TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐỖ NGỌC THỰC ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐỖ NGỌC THỰC ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số Chương trình đào[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐỖ NGỌC THỰC ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHĨ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI - 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐỖ NGỌC THỰC ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: TS Phan Văn Trường HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân thực hướng dẫn khoa học TS Phan Văn Trường Các số liệu, kết trình bày luận văn đảm bảo độ tin cậy xác Các thơng tin thứ cấp sử dụng luận văn có nguồn gốc rõ ràng, trích dẫn đầy đủ, trung thực quy cách Tác giả Đỗ Ngọc Thực i LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành khn khổ trợ giúp Đề tài nghiên cứu cấp Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam “Nghiên cứu đánh giá trình xâm nhập mặn đề xuất giải pháp khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước (nước mặt nước đất) phục vụ phát triển kinh tế - xã hội khu vực ven biển tỉnh Hà Tĩnh” tạo điều kiện cho học viên công tác thực địa, thu thập thống kê số liệu, thể mơ hình tính tốn, với hướng dẫn khoa học TS Phan Văn Trường Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm đề tài - tận tình giúp đỡ hỗ trợ mặt để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Khoa Sau đại học - ĐH Quốc Gia Hà Nội, Viện Địa chất Địa vật lý Biển, Viện Khoa học vật liệu, Thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp Gia đình tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tác giả ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan biến đổi khí hậu nước biển dâng 1.1.1 Biến đổi khí hậu nước biển dâng khứ 1.1.2 Biến đổi khí hậu nước biển dâng xu tương lai 1.2 Tình hình nghiên cứu tác động nước biển tầng chứa nước ven biển .12 1.2.1 Trên Thế giới 12 1.2.2 Ở Việt Nam .14 1.2.3 Các nghiên cứu nước đất vùng đồng ven biển tỉnh Hà Tĩnh 15 1.3 Cơ chế xâm nhập mặn nước đất 17 1.3.1 Các trình dịch chuyển chất hòa tan 17 1.3.2 Quá trình phân tán học .18 1.3.3 Quá trình phân tán thuỷ động lực 18 1.3.4 Quá trình hấp phụ 19 1.3.5 Quá trình phân rã 19 1.3.6 Ranh giới mặn - nhạt nước đất vùng ven biển .19 1.4 Phương pháp nghiên cứu .21 1.4.1 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 21 1.4.2 Phương pháp kế thừa .21 1.4.3 Phương pháp đồ GIS 21 1.4.4 Phương pháp địa vật lý 22 1.4.5 Phương pháp mơ hình tốn 22 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH 25 2.1 Đặc điểm tự nhiên 25 iii 2.1.1 Vị trí địa lý 25 2.1.2 Đặc điểm địa hình 27 2.1.3 Đặc điểm địa chất 27 2.1.4 Đặc điểm phân bố tầng chứa nước 32 2.1.5 Đặc điểm thổ nhưỡng .35 2.1.6 Đặc điểm khí hậu 36 2.1.7 Đặc điểm thủy văn, hải văn 38 2.1.8 Thảm thực vật 39 2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội .40 2.2.1 Dân cư 40 2.2.2 Hoạt động nông - lâm nghiệp .40 2.2.3 Đánh bắt nuôi trồng thủy - hải sản 41 2.2.4 Hoạt động công nghiệp 41 CHƯƠNG TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH 43 3.1 Tài nguyên nước đất khu vực nghiên cứu 43 3.1.1 Trữ lượng nước đất 43 3.1.2 Chất lượng nước đất 45 3.1.3 Đánh giá khả sử dụng nước 45 3.2 Diễn biến xâm nhập mặn vào tầng chứa nước 47 3.2.1 Xâm nhập mặn tầng qh 49 3.2.2 Xâm nhập mặn tầng qp 49 3.3 Dự báo ảnh hưởng nước biển dâng đến tài nguyên nước đất đồng ven biển tỉnh Hà Tĩnh .55 3.3.1 Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng khu vực nghiên cứu .56 3.3.2 Mơ hình dự báo xâm nhập mặn tầng chứa nước khu vực nghiên cứu 57 3.3.3 Kết dự báo ảnh hưởng nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến nước đất .60 3.4 Tác động xâm nhập mặn mực nước biển dâng tới hoạt động dân sinh hệ sinh thái tự nhiên 67 3.4.1 Tác động tới hoạt động dân sinh 67 3.4.2 Tác động tới hệ sinh thái tự nhiên 70 iv CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH 72 4.1 Biện pháp chung chuẩn bị đối phó BĐKH NBD 72 4.2 Cơ sở đề xuất giải pháp 73 4.3 Đề xuất giải pháp ứng phó mực NBD đồng ven biển tỉnh Hà Tĩnh 74 4.3.1 Các giải pháp phi cơng trình 74 4.3.2 Các giải pháp cơng trình 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 85 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu ĐB - TN Đông bắc - Tây nam ĐBBB Đồng Bắc Bộ ĐC Địa chất ĐCCT Địa chất cơng trình ĐCTV Địa chất thủy văn ĐTS Điện trở suất ĐVL Địa vật lý GIS Hệ thông tin địa lý IPCC Ủy ban liên Chính phủ biến đổi khí hậu KT - XH Kinh tế - Xã hội NBD Nước biển dâng NDĐ Nước đất TB - ĐN Tây bắc - Đơng nam TBNN Trung bình nhiều năm TCN Tầng chứa nước TDS Tổng chất rắn hòa tan TEM Transmission electron microscopy TNN Tài nguyên nước UNICEF Quỹ nhi đồng Liên hợp quốc VAST Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam XNM Xâm nhập mặn vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Cán cân mực nước biển trung bình tồn cầu Bảng 1.2: Mức tăng nhiệt độ mức thay đổi lượng mưa 50 năm qua vùng khí hậu Việt Nam Bảng 2.1: Thành phần độ hạt đất đá mức độ chứa nước 29 Bảng 2.2: Lượng mưa (mm) trung bình tháng nhiều năm 37 Bảng 2.3: Lượng bốc (mm) trung bình nhiều tháng .37 Bảng 2.4: Nhiệt độ (0C) khơng khí trung bình tháng nhiều năm 38 Bảng 2.5: Số ngày nắng trung bình tháng nhiều năm 38 Bảng 2.6: Thống kê khu công nghiệp có khu vực nghiên cứu 42 Bảng 3.1: Trữ lượng khai thác tiềm khu vực nghiên cứu .44 Bảng 3.2: Nhu cầu sử dụng nước khu vực nghiên cứu 47 Bảng 3.3: Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980 - 1999 56 Bảng 3.4: Mức tăng số yếu tố so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch B2 57 Bảng 3.5: Thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980 - 1999 theo kịch B2 .57 Bảng 3.6: Vị trí số lỗ khoan quan trắc khu vực nghiên cứu 59 Bảng 3.7: Diễn biến diện phân bố nhiễm mặn ảnh hưởng nước biển dâng tầng chứa nước kịch B2 65 Bảng 3.8: Bảng tổng hợp hình thức khai thác nước đất 67 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Biểu đồ khí hậu lớp băng Nam Cực, chu kỳ băng hà - gian băng cuối Hình 1.2: Đường cong mực nước biển cho thềm lục địa Sunda nhận từ dạng đường bờ Hình 1.3: Biến động mực nước biển trung bình tồn cầu giai đoạn 1870 - 2010 Hình 1.4: Tổng số bão loại (màu lục), loại (màu xanh), loại (màu đỏ) giai đoạn 1970 - 2004 .8 Hình 1.5: Diễn biến số XTNĐ hoạt động biển Đông, ảnh hưởng đổ vào đất liền Việt Nam 50 năm qua .10 Hình 1.6: Số lượng bão hàng năm ảnh hưởng trực tiếp đến vùng biển tỉnh Hà Tĩnh .11 Hình 1.7: Số lượng bão (a) theo cấp bão (b) theo thời gian đổ 11 Hình 1.8: Vận động nước đất vùng ven biển 20 Hình 1.9: Sơ đồ quan hệ nước nhạt - mặn đất vùng ven biển .21 Hình 2.1: Sơ đồ vị trí khu vực đồng ven biển tỉnh Hà Tĩnh 26 Hình 2.2: Sơ đồ địa chất khu vực đồng ven biển tỉnh Hà Tĩnh 31 Hình 2.3: Sơ đồ địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu 33 Hình 2.4: Phân tầng ĐCTV Mặt cắt cấu trúc ĐCTV thực tế theo đường AB, CD 34 Hình 2.5: Tỷ lệ phần trăm nhóm đất khu vực vực nghiên cứu .36 Hình 2.6: Mực nước thực đo năm 2011 trạm Bến Thủy .39 Hình 2.7: Độ mặn thực đo năm 2011 trạm Bến Thủy 39 Hình 3.1: Suy giảm mực nước đất giai đoạn 2014 - 2015 48 Hình 3.2: Diễn biến TDS nước đất giai đoạn 2014 - 2020 48 Hình 3.3: Bản đồ xâm nhập mặn tầng qh2 mùa mưa/mùa khô giai đoạn 2014 - 2015 51 Hình 3.4: Bản đồ xâm nhập mặn tầng qh1 mùa mưa/mùa khơ giai đoạn 2014 – 2015 52 Hình 3.5: Bản đồ xâm nhập mặn tầng qp mùa mưa/mùa khơ giai đoạn 2014 – 2015 53 Hình 3.6: Bản đồ trạng nhiễm mặn nước sông (mùa mưa/mùa khô) tỉnh Hà Tĩnh .54 Hình 3.7: Diện tích có nguy bị ngập khu vực tỉnh Hà Tĩnh ứng với mực NBD 1m 55 Hình 3.8: Miền tính lưới tính khu vực nghiên cứu 57 viii TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bộ Công nghiệp (1995), Thuyết minh đồ nước đất tỉnh Hà Tĩnh tỷ lệ 1:200.000 Bộ Tài nguyên Mơi trường (2012), Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Văn Bảo (2010), Hóa nước,152 trang, NXB Xây dựng Hà Nội Biến đổi khí hậu sinh kế ven biển (2012), NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Hữu Bình (chủ biên) (2011), Bản đồ Địa chất thủy văn tỉnh Hà Tĩnh tỷ lệ 1: 100.000, Lưu trữ Sở Tài ngun Mơi trường Hà Tĩnh Đồn Văn Cánh nnk., (2001), Tin học ứng dụng địa chất thủy văn (Giáo trình Cao học Nghiên cứu sinh), Trường đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Ngô Ngọc Cát (2001), Những nguyên nhân chủ yếu gây biến đổi môi trường tài nguyên nước dải ven biển Việt Nam, Trường ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội Cục thống kê Hà Tĩnh, 2015, Niên giám thống kê tỉnh Hà Tĩnh năm 2014, Hà Tĩnh Nguyễn Văn Đản nnk., (1996) Nước đất đồng ven biển Bắc Trung Bộ, Hà Nội 10 Đoàn quy hoạch Điều tra tài nguyên nước 2F (2005), Báo cáo lập đồ địa chất thủy văn - địa chất cơng trình vùng Cẩm Xun - Kỳ Anh, Hà Tĩnh 11 Lê Anh Đức (chủ biên) (2014), Báo cáo quan trắc phân tích trạng mơi trường địa bàn tỉnh Hà Tĩnh năm 2013, Lưu trữ Sở Tài nguyên Môi trường Hà Tĩnh 12 Bùi Quang Hạt (chủ biên) (2005), Nghiên cứu đặc điểm địa hóa chất thị đánh dấu phân tử nhằm định hướng đánh giá tốc độ lắng trầm tích, chất lượng nguồn gốc nhiễm mơi trường trầm tích số vùng cửa sông cảng biển lớn Bắc Trung Bộ - Việt Nam, Đề tài cấp Bộ Tài nguyên Môi trường 13 Lê Thị Thu Hiền (2008), Điều tra đánh giá tiềm nước mặt vùng đồng ven biển tỉnh Hà tĩnh, đề xuất giải pháp kinh tế - bảo vệ môi trường việc sử dụng hợp lý tài nguyên nước, Sở TNMT Hà Tĩnh, 46 trang 14 Nguyễn Đình Kỳ (2013), Điều tra đánh giá trạng ngun nhân suy thối tài ngun mơi trường đất - nước vùng Thanh - Nghệ - Tĩnh đề xuất giải pháp khai thác quản lý tổng hợp phục vụ phát triển kinh tế xã hội bền vững, Dự án ĐTCB cấp Nhà nước, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam 15 Vũ Ngọc Kỷ (chủ biên) (2001), Địa chất thủy văn đại cương, NXB GTVT, Hà Nội 16 Nguyễn Văn Lâm nnk., (2006), “Các tác động môi trường dự án khai thác nước ngầm số biện pháp giảm thiểu”, Tuyển tập báo cáo HNKH lần thứ 17, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, tr 128-133 83 17 Phan Liêu (1987), Đất cát biển nhiệt đới ẩm, NXB KHKT, Hà Nội 18 Nguyễn Văn Nghĩa (1997), Mỏ nước đất - khái niệm ranh giới tĩnh ranh giới động, Tuyển tập báo cáo khoa học hội thảo Quốc gia Tài nguyên nước đất phục vụ chương trình cung cấp nước vệ sinh môi trường, tr 169 - 176 19 Phan Văn Trường (2012), Nghiên cứu đặc điểm hình thành đề xuất hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình, Luận án tiến sĩ Địa lý, Hà Nội 20 Phan Văn Trường nnk., (2013), Đặc điểm xâm nhập mặn nước đất trầm tích Đệ tứ vùng ven biển Hà Tĩnh, Tuyển tập báo cáo khoa học HNKH Địa chất biển Toàn quốc lần thứ 2, trang 612 - 620 21 Đỗ Trọng Sự (chủ biên) (2001), Nghiên cứu đặc điểm thủy địa hóa nước đất vùng ven biển Bắc Bộ Bắc Trung Bộ, Lưu trữ Địa chất, Hà Nội 22 Nguyễn Hồng Tuyên (chủ biên) (2005), Báo cáo lập đồ địa chất thủy văn – địa chất cơng trình vùng Cẩm Xun – Kỳ Anh, Lưu trữ Sở TNMT Hà Tĩnh 23 UBND tỉnh Hà Tĩnh (2010), Quy hoạch nuôi tôm cát tỉnh hà tĩnh giai đoạn 2010 -2020, định hướng đến năm 2030, Hà Tĩnh Tài liệu tiếng Anh 24 Hanebuth T., Stattegger K., Groote P.M., 2000 Rapid flooding of the Sunda shelf: A Late-glacial sea-level record Science, No 288, pp 1033-1035 25 Herbert F Wang, William W Woesseer, 1982 Introduction to Groundwater Modelling Academic Press, Inc., New York 26 http://www.climatechange2013.org/image/report/WG1AR5_chapter13_FINAL.pdf 27 Mary P Anderson, William W Woesser (1992), Applied Groundwater Modeling, Academic Press, Inc., New York 28 Nilson Guiguer and Thomas Franz, 2004, Visual Modflow, Waterflow Hydrogeologic Software, Toronto, 2004 29 Fetter C.W., 1993 Applied Hydrogeology, Oshkosh, America 30 IPCC, 2007 Climate change 2007: Physical Science Basic Cambridge University Press 31 Sathiamurthy E and Vois H.K., 2006 Maps of Holocene sea-level trangsgression and submerged lakes on the Sunda shelf The Natural History Journal of Chulalongkorn University, Supplement 2, Chulalongkorn Univ., Bangkok, Thailand, pp 1-44 32 Webster P.J., Holland G.J., Curry J.A., Chang H.R., 2005 Changes in tropical cyclone number, duration and intensity in a warming environment Science, Vol.309, No pp 1844-1846 84 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ĐỖ NGỌC THỰC ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH VÀ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHĨ LUẬN... ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH 43 3.1 Tài nguyên nước đất khu vực nghiên cứu 43 3.1.1 Trữ lượng nước đất 43 3.1.2 Chất lượng nước đất 45 3.1.3 Đánh giá khả sử dụng nước. .. hậu nước biển dâng 1.1.1 Biến đổi khí hậu nước biển dâng khứ 1.1.2 Biến đổi khí hậu nước biển dâng xu tương lai 1.2 Tình hình nghiên cứu tác động nước biển tầng chứa nước ven biển