Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.Nghiên cứu đánh giá rủi ro xâm nhập mặn khu vực ven biển Thái Bình Nam Định ứng với các kịch bản mực nước triều và nước biển dâng.
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN ĐÀO NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN KHU VỰC VEN BIỂN THÁI BÌNH – NAM ĐỊNH ỨNGVỚI CÁC KỊCH BẢN MỰC NƯỚC TRIỀU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN ĐÀO HÀ NỘI, NĂM 2023 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN KHU VỰC VEN BIỂN THÁI BÌNH – NAM ĐỊNH ỨNGVỚI CÁC KỊCH BẢN MỰC NƯỚC TRIỀU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG Ngành: Thủy văn học Mã số: 9440224 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Mai Đăng GS.TS Trần Hồng Thái HÀ NỘI, NĂM 2023 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan, Luận án cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận Luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả Luậnán Nguyễn VănĐào LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình thực Luận án, NCS nhận hỗ trợ quý báu từ thầy giáo hướng dẫn, quan đơn vị cơng tác, trường Đại học Thủy Lợi, gia đình, đồng nghiệp người bạn ĐầutiênxinchânthànhgửitớitậpthểhướngdẫnkhoahọcPGS.TS.NguyễnMaiĐăng GS.TS Trần Hồng Thái lời cảm ơn sâu sắc Trong trình nghiên cứu, NCS nhận hướng dẫn mặt chuyên môn động viên mặt tinh thần thầy để hoàn thành luậnán NCS xin gửi lời tri ân đến nhà khoa học ngành thủy văn tài ngun nước đãdànhthờigianvàtâmhuyếtđểđọcvàgópýcholuậnán.Đặcbiệtlàcácthầycơgiáo Bộ mơn Thủy văn & Biến đổi khí hậu, Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi có thảo luận, trao đổi quý báu giúp NCS hoàn thiện luậnán NCS xin gửi lời cảm ơn chân thành đến đồng nghiệp Liên đoàn Khảo sát Khí tượng Thủy văn, Tổng cục Khí tượng Thủy văn, Bộ TNMT bạn bè… có động viên, chia sẻ, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu Cuốicùngnhưngvơcùngquantrọng,xinđượcgửitớinhữngngườithân unhấttrong gia đình tạo điều kiện tốt cho NCS hoàn thành luậnán Xin trân trọng cám ơn! Hà Nội, ngày 29 tháng 06 năm 2023 MỤC LỤC MỤCLỤC iii DANH MỤCBẢNGBIỂU v DANH MỤCHÌNHẢNH vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCHTHUẬT NGỮ ix MỞĐẦU 1 Tínhcấp thiết .1 Mục tiêunghiêncứu 3 Đối tượng phạm vinghiên cứu Câu hỏinghiên cứu Cách tiếp cận phương phápnghiên cứu Ý nghĩa khoa học vàthựctiễn .5 Bố cục củaluậnán CHƯƠNG1.TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ RỦI RO XÂM NHẬP MẶN 1.1 Một sốkhái niệm 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 Tổng quan nghiên cứu đánh giá hiểm họa xâmnhập mặn 10 Khái niệm xâmnhậpmặn 10 Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn trênthếgiới 11 Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn tạiViệt Nam 14 1.3 Tổng quan nghiên cứu đánh giá tính dễ bị tổn thương rủi ro thiên tai xâm nhậpmặn1 1.3.1 Tổngquannghiêncứuvềđánhgiátínhdễbịtổnthươngvàrủirotrênthếgiới 19 1.3.2 TổngquannghiêncứuvềđánhgiátínhdễbịtổnthươngvàrủirotạiViệtNam 22 1.4 Các Kịch Biến đổi khí hậu Nước biển dâng choViệtNam 28 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 Tổng quan lưu vực sơngHồng-TháiBình 29 Đặc điểm chung lưu vựcnghiên cứu .29 Hiện trạng xâmnhập mặn 32 Một số nghiên cứu điển hình xâm nhập mặn khu vựcnghiên cứu 36 1.6 Định hướngnghiêncứu 40 1.7 Kết luậnchương1 42 CHƯƠNG2.NGHIÊNC Ứ U P H Ư Ơ N G P H Á P Đ Á N H G I Á R Ủ I R O X Â M N H Ậ P M Ặ N 43 2.1 Hướng tiếp cậnnghiêncứu 43 2.2 Phương pháp mô diễn biến xâm nhập mặn theodọcsông .44 2.2.1 Lựa chọn mơ hình mơ 44 2.2.2 Giới thiệu mơ hình MIKE 11 mô vùngnghiên cứu 45 2.3 Phương pháp tính tốn hiểm hoạ xây dựng đồ XNM đếncấp xã 46 2.4 Phươngphápxâydựngbộtiêuchívàđánhgiátổnthươngdoxâmnhậpmặn .52 2.5 Phương pháp xác định trọng số yếu tố tiêu chí đánh giá tính dễ bịtổn thương .57 2.6 Phương pháp đánh giárủi ro .62 2.7 Kết luậnchương2 64 CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ RỦI RO DO XÂM NHẬP MẶN CHO KHU VỰC VENBIỂN THÁI BÌNH –NAMĐỊNH 66 3.1 Mô diễn biến xâmnhập mặn 66 3.1.1 Thiết lập mô hình hiệu chỉnh, kiểm định mơ hìnhmơ 66 3.1.2 Xây dựng kịch bảnmô 71 3.1.3 Kết mô diễn biến xâmnhậpmặn .75 3.2 Xây dựng đồ hiểm họa xâmnhặpmặn 79 3.2.1 Xâydựngbảnđồhiểmhọaxâmnhậpmặnứngvớicáckịchbảnmựcnướctriều 79 3.2.2 Xây dựng đồ hiểm họa xâm nhập mặn ứng với kịchbản NBD 88 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 Thiết lập tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương xâmnhập mặn 92 Đánh giá tính dễ bịtổn thương 95 Đánh giá tiêu chí tínhnhạy (S) 96 Đánh giá tiêu chí mức độ phơinhiễm (E) 98 Đánh giá tiêu chí khả ứngphó (A) 99 Đánh giá tính dễ bị tổn thương (V) theo cáckịchbản .107 3.5 Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn (R) xây dựng đồrủi ro 111 3.5.1 Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn theo kịchbảntriều 111 3.5.2 Đánh giá rủi ro xâm nhập mặntrungbình 114 3.5.3 Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn theo kịch nướcbiển dâng 116 3.6 Đề xuất số giải pháp ứng phó thích nghi khai thác q trình XNM khuvựcnghiêncứu .119 3.7 Kết luậnchương3 121 KẾT LUẬN VÀKIẾN NGHỊ 123 Những kết đạt củaLuận án 123 Những đóng góp củaLuậnán 124 Những tồn hướng nghiên cứu củaluận án 125 Kiếnnghị 125 CƠNG TRÌNH KHOA HỌCCÔNGBỐ 126 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 127 PHỤLỤC 135 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Năng suất lúa bị ảnh hưởng ảnh hưởngcủa XNM 25 Bảng 1.2 Ngưỡng chịu mặn số loạicâytrồng 27 Bảng 1.3 Mực NBD theo kịch khu vực Hòn Dáu – ĐèoNgang(cm) 29 Bảng 2.1 Mức độ hiểm họa tương ứng với độ mặnlớnnhất 49 Bảng 2.2 Mức độ hiểm họa tương ứng với thời gianlấynước 49 Bảng 2.3 Giá trị mức độ hiểm họa (H) từ tổ hợp hiểm họa độ mặn (HS) thời gian lấy nước (HT) 50 Bảng 2.4 Thang cấp độ hiểm họa bảng phân mầucấp độ .51 Bảng 2.5 Mức giảm suất XNM chocâylúa .55 Bảng 2.6 Thang cấp độ quan hệ phần tử phươngpháp AHP 59 Bảng 2.7 Nguyên tắt thiết lập ma trận so sánh cặp (A) theo phươngpháp AHP 60 Bảng 2.8 Quan hệ bậc ma trận (n) số quán ngẫu nhiên (RI) sử dụng phươngpháp AHP 62 Bảng 3.1 Danh sách trạmbiên 66 Bảng 3.2 Danh sách vị tríb i ê n 66 Bảng 3.3 Số mặt cắt sông mạngmô .68 Bảng 3.4 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơhìnhHD .69 Bảng 3.5 Kết tính tốn hiệu chỉnh mơ đun AD số trạmkiểmtra 71 Bảng 3.6 Kết tính tốn kiểm định mơ đun AD số trạmkiểmtra 71 Bảng 3.7 Kết tính tốn tần suất mực nước triều lớn vị trí biêndưới(2000-2021) 73 Bảng 3.8 Hệ số thu phóng mực nước triều theo tần suất triều so vớinăm2005 75 Bảng 3.9 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng với thời gian lấy nước (HT),kịch tần suất triều P = 25 % Scp≤1 ‰ 82 Bảng 3.10 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa với kịch tần suất triều P = 25 %và Scp≤1‰ .82 Bảng 3.11 Thống kê số xã thuộc tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớiđộ mặn lớn nhất, KB tần suất triều với Scp≤4 ‰ 84 Bảng 3.12 Thống kê số xã thuộc tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớiđộ mặn lớn nhất, KB tần suất triều với Scp≤4 ‰ 84 Bảng 3.13 Thống kê số xã thuộc tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớithời gian lấy nước, KB tần suất triều với Scp≤4‰ 84 Bảng 3.14 Thống kê số xã thuộc tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớithời gian lấy nước, KB tần suất triều với Scp≤4‰ 85 Bảng 3.15 Thống kê số xã thuộc tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa, KB tần suấttriều với Scp≤4‰ 86 Bảng 3.16 Thống kê số xã thuộc tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa, KB tần suấttriều P% với Scp≤4‰ 86 Bảng 3.17 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa trung bình kịch tần suất triềuP% .87 Bảng 3.18 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng với thời gian lấy nước(HT), kịch NBD 2030-RCP4.5 Scp≤1 ‰ 88 Bảng 3.19 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa với kịch NBD 2030-RCP4.5 vàScp≤1‰ 89 Bảng 3.20 Thống kê số xã thuộc tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớiđộ mặn lớn nhất, KB NBD với Scp≤4 ‰ 90 Bảng 3.21 Thống kê số xã thuộc tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớiđộ mặn lớn nhất, KB NBD với Scp≤4 ‰ 90 Bảng 3.22 Thống kê số xã thuộc tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớithời gian lấy nước, KBNBDvới Scp≤4‰ 90 Bảng 3.23 Thống kê số xã thuộc tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng vớithời gian lấy nước, KBNBDvới Scp≤4‰ 91 Bảng 3.24 Thống kê số xã thuộc tỉnh Nam Định chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa, KB NBD vớiScp≤4‰ 91 Bảng 3.25 Thống kê số xã thuộc tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa, KB NBD vớiScp≤4‰ 92 Bảng 3.26 Tiêu chí tính nhạy trọng sốcác biến 93 Bảng 3.27 Tiêu chí mức độ phơi nhiễm thiệt hại trọng sốcác biến 94 Bảng 3.28 Tiêu chí khả chống chịu trọng sốcác biến 95 Bảng 3.29 Thống kê số liệu tính nhạy tính theo đơn vịcấp xã 97 Bảng 3.30 Thống kê liệu chuẩn hóa tính nhạy tính theo đơn vịcấp xã .98 Bảng 3.31 Thống kê kết tính tốn mức độ phơi nhiễm XNM với kịch tần suất triều % tínhtheo đơn vịcấpxã 100 Bảng 3.32 Thống kê kết chuẩn hóa mức độ phơi nhiễm XNM với kịch tần suất triều %tính theo đơn vịcấpxã 101 Bảng 3.33 Thống kê kết tính tốn khả ứng phó thích nghi XNM tính theo đơn vịcấp xã .105 Bảng 3.34 Thống kê kết chuẩn hóa số khả ứng phó thích nghi XNM tính theođơn vịcấpxã 106 Bảng 3.35 Thống kê giá trị tính tốn số TDBTT XNM ứng với kịch P=1% tính theođơn vịcấpxã 107 Bảng 3.36 Số xã chịu tổn thương theo KB tần suất triều, tỉnhNamĐịnh .109 Bảng 3.37 Số xã chịu tổn thương theo KB tần suất triều, tỉnhTháiBình 109 Bảng 3.38 Số xã chịu tổn thương theo KB NBD, tỉnhNamĐịnh 110 Bảng 3.39 Số xã chịu tổn thương theo KB NBD, tỉnhThái Bình 110 Bảng 3.40 Thống kê số xã chịu rủi ro theo cấp - tỉnhNamĐịnh 111 Bảng 3.41 Thống kê số xã chịu rủi ro theo cấp ứng với tần suất triều tỉnhTháiBình 113 Bảng 3.42 Tổng số xã chịu rủi ro theo cấp ứng với KB NBD ởNamĐịnh 117 Bảng 3.43 Tổng số xã chịu rủi ro theo cấp ứng với KB NBD ởTháiBình 118 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Lưu vực sơng Hồng–Thái Bình thuộc lãnh thổ ViệtNam [61] .30 Hình 2.1 Sơ đồ tiếp cận bước nghiên cứu trongluậnán .43 Hình 2.2 Minh họa độ mặn sông ngưỡng độ mặn giới hạnlấynước 48 Hình 2.3 Minh họa mực nước sơng cao trình cốnglấynước .48 Hình 2.4 Sơ đồ tiếp cận xây dựng tiêu chí đánh giá tổn thươngdo XNM 52 Hình 2.5 Sơ đồ tiếp cận phươngphápDPSIR 53 Hình2.6Cấu trúcbộtiêuchí tổnthươngdoXNM khu vựcnghiêncứu 53 Hình 2.7 Sơ đồ tiếp cận phươngphápSMART 54 Hình 2.8 Mơ quan hệ độ mặn mức độ ảnh hưởng tới cácđốitượng 55 Hình 2.9 Sơ đồ logic xác định trọng số tiêu chí theo phươngpháp AHP 60 Hình 2.10 Nguyên lý chung tổ hợp rủi ro thiên tai, IPCC(2012)[2] .63 Hình 2.11 Hàm rủi ro tương ứng với tần suất xuấthiện[2] .64 Hình 3.1 Sơ họa mạng lưới tính tốn thủy lực sơng Hồng –TháiBình 67 Hình 3.2 Biểu đồ trình lưu lượng dịng chảy tính tốn thực đo trạm Sơn Tây (hình trái) vàHà Nội (hình phải) từ ngày 1/I – 31/III/2012 –Hiệuchỉnh .69 Hình 3.3 Biểu đồ q trình mực nước tính tốn thực đo trạm Sơn Tây (hình trái) Thượng Cát(hình phải) từ ngày 1/I – 31/III/2011 –Kiểmđịnh 70 Hình 3.4 Quá trình dòng chảy biên từ 1/I-31/III/2005 .73 Hình 3.5 Quá trình mực nước triều biên từ 1/I-31/III/2005 74 Hình 3.6 Giá trị độ mặn lớn thực đo trạm từ 1/Iđến 31/III/2005 74 Hình 3.7 Diễn biến độ mặn dọc sơng Đáy (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch tần suấttriều 77 Hình 3.8 Diễn biến độ mặn dọc sơng Ninh Cơ (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch tần suấttriều .77 Hình 3.9 Diễn biến độ mặn dọc sơng Hồng (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch tần suấttriều .77 Hình 3.10 Diễn biến độ mặn dọc sơng Trà Lý (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch tần suấttriều .77 Hình 3.11 Diễn biến độ mặn dọc sơng Thái Bình (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch tầnsuấttriều 78 Hình 3.12 Diễn biến mực nước độ mặn số vị trí cống ứng với kịch tần suất triều P =1% 78 Hình 3.13 Diễn biến độ mặn dọc sơng Đáy (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với KịchbảnNBD 80 Hình 3.14 Diễn biến độ mặn dọc sơng Ninh Cơ (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch NBD 80 Hình 3.15 Diễn biến độ mặn dọc sơng Hồng (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với KịchbảnNBD 80 Hình 3.16 Diễn biến độ mặn dọc sông Trà Lý (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch NBD.80Hình 3.17 Diễn biến độ mặn dọc sơng Thái Bình (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với Kịch bảnNBD 81 Hình 3.18 Diễn biến mực nước độ mặn số vị trí cống ứng với kịchbảnnền 81 Hình 3.19 Hiểm họa XNM xã theo kịch triều 25 % Độ mặn cấp nước dưới1 ‰ 83 Hình 3.20 Hiểm họa XNM xã theo kịch triều 25 % Độ mặn cấp nước dưới4 ‰ .86 Hình 3.21 Hiểm họa XNM trung bình xã Độ mặn cấp nước dưới4‰ .87 Hình 3.22 Hiểm họa XNM xã theo kịch NBD 2030 – RCP4.5 Độ mặn cấp nước ‰ 89 Hình 3.23 Hiểm họa XNM xã theo kịch bảnNBD2030-RCP4.5 Độ mặn cấp nước ‰.92Hình 3.24 Bản đồ rủi ro XNM khu vực nghiên cứu – KB P= 25% .114 Hình 3.25 Tổng số xã chịu rủi ro trung bình ứng với cấp ởNamĐịnh 115