Luận án tiến sĩ 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

Tính c ấ p thi ế t

Xâm nhập mặn là hiện tượng phức tạp xảy ra ở các đồng bằng và cửa sông ven biển, diễn ra từ từ trong thời gian dài Quá trình này liên quan đến nhiều yếu tố tác động khác nhau và ảnh hưởng đến môi trường sống trong khu vực.

Các nguyên nhân chính gây ra xâm nhập mặn (XNM) bao gồm hạn hán khí tượng và thủy văn tại khu vực nghiên cứu, sự suy giảm lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn, khai thác nước ngầm quá mức làm hạ thấp mực nước ngầm, và các yếu tố khác như nước biển dâng (NBD).

XNM ảnh hưởng lớn đến phát triển kinh tế-xã hội, đặc biệt trong nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và công nghiệp Gần đây, thiệt hại do XNM trong nông nghiệp ngày càng nghiêm trọng ở vùng ven biển Nguồn cát và nước tại khu vực này bị nhiễm mặn, dẫn đến tuổi thọ thấp của các công trình bê tông như nhà, cầu, cống, gây thiệt hại kinh tế lớn Để đảm bảo công trình bền vững, cần vận chuyển cát và nước từ xa, làm tăng chi phí xây dựng Ngoài ra, các công trình bằng sắt thép cũng nhanh chóng bị han rỉ và hư hỏng, gây khó khăn trong vận hành và có nguy cơ rò rỉ nước mặn.

Hệ thống sông Hồng-Thái Bình đổ ra biển bằng các cửa sông, gồm: cửa Đáy, Ninh Cơ,

Ba Lạt, Trà Lý, Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cấm và Bạch Đằng là những cửa sông ven biển quan trọng Những khu vực này chịu ảnh hưởng của chế độ nhật triều và có chu kỳ khoảng thời gian nhất định.

Trong vòng 15 ngày tới, các cửa sông sẽ chứng kiến sự biến đổi của độ mặn Dựa trên số liệu thực tế, độ mặn trong sông thay đổi theo mùa: thấp vào mùa lũ và cao vào mùa cạn Sự biến động này phụ thuộc vào lượng nước ngọt từ thượng lưu và mức độ thủy triều.

Diễn biến và tác động của xâm nhập mặn (XNM) kéo dài hơn so với bão và lũ, ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất trong khu vực Do đó, nghiên cứu mô phỏng XNM theo các kịch bản trở nên cấp thiết để xác định những vùng có nguy cơ và mức độ tác động Từ đó, cần đề ra các biện pháp giảm thiểu và ứng phó kịp thời Tại Việt Nam, đặc biệt là đồng bằng sông Hồng - Thái Bình, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm xây dựng bản đồ xác định ranh giới XNM.

Suy tuyến tính hoặc theo hàm mũ về độ mặn dọc trên sông chính cho thấy những hạn chế nhất định, mang tính chủ quan, khi chưa xem xét đến việc mặn xâm nhập vào nội đồng.

Việc đánh giá tác động của xâm nhập mặn (XNM) dựa trên các số liệu thiệt hại đã được thống kê, nhưng gặp nhiều khó khăn do các yếu tố khách quan và chủ quan Phân tích và đánh giá các tác động của XNM, cũng như dự báo các thiệt hại, còn hạn chế, đặc biệt tại khu vực đồng bằng sông Hồng – Thái Bình Các nghiên cứu hiện tại thường chỉ tập trung vào việc xây dựng kịch bản và dự báo khả năng diễn biến của XNM, mà chưa thực sự phân tích và đánh giá các thiệt hại tiềm tàng dựa trên phân tích rủi ro và tính dễ bị tổn thương với các tiêu chí cụ thể.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, hiện tượng xâm nhập mặn (XNM) ngày càng trở nên phức tạp do nhiều yếu tố tác động khác nhau Điều này đã ảnh hưởng đáng kể đến các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội (KTXH) của các khu vực ven sông và biển.

Nghiên cứu về XNM trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình đã được thực hiện với nhiều phương pháp và kịch bản mô phỏng, nhưng việc đánh giá rủi ro và tác động của XNM đến phát triển kinh tế xã hội cũng như khả năng ứng phó của người dân địa phương còn thiếu tính tổng thể Điều này đặc biệt rõ ràng khi so sánh với các phương pháp tiếp cận theo Luật phòng chống thiên tai của Việt Nam và các tiêu chuẩn quốc tế Do đó, các nhà quản lý vẫn gặp khó khăn trong việc đưa ra giải pháp ứng phó phù hợp, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Khác với các loại thiên tai khác, thiên tai do biến đổi khí hậu (XNM) có thể ảnh hưởng ở phạm vi nhỏ hoặc lớn, từ một xã đến toàn tỉnh Để xây dựng kế hoạch ứng phó và giảm thiểu thiệt hại hiệu quả, cần có tiêu chí cụ thể đánh giá tính dễ bị tổn thương dựa trên khả năng phơi nhiễm, tính nhạy và khả năng ứng phó Đánh giá rủi ro dựa vào tính dễ bị tổn thương và mức độ hiểm họa, giúp xác định khu vực có khả năng chịu rủi ro cao hay thấp Từ đó, các giải pháp cụ thể sẽ được đề xuất để cải thiện công tác phòng chống thiên tai và hỗ trợ hiệu quả hơn.

3 các vùng chịu RR cao, tránh được việc đưa ra các giải pháp không phù hợp hoặc ở các vùng không phải là “điểm nóng”.

Việc nghiên cứu và tiếp cận một hướng mới trong xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhập mặn (XNM) là cần thiết để thể hiện sự phân bố hiểm họa này theo các khu vực nội đồng Điều này giúp nhận định ranh giới ảnh hưởng của XNM một cách phù hợp hơn Đồng thời, để đánh giá tác động và thiệt hại do XNM đến các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, cần thiết phải xây dựng bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương.

XNM đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro liên quan đến XNM Qua đó, nó giúp xác định các điểm mạnh và điểm yếu, cũng như dự đoán thiệt hại tiềm tàng mà XNM có thể gây ra Bộ chỉ số này cung cấp cái nhìn chi tiết về tình hình XNM, hỗ trợ cho công tác chuẩn bị ứng phó, quản lý và phục hồi một cách chính xác và hiệu quả hơn cho các vùng bị ảnh hưởng.

M ụ c tiêu nghiên c ứ u

Mục tiêu của luận án là nghiên cứu và đánh giá rủi ro xâm nhập mặn (XNM) tại vùng ven biển Thái Bình – Nam Định, đồng thời đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu rủi ro này.

- Đánh giá XNM theo không gian đến các xã trong khu vực nghiên cứu

- Xây dựng bộ chỉ sốđánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro XNM

Tính toán thử nghiệm tính dễ bị tổn thương và rủi ro do xâm nhập mặn (XNM) tại vùng ven biển Thái Bình - Nam Định là cần thiết để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu Khu vực này đang đối mặt với nhiều thách thức từ XNM, ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất nông nghiệp Để giảm thiểu rủi ro, cần triển khai các giải pháp như xây dựng hệ thống thủy lợi hiệu quả, phát triển cây trồng chịu mặn, và nâng cao nhận thức cộng đồng về ứng phó với biến đổi khí hậu Những biện pháp này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sinh kế bền vững cho người dân địa phương.

Đối tượ ng và ph ạ m vi nghiên c ứ u

Xâm nhập nước mặn từ biển vào các hệ thống sông, kênh và vùng nội đồng ở khu vực cửa sông và ven biển đang trở thành vấn đề nghiêm trọng Để đánh giá tình trạng xâm nhập này, cần áp dụng các phương pháp xác định TDBTT (tình trạng đất bị xâm nhập mặn) và RR (rủi ro) đối với sản xuất nông nghiệp tại các xã bị ảnh hưởng Việc hiểu rõ mức độ xâm nhập nước mặn sẽ giúp các địa phương có biện pháp ứng phó hiệu quả, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và phát triển bền vững.

Phạm vi không gian: Khu vực ven biển Thái Bình và Nam Định

Phạm vi về thời gian: Diễn biến XNM trong thời gian từtháng I đến tháng III; các kịch bản NBD đến 2030, 2040 và năm 2050.

Câu h ỏ i nghiên c ứ u

Luận án tập trung giải quyết 3 câu hỏi nghiên cứu (research questions) sau đây:

Hiện nay, việc mô phỏng diễn biến và xây dựng bản đồ xâm nhập mặn (XNM) trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình chủ yếu áp dụng mô hình thủy lực một chiều Bản đồ XNM được thiết lập thông qua việc nối các điểm đẳng mặn, giúp đánh giá chính xác tình hình xâm nhập mặn trong khu vực.

Để xác định nguy cơ ô nhiễm nước mặt (XNM) trong nội đồng khi lấy nước từ sông chính phục vụ cho nông nghiệp, cần xem xét vị trí và thời gian hoạt động của hệ thống cống lấy nước Ranh giới XNM không thể xác định chỉ dựa vào các yếu tố tĩnh mà cần phải đánh giá các yếu tố động liên quan đến hoạt động lấy nước Việc này giúp đảm bảo an toàn cho nguồn nước sử dụng trong sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường.

Trong việc đánh giá rủi ro XNM cho khu vực nghiên cứu, cần xác định các tiêu chí phù hợp từ quan điểm tiếp cận tổng hợp Việc lựa chọn tiêu chí và xác định trọng số (weight) cho từng tiêu chí trong khung đánh giá là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc phân tích rủi ro.

Để tìm ra các giải pháp hiệu quả nhằm ứng phó và khắc phục tác động của XNM đến từng xã, cần thu thập thông tin cụ thể về mức độ và phân bố không gian của các yếu tố nguy cơ, tính dễ bị tổn thương và rủi ro liên quan đến XNM Việc tính toán này đòi hỏi phải xác định các chỉ số cụ thể để đánh giá tình hình một cách chính xác.

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Phương pháp điều tra thực địa được áp dụng để thu thập thông tin về tình hình ô nhiễm môi trường (XNM) và thiệt hại do XNM trong khu vực nghiên cứu Đây là nền tảng quan trọng để xây dựng các kịch bản mô phỏng XNM và phát triển bộ tiêu chí đánh giá rủi ro liên quan đến XNM.

Phương pháp thống kê được áp dụng để phân tích các đặc trưng như mực nước, lưu lượng và độ mặn tại các trạm có dữ liệu thực đo, từ đó xác định biên cho các kịch bản tính toán Ngoài ra, phương pháp này còn giúp chuẩn hóa dữ liệu trong bộ chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương.

Phương pháp mô hình hóa: được áp dụng để mô phỏng diễn biến XNM theo các kịch bản ứng với các tần suất triều và NBD

Phương pháp tích hợp bản đồ số với các lớp thông tin chuẩn hóa giúp phản ánh phân bố không gian của các yếu tố Sử dụng phân tích hệ thống thông tin địa lý trong việc xây dựng bản đồ hiểm họa và rủi ro do XNM mang lại kết quả nhanh chóng và chính xác Việc kết hợp các bản đồ phân vùng XNM theo các kịch bản khác nhau và mức độ dễ bị tổn thương sẽ hỗ trợ tạo ra bản đồ rủi ro cụ thể cho từng vùng, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.

Phương pháp phân tích hệ thống được áp dụng để đánh giá các điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội liên quan đến diễn biến của XNM, từ đó xác định bộ tiêu chí đánh giá rủi ro hiệu quả.

Phương pháp chuyên gia là một kỹ thuật quan trọng nhằm thu thập ý kiến từ các chuyên gia có kinh nghiệm trực tiếp liên quan đến vấn đề XNM Thông tin được thu thập thông qua việc tham vấn trực tiếp, giúp đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của dữ liệu.

Kết quả khảo sát nhằm xác định các chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do XNM và xác định các giá trị trọng số.

Ý nghĩa khoa họ c và th ự c ti ễ n

Luận án đã đề xuất một phương pháp đánh giá nguy cơ xâm nhập mặn (XNM) và xây dựng bản đồ hiểm họa XNM cho các khu vực nội đồng đến cấp xã, ngay cả khi không có số liệu thực đo về mặt cắt và độ mặn trên hệ thống kênh nội đồng Phương pháp này bao gồm việc mô phỏng mô hình thủy lực và XNM, đồng thời xây dựng bộ tiêu chí và quy trình tính toán trọng số giữa các tiêu chí nhằm đánh giá mức độ dễ bị tổn thương và rủi ro do XNM cho từng xã ven biển.

Các kết quả nghiên cứu đóng vai trò quan trọng trong công tác phòng chống ô nhiễm môi trường (XNM) Chúng cung cấp tài liệu tham khảo quý giá để đề xuất và ra quyết định các giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của XNM, từ đó đảm bảo sự phát triển bền vững cho khu vực.

B ố c ụ c c ủ a lu ậ n án

Ngoài các nội dung phần Mở đầu, Kết luận và Kiến nghị, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, luận án gồm các chương chính như sau:

Chương 1 của luận án cung cấp cái nhìn tổng quan về rủi ro XNM và giới thiệu lưu vực nghiên cứu Trong chương này, các khái niệm liên quan đến XNM, rủi ro thiên tai và các thành phần đánh giá rủi ro thiên tai đã được làm rõ Thông qua việc tổng hợp các nghiên cứu trong và ngoài nước, cũng như tại lưu vực nghiên cứu về mô phỏng XNM và phương pháp đánh giá rủi ro thiên tai, luận án đề xuất hướng nghiên cứu mới cho các chương tiếp theo.

Chương 2 của luận án tập trung vào nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn trong việc đánh giá rủi ro ô nhiễm môi trường (XNM) Chương này trình bày các phương pháp mô phỏng diễn biến XNM trên các hệ thống chính và đề xuất cách xác định XNM tại các xã, đồng thời xây dựng bản đồ XNM cho các kịch bản khác nhau Ngoài ra, chương cũng đề cập đến phương pháp thiết lập bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương và xác định trọng số cho các biến thành phần Cuối cùng, phương pháp đánh giá rủi ro và xây dựng bản đồ rủi ro do XNM cho các xã được trình bày chi tiết.

Chương 3 trình bày kết quả đánh giá rủi ro do XNM tại khu vực ven biển Thái Bình – Nam Định Khu vực nghiên cứu bao gồm 243 xã thuộc tỉnh Nam Định và Thái Bình, được phân tích dựa trên các phương pháp đã nêu trong chương trước.

Trong chương này, luận án đã áp dụng mô hình mô phỏng XNM dựa trên các kịch bản triều và NBD, đồng thời xây dựng bản đồ XNM cho các xã tương ứng với từng kịch bản.

Luận án thu thập tài liệu về kinh tế - xã hội và tình hình công tác phòng chống thiên tai tại địa phương nhằm đánh giá tình hình dự báo bão, lũ lụt và rủi ro cho khu vực nghiên cứu.

T Ổ NG QUAN NGHIÊN C Ứ U V Ề R Ủ I RO XÂM NH Ậ P M Ặ N

M ộ t s ố khái ni ệ m

Theo Luật Phòng, chống thiên tai (số 33/2013/QH13), Việt Nam đối mặt với nhiều loại thiên tai như bão, lũ, hạn hán và sạt lở đất Rủi ro thiên tai được định nghĩa là thiệt hại do thiên tai gây ra đối với con người, tài sản và môi trường, ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế - xã hội Rủi ro này phản ánh khả năng xảy ra những thay đổi nghiêm trọng trong cộng đồng do các hiểm họa tự nhiên tương tác với điều kiện dễ bị tổn thương Đặc biệt, hiện tượng thời tiết cực đoan (XNM) có thể không gây ra tác động tức thời như bão hay lũ, nhưng nếu kéo dài, chúng có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng Do đó, việc đánh giá rủi ro từ XNM cũng rất quan trọng trong bối cảnh đánh giá rủi ro thiên tai nói chung.

Rủi ro thiên tai được xác định bởi ba yếu tố chính: hiểm họa, mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa và tính dễ bị tổn thương Thiếu một trong ba yếu tố này sẽ không hình thành rủi ro thiên tai, theo định nghĩa phổ biến được IPCC đưa ra vào năm 2012 Do đó, luận án này sẽ áp dụng định nghĩa này để phân tích vấn đề.

Rủi ro thiên tai được phân loại thành rủi ro trực tiếp và rủi ro gián tiếp, tùy thuộc vào các yếu tố ảnh hưởng và đặc điểm của đối tượng chịu tác động Rủi ro trực tiếp liên quan đến thiệt hại ngay lập tức, chẳng hạn như nhà cửa bị hư hỏng do ngập lụt hay cây trồng bị cuốn trôi Ngược lại, rủi ro gián tiếp phát sinh từ những tác động như giao thông bị ảnh hưởng do đường xá ngập nước Ngoài ra, rủi ro thiên tai cũng được đánh giá dựa trên tổn thất có thể ước tính bằng tiền, như chi phí sửa chữa tài sản, và những tổn thất không thể định giá bằng tiền, như tính mạng và sức khỏe tinh thần của người bị ảnh hưởng.

Hiểm họa là khả năng xảy ra trong tương lai của các hiện tượng tự nhiên hoặc do con người gây ra, gây tác động bất lợi đến các đối tượng dễ bị tổn thương Một hiện tượng khí hậu được xem là hiểm họa khi các yếu tố xã hội hoặc sinh thái môi trường dễ bị tổn thương và chịu ảnh hưởng tiêu cực từ hiện tượng khí hậu đó.

Tính dễ bị tổn thương được hiểu là sự thiếu hụt một hoặc nhiều khả năng, nhưng không đồng nghĩa với việc hoàn toàn không có khả năng chống chịu Một cộng đồng dễ bị tổn thương có thể không đủ khả năng dự đoán rủi ro và hiểm họa, dẫn đến mức độ dễ bị tổn thương cao Tuy nhiên, cộng đồng này vẫn có thể sở hữu khả năng phục hồi để tái thiết sau thiên tai Do đó, sự thiếu hụt trong một hoặc nhiều khả năng có thể làm gia tăng tính dễ bị tổn thương.

Tính dễ bị tổn thương được các nhà khoa học xã hội liên kết với các yếu tố kinh tế - xã hội, phản ánh khả năng của cộng đồng trong việc đối phó với thiên tai Trong khi đó, các nhà khoa học khí hậu lại định nghĩa tính dễ bị tổn thương là khả năng xuất hiện và tác động tiềm tàng của các hiện tượng thời tiết và khí hậu liên quan.

Trong lĩnh vực dễ bị tổn thương, có thể phân loại thành ba nhóm chính: (1) Tập trung vào sự tiếp xúc với tai biến, bao gồm điều kiện phân bố và khu vực tai biến, mức độ thiệt hại và các đặc trưng tác động; (2) Tập trung vào khía cạnh xã hội và tổn thương liên quan đến xã hội, nhằm đối phó với tác động xấu trong cộng đồng, bao gồm khả năng chống chịu và tự phục hồi; (3) Kết hợp cả hai phương pháp để xác định tính dễ bị tổn thương, nơi chứa đựng tai biến và các tác động thích ứng của xã hội.

Theo Gabor và Griffith (1980), tính dễ bị tổn thương liên quan đến mối đe dọa từ các vật liệu nguy hiểm mà con người tiếp xúc, bao gồm các tác nhân hóa học và tình trạng sinh thái của cộng đồng cũng như khả năng ứng phó khẩn cấp Trong khi đó, UNDRO (1991) định nghĩa tính dễ bị tổn thương là mức độ tổn thất mà một đối tượng hoặc nhóm đối tượng phải chịu khi đối mặt với hiện tượng tự nhiên, được đánh giá từ 0 (không có thiệt hại) đến 1 (thiệt hại hoàn toàn) Cách tiếp cận này chủ yếu tập trung vào mức độ tổn thất trước các hiểm họa tự nhiên.

Tính dễ bị tổn thương được định nghĩa là sự nhạy cảm khác nhau theo hoàn cảnh, bao gồm các yếu tố sinh lý, nhân khẩu học, kinh tế, xã hội và công nghệ Các nhóm dễ bị tổn thương như trẻ em, người cao tuổi, những người phụ thuộc kinh tế, cùng với chủng tộc và tuổi tác, cũng như cơ sở hạ tầng, đều có mối liên hệ chặt chẽ với các tai biến tự nhiên Tác giả đã chú trọng vào các yếu tố xã hội trong nghiên cứu này.

9 tính nhạy của xã hội trước các hiểm họa thiên nhiên Với Weichselgartner và Bertens

Tính dễ bị tổn thương được định nghĩa là điều kiện của một khu vực liên quan đến tai biến tự nhiên, bao gồm độ phơi nhiễm, sự chuẩn bị, bảo vệ và khả năng thích ứng Nó đo lường khả năng của các yếu tố trong việc chịu đựng các sự kiện vật lý nhất định Để đánh giá tính dễ bị tổn thương, IPCC (2007) xem xét mức độ phơi nhiễm, tính nhạy cảm và khả năng ứng phó của cộng đồng trong bối cảnh cụ thể khi đối mặt với hiểm họa tự nhiên.

Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa đề cập đến sự hiện diện của con người, hoạt động sinh kế, dịch vụ môi trường, tài nguyên thiên nhiên, cơ sở hạ tầng và các tài sản kinh tế, xã hội, văn hóa tại những khu vực có nguy cơ chịu ảnh hưởng bất lợi từ hiểm họa Tuy nhiên, mức độ phơi nhiễm chỉ là một yếu tố cần thiết, nhưng chưa đủ để xác định rủi ro Một đối tượng có thể tiếp xúc với hiểm họa nhưng không nhất thiết phải dễ bị tổn thương, như trường hợp người dân sống ở khu vực nguy hiểm nhưng có đủ phương tiện để ứng phó Ngược lại, một đối tượng dễ bị tổn thương mà không bị phơi nhiễm trước hiểm họa thì sẽ không phải đối mặt với rủi ro thiên tai.

Mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa và tính dễ bị tổn thương thay đổi theo thời gian và không gian, phụ thuộc vào các yếu tố kinh tế, xã hội, địa lý, văn hóa, thể chế, quản trị và môi trường Sự không đồng đều trong mức độ giàu có, trình độ giáo dục, tình trạng sức khỏe, cũng như giới tính, tuổi tác và tầng lớp xã hội khiến cá nhân và cộng đồng bị phơi nhiễm và tổn thương khác nhau.

Mức độ phơi nhiễm cao trước hiểm họa thiên tai đang làm gia tăng thiệt hại kinh tế dài hạn tại Việt Nam, đặc biệt ở các khu định cư mới, khu du lịch ven biển, và khu công nghiệp Sự phát triển nhanh chóng và gia tăng dân số đang dẫn đến giá trị kinh tế của tài sản tại những khu vực này tăng lên, trong khi những thay đổi về khí hậu diễn ra chậm hơn Điều này tạo ra một mối nguy hiểm tiềm tàng khi tác động của biến đổi khí hậu đối với các hiện tượng cực đoan vẫn chưa được hiểu rõ.

Tính nhạy của hệ thống xã hội được thể hiện qua các hoạt động sống của con người đối diện với thiên tai, bao gồm các yếu tố như nhân khẩu và sinh kế.

Khả năng ứng phó thiên tai bao gồm các năng lực cần thiết để đối phó hiệu quả trong tình trạng khẩn cấp Để đạt được điều này, cần có quy hoạch và đầu tư đáng kể cho công tác chuẩn bị và cảnh báo sớm, không chỉ về tài chính mà còn trong việc nâng cao nhận thức và tăng cường năng lực cộng đồng.

T ổ ng quan nghiên c ứu đánh giá hiể m h ọ a xâm nh ậ p m ặ n

1.2.1 Khái ni ệ m v ề xâm nh ậ p m ặ n Đề nghiên cứu về chất lượng nước và môi trường ở các cửa sông, mặn được xem là một chỉ số cơ bản vì nó phản ánh các ảnh hưởng của các quá trình tự nhiên khác nhau như biến động của thủy triều, dòng thủy văn và sự can thiệp của con người Chính bởi vậy, để hiểu được sự phân bố theo không gian và thời gian của độ mặn dưới các tác động thì khái niệm về XNM đã được hình thành và các nghiên cứu về nó đã được phát triển ngày càng mạnh mẽ

XNM là quá trình thay thế nước ngọt trong các tầng chứa nước ven biển bằng nước mặn, xảy ra do sự dịch chuyển của khối nước mặn vào nguồn nước ngọt Quá trình này dẫn đến sự trộn lẫn giữa nước mặn và nước ngọt, có thể diễn ra ở cả nước mặt và nước ngầm.

Theo quyết định 46/2014-TTg ngày 15 tháng 8 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ, hiện tượng xâm nhập mặn (XNM) được định nghĩa là sự xâm nhập của nước mặn với nồng độ 4‰ vào nội đồng, xảy ra trong các trường hợp triều cường, nước biển dâng (NBD) hoặc khi nguồn nước ngọt cạn kiệt.

Xâm nhập mặn là hiện tượng phức tạp xảy ra tại các vùng cửa sông ven biển, liên quan đến sự lan truyền và khuếch tán của nước mặn Quá trình này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố tác động khác nhau và diễn ra ở cả tầng nước mặt lẫn nước ngầm Xâm nhập mặn có thể được chia thành hai loại chính.

Vào mùa khô, hiện tượng nước sông cạn kiệt dẫn đến việc nước biển tràn vào qua các sông và kênh dẫn, gây ra tình trạng mặn Đây là một hiện tượng tự nhiên xảy ra hàng năm và có thể được dự báo trước.

XNM do thẩm thấu: Khu vực ven biển có cấu trúc địa chất với cồn cát lớn và bùn phù sa mềm, nơi đây chứa nhiều thấu kính cát có khả năng mao dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho nước biển xâm nhập vào đất liền.

Trong quá trình xử lý nước mặt, các yếu tố vật lý như địa hình và cấu trúc của tầng nước ngầm đóng vai trò quan trọng Bên cạnh đó, các phản ứng sinh hóa diễn ra tại khu vực cửa cũng ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước.

Sông ven biển có thể góp phần làm tăng tốc độ quá trình xâm nhập mặn (XNM) Luận án này áp dụng định nghĩa về XNM theo [11], nhưng chỉ tập trung nghiên cứu XNM trong nước mặt của hệ thống sông và kênh nội đồng.

1.2.2 T ổ ng quan nghiên c ứ u xâm nh ậ p m ặ n trên th ế gi ớ i

Nghiên cứu diễn biến XNM có thể dựa trên quan trắc trực tiếp bằng thiết bị đo vật lý và hóa học, hoặc sử dụng mô hình toán thủy văn thủy lực để mô phỏng dòng chảy và chất lượng nước trên lưu vực sông Một số nghiên cứu gần đây đã tập trung vào những phương pháp này để đánh giá tình hình ô nhiễm và quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn.

Nghiên cứu của May Ling Becker và cộng sự (2010) đã khám phá các cơ chế vật lý chính tác động đến cấu trúc độ mặn tại cửa sông Cape Fear, một ví dụ tiêu biểu cho các cửa sông dọc theo bờ biển Đông Nam Đại Tây Dương của Hoa Kỳ.

Nghiên cứu dựa trên dữ liệu thủy văn và thủy động lực học đã mô tả sự khác biệt về vận tốc, độ mặn và sự phân tầng tại các đoạn kênh dọc cửa sông trong điều kiện dòng chảy tương đối thấp Nghiên cứu cũng điều tra ảnh hưởng của dòng chảy trên sông đối với sự phân bố nước mặn (XNM), được xác định bằng đường đẳng mặn gần đáy Kết quả cho thấy vị trí XNM phụ thuộc vào dòng chảy lớn nhất trong sông trong một thời kỳ đánh giá.

Trong nghiên cứu của Sangman Jeong và các cộng sự (2010) về phân tích đặc điểm XNM ở hạ lưu sông Geum, các tác giả đã áp dụng mô hình EFDC để mô phỏng ảnh hưởng của XNM khi các cửa được mở hoàn toàn Nghiên cứu sử dụng bốn chế độ dòng chảy khác nhau tại lưu vực sông Geum, Hàn Quốc, cho thấy phạm vi XNM từ đập lần lượt là 50,72 km (dòng chảy chịu hạn), 48,87 km (dòng chảy kiệt), 46,56 km (dòng chảy bình thường) và 42,10 km (dòng chảy lũ) Kết quả cho thấy mô hình EFDC có độ chính xác cao, và các phát hiện này có thể làm cơ sở để hiểu mức độ ảnh hưởng của XNM trong các chế độ dòng chảy khác nhau, cũng như đánh giá XNM ở sông James và sông Chickahominy do mực NBD ở Vịnh Chesapeake.

Mực nước biển toàn cầu đang gia tăng, với tỷ lệ tăng ở khu vực Vịnh Chesapeake cao hơn mức trung bình toàn cầu, theo nhận định của Karen C Rice và các đồng tác giả (2012) Nghiên cứu đã đánh giá tác động của nước biển dâng (NBD) trong tương lai đến hai nhánh của Vịnh Chesapeake, sông James và Chickahominy, nhằm định lượng sự thay đổi độ mặn liên quan đến cường độ NBD Sử dụng mô hình thủy động lực học-phú dưỡng ba chiều (HEM-3D), các kịch bản mực NBD 30, 50 và 100 cm cho khu vực giữa Đại Tây Dương trong thế kỷ 21 đã được phân tích, với kết quả mô hình cho thấy sự thay đổi rõ rệt trong độ mặn.

Mực nước biển dâng (NBD) đã làm tăng độ mặn trong toàn bộ hệ thống sông, với số ngày có độ mặn lớn hơn 0,1 ‰ vượt quá 100 ngày khi mực nước biển tăng 30 cm Nghiên cứu của Wei Chen và cộng sự (2016) tại cửa sông Dương Tử, Trung Quốc đã sử dụng mô hình vận chuyển mặn và thủy động lực học ba chiều để định lượng ảnh hưởng của NBD Mô hình này được xác thực bằng dữ liệu quan trắc về thủy triều, vận tốc dòng chảy và độ mặn Kết quả cho thấy rằng (1) đường đẳng mặn dịch chuyển ngược dòng phi tuyến tính theo mực NBD, (2) nước mặn từ nhánh Bắc vào nhánh Nam gia tăng theo mức NBD, trong khi độ mặn ở hạ lưu nhánh Bắc giảm do dòng chảy thấp từ nhánh Nam, (3) thời gian nước có độ mặn vượt ngưỡng sử dụng tăng tại 4 hồ chứa, và (4) phân tích hồi quy cho thấy mối quan hệ giữa độ mặn và NBD có thể được mô tả bằng biểu thức định lượng bậc hai.

Nghiên cứu của Xiankui Zeng và cộng sự (2018) xác định rằng xâm nhập mặn (XNM) là một quá trình phức tạp giữa nước ngầm và nước biển, bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố từ bề mặt đến lòng đất Để nâng cao độ tin cậy của mô hình XNM, cần xác định ảnh hưởng của đầu vào đến đầu ra trước khi tối ưu hóa Lưu vực sông Dagu, Vịnh Giao Châu, là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề của xâm nhập mặn tại Trung Quốc, và mô hình xâm nhập nước biển tại đây được xây dựng dựa trên chương trình SEAWAT4 Phân tích độ nhạy cho thấy tốc độ kết tủa và bơm nước ngầm trong khu vực nông nghiệp là những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến nồng độ Cl- của nước ngầm Hơn nữa, độ dẫn thủy lực của vùng 1 cũng có tác động đáng kể đến quá trình xâm nhập Phân tích hồi quy từng bước có thể xác định các yếu tố ảnh hưởng nhưng không xử lý được mối quan hệ phi tuyến phức tạp giữa đầu vào và đầu ra Yongming Shen và cộng sự (2018) đã thực hiện mô phỏng sự thay đổi độ mặn liên quan đến biến đổi vùng cửa sông.

T ổ ng quan nghiên c ứ u v ề đánh giá tính dễ b ị t ổn thương và rủ i ro thiên tai và xâm nh ậ p

1.3.1 T ổ ng quan nghiên c ứ u v ề đánh giá tính d ễ b ị t ổn thương và r ủ i ro trên th ế gi ớ i

Trong nghiên cứu của Green C (2004) và Heyman B.N cùng cộng sự (1991), các nhà nghiên cứu đã xây dựng bộ chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương dựa trên các điều tra kinh tế và xã hội Bộ chỉ số này bao gồm: (1) chỉ số độ phơi nhiễm, (2) chỉ số kinh tế - xã hội, (3) chỉ số nhạy cảm, và (4) chỉ số chống chịu Phiếu điều tra được thiết kế để thu thập dữ liệu từ các hộ dân trong khu vực nghiên cứu và phân tích mô tả các chỉ số thông qua bảng câu hỏi Tuy nhiên, việc xác định chỉ số độ phơi nhiễm thông qua phiếu điều tra được cho là chưa phù hợp, vì các thành phần phơi nhiễm cần phải khách quan và được xác định bằng kỹ thuật tính toán Do đó, việc đồng bộ hóa số liệu giữa các nhóm điều tra cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

Các hiện tượng thời tiết và khí hậu cực đoan tác động đến tính dễ tổn thương trong tương lai bằng cách thay đổi khả năng chống chịu và năng lực thích ứng Những tác động tích lũy của thiên tai ở cấp địa phương và khu vực có thể ảnh hưởng đáng kể đến lựa chọn sinh kế và nguồn lực của cộng đồng.

Nghiên cứu của IPCC-CZMS năm 1992 đã đề xuất một phương pháp đơn giản để đánh giá tính dễ bị tổn thương, nhằm xác định và đánh giá các tác động của mực nước biển dâng (NBD) đến đời sống của người dân trên toàn cầu Phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi tại nhiều khu vực khác nhau.

Phương pháp nghiên cứu này kết hợp ý kiến chuyên gia với dữ liệu về các đặc tính vật lý và kinh tế - xã hội để phân tích và ước tính tác động của mực nước biển dâng (NBD), bao gồm giá trị mất mát của đất đai và đất ngập nước Thông tin thu thập từ đánh giá này là cơ sở cho các bước mô hình hóa tiếp theo Quy trình thực hiện phương pháp này gồm 7 bước: (1) xác định khu vực nghiên cứu; (2) thu thập và phân tích các đặc trưng khu vực; (3) xác định các yếu tố phát triển kinh tế - xã hội; (4) đánh giá biến động vật lý; và (5) xây dựng chiến lược ứng phó.

Đánh giá hồ sơ dễ bị tổn thương và xác định các nhu cầu trong tương lai là những bước quan trọng trong nghiên cứu Tuy nhiên, Nicholls và cộng sự (1999) đã chỉ ra năm hạn chế cơ bản của phương pháp này, liên quan đến các ràng buộc kỹ thuật và khả năng cung cấp số liệu trong việc mô hình hóa hệ thống và đánh giá định lượng.

Năm 2001, Nakamura T và cộng sự đã nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương của hộ gia đình, tập trung vào các yếu tố như kinh tế xã hội, tình trạng y tế, sự cứu trợ, thu nhập, và sự liên kết cộng đồng Họ chỉ ra rằng sự thay đổi về tài sản và cơ sở hạ tầng ảnh hưởng đến độ nhạy của các công trình, thời gian khôi phục, và độ vững chắc của nhà cửa Đặc trưng của lũ lụt như độ sâu, thời gian ngập, nồng độ và kích cỡ bùn cát, cũng như tác động của sóng, gió, và ô nhiễm đường xá, đều có vai trò quan trọng Ngoài ra, thông tin về cảnh báo lũ, thời gian và nội dung cảnh báo cũng được coi trọng trong việc đánh giá tính dễ bị tổn thương của cộng đồng.

Zhen Fang (2009) đã áp dụng ba mô đun: thích ứng, tính dễ bị tổn thương xã hội và thiệt hại Mô đun thiệt hại chủ yếu tập trung vào các thiệt hại kinh tế, dân tộc và cơ sở hạ tầng, trong khi các yếu tố xã hội, dân cư và tính chất cộng đồng vẫn chưa được xem xét đầy đủ Hơn nữa, việc đánh giá mức độ tổn thương thông qua việc chồng chập các bản đồ không phản ánh hết tác động khác nhau của các yếu tố đối với tính dễ bị tổn thương do lũ lụt.

Nhiều nghiên cứu trước đây về tổn thương đã bị chỉ trích vì quá chú trọng vào ảnh hưởng của hiểm họa đến các yếu tố vật lý, trong khi các yếu tố kinh tế xã hội lại bị xem nhẹ Gần đây, các nghiên cứu về tính dễ bị tổn thương ở vùng ven biển đã cố gắng áp dụng cách tiếp cận tích hợp hơn, bằng cách đo lường cả tổn thương vật lý và tình trạng kinh tế xã hội, nhằm phát triển một hệ thống chỉ số dễ bị tổn thương tổng hợp.

Supin Wongbusarakum và Christy Loper (2011) đã phát triển bộ chỉ số đánh giá mức độ dễ bị tổn thương xã hội tại các cấp xã/phường do biến đổi khí hậu Nghiên cứu nhấn mạnh rằng các vùng ven biển đang chịu tác động trực tiếp từ biến đổi khí hậu, đặc biệt là về nhiệt độ và mực nước biển.

Biến đổi khí hậu đang gây ra những thay đổi đáng kể như sự gia tăng tần suất bão lớn, thay đổi cường độ và thời gian của dòng hải lưu, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và tài nguyên thiên nhiên mà các hoạt động dịch vụ và sản xuất hàng hóa phụ thuộc vào Những tác động này cũng làm thay đổi phân vùng và năng suất nghề cá, cũng như môi trường xã hội và văn hóa của nhiều cộng đồng Nghiên cứu này nhằm cung cấp một bộ chỉ số kinh tế xã hội liên quan đến biến đổi khí hậu, bao gồm đánh giá sinh kế xã hội của các vùng bị ảnh hưởng Tuy nhiên, bộ chỉ số này không xem xét đến các yếu tố về độ lớn, cường độ và thời điểm của các hiện tượng tự nhiên liên quan đến tổn thương có thể xảy ra.

Colburn và cộng sự (2016) đã phát triển các chỉ số liên quan đến biến đổi khí hậu (BĐKH) và đánh giá mức độ dễ bị tổn thương xã hội của các cộng đồng phụ thuộc vào thủy sản tại vùng ven biển phía Đông và Vịnh của Mỹ Nghiên cứu đã cung cấp bộ chỉ số về tính dễ bị tổn thương của cộng đồng nghề cá và khả năng ứng phó với các tác động Đồng thời, nghiên cứu nhấn mạnh rằng cần phải phân tích kỹ lưỡng các vấn đề liên quan đến BĐKH và tính dễ bị tổn thương xã hội trong từng điều kiện cụ thể của các vùng ven biển khác nhau, bao gồm kinh tế, dân số và khả năng ứng phó Việc mở rộng các tiêu chí này sẽ giúp làm rõ mối quan hệ phức tạp giữa BĐKH và tính dễ bị tổn thương xã hội, từ đó nâng cao nhận thức về tác động và khả năng ứng phó.

Nghiên cứu của Farshid (2013) chỉ ra rằng, xâm nhập mặn (XNM) có tác động tiêu cực đến sản lượng lúa, tuy nhiên nước nhiễm mặn vẫn có thể sử dụng nếu có biện pháp khắc phục sự suy giảm Thí nghiệm trong nhà kính tại Rasht, miền bắc Iran, đã đánh giá ảnh hưởng của các mức độ mặn khác nhau trong các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa Kết quả cho thấy độ mặn gia tăng gây giảm sản lượng hạt, chất lượng hạt và thu hoạch, nhưng không ảnh hưởng nhiều đến sự sinh trưởng, trọng lượng 1000 hạt, số lượng nhánh và chiều cao cây Mỗi giai đoạn sinh trưởng có sự tác động khác nhau đến các thành phần sản lượng, ngoại trừ số nhánh của cây trồng.

Trong nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH) đến vùng Alexandria, El-Raey và cộng sự (2015) đã thực hiện một đánh giá về tính dễ bị tổn thương và khả năng ứng phó của các vùng ven biển thông qua mô hình DIVA-GIS (Dynamic and Interactive Vulnerability Assessment) Mô hình DIVA kết hợp các mô đun máy tính tổng hợp từ những phần riêng lẻ khác nhau, nhằm cung cấp một cái nhìn toàn diện về tình hình dễ bị tổn thương của khu vực.

Mô hình này được thiết kế để hỗ trợ phân tích tổng hợp từ các điều kiện riêng lẻ Từ các bản đồ tỷ lệ 1:25.000 đã được số hóa, khả năng dễ bị tổn thương tự nhiên do NBD cùng với hầu hết các yếu tố ảnh hưởng đến kinh tế - xã hội đã được đánh giá một cách chi tiết.

Khi mực nước biển dâng lên 1 mét, khoảng 22.982,4 km² (21%) diện tích vùng nghiên cứu sẽ bị ngập, dẫn đến việc hơn 5.981 cư dân (0,99%) phải di dời Nhiều khu công nghiệp với diện tích 161,82 km², cùng với các công trình kiến trúc và lăng mộ có diện tích 20,58 km² sẽ bị xóa sổ Tác động nghiêm trọng nhất sẽ ảnh hưởng đến các khu công nghiệp, trung tâm nghiên cứu, cảng, khu vực đô thị, cơ sở hạ tầng ven biển và hệ thống đường sắt.

Các K ị ch b ả n Bi ến đổ i khí h ậu và Nướ c bi ể n dâng cho Vi ệ t Nam

Vào năm 2009, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã phát triển và công bố kịch bản biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) cho Việt Nam nhằm hỗ trợ các Bộ, ngành và địa phương thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH Đến năm 2011, Chiến lược quốc gia về BĐKH được ban hành, xác định rõ mục tiêu cho từng giai đoạn và các dự án ưu tiên Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng đã cập nhật kịch bản BĐKH và NBD dựa trên dữ liệu khí hậu cụ thể của Việt Nam và các mô hình khí hậu hiện có Kịch bản BĐKH này là cơ sở quan trọng giúp các Bộ, ngành và địa phương đánh giá tác động của BĐKH, xây dựng kế hoạch hành động ứng phó và tích hợp các vấn đề BĐKH vào chiến lược phát triển kinh tế.

Kịch bản biến đổi khí hậu (BĐKH) năm 2016 được xây dựng dựa trên số liệu khí tượng thủy văn và mực nước biển của Việt Nam cập nhật đến năm 2014, cùng với số liệu địa hình cập nhật đến tháng 3 năm 2016 Phương pháp sử dụng là các kỹ thuật mới nhất từ Báo cáo đánh giá khí hậu lần thứ 5 của Ban liên chính phủ về BĐKH, kết hợp với các mô hình khí hậu toàn cầu và khu vực có độ phân giải cao Các kịch bản BĐKH và nước biển dâng (NBD) được chi tiết hóa đến cấp tỉnh và các đảo, quần đảo của Việt Nam, với bản đồ nguy cơ ngập do NBD được thể hiện đến cấp huyện và xã ở những khu vực có bản đồ địa hình tỷ lệ lớn Thêm vào đó, các kịch bản về những đặc trưng cực trị khí hậu cũng được cung cấp nhằm hỗ trợ công tác quy hoạch.

Vào ngày 31/12/2021, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã công bố Kịch bản Biến đổi khí hậu (BĐKH) phiên bản cập nhật năm 2020, sử dụng thông tin từ các báo cáo mới nhất của Ủy ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) Nội dung kịch bản này dựa trên các báo cáo đặc biệt về tác động của sự nóng lên toàn cầu khi nhiệt độ trung bình vượt ngưỡng 1,5°C, BĐKH và đất, cũng như thay đổi đại dương và băng quyển Ngoài ra, kịch bản còn sử dụng số liệu quan trắc và mô hình số độ cao của Việt Nam cập nhật đến năm 2020, bổ sung 10 phương án mô hình toàn cầu và 6 mô hình khu vực để dự đoán các kịch bản BĐKH và nguy cơ ngập do nước biển dâng, chi tiết đến từng đơn vị hành chính cấp huyện, đảo và quần đảo của Việt Nam.

So sánh kết quả kịch bản biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) năm 2016 và 2020 tại khu vực từ Hòn Dáu đến Đèo Ngang cho thấy rằng, theo kịch bản RCP4.5, mực nước biển dâng giữa hai thời điểm này có sự khác biệt rõ rệt.

Từ năm 2016 đến 2020, không có sự khác biệt về mực nước biển dâng (NBD) tại các mốc thời gian 2040 và 2050, ngoại trừ mốc năm 2030, khi NBD theo kịch bản (KB) 2020 thấp hơn 1 cm so với KB 2016 Đối với kịch bản RCP8.5, tại mốc 2030, NBD trong khu vực không thay đổi, nhưng đến năm 2040 và 2050, NBD theo KB 2020 cao hơn KB 2016 là 1 cm.

Bảng 1.3 Mực NBD theo các kịch bản tại khu vực Hòn Dáu – Đèo Ngang (cm)

Kịch bản Mốc thời gian

T ổng quan lưu vự c sông H ồ ng-Thái Bình

1.5.1 Đặc điể m chung v ề lưu vự c nghiên c ứ u

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình là một hệ thống sông liên quốc gia, chảy qua ba nước: Việt Nam, Trung Quốc và Lào, với tổng diện tích tự nhiên đạt 169.000 km² Vùng đồng bằng châu thổ của sông hoàn toàn nằm trong lãnh thổ Việt Nam, có diện tích ước tính đáng kể.

Sông Hồng có chiều dài khoảng 328 km trong lãnh thổ Việt Nam, với diện tích lưu vực tổng cộng là 17.000 km² Phần lưu vực tại Trung Quốc chiếm 48% tổng diện tích với 81.200 km², trong khi phần lưu vực tại Lào chỉ chiếm 0,7% với 1.100 km² Phần lớn diện tích lưu vực, khoảng 51,3%, nằm ở Việt Nam với 86.680 km² Địa hình lưu vực sông Hồng chủ yếu là đồi núi, có độ dốc chung từ tây bắc xuống đông nam, với khoảng 70% diện tích ở độ cao trên 500 m.

47 % diện tích lưu vực ởđộ cao trên 1000 m Vùng ĐBSH có cao trình mặt đất từ 0,4 

Hơn 58,4% diện tích đất ở mức cao trình thấp hơn 2 m, hoàn toàn bị ảnh hưởng bởi thuỷ triều nếu không có hệ thống đê biển và đê vùng cửa sông Đặc biệt, hơn 72% diện tích đồng bằng nằm ở cao trình thấp hơn 3 m, dễ bị tác động bởi nước biển trong trường hợp bão cấp 9 xảy ra đồng thời với triều cường Tại bốn tỉnh Hải Phòng, Thái Bình, Nam Hà và Ninh Bình, trên 80% diện tích đất đai có cao trình dưới 2 m, cho thấy sự dễ tổn thương của khu vực này trước biến đổi khí hậu.

Dọc theo các sông vùng đồng bằng sông Hồng, đê bảo vệ đã được xây dựng từ nhiều năm nay, tạo ra sự khác biệt về cao trình giữa mặt đất bãi sông ngoài đê và mặt đất trong dòng chính, với độ cao chênh lệch từ 3 đến 5 m Đồng bằng châu thổ sông Hồng, nhờ ảnh hưởng của biển, có khí hậu mát mẻ hơn vào mùa hè với độ ẩm tăng lên Tuy nhiên, từ tháng 6 đến tháng 10, vùng này chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão, đặc biệt là trong tháng 7 và 8, với tốc độ gió ven bờ có thể vượt quá 50 m/s Mưa bão thường đạt từ 200 đến 300 mm/ngày, và trong những đợt bão, tổng lượng mưa trong vòng 3 ngày có thể lên đến 600 đến gần 1000 mm.

Mùa mưa ở đồng bằng thường diễn ra từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm tới 85% tổng lượng mưa hàng năm, trong đó tháng 8 là tháng có lượng mưa lớn nhất, đạt từ 300 đến trên 400 mm Lượng mưa bão chiếm khoảng 25-30% tổng lượng mưa Lượng mưa lớn nhất ghi nhận là 569 mm Ngược lại, từ tháng 11 đến tháng 4 là mùa ít mưa, chỉ chiếm khoảng 15% tổng lượng mưa trong năm, với tháng 3 thường có lượng mưa thấp nhất, dao động từ 15 đến 20 mm.

Hình 1.1 Lưu vực sông Hồng–Thái Bình thuộc lãnh thổ Việt Nam [61]

Sông Hồng, khi chảy vào vùng đồng bằng châu thổ được phân thành nhiều phân lưu

Bên bờ tả sông Hồng có ba phân lưu chính là sông Đuống, sông Luộc và sông Trà Lý, trong khi bên bờ hữu có sông Đào Nam Định và sông Ninh Cơ Sông Đáy trước đây là một phân lưu của sông Hồng nhưng hiện tại chỉ liên hệ với sông Hồng trong trường hợp phân lũ qua công trình đập Đáy Ngoài ra, còn có các phân lưu khác như sông Phan, Cà Lồ, Thiếp, Đình Đào, Cửu An, Nhuệ, Tô Lịch, Lấp, Châu Giang và sông Sò (thuộc Nam Định), nhưng do tác động của con người trong nhiều năm qua, những sông này đã không còn liên hệ trực tiếp với sông Hồng.

Sông Thái Bình, khác với sông Hồng, có lưu vực hoàn toàn nằm trong lãnh thổ Việt Nam và bao gồm ba nhánh chính: sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam Trong đó, sông Cầu được xem là dòng chính, còn sông Thương và sông Lục Nam là hai nhánh lớn nhất Tại Phả Lại, ba nhánh sông này hội tụ trước khi chảy ra biển qua các phân lưu Kinh Thầy, Văn Úc và Kinh Môn.

Sông Hồng và sông Thái Bình được kết nối qua sông Đuống và sông Luộc, tạo thành nguồn cung cấp nước quan trọng cho hạ lưu sông Thái Bình Nguồn nước từ lưu vực sông Hồng được phân phối tự nhiên cho toàn đồng bằng, ảnh hưởng lớn đến các tỉnh cuối nguồn như Nam Định và Thái Bình, đặc biệt trong mùa kiệt Tuy nhiên, hệ thống sông này cũng giúp giảm lũ rõ rệt trong các trận lũ lớn.

Bình ởđồng bằng đã tạo thành mạng sông khá phát triển làm cho tài nguyên nước sông phân phối về các khu vực liên quan chặt chẽ với nhau

Hệ thống sông Hồng-Thái Bình chảy ra biển qua 9 cửa sông chính, bao gồm Đáy, Ninh Cơ, Ba Lạt, Trà Lý, Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cấm và Bạch Đằng Trong số các cửa sông này, cửa Trà Lý đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy và hỗ trợ sinh thái khu vực.

Lý, Văn Úc và Ba Lạt là ba cửa chuyển nước quan trọng nhất trong hệ thống vịnh Bắc Bộ, nơi có chế độ nhật triều với độ lớn thủy triều cao nhất nước ta, đạt ΔH max từ 3,5-4,0 m Mỗi ngày có một đỉnh triều và một chân triều, với thời gian triều lên khoảng 11 giờ và triều xuống khoảng 13 giờ Độ lớn thủy triều được xác định bởi chênh lệch mực nước giữa đỉnh triều và chân triều Khoảng 15 ngày, có một kỳ nước cường với thủy triều lớn và một kỳ nước ròng với thủy triều nhỏ Trong kỳ triều cường, dòng chảy của sông Hồng-Thái Bình ở vùng hạ lưu chịu ảnh hưởng mạnh từ thủy triều vịnh Bắc Bộ, đặc biệt là vào mùa kiệt, khi sóng đỉnh triều có thể ảnh hưởng sâu vào nội địa 150 km, trong khi mùa lũ chỉ ảnh hưởng từ 50-100 km.

Mực nước triều trung bình ở Hòn Dấu thường đạt đỉnh vào đầu mùa khô từ tháng IX đến tháng XII, với tháng X có mức cao nhất là +36 cm Ngược lại, mực nước thấp nhất xuất hiện vào cuối mùa khô từ tháng I đến tháng IV, đặc biệt là tháng III với mức chỉ +7 cm.

Mạng lưới quan trắc độ mặn ở vùng ven biển đồng bằng sông Hồng-Thái Bình đã được thành lập từ năm 1963 và hiện có 18 trạm đo mặn Tuy nhiên, thời gian quan trắc của các trạm không đồng bộ, với một số trạm hoạt động từ 15-20 năm, trong khi có những trạm chỉ quan trắc trong 2-3 năm Sự phân bố của các trạm cũng không đồng đều trên các nhánh sông.

Nghiên cứu tập trung vào vùng ven biển Nam Định và Thái Bình, với việc đánh giá từ các nghiên cứu trước đây và ý kiến của chuyên gia, cán bộ quản lý tại các công ty khai thác công trình thủy lợi Qua khảo sát thực địa, 243 xã thuộc các huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy và Xuân được lựa chọn để đánh giá mức độ dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn (XNM).

Trường, Trực Ninh của Nam Định và Kiến Xương, Tiền Hải, và Thái Thụy của Thái Bình

1.5.2 Hi ệ n tr ạ ng xâm nh ậ p m ặ n

Theo số liệu thực đo, độ mặn trong các sông biến đổi theo mùa, nhỏ vào mùa lũ và lớn vào mùa cạn, phụ thuộc vào lượng nước ngọt từ thượng lưu, kích thước sông triều, lưới sông và thời tiết địa phương Độ mặn tăng từ đầu mùa đến giữa mùa và giảm dần đến cuối mùa (tháng V) Ảnh hưởng của hệ thống hồ chứa thượng lưu khiến độ mặn trung bình tháng lớn nhất mùa cạn thường xảy ra vào tháng I và II (chiếm 78% số trạm đo), trong khi trước đây, thời kỳ chưa có hồ Hòa Bình, độ mặn lớn nhất thường rơi vào tháng III và IV Sau khi có hồ Hòa Bình, độ mặn lớn nhất năm tập trung vào tháng 1, khác với trước đó khi độ mặn xuất hiện rải rác trong tất cả các tháng mùa cạn.

Khoảng cách và thời gian xâm nhập mặn trên các nhánh sông có sự biến đổi rõ rệt, với độ mặn tăng ở dòng chính sông Hồng và giảm ở sông Thái Bình Việc bổ sung lưu lượng từ hồ chứa Hòa Bình trong mùa cạn đã cải thiện tình hình xâm nhập mặn Theo số liệu đo đạc trung bình nhiều năm, chiều dài xâm nhập mặn 1 ‰ xa nhất trên sông Hồng là 14 - 33 km, Đáy 41 km, Ninh Cơ 36 km, Trà Lý 51 km và Thái Bình.

13 - 49 km (tuỳ từng phân lưu)

Định hướ ng nghiên c ứ u

Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về XMN trên các hệ thống sông đã đạt được nhiều kết quả đáng chú ý Những kết quả này phục vụ cho mục tiêu xác định ranh giới XNM trên các hệ thống sông chính thông qua việc áp dụng các mô hình số trị và các công thức triết giảm.

Trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình, các nghiên cứu đã được thực hiện để phân tích mạng lưới sông, từ các nghiên cứu đơn lẻ ở cấp tỉnh đến mô phỏng hệ thống sông rộng lớn từ hạ lưu hồ chứa đến cửa sông Kết quả nghiên cứu đã so sánh mức độ ô nhiễm nước (XNM) ứng với dòng chảy có tần suất thấp và các cấp lưu lượng tại thượng lưu, cả trong điều kiện có và không có tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) Các nghiên cứu cũng áp dụng các kịch bản nước biển dâng theo công bố của Bộ Tài nguyên và Môi trường từ năm 2009 đến 2016, dẫn đến những kết quả khác biệt do các kịch bản phát thải khác nhau Bản đồ ranh giới ô nhiễm nước đã được xây dựng dựa trên phân tích độ mặn của các sông chính.

Việc xác định ranh giới xâm nhập mặn (XNM) trên khu vực đồng bằng chỉ dựa vào giá trị độ mặn trên các sông chính là chưa đủ và không đáng tin cậy Để có kết quả chính xác hơn, cần thực hiện mô phỏng và tính toán mức độ XNM đến các sông và kênh nội đồng, bởi trong một số trường hợp, rủi ro XNM có thể xâm nhập vào khu vực nội đồng Do đó, việc xác định ranh giới mặn trong nội đồng sẽ hợp lý hơn.

Với sự phức tạp của hiện tượng xâm nhập mặn (XNM) tại lưu vực sông Hồng-Thái Bình, việc nghiên cứu gặp khó khăn do thiếu hụt tài liệu đo mặn Cụ thể, số lượng trạm đo mặn trên hệ thống sông còn quá thưa, gây ảnh hưởng đến khả năng thu thập dữ liệu chính xác và đầy đủ.

Hồng-Thái Bình không phản ánh chính xác quá trình xâm nhập mặn từ biển vào vùng cửa sông Số liệu đo mặn không liên tục và không đồng bộ về thời gian giữa các trạm trong hệ thống, điều này hạn chế khả năng phân tích và lập bản đồ ranh giới xâm nhập mặn Hiện tại, việc đo mặn chỉ được thực hiện tại một vị trí trên mặt cắt ngang sông, không thể hiện đầy đủ mức độ diễn biến mặn theo chiều ngang và chiều sâu, trong khi các vị trí lấy nước thường ở nhiều độ sâu khác nhau.

Nghiên cứu về XNM hiện vẫn còn nhiều vấn đề cần được giải quyết, do sự đa dạng của 41 loại sâu khác nhau Cần có những phân tích đa dạng hơn để làm sáng tỏ những khía cạnh còn bỏ ngỏ trong lĩnh vực này.

Xâm nhập mặn (XNM) ảnh hưởng nghiêm trọng đến phát triển kinh tế-xã hội, đặc biệt trong nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản và đời sống cộng đồng Gần đây, thiệt hại do XNM ngày càng gia tăng ở các vùng ven biển Mặc dù tình hình ở đồng bằng sông Hồng-Thái Bình không nghiêm trọng như đồng bằng sông Cửu Long, nhưng nhận thức chủ quan về hệ thống đê điều tốt và tác động không lớn như bão, lũ đã khiến rủi ro XNM chưa được đánh giá đúng mức Các nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào xây dựng kịch bản và dự báo XNM, mà chưa phân tích và dự báo thiệt hại tiềm tàng dựa trên rủi ro và tính dễ bị tổn thương với tiêu chí cụ thể.

Khác với các loại thiên tai khác, XNM có thể ảnh hưởng trong phạm vi nhỏ như một số vùng của xã hoặc rộng hơn như toàn tỉnh Để xây dựng kế hoạch ứng phó và giảm thiểu thiệt hại hiệu quả, cần có tiêu chí cụ thể đánh giá tính dễ bị tổn thương dựa trên mức độ phơi nhiễm, khả năng bị tác động và khả năng ứng phó ở các cấp.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) và nhu cầu bảo vệ môi trường (NBD) gia tăng, việc đánh giá hiểm họa của xâm nhập mặn (XNM) trở nên cần thiết Điều này không chỉ giúp phân tích rủi ro mà còn là cơ sở để xây dựng các kế hoạch phòng chống thiên tai (PCTT) hiệu quả, phù hợp với phát triển kinh tế - xã hội (KTXH) của từng vùng.

Nghiên cứu đánh giá hiểm họa do xâm nhập mặn (XNM) là rất cần thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) Cần có cách tiếp cận mới để xây dựng bản đồ XNM và xác định cấp độ mặn cho các khu vực cụ thể Để đánh giá tác động của XNM đến phát triển kinh tế - xã hội, việc xây dựng bộ chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro do XNM ở cấp xã là cần thiết Bộ chỉ số này giúp làm rõ điểm mạnh, điểm yếu và dự báo thiệt hại tiềm tàng do XNM, đồng thời cung cấp cái nhìn chi tiết về tình hình XNM, hỗ trợ cho công tác chuẩn bị ứng phó, quản lý và phục hồi cho các vùng bị ảnh hưởng.

K ế t lu ận chương 1

Trong chương này, chúng tôi đã tổng hợp các nghiên cứu toàn cầu và trong nước về mô phỏng XNM trên các hệ thống sông chính Các nghiên cứu này đã làm rõ vai trò của nguồn nước thượng lưu và ảnh hưởng của mực nước triều đến phạm vi XNM.

Bản đồ ranh giới XNM được xây dựng dựa trên nhiều phương pháp nghiên cứu đa dạng, từ các phương pháp đơn giản như xác định theo công thức triết giảm độ mặn trên sông, đến việc áp dụng các mô hình 1 chiều, 2 chiều và 3 chiều.

Việc áp dụng các mô hình nhiều chiều yêu cầu dữ liệu quan trắc địa hình và số liệu mặn thực đo lớn để đảm bảo độ chính xác và tin cậy trong mô phỏng Hiện tại, các nghiên cứu về bản đồ ranh giới xâm nhập mặn (XNM) chỉ dựa vào giá trị độ mặn mô phỏng từ sông chính, mà chưa xem xét sự xâm nhập qua hệ thống công trình lấy nước, đây là một hạn chế trong việc xây dựng bản đồ ranh giới XNM.

Các nghiên cứu về phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro thiên tai, đặc biệt là rủi ro do xâm nhập mặn (XNM), đang được thực hiện nhưng còn hạn chế Phương pháp đánh giá này tương tự như các loại thiên tai khác, bao gồm việc thiết lập các hàm quan hệ giữa hiểm họa và mức độ tác động, cùng với các bộ tiêu chí đánh giá Tuy nhiên, đối tượng và tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương lại khác nhau giữa các loại thiên tai Trong khi các nghiên cứu về lũ lụt và ngập nước đã phát triển mạnh mẽ, thì nghiên cứu về XNM vẫn chưa có nhiều dữ liệu và tiêu chí cụ thể để dự đoán thiệt hại trong tương lai, chủ yếu dựa vào các giá trị thiệt hại đã xác định để phân tích ảnh hưởng đến phát triển kinh tế - xã hội của vùng.

Luận án đã phân tích đặc điểm lưu vực sông Hồng – Thái Bình và tình hình ô nhiễm môi trường (XNM) hiện tại, chỉ ra những hạn chế trong các nghiên cứu trước đây Nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết phải mô phỏng XNM trong các kịch bản mới và xây dựng bản đồ XNM với phương pháp tiếp cận phù hợp hơn Bên cạnh đó, việc thiết lập bộ tiêu chí để đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro do XNM trên lưu vực cũng được đề cập Các nội dung chi tiết sẽ được trình bày trong chương 2 của luận án.

C ỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦ I RO XÂM NH Ậ P M Ặ N

Hướng tiếp cận nghiên cứu

Dựa trên định hướng nghiên cứu đã trình bày trong Chương 1, phương pháp tiếp cận nhằm đạt được mục tiêu nghiên cứu trong luận án được thể hiện tổng quát qua sơ đồ trong Hình 2.1.

Hình 2.1 Sơ đồ tiếp cận và các bước nghiên cứu trong luận án

Phương pháp mô phỏ ng di ễ n bi ế n xâm nh ậ p m ặ n theo d ọ c sông

2.2.1 L ự a ch ọ n mô hình mô ph ỏ ng

Các phương pháp tính toán XNM ban đầu thường sử dụng bài toán một chiều kết hợp với hệ phương trình Saint-Venant, với giả thiết rằng các đặc trưng dòng chảy và mật độ là đồng nhất trên mặt cắt ngang Mặc dù điều này ít khi xảy ra trong thực tế, nhưng kết quả áp dụng mô hình lại cho thấy sự phù hợp tốt, đáp ứng nhiều mục đích nghiên cứu và tính toán mặn Một ưu điểm nổi bật của các mô hình một chiều là yêu cầu tài liệu vừa phải, trong khi nhiều tài liệu đã có sẵn trong thực tế.

Mô hình FWQA, hay còn gọi là mô hình ORLOB theo tên Geral T Orlob, là một trong những mô hình mặn phổ biến được giới thiệu trong nhiều tài liệu tham khảo Mô hình này giải hệ phương trình Saint-Venant kết hợp với phương trình khuếch tán, đồng thời xem xét ảnh hưởng của thủy triều, khác với các mô hình không tính đến yếu tố này Mô hình đã được áp dụng lần đầu tiên cho đồng bằng Sacramento - San Josquin, California, và sau đó được sử dụng để giải quyết nhiều vấn đề tính toán thực tế.

Mô hình SALFLOW của Delf Hydraulics, Hà Lan, là thành quả mới nhất trong lĩnh vực mô hình hóa XNM, được phát triển thông qua sự hợp tác với Ban Thư ký.

Uỷ ban sông Mê Công đã phát triển một mô hình kỹ thuật từ năm 1987, với phần mềm hoàn chỉnh được cài đặt như một phần mềm chuyên dụng Mô hình này đã được thử nghiệm thành công tại Hà Lan và hiện đang được áp dụng cho đồng bằng sông Cửu Long tại Việt Nam.

Mô hình MIKE 11, được phát triển bởi Viện Thuỷ lực Đan Mạch, là một trong những mô hình thương mại hàng đầu thế giới trong lĩnh vực thuỷ lực và chất lượng nước Với khả năng tính toán một chiều và hai chiều, mô hình này có độ tin cậy cao và linh hoạt trong việc giải quyết các bài toán thực tế khác nhau MIKE 11 đã được áp dụng rộng rãi toàn cầu để mô phỏng lũ lụt, chất lượng nước và các nghiên cứu về XNM Tại Việt Nam, mô hình MIKE 11 cũng đang được sử dụng phổ biến trong các nghiên cứu liên quan đến XNM.

Các mô hình mô phỏng xâm nhập mặn (XNM) ở Việt Nam đã được phát triển từ những năm 1980, bắt đầu với dự án nghiên cứu tại đồng bằng sông Cửu Long dưới sự tài trợ của Ủy ban sông Mekong Một số mô hình tiêu biểu như VRSAP, MEKSAL, FWQ87, và HYDROGIS đã được ứng dụng hiệu quả trong quy hoạch phát triển châu thổ sông Cửu Long và tính toán hiệu quả các công trình chống XNM ven biển Bên cạnh đó, các mô hình SIMRR và SIMRR cải tiến cũng đã được xây dựng và áp dụng để dự báo XNM tại một số cửa sông thuộc đồng bằng sông Hồng-Thái Bình.

Để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn (XNM) trên các lưu vực sông, mô hình một chiều thường được sử dụng cho các vùng cửa sông có địa hình phức tạp Việc áp dụng mô hình này trở nên thuận lợi hơn do hạn chế về số liệu địa hình và trạm quan trắc mặn Trong số các mô hình hiện có, MIKE 11 được ưa chuộng nhờ tính năng hiệu quả trong việc kết nối các mô đun mô phỏng thủy văn, thủy lực và chất lượng nước, đồng thời hỗ trợ xuất kết quả và phân tích kịch bản mô phỏng Do đó, nghiên cứu này sẽ chọn mô hình MIKE 11 để thực hiện tính toán và phân tích các kịch bản XNM trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình.

2.2.2 Gi ớ i thi ệ u mô hình MIKE 11 mô ph ỏ ng vùng nghiên c ứ u

MIKE 11 là một phần mềm kỹ thuật chuyên dụng mô phỏng lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở cửa sông, sông, hệ thống tưới, kênh dẫn và các hệ thống dẫn nước khác MIKE 11 là công cụ lập mô hình động lực một chiều, thân thiện với người sử dụng nhằm phân tích chi tiết, thiết kế, quản lý và vận hành cho sông và hệ thống kênh dẫn đơn giản và phức tạp Với môi trường đặc biệt thân thiện với người sử dụng, linh hoạt và tốc độ, MIKE 11 cung cấp một môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật công trình, tài nguyên nước, quản lý chất lượng nước và các ứng dụng quy hoạch Mô đun mô hình thuỷ động lực (HD) là một phần trung tâm của hệ thống lập mô hình MIKE 11 và hình thành cơ sở cho hầu hết các mô đun bao gồm: dự báo lũ, tải khuyếch tán, chất lượng nước và các mô đun vận chuyển bùn cát Mô đun MIKE 11 HD giải các phương trình tổng hợp theo phương đứng để đảm bảo tính liên tục và bảo toàn động lượng (phương trình Saint Venant) [91]

❖ Phương trình cơ bả n cho tính toán thu ỷ l ự c

Hệ phương trình cơ bản của MIKE 11 là hệ phương trình Saint Venant viết cho trường hợp dòng chảy một chiều trong lòng kênh dẫn hở, bao gồm:

Q: lưu lượng qua mặt cắt (m 3 /s); h: mực nước tại mặt cắt (m);

A: diện tích mặt cắt ướt (m 2 ); x: chiều dài theo dòng chảy (m); t: thời gian tính toán (s) ; q: lưu lượng nhập lưu;

: hệ số động năng; : hệ số phân bố lưu tốc; g: gia tốc trọng trường g = 9.81 m/s 2 ; C: hệ số Sê-di;

Mô hình MIKE 11 sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott Để giải hệ phương trình Saint-Venant

❖ Phương trình cơ bả n tính toán xâm nh ậ p m ặ n

Mô đun khuếch tán bình lưu (AD) được xây dựng dựa trên phương trình một chiều về bảo toàn khối lượng của chất hòa tan hoặc lơ lửng, kết hợp với các kết quả tính toán từ mô hình thủy lực.

Mô hình AD giải theo sơ đồ sai phân ẩn, mà về nguyên tắc là ổn định vô điều kiện

C: nồng độ chất khuếch tán; D: hệ số khuếch tán;

A: diện tích mặt cắt ngang (m 2 ); K: hệ số phân huỷ tuyến tính;

C2: nồng độ nguồn; Q: dòng gia nhập (m 3 /s); x: chiều dài dòng chảy (m); t: thời gian

- Phương trình phản ánh 2 cơ chế vận chuyển:

+ Vận chuyển bình lưu/ đối lưu bởi dòng chảy trung bình,

+ Vận chuyển khuếch tán bởi gradient nồng độ

+ Vật chất và nguồn hoàn toàn xáo trộn trong mặt cắt ngang,

+ Vật chất bảo toàn theo định luật khuếch tán bậc nhất Fick, tức là vận chuyển khuếch tán tỷ lệ với gradient nồng độ.

Phương pháp tính toán hiể m ho ạ và xây d ự ng b ản đồ XNM đế n c ấ p xã

Kết quả mô phỏng các kịch bản tính toán cho thấy mực nước và độ mặn tại các vị trí dọc sông trong thời gian tính toán Đồng thời, giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống lấy nước cũng được xác định theo từng kịch bản tính toán.

Để xác định mức độ hiểm họa XNM theo phân bố không gian đến cấp xã ở khu vực cửa sông và ven biển, luận án đã tiến hành tính toán dựa trên một số giả thiết nhất định.

(i) chỉ xét XNM qua hệ thống cấp nước mặt (từ các cống lấy nước từsông), chưa xét XNM qua các tầng nước ngầm;

Nồng độ mặn xâm nhập vào nội đồng của một xã được xác định từ nồng độ mặn tại các cống lấy nước, phụ thuộc vào tỷ lệ diện tích cấp nước và tổng lượng nước lấy từ từng cống Trong trường hợp thông thường, nồng độ này đạt mức S ≤ 1 %o, trong khi kịch bản rủi ro cao có thể lên tới S ≤ 4 %o.

(iii) không xét sự pha loãng của nước đệm trong nội đồng

Dựa trên ba giả thiết kết hợp với phân tích nguyên lý khuếch tán độ mặn và logic toán học, luận án đề xuất Công thức (2-4) để tính toán độ mặn trung bình phân bố theo không gian đến từng xã Công thức này có ưu điểm là xem xét ảnh hưởng của tỷ lệ diện tích cấp nước và tổng lượng cấp nước cho từng cống, giúp thuận tiện trong tính toán và đảm bảo tính khoa học Do đó, độ mặn tại xã thứ (i) khi mực nước ngoài sông có tần suất triều P% (ký hiệu kịch bản: k) sẽ được xác định theo Công thức 2-4.

Si,k: độ mặn tại xã (i) theo kịch bản (k), với i = 1÷243 (i là ký hiệu cho từng xã trong vùng nghiên cứu);

Trong nghiên cứu này, độ mặn của nước tại cống (j) được xác định theo kịch bản (k) cấp nước cho xã (i), với j từ 1 đến n, trong đó n là tổng số cống cấp nước cho xã Hai trọng số wF và wV đại diện cho yếu tố diện tích và tổng lượng nước, với tổng trọng số wF + wV = 1, được xác định là 0,5 cho mỗi yếu tố, thể hiện sự đóng góp ngang nhau của diện tích và lưu lượng Ngoài ra, wFi,k,j và wVi,k,j là trọng số riêng cho cống thứ (j) liên quan đến diện tích cấp nước (Fj) và tổng lượng cấp nước (Vj) theo kịch bản (k) cho xã (i).

Diện tích cấp nước của từng cống được xác định dựa trên bản đồ mạng lưới cấp nước chi tiết, được thu thập từ các công ty KTCT Thủy Lợi trong khu vực nghiên cứu.

Tổng lượng cấp nước từ các cống được xác định dựa trên năng lực lấy nước và thời gian lấy nước dưới độ mặn cho phép, theo các kịch bản mô phỏng Trọng số riêng cho từng cống sẽ được tính toán dựa trên diện tích và tổng lượng cấp nước cho xã, sử dụng công thức cụ thể.

Trong luận án này, thời gian lấy nước từ các cống được xác định dựa trên hai điều kiện chính: Thứ nhất, độ mặn trên sông chính theo kịch bản (k) phải dưới ngưỡng cho phép để lấy nước vào nội đồng (Sk ≤ Scp) Thứ hai, cao trình mực nước trên sông theo kịch bản (k) cần cao hơn cao trình đáy cống (Zk > Zc).

Hình 2.2 Minh họa độ mặn trên sông và ngưỡng độ mặn giới hạn lấy nước

Hình 2.3 Minh họa mực nước trên sông và cao trình cống lấy nước

Hiện tại, chưa có quy định cụ thể về ngưỡng độ mặn cho phép trong việc lấy nước từ các hệ thống sông, nhưng hầu hết các đơn vị khai thác nước tại Nam Định và Thái Bình đều mở cửa lấy nước ở ngưỡng dưới 1 ‰ để đảm bảo an toàn Để đánh giá rủi ro và tác động của xâm nhập mặn (XNM), nghiên cứu đã xây dựng các kịch bản cho các cống lấy nước với ngưỡng dưới 4 ‰ Các nghiên cứu đã chỉ ra mức độ ảnh hưởng của mặn đến năng suất lúa và ngưỡng chịu mặn của một số loại cây trồng, cũng như khả năng chịu mặn của gia súc và gia cầm, từ đó phân loại mức độ hiểm họa theo các cấp độ mặn thành 5 cấp khác nhau.

Bảng 2.1 Mức độ hiểm họa tương ứng với độ mặn lớn nhất

Cấp độ mặn (‰) Cấp độ hiểm họa tương ứng – HS Chú giải

Bảng 2.2 Mức độ hiểm họa tương ứng với thời gian lấy nước

Tổng thời gian lấy nước (giờ) Cấp độ hiểm họa tương ứng - HT Chú giải

Mặn xâm nhập vào các hệ thống sông gây ra độ mặn cao và hạn chế thời gian lấy nước tại các cống Để đánh giá mức độ hiểm họa do xâm nhập mặn (XNM), cần xem xét không chỉ độ mặn lớn nhất mà còn cả thời gian lấy nước Thời gian khai thác nước dài hơn sẽ làm giảm mức độ hiểm họa Dựa trên thời đoạn mô phỏng từ 01/I đến 31/III và phân tích thời gian lấy nước trung bình hàng năm tại các cống do các Công ty khai thác công trình Thủy lợi như Nghĩa Hưng, Nam Ninh, Hải Hậu, Xuân Thủy, Bắc Thái Bình và Nam Thái Bình quản lý, có thể đưa ra những đánh giá chính xác hơn về tình hình này.

50 lục 3), mức độ hiểm họa theo thời gian lấy nước (H T ) có thể được chia thành 5 cấp như Bảng 2.2

Mức độ hiểm họa tại xã (i) theo kịch bản (k) được xác định dựa trên tổ hợp hai yếu tố chính: độ mặn lớn nhất và thời gian lấy nước, theo công thức (2-6) và thông tin trong Bảng 2.3.

Hi,k: mức độ hiểm họa tại xã (i) theo kịch bản (k), với i = 1÷243 (i là ký hiệu cho từng xã trong vùng nghiên cứu);

HSi,k: mức độ hiểm họa ứng với độ mặn lớn nhất tại xã (i) theo kịch bản (k);

HTi,k đại diện cho mức độ hiểm họa liên quan đến thời gian lấy nước tại xã (i) theo kịch bản (k) Các trọng số wS và wT được sử dụng để đánh giá yếu tố độ mặn và thời gian lấy nước trên toàn bộ vùng nghiên cứu, với điều kiện rằng tổng trọng số wS và wT luôn bằng 1.

Qua khảo sát và phân tích các bảng nhật ký về độ mặn và thời gian lấy nước tại các cống trong khu vực nghiên cứu, nhận thấy rằng khi độ mặn ở mức cho phép, thời gian mở cống đóng vai trò quan trọng hơn Thời gian lấy nước qua cống càng dài, càng đáp ứng tốt nhu cầu nước cho nội đồng Theo đánh giá mức độ hiểm họa, thời gian lấy nước dài hơn sẽ giảm thiểu mức độ hiểm họa nhờ đáp ứng đủ tổng lượng nước cần thiết Do đó, so với yếu tố độ mặn, yếu tố thời gian lấy nước được xem xét với trọng số lớn hơn, cụ thể wS = 0.4 và wT = 0.6.

Bảng 2.3 Giá trị mức độ hiểm họ a (H) từ tổ hợp hiểm họa do độ mặn (H S ) và thời gian lấy nước (H T )

Trong nghiên cứu này, chúng tôi phân tích độ mặn riêng theo từng kịch bản (k) và tần suất xuất hiện (P%) của mực nước triều ngoài sông Để xác định cấp độ hiểm họa trung bình cho tất cả các kịch bản trong vùng nghiên cứu, luận án tham khảo các nghiên cứu của Ferrari (2013) và Ranzi (2013), nhằm xác định cấp độ hiểm họa thông qua tổ hợp kịch bản mô tả các giá trị.

Trong nghiên cứu này, hiểm họa trung bình của từng xã trong khu vực được xác định dựa trên tổ hợp hiểm họa theo các kịch bản XNM Cụ thể, hiểm họa trung bình tại xã thứ (i) theo các kịch bản (k) với tần suất P% được tính toán bằng công thức (2-7).

Hi: mức độ hiểm hoạ XNM tổ hợp khi xét trung bình cho tất cả các kịch bản tại địa bàn xã thứ (i);

Phương pháp xây dự ng b ộ tiêu chí và đánh giá tổn thương do xâm nhậ p m ặ n

Luận án đã thực hiện điều tra và khảo sát thực địa, thu thập và phân tích dữ liệu, nghiên cứu tài liệu liên quan đến tính dễ bị tổn thương do XNM tại Việt Nam và trên thế giới Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã tham vấn ý kiến chuyên gia thông qua phiếu phỏng vấn Kết quả từ các hoạt động này đã giúp phát triển một khung tổng quát và trình tự các bước để xây dựng bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do XNM cho khu vực nghiên cứu.

Hình 2.4 Sơ đồ tiếp cận xây dựng bộ tiêu chí đánh giá tổn thương do XNM

Nghiên cứu áp dụng phương pháp DPSIR để xây dựng khung đánh giá các yếu tố bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm môi trường, đồng thời phát triển bộ tiêu chí liên quan Khung DPSIR, được phát triển bởi Cơ quan Môi trường Châu Âu, mô tả các mối quan hệ tương tác giữa xã hội và môi trường (Maxim và cộng sự, 2009) [94].

Khung đánh giá cung cấp hướng dẫn chi tiết cho việc tính toán chỉ số tổng thể về tính dễ bị tổn thương do độ mặn (SVI - salinity vulnerability index), bắt đầu từ các tiêu chí cho đến các chỉ thị và các biến số liên quan.

Tổn thương do tác động của XNM được phân tích qua 53 tiêu chí, mỗi tiêu chí phản ánh một khía cạnh của TDBTT Để đảm bảo tính chính xác, cần hạn chế sự chồng chéo giữa các tiêu chí và chỉ thị Mỗi tiêu chí có thể được thể hiện qua một hoặc nhiều chỉ thị, trong khi mỗi chỉ thị lại bao gồm một hoặc nhiều biến số.

Hình 2.5 Sơ đồ tiếp cận của phương pháp DPSIR

Để xây dựng bộ tiêu chí tổn thương do XNM cho khu vực nghiên cứu, phương pháp SMART được áp dụng nhằm đảm bảo tính khoa học và hiệu quả Phương pháp này yêu cầu các tiêu chí phải cụ thể (Specific) để tránh sự hiểu nhầm, có thể đo lường được (Measurable) để dễ dàng đánh giá mức độ rủi ro, và tính khả thi (Achievable) để đảm bảo có thể thực hiện được Ngoài ra, các tiêu chí cũng cần phải liên quan và phù hợp với mục tiêu bài toán (Relevant), tránh những tiêu chí không rõ ràng, và cuối cùng là có thời hạn (Time-bound) để xác định thời gian thực hiện cụ thể.

Hình 2.7 Sơ đồ tiếp cận của phương pháp SMART

Dựa trên các báo cáo thống kê về thiệt hại do XNM gây ra, khả năng thu thập số liệu từ các nguồn thông tin đáng tin cậy, và thảo luận với các chuyên gia, các tiêu chí, chỉ thị và biến số để đánh giá TDBTT do XNM được lựa chọn bao gồm ba nhóm tiêu chí chính.

Các biến trong tiêu chí độ nhạy phản ánh các đặc điểm xã hội và kinh tế của khu vực, trong đó đặc điểm nhân khẩu và sinh kế đóng vai trò quan trọng Mỗi biến có ảnh hưởng khác nhau đến mức độ dễ bị tổn thương khi xảy ra hiểm họa Chẳng hạn, người có trình độ học vấn cao thường có khả năng bị tổn thương thấp hơn nhờ vào nhận thức và khả năng tiếp cận các giải pháp ứng phó tốt hơn Ngược lại, người già và trẻ em thường dễ bị tổn thương hơn do năng lực và sức chịu đựng yếu hơn Các đặc trưng tính nhạy này có thể được xác định thông qua tài liệu niên giám thống kê hoặc phiếu thu thập tài liệu.

❖ Tiêu chí mức độ phơi nhiễm

Các biến trong tiêu chí mức độ phơi nhiễm thể hiện đối tượng bị ảnh hưởng trong khu vực khi tiếp xúc với hiểm họa Đối với loại hình XNM, các đối tượng có thể bị tác động trực tiếp hoặc gián tiếp bao gồm hoạt động sản xuất nông nghiệp và người lao động trong lĩnh vực này XNM tác động trực tiếp đến sản lượng lúa, hoa màu, cây ăn quả và hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm Mặc dù XNM cũng ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản, nhưng trong phạm vi nghiên cứu của luận án, ảnh hưởng này chưa được đề cập.

Mỗi đối tượng sẽ bị ảnh hưởng khác nhau khi tiếp xúc với cùng một mức độ mặn, với tác động dao động từ 0 (không bị ảnh hưởng) đến 1 (hoàn toàn bị ảnh hưởng) Luận án đã mô tả mức độ ảnh hưởng này một cách tương đối như thể hiện trong Hình 2.8.

Để đánh giá tác động của nước mặn (XNM) đến mức độ phơi nhiễm, nghiên cứu tổng quan trong Chương 1 đã trình bày các kết quả về ảnh hưởng của độ mặn đến các nhóm đối tượng trong sản xuất nông nghiệp Hình 2.8 mô phỏng mối quan hệ giữa độ mặn và mức độ ảnh hưởng tới các đối tượng.

Trong những năm gần đây, tỉnh Nam Định và Thái Bình đã đưa vào gieo trồng nhiều giống lúa mới, bao gồm Bắc thơm số 7, LP5, TBR279, TBR225, HDT10, Nếp 97, CS6-NĐ, Hương cốm 4, BC15 và Thiên ưu 8 Những giống lúa này không chỉ đa dạng hóa sản phẩm nông nghiệp mà còn nâng cao năng suất và chất lượng lúa gạo trong khu vực.

Giống lúa Bắc thơm số 7 chủ yếu được trồng tại tỉnh Nam Định, trong khi các giống TBR225 và BC15 được trồng rộng rãi ở tỉnh Thái Bình Nghiên cứu cho thấy Bắc thơm số 7 không thuộc nhóm giống lúa chịu mặn tốt, với khả năng chịu mặn ở mức 2-3 ‰, tương đương với giống OM5451 Mặc dù các giống lúa có khả năng chịu mặn khác nhau và mức giảm năng suất cũng khác nhau, nhưng chưa có nghiên cứu cụ thể nào đánh giá mức giảm năng suất của các giống này Do đó, nghiên cứu này sẽ dựa vào kết quả đánh giá mức giảm năng suất của giống OM5451 để ước tính mức giảm năng suất cho các giống lúa trồng tại Nam Định và Thái Bình.

Bảng 2.5 Mức giảm năng suất do XNM cho cây lúa Độ mặn (‰) Mức giảm NS %

Cây hoa màu và cây ăn quả có mức chịu mặn dao động từ 1-3 ‰ Khi nồng độ mặn vượt quá 3 ‰, năng suất cây trồng sẽ giảm khoảng 40-50% Nếu mức mặn vượt quá 6 ‰, ảnh hưởng đến năng suất sẽ càng nghiêm trọng hơn.

‰ thì mức giảm đến hơn 90 % và cây có thể chết Đối với nhóm cây ăn quả mức chịu mặn cũng ở mức dưới 1 ‰, ngoại trừổi [77]

- Đối với chăn nuôi, về khả năng chịu mặn của gia súc gia cầm, theo Trung tâm

Khuyến nông quốc gia, các loại gia súc gia cầm như: gà vịt chịu đựng mặn từ 1-2 ‰, heo dưới 4 ‰, trâu, bò và dê dưới 7 ‰, vịt biển từ 11-15 ‰ [78]

❖ Tiêu chí kh ả năng ứ ng phó

Các biến trong tiêu chí khả năng ứng phó phản ánh khả năng chống chịu và phục hồi trước các hiểm họa Để đánh giá tiêu chí này, cần thiết lập phiếu điều tra và phỏng vấn về tình hình xâm nhập mặn (XNM), thu thập thông tin về nhận thức và chuẩn bị ứng phó, tình hình XNM hàng năm, thiệt hại và khắc phục hậu quả, cũng như kế hoạch ứng phó trong 5 năm tới Các câu hỏi cụ thể được trình bày trong Phụ lục 4.

Cần làm rõ tỷ lệ nước ngọt đảm bảo cho phát triển khu vực trong trường hợp xảy ra XNM Các vấn đề quan trọng cần xem xét bao gồm tỷ lệ hộ gia đình được cung cấp nước sinh hoạt hợp vệ sinh, tỷ lệ cơ sở hạ tầng thủy lợi được tu sửa và bê tông hóa thường xuyên, cũng như vai trò của các công trình hồ chứa ở thượng lưu trong việc cấp nước tưới và ngăn chặn mặn.

Phương pháp đánh giá rủ i ro

Rủi ro XNM (rủi ro xuất hiện mưa) tuân theo nguyên lý chung về rủi ro thiên tai, tương tự như rủi ro lũ lụt và hạn hán Rủi ro này là sự kết hợp của nhiều yếu tố liên quan đến hiểm họa, mức độ dễ bị tổn thương và mức độ phơi bày trước các yếu tố thiên tai cần được xem xét kỹ lưỡng.

Theo định nghĩa của IPCC, mức độ phơi nhiễm được xem là một yếu tố quan trọng trong tính dễ bị tổn thương Nghiên cứu này xác định yếu tố hiểm họa do xâm nhập mặn (XNM) thông qua phân tích độ mặn và thời gian lấy nước Yếu tố dễ bị tổn thương được tổng hợp từ ba tiêu chí: tính nhạy, mức độ phơi nhiễm và khả năng chống chịu đối với XNM Tính nhạy liên quan đến các biến nhân khẩu và sinh kế; mức độ phơi nhiễm được xác định qua độ mặn lớn nhất, thời gian lấy nước, số người bị ảnh hưởng và các loại cây trồng bị tác động; khả năng chống chịu liên quan đến thu nhập, tình trạng cấp nước sinh hoạt và sản xuất, khả năng dự báo cảnh báo XNM, cùng các biện pháp ứng phó.

Hình 2.10 Nguyên lý chung của tổ hợp rủi ro thiên tai, IPCC (2012) [2]

Chỉ số rủi ro được xác định tại từng xã thứ (i) trong khu vực nghiên cứu tính cho kịch bản (k) được xác định theo công thức:

R i,k = H i,k V i,k (2-16) là công thức tính toán khả năng xảy ra hiểm họa XNM tại xã thứ (i) cho kịch bản XNM thứ (k), trong đó Hi,k biểu thị khả năng xuất hiện hiểm họa và Vi,k thể hiện mức độ dễ bị tổn thương của xã (i) tương ứng với kịch bản đó.

Chỉ số rủi ro tại từng xã (i) trong khu vực nghiên cứu được xác định cho từng kịch bản (k) Đồng thời, chỉ số rủi ro trung bình cho nhiều kịch bản xảy ra XNM tại từng xã (i) được tính toán theo công thức cụ thể.

Rủi ro XNM tại xã thứ (i) được xác định qua công thức 𝑗=1 (2-17), trong đó Ri,k biểu thị mức độ rủi ro tương ứng với kịch bản (k) Trọng số wk của kịch bản (k) được tính dựa trên tần suất xuất hiện (P%) của kịch bản triều, và m là số lượng kịch bản được tính toán.

Mối quan hệ giữa rủi ro XNM và tần suất xuất hiện của hiểm họa XNM được thể hiện trong Hình 2.11, tương tự như tần suất thủy triều ngoài sông Khi mức Q trong sông không thay đổi, ảnh hưởng của triều lên mực nước càng lớn, thì rủi ro XNM cũng sẽ tăng cao.

Nguyên lý phân cấp rủi ro được thiết lập với giá trị rủi ro Ri dao động từ 0 (không có rủi ro) đến 1 (rủi ro rất cao) Tại các xã, rủi ro được phân loại thành 5 cấp độ: cấp 0 (0-0,01) không có rủi ro, cấp 1 (0,01-0,2) là rủi ro cấp 1, cấp 2 (0,2-0,4) là rủi ro cấp 2, cấp 3 (0,4-0,6) là rủi ro cấp 3, cấp 4 (0,6-0,8) là rủi ro cấp 4 và cấp 5 (0,8-1,0) là rủi ro cấp 5.

Hình 2.11 Hàm rủi ro tương ứng với các tần suất xuất hiện [2]

K ế t lu ận chương 2

Trong chương này, luận án trình bày các cơ sở khoa học để đạt được các mục tiêu đề ra, đặc biệt là mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn (XNM) cho các kịch bản triều và nước bề mặt (NBD) trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình Do tài liệu đo đạc về độ mặn còn hạn chế, nghiên cứu sử dụng mô hình 1 chiều MIKE 11, một công cụ phổ biến cho mô phỏng XNM tại Việt Nam Để xây dựng bản đồ hiểm họa XNM, luận án đề xuất phương pháp dựa trên giá trị độ mặn tối đa và thời gian lấy nước vào nội đồng theo các kịch bản khác nhau Giả thiết cho rằng độ mặn xâm nhập qua các cống lấy nước với tỷ lệ năng lực lấy nước và diện tích phân bổ cho các xã trong khu vực Từ đó, mức độ hiểm họa tại các xã được xác định, cho phép xây dựng bản đồ hiểm họa XNM cho từng kịch bản.

Để đánh giá tính dễ bị tổn thương và rủi ro do XNM, chương này đã xây dựng bộ tiêu chí với các chỉ thị và biến có trọng số Việc xác định các biến không chỉ dựa vào tính phù hợp và logic phản ánh tác động của XNM đến phát triển, mà còn dựa vào khả năng xác định giá trị của các biến Trong nhiều trường hợp, dù biến có liên quan, việc thu thập thông tin hoặc lượng hóa chúng để đánh giá lại gặp khó khăn.

Chương 3 của luận án sẽ trình bày kết quả tính toán và phân tích, nhằm đạt được các mục tiêu nghiên cứu đã đề ra, thông qua các phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận đã được nêu.

Ế T QU Ả ĐÁNH GIÁ RỦ I RO DO XÂM NH Ậ P M Ặ N CHO KHU V Ự C VEN BIỂN THÁI BÌNH – NAM ĐỊNH

Mô ph ỏ ng di ễ n bi ế n xâm nh ậ p m ặ n

3.1.1 Thi ế t l ậ p mô hình và hi ệ u ch ỉ nh, ki ểm đị nh mô hình mô ph ỏ ng

3.1.1.1 Thi ế t l ậ p mô hình mô ph ỏ ng

Trong nghiên cứu, mô hình mô phỏng được thiết lập với 9 biên trên tại các trạm thủy văn trên các nhánh sông và 8 biên dưới ở vị trí ngoài biển cách cửa sông 15-25 km Biên mặn ở biên trên được xác định là 0 ‰, trong khi biên mặn ngoài biển đồng nhất là 32 ‰, dựa trên số liệu thực đo tại Hòn Dấu từ năm 2000-2016 Các trạm kiểm tra, bao gồm trạm mực nước, lưu lượng và trạm đo mặn, đã được xác định để sử dụng trong quá trình hiệu chỉnh và kiểm định mô hình, được thể hiện trong sơ đồ mạng lưới.

Bảng 3.1 Danh sách các tr ạ m biên trên

Bảng 3.2 Danh sách các vị trí biên dưới

TT Tên sông Tọa độ

Trong mạng mô phỏng thủy lực, tài liệu địa hình và mặt cắt sông đã được thu thập và cập nhật đến năm 2019 từ Liên đoàn Khảo sát Khí tượng Thủy văn Tổng số mặt cắt trên các sông được trình bày trong Bảng 3-3 Đối với đoạn từ cửa sông đến vị trí biên ngoài biển, mặt cắt được giả định dựa trên điều kiện địa hình vùng bờ với độ rộng khoảng 100 m và chiều sâu từ 20-30 m.

Trong nghiên cứu này, việc nhập lưu khu giữa đã bị bỏ qua và không được tính toán Do quá trình tính toán XNM diễn ra trong mùa kiệt với lượng mưa nhỏ và hầu như không có mưa, lượng mưa sinh ra chỉ đủ để thấm và không đủ lớn để tạo ra dòng chảy Điều kiện ban đầu được xác định tại tất cả các nút, bao gồm lưu lượng, mực nước và độ mặn, theo tài liệu thực đo vào thời điểm bắt đầu tính toán.

Hình 3.1 Sơ họa mạng lưới tính toán thủy lực sông Hồng – Thái Bình

Bảng 3.3 Số mặt cắt trên các sông trong mạng mô phỏng

TT Sông Số mặt cắt TT Sông Số mặt cắt

3.1.1.2 Hi ệ u ch ỉ nh và ki ểm đị nh mô hình Để mô phỏng diễn biến mặn, thì quá trình tính toán thủy lực và tính toán lan truyền mặn trong mô hình MIKE 11 diễn ra song song Tuy nhiên, để hiệu chỉnh và kiểm định các bộ thông số thì việc hiệu chỉnh và kiểm định được thực hiện theo phương pháp thử sai với hai bước (1) hiệu chỉnh thông sốmô đun thuỷ lực (Hydrodynamic - HD) và (2) hiệu chỉnh các thông số mô đun truyền tải – khuếch tán (Advection Dispesion - AD) Quá trình hiệu chỉnh và kiểm định nhằm xác định các thông số sao cho kết quả tính toán phù hợp nhất với giá trị thực đo, thể hiện thông qua các chỉ sốđánh giá sai số: hệ sốxác định giữa các trị số thực đo và tính toán (r 2 ) và sai số tuyệt đối (∆S) trong trường hợp các giá trị đo mặn không liên tục

Hệ số xác định r 2 được xác định theo công thức sau: r 2 = ∑ (y n i=1 i -y ̅) 2 - ∑ (y n i=1 i -y ̂) i 2

Giá trị r 2 nằm trong khoảng 0-1, giá trị r 2 càng cao thể hiện mức độ liên kết càng chặt chẽ Sai số tuyệt đối là:

∆𝑆 = |𝑋 𝑚𝑎𝑥 − 𝑌 𝑚𝑎𝑥 | (3-2) trong đó: ∆S: sai số giữa giá trị Xmax lớn nhất thực đo và giá trị Ymax lớn nhất tính toán

Để hiệu chỉnh các thông số của mô hình thủy lực, nghiên cứu đã lựa chọn chuỗi số liệu thực đo từ 1/I-31/III/2012 Kết quả cho thấy, tại trạm Sơn Tây, hệ số r² đạt 0,92 khi so sánh lưu lượng dòng chảy, trong khi tại trạm Trực Phương, hệ số này chỉ đạt 0,72 khi so sánh mực nước Việc kiểm định bộ thông số được thực hiện với chuỗi số liệu từ 1/I-31/III/2011, cho thấy một số trạm như Sơn Tây, Hà Nội và Ghềnh có thể đạt chỉ số r² trên 0,8.

Trạm Quyết Chiến chỉ đạt chỉ số r 2 là 0,70, cho thấy hiệu suất dòng chảy tại đây không cao Thông tin chi tiết về các trạm kiểm tra và biểu đồ quá trình dòng chảy tại một số trạm điển hình được trình bày trong Bảng 3.4 và Hình 3.2, Hình 3.3.

Bảng 3.4 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình HD

Yếu tố hiệu chỉnh Hệ số r 2

Mực nước Lưu lượng Hiệu chỉnh Kiểm định

Biểu đồ lưu lượng dòng chảy tại trạm Sơn Tây (bên trái) và Hà Nội (bên phải) từ ngày 1 tháng 1 đến 31 tháng 3 năm 2012 cho thấy sự so sánh giữa dữ liệu tính toán và thực đo, đồng thời được hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác.

Biểu đồ quá trình mực nước tại trạm Sơn Tây và Thượng Cát từ ngày 1/1 đến 31/3/2011 cho thấy kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực đạt được chất lượng tốt Bộ thông số nhám đã cho kết quả chính xác, với sự xuất hiện đỉnh triều đồng pha tại hầu hết các vị trí kiểm tra, cho thấy sự phù hợp giữa tính toán và thực đo Điều này chứng tỏ mô hình có độ tin cậy cao để tính toán các kịch bản.

Để hiệu chỉnh và kiểm định mô đun truyền tải khuếch tán (AD) trong mô hình lan truyền mặn, hệ số khuếch tán (dispersal factor) là thông số quan trọng Thông số này phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy cùng với hai yếu tố chính là hệ số khuếch tán a và số mũ khuếch tán b Việc xác định độ phù hợp của các thông số này tương tự như trong mô đun thủy lực, thông qua phương pháp thử dần.

Trong quá trình chạy mô hình, nhận thấy rằng hệ số khuếch tán (a) tăng lên sẽ làm tăng cả giá trị đỉnh và chân tính toán, kéo dài biên độ dao động mặn, trong khi giảm hệ số này chỉ làm giảm mạnh giá trị đỉnh mà chân lại ít thay đổi Số mũ khuếch tán (b) tăng dẫn đến biên độ mặn cũng tăng Khi thông số khuếch tán nhỏ nhất (Dmin) tăng, nó giúp khắc phục tình trạng chân mặn quá thấp, trong khi giảm thông số này sẽ kéo dài chân hơn Ngược lại, khi thông số khuếch tán lớn nhất (Dmax) tăng, phạm vi dao động đỉnh triều sẽ được mở rộng, còn giảm sẽ khiến chân mực nước thấp hơn Kết quả được tổng hợp trong Bảng 3.5 và Bảng 3.6.

Việc đo mặn tại các trạm trên lưu vực sông Hồng chỉ được thực hiện vào những ngày triều cường và triều kém trong tháng, dẫn đến việc đánh giá các thông số mô hình AD dựa trên số liệu đo đạc tại các thời điểm cụ thể Nghiên cứu so sánh giá trị thực đo và giá trị tính toán tại các trạm kiểm tra có đủ số liệu để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

Việc đo mặn tại các trạm kiểm tra không liên tục gây khó khăn trong việc hiệu chỉnh và kiểm định mô đun truyền mặn Kết quả so sánh giữa thực đo và tính toán cho thấy mức độ chênh lệch độ mặn lớn nhất lên tới 2,18, tuy nhiên, hầu hết các trạm đều có mức độ dao động nhỏ, với mức trung bình khoảng 0,14.

Trong quá trình hiệu chỉnh, độ chênh lệch độ mặn được ghi nhận là 0,02 ‰ trong bước kiểm định mô hình Sự khác biệt này cho thấy rằng mức chênh lệch độ mặn lớn nhất giữa các phép đo và tính toán là chấp nhận được, cho phép thực hiện mô phỏng trong các kịch bản tiếp theo một cách hiệu quả.

Bảng 3.5 Kết quả tính toán hiệu chỉnh mô đun AD tại một số trạm kiểm tra

Bảng 3.6 Kết quả tính toán kiểm định mô đun AD tại một số trạm kiểm tra

3.1.2 Xây d ự ng các k ị ch b ả n mô ph ỏ ng

Bản đồ hiểm họa được xây dựng từ kết quả của XNM, dựa trên các kịch bản tính toán theo mực nước triều và tần suất xuất hiện Nghiên cứu này đã đề xuất hai nhóm kịch bản mô phỏng nhằm phục vụ cho mục đích đó.

(1) Nhóm kịch bản tần suất triều và (2) Nhóm kịch bản NBD, cụ thể như sau:

Để xác định mức độ hiểm họa xâm nhập mặn (XNM) tại vùng cửa sông và ven biển, luận án đã thực hiện các tính toán dựa trên một số giả thiết Trong đó, giả thiết chỉ xem xét XNM qua hệ thống cấp nước mặt từ các cống lấy nước sông, không tính đến XNM qua tầng nước ngầm và sự pha loãng của nước đệm trong nội đồng Mặc dù độ mặn lấy nước (Scp) dưới 1 ‰ có thể không gây nguy hiểm cho hoạt động sản xuất, nhưng nếu thời gian lấy nước bị hạn chế, hiểm họa cho sản xuất vẫn có thể xảy ra.

Xây d ự ng b ản đồ hi ể m h ọ a xâm nh ặ p m ặ n

3.2.1 Xây d ự ng b ản đồ hi ể m h ọ a xâm nh ậ p m ặ n ứ ng v ớ i các k ị ch b ả n m ực nướ c tri ề u

❖ Kịch bản 1: Tần suất triều 25 %, độ mặn cấp nước dưới 1 ‰

Khi độ mặn của nước dưới 1 ‰, các cống lấy nước không gây hại cho cây trồng và vật nuôi Tuy nhiên, việc hạn chế thời gian lấy nước có thể dẫn đến tác động tiêu cực Dựa trên mô phỏng độ mặn, thời gian lấy nước an toàn đã được xác định cho 243 xã ven biển tại Nam Định và Thái Bình Trong khoảng thời gian từ 1/1 đến 31/3, chỉ có khoảng 5 xã ở Nam Định và 16 xã ở Thái Bình có thể lấy nước trên 1728 giờ, tương ứng với nguy cơ cấp 1 Số xã chịu ảnh hưởng ở cấp 2 (1296÷1727 giờ) cũng không nhiều Đặc biệt, 61 xã ở Nam Định và 57 xã ở Thái Bình có thời gian cấp nước dưới 431 giờ, tương ứng với nguy cơ cấp 5.

Hình 3.13 Diễn biến độ mặn dọc sông Đáy (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với các Kịch bản NBD

Hình 3.14 Diễn biến độ mặn dọc sông Ninh Cơ (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với các Kịch bản NBD

Hình 3.15 Diễn biến độ mặn dọc sông Hồng (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với các Kịch bản NBD

Hình 3.16 Diễn biến độ mặn dọc sông Trà Lý (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với các Kịch bản NBD

Hình 3.17 Diễn biến độ mặn dọc sông Thái Bình (từ vị trí biên vào lục địa) ứng với các Kịch bản NBD

Hình 3.18 Diễn biến mực nước và độ mặn tại một số vị trí cống ứng với kịch bản nền

Khi xem xét đồng thời độ mặn và thời gian lấy nước, có thể thấy rằng mặc dù độ mặn trong nội đồng của các xã đều dưới 1‰ và không gây ra hiểm họa, nhưng thời gian lấy nước vẫn là yếu tố quan trọng cần được chú ý.

Trong khu vực nghiên cứu, 82 xã được cấp nước khác nhau, dẫn đến cấp độ hiểm họa cũng khác nhau Phân tích cho thấy, chỉ có các cấp độ hiểm họa 1, 2 và 3, không có xã nào ở cấp độ 4 và 5 Khoảng 50% số xã chịu ảnh hưởng ở cấp độ 3 thuộc tỉnh Nam Định và Thái Bình Số xã chịu ảnh hưởng cấp độ 1 và 2 ở hai tỉnh tương đương, nhưng tỉnh Thái Bình có 45 xã ở cấp độ 1, nhiều hơn so với 34 xã của tỉnh Nam Định Điều này phản ánh tình trạng xâm nhập mặn trên hệ thống sông của tỉnh Nam Định diễn ra mạnh hơn so với tỉnh Thái Bình.

Bảng 3.9 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa tương ứng với thời gian lấy nước (H T ), kịch bản tần suất triều P = 25 % và S cp ≤ 1 ‰

Tổng thời gian lấy nước (giờ)

Mức độ hiểm họa tương ứng – H T

Số xã chịu tác động Nam Định Thái Bình

Bảng 3.10 Thống kê số xã chịu ảnh hưởng theo cấp độ hiểm họa với kịch bản tần suất triều P = 25 % và S cp ≤ 1 ‰

Cấp Mức độ hiểm họa

Bản đồ hiểm họa XNM được xây dựng dựa trên phân tích độ mặn và thời gian cấp nước, nhằm mô tả ảnh hưởng của XNM đến các xã trong khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, phương pháp này còn hạn chế khi chỉ mô phỏng diễn biến XNM trên hệ thống sông chính mà chưa thể hiện được tác động vào nội đồng qua hệ nước mặt và nước ngầm Điều này cũng khác biệt so với các loại hình hiểm họa khác như ngập lụt, nơi có thể xác định rõ vùng ngập Do đó, bản đồ được thiết kế theo ranh giới hành chính để phản ánh các cấp độ ảnh hưởng đến từng xã.

Bản đồ hiểm họa XNM cho 243 xã trong vùng nghiên cứu đã được phân tích dựa trên kịch bản triều với tần suất P = 25% Đặc biệt, độ mặn của nước dưới 1 ‰ được thể hiện rõ trong Hình 3.19.

Hình 3.19 Hiểm họa XNM tại các xã theo kịch bản triều 25 % Độ mặn cấp nước dưới 1 ‰

❖ Nhóm kịch bản 2: Tần suất triều 1 %, 5 %, 10 %, 20 % và 25 %, độ mặn cấp nước dưới 4 ‰

Độ mặn của nước có thể đạt mức tối đa 4 ‰, gây ra nhiều hiểm họa với các tác động khác nhau Phân tích 123 xã trong vùng nghiên cứu cho thấy tại tỉnh Nam Định, một số xã có độ mặn lớn nhất dưới 3,2 ‰ trong các kịch bản tần suất 10 %, 20 % và 25 %, trong khi phần lớn các xã có độ mặn trên 3,21 ‰ (cấp 5) Tương tự, tại tỉnh Thái Bình, trong nhóm kịch bản triều, chỉ có 6 xã trong tổng số 120 xã có độ mặn dưới 3,2 ‰ ở tần suất triều P = 25 ‰, còn lại 100 % các xã đều vượt ngưỡng 3,21 ‰.

Trong kịch bản 2, thời gian cấp nước tại tỉnh Nam Định có xu hướng khả quan hơn so với kịch bản 1, nơi nhiều xã bị hạn chế về thời gian cấp nước Sự phân bổ số xã ở các cấp từ 1 đến 4 cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm kịch bản 10 %, 20 % và 25 % so với kịch bản triều 1 % và 5 %.

Do ảnh hưởng của triều lớn, mặn xâm nhập sâu vào sông, diễn biến độ mặn tại các cửa lấy nước cũng thay đổi, dẫn đến thời gian lấy nước ở ngưỡng độ mặn cho phép cũng biến động theo xu hướng triều Do đó, thời gian cấp nước ở các xã cũng bị ảnh hưởng.

Số lượng xã chịu ảnh hưởng bởi hiểm họa do thời gian lấy nước đang ở mức độ 3, tương ứng với các tần suất 10%, 20% và 25%, cho thấy rõ ràng sự gia tăng của các kịch bản triều.

Theo thống kê, có 38 xã đã giảm xuống còn 30 xã ứng với tần suất 1% và 5% Sự thay đổi này xảy ra do 8 xã đã nâng cấp từ hiểm họa cấp 3 lên cấp 4, dẫn đến việc thời gian cấp nước bị hạn chế hơn khi triều dâng cao.

Bảng 3.11 trình bày thống kê số xã tại tỉnh Nam Định bị ảnh hưởng bởi các cấp độ hiểm họa tương ứng với độ mặn lớn nhất và tần suất triều với S cp ≤ 4 ‰.

Cấp độ mặn (‰) Mức độ hiểm họa tương ứng – H S

Bảng 3.12 trình bày thống kê số xã tại tỉnh Thái Bình bị ảnh hưởng bởi các cấp độ hiểm họa tương ứng với độ mặn lớn nhất và tần suất triều, với S cp ≤ 4 ‰ Thông tin này giúp đánh giá mức độ rủi ro và tác động của hiện tượng xâm nhập mặn đối với các xã trong tỉnh.

(‰) Mức độ hiểm họa tương ứng – H S

Bảng 3.13 trình bày thống kê số xã tại tỉnh Nam Định bị ảnh hưởng bởi các cấp độ hiểm họa tương ứng với thời gian lấy nước và tần suất triều, với S cp ≤ 4 ‰.

Tổng thời gian lấy nước

Mức độ hiểm họa tương ứng – H T

Tổng 123 xã thuộc tỉnh Thái Bình cho thấy sự biến động về số lượng xã ở mỗi cấp hiểm họa không lớn, nhưng vẫn phản ánh tác động của triều cường đến môi trường địa phương.

Sự biến động trong việc cấp nước đã ảnh hưởng đến 85 xã, với xu hướng chung là một số xã chuyển đổi cấp độ nguy hiểm Cụ thể, tổng số xã ở cấp độ hiểm họa 1 và 2 đã giảm từ 47 xã xuống còn 44 xã trong các kịch bản triều 20% và 25%, do các xã này đã nâng lên cấp hiểm họa cao hơn Ngược lại, tổng số xã ở cấp 3 và 4 đã tăng từ 59 xã lên 62 xã khi xét theo các kịch bản tần suất triều 5% và 10% Đặc biệt, ở cấp hiểm họa 5, số xã tăng từ 14 xã ở các kịch bản triều dưới 1% lên 18 xã trong kịch bản triều 1%, cho thấy rõ rệt ảnh hưởng của triều đến khả năng lấy nước vào nội đồng.

Thi ế t l ậ p b ộ tiêu chí đánh giá tính dễ b ị t ổn thương do xâm nhậ p m ặ n

Trong mục 2.4, phương pháp xây dựng bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do XNM đã được trình bày, bao gồm các chỉ thị và biến liên quan Mục 2.5 đề cập đến phương pháp xác định trọng số cho các tiêu chí này Đối với tiêu chí tính nhạy, các chỉ thị và biến được lựa chọn bao gồm đặc điểm nhân khẩu và sinh kế của khu vực, với các biến như dân số trung bình, mật độ dân số, số người dưới 15 và trên 60 tuổi, tỷ lệ nam, trình độ văn hóa, tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo, cùng với số lao động phi nông nghiệp Những biến này cho thấy rõ mối liên hệ giữa cấu trúc dân số và khả năng dễ bị tổn thương của khu vực.

Khi giá trị của 93 lệ hộ nghèo và cận nghèo tăng lên, tính nhạy cảm với thiên tai XNM cũng cao hơn, dẫn đến khả năng bị tổn thương lớn hơn Ngược lại, với các biến như tỷ lệ nam giới, trình độ văn hóa và số lao động phi nông nghiệp, giá trị cao sẽ làm giảm tính nhạy, tức là khả năng bị tổn thương thấp hơn Chẳng hạn, tỷ lệ nam giới trong một gia đình thường có khả năng ứng phó tốt hơn với thiên tai so với nữ giới Hơn nữa, người có trình độ học vấn cao thường nhận thức tốt hơn về thiên tai và có ý thức phòng tránh tốt hơn Bảng 3.26 đã phân tích các mối quan hệ này và thể hiện các biến cùng trọng số của tiêu chí tính nhạy.

Bảng 3.26 T iêu chí tính nhạy và trọng số các biến

Tiêu chí Chỉ thị Biến Ký hiệu Đơn vị Trọng số

Mật độ dân số S2 Người/km 2 0,16

Số người dưới 15 tuổi và trên

Tỷ lệ dân số tốt nghiệp THPT S5 0,16

Tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo S6 0,07

Số lao động phi nông nghiệp S7 Người 0,16

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ phơi nhiễm trong nông nghiệp bao gồm diện tích các nhóm cây trồng như lúa vụ Đông Xuân, hoa màu, cây ăn quả và số lượng đàn chăn nuôi Để xác định diện tích cây trồng và số lượng đàn chăn nuôi bị ảnh hưởng, cần xem xét độ mặn xâm nhập và khả năng chịu mặn của từng nhóm cây trồng, cũng như thời gian cung cấp nước Khi hoạt động sản xuất nông nghiệp bị tác động, người lao động trong lĩnh vực này cũng sẽ chịu ảnh hưởng tương ứng Mức độ phơi nhiễm càng cao khi số lượng các đối tượng càng lớn, dẫn đến thiệt hại lớn hơn Bảng 3.27 liệt kê các biến thuộc tiêu chí mức độ phơi nhiễm và cung cấp kết quả tính toán các trọng số mô tả sự ràng buộc giữa chúng Để đánh giá khả năng chống chịu trước xâm nhập mặn (XNM), các chỉ số về ứng phó và khắc phục như thu nhập từ lao động phi nông nghiệp, thu nhập bình quân đầu người, tỷ lệ cấp nước hợp vệ sinh và tỷ lệ cơ sở hạ tầng được xem xét.

Việc sửa chữa thường xuyên, tỷ lệ bê tông hóa hệ thống tưới tiêu, cùng với mức cấp nước tưới và khả năng đẩy mặn là những yếu tố quan trọng trong công tác ứng phó với xâm nhập mặn (XNM) Các hoạt động tập huấn, dự báo cảnh báo và nâng cao nhận thức về XNM và ngập bão (NBD) cũng đóng vai trò thiết yếu Ngoài ra, việc sử dụng các bản đồ phân vùng XNM và triển khai các giải pháp ứng phó, cùng với nguồn nhân lực và vật lực tại chỗ, sẽ cải thiện khả năng ứng phó và khắc phục thiên tai Nhìn chung, giá trị càng cao thì khả năng đối phó với thiên tai càng tốt, dẫn đến mức độ tổn thương thấp hơn Bảng 3.28 tổng hợp các biến mô tả sự chống chịu rủi ro XNM và kết quả tính toán các trọng số thể hiện sự đóng góp giữa các biến.

Bảng 3.27 Tiêu chí mức độ phơi nhiễm thiệt hại và trọng số các biến

Tiêu chí Chỉ thị Biến Ký hiệu Đơn vị Trọng số

CẤP NƯỚC Độ mặn giới hạn E1 ‰ 0,16

Tổng thời gian cấp nước E2 Giờ 0,25

NGƯỜI Số người lao động trong lĩnh vực nông nghiệp bị ảnh hưởng

Cây ăn quả bịảnh hưởng E6 0,08

Gia súc, gia cầm bị ảnh hưởng E7 Số con 0,07

Trong nghiên cứu này, các chỉ số nhân khẩu và sinh kế (S1-S7), số lao động trong nông nghiệp (E3), thu nhập bình quân (A1-A2), và tỷ lệ cấp nước hợp vệ sinh (A3) được xác định từ Niên giám thống kê của các huyện Bên cạnh đó, sản lượng nông nghiệp chịu ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn (E4-E7) được dựa trên tài liệu Niên giám thống kê và các nghiên cứu trước đây về tác động của độ mặn đến cây trồng và vật nuôi Cuối cùng, các chỉ số khả năng ứng phó và khắc phục (A4-A12) được thu thập qua điều tra thực địa, phỏng vấn, và báo cáo công tác phòng chống thiên tai hàng năm tại địa phương.

Bài viết đề cập đến việc xác định các biến A4-A12 thông qua các câu hỏi chi tiết liên quan đến công tác tập huấn và nâng cao năng lực ứng phó với XNM Cụ thể, các câu hỏi về tập huấn bao gồm số lượng người tham gia, số đợt tổ chức trong năm và nội dung của các buổi tập huấn Đối với công tác dự báo và cảnh báo, các câu hỏi tập trung vào thời gian dự báo, độ tin cậy và cơ sở hạ tầng phục vụ cho công tác này Cuối cùng, bài viết cũng đánh giá nhận thức của địa phương về XNM thông qua công tác tuyên truyền và hoạt động liên quan.

Trong năm qua, đã thực hiện 95 động tổng kết, thống kê thiệt hại và công tác ứng phó Cần xem xét việc sử dụng các bản đồ phân vùng XNM để phục vụ cho kế hoạch ứng phó, bao gồm việc kế thừa hoặc tự xây dựng các bản đồ này và phổ biến cho các đơn vị liên quan Đối với giải pháp và phương án ứng phó, cần trả lời các câu hỏi về việc xây dựng các kịch bản XNM, giải pháp cụ thể cho từng tình huống xảy ra, và mức đầu tư cho các giải pháp đó Cuối cùng, về nguồn nhân lực và vật lực, cần xác định số lượng nhân lực, vật tư, trang thiết bị, phương tiện, và quỹ phòng chống thiên tai.

B ả ng 3.28 Tiêu chí kh ả năng chố ng ch ị u và tr ọ ng s ố các bi ế n

Tiêu chí Chỉ thị Biến Ký hiệu Đơn vị Trọng số

Thu nhập từ nguồn lao động phi nông nghiệp

Thu nhập bình quân đầu người

Tỷ lệ cấp nước hợp vệ sinh A3

Tỷ lệ cơ sở hạ tầng được tu sửa thường xuyên

Tỷ lệ hệ thống tưới/ tiêu được bê tông hóa

Cấp nước tưới và đẩy mặn A6 Đánh giá theo thang điểm 5

0,11 Tập huấn ứng phó xâm nhập mặn

Nhận thức về XNM và NBD

A9 Đánh giá theo thang điểm 25

Bản đồ phân vùng XNM A10 Đánh giá theo thang điểm 5

0,07 Giải pháp, Phương án ứng phó đối với XNM

Nguồn nhân lực, vật lực A12 0,05

Đánh giá tính dễ bị tổn thương

Để đánh giá tính dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn (XNM) trong khu vực nghiên cứu, luận án tập trung vào các kịch bản thuộc nhóm kịch bản 2 và nhóm kịch bản 4, với điều kiện lấy nước có độ mặn dưới 4 ‰ trong các kịch bản tần suất triều khác nhau.

Trong khu vực nghiên cứu, kết quả phân tích hiểm họa cho thấy các xã ứng với kịch bản 1 chỉ có mức độ hiểm họa dao động từ cấp 1 đến cấp 3, thấp hơn so với kịch bản 2, nơi phần lớn các xã chịu hiểm họa ở cấp 3 đến cấp 5 Tương tự, kịch bản 3 cũng cho thấy mức độ hiểm họa tương tự.

Để giảm khối lượng tính toán, luận án chỉ tập trung vào hai kịch bản 2 và 4, nơi có số lượng xã chịu hiểm họa cao lớn Mục đích là làm rõ tính dễ bị tổn thương và rủi ro trong điều kiện hiểm họa mặn cao, từ đó đề xuất các giải pháp ứng phó và thích nghi, được trình bày trong Mục 3.6.

3.4.1 Đánh giá tiêu chí tính nhạ y (S) Để đánh giá tính nhạy thông qua chỉ thị về nhân khẩu và sinh kế và các biến lựa chọn, các số liệu này được thu thập từ Niên giám thống kê của các huyện thuộc tỉnh Nam Định và Thái Bình năm 2017 Số liệu được tổng hợp đại diện cho các huyện trong Bảng 3.29 thống kê theo xã có kết quả lớn nhất (max) và xã có kết quả nhỏ nhất (min), kết quả này dựa trên số liệu chi tiết của từng xã được thể hiện trong Phụ lục 7.1

Dựa trên số liệu thống kê, có sự chênh lệch lớn về số dân và mật độ dân số giữa các xã, với mức thấp nhất là 175 người/km² (xã Nam Phú - Tiền Hải) và mức cao nhất lên đến 5500 người/km² (TT Diêm Điền - Thái Thụy) Mật độ dân số cao làm tăng mức độ ảnh hưởng khi thiên tai xảy ra, đặc biệt đối với người lao động trong lĩnh vực nông nghiệp và các hộ gia đình nghèo hoặc cận nghèo Trong số 243 xã được nghiên cứu, tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo cũng có sự chênh lệch đáng kể, từ 1,33% (TT Liễu Đề - Nghĩa Hưng) đến 9,81% (xã An Bình - Kiến Xương), cho thấy những xã có tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo cao sẽ có nguy cơ bị tổn thương lớn hơn.

Theo thống kê, sự chênh lệch giới tính tại các xã là khá rõ rệt, với tỷ lệ nam giới thấp hơn nữ giới từ 3% đến 10% Đặc biệt, xã Thụy Hà - Thái Thụy chỉ có khoảng 38% nam giới Tuy nhiên, cần lưu ý rằng một số lượng đáng kể nam giới đang làm việc tại các khu vực ngoài nơi cư trú.

Tỷ lệ dân số dưới 15 tuổi và trên 60 tuổi giữa các xã tương đối đồng đều, cho thấy sự phân bố nhân khẩu học ổn định trong cộng đồng.

38 % Cùng với đó là tỷ lệ người trong độ tuổi lao động tốt nghiệp THPT chiếm trên

98 %, đây là tỷ lệ rất cao trong khu vực nghiên cứu

Bảng 3.29 Thống kê số liệu về tính nhạy tính theo đơn vị cấp xã

NHÂN KHẨU VÀ SINH KẾ

Mật độ dân s ố (ngườ i /km 2 )

Trình độ văn hóa (TN THPT)

Tỷ lệ hộ nghèo và c ậ n nghèo (%)

Số lao động phi nông nghiệp

Việc chuẩn hóa dữ liệu, như đã trình bày ở Chương 2 (Công thức 2-8 và 2-9), giúp đưa các giá trị của các biến có thứ nguyên khác nhau về một khoảng giá trị đồng nhất.

Bảng 3.30 tóm tắt kết quả chuẩn hóa dữ liệu cho từng xã trong phạm vi nghiên cứu, cho phép tính toán xác định tính nhạy từ mức 0 (thấp) đến 1 (cao) cho từng xã.

Các xã ven biển thuộc Nam Định có chỉ số tính nhạy cao hơn Thái Bình, nhưng một số xã ở Thái Bình lại có chỉ số đặc biệt lớn với Index = 1 Trong 7 biến của tính nhạy, các biến từ S1 đến S4 có trọng số cao nhưng khó cải thiện do đặc điểm và đặc thù địa phương Biến S5 về trình độ văn hóa tốt nghiệp THPT ở hầu hết các xã đều đạt chỉ số rất tốt, không thể cải thiện thêm Chỉ có hai biến có khả năng cải thiện là giảm tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo (S6) và chuyển đổi cơ cấu kinh tế từ trồng lúa sang các hoạt động khác.

98 ngành nghề phi nông nghiệp (S7) để tăng số lao động phi nông nghiệp, từđó giảm chỉ số tính nhạy dẫn đến sẽ giảm chỉ số TDBTT

Bảng 3.30 Thống kê dữ liệu chuẩn hóa về tính nhạy tính theo đơn vị cấp xã

TT Tỉnh Huyện Giới hạn

Chỉ số đã được chuẩn hóa (Index)

S3 (số ngườ i dưới 15 tuổi và trên 60 tu ổ i)

S6 (tỷ l ệ h ộ nghèo và cận nghèo)

S7 (số lao động phi nông nghi ệ p)

Để giảm chỉ số tính nhạy S6 cho các xã, cần căn cứ vào kết quả tính toán cụ thể được trình bày trong Phụ lục 7.1 và thống kê trong Bảng 3.30 Qua đó, xác định được thứ tự ưu tiên cho từng xã nhằm tối ưu hóa chỉ số này.

An Bình, Thượng Huyền, Bình Nguyên (Kiến Xương); và giảm chỉ số S7 cho các xã Thái Thủy (Thái Thụy), Tây Ninh (Tiền Hải), và Vũ Sơn (Kiến Xương)

3.4.2 Đánh giá tiêu chí mức độ phơi nhiễ m (E)

Giá trị các biến thuộc tiêu chí độ phơi nhiễm được xác định dựa trên số liệu thống kê năm 2017 của các huyện Để đánh giá sản lượng cây trồng và số lượng vật nuôi bị ảnh hưởng, cần xem xét độ mặn xâm nhập lớn nhất và khả năng chịu mặn của các nhóm đối tượng Ngoài ra, người lao động trong lĩnh vực nông nghiệp cũng bị tác động do sự suy giảm sản lượng nông nghiệp.

Nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của mặn đến cây trồng và vật nuôi trong khu vực cho thấy mức độ phơi nhiễm theo các kịch bản mực nước triều và NBD Dưới kịch bản XNM với tần suất triều 1%, sản lượng lúa bị ảnh hưởng dao động từ 0 đến hơn 910 tấn, trong đó một số khu vực không bị ảnh hưởng do không có diện tích trồng lúa Đối với nhóm hoa màu, sản lượng bị ảnh hưởng từ 0 đến 800 tấn, trong khi sản lượng cây ăn quả bị ảnh hưởng từ 0 đến 592 tấn Số lượng gia súc gia cầm bị ảnh hưởng dao động từ hơn 3,8 ngàn đến 114 ngàn con, và số người lao động trong lĩnh vực nông nghiệp bị ảnh hưởng từ 382 đến hơn 3600 người Thống kê thiệt hại tại các huyện theo kịch bản triều 1% được trình bày trong Bảng 3.31 và giá trị chuẩn hóa trong Bảng 3.32, với chi tiết cho từng xã được thể hiện trong Phụ lục 7.2.

Kết quả từ Bảng 3.32 cho thấy vùng cửa sông, ven biển Nam Định có mức độ phơi nhiễm cao hơn Thái Bình, đặc biệt tại các huyện Nghĩa Hưng, Giao Thủy và Tiền Hải Các xã Nghĩa Hải, Nghĩa Phong (Nghĩa Hưng), Hồng Thuận (Giao Thủy), Nam Hồng, Nam Trung (Tiền Hải) ghi nhận chỉ số phơi nhiễm cao Ngoài ra, các biến E1 (độ mặn giới hạn), E2 (thời gian lấy nước) và E3 (số lao động trong ngành nông nghiệp dễ bị ảnh hưởng bởi XNM) có trọng số cao trong tỷ lệ phơi nhiễm XNM, do đó cần điều chỉnh các chỉ số này.

3.4.3 Đánh giá tiêu chí khả năng ứ ng phó (A)

Theo Niên giám thống kê năm 2017, thu nhập bình quân của người lao động phi nông nghiệp tại các huyện trong khu vực nghiên cứu dao động từ 2,75-4,12 triệu VNĐ/tháng, trong khi thu nhập trung bình đầu người lao động ở tất cả các nhóm ngành nghề chỉ đạt khoảng 2,21-3,12 triệu VNĐ/tháng Những con số này cho thấy thu nhập bình quân đầu người trong khu vực nghiên cứu khá thấp so với mức trung bình nông thôn toàn tỉnh, khoảng 4,3 triệu VNĐ/tháng.

Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn (R) và xây dựng bản đồ rủi ro

3.5.1 Đánh giá rủ i ro xâm nh ậ p m ặ n theo các k ị ch b ả n tri ề u

Dựa trên kết quả đánh giá hiểm họa do xâm nhập mặn (XNM) theo các kịch bản tần suất triều, cùng với việc đánh giá tính dễ bị tổn thương của từng xã trong phạm vi nghiên cứu, rủi ro do XNM đã được xác định cho từng địa bàn xã theo Công thức 2-16 Bảng kết quả tính toán chi tiết cho từng xã được trình bày trong Phụ lục 9.

Tại tỉnh Nam Định, các xã thuộc huyện Giao Thủy, Hải Hậu và Nghĩa Hưng chịu rủi ro từ cấp 1 đến cấp 3, với phần lớn xã ở cấp 2 Cụ thể, huyện Giao Thủy có 16 xã ở cấp 2, 5 xã ở cấp 1 và 1 xã ở cấp 3 Mặc dù giá trị rủi ro thay đổi giữa các kịch bản triều, tổng số xã chịu rủi ro không biến động nhiều Huyện Hải Hậu có 35 xã, hầu hết không thay đổi cấp rủi ro, ngoại trừ một số xã chuyển lên cấp cao hơn khi tần suất P = 1% Huyện Nghĩa Hưng có 25 xã, trong đó 3 xã không chịu rủi ro ở tần suất 20% và 25%, nhưng đã bị ảnh hưởng khi tần suất P ≥ 10% Đặc biệt, xã Nghĩa Thịnh đã tăng cấp rủi ro từ không chịu rủi ro lên cấp 1 và cấp 2 Tại huyện Trực Ninh và Xuân Trường, các xã chỉ chịu rủi ro ở cấp 1 và cấp 2, chủ yếu là cấp 1, với một số xã như Trực Thuận, Xuân Vinh và Xuân Tiến chuyển lên cấp cao hơn khi tần suất triều P ≥ 10%.

Bảng 3.40 T hống kê số xã chịu rủi ro theo từng cấp - tỉnh Nam Định

Cấp độ Khoảng giá trị Tần suất

Tổng xã bị ảnh hưởng 22 22 22 22 22

Tổng số xã nghiên cứu 22

Cấp độ Khoảng giá trị Tần suất

Tổng xã bị ảnh hưởng 35 35 35 35 35

Tổng số xã nghiên cứu 35

Tổng xã bị ảnh hưởng 22 22 24 24 25

Tổng số xã nghiên cứu 25

Tổng xã bị ảnh hưởng 21 21 21 21 21

Tổng số xã nghiên cứu 21

Tổng xã bị ảnh hưởng 20 20 20 20 20

Trong nghiên cứu này, tổng số xã được khảo sát là 20 xã tại tỉnh Thái Bình, nơi mức độ tổn thương do XNM thấp hơn so với tỉnh Nam Định, dẫn đến rủi ro cũng giảm Các xã trong tỉnh chủ yếu chịu rủi ro ở cấp 1, với huyện Kiến Xương và Thái Thụy có tỷ lệ xã chịu rủi ro thấp nhất, chủ yếu ở cấp 1 Cụ thể, trong 37 xã của huyện Kiến Xương, số xã chịu rủi ro dao động từ 23 đến 26 xã theo các kịch bản triều, do một số xã như Vũ Tây, Thanh Tân, Vũ Ninh từ không chịu rủi ro với tần suất P ≤ 20% đã chuyển sang cấp 1 với tần suất P ≥ 10% Đặc biệt, huyện Kiến Xương là huyện duy nhất trong nghiên cứu không có xã nào chịu rủi ro ở cấp độ 3 hoặc cao hơn.

Huyện Tiền Hải có 100% xã chịu rủi ro từ cấp 1 đến cấp 3, với tỷ lệ xã chịu rủi ro cấp độ 2 tăng từ 63% lên 71% do chuyển cấp độ rủi ro Các xã chịu rủi ro cấp độ 3 tại huyện này bao gồm Nam Hải, Nam Hồng và Nam Trung Trong khi đó, huyện Thái Thụy thuộc tỉnh Thái Bình có tỷ lệ xã chịu rủi ro cấp độ 1 cao nhất, chiếm khoảng 75% tổng số xã, và chỉ có duy nhất một xã Diêm Điền chịu rủi ro ở cấp độ 3.

Bảng 3.41 Th ố ng kê số xã chịu rủi ro theo từng cấp ứng với tần suất triều ở tỉnh

Cấp độ Khoảng giá trị Tần suất

Tổng xã bị ảnh hưởng 23 23 25 25 26

Tổng số xã nghiên cứu 37

Tổng xã bị ảnh hưởng 35 35 35 35 35

Tổng số xã nghiên cứu 35

Tổng xã bị ảnh hưởng 40 40 41 41 42

Tổng số xã nghiên cứu 48

Dựa trên việc tích hợp phân tích hiểm họa xâm nhập mặn (XNM) và kết quả tính toán độ dễ bị tổn thương tại các xã, bản đồ rủi ro do XNM đã được xây dựng tương ứng với các kịch bản triều, được thể hiện trong Hình 3.24 và Phụ lục 10.1.

Hình 3.24 Bản đồ rủi ro do XNM trên khu vực nghiên cứu – KB P = 25%

3.5.2 Đánh giá rủi ro xâm nhập mặn trung bình

Rủi ro trung bình được xác định dựa trên tổ hợp rủi ro từ các kịch bản tần suất triều, theo phương pháp đã trình bày trong Chương 2.

Kết quả phân tích cho thấy, tại tỉnh Nam Định, tổng số xã chịu rủi ro cấp 1 dao động từ 5 đến 15 xã, với huyện Hải Hậu và Xuân Trường có trên 10 xã Ở cấp độ 2, huyện Hải Hậu ghi nhận số xã chịu rủi ro cao nhất (hơn 20 xã), trong khi huyện Xuân Trường có số xã thấp nhất Huyện Giao Thủy có 1 xã và Nghĩa Hưng có 3 xã chịu rủi ro ở cấp độ 3 Tại tỉnh Thái Bình, số xã chịu rủi ro trung bình ở các cấp rất khác nhau; huyện Kiến Xương và Thái Thụy có trên 20 xã ở cấp độ 1, trong khi huyện Tiền Hải chỉ có dưới 10 xã Ngược lại, Tiền Hải có hơn 20 xã ở cấp độ 2, cao hơn Kiến Xương và Thái Thụy (dưới 10 xã) Ở cấp độ 3, chỉ có huyện Tiền Hải và Thái Thụy với dưới 3 xã chịu rủi ro.

Hình 3.25 Tổng số xã chịu rủi ro trung bình ứng với các cấp ở Nam Định

Hình 3.26 Tổng số xã chịu rủi ro trung bìn h ứng với các cấp ở Thái Bình

Bản đồ Hình 3.27 minh họa cấp độ rủi ro (RR) của các xã trong khu vực nghiên cứu, cho thấy một số xã thuộc huyện Nghĩa Hưng, Thái Thụy và Kiến Xương có cấp độ RR bằng 0, tức là không chịu rủi ro Tuy nhiên, kết quả đánh giá hiểm họa cho thấy các xã này vẫn có khả năng bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn (XNM) với mức độ mặn giới hạn.

Theo kết quả đánh giá về tính nhạy (S) và độ phơi nhiễm (E), khả năng tác động (S+E) của ô nhiễm môi trường (XNM) đến các xã nằm trong khoảng 0,63-0,75, với thang điểm từ 0 (không bị ảnh hưởng) đến 1 (ảnh hưởng rất lớn) Đồng thời, khả năng ứng phó và khắc phục (A) khi XNM xảy ra tại các xã có giá trị trong khoảng 0,68-0,74, cho thấy khả năng ứng phó và phục hồi từ kém (0) đến tốt (1).

Theo định nghĩa của TDBTT, mức độ chịu tổn thương tại các xã này gần như bằng 0, nhờ vào khả năng phục hồi tốt Dựa trên phân tích các KB XNM, các xã này sẽ có cấp độ rủi ro do XNM xấp xỉ bằng 0.

Hình 3.27 Bản đồ rủi ro trung bình do xâm nhập mặn trên khu vực nghiên cứu

3.5.3 Đánh giá rủ i ro xâm nh ậ p m ặ n theo các k ị ch b ản nướ c bi ể n dâng

Theo kịch bản NBD, sự gia tăng của XNM mặn theo mực NBD dẫn đến rủi ro tăng và số xã trong khu vực cũng gia tăng Tuy nhiên, đánh giá về số xã ở các cấp độ rủi ro cho thấy sự biến động này không lớn Tại tỉnh Nam Định, tình hình này được thể hiện rõ trong bảng số liệu.

Tổng số xã chịu rủi ro đang có xu hướng gia tăng theo các kịch bản từ hiện tại đến năm 2050 RCP8.5, chủ yếu ở cấp độ 1 và 2 Huyện Giao Thủy ghi nhận toàn bộ các xã đều chịu rủi ro, với phần lớn ở cấp 1 và 2, chỉ có xã Hồng Thuận ở cấp 3 Số xã ở cấp 1 giảm theo các kịch bản NBD do sự chuyển biến từ cấp 1 lên cấp 2 khi hiện tượng xâm nhập mặn (XNM) diễn ra mạnh hơn Tương tự, huyện Hải Hậu cũng cho thấy tổng số xã chịu rủi ro chủ yếu ở cấp 1 và 2 trong tất cả các kịch bản, đặc biệt trong các kịch bản NBD cao hơn 2040-RCP4.5.

Xã Hậu là xã duy nhất trong khu vực chịu rủi ro ở cấp 3, trong khi sự biến động về số xã ở các cấp rủi ro tại huyện Trực Ninh và Xuân Trường gần như không thay đổi giữa các kịch bản NBD Chỉ có một xã, Trực Đào (huyện Trực Ninh) và Xuân Phong (huyện Xuân Trường), đã chuyển từ cấp 1 sang cấp 2 so với kịch bản Nền Huyện Nghĩa Hưng có tỷ lệ xã chịu rủi ro thấp nhất, với khoảng 22/25 xã, nhưng lại có số xã chịu rủi ro cấp 3 nhiều nhất so với các huyện khác, với 3 xã gồm Nghĩa Sơn, Nghĩa Phong và Nghĩa Hải.

Bảng 3.42 Tổng số xã chịu rủi ro theo từng cấp ứng với KB NBD ở Nam Định

Cấp độ Khoảng giá trị

Tổng xã bị ảnh hưởng 22 22 22 22 22

Tổng số xã nghiên cứu 22

Tổng xã bị ảnh hưởng 35 35 35 35 35

Tổng số xã nghiên cứu 35

Tổng xã bị ảnh hưởng 21 21 22 22 22

Tổng số xã nghiên cứu 25

Tổng xã bị ảnh hưởng 21 21 21 21 21

Tổng số xã nghiên cứu 21

Tổng xã bị ảnh hưởng 20 20 20 20 20

Tổng số xã nghiên cứu 20

Tại tỉnh Thái Bình, tổng số xã và mức độ rủi ro theo các kịch bản NBD gần như không thay đổi, với 35/35 xã ở huyện Tiền Hải, 38/48 xã ở huyện Thái Thụy và 22/37 xã ở huyện Kiến Xương đều chịu rủi ro Đặc biệt, huyện Tiền Hải có 3 xã (Nam Hải, Nam Hồng và Nam Trung) ở mức độ rủi ro cấp 3, trong khi hầu hết các xã còn lại đều ở cấp độ 1.

Bản đồ phân bố theo không gian cấp xã cho từng kịch bản NBD cho thấy mức độ bao phủ của các xã chịu rủi ro cấp độ 1 ở tỉnh Thái Bình cao hơn so với tỉnh Nam Định, đồng thời số xã không chịu rủi ro cũng nhiều hơn Các xã trong khu vực nghiên cứu không chịu rủi ro do XNM nhờ khả năng ứng phó tốt với hiểm họa này.

Bảng 3.43 Tổng số xã chịu rủi ro theo từng cấp ứng với KB NBD ở Thái Bình

Cấp độ Khoảng giá trị

Tổng xã bị ảnh hưởng 22 22 22 23 23

Tổng số xã nghiên cứu 37

Tổng xã bị ảnh hưởng 35 35 35 35 35

Tổng xã bị ảnh hưởng 38 38 38 38 38

Tổng số xã nghiên cứu 48

Hình 3.28 Bản đồ rủi ro do XNM khu vực nghiên cứu – KB NBD 2030-RCP4.5

Đề xuất một số giải pháp ứng phó và thích nghi khai thác trong quá trình XNM của khu

Dựa trên nghiên cứu và phân tích, luận án đã tổng hợp các kết quả đánh giá rủi ro về XNM ở cấp xã, đồng thời đề xuất một số giải pháp nhằm ứng phó và thích ứng với quá trình khai thác XNM.

Quá trình xử lý nước mặn (XNM) tại 5 huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thuỷ, Trực Ninh và Xuân Trường của tỉnh Nam Định đang đối mặt với tình trạng nghiêm trọng Mặn xâm nhập sâu vào đất liền qua các dòng sông chính, lên tới 50 km, gây ra hiểm họa cao cho khu vực.

Khoảng 76% số xã thuộc 5 huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu và Giao Thủy đang đối mặt với nguy cơ bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn (XNM) ở mức độ hiểm họa từ cấp 3 trở lên.

So với Nam Định, Thái Bình có mức độ ảnh hưởng nhẹ hơn, với chỉ 3 huyện Tiền Hải, Thái Thụy và Kiến Xương bị tác động bởi xâm nhập mặn Mặn xâm nhập vào lục địa trên các sông chính của tỉnh Thái Bình khoảng 30 km, dẫn đến nhiều xã chịu hiểm họa ở cấp độ 3 Đặc biệt, khoảng 37% số xã ở cấp độ hiểm họa 4 và 5 tập trung chủ yếu tại huyện Tiền Hải.

Tác động của xâm nhập mặn (XNM) tại các xã Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy và Tiền Hải đã được xác định có cấp độ hiểm họa cao Do đó, cần chuyển đổi từ sản xuất lúa sang nuôi trồng thủy sản hoặc trồng các cây chịu mặn để thích ứng với tình hình này.

Trong tương lai, các kịch bản NBD dự đoán rằng XNM sẽ mở rộng trên các tuyến sông và vùng ven biển, nhưng chỉ lấn sâu vào lục địa khoảng 1-4 km so với thời kỳ nền Điều này cho thấy rằng vùng tiếp giáp ảnh hưởng triều hiện tại không đáng lo ngại, vẫn có khả năng phát triển ổn định mà không cần nhiều giải pháp ứng phó.

Bản đồ hiểm họa XNM được xây dựng dựa trên tỷ lệ lấy nước, thời gian lấy nước và diện tích cấp nước, cho thấy tính hợp lý cao hơn so với các bản đồ trước đây Nó cung cấp cái nhìn tổng quát, giúp đánh giá và xác định những xã có nguy cơ hiểm họa cao, làm cơ sở cho việc xác định tác động đến các hoạt động phát triển ở cấp xã, huyện và toàn tỉnh.

Các bản đồ hiểm họa được phân theo 5 cấp độ đã chỉ ra ranh giới của từng xã bị ảnh hưởng bởi XNM Chính quyền địa phương có thể sử dụng các bản đồ này để quản lý sản xuất, lập kế hoạch ứng phó và khai thác hiệu quả quá trình XNM trong tương lai.

Bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương bao gồm 26 biến được xây dựng dựa trên ý kiến của các chuyên gia Kết quả phân tích cho thấy, trong nhóm KB, tần suất triều có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ dễ bị tổn thương.

Trong nghiên cứu này, tỷ lệ xã chịu tổn thương dao động từ 25%, 20%, 10%, 5% đến 1%, với tổng số xã bị ảnh hưởng nằm trong khoảng 218-226 xã trong số 243 xã thuộc vùng nghiên cứu Đối với nhóm kịch bản biến đổi khí hậu (KB NBD) bao gồm các kịch bản nền, NBD 2030, 2040, 2050 RCP4.5 và 2050 RCP8.5, số xã chịu tổn thương dao động từ 214-216 xã.

Tỉnh Nam Định có tổng số xã chịu hiểm họa (H) và tổn thương (V) cao hơn so với Thái Bình Tuy nhiên, khi phân tích chi tiết từng tiêu chí và từng xã, mức độ ảnh hưởng lại khác nhau giữa các địa phương.

Để cải thiện tính nhạy trong TDBTT do XNM, cần tập trung vào các giải pháp giảm tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo (S6) cũng như chuyển đổi cơ cấu kinh tế từ trồng lúa sang các ngành nghề phi nông nghiệp (S7) Việc này sẽ tăng số lao động phi nông nghiệp, từ đó giảm chỉ số tính nhạy và dẫn đến giảm chỉ số TDBTT Đặc biệt, khu vực ven biển Thái Bình hiện có các chỉ số S6 và S7 rất thấp Do đó, cần ưu tiên giảm chỉ số S6 tại các xã An Bình, Thượng Huyền, Bình Nguyên (Kiến Xương) và giảm chỉ số S7 cho các xã Thái Thủy (Thái Thụy), Tây Ninh (Tiền Hải), và Vũ Sơn (Kiến Xương).

Để đánh giá mức độ phơi nhiễm trong TDBTT do XNM, cần chú ý đến các chỉ số E1 (độ mặn giới hạn), E2 (thời gian lấy nước) và E3 (số lao động làm việc trong các ngành nông nghiệp dễ bị ảnh hưởng) Những chỉ số này có tỷ trọng đóng góp lớn, vì vậy cần ưu tiên xem xét chúng trong quá trình phân tích.

121 giải pháp nhằm tăng cường thời gian lấy nước và giảm thiểu số lao động bị ảnh hưởng bởi hoạt động nông nghiệp Đặc biệt chú trọng đến các xã có chỉ số phơi nhiễm cao như Nghĩa Hải, Nghĩa Phong (Nghĩa Hưng), Thịnh Long (Hải Hậu), Hồng Thuận (Giao Thủy), Nam Hồng và Nam Trung (Tiền Hải).

Để nâng cao khả năng ứng phó với thiên tai do xâm nhập mặn (XNM) tại khu vực ven biển Thái Bình và Nam Định, cần bổ sung nguồn lực và tài chính hỗ trợ khắc phục hậu quả Các xã ven biển tỉnh Nam Định cần thực hiện các biện pháp như xây dựng bản đồ phân vùng XNM chi tiết, tổ chức các chương trình tập huấn nâng cao nhận thức cộng đồng về rủi ro XNM và ngập bão (NBD), lập kế hoạch ứng phó hiệu quả, cứng hóa hệ thống tưới tiêu thủy lợi, và thiết lập cơ chế, chính sách chuyển đổi cơ cấu kinh tế sang các ngành nghề phi nông nghiệp để giảm thiểu tác động của XNM.

K ế t lu ận chương 3

Dựa trên phương pháp luận đã trình bày ở chương 2, chương 3 của luận án áp dụng mô hình MIKE 11 để thiết lập mạng lưới tính toán, nhằm xác định và phân tích xâm nhập mặn (XNM) trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình theo các kịch bản triều và NBD Các bản đồ hiểm họa XNM được xây dựng cho 243 xã trong phạm vi nghiên cứu, dựa trên phân tích độ mặn trong hệ thống sông, giới hạn độ mặn lấy nước và thời gian cấp nước, cho thấy một cách tiếp cận mới trong việc xây dựng bản đồ ranh giới XNM so với các phương pháp trước đây.

Bài luận đã đề xuất một bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương liên quan đến vấn đề mặn, dựa trên ba tiêu chí chính: tính nhạy, mức độ phơi nhiễm và khả năng ứng phó, với tổng cộng 26 biến Giá trị trọng số của các biến này được xác định thông qua phương pháp phân tích AHP và phân tích thống kê, sử dụng tài liệu điều tra, báo cáo và ý kiến từ các chuyên gia trong lĩnh vực.

Bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do XNM cung cấp cơ sở khoa học cho việc phân tích rủi ro, giúp dự báo những thiệt hại tiềm tàng mà XNM có thể gây ra.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỉnh Nam Định có tổng số xã chịu tổn thương do XNM cao hơn tỉnh Thái Bình, do mức độ hiểm họa tại Nam Định cũng cao hơn Mặc dù nhiều xã trong khu vực nghiên cứu có cấp độ hiểm họa cao, nhưng nhờ khả năng ứng phó tốt, phần lớn các xã chỉ chịu tổn thương nhẹ hoặc gần như không bị ảnh hưởng bởi XNM.

Nh ữ ng k ế t qu ả đã đạt đượ c c ủ a Lu ậ n án

Luận án đã tổng hợp các nghiên cứu trong và ngoài nước về phương pháp mô phỏng diễn biến ô nhiễm môi trường (XNM) trên hệ thống sông, đồng thời xây dựng bản đồ ranh giới ô nhiễm môi trường.

Phần lớn các phương pháp nghiên cứu mô phỏng diễn biến hiện nay chủ yếu áp dụng các mô hình một chiều, trong khi chỉ có một số ít nghiên cứu sử dụng mô hình hai chiều.

Bản đồ ranh giới xâm nhập mặn (XNM) được xây dựng dựa trên mô phỏng trên các sông chính, kết nối bằng các đường đẳng mặn Tuy nhiên, cách tiếp cận này không phản ánh đúng thực tế, vì XNM vào nội đồng qua hệ thống kênh lấy nước từ sông, nơi có sự kiểm soát về độ mặn.

Nghiên cứu về TDBTT và rủi ro do XNM tại Việt Nam và thế giới còn hạn chế cả về số lượng lẫn phạm vi Các nghiên cứu hiện tại chủ yếu áp dụng cách tiếp cận tương tự như các thiên tai khác, dựa trên các tiêu chí như hiểm họa, tính nhạy, mức độ phơi bày và khả năng ứng phó Mặc dù đã có nghiên cứu về ảnh hưởng của mặn đối với cây trồng và vật nuôi, cũng như các giải pháp ứng phó với XNM, nhưng các nghiên cứu này thường mang tính riêng lẻ, chưa xem xét sự tổ hợp của các yếu tố bị tổn thương và khả năng ứng phó Do đó, việc đánh giá mức độ rủi ro của một khu vực khi xảy ra hiểm họa do XNM vẫn gặp nhiều khó khăn.

Luận án đã mô phỏng các kịch bản xâm nhập mặn (XNM) dựa trên các mực nước triều với tần suất 1%, 5%, 10%, 20% và 25%, cùng với điều kiện dòng chảy từ thượng lưu có tần suất 50% Nghiên cứu cũng áp dụng các kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 cho các năm 2030, 2040, 2050 và RCP8.5 cho năm 2050 theo khung biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2016 Dựa trên việc xác định độ mặn tại các tuyến sông và vị trí cống lấy nước, luận án đã xây dựng bản đồ hiểm họa xâm nhập mặn.

Trong tỉnh Nam Định, 243 xã đã bị ảnh hưởng tại các huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy, Xuân Trường, và Trực Ninh Ngoài ra, các huyện Kiến Xương, Tiền Hải, Thái cũng nằm trong khu vực bị tác động.

Thụy thuộc tỉnh Thái Bình

Bộ chỉ số đánh giá tính dễ bị tổn thương do ô nhiễm môi trường (XNM) tại cấp xã được xây dựng dựa trên việc phân tích hiện trạng điều kiện kinh tế - xã hội, mức độ chịu tác động của ô nhiễm môi trường theo các kịch bản khác nhau và khả năng thích ứng của cộng đồng Qua đó, bộ chỉ số này giúp đánh giá chính xác mức độ tổn thương mà các xã phải đối mặt do ô nhiễm môi trường.

Bộ chỉ sốgiúp người đánh giá chỉra được những điểm mạnh, điểm yếu trong hoạt động phòng chống và ứng phó với XNM

Luận án đã tiến hành thu thập và phân tích các đặc điểm kinh tế - xã hội của vùng ven biển tỉnh, đồng thời nghiên cứu các hoạt động sản xuất nông nghiệp và các biện pháp phòng chống, ứng phó với hiện tượng xâm nhập mặn (XNM).

Nghiên cứu đánh giá mức độ tổn thương và rủi ro do xâm nhập mặn (XNM) tại 243 xã ở Nam Định và Thái Bình, dựa trên các kịch bản triều cường và nước biển dâng (NBD) trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) Kết quả cho thấy công tác phòng chống và ứng phó với XNM đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nguy cơ tổn thương và rủi ro cho cộng đồng.

XNM gây ra trong khu vực sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho người lập kế hoạch phòng chống và ứng phó với thiên tai, giúp họ xây dựng các phương án rõ ràng và phù hợp cho những khu vực chịu tác động lớn từ XNM.

Luận án rút ra một số kết luận như sau:

Khu vực ven biển Nam Định chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn (XNM) mạnh hơn so với Thái Bình, với các huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thuỷ, Trực Ninh và Xuân Trường có tỷ lệ xã gặp hiểm họa ở cấp độ cao Đặc biệt, các xã thuộc huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu và Giao Thủy bị xâm nhập mặn sâu vào lục địa qua các dòng sông chính, tạo ra những thách thức lớn cho địa phương.

Các huyện Tiền Hải, Thái Thụy và Kiến Xương đang chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn (XNM) trên các dòng sông chính, với phạm vi tác động lên tới 30 km Đặc biệt, các xã tại huyện Thái Thụy là những khu vực chịu ảnh hưởng XNM ở mức độ cao nhất.

Quá trình xâm nhập mặn (XNM) trong hệ thống sông và các xã vùng ảnh hưởng triều sẽ tăng lên trong tương lai theo các kịch bản NBD, nhưng mức độ gia tăng không đáng kể, chỉ lấn sâu vào lục địa từ 1-4 km so với thời kỳ nền.

Theo chỉ số dễ bị tổn thương XNM, các xã tại Nam Định có mức độ dễ bị tổn thương cao hơn so với Thái Bình Tuy nhiên, hầu hết các xã trong khu vực nghiên cứu đều chịu tổn thương và được đánh giá ở mức độ rủi ro từ cấp 1 đến cấp 2 trong tổng số 5 cấp độ.

(5) Một số xã trong vùng nghiên cứu mặc dù có hiểm họa XNM với cấp độ mặn trên

Do các hoạt động ứng phó và khắc phục kịp thời, cấp độ tổn thương do XNM gây ra ở mức rất thấp hoặc gần như không có tác động.

Nh ững đóng góp mớ i c ủ a Lu ậ n án

Luận án đã nâng cao cơ sở khoa học và thực tiễn cho phương pháp xây dựng bản đồ XNM ở cấp xã, đồng thời xem xét khả năng lấy nước từ hệ thống cống tưới tiêu kết hợp trên sông chính và diện tích cấp nước của cống.

Luận án đã xây dựng một bộ tiêu chí và trọng số để đánh giá mức độ dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn (XNM) với 26 biến số, đồng thời xem xét trọng số của các biến này Qua đó, nghiên cứu đã đánh giá tình hình dễ bị tổn thương và rủi ro do XNM tại các xã ven biển thuộc tỉnh Nam Định.

Thái Bình, nằm ở hạ lưu lưu vực sông Hồng, đã chỉ ra mức độ ô nhiễm môi trường (ÔN) và rủi ro (RR) do chất thải từ các nhà máy gây ra cho các xã trong khu vực Thông tin này là cơ sở quan trọng để các bên liên quan xây dựng kế hoạch và giải pháp phù hợp nhằm ứng phó và giảm thiểu tác động tiêu cực của ô nhiễm môi trường đối với địa phương.

Những tồn tại và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án

Mặc dù đã nỗ lực giải quyết các vấn đề trong nghiên cứu mô phỏng XNM và đánh giá TDBTT cũng như RR do XNM, luận án này không thể hoàn toàn giải quyết tất cả các vấn đề Do đó, dựa trên kết quả nghiên cứu, chúng tôi kiến nghị một số hướng phát triển trong tương lai.

Việc gia nhập nước từ sông chính qua các cửa cống cần được xem xét kỹ lưỡng, đặc biệt là ảnh hưởng của sự pha loãng do nước ngọt từ nội đồng Để giải quyết vấn đề này, cần thực hiện mô phỏng thủy văn và thủy lực không chỉ trên các sông chính mà còn trên các hệ thống kênh thủy nông Đây là một bài toán phức tạp, đòi hỏi nhiều dữ liệu địa hình, tài liệu thủy văn và thông tin đo độ mặn trong hệ thống.

Việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và rủi ro cho các kịch bản tương lai cần dựa trên các dự báo về điều kiện kinh tế - xã hội trong tương lai Bên cạnh đó, cần xây dựng các kế hoạch và phương án phòng chống, nâng cao năng lực để thích ứng với biến đổi khí hậu, đặc biệt là với hiện tượng xâm nhập mặn Khi đó, kết quả đánh giá tác động và rủi ro do xâm nhập mặn cho các kịch bản tương lai sẽ trở nên chính xác hơn.

Trong nghiên cứu của Luận án, chỉ mới xem xét tác động của mực nước triều và nước bề mặt đến diễn biến xâm nhập mặn (XNM) tại vùng hạ lưu sông Hồng – Thái Bình Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung đánh giá vai trò của các hồ chứa ở thượng nguồn đối với rủi ro XNM trong lưu vực sông.

Ki ế n ngh ị

Trong hệ thống lưu vực sông Hồng – Thái Bình, số lượng trạm đo và thời gian đo độ mặn còn hạn chế, gây khó khăn trong việc thiết lập các mô hình mô phỏng, dự báo và cảnh báo xâm nhập mặn (XNM) Để cải thiện hiệu quả dự báo và cảnh báo, cần tăng cường thêm các trạm đo độ mặn cũng như nâng cao tần suất đo tại các vị trí trên sông.

Nguyễn Văn Đào, Vũ Thanh Tú, Nguyễn Mai Đăng và Trần Hồng Thái đã thực hiện nghiên cứu về đánh giá rủi ro do xâm nhập mặn, được trình bày trong Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên Trường Đại học Thủy lợi năm 2018 Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng quan về tác động của xâm nhập mặn và các biện pháp đánh giá rủi ro liên quan, đóng góp quan trọng cho lĩnh vực quản lý tài nguyên nước.

Vũ Thanh Tú và Nguyễn Văn Đào đã nghiên cứu và xây dựng bộ tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn Nghiên cứu này được trình bày trong Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên của Trường Đại học Thủy lợi năm 2018.

Nguyen Van Dao, Vu Thanh Tu, and Nguyen Mai Dang presented their research on the development of criteria for assessing saline intrusion vulnerability in the downstream areas of the Red-Thai Binh River Basin, Vietnam This study was featured in the Proceedings of the 10th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2019), held in Hanoi from September 25-28, 2019 Their work emphasizes the importance of understanding saline intrusion impacts on local ecosystems and communities.

Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiểm hoạ xâm nhập mặn vùng đồng bằng ven biển Nam Định và Thái Bình đã chỉ ra rằng sự phát triển kinh tế và biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến dòng chảy và tình trạng xâm nhập mặn (XNM) ở hạ lưu Nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng hệ thống thủy động lực, xác định nguy cơ XNM đến từng xã Kết quả cho thấy 96 trong số 123 xã ven biển Nam Định có mức độ hiểm hoạ mặn cao (> 4‰), trong khi Thái Bình có nguy cơ thấp hơn (< 2‰) Việc mô phỏng chi tiết này sẽ giúp các địa phương chủ động hơn trong việc phòng, chống và giảm thiểu thiệt hại do hạn mặn gây ra.

### Nghiên cứu phương pháp đánh giá rủi ro do xâm nhập mặnNghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá rủi ro do xâm nhập mặn (XNM) tại vùng đồng bằng ven biển Nam Định và Thái Bình, nơi mà XNM có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến phát triển kinh tế-xã hội Để thực hiện điều này, nhóm nghiên cứu đã xây dựng bộ chỉ số phân tích tính dễ bị tổn thương (TDBTT) với 27 biến có trọng số, nhằm đánh giá rủi ro và phân cấp tác động cho 243 xã trong khu vực Kết quả cho thấy hơn 80% số xã tại Nam Định bị ảnh hưởng bởi các kịch bản triều và nước biển dâng, với đa số xã chịu tổn thương ở cấp độ 1-2 Mặc dù một số xã có mức độ hiểm họa cao, nhưng khả năng ứng phó tốt đã giúp giảm thiểu tổn thương và rủi ro.

[1] Quốc hội Việt Nam, “Luật Phòng, Chống Thiên Tai theo Quyết định số 33/2013/QH13 ngày 19/6/2013,” 2013

[2] IPCC, “Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation A Special Report of Working Groups I and II of the IPCC,” Cambridge, UK, 2012

[3] T Gabor and T Griffith, “The assessment of community vulnerability to acute hazardous materials incidents,” J Hazard Mater., vol 8, pp 323–333, 1980

[4] UNDRO, “Mitigation natural disasters: phenomena, effects, and options A manual for policy makers and planners,” 1991

[5] K Dow and T Downing, “Vulnerability research: where things stand,” Hum Dimens Q., vol 1, pp 3–5, 1995

[6] J Weichselgartner and J Bertens, Natural disasters: acts of God, nature or society, Risk Analy Southampton: WIT Press, 2000

[7] IPCC, Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerablebility

IMHEM và UNDP đã phát hành báo cáo đặc biệt về quản lý rủi ro thiên tai và các hiện tượng cực đoan tại Việt Nam, nhằm thúc đẩy khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu Báo cáo này được xuất bản tại Hà Nội vào năm 2015 bởi Nhà xuất bản Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam.

[9] D L Hebert, “Intrusions,” Encycl Ocean Sci., pp 555–559, 2019, doi: 10.1016/B978-0-12-813081-0.00148-8

[10] Thủ tướng Chính Phủ, “Quyết định số 46/2014/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Quy định về dự báo, cảnh báo và truyền tin thiên tai,” 2014.

Vũ Thanh Tú, Nguyễn Thanh Thủy, Lê Thị Thu Hiền, Phạm Thị Hương Lan, và Nguyễn Hồ Phương Thảo đã nghiên cứu về các giải pháp công trình và phi công trình nhằm phòng chống hạn và xâm nhập mặn Công trình này được xuất bản bởi Nhà xuất bản Xây dựng vào năm 2021, mang lại những kiến thức quý giá cho việc quản lý tài nguyên nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

The study by Becker, Luettich, and Mallin (2010) investigates the hydrodynamic behavior of the Cape Fear River and its estuarine system, focusing on the relationships between discharge and salinity intrusion Published in the Estuarine, Coastal and Shelf Science journal, this research synthesizes observational data to enhance understanding of how varying discharge levels impact salinity levels in the estuary, which is crucial for ecosystem management and conservation efforts.

[13] S Jeong, K Yeon, Y Hur, and K Oh, “Salinity intrusion characteristics analysis using EFDC model in the downstream of Geum River,” J Environ Sci., vol 22, no 6, pp 934–939, 2010, doi: 10.1016/S1001-0742(09)60201-1

A study by K C Rice, B Hong, and J Shen evaluates the impact of simulated sea-level rise on salinity intrusion in the James and Chickahominy Rivers, located in Chesapeake Bay on the East Coast of the USA The research, published in the Journal of Environmental Management, highlights the environmental challenges posed by rising sea levels in this region.

[15] W Chen et al., “Influence of sea level rise on saline water intrusion in the Yangtze

River Estuary, China,” Appl Ocean Res., vol 54, pp 12–25, 2016, doi:

[16] X Zeng et al., “Identifying key factors of the seawater intrusion model of Dagu river basin, Jiaozhou Bay,” Environ Res., vol 165, no September, pp 425–430,

A study by Shen et al (2018) investigates the impacts of saltwater intrusion and storm surge due to land reclamation in the Pearl River Estuary, China, utilizing numerical simulations The research highlights the significant environmental challenges posed by these phenomena, emphasizing the need for effective management strategies in coastal areas The findings, published in *Applied Ocean Research*, provide valuable insights into the interplay between human activities and natural processes in estuarine ecosystems.

[18] J Wang, L Li, Z He, N A Kalhoro, and D Xu, “Numerical modelling study of seawater intrusion in Indus River Estuary, Pakistan,” Ocean Eng., vol 184, no

[19] G Azhikodana, N O Hlaingab, K Yokoyamaa, and M Kodama, “Spatio- temporal variability of the salinity intrusion, mixing, and estuarine turbidity maximum in a tide-dominated tropical monsoon estuary,” Cont Shelf Res., vol

[20] L M Bricheno, J Wolf, and Y Sun, “Saline intrusion in the Ganges- Brahmaputra-Meghna megadelta,” Estuar Coast Shelf Sci., vol 252, p 107246,

2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.ecss.2021.107246

Lê Đức Thường và Huỳnh Thị Lan Hương đã tiến hành nghiên cứu về tác động của nước biển dâng đối với hiện tượng xâm nhập mặn tại vùng hạ lưu sông Ba Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Khí tượng Thủy văn, cung cấp những đánh giá quan trọng về tình hình xâm nhập mặn và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến môi trường nước tại khu vực này.

Nghiên cứu của Nguyễn Tùng Phong, Tô Việt Thắng và Nguyễn Văn Đài (2013) tập trung vào việc tính toán sự xâm nhập mặt trên hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn, đặc biệt xem xét ảnh hưởng của biến đổi khí hậu Kết quả nghiên cứu cung cấp cái nhìn sâu sắc về tác động của biến đổi khí hậu đến các hệ thống thủy lợi, góp phần quan trọng vào việc quản lý và bảo vệ nguồn nước trong khu vực.

Hoàng Văn Đại và Trần Hồng Thái đã nghiên cứu mô hình thủy động lực một chiều và hai chiều nhằm dự báo tình trạng xâm nhập mặn hạ lưu sông Mã Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Khí tượng Thủy văn, góp phần quan trọng trong việc quản lý và bảo vệ nguồn nước tại khu vực sông Mã.

Bài báo của Lưu Đức Dũng, Hoàng Văn Đại và Nguyễn Khánh Linh (2014) đánh giá tình trạng xâm nhập mặn tại khu vực hạ lưu sông Mã, tỉnh Thanh Hóa Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 09, trang 36-40, cung cấp cái nhìn sâu sắc về tác động của xâm nhập mặn đến môi trường và sinh hoạt của người dân địa phương.

[25] Hoàng Văn Đại, Nguyễn Thị Hiền, Trần Duy Hiền, and Nguyễn Quốc Khánh,

“Đánh giá độ nhạy một số tham số trong mô hình mô phỏng xâm nhập mặn hệ thống sông Mã,” Tap chí Khí tượng Thủy văn, no 07, pp 24–28, 2014