Tổng quan về biến đổi khí hậu và nước biển dâng
Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong quá khứ
Trong lịch sử hình thành và tiến hóa của Trái Đất, đã diễn ra nhiều lần biến đổi khí hậu, được ghi nhận qua các yếu tố tự nhiên như thành phần đất đá trầm tích, địa hình và thực vật Tuy nhiên, những dấu ấn này trở nên mờ nhạt khi nhìn về quá khứ xa Chỉ trong thời gian địa chất gần đây, đặc biệt là kỷ Đệ tứ, các dấu hiệu của biến đổi khí hậu mới rõ ràng hơn Một trong những đặc trưng quan trọng của biến đổi khí hậu là sự thay đổi nhiệt độ của lớp không khí bề mặt và khí quyển Trái Đất Sự tăng hoặc giảm nhiệt độ đi kèm với biến động mực nước biển, với hiện tượng biển tiến và biển lùi Bằng chứng cho những thay đổi này đã được xác nhận qua phân tích lõi khoan băng tại trạm Vostok ở Nam Cực.
Nguồn: [32] Hình 1.1: Biểu đồ khí hậu lớp băng ở Nam Cực, chu kỳ băng hà - gian băng cuối cùng
Trong khoảng 150.000 năm qua, Trái Đất đã trải qua hai giai đoạn nhiệt độ cao vào khoảng 120.000 và 6.000 năm trước, cùng với hai giai đoạn nhiệt độ thấp vào khoảng 140.000 và 20.000 năm trước Những biến đổi này tương ứng với hai lần biển tiến và hai lần biển lùi Biển tiến gần đây được gọi là Biển tiến Flandrian, trong khi lần biển lùi gần đây nhất được gọi là Cực đại Băng hà lần cuối.
Tiến trình dâng lên của mực nước biển sau Cực đại Băng hà Lần Cuối đã được nghiên cứu sâu rộng bởi nhiều nhà khoa học trên toàn cầu, khu vực và địa phương, liên quan đến biến đổi khí hậu Một ví dụ cụ thể là thềm lục địa Sunda, bao gồm cả Việt Nam, như được thể hiện trong Hình 1.2.
Nguồn: [24] Hình 1.2: Đường cong mực nước biển cho thềm lục địa Sunda nhận được từ các dạng đường bờ
Theo Sathiamurty và Viris, thời kỳ Cực đại Băng hà lần cuối trên thềm lục địa Sunda xảy ra khoảng 21.000 năm trước, với mực biển thấp hơn hiện nay 116m Hanebuth và đồng nghiệp đã chia giai đoạn dâng mực biển thành bốn giai đoạn: S1 (21.000 - 19.000 năm trước) với mực biển dâng 2m, tốc độ 1mm/năm; S2 (19.000 - 14.600 năm trước) dâng 18m, tốc độ 4,1mm/năm; S3 (14.600 - 14.300 năm trước) dâng 16m, tốc độ tăng lên 53,3mm/năm, với khả năng dao động từ 2,8 đến 16,0m/100 năm do ảnh hưởng điều kiện địa phương; và S4 (14.300 - 13.100 năm trước) dâng 16m, tốc độ 13,3mm/năm Sau đó, mực biển dâng chậm lại Trong thời kỳ khí hậu Holocen tối ưu (9.500 - 6.000 năm trước), nhiệt độ tăng khoảng 2°C so với hiện tại, dẫn đến mực nước biển dâng với tốc độ khoảng 10mm/năm Từ 6.000 năm trước đến nay, nhiệt độ đã giảm dần để đạt giá trị như hiện nay.
Biến đổi khí hậu và nước biển dâng hiện nay và xu thế tương lai
Biến đổi khí hậu xảy ra do hai nguyên nhân chính: thứ nhất là các quá trình tự nhiên diễn ra từ lâu, và thứ hai là sự tác động của con người Trong đó, nguyên nhân do con người thường được nhấn mạnh hơn.
Nhiệt độ bề mặt Trái đất đang gia tăng trên quy mô toàn cầu, với số liệu quan trắc cho thấy nhiệt độ không khí và nước đại dương đều tăng, đặc biệt nhanh ở vùng cực Bắc Trong 100 năm qua (1906 - 2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74°C, và tốc độ tăng trong 50 năm gần đây gấp đôi so với 50 năm trước Sự gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng này Theo báo cáo của IPCC, nồng độ CO2 vào thập niên 1990 là 330ppm, và nếu trong thế kỷ XXI giá trị này tăng gấp đôi, nhiệt độ sẽ có thể tăng từ 1 - 2°C, tương đương với thời kỳ Tối ưu Khí hậu trong Holocen.
Sự gia tăng nhiệt độ bề mặt Trái Đất, đặc biệt tại vùng Bắc Cực và bề mặt đại dương, đã dẫn đến hiện tượng dâng mực nước biển do sự dãn nở của nước đại dương và tan chảy các khối băng trên lục địa Đồng thời, sự gia tăng nhiệt độ này cũng tạo ra chênh lệch áp suất giữa lục địa và đại dương, làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão và áp thấp nhiệt đới.
Bảng 1.1: Cán cân mực nước biển trung bình toàn cầu
Khoảng thời gian quan trắc Đơn vị: mm/năm
Băng hà (trừ Greenland và
Mực biển TB toàn cầu theo quan trắc 1,5(1,3÷1,7) 2,0(1,7÷2,3) 3,2(2,8÷3,6)
Theo các nhà khoa học về biến đổi khí hậu và nước biển dâng, đại dương đã nóng lên rõ rệt từ cuối thập kỷ 1950 Dữ liệu quan trắc toàn cầu cho thấy mực nước biển trung bình đã tăng 1,8 ± 0,5 mm/năm trong giai đoạn 1961 - 2003, chủ yếu do hiện tượng giãn nở nhiệt và tan băng Năm 2007, IPCC cũng đã đưa ra các kịch bản dự báo về mực nước biển dâng trong tương lai.
2099 so với khoảng thời gian 1980 - 1999 (Hình 1.4) [32] Nghiên cứu cập nhật năm
2009 cho rằng tốc độ mực nước biển trung bình toàn cầu dâng khoảng 1,8 mm/năm (Chuch và White, 2009)
Nguồn: [2] Hình 1.3: Biến động mực nước biển trung bình toàn cầu giai đoạn 1870 - 2010
Từ năm 1901 đến 2005, lượng mưa toàn cầu đã tăng lên ở các khu vực phía Bắc vĩ độ 30°B, trong khi giảm ở các vùng nhiệt đới, đặc biệt là Nam Á và Tây Phi với mức giảm 7,5% Ở các vĩ độ trung bình và cao, lượng mưa gia tăng rõ rệt tại miền Trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu và Trung Á Tần suất mưa lớn cũng tăng lên ở nhiều khu vực, kể cả những nơi có xu hướng giảm mưa Biến đổi của xoáy thuận nhiệt đới bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước biển, hoạt động ENSO và sự thay đổi quỹ đạo của chúng, với sự gia tăng rõ rệt tại Bắc và Tây Nam Thái Bình Dương cùng Ấn Độ Dương Trong thế kỷ 20, nhiệt độ không khí tăng lên song song với sự suy giảm khối lượng băng toàn cầu, với lượng băng ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1 - 3,3% mỗi thập kỷ từ năm 1978 đến nay.
Về bão gia tăng liên quan tới biến đổi khí hậu Trong Báo cáo Đánh giá lần thứ
Theo báo cáo của IPCC, không có xu hướng rõ ràng về số lượng xoáy thuận nhiệt đới hàng năm liên quan đến sự tăng nhiệt độ bề mặt Trái đất Tuy nhiên, nhiệt độ đại dương nóng lên được xác định là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự hình thành và cường độ của các xoáy thuận nhiệt đới Nhiệt độ đại dương và sự bốc hơi nước đã gia tăng trong vài thập kỷ qua, góp phần làm cho các xoáy thuận này trở nên mạnh mẽ hơn Phân tích dữ liệu bão từ năm 1970 đến 2004 cho thấy, số lượng bão cấp 1, 2 và 3 giảm, trong khi bão cấp 4 và 5 đã tăng đáng kể.
Nguồn: [32] Hình 1.4: Tổng số các cơn bão loại 1 (màu lục), loại 2 và 3 (màu xanh), loại 4 và 5
(màu đỏ) trong giai đoạn 1970 - 2004
Nước biển dâng trong lịch sử chủ yếu do các yếu tố kiến tạo bên trong Trái Đất và biến động thời tiết, diễn ra theo chu kỳ hàng trăm năm Tuy nhiên, nguyên nhân chính hiện nay là hoạt động của con người, đã làm gia tăng nhanh chóng quá trình phát triển tự nhiên, vượt xa chu kỳ tự nhiên của nó.
Để giảm thiểu phát thải khí nhà kính và đối phó với nguy cơ mực nước biển dâng cao, việc thay đổi hoạt động của con người là cần thiết Tại Việt Nam, biến đổi khí hậu đã được thể hiện rõ qua các số liệu về mực nước biển, nhiệt độ và lượng mưa Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5°C trên toàn quốc, với lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam Nhiệt độ tháng 1 và tháng 7, đại diện cho mùa đông và mùa hè, đều tăng, trong đó nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn mùa hè Đặc biệt, nhiệt độ ở vùng sâu trong đất liền tăng nhanh hơn so với vùng ven biển và hải đảo.
Lượng mưa ở Việt Nam có sự biến động rõ rệt giữa các vùng miền Trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa giảm từ 5 đến hơn 10% ở phía Bắc, trong khi phía Nam lại tăng từ 5 đến 20% Xu hướng này cho thấy lượng mưa năm cũng tương tự, với sự gia tăng ở các khu vực phía Nam và giảm ở phía Bắc Đặc biệt, khu vực Nam Trung Bộ ghi nhận sự tăng trưởng mạnh mẽ về lượng mưa trong cả mùa khô, mùa mưa và lượng mưa năm, với nhiều nơi tăng đến 20% trong 50 năm qua.
Bảng 1.2: Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng khí hậu của Việt Nam
Tây Bắc Bộ 1,4 0,5 0,5 6 -6 -2 Đông Bắc Bộ 1,5 0,3 0,6 0 -9 -7 Đồng bằng Bắc Bộ 1,4 0,5 0,6 0 -13 -11
Theo nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Thụy (1995), mực nước biển tại bốn trạm Hải văn dọc bờ biển Việt Nam trong giai đoạn 1957-1994 cho thấy mức tăng lần lượt là 2,15mm/năm tại Hòn Dấu, 1,198mm/năm tại Đà Nẵng, 0,957mm/năm tại Quy Nhơn và 3,203mm/năm tại Vũng Tàu Đinh Văn Ưu (2009) đã cập nhật dữ liệu với kết quả mới: Hòn Dấu 3,8mm/năm, Cồn Cỏ 0,07mm/năm, Sơn Trà 2,0mm/năm, Quy Nhơn 1,4mm/năm, Vũng Tàu 3,3mm/năm và Phú Quốc 3,0mm/năm Các nghiên cứu từ Viện Khí tượng, Thủy văn và Môi trường cũng đưa ra con số khác: Hòn Dấu 3,88mm/năm, Sơn Trà 3,1mm/năm và Vũng Tàu 3,38mm/năm (Nguyễn Văn Thắng nnk., 2011) So với mức tăng trung bình toàn cầu 1,8mm/năm trong thế kỷ XX, dữ liệu của Nguyễn Ngọc Thụy cho thấy khu vực Đà Nẵng - Quy Nhơn đang nâng lên với tốc độ đáng kể.
0,8mm/năm, còn ở Đồ Sơn và Vũng Tàu cho thấy vỏ Trái Đất có xu hướng hạ xuống với giá trị tương ứng là 0,35mm/năm và 1,4mm/năm
Mỗi năm, khu vực biển Đông chứng kiến khoảng 12 cơn bão và áp thấp nhiệt đới (XTNĐ), trong đó 45% hình thành trên biển Đông và 55% di chuyển từ Thái Bình Dương vào Việt Nam thường chịu ảnh hưởng của khoảng 7 cơn bão, với 5 cơn đổ bộ hoặc tác động trực tiếp đến đất liền Khu vực có tần suất bão và áp thấp nhiệt đới cao nhất nằm ở giữa Bắc biển Đông, trung bình mỗi năm ghi nhận khoảng 3 cơn bão đi qua ô lưới 2,5 x 2,5 độ kinh vĩ Các bờ biển miền Trung từ 16 - 18 độ Bắc và bờ biển Bắc Bộ là những khu vực dễ bị ảnh hưởng nhất.
Khu vực 20 độ Bắc trở lên có tần suất hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới cao nhất tại bờ biển Việt Nam, với khoảng 2 năm xuất hiện một cơn bão hoặc áp thấp nhiệt đới Số lượng xoáy thuận nhiệt đới trên biển Đông có xu hướng tăng nhẹ, trong khi số cơn bão ảnh hưởng hoặc đổ bộ vào đất liền Việt Nam không có sự biến đổi rõ ràng.
Nguồn: [2] Hình 1.5: Diễn biến của số cơn XTNĐ hoạt động ở biển Đông, ảnh hưởng và đổ bộ vào đất liền Việt Nam trong 50 năm qua
Khu vực đổ bộ của bão và áp thấp vào Việt Nam đang di chuyển về phía Nam, với số lượng cơn bão mạnh gia tăng và mùa bão kết thúc muộn hơn Mức độ ảnh hưởng của bão đối với nước ta ngày càng mạnh, trong bối cảnh toàn cầu và tại Việt Nam, biến đổi khí hậu dẫn đến mực nước biển dâng cao và sự thay đổi về tần suất, cường độ của xoáy thuận nhiệt đới Những biến đổi này ảnh hưởng lớn đến xâm nhập mặn tại vùng bờ biển, đặc biệt là bờ biển Việt Nam Tuy nhiên, mức độ tác động của quá trình này còn phụ thuộc vào hoạt động của con người và các yếu tố khác.
Các thống kê trước đây về hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới tại khu vực nghiên cứu chủ yếu tập trung vào toàn bộ đoạn bờ từ Nghệ An đến Quảng Bình.
Các con số thống kê hiện tại chưa phản ánh đầy đủ mức độ ảnh hưởng của bão đến khu vực Hà Tĩnh Bão, nước dâng do bão và mưa trước sau bão là những yếu tố quan trọng tác động đến quá trình xâm nhập mặn từ biển vào đất liền Từ năm 1960 đến nay, khu vực này đã chịu ảnh hưởng trực tiếp của hơn 43 cơn bão, trung bình khoảng 1 cơn mỗi năm, trong đó có 20 năm không có bão và 26 năm có 1 cơn bão.
9 năm có 2 cơn đổ bộ qua khu vực này
Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia Hình 1.6: Số lượng cơn bão hàng năm ảnh hưởng trực tiếp đến vùng biển tỉnh Hà Tĩnh
Tình hình nghiên cứu về tác động của nước biển đối với các tầng chứa nước
Trên Thế giới
1.2.1.1 Đánh giá hiện trạng và xác định nguyên nhân xâm nhập của nước biển vào các tầng chứa nước ven biển
Tác giả W K Zubari (1991) đã phân loại các kiểu nhiễm mặn tầng chưa nước (TCN) và đề xuất các biện pháp quản lý chất lượng nước ưu tiên tại Bahrain Nghiên cứu của H Kooi và J Groen (2000) từ trường Đại học Vrije, Hà Lan, đã phân tích cơ chế xâm nhập mặn liên quan đến quá trình biển tiến thông qua mô hình hóa điều kiện thủy địa hóa Họ đã thực hiện thí nghiệm máng thấm hai lớp với các trường hợp tính thấm khác nhau và quan trắc sự biến đổi độ mặn theo thời gian dựa trên sự thay đổi áp lực.
Nghiên cứu về sự phân bố mặn nhạt trong tầng chứa nước ven biển Nigeria đã được thực hiện bởi phương pháp đo sâu điện kết hợp với phân tích thành phần hóa học NDĐ vào năm 2004 Tại đồng bằng Burdekin, Australia, K A Naraya (2007) đã xác định nguyên nhân xâm nhập mặn chủ yếu do khai thác nước quá mức với 1.800 máy bơm phục vụ cho tưới tiêu Ở Hàn Quốc, Sung Ho Song (2007) cũng áp dụng phương pháp đo sâu điện để nghiên cứu xâm nhập mặn tại vùng Byunsan, kết hợp số liệu về điện trở suất với phân tích hóa học mẫu nước và độ dẫn của các mẫu nguyên dạng theo chiều sâu nhằm thiết lập mối quan hệ giữa điện trở suất và tổng chất rắn hòa tan (TDS).
1.2.1.2 Nghiên cứu cơ chế dịch chuyển vật chất tan trong NDĐ
Nghiên cứu của George D Wardlaw và David L Valentine (2005) tại hồ Salton Sea, Mỹ, cho thấy độ mặn tăng dần theo chiều sâu, với giá trị khuếch tán từ 0,422 - 0,613 g/cm²/năm, áp dụng định luật khuếch tán phân tử Fick Tương tự, D W Bridger và D M Allen (2006) đã khảo sát ảnh hưởng của khuếch tán đến phân bố độ mặn tại đồng bằng Fraser, Canada, sử dụng phương pháp ĐVL để xác định độ dẫn điện của TCN Qua phân tích môi trường ĐC và ĐCTV, tác giả đã xây dựng mô hình khái niệm về sự hình thành và phân bố độ mặn theo chiều thẳng đứng tại khu vực cửa sông, nơi nước mặn xâm nhập vào TCN và khuếch tán xuống lớp thấm nước yếu bên dưới.
G C A Meesters (2000) xác định quá trình muối hoá TCN ven biển Suriname qua việc phân tích thành phần đồng vị 37 Cl và mô hình khuếch tán Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng xâm nhập mặn ở đây không phải do nước mặn trong thời kỳ hiện tại mà là do quá trình vận chuyển vận chất xảy ra trong bản thân các tầng trầm tích, dẫn đến NDĐ bị nhiễm mặn do quá trình khuếch tán xảy ra từ lớp sét biển tuổi Holocen ở bên trên và tầng trầm tích tuổi Kreta bên duới Vincent E.A Post (2004) đề cập đến quá trình xâm nhập mặn NDĐ ở vùng ven biển Hà Lan do quá trình biển tiến trong thời kỳ Holocen, tác giả đã phân tích mối quan hệ giữa quá trình xâm nhập mặn NDĐ và lịch sử phát triển địa chất trong vùng nghiên cứu
1.2.1.3 Dự báo và đánh giá xâm nhập của nước biển vào các tầng chứa nước
D S Oki, W R Souza, E L Bolke và G R Bauer (1988) đã tiến hành khảo sát vùng ven biển phía Nam đảo Oahu (Hawaii - Mỹ) trên cở sở sử dụng phần mềm SUTRA thiết lập mô hình 2D đánh giá các yếu tố về tính thấm và sự phân tầng ảnh hưởng đến dòng chảy cũng như sự phân bố nồng độ muối trong các TCN Tương tự như vậy, Koch và Zhang (1998) sử dụng phần mềm SUTRA kết hợp mô hình dòng chảy do chênh lệch tỷ trọng và mô hình dịch chuyển vật chất đã xây dựng mô hình xâm nhập mặn thẳng đứng do chênh lệch nồng độ Ngoài ra,Voss và Koch (2001) đã xây dựng mô hình 2D có tính đến và không tính đến ảnh hưởng của nồng độ nhằm mô phỏng ảnh hưởng của quá trình khai thác NDĐ đến sự dịch chuyển biên mặn Công trình của Phatcharasak Arlai (2007) về mô hình hoá các cơ chế xâm nhập mặn các TCN ven biển Vịnh Thái Lan bằng phần mềm SEAWAT - 2000 và MODFLOW/MT3DMS trên cơ sở xây dựng mô hình 5 lớp Với việc đánh giá điều kiện địa chất, ĐCTV trong vùng, tác giả đã xác định nguồn gốc xâm nhập mặn chính là do nước biển cổ và nước biển hiện tại xâm nhập xuống các TCN
1.2.1.4 Nghiên cứu các giải pháp ứng phó với quá trình biến đổi khí hậu, nước biển dâng đối với tài nguyên NDĐ
Kalpan, Choudhury (2001) từ trung tâm địa vật lý, Cục Địa chất Ấn Độ đã áp dụng các phương pháp địa vật lý để nghiên cứu tình trạng mặn - nhạt của các tầng chứa nước (TCN) trong các trầm tích phía Tây vịnh Bengal, từ đó xác định các khu vực cấm, hạn chế và cho phép khai thác Trong khi đó, Zeynel Demirel (2006) đã thực hiện nghiên cứu tại vùng công nghiệp ven biển Mersin, Thổ Nhĩ Kỳ, cho thấy rằng nguyên nhân chính dẫn đến xâm nhập mặn vào nguồn nước ngầm (NDĐ) tại đây là do khai thác quá mức, với kết quả quan trắc thành phần hóa học của NDĐ được thực hiện từ năm 1984.
Vào năm 2000, hàm lượng Cl- đã đạt mức 3,0g/l Qua phân tích cấu trúc và đặc điểm của ĐCTV, xác định nguồn bổ cập cũng như tính toán cân bằng giữa lưu lượng khai thác cho phép và lưu lượng khai thác thống kê qua các năm, các tác giả đã đánh giá tốc độ xâm nhập mặn theo thời gian và không gian Từ đó, họ khuyến cáo cần hạn chế trữ lượng khai thác để bảo vệ nguồn nước.
Ở Việt Nam
Nghiên cứu về xâm nhập mặn nước ngầm đã được nhiều tác giả thực hiện, trong đó Nguyễn Văn Hoàng (2001) xác định ranh giới nhiễm mặn NDĐ ở vùng ven biển và trữ lượng động tự nhiên của NDĐ tầng Pleistocen Đặng Hữu Ơn (1996) và Nguyễn Trường Giang (1998) đã dự báo khả năng xâm nhập mặn cho các công trình khai thác nước tại Bà Rịa - Vũng Tàu và Gio Linh - Quảng Trị Hồ Vương Bính và Phạm Quý Nhân (2000) nghiên cứu nhiễm muối bề mặt đất và xâm nhập mặn ở đồng bằng Bắc bộ, trong khi Hoàng Văn Hoan (2007) xác định ranh giới mặn - nhạt tại một số địa phương ven biển Nguyễn Như Trung (2007) đã đánh giá hiện trạng và dự báo xâm nhập mặn tại vùng ven biển Thái Bình, và Nguyễn Thị Nhân (2010) nghiên cứu xâm nhập mặn trong trầm tích đệ tứ ở Ninh Thuận, đồng thời đề xuất giải pháp quản lý và khai thác hợp lý.
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá tình trạng xâm nhập mặn tại các vùng ven biển Việt Nam Năm 2010, một nghiên cứu đã xem xét xâm nhập mặn trên các sông và nước ngầm ở Quảng Bình Nguyễn Như Trung (2007) và Phan Văn Trường (2013) đã dự báo khả năng xâm nhập mặn tại Hải Phòng bằng mô hình toán và địa chất thủy văn Trịnh Hoài Thu (2015) đã đánh giá và dự báo xâm nhập mặn tầng chứa nước Pleistocen do khai thác nước dưới đất ở đồng bằng sông Hồng Công trình của Ngô Ngọc Cát và Đoàn Văn Cánh (1998) đã sơ bộ đánh giá xâm nhập mặn và đề xuất giải pháp khai thác tài nguyên nước ven biển từ Hải Phòng đến Ninh Bình Bùi Trần Vượng và cộng sự (2015) đã nghiên cứu tác động của khai thác và biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước dưới đất ở đồng bằng Sông Cửu Long Phạm Quý Nhân và nhóm tác giả (2015) đã đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ tứ ven biển tại thị xã Sầm Sơn, Thanh Hóa, trong khi Hồ Minh Thọ (2015) đã xem xét tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước ở vùng duyên hải Nam Trung Bộ.
Các nghiên cứu về nước dưới đất vùng đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh
Trong phạm vi tỉnh Hà Tĩnh, công tác điều tra ĐCTV nói chung và NDĐ nói riêng đã được tiến hành trên nhiều lĩnh vực, cụ thể như sau:
Từ năm 1978 đến 1983, đoàn địa chất 9T đã thực hiện lập bản đồ ĐCTV - ĐCCT với tỷ lệ 1/200.000 tại khu vực Hà Tĩnh - Kỳ Anh, bao phủ diện tích 6400 km² Trong quá trình nghiên cứu, đoàn đã tiến hành thí nghiệm với 34 lỗ khoan, tổng chiều sâu lên tới 2685,5m, đồng thời phân tích 1039 mẫu nước và thực hiện đo đạc thủy văn tại 107 trạm.
Vào năm 1993, Nguyễn Văn Đản cùng với nhóm tác giả từ Liên đoàn 2 ĐCTV đã hoàn thành chuyên khảo mang tên “Nước dưới đất các đồng bằng ven biển Bắc Trung Bộ”, trong đó bao gồm cả nghiên cứu về đồng bằng Hà Tĩnh.
- Năm 1994, Nguyễn Kim Ngọc đã hoàn thành báo cáo “Tài nguyên nước dưới đất vùng Bắc Trung Bộ” Tuy vậy phần nói về Hà Tĩnh còn sơ lược
Từ năm 1985 đến 1990, Nguyễn Văn Thìn thuộc đoàn 2F của Liên đoàn 2 ĐCTV đã thực hiện công tác đo vẽ ĐTCV - ĐCCT với tỷ lệ 1/50.000 cho khu vực Can Lộc, Thạch Hà, trên diện tích 540 km² Tuy nhiên, công tác tìm kiếm và thăm dò NDĐ vẫn còn hạn chế do không có yêu cầu cụ thể.
- Năm 1985, đoàn 2F đã tìm kiếm NDĐ vùng Bãi Vọt trên diện tích 63 km 2 , với
7 lỗ khoan có tổng chiều sâu 841,4m Kết quả cho thấy vùng này NDĐ rất khan hiếm, không thể đáp ứng yêu cầu cung cấp nước quy mô lớn
Chương trình Nước sạch nông thôn của UNICEF đã thực hiện nhiều dự án khoan lỗ lấy nước phục vụ cho cư dân tại các huyện, tuy nhiên, khả năng khai thác nước ở những lỗ khoan này không cao và một số nguồn nước lại bị nhiễm mặn, không thể sử dụng cho mục đích uống Bên cạnh đó, tại khu vực mỏ sắt Thạch Khê, đã tiến hành điều tra và thực hiện các công tác tháo khô nhằm phục vụ cho quá trình khai thác mỏ.
Vào năm 2007, nhóm tác giả gồm Nguyễn Hữu Oanh, Trịnh Ngọc Kiêm, Hồ Quyết và Nguyễn Ngọc Tám, thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, cùng với Liên đoàn Địa chất Thủy văn - Địa chất Công trình miền Bắc và Đoàn Địa chất Thủy văn - Địa chất Công trình 2F, đã thực hiện và công bố “Báo cáo tổng hợp kết quả điều tra địa chất thủy văn tỉnh Hà Tĩnh”.
Vào năm 2010, Quách Đức Tín đã chủ trì đề tài nghiên cứu về sự lan truyền và nguyên nhân ô nhiễm môi trường nước tại hai huyện Nghi Xuân và Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh Nghiên cứu đặc biệt nhấn mạnh vấn đề xâm nhập mặn vào nguồn nước ngầm ở huyện Nghi Xuân, đồng thời đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
- Năm 2013, Dự án ĐTCB cấp Nhà nước Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam
Điều tra và đánh giá hiện trạng nguyên nhân suy thoái tài nguyên môi trường đất và nước tại vùng Thanh - Nghệ - Tĩnh là một nghiên cứu do Nguyễn Đình Kỳ chủ trì Nghiên cứu này nhằm đề xuất các giải pháp khai thác và quản lý tổng hợp, phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội bền vững trong khu vực.
Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Quang Tuấn (2013) tập trung vào cơ sở địa lý trong việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường tại huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh Bài viết phân tích các điều kiện tự nhiên đặc thù, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường trong khu vực.
- Nghiên cứu cụ thể về XNM, hiện có Đề tài cấp Viện Hàn lâm KHCNVN
Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc đánh giá quá trình xâm nhập mặn tại khu vực ven biển tỉnh Hà Tĩnh, đồng thời đề xuất các giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên nước, bao gồm nước mặt và nước dưới đất, nhằm phục vụ cho sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững của khu vực.
Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đối với các tầng chứa nước ven biển chủ yếu nằm trong các dự án về tài nguyên nước dưới đất, với trọng tâm là xác định quá trình xâm nhập nước biển và các phương pháp khảo sát để xác định ranh giới mặn nhạt Các nghiên cứu tại đồng bằng ven biển Hà Tĩnh đã cung cấp cái nhìn tổng quát về điều kiện tự nhiên và phân bố tầng chứa nước, đồng thời thống kê các kết quả nghiên cứu trước đây như xây dựng bản đồ ĐCCT - ĐCTV và xác định ranh giới mặn - nhạt Việc lồng ghép nghiên cứu tài nguyên nước với các chương trình như nước sạch nông thôn của UNICEF cho thấy sự cần thiết phải đánh giá sâu hơn về tác động của biến đổi khí hậu đối với tài nguyên nước dưới đất Do đó, nghiên cứu sự xâm nhập nước biển vào các tầng chứa nước ven biển là cần thiết để đề xuất giải pháp ứng phó, nâng cao hiệu quả quản lý và khai thác tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội khu vực.
Cơ chế xâm nhập mặn nước dưới đất
Các quá trình dịch chuyển chất hòa tan
Vận động của vật chất hòa tan trong môi trường nước là một quá trình phức tạp bao gồm cả cơ lý và hóa học, thường được gọi là "di chuyển chất hòa tan" Quá trình này diễn ra thông qua nhiều bước khác nhau, ảnh hưởng đến sự phân bố và tương tác của các chất trong môi trường.
Quá trình di chuyển đối lưu liên quan đến việc vận chuyển các chất hòa tan theo dòng chảy ngầm, với tổng lượng chất hòa tan (F x ) được xác định bởi nồng độ (C) trong nước và lưu lượng dòng ngầm Đối với dòng chảy một chiều, lưu lượng dòng ngầm qua một đơn vị diện tích tiết diện lỗ hổng được tính bằng công thức: F x = C * v x n e.
Trong đó: vxne - độ lỗ hổng hữu hiệu, C - vận tốc thấm trung bình
Quá trình phân tán nước mặn (nước biển) diễn ra khi nước di chuyển từ khu vực có nồng độ cao đến khu vực có nồng độ thấp hơn Sự khuếch tán sẽ tiếp tục cho đến khi gradient nồng độ không còn tồn tại, ngay cả khi không có dòng chảy Mức độ khuếch tán tỷ lệ thuận với gradient nồng độ, theo định luật thứ nhất của Fick.
F - dòng vật chất trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian;
Dd - hệ số khuếch tán, m 2 /s;
C - nồng độ chất tan, g/cm 3 ; dC/dx - gradient nồng độ (g/cm 2 )
Dấu trừ biểu thị sự di chuyển của chất từ khu vực có nồng độ cao đến khu vực có nồng độ thấp hơn Tại nhiệt độ 25°C, có thể xác định hệ số khuếch tán (Dd) dựa trên bảng có sẵn Nếu nồng độ của chất tan thay đổi theo thời gian, cần áp dụng định luật thứ hai của Fick để tính toán.
- sự thay đổi nồng độ theo thời gian
Trong môi trường lỗ hổng, quá trình khuếch tán diễn ra chậm hơn so với trong nước do các ion phải di chuyển quãng đường dài hơn để đi vòng qua các hạt đất đá Hệ số khuếch tán phân tử D* được tính toán theo công thức nhất định.
Trong đó: - hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào mức độ cong của đường vận chuyển.
Quá trình phân tán cơ học
Quá trình phân tán cơ học diễn ra khi các chất hòa tan di chuyển qua môi trường lỗ rỗng, bao gồm phân tán dọc theo đường dòng và phân tán ngang Sự phân tán này bị ảnh hưởng bởi kích thước lỗ hổng, chiều dài đường vận chuyển và ma sát trong lỗ hổng, dẫn đến tốc độ vận chuyển khác nhau Khi nước ngầm chứa chất bẩn di chuyển, nó có thể thay thế nước sạch, tạo ra bề mặt ngăn cách giữa hai loại nước Hơn nữa, sự xâm nhập của chất bẩn không diễn ra đồng đều với tốc độ nước, gây ra quá trình hỗn hợp và dẫn đến sự pha loãng chất bẩn trong dòng chảy.
Quá trình phân tán thuỷ động lực
Quá trình khuếch tán phân tử và phân tán cơ học trong dòng ngầm luôn tương tác với nhau Hệ số phân tán thủy động lực (D) là thông số đặc trưng cho quá trình này.
Hệ số D được thể hiện qua công thức:
Hệ số phân tán thủy động lực D L và D T được xác định bằng các công thức D L = L v i + D * (1.5) và D T = T v i + D * (1.6) Trong đó, D L đại diện cho hệ số phân tán theo chiều dọc dòng chảy, trong khi D T là hệ số phân tán theo phương vuông góc với dòng chảy Các tham số T và L lần lượt là hệ số phân tán dọc và ngang, đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích động lực học dòng chảy.
- hệ số phân tán ngang; D* - hệ số khuếch tán phân tử
Khi chất tan xuất hiện trong tầng chứa nước tại vị trí x=0+a với nồng độ ban đầu C0, dòng ngầm hoạt động như một piston, vận chuyển chất bẩn Trong quá trình di chuyển, vùng chất bẩn không ngừng mở rộng và lượng chất bẩn gia tăng theo thời gian, được mô tả bằng phương trình dxdy z dz.
Sự chênh lệch giữa chất bẩn vào và ra khỏi phân tố là: dzdxdy z dydxdz F y dxdzdy F x
Lượng vật chất thay đổi trong phân tố là: n e (C/t) d x d y d z
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: t n C z
Từ công thức (1.11, 1.12, 1.13) đưa Fx,Fy,Fz vào phương trình (1.8), ta có phương trình:
Phương trình vận chuyển vật chất ba chiều này tuân theo định luật bảo toàn khối lượng, không bị ảnh hưởng bởi các quá trình sinh học hay phân hủy phóng xạ.
Trong môi trường đồng nhất, các hệ số D x, D y, và D z không thay đổi theo không gian Tuy nhiên, do hệ số phân tán thủy động lực phụ thuộc vào hướng dòng chảy, nên ngay cả trong môi trường đẳng hướng đồng nhất, các hệ số này vẫn có thể khác nhau, với Dx ≠ Dy ≠ Dz.
Quá trình hấp phụ
Quá trình hấp phụ các chất hòa tan trong nước ngầm bao gồm sự hút bám, hấp phụ hóa học, hấp phụ vật lý và trao đổi ion Hấp phụ hóa học diễn ra khi các chất hòa tan liên kết chặt chẽ với bề mặt của đất cát hoặc đá thông qua phản ứng hóa học Trong khi đó, hấp phụ vật lý xảy ra khi các chất hòa tan khuếch tán vào các lỗ rỗng của hạt đất đá Tất cả những quá trình này được gọi chung là quá trình hấp phụ.
Quá trình phân rã
Quá trình phân rã diễn ra khi vi khuẩn phân hủy các chất hòa tan và tham gia vào các phản ứng ô xy hóa - khử, bao gồm cả sự phân rã của các chất phóng xạ Nước ngầm thường dễ bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ chứa hydrocacbon, mà chúng tạo điều kiện cho sự phát triển của vi khuẩn Các hydrocacbon cung cấp năng lượng cho vi khuẩn, dẫn đến sự hình thành màng sinh học trên bề mặt chất rắn trong tầng chứa nước.
NDĐ có thể chứa các chất phóng xạ, và khi các chất này mang ion dương tiếp xúc với bề mặt đất đá, quá trình di chuyển của chúng sẽ chậm lại Hơn nữa, sự phân rã phóng xạ cũng ảnh hưởng đến nồng độ chất phóng xạ trong cả hai giai đoạn hòa tan và hấp phụ, dẫn đến sự giảm thiểu nồng độ của chúng.
Ranh giới mặn - nhạt nước dưới đất vùng ven biển
Khái niệm của Baydon W - Giben (1991) mô phỏng quá trình hình thành nước nhạt dưới đất tại vùng ven biển, nhấn mạnh sự cân bằng thủy tĩnh giữa khối nước nhạt trong đất liền và nước biển Ranh giới tiếp xúc giữa nước nhạt lục địa và nước biển được xác định là một đường cong thoải, hướng từ biển vào lục địa, nơi tồn tại sự cân bằng thủy tĩnh.
Nguồn: [29] Hình 1.8 mô tả sự vận động của nước dưới đất ở vùng ven biển Độ sâu lý thuyết của ranh giới "mặn - nhạt" trong khu vực nghiên cứu được tính toán một cách cụ thể.
Áp lực thủy tĩnh tại một điểm A dưới mực nước biển được tính bằng công thức p A = (h - z) m g, trong đó z là độ cao mực nước Địa Đỉnh so với mực nước biển, h là độ sâu từ mực nước biển đến điểm A, và m là mật độ của nước.
Tại điểm B trên đường ranh giới giữa nước mặn và nước nhạt ở độ sâu h - z, áp lực thủy tĩnh do nước nhạt gây ra được tính bằng công thức p B = (h - z) n g + z. n g Theo nguyên tắc Giben, áp lực tại điểm A và B là bằng nhau, dẫn đến phương trình (h - z) m g = z. n g.
Trong đó: m, n là khối lượng riêng của nước biển (≈1,025g/cm 3 ) và nước nhạt (≈1,000g/cm 3 ), g - gia tốc trọng trường
Từ các phương trình trên chúng ta nhận được:
Đối với khu vực nghiên cứu, công thức trên có thể áp dụng cho các tầng chứa nước qh và qp gần biển bằng cách xác định giá trị z Mỗi giá trị z tương ứng với độ sâu của ranh giới mặn - nhạt NDĐ tại vùng ven biển Tuy nhiên, nếu tầng chứa nước không đồng nhất với nhiều lớp chứa nước và cách nước xen kẽ, việc áp dụng công thức sẽ gặp khó khăn.
Tại một số khu vực xa biển như Đức Thọ, Can Lộc, Thạch Hà, và Cẩm Xuyên, việc xác định ranh giới mặn - nhạt chủ yếu được thực hiện thông qua phương pháp lấy mẫu để xác định độ tổng khoáng hóa trong các giếng khoan Bên cạnh đó, đo địa vật lý cũng được áp dụng tại các khu vực Nghi Xuân và Kỳ Anh.
1 Mực nước biển; 2 Bề mặt tự do của nước nhạt dưới đất; 3 Ranh giới mặn - nhạt
Nguồn:[29] Hình 1.9: Sơ đồ quan hệ giữa nước nhạt - mặn dưới đất vùng ven biển
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
Trong quá trình thu thập dữ liệu, học viên thực hiện khảo sát bằng cách lấy mẫu nước mặt và nước ngầm trong hai mùa mưa và khô, đồng thời quan trắc chế độ thủy văn và động thái nước ngầm Họ cũng lập các mặt cắt ĐCTV trong các tầng chứa nước và đo địa vật lý để xác định ranh giới mặn - nhạt trong trầm tích Đệ tứ Ngoài ra, công tác khảo sát thực địa còn bao gồm việc thu thập tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, nhằm phân tích và đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường (XNM) và ảnh hưởng của nó đến đời sống dân sinh cũng như phát triển kinh tế.
Phương pháp kế thừa
Luận văn này kế thừa dữ liệu và thông tin nghiên cứu liên quan đến biến đổi khí hậu (BĐKH) và phát triển bền vững (NBD) Nó tổng hợp các kết quả nghiên cứu từ các đề tài về tài nguyên nước mưa, nước mặt, nước ngầm, địa chất, thảm thực vật, cùng với các điều kiện tự nhiên của vùng đồng bằng ven biển.
Hà Tĩnh sẽ được thu thập kế thừa, thống kê, hệ thống hóa khai thác sử dụng để giảm bớt khối lượng công tác điều tra thực địa.
Phương pháp bản đồ và GIS
Trong nghiên cứu mối tương tác giữa biển và lục địa, việc kết hợp các lớp dữ liệu địa lý dạng vecter và raster trong GIS là rất quan trọng để xác định không gian địa lý Phân tích tổng hợp thông tin từ nhiều đối tượng như bề mặt địa hình, mạng lưới thủy văn, và đặc điểm địa chất - thổ nhưỡng giúp cung cấp cái nhìn toàn diện về môi trường Khả năng quản lý và tổng hợp thông tin đa dạng cho phép đưa ra nhiều phương án xử lý, hỗ trợ các nhà quản lý trong việc ra quyết định quan trọng cho công tác phòng ngừa và dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng.
Phương pháp địa vật lý
Đất đá bao gồm ba pha: pha cứng (đất đá hay khoáng vật), pha lỏng (nước trong tầng chứa) và pha khí (khí trong các lỗ hổng) Điện trở suất (ĐTS) của pha lỏng thường nhỏ nhất, do đó, ĐTS của đất đá chứa nước chủ yếu do ĐTS của nước quyết định, trừ trường hợp có lớp sét xen kẽ Phương pháp đo điện được áp dụng để xác định giá trị điện trở suất của các thành phần đất đá và vật chất khác, với độ dẫn điện của đất đá bão hòa nước có mối liên hệ chặt chẽ với độ dẫn điện của nước trong tầng chứa, phụ thuộc vào hàm lượng muối hòa tan và tổng chất rắn hòa tan (TDS) Dựa vào giá trị điện trở suất và hàm lượng TDS, có thể thiết lập ranh giới mặn - nhạt trong tầng chứa nước, với chiều sâu bề mặt tiếp xúc thay đổi từ nông đến sâu Công tác đo địa vật lý được thực hiện theo tuyến hoặc mạng lưới, tùy thuộc vào điều kiện địa chất thủy văn và địa vật lý của khu vực nghiên cứu, với khoảng cách giữa các điểm đo từ 100 đến 1.000m.
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH HÀ TĨNH 25 2.1 Đặc điểm tự nhiên
Vị trí địa lý
Khu vực nghiên cứu được xác định theo tọa độ VN2000, với phạm vi từ 538.000 đến 658.000m Vĩ Bắc và từ 1.984.000 đến 2.077.000m Kinh Đông, có diện tích khoảng 1.500km² Khu vực này hình thành từ các thành tạo địa chất và địa hình do sự tương tác giữa biển và lục địa trong thời kỳ Đệ Tứ Phần phía Bắc của khu vực mở rộng và hẹp dần về phía Nam, bị chia cắt bởi các cửa sông lớn như Cửa Hội, Cửa Sót, Cửa Nhượng và Cửa Khẩu.
- Phía Bắc được giới hạn bởi sông La và sông Lam có chiều dài 47km từ xã Đức Châu - huyện Đức Thọ đến xã Xuân Hội - huyện Nghi Xuân;
- Phía Nam được chắn bởi Đèo Ngang - một nhánh Hoành Sơn của dãy Trường Sơn;
- Phía Đông tiếp giáp với Biển Đông có đường bờ biển dài 137 km;
- Phía Tây là phần diện tích vùng trung du đến mức địa hình 25m
Tỉnh Hà Tĩnh có diện tích khoảng 1.500 km², trải dài từ Bắc vào Nam và được chia thành 10 đơn vị hành chính cấp huyện, bao gồm Nghi Xuân, Đức Thọ, Can Lộc, Thạch Hà, Lộc Hà, Hương Sơn, Cẩm Xuyên, Kỳ Anh, thị xã Hồng Lĩnh và thành phố Hà Tĩnh.
Khu vực nghiên cứu có địa hình dạng dải kéo dài song song với bờ biển, với bề mặt không bằng phẳng và bị chia cắt bởi các cửa sông ven biển như Cửa Hội, Cửa Sót, Cửa Nhượng và Cửa Khẩu Điều kiện tự nhiên đặc thù của khu vực này tạo ra tiềm năng phát triển mạnh mẽ cho các ngành công nghiệp, nông lâm ngư nghiệp, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho giao lưu kinh tế với các khu vực lân cận.
Hình 2.1: Sơ đồ vị trí khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Hà Tĩnh
Đặc điểm địa hình
Khu vực nghiên cứu nằm ở phía Đông dãy Trường Sơn, có địa hình thấp dần từ Tây sang Đông Vùng này bao gồm các dạng địa hình chủ yếu như đồng bằng, tiếp giáp giữa đồi núi và dải ven biển, nằm hai bên quốc lộ QL8A và QL1A, trải dài qua các xã thuộc huyện Đức Thọ, Can Lộc và Thạch Hà.
TP Hà Tĩnh, thị xã Hồng Lĩnh, huyện Cẩm Xuyên và Kỳ Anh chiếm 9,3% diện tích đất tự nhiên, với sự phân dị rõ nét theo hướng vĩ tuyến Bề mặt đồng bằng có dạng lòng thuyền không đối xứng, với độ cao từ 2 - 5m, nâng cao dần về hai phía Đông và Tây Vùng đồng bằng bị thu hẹp bởi các đồi núi và dải đồi bát úp, có độ dốc từ 0 - 30 độ Địa hình ven biển dài 137km, thuộc kiểu địa hình trong đới sóng vỗ bờ (0 - 6m nước), nằm phía Đông QL1A, với độ cao tự nhiên từ 2m đến 4m, khu vực sát biển có độ cao dưới 1m Địa hình này có nguồn gốc hỗn hợp sông - biển, bao gồm các dạng địa hình như bề mặt tích tụ sông - biển, lòng sông và bãi bồi, xen kẽ với thềm biển mài mòn - tích tụ Khu vực này chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của biển, có khả năng nhiễm mặn cao khi có sự thay đổi về cân bằng nước.
Đặc điểm địa chất
Khu vực nghiên cứu nằm trong đới phức nếp lồi Trường Sơn, có mặt các phức hệ thạch kiến tạo như sau:
Phức hệ tân kiến tạo Paleozoi sớm (O 3 -S 1SC) chủ yếu phân bố tại phía Nam thị trấn Kỳ Anh, cùng với sự xuất hiện rải rác ở Nam sông Rác và các đồi nhỏ ở Tây Bắc Thiên Cầm, Cẩm Quang, Rú Hội Điều kiện thành tạo lục nguyên trong khu vực này khá ổn định, với chiều dày của phức hệ đạt từ 2.500 đến 3.000m.
Phức hệ tân kiến tạo Mesozoi sớm (T2) có sự phân bố rộng rãi theo hướng Bắc - Đông, bao gồm các trầm tích lục nguyên và phun trào thuộc hệ tầng Đồng Trầu (T2adt) với độ dày 1500m, cùng với granitoit phức hệ Sông Mã (GT2sm) và phức hệ Hoành Sơn (RDC, RT2hs).
- Phức hệ tân kiến tạo Mesozoi giữa (T 3n -J 1-2 ): Phân bố chủ yếu ở phía Đông
Khu vực Bắc, tại động Ba Cụp - phía Tây núi Động Đâm, có sự hiện diện của phức hệ tân kiến tạo với các thể granitoit thuộc phức hệ PhiaBioc (GT 3 npb) và các trầm tích lục nguyên hạt thô màu nâu đỏ, đỏ của hệ tầng Động Trúc (J 1-2 đt) Những thành tạo này được hình thành trong các bồn trũng lục địa, phản ánh quá trình tạo núi đặc trưng của khu vực.
- Phức hệ thạch kiến tạo Kainozoi (KZ): Phân bố với diện tích lớn khoảng
Khu vực 600km² tại đồng bằng Cẩm Xuyên và Kỳ Anh bao gồm các thành tạo lục nguyên tuổi Neogen và trầm tích bở rời tuổi Đệ tứ, với độ dày dao động từ vài mét đến hàng trăm mét Đặc điểm của phức hệ này có thể được phân biệt thành hai dạng vùng rõ rệt.
Vùng nâng Kỳ Anh là một khu vực địa chất quan trọng, nổi bật với hoạt động magma xâm nhập và phun trào phong phú Phía Tây Kỳ Anh có sự hiện diện của hệ thống phun trào phức hệ Hoành Sơn, với các dấu hiệu của miệng núi lửa cổ Đồng thời, vùng phía Bắc Voi tạo ra địa hình cao với cấu trúc địa chất đa dạng, khác biệt hoàn toàn so với vùng phía Bắc Cẩm Xuyên.
Vùng hạ nghiên cứu không có nếp lõm lớn, chỉ có hai bồn trũng trầm tích là Cẩm Phúc, Cẩm Hà, Cẩm Lộc (Cẩm Xuyên) với độ sâu trầm tích lên đến 34,3m, bao gồm các nguồn gốc như sông, sông - biển, và sông kiểu đầm lầy Vùng Kỳ Lợi (Kỳ Anh) cũng có trầm tích Đệ tứ đạt 25,3m, trong đó tầng bùn sét vẫn tiếp tục đến độ sâu 20,0m Ngoài ra, phía Bắc có một số vùng sụt lún địa phương nhỏ tại xã Cẩm Duệ, Cẩm Hưng, Kỳ Phong, và một số vùng nâng địa phương nhỏ ở xã Thạch Lâm (Thạch Hà) và xã Cẩm Quan (Cẩm Xuyên).
Khu vực nghiên cứu bao gồm ba hệ thống đứt gãy chính: hệ thống đứt gãy theo phương Tây Bắc - Đông Nam, hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc - Tây Nam, và hệ thống đứt gãy theo phương á vĩ tuyến.
Thành phần thạch học ảnh hưởng đến dạng tồn tại và mức độ chứa nước của nước ngầm, cũng như quá trình hình thành trữ lượng và thành phần hóa học của nó Các trầm tích tạo ra các tầng chứa nước với khả năng tàng trữ nước khác nhau, trong đó nước ngầm di chuyển trong môi trường lỗ hổng của các trầm tích Đệ tứ Nước chảy tầng chủ yếu hình thành các tầng chứa nước không có áp lực ở trên và có áp lực cục bộ ở dưới, tạo nên một hệ thống thủy lực ngầm liên tục Hệ thống này là một thực thể bất đồng nhất, bao gồm các vật liệu thấm và cách nước xen kẽ nhau.
Bảng 2.1: Thành phần độ hạt của đất đá và mức độ chứa nước
Nguồn gốc thành tạo Đất đá chứa nước
Kích thước hạt (mm) Độ lỗ hổng (%)
Tính chất chứa nước Đệ tứ không phân chia
Sông Cát, sét 0,24 25 - 35 Trung bình
Sông biển Cát, sét, bùn 0,25 25 - 35 Trung bình
Sông biển Cát, sét 0,24 25 - 35 Trung bình
Thành phần độ hạt của đất đá ảnh hưởng lớn đến khả năng chứa nước của chúng, với cát hạt trung đến thô là loại có khả năng chứa nước tốt nhất Các trầm tích cát vùng ven biển tạo ra môi trường lý tưởng cho sự hình thành tầng chứa nước, có tiềm năng khai thác cao, cũng như ảnh hưởng đến quá trình vận động của nước và các chất tan trong nước Đặc điểm thạch học của khu vực nghiên cứu được phân tích dựa trên các thành tạo địa chất.
- Hệ Đệ tứ: Trầm tích Đệ tứ ở khu vực nghiên cứu có bề dày lớn thuộc nhiều kiểu nguồn gốc khác nhau tạo nên, cụ thể:
+ Trầm tích sông - lũ (apQ 1 1 ): Tầng trầm tích này không lộ trên bề mặt, chỉ bắt gặp ở vùng Kỳ Anh từ độ sâu 16,4 - 24,8 dày 8,4m
Tầng trầm tích nằm ở phía Đông Nam thị trấn Kỳ Anh, có diện tích khoảng 28 km² và độ cao từ 10 đến 17m, đóng vai trò là bề mặt chuyển tiếp giữa núi Hoành Sơn và đồng bằng Kỳ Anh.
+ Trầm tích sông - biển (amQ 1 3
): Trầm tích này phân bố rộng ở ven rìa đồng bằng Kỳ Anh, Cẩm Xuyên, diện lộ 80km 2
Dải lộ phân bố trên bề mặt và ven bờ biển tại các xã Kỳ Phương, Kỳ Phú (Kỳ Anh), Cẩm Huy, Cẩm Tiến, Cẩm Sơn, Cẩm Trung (Cẩm Xuyên), Thạch Lưu, Thạch Hương (Thạch Hà) có độ cao từ 2 đến 3m, với diện tích lên tới 28km².
+ Trầm tích biển - gió (mvQ 2 3
Phân bố gần bờ biển hiện đại, dọc theo đường bờ, có nhiều chỗ nổi cao như một con đê chắn sóng từ Cẩm Xuyên đến Kỳ Anh Độ cao của các điểm này dao động từ 5 đến 15m, với một số nơi đạt 22m ở phía Bắc xã Kỳ Phương, huyện Kỳ Anh Chiều rộng của khu vực này từ 300 đến 500m, nơi rộng nhất ở vùng Cẩm Hòa (Cẩm Xuyên) lên đến 2.500m, với diện tích lộ 38km².
+ Trầm tích biển hiện đại (mQ 2 3
Phân bố dọc bờ biển hiện đại, khu vực này tiếp giáp với trầm tích biển gió, có bề rộng thay đổi từ 10 đến 200m tùy thuộc vào mực nước thủy triều, với diện tích lộ ra lên tới 8km².
- Hệ tầng Yên Mỹ (amQ 1
Trong đới trầm tích Đệ tứ tại khu vực nghiên cứu, hệ tầng Yên Mỹ (Q1 3 ym) xuất hiện với các sản phẩm chủ yếu là sỏi, sạn, cát, sét và bột loang lổ Độ dày của các lớp trầm tích này dao động từ 5 đến 30m, phân bố rộng rãi và chiếm diện tích lớn trong địa chất Đệ tứ, tạo nên dải đồng bằng rộng kéo dài xuyên suốt khu vực nghiên cứu.
Hệ tầng Mường Hinh (J 3 mh) là thành tạo Jura, phân bố không đồng đều trong khu vực nghiên cứu với các khối nhỏ tại xã Trung Lương, Đậu Liêu (TX Hồng Lĩnh), Tân Lộc, Hồng Lộc (Can Lộc) và một khối lớn kéo dài từ xã Kỳ Hà đến xã Kỳ Lợi (Kỳ Anh) Thành phần chính của hệ tầng này là đá phun trào axit và tuf, với độ dày từ 600 đến 700m Sản phẩm có nguồn gốc núi lửa thuộc trầm tích lục địa màu đỏ trong phức hệ Bản Muồng pha 1 (J-K bm 1), trong đó granit amphibol dạng porphyr và granophyr xuất hiện rất ít tại khu vực nghiên cứu.
Đặc điểm phân bố các tầng chứa nước
Nước dưới đất trong khu vực nghiên cứu có đặc điểm phức tạp Dựa trên việc phân tích tài liệu địa chất, địa chất thủy văn và các dữ liệu từ lỗ khoan, cùng với những kết quả nghiên cứu trước đây, có thể xác định các dạng tồn tại và các tầng chứa nước chính trong vùng.
2.1.4.1 Nước lỗ hổng Đây là dạng chứa nước chính phân bố trong các trầm tích Đệ Tứ là tầng Holocen thượng (qh2), Holocen hạ (qh1) và tầng Pleistocen (qh) [1, 15]
Tầng chứa nước qh2 phân bố dọc bờ biển từ huyện Nghi Xuân đến Kỳ Anh, với chiều rộng từ 1-2km đến 5-6km và diện tích trên 500km² Thành phần đất đá chứa nước chủ yếu là cát mịn đến thô, có độ dày tăng dần về phía biển, đạt độ sâu trung bình 13m và tối đa 25m Đây là tầng chứa nước không áp, với mức độ chứa nước từ trung bình đến nghèo, gương nước có xu hướng theo địa hình Mực nước ngầm thường gặp ở độ sâu 4-5m, nước di chuyển ra biển ở phía Đông và chảy vào hệ thống sông suối ở phía Tây Động thái nước ngầm chịu ảnh hưởng của thủy triều, với biên độ có thể đạt tới 0,5m, và có sự biến đổi theo mùa, chênh lệch mực nước giữa mùa mưa và mùa khô từ 0,3-5,2m.
Tầng chứa nước qh1 bao gồm các trầm tích hạt thô có nguồn gốc từ sông, biển, đầm lầy và các thành phần đa dạng như cát hạt mịn, hạt trung, hạt thô, với nhiều di tích hữu cơ Tầng này không lộ ra ngoài mà bị phủ bởi các thành phần hạt mịn hơn như sét và sét pha, nằm trên lớp sét loang lổ bị laterit hóa của hệ tầng Yên Mỹ Mặc dù tầng chứa nước phân bố rộng rãi ở nhiều nơi, nhưng sự phát triển của nó không liên tục, tạo thành các thấu kính hoặc dải riêng biệt với diện tích khác nhau, đặc biệt tại vùng trung tâm đồng bằng ở Cẩm Xuyên và Thạch.
Hà sở hữu tầng chứa nước qp1 lớn nhất với độ sâu từ 0,5 - 9m và chiều dày trung bình khoảng 20m Lưu lượng nước tại các lỗ khoan dao động từ 0,5l/s đến 5l/s, thuộc loại nghèo nước Nguồn cung cấp chủ yếu cho tầng này là nước mưa, thấm qua các lớp cách nước yếu và từ các sông suối cũng như các tầng chứa nước khác Miền thoát nước bao gồm các sông suối, các tầng chứa nước liền kề và các tầng nằm dưới Nước trong tầng qh không áp với mực nước tĩnh từ 0,10 - 5,74m, trong đó 94% lỗ khoan có lưu lượng trên 1l/s Hệ số thấm (K) của đất đá dao động từ 1,49 - 25,91 m/ngày, trong khi hệ số nhả nước trung bình là 0,159 Mức độ chứa nước của tầng này được xếp vào loại từ trung bình đến nghèo.
Hình 2.3: Sơ đồ địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu
Hình 2.4: Phân tầng ĐCTV và Mặt cắt cấu trúc ĐCTV thực tế theo đường AB, CD
- Tầng chứa nước qp: Đất đá chứa nước gồm các tập hợp hạt thô có nguồn gốc sông (aQ1 2-3
Tầng qp bao gồm các hạt nhỏ và cuội, sỏi, sạn, phân bố không liên tục thành những khu vực và dải riêng biệt Tầng này hình thành trong các lòng chảo và thung lũng rộng tại vùng đồng bằng, đặc biệt dọc theo các sông, suối cổ ở Hà Tĩnh Độ sâu của tầng chứa nước dao động từ 6m đến 61,7m, với chiều dày từ 3m đến 33,5m Lưu lượng nước tại các lỗ khoan chủ yếu nằm trong khoảng 0,5 l/s - 5 l/s, trong đó khu vực Thạch Khê có lưu lượng trung bình cao nhất đạt 7,68 l/s Hệ số thấm K của đất đá không đồng đều, với các giá trị khác nhau ở các vùng như Đức Thọ, Can Lộc - Thạch Hà và Cẩm Xuyên - Kỳ Anh Tầng qp được phân loại là chứa nước trung bình.
Nước khe nứt trong các hệ tầng trước Đệ Tứ, bao gồm hệ tầng Khe Bố (Nkb) và Mường Hinh (Jmh), có sự phân bố đa dạng Hệ tầng Khe Bố xuất hiện từ độ sâu 13,6m tại vùng Thiên Lộc - Can Lộc đến 63,5m ở Thạch Long - Thạch Hà Trong khi đó, hệ tầng Mường Hinh được tìm thấy tại Vũng Áng - Kỳ Anh.
Hệ thống địa chất tại khu vực Thạch Khê bao gồm nhiều tầng khác nhau như Khê (C1lk), Sông Cả (O3-S1sc), Huổi Nhị (S 2 -D 1 hn), Rào Chan (D 1 rc), Bắc Sơn (C-Pbs) và Đồng Trầu (T 2 đt) Các tầng chứa nước ở đây có lưu lượng biến đổi từ 0,1 l/s đến trên 5 l/s, với hệ số thấm K dao động từ rất nhỏ ở sét kết và bột kết đến 0,1 m/ngày ở cát kết, và trên 4 m/ngày trong đá vôi nứt nẻ Sự đa dạng trong điều kiện phân bố và thành phần thạch học đã tạo nên đặc điểm này.
Đặc điểm thổ nhưỡng
Thổ nhưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành trữ lượng và thành phần hóa học của nước Khi nước ngầm hoặc mưa thấm qua đất, các chất trong thổ nhưỡng sẽ hòa tan vào nước, làm thay đổi thành phần hóa học của nó Mức độ giàu có hay nghèo nàn của các hàm lượng vật chất trong nước phụ thuộc vào khả năng trao đổi cation, loại cation và thành phần khoáng vật có trong lớp thổ nhưỡng.
Vùng nghiên cứu thường có hàm lượng Na + trong nước tương đối cao, cho nên xẩy ra sự trao đổi với các cation trong đất, điển hình như sau:
Quá trình rửa trôi và thoái hóa đất diễn ra ở hầu hết các loại đất, trong khi độ che phủ thực vật khác nhau ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm trong vùng nghiên cứu Thổ nhưỡng cũng là môi trường phát triển của sinh vật, nơi các sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ và vô cơ thành các hợp chất đơn giản hơn như sắt, asen, và nitơ mỗi khi môi trường thay đổi.
Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Tĩnh, 2014 Hình 2.5: Tỷ lệ phần trăm các nhóm đất khu vực vực nghiên cứu
Đặc điểm khí hậu
Khí hậu vùng nghiên cứu chủ yếu mang đặc trưng của miền Bắc, nhưng do vị trí địa lý và địa hình, nó có tính chất chuyển tiếp giữa khí hậu miền Bắc và khí hậu Đông Trường Sơn.
Dãy Hoành Sơn có tác động chắn gió mạnh mẽ, khiến lượng mưa ở khu vực này cao gấp đôi so với tỉnh Nghệ An, đạt từ 2.500 – 3.000 mm/năm với sự phân bố không đều Mùa mưa diễn ra từ tháng 8 đến tháng 11, chiếm 70 – 75% tổng lượng mưa cả năm, với lượng mưa lớn nhất rơi vào tháng 9 và tháng 10, tổng lượng mưa trong hai tháng này chiếm 40 – 50% tổng lượng mưa năm Một số khu vực như xã Kỳ Lạc, huyện Kỳ Anh ghi nhận lượng mưa lên tới 3.220 mm Trung bình, khu vực này có từ 150 – 160 ngày mưa mỗi năm, trong khi tháng 2 và 3 là thời điểm có lượng mưa thấp nhất.
Chiều dày tầng chứa nước ngầm thay đổi theo mùa, với mực nước ngầm dâng cao trong mùa mưa nhờ sự bổ cập từ lượng mưa, trong khi lượng thoát hơi nước giảm do nhiệt độ giảm Ngược lại, trong mùa khô, thiếu mưa và nhiệt độ cao dẫn đến bốc hơi lớn, làm giảm mực nước ngầm trong khu vực nghiên cứu.
Quá trình khuếch tán nước mặn từ biển ảnh hưởng mạnh đến nguồn nước ngầm, khi lượng nước mưa tăng lên, tốc độ thấm sẽ vượt quá tốc độ khuếch tán của nước mặn Điều này dẫn đến việc giảm độ mặn trong nước và đẩy ranh giới mặn - nhạt ra xa hơn về phía biển Như vậy, lượng mưa đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước và ảnh hưởng đến trữ lượng cũng như chất lượng nước ngầm trong khu vực nghiên cứu.
Bảng 2.2: Lượng mưa (mm) trung bình tháng nhiều năm
Trạm Thời kỳ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Hà Tĩnh 1980-2013 94.7 58.8 62.4 75.2 157.5 155 103 234.7 499.3 800.5 291.7 154.5 Hương Khê 1980-2013 42.5 50.3 62.2 94.9 225.4 166.3 160 276.8 475.2 651.9 198.3 72.3 Kim Cương 1980-2013 49.2 50.2 62.2 100 212.4 120.1 171.7 251.6 383.8 518.2 156.4 70.8
Nguồn: Đài Khí tượng Thủy văn Bắc Trung Bộ, 2014
Giá trị bốc hơi trung bình hàng năm đạt 698,1 mm, tương đương 40 - 45% lượng mưa hàng năm Trong mùa khô (tháng 2 - 4), bốc hơi chiếm 15% tổng lượng bốc hơi hàng năm, trong khi tháng 5 - 8 ghi nhận lượng bốc hơi cao nhất, lên tới 33%, với Kỳ Anh có giá trị bốc hơi cao nhất là 209 mm Biến trình bốc hơi có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với lượng mưa, khi thời kỳ mưa ít nhất lại có lượng bốc hơi cao nhất Bốc hơi không chỉ gây hao hụt nước mà còn làm tăng độ khoáng hóa, ảnh hưởng đến cân bằng nước và môi trường đất nông nghiệp Hơn nữa, sự gia tăng bốc hơi làm giảm tốc độ thấm, dẫn đến hiện tượng xâm nhập mặn từ biển, giảm trữ lượng và chất lượng nước ngầm.
Bảng 2.3: Lượng bốc hơi (mm) trung bình nhiều tháng
Trạm Thời kỳ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia, 2014 2.1.6.3 Chế độ nhiệt
Chế độ nhiệt biến đổi theo thời gian, ảnh hưởng mạnh mẽ đến lớp nước gần mặt đất qua đới không khí, như nước trong đất cát Khi nhiệt độ tăng, tốc độ khuếch tán và mức độ hòa tan của muối cũng tăng, dẫn đến giảm độ hòa tan của các khí Tại Hà Tĩnh, số ngày lạnh dao động từ 30 - 50 ngày, trong khi số ngày nóng từ 130 - 160 ngày, bao gồm khoảng 50 ngày khô nóng do gió Lào Dải đồng bằng ven biển có khí hậu dễ chịu hơn nhờ ảnh hưởng của gió và biển lục địa, nhưng vẫn đối mặt với mối đe dọa từ bão lũ.
Bảng 2.4: Nhiệt độ ( 0 C) không khí trung bình tháng nhiều năm
Trạm Thời kỳ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Hà Tĩnh 1980-2013 17.8 18.7 20.9 24.7 28 30 29.9 29 27.1 24.7 22 18.7 Hương Khê 1980-2013 17.9 19.1 21.5 25.3 27.8 29.4 29.4 28.2 26.3 24.1 21.5 18.4 Kim Cương 1980-2013 17.7 18.7 21.1 24.8 27.6 29.3 29.3 28.4 26.5 24.1 21.3 18.1
Nguồn: Đài Khí tượng Thủy văn Bắc Trung Bộ, 2014
Bảng 2.5: Số ngày nắng trung bình tháng nhiều năm
Trạm Thời kỳ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Hà Tĩnh 1980-2013 0 0 1 2.5 7.8 13 14 7.4 1.7 0.1 0 0 Hương Khê 1980-2013 0 0.6 3 7.2 12.2 15.7 17.1 10.6 3.1 0.1 0.1 0 Kim Cương 1980-2013 0 0.4 2.7 5.7 9.9 12.4 13.5 8.2 2.3 0.1 0.1 0
Đặc điểm thủy văn, hải văn
Hà Tĩnh có mạng lưới sông suối dày đặc với khoảng 30 sông lớn nhỏ, mật độ khoảng 1km/km2, chủ yếu bắt nguồn từ dãy Trường Sơn và chảy ra Biển Đông Đặc điểm của các sông này là ngắn, uốn khúc nhiều, độ dốc lớn và lưu vực nhỏ Hệ thống hồ đập chứa hơn 600 triệu m3 nước cùng với các trạm bơm và hệ thống sông La, Ngàn Sâu, Ngàn Phố cung cấp lượng nước lớn cho sinh hoạt, công nghiệp và tưới tiêu Địa hình phức tạp với 80% diện tích là đồi núi khiến mùa mưa thường gây ngập úng ở vùng trũng và ven sông, trong khi mùa khô lại làm mực nước sông giảm, gây khó khăn cho việc lấy nước Việc khai thác nước ngầm trong mùa khô đã dẫn đến giảm trữ lượng và chất lượng nước.
Vùng ven biển Hà Tĩnh có chế độ thủy triều Bắc Bộ và chuyển tiếp Trung Bộ, dẫn đến sự không đều trong chu kỳ triều Trong một tháng, nơi đây xuất hiện hai lần triều cường và hai lần triều thấp, với chu kỳ triều trung bình khoảng 14 – 15 ngày Thời gian triều dâng diễn ra nhanh chóng, chỉ mất khoảng 10 – 11 giờ, trong khi thời gian triều rút lại kéo dài từ 15 – 16 giờ.
Biên độ triều tại các cửa sông ở khu vực này giảm dần từ Bắc vào Nam, với mức cao nhất vào mùa cạn (tháng 5 đến tháng 6), cụ thể là tại Cửa Sót từ 0,2 – 2,7m, Cửa Hội từ 0,1 – 3m, Cửa Nhượng từ 0,2 – 2,5m, và Cửa Khẩu từ 0,2 – 2,4m Sóng trong khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp từ gió mùa Đông Bắc vào mùa đông và gió mùa Tây Nam vào mùa hè, với gió mùa Đông Bắc hoạt động từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, tạo ra sóng có thể đạt cấp 6 Mùa gió Tây Nam diễn ra từ tháng 4 đến tháng 8, đặc biệt là tháng 7, với tổng tần suất của hai loại sóng này đạt 60,2% Sự xâm nhập mặn vào nước ngầm chủ yếu xảy ra trong mùa cạn do dòng chảy sông thấp, dẫn đến ranh giới mặn – nhạt bị đẩy vào đất liền, làm giảm trữ lượng và chất lượng nước ngầm.
Hình 2.6: Mực nước thực đo năm 2011 trạm Bến Thủy
Hình 2.7: Độ mặn thực đo năm 2011
Thảm thực vật
Thảm thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế tốc độ thấm của nước mưa và bốc hơi nước, đồng thời tăng cường hàm lượng muối trong lớp đất Khu vực nghiên cứu có hệ thực vật kém phát triển, với cây lương thực chiếm tỷ lệ lớn trên đất phù sa Rừng phòng hộ ven biển, chủ yếu là rừng phi lao, được trồng để bảo vệ khu vực này Trên các đụn cát, thảm thực vật chỉ che phủ khoảng 25%, chủ yếu là cỏ chang Khi lớp phủ thực vật bị mất, đất cát dễ bị rửa trôi, làm cho các chất bẩn thấm nhanh xuống đất và thay đổi thành phần nước ngầm Khu vực này có nhiều loại thảm thực vật như rừng trồng, hoa màu, lúa nước và cây trồng tại khu dân cư Tính đến tháng 12 năm 2001, diện tích rừng và đất ngập mặn ở Hà Tĩnh là 9.000ha, trong đó có 500ha rừng ngập mặn; đến năm 2012, diện tích này tăng lên khoảng 1.586,4ha.
Diện tích rừng ngập mặn tại khu vực này là 752,6ha, bao gồm 32ha rừng tự nhiên phòng hộ và 720,6ha rừng trồng phòng hộ (Sở Nông nghiệp và PTNT Hà Tĩnh, 2012) Ngoài ra, diện tích đất chưa có rừng là 617,6ha, trong khi diện tích dành cho nuôi trồng thủy sản và làm muối đạt 216,2ha.
