Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.

Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt trên dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên.

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - ĐẶNG HÒA VĨNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ NƯỚC NGỌT TRÊN DỊNG CHÍNH VÙNG CỬA SƠNG CỬU LONG – TRƯỜNG HỢP SƠNG CỞ CHIÊN TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 44 02 24 TP HỒ CHÍ MINH – 2023 Cơng trình hồn thành tại: Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: Người hướng dẫn 1: PGS.TS Đào Đình Châm Người hướng dẫn 2: TS Lê Ngọc Thanh Phản biện 1: … Phản biện 2: … Phản biện 3: … Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … ’, ngày … tháng … năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tại VCS Cửu Long, xâm nhập mặn thiếu nước những hạn chế lớn Vào mùa khô xâm nhập mặn tăng cao, khan nước đã ảnh hưởng lớn đến người dân sinh hoạt cũng sản xuất Nguồn nước chính để cung cấp cho đối tượng dùng nước từ nước đất Tuy nhiên, những năm gần việc khai thác nước đất mức đã bộc lộ nhiều vấn đề phát sinh Sự sụt giảm tầng chứa nước, nhiễm mặn, nhiễm bẩn, lún sụt đất, đã thực sự xuất nhiều ở ĐBSCL Yêu cầu tìm nguồn nước để bổ sung thay thực sự cấp bách Tại VCS Cửu Long, mặc dù nằm vùng chịu ảnh hưởng XNM, giá trị độ mặn thay đổi liên tục theo nhịp độ thủy triều giá trị độ mặn thấp có nhiều thời kỳ trì ở ngưỡng – dấu hiệu nước tận biển Đặc điểm cũng đã sớm người dân VCS nhận biết để lợi dụng khai thác Do NCS đã lựa chọn đề tài nghiên cứu cho luận án: “Nghiên cứu đặc điểm phân bố nước ngọt dòng chính vùng cửa sông Cửu Long – trường hợp sông Cổ Chiên” Trong nghiên cứu NCS đã tiếp cận nghiên cứu theo hướng: phân tích thời điểm có độ mặn thấp để xác định đặc điểm phân bố nước từ đưa biện pháp khai thác, bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá Mục đích luận án: Nhận dạng đặc điểm phân bố nước mối tương tác sông – biển VCS Cửu Long (nghiên cứu điển hình cho sơng Cở Chiên); Đánh giá sự biến động nước VCS tương lai tác động thay đởi dịng chảy thượng lưu; Đề xuất giải pháp khai thác nguồn nước mặt cung cấp cho đối tượng dùng nước khu vực nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu luận án đặc điểm phân bố nước sông chính (nước mặt), dự báo biến động giải pháp khai thác nước VCS Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi không gian: gồm cửa sông: cửa Tiểu, cửa Đại, Ba Lai, Hàm Luông, Cổ Chiên, Cung Hầu, Định An, Trần Đề chi tiết cho sông Cổ Chiên Phạm vi thời gian: đặc điểm phân bố nước phân tích khoảng thời gian 1996÷2021 Các yếu tố tác động xem xét khoảng thời gian 1980÷2019 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: (1) Tiếp cận kế thừa thành tựu khoa học công nghệ; (2) Tiếp cận hệ thống, tồn diện tởng hợp từ tởng thể đến chi tiết; (3) Tiếp cận cộng đồng Phương pháp nghiên cứu: (1) Phương pháp phân tích thống kê: thống kê mô tả, phân tích hồi quy tuyến tính, phân tích tương quan, …; (2) Phương pháp đo đạc trường; (3) Phương pháp mơ hình tốn; (4) Phương pháp tổng hợp địa lý Những điểm luận án (1) Đã nghiên cứu, bước đầu xác định đặc điểm phân bố theo không gian thời gian nước ở vùng cửa sông (VCS) Cửu Long; mối quan hệ giữa dòng chảy thượng nguồn với đặc trưng nước VCS Cửu Long (2) Đã nghiên cứu, tính tốn xây dựng đồ phân bố nước VCS Cửu Long tương ứng với kịch trạng năm 2005 số kịch biến đởi khí hậu (BĐKH) cập nhật đến năm 2030 (3) Đã đề xuất giải pháp kỹ thuật phục vụ khai thác nguồn nước ở VCS Cửu Long cho quy mơ hộ gia đình; tính tốn xác định quy mô khả lấy nước từ sông Cổ Chiên vào hồ chứa Láng Thé để cấp nước sinh hoạt cho thành phố Trà Vinh Chương 1.1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Tổng quan vấn đề nghiên cứu Cửa sông nơi mà nước biển dòng nước từ nội địa gặp pha trộn với nguồn nước nhiễm mặn đến từ phía biển Điều đã làm cho cửa sông trở thành những nơi có mơi trường sống tự nhiên sinh sơi giới Trong đó, nước nền tảng cho trình hoạt động ở VCS Việc nghiên cứu, quản lý sử dụng hiệu tài nguyên nước VCS để bảo tồn khôi phục hệ sinh thái nước lợ đồng thời cung cấp cho nhu cầu KT-XH điều quan tâm hàng đầu giai đoạn Hiện nay, phân bố nước có những biến động lớn ở nhiều VCS tác động của vấn đề NBD, thay đởi dịng chảy hoạt động hệ thống hồ chứa ở thượng nguồn, cũng việc gia tăng khai thác nguồn nước Trong bối cảnh đó, NCS đặt câu hỏi nghiên cứu chính: (i) Nước phân bố ở VCS nào? (ii) Ảnh hưởng yếu tố dòng chảy thượng lưu yếu tố thủy triều từ phía biển đến phân phối nước ngọt? (iii) Làm để khai thác nước ở VCS? Những câu hỏi chưa trả lời đầy đủ nghiên cứu trước 1.2 Lịch sử nghiên cứu Các nghiên cứu có liên quan đến tài nguyên nước vấn đề XNM ở VCS đã có nhiều với mức độ nghiên cứu công phu, chi tiết Các nghiên cứu đã rõ tầm quan trọng VCS vai trị dịng nước VCS Từ đó, đã đưa hướng dẫn chi tiết cho việc quản lý cửa sông quản lý nước cửa sông Tuy nhiên, nghiên cứu về phân bố nước VCS nhiều hạn chế, đặc biệt VCS Cửu Long chưa có nhiều nghiên cứu đề cập tới Các nghiên cứu về XNM đã khẳng định q trình lan trùn mặn sơng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: dịng chảy sơng, thủy triều phía biển, đặc trưng địa hình – địa mạo dịng sông, yếu tố khí tượng, cùng tác động người,…) Trong đó, yếu tố dịng chảy thượng nguồn thủy triều phía biển những yếu tố có vai trị định đến quy luật XNM Thủy triều làm cho độ mặn biến động theo nhịp độ thủy triều, dòng chảy thượng lưu làm cho độ mặn biến động theo mùa Phía thượng lưu, những tác động lưu vực như: hồ chứa thủy điện, gia tăng sử dụng nước, chuyển nước khỏi lưu vực đã, tiếp tục làm thay đởi chế độ dịng chảy về VCS Liên quan đến luận án nghiên cứu về dòng chảy mùa kiệt Các nghiên cứu đã rõ dòng chảy về vùng hạ du sơng Mekong có xu tăng lên tháng mùa kiệt Từ phía biển, nghiên cứu cũng đã đề cập nhiều Liên quan đến luận án nghiên cứu tính tốn về chế độ thủy hải văn biển Đông, đánh giá về NBD BĐKH, mơ hình tình tốn chế độ thủy động lực, sóng, vận chuyển bùn cát… Các nghiên cứu phục vụ khai thác ĐBSCL cũng có nhiều, bắt đầu từ sớm, tiến hành công phu kỹ lưỡng nhiều thập kỷ Trên sở kết điều tra, nghiên cứu quan chức đã ứng dụng đưa vào xây dựng, khai thác đồng Nhìn chung, phân bố nước ở VCS vấn đề mới, chưa có nhiều nghiên cứu đề cập tới Nhận dạng đặc điểm phân bố nước ở VCS, cũng yếu tố tác động có nhiều ý nghĩa khoa học thực tiễn Q trình nghiên cứu luận án có nhiều thuận lợi nhờ việc tiếp thu kinh nghiệm, kết nghiên cứu khứ, đặc biệt nghiên cứu có liên quan đến tài nguyên nước, XNM, biến đởi khí hậu những biến động phía thượng lưu 1.3 Tổng quan ĐBSCL vấn đề có liên quan đến sử dụng nước Q trình khai phá ĐBSCL trình mà người thích nghi cải tạo khơng mệt mỏi mơi trường tự nhiên Trong suốt q trình đó, yếu tố tài nguyên nước xem cốt lõi Mọi giải pháp khai phá đồng đều tác động lên chế độ nước Hiện nay, xu tiếp tục khẳng định Đặc biệt, ngồi nước nước lợ, nước mặn cũng xem tài nguyên để phát triển kinh tế Điều làm cho nguồn nước phục vụ sinh hoạt hoạt động thiết yếu ở VCS trở nên khó khăn Nguồn nước cho sinh hoạt ở VCS chủ yếu đến từ NDĐ Nước mưa nước mặt thiếu tính ởn định tác động hạn hán, xâm nhập mặn, nên ít sử dụng Tuy nhiên, việc khai thác mức nên NDĐ đã có nhiều dấu hiệu suy thối Do đó, định hướng cấp nước ở VCS đã đề cập đến việc hạn chế khai thác NDĐ chuyển sang khai thác nước mặt, nước mưa Để khắc phục tính thiếu ởn định hạn hán – xâm nhập mặn, giải pháp cấp nước liên vùng giải pháp hồ chứa tích trữ nguồn nước đã phê duyệt Nghiên cứu, nhận dạng quy luật phân bố nước ở VCS giúp cho việc tính tốn xác định quy mơ, khả cách vận hành hồ chứa ở VCS Các kỹ thuật khai thác nước sông cho quy mơ hộ gia đình hoặc cụm hộ gia đình cũng đề cập Các kết góp phần giải toán cung cấp nước cho VCS, khu vực gặp nhiều khó khăn cung cấp nước Chương 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ DỮ LIỆU SỬ DỤNG Một số khái niệm sở lý luận phân bố nước vùng cửa sông Luận án sử dụng tiêu chuẩn độ mặn 0,30‰ cho ranh giới nước Giới hạn VCS ranh giới thường xuyên có nước (độ mặn ≤0,3‰), có xét đến điều kiện tương lai Để phục vụ cho việc xác định quy luật phân bố trình nước NCS xin tạm đưa số đặc trưng để phân tích sau: Bảng Các đặc trưng nước tiêu chí xác định TT Ký hiệu Tên đặc trưng Tiêu chí xác định I Các đặc trưng theo không gian I.1 FWA Ranh giới ln có Là ranh giới mà độ mặn cao ≤0.3‰ hay nước ranh giới không chịu ảnh hưởng bởi XNM I.2 FWD Ranh giới có nước Là ranh giới mà ngày ln có hàng ngày thời điểm có nước I.3 FW4 Ranh giới có nước Là ranh giới mà ln có ít thời điểm có tháng nước tháng I.4 FW2 Ranh giới có nước Là ranh giới mà ln có ít thời điểm có tháng nước tháng TT Ký hiệu Tên đặc trưng Tiêu chí xác định I.5 FWN Ranh giới Là ranh giới mà khoảng thời gian từ tháng – nước tháng hoàn toàn khơng có nước mùa khơ II Các đặc trưng theo thời gian II.1 FWE Ngày kết thúc mùa Là ngày đầu mùa kiệt sau có liên tiếp có nước ngày khơng có thời điểm có nước II.2 FWS Ngày bắt đầu mùa Là ngày cuối mùa kiệt sau có liên tiếp ngày nước có nước Trong 15 ngày khơng có đợt liên tiếp ngày khơng có nước II.3 NFW Số có nước Là tởng số có nước tháng tháng II.4 DFW Số ngày khơng có Là số ngày dài năm mà khoảng thời nước dài gian khơng có thời điểm có nước 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp phân tích thống kê Bao gồm phương pháp: thống kê mô tả, hồi quy tuyến tính, phân tích tương quan Phương pháp thống kê mô tả sử dụng để xử lý dữ liệu thu thập, thống kê đặc trưng biểu diễn dạng bảng biểu, đồ thị,… Phương pháp hồi quy tuyến tính sử dụng để phân tích xu dòng chảy thượng lưu, xu mức nước biển Phương pháp phân tích tương quan sử dụng để thiết lập mối quan hệ giữa dòng chảy thượng lưu đặc trưng nước VCS 2.2.2 Phương pháp tổng hợp địa lý Phương pháp tổng hợp địa lý sử dụng để rút các đặc trưng phân bố nước theo thời gian, không gian, nội suy không gian để xác định ranh giới đặc trưng nước dọc theo sơng Phương pháp tổng hợp địa lý cũng sử dụng để tổng hợp kết quả, xem xét mối quan hệ rút quy luật diễn biến chế độ dòng chảy Kratie, Tân Châu, cũng mối quan hệ giữa chúng với đặc trưng nước VCS 2.2.3 Phương pháp khảo sát đo đạc trường Phương pháp khảo sát đo đạc trường sử dụng để làm sáng tỏ khả xuất dòng chảy phân tầng mùa kiệt ở VCS Cửu Long Tổ chức quan trắc phân bố độ mặn theo chiều sâu dòng chảy 05 vị trí sơng Cở Chiên Mỗi vị trí thực đo đạc thủy trực trung tâm, thời gian đo thể đầy đủ pha triều, tần suất đo 1h/lần, điểm đo thực liên tục cách 0.33m tính từ mặt nước Các thơng tin về ngày đo đạc, giá trị mức nước, tỷ số số WT/WS trình bày Bảng Bảng Thơng tin mức nước quan hệ WT/WS ngày tổ chức đo đạc phân bố mặn Hmax WT TT Ngày đo đạc Vị trí (m) (106m3) 24/04/2017 TV1 1,17 180 25/04/2017 TV2 1,35 283 26/04/2017 TV3 1,45 292 27/04/2017 TV4 1,40 288 11/04/2018 TV5 0,79 131 2.2.4 Phương pháp mơ hình tốn WS (106m3) 86 81 Tỷ số WT/WS 2,1 3,3 3,4 3,3 1,6 Phương pháp mơ hình tốn sử dụng để chi tiết hóa đặc điểm phân bố nước theo không gian tính tốn trao đởi dịng chảy qua cửa sơng Trong luận án, mơ hình thủy lực – XNM MIKE11 sử dụng Sơ đồ tính bao gồm tồn vùng châu thổ sông Mekong Sơ đồ đã phát triển qua nhiều năm Bộ thông số hiệu chỉnh năm 2016 kiểm định 2019 sử dụng để tính tốn kịch 2.3 Dữ liệu nghiên cứu Các phân tích đã sử dụng dữ liệu sau: (i) Số liệu quan trắc độ mặn từ năm 1996 - 2021 từ 18 trạm quan trắc VCS Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam thực Các dữ liệu quan trắc thủ công với tần suất giờ/lần (vào lẻ) Dữ liệu quan trắc mùa khô từ tháng đến tháng khoảng thời gian trước năm 2012 Sau năm 2012, dữ liệu quan trắc từ tháng đến tháng 6; (ii) Dữ liệu quan trắc độ mặn mực nước tự động Trà Vinh với tần suất 20 phút/lần giai đoạn 2015-2018; (iii) Mực nước đo trạm Kratie sông Mê Kông giai đoạn 1985 - 2019 Lưu lượng dịng chảy qua Kratie tính tốn từ giá trị mức nước theo công thức [45, p 27]: Rising stage: Q = (8.158H-10.155)2.1; Falling stage: Q = (3.300H+1.256)2.5; (iv) Lưu lượng dòng chảy thực đo trạm Tân Châu giai đoạn 2001-2019; (v) Dữ liệu mức nước thực đo trạm Vũng Tàu, Bến Trại, Trà Vinh giai đoạn 1980-2017 Chương 3.1 3.1.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN CÁC QUY LUẬT PHÂN BỐ NƯỚC NGỌT VCS CỬU LONG Phân bố nước ngọt theo thời gian Dữ liệu mặn 2015-2021 Trà Vinh cho thấy hầu hết thời gian mùa mưa nước Trong tất tháng mùa kiệt năm 2015, 2017, 2018 đều có thời điểm Smin nhỏ 0,3‰ Mùa kiệt những năm có nhiều ngày nước hồn tồn Hình Các đặc trưng nước trạm Trà Vinh Hình trình bày đặc trưng nước Trà Vinh giai đoạn 19962021 Kết cho thấy: (1) FWE trung bình kéo dài tới 12/2, chuỗi dữ liệu có 06 năm FWE diễn từ tháng về trước đều những năm gần (20152021); có 05 năm kéo dài tới nửa đầu tháng 2; có 08 năm kéo dài tới nửa cuối tháng 2; có 07 năm kéo dài tới tháng (2) FWS trung bình vào ngày 29/5; chuỗi số liệu có 13 năm FWS từ tháng 5; 12 năm từ tháng 6; 01 năm chuyển sang tháng (2007) (3) NFW: trung bình tháng có 311 có sơng, tháng 11 Hình Bản đồ phân bố nước ngọt, 2005 Việc khai thác nước cần lưu ý: nước xuất thời gian ngắn ở giá trị mức nước khác Các yếu tố địi hỏi người dân phải có kỹ thuật khai thác nguồn nước nhanh chóng khơng phụ thuộc vào mức nước sông 3.1.3 Phân bố nước ngọt theo chiều đứng Hình trình bày diễn biến độ mặn theo độ sâu cửa Cổ Chiên Cung Hầu Kết cho thấy: Trong thời kỳ triều cường, tương quan giữa WT/WS 3,4 (Hình b, c, d), xáo trộn giữa nước biển nước nguồn đều, giữa khối nước khơng có sự phân biệt rõ ràng về tính chất Trong kỳ triều chuyển tiếp (Hình 4a), tỷ số WT/WS giảm xuống cịn 2,1, hình thức xáo trộn yếu hơn, bắt đầu có sự phân lớp dịng chảy pha sườn lên hoặc sườn xuống 12 Trong những ngày triều (Hình 4e), tỷ số WT/WS 1,6, sự xáo trộn giữa nước biển nước nguồn yếu nhiều Lúc dòng chảy phân tầng rõ ràng tất pha triều Dòng chảy phân lớp Dòng chảy phân lớp (a) Điểm TV1, cửa Cung Hầu, cách biển 20km (b) Điểm TV3, cửa Cổ Chiên, sát biển (c) Điểm TV2, cửa Cổ Chiên, cách biển 20km (d) Điểm TV4, cửa Cung Hầu, sát biển (e) Điểm TV5, cửa Cổ Chiên, cách biển 10km Hình Diễn biến độ mặn theo chiều sâu Số liệu quan trắc chưa đủ để tổng kết thành quy luật Tuy nhiên, từ kết cho phép khẳng định có sự phân tầng dịng chảy cửa sông Cổ Chiên Trong mùa mưa hay những tháng đầu hoặc cuối mùa kiệt, dịng chảy sơng cao hơn, sự phân tầng dịng chảy rõ ràng Hiện tượng dòng chảy phân tầng điểm cần lưu ý việc khai thác nước sông Việc khai thác cần tập trung ở lớp nước mặt thường xuyên giám sát độ mặn 3.2 3.2.1 DIỄN BIẾN CHẾ ĐỘ DỊNG CHẢY PHÍA THƯỢNG LƯU Sự thay đởi chế độ dịng chảy vùng hạ du sơng Mekong Hình 55 trình bày diễn biến xu dịng chảy tháng mùa kiệt giai đoạn 2001-2019 Kết cho thấy: Dòng chảy đã tăng ở tất tháng mùa kiệt, tháng tháng có dịng chảy gia tăng mạnh Lưu lượng trung bình tháng đã 13 gần tháng 1, cao nhiều so với tháng 2,3 Tháng kiệt đã dịch chuyển sang tháng Hình Xu lưu lượng tháng mùa kiệt trạm Kratie 2001-2019 Các hoạt động ở phía thượng lưu đã tác động mạnh đến chế độ dòng chảy kiệt ở Kratie Dòng chảy kiệt đã gia tăng mạnh tất tháng theo giai đoạn vận hành hồ chứa lớn Điều phù hợp với nghiên cứu trước Điểm phát phân tích tháng kiệt đã dịch chuyển sang tháng 3.2.2 3.2.2.1 Diễn biến chế độ dòng chảy Việt Nam Dòng chảy Việt Nam qua Tân Châu Có sự khác biệt diễn biến dòng chảy Tân Châu so với Kratie Theo giá trị trung bình giai đoạn trước sau 2013, mặc dù dòng chảy mùa kiệt tăng sau 2013, dịng chảy tháng 12 giảm mạnh, tháng khơng có nhiều thay đổi, tháng cuối mùa kiệt lưu lượng dòng chảy tăng mạnh Tháng kiệt Tân Châu đã dịch chuyển sang tháng Trên Hình trình bày lưu lượng trung bình tháng xu lưu lượng dịng chảy trung bình tháng mùa khơ Tân Châu giai đoạn 2001-2019 14 Hình Xu lưu lượng tháng Tân Châu giai đoạn 2001-2019 Trên đường xu thế, dòng chảy tháng 1, có xu giảm nhẹ Bắt đầu tăng lên từ tháng tiếp tục tăng mạnh vào tháng 4, Lưu lượng dòng chảy tháng đã gần với tháng 2, lớn tháng Tháng kiệt đã dịch chuyển từ tháng sang tháng Lưu lượng tháng đã cao hẳn tháng kiệt cịn lại (2, 3, 4) Nhìn chung, khác với Kratie, dòng chảy Tân Châu xu giảm ở thời kỳ đầu mùa kiệt, từ tháng dòng chảy tăng lên Điều tác động chế độ dịng chảy phía Campuchia với vai trò chủ đạo biển hồ Tonle Sap Sự dịch chuyển dòng chảy tháng kiệt từ tháng sang tháng Tân Châu, đặc biệt sự suy giảm dòng chảy ở tháng đầu mùa kiệt tác động mạnh đến chế độ mặn ở VCS 3.2.2.2 Phân phối dịng chảy qua cửa sơng Theo kết khảo sát Viện QHTL miền Nam từ 09-24/4/2010, tỷ lệ phân phối dòng chảy về cửa sơng lớn Định An (27,7%), tiếp Trần Đề (19,7%), Hàm Luông (14,5%), Cổ Chiên (13,3%), Cung Hầu (11,0%), cửa Đại (6,6%), cửa Tiểu (2,4%) Kết đo đạc cho thấy cửa Hàm Luông, Cổ Chiên Cung Hầu chiếm tỷ lệ lớn dòng chảy kiệt Đây trục cấp xuyên suốt nằm 15 giữa đồng Các cửa đóng vai trị quan trọng phân bở nguồn nước cho vùng cửa sông Cửu Long 3.2.3 Quan hệ yếu tố dòng chảy thượng lưu đến đặc trưng trình nước ngọt vùng cửa sơng Cửu Long Hình 7(a) trình bày mối quan hệ giữa lưu lượng trung bình tháng Tân Châu với ngày kết thúc mùa ở Trà Vinh Nhìn chung, mối quan hệ giữa đặc trưng có chưa chặt chẽ với R2 = 0,47 Hình (a) Quan hệ Qtb tháng ở Tân Châu FWE ở Trà Vinh (b) Quan hệ Qtb3 tháng cuối mùa kiệt Tân Châu FWS ở Trà Vinh (c) Quan hệ Qtb tháng mùa kiệt Tân Châu NFW ở Trà Vinh (d) Quan hệ giữa Qtbtháng 1-5 Tân Châu DFW ở Trà Vinh Hình (b) trình bày lưu lượng trung bình tháng mùa kiệt (4,5,6) Tân Châu ngày bắt đầu mùa Mối quan hệ chặt chẽ với hệ số R2=0,72 Hình (c) trình bày mối quan hệ giữa Qtc thời gian có nước ở Trà Vinh với R2=0,70 16 Hình (d) trình bày quan hệ giữa lưu lượng trung bình tháng 1- tháng hàng năm Tân Châu với số ngày khơng có nước dài năm Kết cho thấy mối quan hệ chặt chẽ với hệ số R2=0,80 Dựa mối tương quan đã xác định, diễn biến chế độ dòng chảy phía thượng lưu, cho phép đưa số dự đoán về xu nước ở VCS Kết cho thấy xu hướng sau: (i) dòng chảy trung bình Tân Châu tháng 12, tháng tiếp tục giảm, khiến ngày kết thúc mùa có nước (FWE) đến sớm hơn; (ii) dòng chảy tháng 3, 4, tiếp tục tăng dẫn đến ngày bắt đầu mùa có nước (FWS) cũng đến sớm hơn; (iii) dịng chảy trung bình Tân Châu vào tháng tháng giảm, dòng chảy trung bình vào tháng 3, tháng tháng tăng, dẫn đến diễn biến tương tự về trữ lượng nước tháng đó; (iv) dịng chảy mùa khô tăng lên, làm giảm số ngày khơng có nước dài (DFW) 3.3 THỦY TRIỀU TRÊN BIỂN ĐÔNG, NƯỚC BIỂN DÂNG VÀ DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN VÙNG CỬA SÔNG 3.3.1 Thủy triều biển Đông truyền triều vào vùng cửa sông Cửu Long Hình trình bày đường trình mức nước Hmax, Hmin tổng lượng triều truyền vào cửa sông Cổ Chiên mùa kiệt Kết cho thấy: - Những ngày triều cường lượng nước biển chuyển vào khoảng 292-307 triệu m3/ngày So với lượng nước nguồn về thời kỳ kiệt (83,9 triệu m3/ngày) tỷ số WT/Ws = 3,6 lần - Những ngày triều lượng nước biển chuyển vào khoảng 131-148 triệu m3/ngày, tỷ số WT/Ws khoảng 1,6 lần Nhìn chung cửa sơng Cở Chiên hình thức xáo trộn vừa xảy suốt mùa kiệt Trong những ngày triều sự phân biệt giữa khối nước rõ Đặc biệt lưu lượng dòng chảy kiệt tăng lên, sự xuất dịng chảy phân tầng mùa kiệt hồn tồn xảy 17 Hình Q trình mức nước max, tổng lượng triều truyền vào cửa Cổ Chiên 3.3.2 Biến động mức nước vùng biển trước cửa sơng Tại Vũng Tàu mực nước bình qn năm có xu hướng gia tăng trung bình 3,18mm/năm Đi tới VCS, Bến Trại mức nước tăng nhanh hơn, mức nước trung bình tăng 5,38mm/năm Đáng lưu ý, mức nước thấp tăng nhanh mức nước cao So với Vũng Tàu, đặc trưng mức nước Bến Trại đều tăng nhanh hơn, đặc biệt mức nước Hmin Đi dần vào lục địa, Trà Vinh, mực nước trung bình có xu gia tăng 5,3mm/năm xấp xỉ với trạm Bến Trại Mức nước chân triều tăng ít so với trạm Bến Trại cho thấy kết vận hành hệ thống cơng trình hóa đoạn từ Trà Vinh đến Bến Trại 3.3.3 Xâm nhập mặn vùng cửa sông diễn biến Trong những năm gần diễn biến mặn đã thay đổi đáng kể Giai đoạn trước 2013 đỉnh mặn rơi vào tháng tháng 4, chí tháng Từ 20132017 đỉnh mặn đã dịch chuyển sang tháng (2013, 2016, 2017), chí tháng (2015) Giá trị độ mặn cao cũng có xu tăng lên Trong khoảng thời gian năm 2009-2017, đã có tới năm giá trị độ mặn cao cao trung bình chuỗi số liệu phân tích 18 Biến động dịng chảy thượng lưu, đặc biệt sự suy giảm dòng chảy ở tháng đầu mùa kiệt Tân Châu dịch chuyển tháng kiệt đã tác động mạnh đến XNM sơng 3.4 Dự báo phân bố nước tới năm 2030 Dòng chảy Kratie tới 2030 dự báo theo xu diễn biến Biên triều phía biển sử dụng kịch RCP 4.5 theo kịch BĐKH công bố năm 2020 Nhu cầu nước chọn theo năm 2005 Hình Bản đồ phân bố nước phương án PA 2030 Hình Trình bày kết tính toán phân vùng nước năm tới năm 2030 Kết cho thấy tới năm 2030 tác động kịch khai thác thượng lưu NBD: Khoảng cách xuất có thay đởi so với trạng, vào tháng ranh giới vào sâu khoảng 3-5km Trên với sông Tiền khoảng cách ln có vượt qua Mỹ Tho tới vị trí 60 km, Hàm Luông 52 km, Cổ Chiên 40 km, sông Hậu ranh giới vượt An Lạc Tây 19 Chương ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VIỆC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHAI THÁC NƯỚC NGỌT VCS CỬU LONG 4.1 Kỹ thuật khai thác nước vùng cửa sông Nước thường xuất thời gian ngắn, ở mức nước thấp, địi hỏi phải có kỹ thuật khai thác thu khối lượng nước đáp ứng nhu cầu Trong đó, vấn đề cần lưu ý gồm: (i) dự báo xác ngày thời điểm có nước ngọt; (ii) có thiết bị quy trình vận hành thiết bị để thu nước nhanh, không phụ thuộc giá trị mức nước; (iii) biện pháp tích trữ nguồn nước 4.1.1 Thiết bị thu/ chứa nước ngọt áp dụng cho quy mô hộ gia đình trạm cấp nước quy mơ nhỏ quy trình vận hành thiết bị 4.1.1.1 Phần thiết bị: Thiết bị thu/chứa nước bao gồm: Phao bè: phận chính, ln nởi mặt nước; Túi chứa nước: Bằng vật liệu mềm, điều khiển nâng-hạ để thu nước; Thiết bị quan trắc CLN; Hình 10 Mặt cắt ngang thiết bị thu/chứa nước Hệ thống điều khiển gồm; Hệ thống neo để giữ cố định; Thiết bị lai dắt; Khu vực trú ẩn an toàn cho hệ thống khơng hoạt động 4.1.1.2 Quy trình thu nước thiết bị: Quy trình thu nước sông thực theo bước: 20 Bước chuẩn bị sẵn sàng thu nước - Hình 21 (a): bố trí hệ thống sẵn sàng thu nước, cố định thiết bị vào neo chống trôi, quan trắc độ mặn Bước tiến hành thu nước CLN đạt yêu cầu: Hình 21 Quy trình điều khiển thu nước: (a) sẵn sàng thu nước; (b) đánh chìm miệng túi; (c) đánh chìm đáy túi; (d) nâng túi lên mặt nước - Đánh chìm miệng túi chứa nước đạt độ sâu khai thác (Hình 21b); - Nếu CLN đạt yêu cầu, đánh chìm đáy túi chứa nước nặng (Hình 21c); - Khi nặng đạt tới độ sâu khai thác, tiến hành vận hành phao điều khiển để nâng miệng túi chứa nước lên mặt nước (Hình 21d); Bước 3: khai thác nước thu 4.1.2 Dự báo thời điểm có nước ngọt Xác định khả có nước theo chu kỳ tháng, năm: ứng dụng mơ hình số để dự báo Xác định khả có nước ngày dự kiến khai thác: theo xu mặn ngày hôm qua, ngày để dự báo xu ngày Xác định có nước vị trí khai thác: dựa vào thời điểm xuất độ mặn thấp ngày trước để dự báo xuất nước 4.2 GIẢI PHÁP CẤP NƯỚC QUY MÔ LỚN VÀ KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC CỦA HỒ CHỨA NƯỚC LÁNG THÉ 4.2.1 Giải pháp hồ chứa phục vụ cấp nước quy mô lớn Sự diện nước VCS nơi chịu ảnh hưởng xâm nhập mặn đã làm rõ Để khai thác nguồn nước cần có hồ chứa để sử dụng những thời gian khơng có nước Hồ chứa đào hoặc tận dụng vùng đất ngập nước tự nhiên hoặc nhân tạo nằm gần với nguồn cung cấp nước 21 Có kỹ thuật giúp khai thác nguồn nước bở sung cho hồ ở những thời kỳ có nước ngọt, gồm: khai thác nước trực tiếp (trạm bơm); khai thác nước gián tiếp thơng qua cơng trình trung gian; điều tiết bổ sung Để làm rõ vấn đề trên, phần NCS phân tích, đánh giá cho hồ chứa nước Láng Thé, cấp nước cho Tp Trà Vinh 4.2.2 Đánh giá khả cơng trình năm hạn mặn 2016 giải pháp khai thác nguồn nước bở sung 4.2.2.1 Mục đích đánh giá - Xác định lượng nước cần khai thác tối thiểu để đáp ứng mục tiêu; - Xác định khả hồ theo từng kỹ thuật khai thác nguồn nước khác (trực tiếp, gián tiếp, điều tiết bổ sung) 4.2.2.2 Các kịch đánh giá Xác định lượng nước khai thác tối thiểu để đáp ứng nhu cầu dùng nước: 18.000m3/ngày, 36.000m3/ngày Xác định khả cấp nước hồ ở kịch khai thác bổ sung khác nhau: 2000m3/h, 5000m3/h, 10.000m3/h, 20000m3/h Xác định khả cấp nước hồ sử dụng kịch điều tiết bổ sung 4.2.2.3 Kết đánh giá Kết đánh giá trình bày Bảng Bảng Kết đánh giá yêu cầu lượng nước bổ sung khả hồ TT Nhu cầu Giải pháp bổ sung dùng nước Trực tiếp Gián tiếp Điều tiết bở sung (m3/ngày) (m3/h) (m3/h) (l/s) Bài tốn 1: xác định yêu cầu bổ sung 18.000 1.051 0 36.000 12.495 Bài toán 2: đánh giá khả cấp nước hồ 20.830 2.000 0 26.360 5.000 0 22 33.647 10.000 39.052 20.000 Bài toán 3: đánh giá khả cấp nước hồ có điều tiết bở sung 42.195 10.000 100 50.900 10.000 200 Kết cho thấy: hồ chứa Láng Thé đáp ứng mục tiêu đặt trường hợp hạn mặn 2016 Giải pháp cấp nước bổ sung theo từng giai đoạn đề nghị là: (1) trạm bơm nhỏ khai thác trực tiếp cho mục tiêu trước mắt; (2) sử dụng hồ chứa trung gian hình thành từ hồ khai thác đất đắp đập cho mục tiêu lâu dài; (3) sử dụng giải pháp điều tiết bổ sung cho trường hợp nhu cầu nước tiếp tục gia tăng KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN (1) Luận án đã nhận dạng đặc điểm phân bố nước ở VCS Cửu Long Tại Trà Vinh, mùa mưa ln có nước hàng ngày Trung bình, ngày kết thúc mùa có nước vào đầu tháng ngày bắt đầu mùa có nước vào cuối tháng Số có nước tháng mùa khơ (2,3,4) lớn Số ngày khơng có nước dài 46 ngày Với giá trị trung bình việc khai thác nước thuận lợi Tuy nhiên, đặc trưng nước thiếu tính ởn định Đây điểm cần lưu ý việc khai thác nước ở VCS Luận án đã xây dựng đồ phân bố nước VCS Cửu Long khứ, dự báo năm 2030 Trên sơng Cở Chiên, ranh giới có nước hàng ngày vào sâu 45km cho năm hạn, 40km cho năm trung bình 30km cho năm nhiều nước Trong tháng 2, ranh giới có nước hàng ngày cách biển 25km cho năm hạn, 15km cho năm trung bình nhiều nước Tới năm 2030, mặc dù ranh giới nhiễm mặn tiến sâu thêm 33km, ranh giới có nước hàng ngày vào sâu thêm 2km 23 Đã phát có sự phân lớp dịng chảy ở sơng Cở Chiên Sự phân lớp dịng chảy xảy ở thời kỳ triều kém, triều chuyển tiếp mùa kiệt hoặc toàn thời gian mùa mưa Đây điểm cần lưu ý khai thác nước ở VCS (2) Luận án đã làm rõ xu biến đởi dịng chảy mùa kiệt về hạ du sông Mekong (Kratie) về Việt Nam (Tân Châu) Tại Kratie dòng chảy mùa kiệt đã tăng lên tất tháng mùa kiệt, tháng có dịng chảy kiệt đã dịch chuyển từ tháng sang tháng Về tới Tân Châu, tác động dòng chảy từ Biển Hồ Tonle Sap nên dòng chảy tháng đầu mùa kiệt có xu hướng giảm Dòng chảy kiệt Tân Châu tăng lên từ tháng Tháng có dịng chảy kiệt Tân Châu đã dịch chuyển từ tháng sang tháng Sự suy giảm dòng chảy Tân Châu ở tháng đầu mùa kiệt, đã tác động mạnh tới XNM ở VCS Thời gian xuất đỉnh mặn đã dịch chuyển sang tháng 2, thay tháng nghiên cứu trước đã công bố (3) Mối quan hệ giữa dòng chảy thượng lưu với các đặc trưng nước VCS đã làm rõ Theo đó, ngày kết thúc mùa có nước đến sớm hơn, ngày bắt đầu mùa có nước cũng đến sớm hơn, số ngày khơng có nước dài giảm xuống; thời gian có nước tháng 3, nhiều Do đó, việc khai thác nước theo trình nước cũng trở nên thuận lợi (4) Luận án đã đề xuất giải pháp khai thác nước ở VCS Thiết bị, kỹ thuật khai thác nguồn nước điều kiện thời gian có nước ngắn mức nước có nước khơng ởn định đã đề xuất Giải pháp ứng dụng trực tiếp cho quy mơ hộ gia đình hoặc trạm cấp nước nhỏ Luận án đã tính toán xác định quy mô, khả kỹ thuật khai thác nguồn nước cho hồ chứa Láng Thé Từ đưa giải pháp cấp nước bở sung cho cơng trình Giải pháp trạm bơm nhỏ đề xuất để cấp nước bổ sung cho trường hợp nhu cầu nước trạng Giải pháp hồ chứa phụ lấy nước đề xuất để đáp ứng nhu cầu nước theo quy hoạch Khi nhu cầu dùng nước tiếp tục tăng cao, giải pháp điều tiết bổ sung đề xuất 24 KIẾN NGHỊ Luận án đã tính toán cách định lượng, chính xác; đề nghị quan chức sử dụng kết nghiên cứu luận án cho việc tính tốn xác định biện pháp khai thác nước sông Cụ thể tính tốn quy mơ, khả khai thác cách vận hành hồ chứa tích trữ nước Ứng dụng thiết bị thu/chứa nước quy trình vận hành để khai thác nước cho quy mô hộ gia đình hay trạm cấp nước quy mơ nhỏ ở VCS Các đặc trưng nước VCS thiếu tính ởn định, đặc biệt ở năm cực hạn Do đó, ngồi giải pháp cấp nước liên vùng giải pháp cấp nước song song sử dụng Trong đó, nước mặt, nước mưa ưu tiên khai thác tối đa Trong những năm cực hạn, hoặc xảy sự cố nguồn nước NDĐ sử dụng để bổ sung Nguồn NDĐ bảo vệ tái tạo hàng năm Mặc dù luận án đã giải mục tiêu xác định quy luật phân bố nước ngọt, dự báo diễn biến trình nước đề xuất giải pháp khai thác nước ở VCS Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu đặt nên có nhiều vấn đề chưa giải phạm vi luận án tiến sĩ; Một số vấn đề cần tiếp tục đầu tư nghiên cứu bổ sung thời gian tới, bao gồm: - Cần tiếp tục điều tra diễn biến phân bố mặn mặt cắt dòng chảy tiếp tục khẳng định quy luật đã nêu có những số liệu định lượng rõ ràng - Tiếp tục phân tích quy luật phân bố nước theo không gian thời gian cho tất cửa sông trạm quan trắc khác DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ XUẤT BẢN LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Phạm Thị Bích Thục, Đặng Hoà Vĩnh “Đánh giá tác động yếu tố nguồn đến nước vùng hạ lưu sông Cửu Long”, Tạp chí Khí tượng thủy văn, 2016 Dang Hoa Vinh, Tran Duc Dung, Pham Thi Bich Thuc, Dao Nguyen Khoi, Tran Ha Phuong, and Nguyen Trung Ninh 2019 "Exploring Freshwater Regimes and Impact Factors in the Coastal Estuaries of the Vietnamese Mekong Delta" Water 11, no 4: 782 https://doi.org/10.3390/w11040782 Dang Hoa Vinh, Tran Duc Dung, Dao Dinh Cham, Phan Thi Thanh Hang, Nguyen Thanh Hung, Truong Van Hieu, Tran Ha Phuong, Duong Ba Man, Nguyen Trung Ninh, Le Van Kiem, Pham Thi Bich Thuc, and Nguyen Hai Au 2020 "Assessment of Rainfall Distributions and Characteristics in Coastal Provinces of the Vietnamese Mekong Delta under Climate Change and ENSO Processes" Water https://doi.org/10.3390/w12061555 12, no 6: 1555