàn cầu về hiện tượng BĐKH đã được các nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới tiến hành từ đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước Các nghiên cứu về biến đổi khí hậu của IPCC được công bố, bao gồm hiện tượng nóng lên toàn cầu, khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, nước biển dâng, các tác nhân khí hậu, lịch

sử thay đổi của khí hậu Trái Đất và trở thành một cơ sở khoa học khi nghiên cứu về vấn đề này Dựa trên việc mở rộng, cải thiện khối lượng lớn dữ liệu quan trắc và phân tích có độ tin cậy cao, IPCC đã đưa ra những bằng chứng mạnh mẽ rằng hiện tượng nóng lên toàn cầu quan trắc thấy trong 50 năm qua là do các hoạt động của con người Đồng thời, sự hợp nhất cả nhân tố tự nhiên và con người trong kết quả quan trắc và tính toán mô hình trong 140 năm Những thay đổi trong khí hậu khu vực cho thấy tác động đến hệ thống sinh thái, vật lý và có dấu hiệu về tác động của nó đối với hệ thống kinh tế, xã hội Xu hướng tăng nhiệt độ đã tác động đến hệ thống tài nguyên nước và các hệ sinh thái ven biển, trong lục địa ở nhiều nơi trên thế giới, dẫn tới chi phí kinh tế

xã hội tăng lên do biến đổi khí hậu khu vực và thời tiết nguy hiểm tăng lên

Hội nghị quốc tế do Liên hiệp quốc triệu tập tại Rio de Janeiro năm 1992 đã thông qua Hiệp định khung và Chương trình hành động quốc tế nhằm cứu vãn tình trạng “xấu đi” nhanh chóng của bầu khí quyển trái đất Từ đó Tổ chức liên Chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hiệp quốc (IPCC) đã được thành lập, thu hút sự tham gia của hàng ngàn nhà khoa học quốc tế Tại Hội nghị Kyoto năm 1997, Nghị định thư Kyoto đã được thông qua vào đầu tháng 2/2005 đã được nguyên thủ 165 quốc gia trong đó có Việt Nam phê chuẩn Nghị định thư này bắt đầu có hiệu lực từ 10/2/2005

Thực tế cho thấy, các tác động tiềm tàng của BĐKH là khác nhau tại các khu vực khác nhau trên trái đất BĐKH có tác động lớn đến các khu vực ven biển, ven sông, nơi có mức độ đô thị hóa nhanh và nhạy cảm mạnh với các hiện tượng thời tiết cực đoan BĐKH ở quy mô địa phương có thể làm gia tăng các rủi ro liên quan, hoặc cũng là cơ hội cho các nước tiến hành hoạt động giảm thiểu các rủi ro do BĐKH gây ra Ví dụ,

phân tích ở quy mô thành phố có khả năng trùng hợp chặt chẽ hơn với địa giới hành chính địa phương và do đó, tạo điều kiện cho các quyết định liên quan đến thích ứng ở một mức độ thích hợp về mặt quản lý Theo thống kê, khoảng một nửa dân số thế giới hiện đang sống ở các thành phố và mức độ tập trung sẽ tăng cao hơn nữa trong những năm tới Các thành phố cũng là trung tâm hoạt động kinh tế - chính trị và là nơi có khả năng về phương tiện để thảo luận và thực hiện các chính sách về BĐKH Các hành động giảm nhẹ cho thành phố ngày càng được quan tâm, trong đó, tác động của BĐKH thường được ưu tiên xem xét McGranahan & nnk (2010) cho rằng, các khu định cư đô thị lớn có xu hướng tập trung nhiều hơn ở vùng ven biển, và khoảng 65% các thành phố có dân số lớn hơn 5 triệu được đặt tại các khu vực này Trên toàn cầu,

có nhiều khu vực đông dân cư ven biển và các thành phố lớn nằm dưới mực nước biển trung bình, dễ bị ngập lụt bởi nước dâng do bão

Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến nhu cầu nước của nông nghiệp cũng như áp lực của phát triển kinh tế lên nguồn nước Cụ thể: Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nguồn nước và nhu cầu nước nông nghiệp của vùng Bờ Tây của tác giả Numan Mizyed (2009); Sử dụng công

cụ GIS để quản lý phát triển kinh tế và cân bằng nước của vùng ven biển Lebanon của tác giả Daniel El Chani (2009); Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến nguồn nước của lưu vực sông Seyhan ở Thổ Nhĩ Kỳ của tác giả Yoichi Fujihara (2008); Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến cân bằng nước của lưu vực bán khô hạn của tác giả Fayez Abdulla (2009); Ảnh hưởng của những sự thay đổi về môi trường và kinh tế – xã hội đến tài nguyên nước ở lưu vực Odra và Elbe, của các tác giả Krysanova V và Kundzewicz Z.W (2006), Đức; Ảnh hưởng của các kịch bản biến đổi khí hậu đến chế

độ dòng chảy của phía Nam lưu vực sông Alps của tác giả S Brontini & nkk (2009) Cho đến nay, hàng loạt tác động tiềm tàng của BĐKH đã được xác định Một số nghiên cứu gần đây đã mô tả vấn đề này, như báo cáo của IPCC (2008) cho thấy, có sự đồng thuận về những tác động quan trọng nhất của BĐKH đến các thành phố gồm: ảnh hưởng của nước biển dâng và nước dâng do bão đến các thành phố ven biển; ảnh hưởng của hiện tượng cực đoan (bão và nước dâng do bão, lũ lụt do mưa lớn, cực nóng

và hạn hán) đến cơ sở hạ tầng xây dựng; ảnh hưởng đến sức khỏe (có nguyên nhân từ

nhiệt độ cao hơn trung bình hoặc các hiện tượng cực đoan); tác động đến sử dụng năng lượng (nhu cầu năng lượng dùng để sưởi ấm và làm mát); tác động đến nguồn tài nguyên nước và nguồn lực lao động; tác động đến du lịch và di sản văn hóa; tác động đến hệ sinh thái và quá trình đô thị hóa; tác động đến ô nhiễm không khí

Ở Bangladesh, Chính phủ có chương trình đầu tư 6,5 triệu USD để đối phó với các vùng đất ven biển ngày càng bị nhiễm mặn Chính phủ cũng đề xuất dự án nâng cao

800 km đường bộ lên từ 0,5 m đến 1,0 m so với mức hiện tại để tránh bị ngập do nước biển dâng với chi phí đầu tư khoảng 128 tỉ USD

Để đối phó với tình trạng hạn hán triền miên, nông dân ở Ecuado đào các ô chứa nước hình chữ U trên sườn dốc để chặn, chứa nguồn nước trong mùa mưa, giúp tăng cường lượng nước bổ sung xuống tầng nước ngầm đề từ đó lại khai thác nước ngầm để sử dụng trong mùa khô, còn người dân ở Ấn Độ lại tăng cường đầu tư các hình thức trữ nước, thu góp nước quy mô nhỏ để trữ nước mưa

Năm 2012 Mohamed Saidul Islam đã nghiên cứu tác động của xâm nhập mặn đến các loại sử dụng đất trong nông nghiệp tại Satkhira của Bangladesh Thông qua điều tra, khảo sát kết hợp với phân tích mẫu, dữ liệu viễn thám và phần mềm ArcGIS, đánh giá những thay đổi trong sử dụng đất và quy hoạch đất nhiễm mặn Các nghiên cứu cho thấy, độ mặn tồn tại trong tất cả các phần của khu vực nghiên cứu được phân loại là trung bình đến cao, việc sử dụng đất nông nghiệp trong khu vực nghiên cứu giảm dần

do mặn, đất nông nghiệp đang giảm với tỷ lệ 0,94% mỗi năm

Biến đổi khí hậu có khả năng ảnh hưởng đến rất nhiều lĩnh vực trong đó có tài nguyên nước, ảnh hưởng đến khả năng lấy nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội Trong khoảng 10 – 15 năm qua đã có nhiều nhà thủy văn trên thế giới nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đối với tài nguyên nước Trong những nghiên cứu này vận dụng nhiều cách tiếp cận các mô hình khác nhau Dù là theo cách tiếp cận nào thì mục tiêu chính của các hoạt động nghiên cứu tài nguyên nước liên quan đến biến đổi khí hậu là nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đối với tài nguyên nước

Liên quan tới bài toán biến đổi khí hậu, nhiều nghiên cứu đã kết hợp mô hình khí hậu toàn cầu với các mô hình thủy văn quy mô lớn Feddes & nnk (1989) đã đề cập đến

khả năng sử dụng mô hình khí quyển – cây trồng – nước – đất 1 chiều như một cơ sở cho việc thông số hóa trong các mô hình thủy văn Với cách tiếp cận này, mô hình thủy văn được xây dựng có thể phù hợp với quy mô lưới của mô hình khí hậu toàn cầu (30x30km), khác một cách cơ bản so với quy mô lưới được sử dụng trong đa số các

mô hình thủy văn hiện tại Nó cho phép thể hiện quá trình tương tác giữa khí tượng và thủy văn, dẫn tới kết quả tính toán các đặc trưng khí hậu và thủy văn đáng tin cậy hơn Tuy nhiên, để thực hiện bài toán hiệu chỉnh và các thông số là những hàm chưa biết của khí hậu, đất, thực vật, địa lý, sử dụng đất và địa mạo nên khối lượng dữ liệu được yêu cầu là rất lớn Hướng tiếp cận này không thể thực hiện cho các lưu vực quy mô nhỏ vì độ phân giải lưới thô Vì thế, các mô hình thủy văn qui mô dưới lưới vẫn cần thiết để giải quyết bài toán biến đổi khí hậu liên quan đến các hiện tượng thủy văn trên quy mô nhỏ

Một số nghiên cứu thông qua phân tích sự biến đổi trong thời gian dài của số liệu thủy văn và khí tượng quan trắc để đánh giá tác động biến đổi khí hậu Labat D & nnk (2004), tập trung vào tác động của biến đổi khí hậu lên vòng tuần hoàn thủy văn trên quy mô toàn cầu, dựa trên dữ liệu quan trắc chứng minh mối liên kết giữa hiện tượng

ấm lên và sự gia tăng của vòng tuần hoàn thủy văn trên toàn cầu Trên cơ sở đó, ông đưa ra những kết luận cho thấy dòng chảy toàn cầu có xu hướng tăng mạnh trong 75 năm qua với bước thời gian thay đổi là 15 năm Để giải quyết bài toán này, phải giải quyết nhiều vấn đề nảy sinh khi sử dụng chuỗi dữ liệu toàn cầu như sự không đồng bộ trong độ dài chuỗi dữ liệu, hay thiếu số liệu Mặc dù đã cung cấp một cái nhìn tổng quan về xu hướng biến đổi dòng chảy toàn cầu, dòng chảy tăng 4% với 10C tăng lên của nhiệt độ; thực tế phần lớn các nghiên cứu theo hướng này lại được thực hiện trên quy mô khu vực, vì thế vấn đề cần chuỗi số liệu dài và tương đối đầy đủ là bức thiết Hướng nghiên cứu chuỗi lịch sử được thực hiện ở hầu hết các nghiên cứu Những thay đổi nhiệt độ không khí trung bình được bổ sung bằng cách tăng những lượng cụ thể vào chuỗi nhiệt độ lịch sử và thay đổi lượng mưa bằng phép toán tích với hệ số xác định

Hướng tiếp cận này có khả năng cung cấp những thông tin hữu ích về các đặc tính thủy văn trong điều kiện khí hậu tương lai Tuy nhiên, do hầu hết các mô hình thủy

văn sử dụng các giá trị điểm hay trung bình lưu vực của dữ liệu khí tượng nên đã vấp phải một vấn đề là đầu ra của mô hình khí hậu toàn cầu (GCM) quá lớn, phải được chuyển sang phạm vi nhỏ hơn phù hợp với các đánh giá tác động trên quy mô địa

phương Xu Z.X (2008) sử dụng 4 kết quả của mô hình khí hậu toàn cầu GCMs, và

phương pháp chi tiết hóa thống kê để xây dựng các biến khí hậu địa phương mưa và nhiệt độ trong tương lai Dữ liệu này được sử dụng làm đầu vào cho mô hình thủy văn phân bố SWAT để tính toán chế độ dòng chảy tương lai tương ứng trong lưu vực thượng nguồn Yellow Kết quả cho thấy xu hướng giảm dòng chảy trung bình năm và tăng lượng thiếu hụt tài nguyên nước trên lưu vực nghiên cứu, tuy nhiên biến động thủy văn tương ứng với mỗi số liệu biến đổi GCMs tương đối lớn Kim U & nnk (2008) đã đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đối với cả chế độ thủy văn và tài nguyên nước trên lưu vực thượng lưu sông Blue Nile ở Ethiopia, khu vực có dữ liệu quan trắc hạn chế Nghiên cứu này cũng sử dụng đầu ra của mô hình khí hậu GCMs làm đầu vào cho mô hình thủy văn 2 bể chứa đơn Điểm đáng chú ý ở đây là đã sử dụng tổ hợp kết quả của 6 mô hình GCMs khác nhau theo trọng số dựa trên độ chính xác của từng mô hình trong kết quả tính toán mưa và nhiệt độ cho khu vực nghiên cứu, theo nguyên tắc sai số tuyệt đối trung bình của từng mô hình càng nhỏ thì trọng số càng lớn Trong nghiên cứu của Andersen H.E & nnk (2006), sử dụng dữ liệu biến đổi khí hậu được dự đoán bằng mô hình ECHAM4/OPYC và được chi tiết hóa động lực bằng mô hình khí hậu khu vực HIRHAM với độ phân giải lưới 25 km và sử dụng số liệu này làm đầu vào cho mô hình thủy văn Mike 11 – TRANS với cố gắng cải thiện kết quả từ mô hình khí hậu khu vực bằng hệ số tỉ lệ thay đổi giá trị mưa, nhiệt độ và bốc hơi theo tháng Mặc dù nghiên cứu có đề cập đến giá trị cực đoan, nhưng chỉ mới dừng lại ở dòng chảy trung bình mùa lũ và mùa kiệt Ngoài ra còn dùng chỉ số dòng chảy cơ sở và thấy xu hướng tăng dòng chảy lũ và giảm dòng chảy kiệt mặc dù nước ngầm vẫn giữ xu hướng tăng

Few R & nnk (2006) khi nghiên cứu mối quan hệ giữa thích ứng với BĐKH, quản lý rủi ro thiên tai đã xét đến (1) Nguy cơ của BĐKH, thiên tai và các tác động tiềm năng của BĐKH; (2) Cách tiếp cận trong quản lý rủi ro thiên tai; (3) Cách tiếp cận trong thích ứng với BĐKH; (4) Nghiên cứu điển hình ở Nam Định

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Việt Nam là một trong 5 quốc gia trên thế giới bị tác động nhiều nhất của BĐKH mà

cụ thể là hiện tượng nước biển dâng cao - hậu quả của sự tăng nhiệt độ làm bề mặt Trái Đất nóng lên do phát thải khí nhà kính (KNK) Đã có rất nhiều chương trình nghiên cứu nhằm đưa ra các giải pháp giảm nhẹ và ứng phó với BĐKH trên các quy

mô khác nhau

Nghiên cứu BĐKH ở Việt Nam đã được tiến hành từ những thập niên 90 của thế kỷ trước bởi các nhà khoa học đầu ngành như GS Nguyễn Đức Ngữ, GS Nguyễn Trọng Hiệu Tuy nhiên, vấn đề này chỉ thực sự được quan tâm chú ý từ sau năm 2000, đặc biệt từ năm 2008 đến nay Các công trình nghiên cứu cũng đã dần dần đi vào chiều sâu

về bản chất vật lý và những bằng chứng của sự BĐKH Kết quả của những nghiên cứu này cho thấy khí hậu Việt Nam đã có những dấu hiệu biến đổi rõ rệt

Sapkota M & nnk (2010) đã nghiên cứu tác động của biển đổi khí hậu đối với dòng chảy sông Hồng ở Hà Nội - Việt Nam, sử dụng mô hình thủy văn phân bố Hydro-BEAM (Hydrological River Basin Environment Assessment Model) Mô hình sử dụng

số liệu khí tượng từ đầu ra của mô hình GCM với độ phân giải cao (20km không gian

và từng giờ theo thời gian) ứng với kịch bản A1B của IPCC Nghiên cứu giả thiết số liệu đầu ra của mô hình và số liệu quan trắc có cùng một hàm phân bố, và số liệu khí

tượng được hiệu chỉnh bằng phương pháp dựa thống kê để cải thiện mưa và nhiệt độ,

sử dụng phương pháp nội suy kriging Với mô hình toàn cầu có độ phân giải cao 20km

có lợi thế là nghiên cứu không cần phải thực hiện thêm bất cứ một mô hình chi tiết hóa nào, đồng thời phương pháp này yêu cầu một hệ thống máy tính lớn để lưu trữ và thực hiện các phép tính toán Tuy nhiên trong nghiên cứu lại không đề cập đến phương pháp tính hệ số tỉ lệ cho việc chỉnh sai Với phương pháp nội suy phi tuyến yêu cầu phải nắm rõ tác động từ các nút đến điểm trạm Trong trường hợp không xác định rõ được trọng số của các nút thì việc sử dụng phương pháp này sẽ ảnh hưởng đến kết quả nội suy Kết quả đều rất tốt đối với cả mưa và nhiệt độ tháng Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy văn khá tốt thông qua chỉ số Nash 0.77 với sai số dòng chảy tổng vượt 5.5%, được thực hiện tại trạm Hà Nội

Trần Thanh Xuân (2011) ngoài việc tập trung vào dòng chảy trung bình năm, mùa, còn

đề cập đến dòng chảy lớn nhất tương ứng với các tần suất khác nhau Kết quả cho thấy

giá trị lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất năm (Qmax) tương ứng với các tần suất đều tăng trên phần lớn các sông với mức tăng khoảng 5 ÷ 22%, nhất là ở các sông nhánh

Nguyễn Thu Hiền (2012) đã ứng dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng khả năng lấy nước của các cống tưới hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình với năm trung bình nước và năm ít nước với điều kiện hiện trạng và khi có xét đến kịch bản biến đổi khí hậu năm

2050 Kết quả tính toán cho thấy, dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng một số cống phía đầu hệ thống khả năng lấy nước có tăng lên nhưng một số cống thuộc hệ thống không thể lấy được nước do độ mặn vượt quá mức cho phép trong khi

đó nhu cầu tưới lại tăng lên, vì vậy hệ thống không đủ đáp ứng yêu cầu Trên cơ sở kết quả tính toán, một số giải pháp tăng cường khả năng lấy nước của các cống thuộc hệ thống để đảm bảo nhu cầu dùng nước phục vụ sản xuất trong tương lai

Từ các kết quả tính toán lưu lượng lấy vào qua các cống đầu mối trên các sông trục trong toàn vụ đông xuân cho kết quả tính toán tổng lượng nước qua các cống như sau:

- Với trường hợp hiện trạng: lượng nước lấy vào từ các cống đáp ứng hoàn toàn nhu cầu nước tưới cho năm nước trung bình và đáp ứng được 88,7% với năm hạn

- Với trường hợp BĐKH: mặc dù một số cống phía đầu hệ thống khả năng lấy nước có tăng lên nhưng một số cống thuộc hệ thống không thể lấy được nước do độ mặn vượt quá mức cho phép, trong khi đó nhu cầu tưới lại lớn hơn vì vậy hệ thống chỉ đáp ứng được 92% so với yêu cầu với năm nước trung bình và 79% với năm hạn

- Nghiên cứu cũng đề xuất một số giải pháp như sau: Để ứng phó với điều kiện BĐKH

và NBD trong tương lai, cần nghiên cứu một số giải pháp công trình và phi công trình cho hệ thống thủy nông Nam Thái Bình: Mở rộng vùng tưới động lực để đảm bảo có thể phục vụ sản xuất nông nghiệp; Nâng cấp và mở rộng các cống lấy nước và mặt cắt sông trục tương ứng bao gồm, các kênh/sông trục Kiến Giang, sông Cự Lâm, sông Nang, sông Bạch, sông Tam Lạc, sông Ngô Xá, sông Bồng Tiên… để tăng cường khả năng lấy nước tưới cho hệ thống; Xây dựng các đập ngăn mặn và cống ngăn triều ở cửa sông để ngăn mặn và trữ ngọt; Chuyển dịch cơ cấu nuôi trồng, nghiên cứu các giống cây trồng vật nuôi mới và có những quy hoạch nuôi trồng cụ thể đối với từng

vùng chịu xâm nhập mặn; Áp dụng các quy trình tưới tiết kiệm nước lợi dụng khả năng chịu hạn của cây, quy trình tưới trữ nước lợi dụng tối đa khả năng chịu ngập của cây lúa, tăng cường hiệu quả sử dụng nước hồi quy

1.3 Kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam

1.3.1 Kịch bản 2012

Các tiêu chí để lựa chọn phương pháp tính toán xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, NBD cho Việt Nam bao gồm: (1) Mức độ tin cậy của kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu; (2) Độ chi tiết của kịch bản biến đổi khí hậu; (3) Tính kế thừa; (4) Tính thời sự của kịch bản; (5) Tính phù hợp địa phương; (6) Tính đầy đủ của các kịch bản; và (7) Khả năng chủ động cập nhật

Các kịch bản biến đổi khí hậu, NBD cho Việt Nam đã được xây dựng theo các kịch bản phát thải khí nhà kính khác nhau là: thấp (B1), trung bình (B2) và cao (A2, A1FI) Kịch bản phát thải thấp (B1) mô tả một thế giới phát triển tương đối hoàn hảo theo hướng ít phát thải khí nhà kính nhất, tốc độ tăng dân số rất thấp, cơ cấu kinh tế thay đổi nhanh theo hướng dịch vụ và thông tin, các thỏa thuận quốc tế nhằm giảm thiểu phát thải KNK được thực hiện đầy đủ và nghiêm túc trên phạm vi toàn cầu Tuy nhiên, với cơ cấu kinh tế không đồng nhất giữa các khu vực trên thế giới như hiện nay, cộng với nhận thức rất khác nhau về BĐKH và quan điểm còn rất khác nhau giữa các nước phát triển và các nước đang phát triển, đàm phán quốc tế về BĐKH nhằm ổn định nồng độ KNK nhằm hạn chế mức độ gia tăng nhiệt độ ở mức dưới 20C gặp rất nhiều trở ngại, kịch bản phát thải thấp (B1) có rất ít khả năng trở thành hiện thực trong thế

Hơn nữa, vẫn còn nhiều điểm chưa chắc chắn trong việc xác định các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội và kèm theo đó là lượng phát thải KNK trong tương lai Với sự tồn tại các điểm chưa chắc chắn thì các kịch bản BĐKH, NBD ứng với các kịch bản phát thải KNK ở cận trên hoặc cận dưới đều có mức độ tin cậy thấp hơn so với kịch bản ở mức trung bình

Vì những lý do nêu trên, kịch bản BĐKH, NBD đối với Việt Nam được khuyến nghị

sử dụng trong thời điểm hiện nay là kịch bản ứng với mức phát thải trung bình (B2)

1.3.2 Kịch bản 2016

Kịch bản được xây dựng dựa trên cơ sở: Báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5) của Ban liên Chính phủ về BĐKH (IPCC); số liệu khí tượng thủy văn được cập nhật đến năm 2014; xu thế BĐKH và NBD ở Việt Nam; các mô hình khí hậu toàn cầu và mô hình khí hậu khu vực độ phân giải cao cho khu vực Việt Nam Thông tin kịch bản được cung cấp bao gồm: nhiệt độ, mưa (năm, mùa); các hiện tượng cực đoan khí hậu (bão, gió mùa, nắng nóng, rét đậm, rét hại, hạn hán); mực nước biển dâng đối với các tỉnh ven biển và hải đảo, nguy cơ ngập tương ứng với các mức nước biển dâng Các khoảng thời gian của thế kỷ 21 được xét đến, bao gồm: đầu thế kỷ (tương lai gần, 2016

- 2035); giữa thế kỷ (tương lai vừa, 2046 - 2065) và cuối thế kỷ (tương lai xa, 2080 - 2099)

Kịch bản BĐKH và NBD phiên bản năm 2016 có những điểm mới quan trọng so với phiên bản năm 2012 như: Cập nhật số liệu đến năm 2014, bao gồm: số liệu của 150 trạm quan trắc trên đất liền và hải đảo thuộc mạng lưới trạm khí tượng thủy văn của Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia; số liệu mực nước biển của 17 trạm hải văn ven biển và hải đảo; số liệu mực nước biển đo đạc từ vệ tinh; số liệu địa hình của bản

đồ tỷ lệ 1:2.000, 1:5.000 và 1:10.000 được đo đạc bởi các dự án thuộc Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH… Một trong những điểm mới đáng chú ý là trong cập nhật kịch bản BĐKH và NBD lần này dựa trên cách tiếp cận mới về kịch bản phát thải là kịch bản phát thải chuẩn, hay đường nồng độ khí nhà kính đại diện và thời kỳ cơ sở được lựa chọn để so sánh là 1986 - 2005, thay cho thời kỳ 1980 - 1999 như lần công bố trước đây… Kịch bản BĐKH và NBD năm 2016 có thể được tóm tắt như sau: Nhiệt độ ở tất cả các vùng của Việt Nam đều có xu thế tăng so với thời kỳ cơ

sở (1986 - 2005), với mức tăng lớn nhất là khu vực phía bắc: Theo kịch bản RCP4.5, đến cuối thế kỷ 21, ở phía bắc nhiệt độ tăng chủ yếu từ 1,9 đến 2,40C và ở phía nam từ 1,7 đến 1,90C Còn theo kịch bản RCP8.5, nhiệt độ tương ứng tăng từ 3,3 đến 4,00C ở phía bắc và từ 3,0 đến 3,50

C ở phía nam Nhiệt độ thấp nhất trung bình và cao nhất trung bình có xu thế tăng rõ rệt Lượng mưa năm có xu thế tăng trên phạm vi toàn quốc so với thời kỳ cơ sở ở tất cả các kịch bản: Theo kịch bản RCP4.5, đến cuối thế kỷ

21, lượng mưa năm có mức tăng phổ biến từ 5 đến 15% Theo kịch bản RCP8.5, mức tăng nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết diện tích Bắc Bộ, Trung Trung Bộ, một phần diện tích Nam Bộ và Tây Nguyên Lượng mưa mùa khô ở một số vùng có xu thế giảm Lượng mưa một ngày lớn nhất trung bình có xu thế tăng trên toàn lãnh thổ Việt

Nam với mức tăng phổ biến từ 10 đến 70%, so với trung bình thời kỳ cơ sở Số ngày nắng nóng (số ngày nhiệt độ cao nhất Tx ≥ 350

C) có xu thế tăng trên phần lớn diện tích

cả nước, lớn nhất là ở Bắc Trung Bộ Hạn hán có thể trở nên khắc nghiệt hơn ở một số vùng do nhiệt độ tăng và khả năng giảm lượng mưa trong mùa khô… Đáng chú ý, theo kịch bản RCP4.5, mực nước biển dâng cao nhất ở khu vực quần đảo Hoàng Sa và quần đảo Trường Sa với giá trị tương ứng là 58 cm (từ 36 cm đến 80 cm) và 57 cm (từ 33

cm đến 83 cm) Các khu vực Móng Cái - Hòn Dáu và Hòn Dáu - Đèo Ngang có mực nước biển dâng thấp nhất là 53 cm (từ 32 cm đến 75 cm) Trong khi đó, theo kịch bản RCP8.5 mực nước biển dâng cao nhất ở khu vực quần đảo Hoàng Sa và quần đảo Trường Sa với giá trị tương ứng là 78 cm (từ 52 cm đến 107 cm) và 77 cm (từ 50 cm đến 107 cm) Các khu vực Móng Cái - Hòn Dáu, Hòn Dáu - Đèo Ngang có mực nước biển dâng thấp nhất là 72 cm (49 cm đến 101 cm) Vì vậy, nếu nước biển dâng 1 m, khoảng 16,05% diện tích đồng bằng sông Hồng; 1,47% diện tích các tỉnh ven biển miền trung từ Thanh Hóa đến Bình Thuận; 17,84% diện tích TP Hồ Chí Minh; 39,40% diện tích đồng bằng sông Cửu Long có nguy cơ bị ngập…

1.4 Định hướng nghiên cứu của luận văn

Một số nhận xét:

Từ việc tổng quan các tài liệu nghiên cứu có thể đưa ra các kết luận rằng:

1/ Một trong những vấn đề của biến đổi khí hậu là tính toán những dao động cực trị của tài nguyên nước thông qua các đặc trưng của lũ và hạn hán, đồng thời đề xuất các

giải pháp thích ứng đối với các biến động này Tuy nhiên, hầu hết các công trình khoa học đã công bố rộng rãi ở Việt Nam gần đây chỉ mới tập trung sự thích ứng này ở đại

lượng biến động về dòng chảy mà chưa xem xét đến dao động mực nước

2/ Các nghiên cứu trong nước hiện chỉ tập trung vào những lưu vực có quy mô lớn hệ thống sông Hồng – Thái Bình hay sông Mê Công mà chưa có những nghiên cứu cho một tỉnh cụ thể ven biển vùng đồng bằng Bắc Bộ như Nam Định, nơi tập trung đông dân cư và quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh

3/ Do thời gian còn hạn chế, luận văn chưa tiếp cận được kịch bản BĐKH năm 2016, mới xem xét kịch bản BĐKH do Bộ TNMT công bố năm 2012, sử dụng kịch bản này làm số liệu đầu vào để tính toán đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến khả năng lấy nước của các công trình thủy lợi trên địa bàn tỉnh Nam Định

Trên cơ sở những đánh giá, nhận định nêu trên, luận văn tập trung đánh giá tác động của BĐKH đến khả năng lấy nước của một số công trình đầu mối trên sông Hồng thuộc phạm vi tỉnh Nam Định trong thời kỳ mùa kiệt để từ đó đề xuất các giải pháp thích ứng với BĐKH

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH NAM ĐỊNH

2.1 Điều kiện địa lý tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý

Nam Định là tỉnh đồng bằng ven biển ở cực Nam châu thổ sông Hồng và sông Thái Bình, cách thủ đô Hà Nội 90km về phía Nam, có tọa độ địa lý: từ 19o52’ đến 20o30’ vĩ

độ Bắc và 105o55’ đến 106o35’ kinh độ Đông

- Phía Bắc giáp tỉnh Hà Nam, Thái Bình

- Phía Đông giáp tỉnh Thái Bình

- Phía Tây giáp tỉnh Ninh Bình

- Phía Đông Nam và Nam giáp biển đông

Tổng diện tích tự nhiên của tỉnh: 1.651,42 km2 chiếm 13,2% diện tích của đồng bằng

Bắc Bộ Đơn vị hành chính của tỉnh gồm thành phố Nam Định và 9 huyện với 194 xã,

20 phường và 15 thị trấn

- Vùng Bắc sông Đào: bao gồm các huyện Ý Yên, Vụ Bản, Mỹ Lộc và một phần Thành phố Nam Định

- Vùng Nam sông Đào: bao gồm các huyện Nam Trực, Trực Ninh, Xuân Trường

- Các huyện ven biển: gồm các huyện Giao Thủy, Hải Hậu và Nghĩa Hưng

Hình 2.1 Bản đồ hành chính tỉnh Nam Định

2.1.2 Đặc điểm địa hình và đất đai

Bề mặt địa hình ở Nam Định tương đối bằng phẳng, với độ dốc địa hình rất nhỏ (trung bình 9 mm/km), có xu thế thấp dần từ Tây bắc xuống Đông nam, độ cao địa hình khu vực trong đê chỉ vào khoảng 0,2 đến 3,0m, tại khu vực ngoài đê ở một số nơi còn có cồn cát thấp với độ cao từ 2 đến 3m

Nếu lấy mực nước triều cao trung bình nhiều năm 2,5 m tại Vịnh Bắc Bộ (vị trí trạm thuỷ văn Ba Lạt, cách cửa sông Hồng 8 km) để so sánh thì phần lớn diện tích các huyện Giao Thuỷ, Hải Hậu, Nghĩa Hưng sẽ ngập chìm trong nước biển Do vậy ngay

từ thời Lý, cha ông ta đã phải đắp đê sông, đê biển, bảo vệ cho hầu hết các khu vực thuộc đồng bằng để chống lũ trong mùa lũ và chống xâm nhập triều, mặn vào trong đồng trong mùa cạn

Đất đai của Nam Định hầu hết có nguồn gốc từ đất phù sa của lưu vực sông Hồng, sông Đáy và sông Ninh Cơ bồi tụ tạo nên

Thành phần cơ lý: chủ yếu thuộc loại thịt nhẹ, ở các vùng cao ven sông thuộc loại đất cát và đất thịt pha cát Ở một số vùng trũng cục bộ thường bị ngập nước thuộc loại đất thịt nặng

Theo kết quả điều tra của ngành nông - lâm nghiệp Nam Định thì đất ở đây có thể chia làm 4 loại:

- Đất có địa hình thấp (ruộng cấy 1 vụ hoặc 2 vụ lúa/năm) thuộc các huyện Ý Yên, Vụ Bản, Mỹ Lộc là loại thịt nặng khó thoát nước tích tụ sắt, nhôm, mangan Quá trình phân giải yếm khí thải ra chất H2S, CH4 kết hợp với sắt, nhôm tạo thành các firit ngăn cản sự hấp thu phốt pho của cây, dễ bị ngập, độ chua lớn

- Đất thuộc chân ruộng vàn cao thường còn ngập nước trong mưa lớn, cấy ăn chắc 2

vụ lúa/năm Thành phần chủ yếu thuộc loại thịt trung đến thịt nặng, mạch nước ngầm dâng cao chưa hoàn toàn thoát được nên năng suất cây trồng chưa ổn định

- Đất ở nơi cao các bãi sông: đây là vùng đất thịt nhẹ, cát pha, phù sa có độ phì khá nhưng nghèo mùn, đạm Loại đất này thích hợp cho phát triển trồng cây công nghiệp hàng hóa

- Đất nguồn gốc phát sinh là các phiến sét ở các khu đồi, chỉ khai thác trồng chè và các loại cây ăn quả khác

Chi tiết của các loại đất trên tổng diện tích điều tra 124.106,1 ha như sau:

Đất cồn và bãi cát ven sông, ven biển (Ar.h Haplic A renosols): Diện tích 7.455 ha, được phân bố ở vùng bãi bồi ven biển, cửa sông Hồng, cửa sông Ninh Cơ, sông Đáy thuộc các huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu và Giao Thuỷ … Có khả năng trồng rừng phòng hộ

Đất mặn tràn (FL S-h Hapi – Salic FluviSols) Diện tích 12.073 ha phân bố phía ngoài đê biển, đê sông ( vùng cửa sông) thuộc 3 huyện ven biển nói trên Có khả năng trồng rừng phòng hộ, nuôi trồng thuỷ sản

Đất mặn do ảnh hưởng nước mạch (FL – Salic FluviSols) Diện tích 6.116 ha Phân

bố ở ven phía trong đê biển, đê cửa sông thuộc ba huyện ven biển, có khả năng trồng lúa nước

Đất mặn ít do ảnh hưởng của mạch ngầm vụ khô hanh (FLs – mo Molli – Sa lic FluviSols) Diện tích 22.175,2 ha, phân bổ ở phía Nam ba huyện ven biển, có khả năng thâm canh lúa nước

-Đất phù sa được bồi ven sông (FLe – S.Silti e urtic - FluviSols) Diện tích 551,6 ha Phân bổ thành dải theo triền sông, thường ngập nước vào mùa lũ Khả năng trồng màu, cây công nghiệp trong mùa khô

Đất phù sa ít được bồi, trung tính, ít chua, (FLe – Hper Butr ic - FluviSols) diện tích 25.713,6 ha Phân bố tập trung ở huyện Trực Ninh, Xuân Trường và một phần thuộc vùng Tây Bắc huyện Nghĩa Hưng, có khả năng thâm canh lúa nước

Đất phù sa không được bồi, trung tính, ít chua, cơ giới nhẹ (Fle – a.A reni But ric - FluviSols ) Diện tích 3.271,5 ha, phân bố tập trung ở phía Bắc và Nam sông Đào thuộc các huyện Nam Trực, Ý Yên, Vụ Bản, khả năng trồng lúa, màu, chuyên màu cây công nghiệp

Đất phù sa không được bồi, trung tính, ít chua, lầy sâu (Fle – g2 Endogleyi – Bu T ric – F) Diện tích 12.897,1 ha, phân bố tập trung ở phía Bắc huyện Trực Ninh, Bắc Nam Trực và một số xã thuộc Trực Ninh, Bắc Nghĩa Hưng, có khả năng trồng lúa nước Đất chua, ít chua, lầy nông (Fld – gl Endogleyi – dyt ric – F) đất có tầng biến đổi, lầy sâu (Flb – g2.Endogleyi – Cambic – F) diện tích 27.032,8 ha, phân bố tập trung ở các huyện ý Yên, Vụ Bản, Thành phố Nam Định, Mỹ Lộc, phía Bắc Nam Trực và một số

xã thuộc Trực Ninh, Bắc Nghĩa Hưng, có khả năng trồng lúa nước

Đất phù sa không được bồi, chua (gld Dyt ric – GleySels) diện tích 16.715,7 ha, phân

bố ở vùng Bắc sông Đào, có khả năng trồng lúa nước

Đất phù sa có phèn tiềm tàng (Fld – P.Rrotothionie – F) diện tích 260,3 ha Phân bố rải rác ở một số xã ở huyện Ý Yên, Vụ Bản, Mỹ Lộc, Nam Trực, có khả năng thả cá, trồng lúa nước

Đất có sản phẩm Fe ralitic (CM, Fr, lp) gồm đất phát triển trên phiến thạch sét (157,9 ha), có khả năng trồng rừng phòng hộ, hoa màu và đất bị xói mòn trơ sỏi đá (59,3 ha), không có khả năng trồng cấy

2.1.3 Đặc điểm khí hậu

• Nhiệt độ

Nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 230- 240C Mùa đông nhiệt độ trung bình

là 18,90C, tháng lạnh nhất là vào tháng 1 và tháng 2 Mùa hạ, có nhiệt độ trung bình là

270C, tháng nóng nhất là tháng 7 với nhiệt độ trung bình là 29,40C (nhiệt độ nóng nhất

có thể lên tới hơn 400

C)

• Độ ẩm

Độ ẩm trung bình trên các tháng đều vượt trên 80% Độ ẩm không khí trung bình

tháng nhiều năm tại Nam Định vào khoảng 82- 90% Độ ẩm giữa các tháng biến đổi

rất ít Những tháng hanh khô, độ ẩm vào khoảng 74%, thấp nhất khoảng 65% Trong

những ngày mưa phùn độ ẩm không khí có thể tăng lên đến trên 90%

• Mưa

Tổng lượng mưa bình quân nhiều năm ở Nam Định vào khoảng 1.600mm - 1.800mm Trong đó mùa hè lượng mưa tương đối dồi dào và tập trung chủ yếu vào các tháng VI, VII, VIII chiếm 70% lượng mưa cả năm.

• Gió, bão

Nam Định là một tỉnh ven biển, hàng năm luôn phải chịu ảnh hưởng của bão Theo số liệu thống kê của Tổng cục Khí tượng- Thủy văn, trung bình mỗi năm ở đây có 2 cơn bão đổ bộ vào và thường xuất hiện từ tháng V đến tháng XI, nhiều nhất vào tháng VI đến tháng IX gây thiệt hại về người và của cho các huyện ven biển Cơn bão số 5 xuất

hiện tháng IX/1996 có sức gió giật trên cấp 12 là trận bão hiếm có trong gần 100 năm lại đây đã gây thiệt hại nặng nề cho tỉnh

2.2 Đặc điểm dân sinh kinh tế

2.2.1 T ổ chức hành chính

Nam Định gồm có 1 Thành phố và 9 huyện với 229 đơn vị hành chính cấp xã, phường,

thị trấn gồm 194 xã, 20 phường và 15 thị trấn, cụ thể như sau:

- Huyện Xuân Trường gồm : 1 thị trấn và 19 xã

- Huyện Giao Thủy gồm : 2 thị trấn và 20 xã

- Huyện Hải Hậu gồm : 3 thị trấn và 32 xã

- Huyện Nghĩa Hưng gồm : 3 thị trấn và 22 xã

2.2.2 Dân số

Năm 2016, dân số tỉnh Nam Định là 1.830.023 người (theo niên giám thống kê năm

2016), chiếm 9,88% so với dân số vùng đồng bằng sông Hồng và khoảng 2,12% so với dân số cả nước Mật độ dân số trung bình là 1.108 người/km2, bằng 89% so với đồng bằng sông Hồng và gấp 4,3 lần so với cả nước Dân số sống ở thành thị là 326.207 người, chiếm 17,83% dân số toàn tỉnh, vùng có mật độ đông nhất là huyện Xuân Trường 1442 người/km2, mật độ thưa nhất là huyện Nghĩa Hưng 702 người/km2 (theo niên giám thống kê năm 2016)

Tỷ suất sinh biến động không ổn định giảm từ 15,94‰ năm 2005 xuống 15,44‰ năm 2007, sau đó lại tăng trong năm 2008 trong hai năm 2009 và 2010 tỉ xuất sinh lại

có xu hướng giảm cụ thể năm 2009 tỷ suất sinh là 15,87‰ và trong năm 2010 giảm xuống còn là 15,76‰ So với cả nước cùng kỳ thì tỷ lệ này của Nam Định đều thấp hơn do chính sách truyền thông dân số kế hoạch hoá gia đình ở Nam Định được thực hiện tốt, có kết quả rõ rệt Tỷ suất tăng dân số tự nhiên giảm dần từ 10,25‰ năm 2005 xuống còn 10,01‰ năm 2010 Các hoạt động chăm sóc bà mẹ và trẻ em được tăng cường Tuổi thọ bình quân tăng từ 68,7 lên 72 tuổi vào năm 2010

Dân số vẫn còn tăng ở mức cao so với yêu cầu của phát triển kinh tế - xã hội, nên nguồn lao động của Nam Định hàng năm cũng được bổ sung và tăng lên khá nhanh từ các nguồn: bộ đội hết nghĩa vụ trở về, số học sinh tốt nghiệp phổ thông không đủ điều kiện học tiếp vào đại học, THCN cùng số học sinh học nghề, tốt nghiệp hệ cao đẳng và đại học ra trường về tỉnh công tác

2.2.3 Định hướng về phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh đến năm 2020

GDP bình quân đầu người đạt khoảng 26 triệu đồng vào năm 2015 và 50 triệu đồng năm 2020 (giá trị thực tế)

• Về xã hội

Tỷ lệ tăng dân số bình quân 0,95%/năm giai đoạn năm 2010, 0,92%/năm giai đoạn

2011 - 2015 và khoảng 0,9%/năm giai đoạn 2016 - 2020

Đến năm 2020, bình quân 10.000 dân có 20 - 22 giường bệnh và 8 bác sĩ

Phấn đấu đến năm 2020 có trên 75% lao động qua đào tạo và giải quyết được 45-50 nghìn lao động có việc làm mới Giảm tỷ lệ thất nghiệp ở đô thị xuống mức 3 - 4% giai đoạn đến năm 2020;

Nâng cao tỷ lệ đô thị hóa, phấn đấu đưa tỷ lệ đô thị hóa đạt 45% vào năm 2020 Đồng thời, đến năm 2020 100% dân số nông thôn được dùng nước hợp vệ sinh;

Chuyển dịch nhanh cơ cấu lao động từ khu vực có năng suất lao động thấp sang khu vực có năng suất lao động cao, giảm tỷ lệ lao động nông nghiệp trong tổng số lao động còn khoảng 35% vào năm 2020

• Về bảo vệ môi trường

Phấn đấu đến năm 2020 về cơ bản các cơ sở sản xuất kinh doanh đạt tiêu chuẩn môi trường;

Đến năm 2020 trên 95% chất thải rắn được thu gom, xử lý, xử lý được trên 90% chất thải nguy hại, 100% các khu đô thị, khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải tập trung

2.3 Đặc điểm thủy văn và Tài nguyên nước tỉnh Nam Định

2.3.1 Mạng lưới sông ngòi

Nam Định có hệ thống sông ngòi dày đặc Nhìn chung, các sông đều chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và đổ ra biển Các sông chảy qua địa phận Nam Định phần lớn đều thuộc hạ lưu nên lòng sông thường rộng, độ dốc nhỏ và không sâu lắm, có quá trình bồi đắp phù sa ở cửa sông Chịu ảnh hưởng của đặc điểm địa hình và khí hậu nên chế độ nước sông chia làm hai mùa rõ rệt: mùa lũ và mùa cạn Vào mùa lũ, lưu lượng nước sông khá lớn, lại gặp lúc mưa to kéo dài, nếu không có hệ thống đê điều ngăn

nước thì đồng bằng sẽ bị ngập lụt Vào mùa cạn, lượng nước sông giảm nhiều, các sông chịu ảnh hưởng lớn của thủy triều, khiến cho vùng cửa sông bị nhiễm mặn

Trên địa bàn tỉnh có 4 sông lớn là sông Hồng, sông Đào, sông Đáy, sông Ninh Cơ và nhiều sông địa phương, kênh đào, sông tiêu… cụ thể như sau:

Sông Hồng: Đây là con sông có hàm lượng phù sa lớn, là nguồn nước tưới chính cho

tỉnh, đồng thời cũng là con sông nhận nước tiêu Đoạn sông Hồng chảy qua Nam Định

có chiều rộng trung bình của sông khoảng 500- 600m, chiều dài 74,5km từ cống Hữu

Bị cửa Ba Lạt Mùa lũ, trên sông Hồng bắt đầu từ tháng VI đến hết tháng X Về mùa lũ nước sông thường dâng lên rất cao, chênh lệch mực nước và cao độ đất trong đồng từ

1 – 1,5 m ảnh hưởng lớn đến việc tiêu úng

Về mùa kiệt chịu tác động điều tiết của hồ Hoà Bình nên mực nước mùa kiệt được nâng cao hơn, tuy nhiên vào các tháng mùa kiệt mực nước vẫn thấp hơn cao độ trong đồng nên lấy nước tưới tự chảy rất khó khăn và phải lợi dụng chế độ triều, kết hợp với việc lấy nước dộng lực mới đủ nước tưới

Sông Đáy: Chảy từ Yên Thọ đến cửa Đáy dài 82km Sông Đáy trước đây là một phân

lưu của sông Hồng nhưng đến năm 1937 sau khi xây dựng đập Đáy nước lũ sông Hồng không thường xuyên vào sông Đáy nữa (trừ những năm phân lũ) Trước khi chưa có đập Đáy, mùa lũ trên sông kéo dài từ tháng VII - X và các trận lũ thường xuất hiện vào tháng VII, VIII

Sông Đáy có bãi rộng và nhiều khu trũng nên khả năng điều tiết lũ lớn nhưng thoát lũ chậm do phần hạ lưu sông hẹp, lại bị ảnh hưởng lũ sông Hoàng Long và sông Đào Nam Định nên mực nước kéo dài nhiều ngày ảnh hưởng đến việc tiêu thoát lũ của Tỉnh

Lũ sông Đáy có phần ảnh hưởng chế độ bão gió miền Trung, thường có mưa nhiều vào tháng IX, nên đỉnh lũ chính vụ thường xuất hiện từ 15/VII đến cuối tháng VIII

Lượng nước sinh ra trong lưu vực sông Đáy vào tháng kiệt nhất là quá nhỏ so với lượng nước ngoại lai phân từ sông Hồng vào sông Đáy qua sông Đào Nam Định Theo

các nghiên cứu thì lượng nước phân vào sông Đào Nam Định trong các tháng kiệt khoảng 20% (100m3/s) tổng lượng nước sông Hồng ở Sơn Tây

Bảng 2.1 Mực nước bình quân tháng, năm trên sông Hồng, sông Đáy, sông Đào Nam

Định Đào 86 76 71 80 106 184 273 294 251 200 151 108 Ninh

Bình Đáy 60 54 50 58 76 119 163 180 178 146 111 75

Sông Đào Nam Định: Là con sông lớn của tỉnh, sông Đào bắt nguồn từ sông Hồng tại

ngã ba Hưng Long chảy ngang qua Thành phố Nam Định, gặp sông Đáy ở Độc Bộ và hợp thủy lại tạo thành sông Đại Giang đổ ra biển Sông có chiều dài 33,5km, chiều rộng trung bình (140 - 180)m Đây là con sông quan trọng đưa nguồn nước ngọt dồi dào của sông Hồng bổ sung cho hạ du lưu vực sông Đáy cả mùa kiệt và mùa lũ

Sông Ninh Cơ: Sông Ninh Cơ là phân lưu cuối cùng ở bờ hữu sông Hồng, nằm hoàn

toàn trên địa phận tỉnh Nam Định, nhận nước sông Hồng ở Mom Rô và đổ ra biển tại cửa Lạch Giang Sông có dòng chảy quanh co, uốn lượn, chiều rộng trung bình 400 - 500m, chiều dài khoảng 50km Sông chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều, về mùa lũ sông chịu ảnh hưởng của lũ sông Hồng, thoát lũ hỗ trợ cho sông Hồng từ 1000- 1200m3/s, khả năng thoát lũ lớn nhất tới 3600m3/s, là tuyến giao thông thủy quan trọng trong vùng lưu lượng hàng hoá từ 160.000 tấn đến 200.000 tấn ngày đêm

Trong những năm gần đây, diễn biến sông có chiều hướng phức tạp và gây khó khăn cho công tác lấy nước và thoát lũ trên địa bàn tỉnh Kết quả điều tra cho thấy trên sông Ninh cơ bị bồi lắng mạnh tạo nhiều bơn nổi giữa dòng có chiều dài lớn Tại cửa Mom

Rô dòng sông cong tạo ra bên lồi, bên lở, lòng sông bị tắc nghẽn có chỗ chỉ còn rộng

80 – 100m (tại khu vực cửa Mom Rô) Chính vì vậy, lượng nước phân từ sông Hồng sang sông Ninh khá nhỏ Về mùa lũ tổng lưu lượng lũ của sông Hồng phân vào sông Ninh chỉ đạt khoảng 5 – 7% tổng lưu lượng sông Hồng Trong khi lưu lượng sông

Hồng phân vào cửa sông Đào Nam Định khoảng 5.970m3/s thì lượng phân vào sông Ninh chỉ khoảng 1.736m3/s

Tại khu vực kè Phượng Tường, lòng sông cạn tạo bãi bồi bên Tả, gây xói lở nghiêm trọng khu vực kè Phượng Tường dài trên 2km, tại khu vực bối Hải Minh, tạo bơn cạn giữa dòng sông, gây tắc nghẽn và xói lở liên kè Đền Ông – Trực Thanh dài trên 3km Tại khu vực ngã ba sông Ninh Cơ và kênh Quần Liêu, dòng chảy phân từ sông Đáy sang sông Ninh tạo bơn nổi giữa dòng dài 1 – 2km, tại khu vực Đò Mười, lòng sông cạn tạo bơn nổi giữa dòng dài xấp xỉ 2km

Sông Sò: Chảy từ Ngô Đồng đến Hạ Lạn chiều dài 17 km, bị bồi lấp từ khi xây dựng cống thay cửa Ngô Đồng bỏ ngỏ rồi xây dựng đập Nhất Đỗi Hiện nay sông này từ đập Nhất Đỗi ra biển chỉ còn lại là một lạch biển, làm giảm khả năng tiêu úng

Sông Sắt: Là sông nội đồng chảy từ Yên Lợi đến Yên Đồng chiều dài 15km chạy qua

vùng thấp, là trục tiêu chính của trạm bơm Vĩnh Trị, cũng như là trục tiêu chính của vùng Bắc sông Đào

Sông Châu Thành:

Sông Châu Thành là đoạn sông nối sông Hồng tại cống Ngô Xá chảy qua các huyện Nam Trực, Trực Ninh và Nghĩa Hưng rồi đổ vào sông Ninh Cơ tại cống Rỗng Lưu vực sông bao gồm: 4 x thuộc huyện Trực Ninh (x Trực Mỹ, x Trực Thuận, x Trực Hưng, x Trực Khang), phần lớn các x thuộc huyện Nam Trực (trừ x Nam Thanh, x Nam Lợi) và 9 x thuộc huyện Nghĩa Hưng (x Nghĩa Thịnh, x Nghĩa Minh, X Hoàng Nam, x Nghĩa Thái, x Nghĩa Châu, x Nghĩa Trung, x Nghĩa Sơn, x Nghĩa Đồng, thị trấn Liễu Đề)

Địa hình lưu vực sông có xu thế giảm dần cao độ theo hướng bắc nam – xuôi theo chiều dòng chảy, độ cao trung bình lưu vực khoảng 0,7 – 1,2 m

Sông Châu Thành là sông lớn trong hệ thống sông thuộc tỉnh Nam Định Chiều dài sông là 28,3 km, có diện tích lưu vực lớn nhất khoảng 258 km2, độ dốc đáy sông 0,11 %0, hệ số uốn khúc trung bình là 1,21

2.3.2 Thủy triều và xâm nhập mặn

• Chế độ thủy triều

Ảnh hưởng của thủy triều mạnh nhất vào các tháng mùa kiệt, giảm đi trong các tháng

lũ lớn

Sóng đỉnh triều truyền sâu vào nội địa 150 km về mùa cạn và 50- 100 km về mùa lũ

Chế độ thủy triều ở khu vực vịnh Bắc Bộ là chế độ nhật triều, biên độ triều biến đổi từ

3 - 4m Mực nước triều tại Văn Lý và mực nước triều tại Hòn Dấu có hệ số tương quan đạt 95% Chu kỳ khoảng 25 ngày, trong một ngày có cũng có một đỉnh và một chân triều Theo tính toán thống kê tại Văn Lý

- Mực nước triều tương ứng với tần suất P = 1%: + 2,42m,

- Mực nước triều tương ứng với tần suất P = 5%: + 2,29m,

- Mực nước triều tương ứng với tần suất P = 10%: + 2,21m

Hình 2.2 Tần suất mực nước triều - trạm Hòn Dấu Nam Định là vùng chịu ảnh hưởng thủy triều Vịnh Bắc Bộ với chế độ nhật triều, biên

độ triều trung bình từ 1,6 -1,7m, lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,11m Thời gian triều lên trong ngày khoảng 8- 9 giờ, thời gian triều xuống khoảng 15- 16 giờ Hàng

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

tháng trung bình có 2 lần triều cường, 2 lần triều kém, mỗi kỳ triều khoảng 14- 15 ngày

Thông qua hệ thống sông ngòi, kênh mương, chế độ nhật triều đã giúp cho quá trình thau chua rửa mặn trên đồng ruộng Tuy nhiên cũng còn một số diện tích bị nhiễm

mặn Dòng chảy của sông Hồng và sông Đáy kết hợp với chế độ nhật triều đã bồi tụ vùng cửa 2 sông tạo thành hai bãi bồi lớn là Cồn Lu - Cồn Ngạn ở huyện Giao Thuỷ

và vùng đông Cửa Đáy ở huyện Nghĩa Hưng

• Xâm nhập mặn

Trong một năm độ mặn thay đổi theo mùa lũ và mùa cạn rõ rệt Mùa lũ khi lượng nước sông lớn, có tác dụng đẩy nước mặn ra xa bờ nên độ mặn ở vùng cửa sông thường nhỏ

Về mùa cạn, lưu lượng nước sông từ thượng lưu về nhỏ, nên nước biển tiến sâu vào

nội địa làm cho độ mặn tăng lên Nói chung ở đồng bằng Bắc Bộ, độ mặn lớn nhất thường xuất hiện vào tháng I đến tháng III, còn nhỏ nhất thường vào tháng vào VIII

hoặc VII

Sự thay đổi của độ mặn theo trong tháng cũng giống như sự thay đổi của thuỷ triều trong tháng nghĩa là có hai kỳ mặn tương ứng với hai kỳ triều Độ mặn lớn nhất thường xuất hiện vào những ngày đầu tháng và giữa tháng âm lịch Độ mặn nhỏ nhất thường xuất hiện vào những ngày đầu của trung tuần và hạ tầng của tháng âm lịch

Những quy luật này sẽ được phân tích trong đề tài qua số liệu thực đo và rất hữu ích cho bài toán dự báo xâm nhập mặn

Độ mặn thay đổi trong ngày cũng giống như sự thay đổi thuỷ triều ở vùng nhật triều,

độ mặn lên xuống ngày một lần; vùng bán nhật triều, độ mặn hai lần lên và hai lần

xuống trong một ngày Độ mặn lớn nhất xuất hiện khoảng 1- 2 giờ sau đỉnh triều, độ

mặn nhỏ nhất thường xuất hiện 2-3 giờ sau chân triều

Từ năm 1991, sau khi vận hành, hồ Hoà Bình có nhiệm vụ trong mùa cạn sẽ phải

xả xuống hạ lưu làm tăng lưu lượng dòng chảy kiệt sông Hồng so với lưu lượng tự nhiên nhằm cấp nước, đảm bảo giao thông thuỷ và góp phần đẩy mặn ra xa hơn Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân bao gồm cả khách quan và chủ quan, dòng chảy cạn sông

Hồng - Thái Bình đang có diễn biến phức tạp ảnh hưởng kéo theo tới tác động xâm

nhập mặn và môi trường hạ lưu sông Hồng- Thái Bình (sẽ được nhắc lại trong chương

tiếp theo)

Liên tiếp trong mấy năm trở lại đây (từ 2003 - 2007), mực nước trong mùa cạn sông

Hồng tại Hà Nội liên tục giảm: năm 2003 (2,34m), 2004 (1,86m), 2005 (1,58m), 2006 (1,36m) và đạt đến mức kiệt lịch sử 1,12 m vào ngày 23/2/2007 trong chuỗi hơn 100 năm có số liệu quan trắc tại trạm này Do nguyên nhân trên, xâm nhập mặn vào vùng đồng bằng sông Hồng- Thái Bình cũng ở mức sâu hơn so với thời kỳ trước năm 2003 Tác động xâm nhập mặn sâu kết hợp với dòng chảy cạn kiệt đã gây nên tình trạng không thể lấy nước tưới cho không chỉ vùng cửa sông mà cả ở các vùng trung lưu như sông Đuống, sông Hồng từ Hưng Yên đến Sơn Tây Tình trạng cạn kiệt dòng chảy hệ

thống sông Hồng - Thái Bình cũng gây ra trở ngại cho giao thông thuỷ trong mùa cạn liên tục từ năm 2003 đến nay (2007) đã gây bức xúc trong dư luận

Đối với tỉnh Nam Định:

Hàng năm về mùa kiệt, lưu lượng nguồn nước ngọt giảm, nước thuỷ triều dâng cao đưa nước mặn từ biển Đông xâm nhập sâu vào trong các triền sông, ảnh hưởng lớn đến

việc lấy nước tưới của các cống đầu mối gây nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp

vụ chiêm xuân của toàn tỉnh Trong 4 sông cung cấp nguồn nước tưới Hồng, Đáy, Đào, Ninh Cơ, chỉ có sông Đào do được khai thác ở đầu nguồn lại nằm xa biển có nguồn nước không bị nhiễm mặn, 3 con sông còn lại do ảnh hưởng của mặn nên việc khai thác tưới cho vụ chiêm xuân (từ tháng I đến tháng IV) rất hạn chế

Về mùa cạn, lượng nước trong sông nhỏ, thủy triều xâm nhập vào khá sâu và mạnh, đưa mặn vào rất sâu, sông có độ mặn 10/00 xâm nhập vào sâu cách cửa biển 30- 50

km, gây trở ngại cho việc lấy nước dùng cho các ngành kinh tế quốc dân, nhất là cho nông nghiệp

Ranh giới xâm nhập mặn trên các sông: (độ mặn 2%o)

+ Trên sông Đáy mặn thường lên đến cống Văn Giáo, có năm lên tới Bình Hải cách biển 17 km