(Luận văn) nghiên cứu đánh giá tác động xâm nhập mặn cho hệ thống kênh mương nội đồng lưu vực sông sò tỉnh nam định

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI lu an n va ie gh tn to LUẬN VĂN THẠC SĨ p NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG XÂM NHẬP MẶN CHO HỆ THỐNG KÊNH MƯƠNG NỘI ĐỒNG LƯU VỰC SƠNG SỊ TỈNH NAM ĐỊNH d oa nl w ll u nf va an lu ĐÀO ANH VĂN m oi CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC z at nh MÃ SỐ: 80440224 z NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: @ m co l gm PGS.TS LÃ VĂN CHÚ an Lu HÀ NỘI, NĂM 2019 n va ac th si CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: PGS.TS Lã Văn Chú Cán chấm phản biện 1: TS Đoàn Minh Trí Cán chấm phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thanh Hùng lu an Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: n va HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI to p ie gh tn Ngày 20 tháng 01 năm 2019 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN (Ký ghi rõ họ tên) lu an Đào Anh Văn n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập nghiên cứu khoa học anh chị em học viên Lớp Cao học Thủy văn CH3A.T (khóa 2017 - 2019) Trƣờng Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội, đến tơi hồn thành khố luận tốt nghiệp Với lịng chân thành nhất, tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn: - Các thầy cô cán làm cơng tác quản lý Khoa Khí tƣợng Thủy văn, Phòng Đào tạo, Trƣờng Đại học Tài ngun Mơi trƣờng Hà Nội Viện Khí tƣợng Thủy văn Biến đổi khí hậu tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành chƣơng trình Cao học luận văn tốt nghiệp lu an n va gh tn to - Lãnh đạo Trung tâm Quan trắc khí tƣợng thủy văn, lãnh đạo Tổng cục Khí tƣợng Thủy văn tạo điều kiện cho đƣợc tham gia khóa học Cảm ơn đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ công tác để tơi có thời gian học tập hồn thành luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội p ie - Các cán thuộc Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn Biến đổi khí hậu, Phịng Quản lý Mạng lƣới thơng tin khí tƣợng thủy văn thuộc Đài Khí tƣợng Thủy văn khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ, Phòng Chỉnh lý Bảo quản tƣ liệu khí tƣợng thủy văn thuộc Trung tâm Thơng tin Dữ liệu khí tƣợng thủy văn giúp đỡ thu thập liệu trình thực luận văn d oa nl w u nf va an lu - Các anh chị em học viên Lớp Cao học Thủy văn CH3A.T, trƣờng Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội quan tâm, động viên, giúp đỡ vững tâm phấn đấu suốt trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp ll - Đặc biệt PGS.TS Lã Văn Chú, Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn Biến đổi khí hậu, ngƣời Thầy tận tình hƣớng dẫn suốt trình tìm hiểu, nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp; kết đạt đƣợc luận văn kiến thức khoa học quý báu mà thầy giành nhiều thời gian tâm huyết để hƣớng dẫn, bảo thời gian qua oi m z at nh z gm @ m co l Do thời gian có hạn, số liệu thực đo chƣa đƣợc đầy đủ nhƣ mong muốn khả nghiên cứu cịn hạn chế nên luận văn khơng thể tránh đƣợc thiếu sót an Lu Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu thầy cô, đồng nghiệp ngƣời quan tâm n va ac th si iii THÔNG TIN LUẬN VĂN Họ tên học viên: Đào Anh Văn Lớp: CH3A.T Khóa: III Năm học: 2017 - 2019 Cán hƣớng dẫn: PGS.TS Lã Văn Chú Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá tác động xâm nhập mặn cho hệ thống kênh mƣơng nội đồng lƣu vực sơng Sị tỉnh Nam Định Luận văn đƣợc thực 87 trang bao gồm ba chƣơng chính: lu Chƣơng 1: Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn giới thiệu khu vực nghiên cứu Trong chƣơng 1, đƣa số nghiên cứu xâm nhập mặn giới Việt Nam Giới thiệu vị trí, đặc điểm tự nhiên lƣu vực nghiên cứu Đánh giá trạng xâm nhập mặn khu vực an n va p ie gh tn to Chƣơng 2: Xây dựng chƣơng trình tính tốn xâm nhập mặn hệ thống sơng Hồng - Thái Bình sơng Sị Phân tích lựa chọn mơ hình tính tốn Xây dựng sơ đồ mạng sơng Thiết lập điều kiện biên, điều kiện ban đầu Hiệu chỉnh kiểm định thơng số mơ hình MIKE 11 cho hệ thống sông d oa nl w Chƣơng 3: Xây dựng kịch xâm nhập mặn lƣu vực sông Sò dƣới tác động nƣớc biển dâng đề xuất lấy nƣớc tƣới phục vụ sản xuất nông nghiệp Xây dựng đồ mặn theo kịch tháng mùa cạn cho khu vực kênh mƣơng nội đồng lƣu vực sơng Sị Đánh giá khả lấy nƣớc tƣới cho sơng Sị cống sơng Hồng – Ninh Cơ dƣới ảnh hƣởng nƣớc biển dâng ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I TÁC GIẢ LUẬN VĂN I LỜI CẢM ƠN II THÔNG TIN LUẬN VĂN III MỤC LỤC IV MỞ ĐẦU 1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI LUẬN VĂN .1 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN 3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .3 lu BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN .5 an n va CHƢƠNG tn to TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ XÂM NHẬP MẶN VÀ GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU .6 p ie gh 1.1 TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TỐN XÂM NHẬP MẶN VÙNG CỬA SƠNG w 1.1.1 Các nghiên cứu nƣớc oa nl 1.1.2 Các nghiên cứu nƣớc d GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 15 an lu 1.2.1 Vị trí địa lý [1] 15 va 1.2.2 Đặc điểm địa hình [1] 16 u nf 1.2.3 Đặc điểm khí tƣợng thủy văn 18 ll 1.2.4 Đặc điểm thủy văn sơng ngịi 19 m oi 1.3 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG XÂM NHẬP TRIỀU, MẶN Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG – THÁI BÌNH 21 z at nh 1.3.1 Đánh giá trạng xâm nhập triều mặn vùng đồng sơng Hồng – Thái Bình 21 z @ 1.3.2 Đánh giá số liệu tình hình xâm nhập mặn vùng sơng Sị 26 gm CHƢƠNG 34 m co l THIẾT LẬP MƠ HÌNH TÍNH TỐN XÂM NHẬP MẶN HỆ THỐNG SƠNG HỒNG - THÁI BÌNH VÀ SƠNG SỊ 34 2.1 Lựa chọn cơng cụ tính tốn 34 an Lu 2.1.1 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE 11 34 n va 2.1.2 Phương pháp giải: 37 ac th si v a) Phương pháp giải mơ hình thủy đọng lực 37 b) Phương pháp giải mơ hình khuếch tán 39 2.2 Hiệu chỉnh kiểm định thông số mơ hình MIKE 11 cho hệ thống sơng Hồng – Thái Bình 39 2.2.1 Xây dựng sơ đồ mạng sông 40 2.2.2 Thiết lập điều kiện biên 42 2.2.3 Thiết lập điều kiện ban đầu 45 2.2.4 Hiệu chỉnh thơng số cho mơ hình 46 2.2.5 Kiểm định thơng số cho mơ hình MIKE 11 cho mạng sơng Hồng – Thái Bình52 2.2.6 Kiểm định thơng số cho mơ hình MIKE 11 cho mạng sơng Sị .55 lu 2.3 Nhận xét chung kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình cho hệ thống sơng Hồng – Thái Bình hệ thống sơng Sị 60 an n va CHƢƠNG 63 gh tn to XÂY DỰNG KỊCH BẢN XÂM NHẬP MẶN LƢU VỰC SƠNG SỊ DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG SLR VÀ ĐỀ XUẤT LẤY NƢỚC TƢỚI PHỤC VỤ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP 63 p ie 3.1 Sơ đồ thủy lực 63 3.1.1 Sơ đồ mạng sông 63 nl w 3.1.2 Điều kiện tính tốn 63 d oa 3.2 Xây dựng đồ mặn theo kịch tháng mùa cạn cho khu vực kênh mƣơng nội đồng lƣu vực sơng Sị 64 lu va an 3.2.1 ựa chọn ịch biến đ i h hậu ĐK t nh toán m nhập mặn vào nội đồng sơng Sị năm mặn xâm nhập sâu vào hệ thống sơng Sị .64 ll u nf 3.2.2 Tính tốn xâm nhập mặn vào nội đồng sơng Sị năm mặn xâm nhập sâu ứng với kịch nước biển dâng – RCP4.5 65 m oi 3.3 Đánh giá khả lấy nƣớc tƣới cho sơng Sị cống sông Hồng – Ninh Cơ dƣới ảnh hƣởng nƣớc biển dâng 71 z at nh 3.3.1 Mục đ ch 71 z 3.3.2 Xây dựng kịch tính tốn 72 gm @ 3.3.3 Điều kiện tính tốn 72 3.3.4 Sơ đồ mạng sông 72 l 3.3.5 Kết tính tốn 73 m co KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 an Lu DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 n va ac th si vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt KTTV BĐKH Giải thích Khí tƣợng thủy văn Biến đổi khí hậu SLR % Nƣớc biển dâng (Sea Level Rise) Phần trăm Phần nghìn ‰ Mực nƣớc đỉnh triều trung bình nhiều năm lu Hđtb Hctb Mực nƣớc chân triều trung bình nhiều năm an đƣờng nồng độ khí nhà kính (Representative Concentration Pathways) Mơ đun khuếch tán bình lƣu Sai số lệch đỉnh RCP n va p ie gh tn to AD NASH d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vii DANH MỤC BẢNG ảng 1.1 Tóm tắt số mơ hình tốn thường sử dụng Việt Nam 13 Bảng 1.2 Độ mặn lớn thời gian xuất [1], [8] 22 Bảng 1.3 Khoảng cách xâm nhập mặn số sơng [10] 24 Bảng Triết giảm độ mặn triền sông [10] 25 Bảng 1.5 Độ mặn thực đo lớn tháng mùa cạn 28 Bảng Số liệu đặc trưng triều trung bình cửa sơng Sị trung bình trạm Ba Lạt Phú Lễ chuỗi số liệu trung bình năm 31 Bảng ệ số nhám sông hệ thống sông ồng – Thái ình .49 lu Bảng 2 Kết đánh giá sai số tính tốn thực đo số trạm kiểm tra 50 an n va Bảng Kết đánh giá sai số độ mặn tính tốn thực đo vị trí kiểm tra hệ thống sơng Hồng – Thái ình cho tháng năm 2006 51 ie gh tn to Bảng Kết đánh giá sai số tính tốn thực đo số trạm kiểm tra hệ thống sơng Hồng – Thái Bình tháng năm 2007 54 p Bảng Kết đánh giá sai số độ mặn t nh toán thực đo vị tr iểm tra hệ thống sông ồng – Thái ình cho tháng năm 2007 55 w d oa nl Bảng Các vị tr biên lưu lượng gia nhập vào hệ thống kênh, cống lưu vực sơng Sị 58 an lu Bảng Kết độ mặn tính tốn thực đo cống Nhất Đỗi 59 va Bảng Mực nước biển dâng theo kịch RCP4.5 64 ll u nf Bảng Diện t ch m2 huyện bị ảnh hưởng m nhập mặn theo thời ỳ Kịch RCP4.5 67 m oi Bảng 3 Tỷ lệ diện t ch % huyện bị ảnh hưởng m nhập mặn theo thời ỳ Kịch RCP4.5 67 vị tr cống lấy nước sông ồng 76 z vị tr cống lấy nước sông Ninh Cơ .76 gm @ Bảng Độ mặn lớn z at nh Bảng Độ mặn lớn m co l Bảng T ng thời gian lấy nước trạng phương án ĐK vị tr cống lấy nước điển hình sơng ồng – Ninh Cơ 78 Bảng T ng lượng nước lấy qua cống đầu mối từ tháng I-IV (103m3) .79 an Lu Bảng Tỷ lệ biến đ i t ng lượng nước ịch biến đ i h hậu so với ịch trạng % 80 n va ac th si viii DANH MỤC HÌNH Hình Bản đồ lưu vực sơng Sị, tỉnh Nam Định [2] lu ình 2.1 a Sơ đồ sai phân hữu hạn điểm ẩn Abbott; b Sơ đồ sai ph n điểm ẩn Abbott mặt phẳng x~t 37 ình 2 Sơ đồ tính thủy lực mơ mặn mạng sơng Hồng – Thái Bình 41 ình Sơ đồ mạng sơng Hồng – Thái Bình giao diện Mike 11 42 ình Đường trình lưu lượng thực đo trạm Sơn T y 1/2006 44 ình Đường trình lưu lượng thực đo trạm Chũ 1/2006 44 ình Đường trình lưu lượng thực đo trạm Gia Bảy 1/2006 45 ình Đường trình lưu lượng thực đo trạm Chũ 1/2006 46 ình Đường trình lưu lượng thực đo trạm ưng Thi 1/2006 47 an n va p ie gh tn to ình Đường trình mực nước triều trạm thủy văn cửa sông thuộc hệ thống sông Hồng – Thái ình năm 2006 47 ình 2.10 Đường trình độ mặn cửa sông thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình 48 Hình 11 Giao diện hiệu chỉnh thơng số mơ hình 49 ình 12 Đường trình lưu lượng thực đo trạm Sơn T y 1/2007 53 ình 13 Đường trình lưu lượng thực đo trạm Gia Bảy 1/2007 53 ình 14 Đường trình lưu lượng thực đo trạm Chũ 1/2007 54 ình 2.15 Sơ đồ thủy lực cho hệ thống sơng Sị 56 Hình 16 Mặt cắt ngang sông lưu vực sông Sị giao diện mơ hình MIKE 11 57 Hình Bản đồ vùng ảnh hưởng mặn lưu vực sơng Sị trạng – Kịch A1 độ gia tăng S R=0cm 68 Hình ản đồ vùng ảnh hưởng mặn lưu vực sơng Sị ứng với năm 2030 – Kịch A2 độ gia tăng S R=13cm) 69 Hình 3 ản đồ vùng ảnh hưởng mặn lưu vực sông Sò ứng với năm 2050 – Kịch A3 độ gia tăng S R=22cm 69 Hình ản đồ vùng ảnh hưởng mặn lưu vực sơng Sị ứng với năm 2070 – Kịch A4 độ gia tăng S R=33cm) 70 Hình iễn biến trình mặn lớn dọc sông ồng phương án trạng Kịch A1- độ gia tăng S R 0cm 73 Hình iễn biến q trình mặn lớn dọc sơng ồng phương án ĐK năm 2030 – Kịch A2- độ gia tăng S R 13cm 74 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 74 lu Hình iễn biến q trình mặn lớn dọc sơng ồng phương án ĐK năm 2030 – Kịch A2- độ gia tăng S R 13cm) an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu Hình iễn biến trình mặn lớn dọc sơng ồng phương án ĐK năm 2050– Kịch A3- độ gia tăng S R 22cm oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình iễn biến q trình mặn lớn dọc sơng ồng phương án ĐK năm 2070– Kịch A4- độ gia tăng S R 33cm n va ac th si 75 Hình iễn biến q trình mặn lớn dọc sơng Ninh Cơ phương lu an n va p ie gh tn to oa nl w d án trạng– Kịch A1- độ gia tăng S R 0cm an lu ll u nf va Hình 10 iễn biến q trình mặn lớn dọc sơng Ninh Cơ phương án ĐK năm 2030– Kịch A2- độ gia tăng S R 13cm oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 76 Hình 11 iễn biến trình mặn lớn dọc sông Ninh Cơ phương án ĐK năm 2050– Kịch A3- độ gia tăng S R 22cm lu Hình 12 iễn biến trình mặn lớn dọc sông Ninh Cơ phương án ĐK năm 2070– Kịch A4- độ gia tăng SLR 33cm) Bảng Độ mặn lớn vị tr cống lấy nước sông ồng an n va to KB A1 Hiện trạng 4.69 Cống đầu mối gh tn TT Cống Hạ Miêu p Cống số ie KB A2 2030 4.91 KB A3 2050 5.13 KB A4 2070 5.44 7.99 8.30 8.62 9.01 Cống Hạ Miêu 8.52 8.81 9.11 9.58 Cống Cát Xuyên 9.85 10.21 10.58 11.04 Cống Liêu Đông 10.73 11.16 11.59 12.16 Cống Tài 11.50 11.89 12.30 12.86 Cống Ngô Đồng 14.09 14.52 14.96 15.54 d oa nl w vị tr cống lấy nước sông Ninh Cơ ll u nf va an lu Bảng Độ mặn lớn Cống Tây Khu 1.85 Cống Đông Nê 2.09 Cống Bắc Cầu 2.13 2.27 Cống Tra Thƣợng 2.15 2.30 Cống Rộc 2.18 2.40 Cống Kèo 3.28 3.62 3.80 Cống đầu mối oi Cống Chợ Đê m co m KB A1 Hiện trạng 1.65 TT KB A3 2050 1.90 KB A4 2070 1.95 1.98 2.12 2.23 2.39 2.52 2.43 2.57 z at nh KB A2 2030 1.77 z l gm @ 2.23 2.46 2.59 2.54 2.68 an Lu 4.11 n va ac th si 77 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w Hình 13 iễn biến trình mặn lớn vị tr cống dọc sông ồng theo ịch ĐK ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 14 Diễn biến trình mặn lớn vị tr cống dọc sông Ninh Cơ theo ịch ĐK n va ac th si 78 lu an n va TT tn to Bảng T ng thời gian lấy nước trạng phương án ĐKH vị trí cống lấy nước điển hình sơng Hồng – Ninh Cơ (giờ) Tên Cống Tháng II Tháng III Tháng IV Tháng I Tháng II Tháng III Tháng IV Ninh Cơ 744 672 710 720 744 672 675 718 744 672 639 713 744 672 590 696 Ninh Cơ 672 710 718 744 668 682 715 744 664 645 709 741 660 619 693 Ninh Cơ 744 667 685 713 739 663 654 705 737 659 606 694 731 650 541 682 655 711 635 620 641 703 622 603 632 689 602 568 629 666 655 707 611 598 636 704 586 583 615 701 557 525 603 697 644 638 637 310 700 659 656 431 577 483 475 330 586 514 405 273 603 617 393 164 694 653 444 304 538 470 464 313 558 487 387 216 578 610 277 143 670 646 431 280 513 420 451 283 551 451 348 177 545 592 251 108 657 637 409 262 287 304 160 98 280 288 149 87 254 259 132 72 232 744 Ninh Cơ 649 636 Ninh Cơ 631 612 Ninh Cơ Ninh Cơ Hồng Hồng 585 502 497 506 598 531 527 389 Hồng 321 198 119 z at nh Hồng 286 183 90 256 237 @ 145 75 246 218 130 70 237 213 112 66 222 Hồng 230 122 51 223 213 104 46 215 204 100 42 211 176 83 37 206 Hồng Hồng 186 163 93 72 55 27 206 201 175 154 81 66 41 25 200 194 163 141 74 60 36 23 194 189 152 128 60 50 31 22 183 178 oi m z m o l.c gm an Lu 13 14 Tháng I ll 12 Tháng IV fu 11 Tháng III an 10 Tháng II nv Sông Tháng I a lu BĐKH 2070 Tháng IV d BĐKH 2050 Tháng III oa nl w Cống Chợ Đê Cống Tây Khu Cống Đông Nê Cống Bắc Cầu Cống Tra Thƣợng Cống Rộc Cống Kèo Cống số Cống Cát Xuyên Cống Hạ Miêu Cống Hạ Miêu Cống Liêu Đông Cống Tài Cống Ngô Đồng BĐKH 2030 Tháng II p ie gh Hiện trạng Tháng I n va ac th si 79 lu an n va Hình 15 iễn biến thời gian lấy nước cống sông ồng p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh Hình 16 iễn biến thời gian lấy nước cống sông Ninh Cơ z KB A3 2050 11477 KB A4 2070 12434 16915 17993 20752 22261 12078 12817 Cống Hạ Miêu Sông Hồng 15042 15935 Cống Hạ Miêu Sông Hồng 18155 19399 Cống Cát Xuyên Sông Hồng 10709 11411 n va KB A2 2030 10477 m co Sông Hồng KB A1 Hiện trạng 9796 l Cống số Tên sông an Lu Cống đầu mối gm TT @ Bảng T ng lư ng nước lấy qua cống đầu mối từ tháng I-IV (103m3) ac th si 80 TT Cống đầu mối Tên sông KB A1 Hiện trạng 8274 KB A2 2030 8690 KB A3 2050 9167 KB A4 2070 9657 Sông Hồng 9093 9442 9832 10235 Cống Ngô Đồng Sông Hồng 42833 45730 48967 52620 Cống Chợ Đê Sông Ninh Cơ 8618 9137 9694 10341 Cống Tây Khu Sông Ninh Cơ 6722 7232 7679 8219 10 Cống Đông Nê Sông Ninh Cơ 12928 13071 13229 13406 11 Cống Bắc Cầu Sông Ninh Cơ 9425 9857 10538 11104 12 Cống Tra Thƣợng Sông Ninh Cơ 19320 20132 20987 22144 13 Cống Rộc Sông Ninh Cơ 7535 7851 8185 8636 14 Cống Kèo Sông Ninh Cơ 9081 9620 10276 11020 Cống Liêu Đông Sông Hồng Cống Tài lu an n va gh tn to p ie Bảng Tỷ lệ biến đ i t ng lư ng nước kịch biến đ i khí hậu so với kịch trạng (%) Cống đầu mối Tên sông KB A3 2050 16.04 KB A4 2070 22.99 5.94 11.75 17.45 Sông Hồng 6.85 13.39 19.79 Sông Hồng 6.56 12.00 17.45 Cống số Sông Hồng Cống Hạ Miêu Sông Hồng Cống Hạ Miêu Cống Cát Xuyên Cống Liêu Đông Sông Hồng 5.03 10.28 15.09 Cống Tài Sông Hồng 3.84 7.83 11.62 Cống Ngô Đồng Sông Hồng 6.76 13.41 19.99 Cống Chợ Đê Sông Ninh Cơ 6.02 11.78 17.77 Cống Tây Khu Sông Ninh Cơ 7.59 13.23 19.49 10 Cống Đồng Nê Sông Ninh Cơ 1.11 2.30 3.61 11 Cống Bắc Cầu Sông Ninh Cơ 4.58 11.29 15.93 12 Cống Tra Thƣợng Sông Ninh Cơ 4.20 8.28 13.46 13 Cống Rộc Sông Ninh Cơ 4.19 14 Cống Kèo Sông Ninh Cơ 5.94 d @ KB A2 2030 6.95 oa nl w TT oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm 13.45 12.42 18.87 an Lu 8.28 n va ac th si 81 lu an n va tn to p ie gh Hình 3.17 iễn biến trình t ng lượng nước lấy qua cống đầu mối từ tháng IIV theo ịch ĐK w Nhận xét: d oa nl Diễn biến xâm nhập mặn cho thấy nhiều cống lấy nƣớc đầu mối sông Hồng Ninh Cơ bị nhiễm mặn lu oi lm ul nf va an - Trên sông Hồng: Phƣơng án trạng cho thấy độ mặn lớn cống Cát Xuyên xấp xỉ 10‰, cống Ngơ Đồng độ mặn lớn tƣơng ứng 14,09% Phƣơng án nƣớc biển dâng 2030, 2050, 2070 độ mặn lớn có xu tăng lên qua thời kỳ, đến năm 2070 đạt 15,54‰ cống Ngô Đồng Trên hầu hết cống lấy nƣớc dọc sông Hồng xuất độ mặn lớn > ‰ z at nh z - Trên sông Ninh Cơ: Ở phƣơng án trạng độ mặn lớn nhỏ 4‰ cống nằm phần gần sông Ninh Cơ nên ảnh hƣởng xâm nhập mặn khơng nhiều, có xu tăng dần theo kịch nƣớc biển dâng thời kỳ từ năm 2030 đến 2070 nhƣng mức dƣới 4‰ l gm @ m co Chế độ đóng - mở cống đầu mối sông Hồng Ninh Cơ cung cấp nƣớc tƣới cho hệ thống sơng Sị biến đổi dọc theo sơng, gần cửa sơng thời gian đóng cống có xu tăng dần an Lu n va ac th si 82 - Trên sông Hồng: Các cống từ cửa sông đến cống Cồn Giữa gần nhƣ đóng hồn tồn, Cống Ngơ Đồng mở lấy nƣớc 1-2 ngày vào thời kỳ triều Phía thƣợng lƣu, số lấy nƣớc có lớn hơn, nhiên Cống số có số ngày cống lấy đƣợc nƣớc hồn tồn ngày - Trên sơng Ninh Cơ: Các cống có lấy nƣớc lớn Trên cống nhƣ Chợ Đê, Tây Khu, Đồng Nê có khả lấy nƣớc hầu hết thời gian mùa cạn mực nƣớc cho phép để phục vụ nông nghiệp nuôi trồng thủy sản lu Các kịch nƣớc biển dâng không làm tăng đáng kể chiều dài xâm nhập mặn sơng nhƣng độ mặn vị trí tƣơng ứng có xu tăng lên đáng kể an n va p ie gh tn to Với quy trình vận hành cống nhƣ phƣơng án trạng, lƣợng nƣớc lấy vào nội đồng sơng Sị qua cống lấy nƣớc ứng với kịch BĐKH lớn so với kịch trạng A1, dao động từ 1-7% kịch A2 (2030), từ đến 16% kịch A3 (2050) từ 3.61% đến 22.99% kịch A4 (2070) d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1- KẾT LUẬN Đề tài luận văn thực đƣợc nội dung sau đây: lu 1- Phân tích lựa chọn đƣợc chƣơng trình MIKE 11 để tính tốn q trình xâm nhập mặn vào hệ thống: Hệ thống sông Hồng - Thái Bình hệ thống sơng Sị thuộc tỉnh Nam Định Đây chƣơng trình đƣợc áp dụng cho nhiều hệ thống vùng cửa sơng Việt Nam có đủ độ tin cậy áp dụng cho khu vực nghiên cứu an n va p ie gh tn to 2- Đã tiến hành hiệu chỉnh kiểm định thơng số mơ hình MIKE 11 theo tiêu chuẩn hành Việc mơ hình hóa q trình thủy lực mùa cạn đƣợc thực cho mùa cạn điển hình năm 2006 Kết hiệu chỉnh kiểm định cho thấy sai số vị trí kiểm tra dao động từ 2-11% Nhƣ vậy, thông số sử dụng mơ hình ổn định đƣợc sử dụng tiếp phần tính tốn thời kỳ biến đổi khí hậu nl w d oa 3- Lập đồ xâm nhập mặn cho lƣu vực sơng Sị dƣới tác động biến đổi khí hậu theo kịch nƣớc biển dâng RCP4.5 cho thời kỳ 2030, 2050 2070, báo cáo tiến hành thu thập, xử lý đánh giá phân tích tài liệu khí tƣợng thủy văn trạm lƣu vực sông phục vụ làm đầu vào cho mơ hình thủy lực tính toán xâm nhập mặn oi lm ul nf va an lu z at nh Qua q trình mơ dự báo thấy tƣơng lai dƣới tác động biến đổi khí hậu, tình hình xâm nhập mặn lƣu vực sơng Sị ngày trở nên nghiêm trọng Kết tính tốn cho thấy, huyện Hải Hậu có nguy xâm nhập mặn cao nhất, huyện Giao Thủy với mức độ thấp nhƣng tình trạng đáng báo động Nguy xâm nhập mặn huyện tƣơng lai gây nhiều khó khăn cản trở cho cơng tác lấy nƣớc phục vụ tƣới nhƣ yêu cầu dân sinh kinh tế khu vực Đặc biệt huyện ven biển vấn đề cấp nƣớc cho ngành trở nên nghiêm trọng tình trạng xâm nhập mặn ngày lấn sâu vào đất liền z m co l gm @ an Lu n va ac th si 84 4- Đã tính toán xây dựng kịch lấy nƣớc theo Kịch Biến đổi khí hậu RCP 4.5 cho thấy, hầu nhƣ tồn diện tích trƣớc cống ngăn mặn từ sơng Sị bị nhiễm mặn Về kết luận lấy nƣớc tƣới cho khu vực nghiên cứu: - Lƣợng nƣớc qua cống lấy nƣớc dọc sông Hồng – Ninh Cơ tăng theo kịch BĐKH với quy trình vận hành nhƣ phƣơng án trạng, nhiên khả nguy nhiễm mặn vào hệ thống nội đồng sơng Sị cao lu an n va gh tn to - Số mở cống sông Ninh Cơ sông Hồng tập trung nhiều vào tháng I, IV; số mở cống tháng cống sông Ninh Cơ cao số mở cống sông Hồng, thời gian lấy nƣớc vào tháng sông Hồng cho thời kỳ 2050, 2070 Trên sông Ninh Cơ, cống nằm xa biển nên khả nhiễm mặn thấp nên thời gian lấy nƣớc tháng mùa cạn có xu khơng thay đổi p ie 5- Một số tồn kết nghiên cứu: d oa nl w + Trong luận văn sử dụng tài liệu địa hình mặt cắt hệ thống sơng HồngThái Bình từ nhiều nguồn nhƣng với thời kỳ đo đạc không liên tục từ trƣớc năm 2000 có thay đổi điều kiện lịng dẫn nên có ảnh hƣởng đến kết tính tốn thủy lực an lu oi lm ul nf va + Số liệu biên (Q, H) hệ thống mạng sơng Hồng – Thái Bình số liệu thực đo nhƣng chế độ đo khơng đồng nên tính toán phải sử dụng phƣơng pháp nội suy trình nên có ảnh hƣởng đến kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình z at nh z + Do khơng có trạm đo triều cửa sơng Sò (biên dƣới) nên sử dụng kết nội suy từ trạm mực nƣớc triều từ cửa sơng Hồng Ninh Cơ nên có ảnh hƣởng đến độ tin cậy kết tính tốn l gm @ 2- KIẾN NGHỊ m co 1) Tổ chức đo đạc, khảo sát số liệu địa hình bao gồm mặt cắt dọc, ngang hệ thống sông Hồng – Thái Bình số liệu cũ (từ năm 1999- 2000) không phản ánh sát với diễn biến địa hình an Lu n va ac th si 85 2) Bổ sung thêm trạm đo đạc thủy văn độ mặn tồn hệ thống sơng, chủ yếu khu vực cửa sông để thu thập số liệu giúp công tác hiệu chỉnh cho mơ hình tính tốn dự báo xâm nhập mặn 3) Bổ sung thêm kịch Biến đổi khí hậu với mức biển dâng khác để có nhìn tổng quát khả ảnh hƣởng triều, mặn đến vùng cửa sơng Sị 4) Tăng cƣờng cơng tác dự báo xâm nhập triều mặn để phục vụ lấy nƣớc cho sản xuất nông nghiệp vùng cửa sông lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 86 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty TNHH thành viên khai thác CTTL Xuân Thủy, Báo cáo quy trình vận hành hệ thống thủy nơng Xuân Thủy trường h p có mưa lớn gây ngập úng, 10/2014 lu an n va p ie gh tn to Nguyễn Lan Châu, Đánh giá tác động hệ thống hồ chứa Tuyên Quang, Thác à, Hoà ình đến chế độ dòng chảy mùa cạn hạ lưu sông Hồng đề xuất giải pháp đảm bảo mực nước hạ du Đề cƣơng đề tài nghiên cứu cấp Bộ, 2008-2010) Nguyễn Tất Đắc, Ảnh hưởng gió chướng lưu lư ng nguồn tới xâm nhập mặn đồng sơng Cửu Long, Tạp chí KTTV tháng số 463, năm 1999 Nguyễn Tất Đắc, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Minh Sơn, 1988, Mơ hình tính tốn dòng chảy chất lư ng nước hệ thống kênh, sơng (WFQ87) kỹ thuật chương trình, Uỷ ban Quốc gia Chƣơng trình Thủy văn Quốc tế Việt Nam Lã Thanh Hà, Đỗ Văn Tuy, 1999, Tính tốn lập phương án dự báo xâm nhập mặn mơ hình SALHO cho vùng cửa sơng TP Hải Phòng, Đề tài NCKH cấp Thành phố Lã Thanh Hà, Nghiên cứu khả dự báo xâm nhập mặn vùng đồng sơng Hồng – sơng Thái Bình mơ hình tốn, Tạp chí KTTV tháng số 523 năm 2003 Lã Thanh Hà (2013), Đánh giá đặc điểm tài nguyên nước mặt hệ thống sông địa bàn tỉnh Nam Định, Đề tài NCKH cấp Tỉnh, Sở Khoa học Công nghệ, tỉnh Nam Định Lã Thanh Hà (2004), “Tính tốn thủy lực phục vụ dự án nạo vét, cải tạo hệ thống tiêu sơng Sị tỉnh Nam Định”Dự án:” Phục vụ thiết kế chỉnh trị sơng Sị làm sở thiết kế trị sơng, tăng cƣờng khả tiêu cho hệ thống thủy nông Xuân Thủy, tỉnh Nam Định”, Bộ NN&PTNT Lã Thanh Hà, 2014, “Xây dựng mơ hình dự báo xâm nhập mặn hạ lưu Sông Mã, Sông Hoạt, Sơng n, tỉnh Thanh Hóa” Nhiệm vụ 01 thuộc Đề án: “Xây dựng mơ hình dự báo xâm nhập mặn hạ lưu Sông Mã, Sông oạt, Sông Yên, tỉnh Thanh óa”, UBND tỉnh Thanh Hóa d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z l gm @ m co 10 Đoàn Thanh Hằng & Lã Thanh Hà (2006-2009), Xây dựng chương trình dự báo xâm nhập mặn cho khu vực đồng sơng Hồng – Thái Bình, Đề tài NCKH cấp Bộ, Bộ TN&MT 11 Hà Thanh Hƣơng, ứng dụng mơ hình tốn số trị tính tốn xâm nhập mặn hạ lưu sơng Văn Úc, Tạp chí KTTV tháng số 465 năm 1999 an Lu n va ac th si 87 lu an n va p ie gh tn to 12 Lê Bắc Huỳnh, Thực trạng suy giảm nguồn nước hạ lưu lưu vực sông vấn đề đặt quản lý, Tạp chí KTTV tháng số 557, năm 2007 13 Trần Văn Hƣng, 1996, Nghiên cứu môi trường tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế- xã hội dải ven biển Đồng Sơng Hồng Luận án Phó tiến sỹ khoa học Địa lý- Địa chất, Hà Nội 14 Nguyễn Nhƣ Khuê, 1986,Modelling of tidal propagation and salility intrusion in the Mekong main estuarine system - Technical paper, Mekong Secretariat, December 15 Trịnh Đình Lƣ, Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng điều tiết hồ Hịa ình đến xâm nhập mặn vùng cửa sơng Hồng sơng Thái Bình, Đề tài NCKH cấp Tổng cục, năm 2001 16 Nguyễn Hữu Nhân, 2002, Phần mềm thủy lực HydroGis-Thuyết minh kỹ thuật, Dự án án tiến kỹ thuật tiến „Xây dựng phần mềm mô tả lũ lụt xâm nhập mặn vùng đồng sông Cửu Long”, Đề tài NCKH cấp Tổng cục KTTV 17 Hoàng Niêm, 1993, Báo cáo đề tài: “Đánh giá trạng sử dụng tài nguyên nước quan điểm sinh thái phát triển lâu bền” Đề tài NCKH cấp Nhà nƣớc (KT-02-10) 18 Trần Văn Phúc, Sơ đánh giá khả ảnh hưởng hồ Hồ Bình hồ Trị An tình hình xâm nhập mặn vào hạ lưu sơng Hồng sơng Đồng Nai, Tạp chí KTTV tháng số 356 năm 1990 19 Trần Văn Phúc, 1990, Mô hình hố q trình xâm nhập mặn đồng sơng Hồng sông Cửu Long, Đề tài NCKH cấp Tổng cục 20 Trần Văn Phúc, Ảnh hưởng hồ Hoà ình đến xâm nhập mặn vùng hạ lưu sông Hồng – sơng Thái Bình, Đề tài NCKH cấp Tổng cục, năm 1991 21 Tăng Đức Thắng, Sử dụng toán lan truyền nguồn nước thành phần: cách tiếp cận thứ hai nghiên cứu xâm nhập mặn theo nguồn nước khơng mặn, Tạp chí KTTV tháng số 537 năm 2005 22 Trần Thục (2005), Xây dựng công nghệ tính tốn dự báo lũ lớn hệ thống sơng Hồng - Thái Bình Đề tài NCKH cấp Bộ, Bộ TN & MT 23 Lê Sâm, 2004, Nghiên cứu xâm nhập mặn phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng ven biển đồng sông Cửu Long, Đề tài NCKH cấp Nhà nƣớc, KC-08.18 thuộc Chƣơng trình Bảo vệ Mơi trƣờng Phịng tránh thiên tai, mã số KC-08 24 Trần Thanh Xuân, Ranh giới triều mặn đồng sơng Hồng, Tạp chí KTTV tháng 11 số 347 năm 1989 25 Hoàng Minh Tuyển,2014 “Nghiên cứu diễn biến, xác định nguyên nhân thay đ i tỷ lệ phân phối dịng chảy sơng Hồng sang sông Đuống đề xuất định d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 88 lu an n va p ie gh tn to hướng giải pháp nhằm đảm bảo tỷ lệ phân phối dòng chảy h p lý”, Đề tài NCKH cấp Bộ, Bộ TN & MT 26 Vi Văn Vỵ, Xâm nhập mặn đồng Bắc Bộ, Viện Khí tƣợng Thủy văn, năm 1986 27 Bộ Tài nguyên Môi trƣờng 2007 Báo cáo hiệu xả nước làm vụ Đông – Xuân 2006-2007 giải pháp khắc phục hạn hạ lưu sông Hồng Báo cáo Chính phủ Bộ Tài ngun Mơi trƣờng số 91/BTNMT, ngày 31 tháng năm 2007 28 Brett F Sanders1 Michael Piasecki, Mitigation of Salinity Intrusion in Wellmixed Estuaries by Optimization of Freshwater Diversion Rates, J Hydr Engrg Volume 128, Issue 1, pp 64-77; 29 Eric Wolanski Bernard Cassagne, Salinity intrusion and rice farming in the mangrove-fringed Konkoure River delta, Guinea, Wetlands Ecology and Management, Volume 8, 28 – 36; 30 Muralikrishna, Rathna Devanathan, Circulation and salinity distribution in coastal inlets, Coastal Engineering, Volume 2, 1978, Pages 119-131; d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si