Luận văn thạc sĩ Quy hoạch và Quản lý tài nguyên nước: Nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước mặt tỉnh Nam Định

Cách tiếp cận: 0 Tiệp cân tinghop Xem khu vực nghiên cứu là một phần của lưu vực sông Hồng, sông Thái Bình, trong đó các điều kiện cấu thành hệ hổng gồm: địa hinh, đa chất, khí hậu, nước

Sau gan 1 năm thực hiện, luận van Thạc sĩ chuyên ngành Quy hoạch va

Quản lý Tài nguyên nước với đề tài: “Nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước mặt tỉnh Nam Dinh” đã được tác giả hoàn thành.

Day là sự thể hiện những kiến thức tác giả đã tiếp thu được từ các thay,

cô trong quá trình học tập tại trường.

Tác gia xin bày tỏ long kính trọng, biết on chân thành đến thay Nguyễn Cao Don, TS giảng viên Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước đã dành nhiều thời

gian công sức tận tình trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tác giả

hoàn thành luận văn này.

Tác giả xin chân thành cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong nhà

trường đã đem hết tâm huyết truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện thuận

lợi trong học tập cũng như trong quá trình làm luận văn giúp tác giả hoàn

thành khóa học.

Qua đây tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người than và bạn

bè đồng nghiệp đã khích lệ, động viên tôi trong suất quá trình học tập và

nghiên cứu Đây chính là động lực to lớn giúp tôi hoàn thành khóa học này.

Do thời gian và năng lực bản thân có hạn nên chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả kính mong các thầy cô, các đồng nghiệp và bạn

bè đóng góp ý kiến để tác giả hoàn thiện thêm, tiếp tục nghiên cứu và phát

triển dé tài.

Xin trân trọng cảm on!

Hà nội, ngày 2 tháng 3 năm 2012

TÁC GIA

Sái Hồng Dương

CHƯƠNG 1 TONG QUAN, ««eseeerrrrrrarrsrrraoouỂ1.1 Tổng quan các nghiên cứu về xâm nhập mặn 3

1.1.1 Các nghiên cứu ngoài nước 5

1.1.2 Tổng quan các nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước 8

CHƯƠNG 3 ĐẶC DIEM TỰ NHIÊN VUNG NGHIÊN COU

3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 15

211 Viti dia lý 15 2.1.2 Đặc điểm địa hình 15 2.1.3, Mạng lưới sông ngôi 7

2.2 Đặc trưng khí hậu và nguồn nước 20

2.2.1, Đặc trưng khí hậu 20 2.2.2 Dong chây 29 2.2.3 Thủy triều va xâm nhập mặn 3

2.3 Các kịch bản biển đổi khí hậu — nước biển đăng 35

CHUONG 3 NGHIÊN CỨU DỰ BAO XÂM NHẬP MAN NƯỚC MA‘

NAM ĐỊNH

3.1 Banh gid hiện trang tinh xâm nhập mặn tinh Nam Định 36

3.2 Xây dựng các phương án tinh toán

"Nhóm phương án 1 — Biến đổi lượng nước thượng nguồn (PAL) 38

"Nhóm phương án 2 - Ảnh hưởng của thủy tiểu (PA2) ái

"Nhóm phương án 3 — Nước biển ding do Biển đổi khí hậu (PA3) 4“

Một số ảnh hưởng của biển đổi khí hậu a2

Kjeh bản nước bién dâng 44

3.3 Ứng dụng mô hình MIKE11 tính toán dự báo xâm nhập mặn tỉnh Nam

"` `

3.2.1, Giới thiệu mô hình 46 3.2.2 Thuật toán giải hệ phương trình S.Venant trong mô hình MIKEI I 48

Kết quả tinh toán với nhôm phương ân Ì (PAL), 66

Kết qua tinh toán với nhóm phương án 2 (PA2) 69

Kết quả tinh toán với nhôm phương ân 3 (PA3)

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO,

PHY LUC Ti

Hình 3.1 Sơ đồ minh hoạ cân bằng nước khi thiết lập phương trình liên tục 48inh 3.4 Hệ thống sông và mat ct wing nghiên cứu 56

Hình 3.5 Sơ đồ mạng lưới sông, mặt cắt hạ lưu vực sông Hồng - Thái Bình được.

thiết lập trong mô hình Mike 11 59 Hình 3.5 Qué tinh dong chảy tram Như Tân 61

"Hình 3.6 Quá trình dng chảy tram Phú LỄ 61

Hình 3.7 Quá trình đồng chay tram Ba Lạt 61

Hình 3.8 Quá trinh dòng chảy tram Định Cư a

"Hình 3.9 Qué trình dng chảy tram Đông Xuyên “ Hình 3.10, Qué trình dòng chảy tram Quang Phục 2 Hình 3.11 Quá trình đồng chảy trạm Kiến An “ Hình 3.12 Qué trình đông chảy trạm Của Cắm “

"Hình 3.13 Quá tình đồng chảy tram Do Nghỉ “ Hình 3.14 Qua trình đồng chảy trạm Đôn Sơn ot

‘inh 3.15 Quá trình đồng chảy trạm Cao Kênh 6

"Hình 3.16 Qua trình đồng chảy trạm Trung Trang 6“ Hình 3.17 Quá trình đồng chảy trạm Chanh Thử 65

"Hình 3.18 Quá trình đồng chảy trạm Phả Lại 65 Hình 3.19, Quá trình dng chảy trạm Hưng Yên 65

"Hình 3.20 Quá trình dòng cháy tram Nam Định 66 Hình 3.21 Quá trình đồng chảy trạm Trực Phương %6

"Hình 1 Chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Dáy (PA1-a) 98

"Hình 2 Chiều dii xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ (PA1-a) 98

Hình 3 Chiều dai xâm nhập man lớn nhất dọc sông Hồng (PA 1-a) 99

Hinh 4, Chiều dài xăm nhập mặn lớn nhất dọc sông Day (PA1-b) 100Hình 5 Chiều di xăm nhập mặn lớn nhất doc sông Ninh co (PAL-b) 100Hình 6 Chiểu dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Hồng (PAI-b) lôi

*u dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Đáy (PA 1) 101

Èu dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ (PA1-c) 102

12 Chiều đãi xâm nhập mặn lớn nhất sông Hồng (PA3a-20) l0

13 Chiều dai xâm nhập mặn lớn nhất sông Bay (PA 3b-20) 105

14, Chiều đãi xâm nhập mặn lớn nhất sông Ninh Cơ (PA3b-20) I05

15 Chiểu dai xâm nhập mặn lớn nhất sông Hồng (PA3b-20) 106

16 Chiều dai xâm nhập mặn lớn nhất sông Day (PA3c-20) 107

17 Chiều đài xâm nhập mặn lớn nhất sông Ninh Cơ (PA3c-20) 107

18 Chiều dai xâm nhập mặn lớn nhất sông Hồng (PA3c-20) 108

19, Chiều đài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Bay (PA3_ 75 50 nử37) 109

20 Chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ (PA3_75_50_nd37)

109

21 Chiều dai xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Hồng (PA3_75_0_nd37) 110

32 Chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Day (PA3_80_50_nd37) 111

23 Chiều đài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ (PA3_80_50_nd37)

mn

24 Chiều dai xâm nhập mặn lớn nhất doc sông Hồng (PA3_S0_50_nd37) 112

25 Chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Bay (PA3_85_50_nd37) 113,

26 Chiều dai xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Ninh Cơ (PA3_85_50_nd37)

Hà

37 Chiều đài xâm nhập mặn lớn nhất dọc sông Hing (PA3_§5_50_nd37) 114

"Bảng 2.1 Đặc trưng hình thái một số sông chính trong hệ thống sông Hồng - sông

‘Thai Binh, 17

‘Bang 2.2 Nhiệt độ không khí trung bình năm 21 Bang 2.3 Độ dm trung bình tháng và năm theo các vùng trên lưu vực 23 Bang 2.4 Lượng bốc hơi dng (PICHE) trang bình thing và năm theo các ving trên

lưu vực 2

"Bảng 2.5 Tổng lượng mưa trung bình thing và năm ti các tram tên lưu vực 26

"Bảng 2.6 Độ mặn trung bình trên một số phân lưu hệ thống sông Hỏng - sông Thái

Bình 1

"Bảng 2.7: Khoảng cách xâm nhập mãn trung bình trên một số sông chính 34

Bảng 2.8: Triết giảm độ mặn trên các triển sông 35Bang 1 Dòng chảy mùa kiệt img voi các tin suất thiết kế tại Tram Sơn Tây 39

Bảng 2 Tổng lưu lượng yêu cầu của dòng chính vào các cụm lấy nước 40

Bing 3 Bảng tổng hop các phương ân tinh toán trong nhóm phương án L 4l Bảng 4 Các phương dn tính toán trong nhóm phương án 2 4 Bang 7 Mực nước biển dang (cm) so với thời kỳ 1980-1999 44 Bảng 5 Chiều cao nước ding do Biển đổi khí hậu 45

Bang 6 Các phương án tính toán trong nhóm phương án 3 46

"Bảng 3.4 Kết quà hiệu chính mô hình )

Bang 7 Thống ké chiều dai xâm nhập mặn doc hệ thống sông phương án PAL-a.67

Băng 8 Thống kể chiễu di xâm nhập mặn dọc hệ thống sông phương én PAL-b.67

"Bảng 9 Thống kể chiều di xâm nhập mặn hệ thống sông phương ấn PAIe 68Bảng 10 Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong ky triều cường PA2a 69Bảng 11 Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong kỳ triều trung bình PA2a 69Bảng 12 Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong ky triều kém PA2a 70Bảng 13 Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong kỳ triễu cưởng PA2b T0

"Bảng 14 Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong kỳ triều trung bình PA2b 71

Đảng 15 Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong kỳ riều kém PA29 71

Bảng 16, Khoảng cách xâm nhập mặn lớn nhất trong kỳ triều cường PA2: 72

‘Thing kê chiều đãi xâm nhập mặn hệ thống sông phương án PA3b-20

Thống kê chiều dài xâm nhập mặn hệ thống sông phương án PA3e-20.

‘Thing kê chiều dit xâm nhập mặn theo phương én PA3_75_50_nd37

Thống ké chiều dài xâm nhập mặn theo phương én PA3_80_50_nd37

“Thống kẽ chiều dài xâm nhập mặn theo phương án PA3_80_S0_nd37

Bảng 1 Quan hệ Q ~ đầu mỗi hệ thẳng Yên Hưng = Quảng Ninh

Bảng 2 Quan hệ Q ~ t đầu môi hệ thống Thủy Nguyên ~ Hai Phòng

Bảng 3 Quan hệ Q ~ đầu mỗi hệ thống An Hải ~ Hai Phong

Bảng 4 Quan hệ Q ~t đầu mối hệ thống Đa Độ — Hải Phòng

Bang 5 Quan hộ Q ~ đầu mỗi hệ thống Tiên Ling ~ Hải Phong

Bảng 6 Quan hệ Q + đầu mốt hệ thống Vĩnh Bảo ~ Hải Phòng

Bang 7 Quan hệ Q ~ t ¿ng Thái Thụy — Thái Binh,

"Bảng 8 Quan hệ Q ~ đầu mỗi hệ thống Tiên Hải ~ Thái Binh

Bang 9 Quan hệ Q ~ t đầu mồi hệ thống Giao Thủy ~ Nam Định

"Bảng 10 Quan hệ Q ~ t đầu mỗi hệ thống Hải Hậu ~ Nam Định

Bang 11 Quan hệ Q ~ t đầu mỗi hệ thống Nghĩa Hưng — Nam Định.

Bảng 12 Quan hệ t đầu mỗi hệ hông Kim Sơn Ninh Bình

2 93 4 95

96

7

Nam Định là tỉnh thuộc vùng duyên hải bắc bộ , nằm phía nam đồ ng bằng.xông Hồng, trong khoảng tir 19°54'đến 2040độ vi bắc, và từ 105°55 đến

106°45' độ kinh đông Nam Định tiếp giáp với tỉnh Thái Bình ở phía bắc, tỉnh

Ninh Bình ở phía nam, tỉnh Hà Nam ở phía tây bắc, giáp biển (vịnh Bắc Bộ) ở

phía đông Tổng điện tích tự nhiên của toàn tinh là _ 1.669 km?, Nam Định

tra dân đồ 01/04/2009 Nam Địnhgồm có 1 Thành phố và 09 huyện, theo di

có 1.825.771 người với mật độ dân số 1.196 người an Cơ cfu kinh tế hiện

nay thì nông-lâm-thuỷ sản chiếm 41%; Công nghiệp-xây dựng: 21.5%; Dịch vụ: 38%,

Nam Định có ba bién dai 72 km có điều kiện thuận lợi cho chăn nuôi và đánhbất hải sản, có khu bảo tồn thiên nhiên quốc gia rừng ngập mặn Xuân Thủy(huyện Giao Thúy) Vùng nghiên cứu chịu tác động chế độ thủy văn của 3

con sông lớn chảy qua là sông Hồng, sông Ninh Cơ và sông Day và hải văn

của biên đông.

Vé địa hình, Nam Định chia thành 3 ving gồm:

(1) Vùng đồng bằng thấp trũng: gồm các huyện Vụ Bản, Ý Yên, Mỹ Lộc,

Nam Trực, Trực Ninh, Xuân Trường Đây là vùng có nhiều khả năng

thâm canh phát triển nông nghiệp, công nghiệp dệt, công nghiệp chế

biển, công nghiệp cơ khí và các ngành nghề truyền thống

(2)Vùng đồng bằng ven biên: gồm các huyện Giao Thủy, Hải Hậu vàNghĩa Hưng đất đai phì nhiêu, có nhiều tiém năng phát triển kinh tế

tổng hợp ven biển.

(3) Vùng trung tâm công nghiệp - dich vụ thành phố Nam Định: có các

ngành công nghiệp đệt may, công nghiệp cơ khí, công nghiệp chế biển,

nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Nhiệt độ trung bình trong năm từ 23 - 24°C.

Tháng lạnh nhất là các thang 12 và 1, với nhiệt độ trung bình từ 16 - 17°C

“Tháng 7 nóng nhất, nhiệt độ khoảng trên 29°C

Lượng mưa trung bình trong năm từ 1.750 - 1.800 mm, chia làm 2 mùa rõ rột

mùa mưa từ thing 5 đến tháng 10, mùa it mưa từ tháng 11 đến thing 2 năm

sau Số giờ nắng trong năm: 1.650 - 1.700 giờ Độ ẩm tương đối trung bình

S0 - 85.

Mặt khác, do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hang năm Nam Định thường

chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân tir 4 - 6 cơninăm.

Thuy triều tại vùng biển Nam Định thuộc loại nhật triều, biên độ triều trung.bình từ 1,6 - 1.7 m; lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,1m

Sự phát triển kinh tế xã hội của vùng ven biển nói chưng và Nam Định nói

riêng phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước ngọt của các con sông lớn _ Nước

ngọt phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt thiết yếu của con người _ , cho sản xuất

nông nghiệp, công nghiệp và các ngành dùng nước khác Theo tai liệu quan

trắc của Trung tâm thủy lợi, môi trường ven biển và hai đảo từ năm 2004 đến.nay cho thấy mức độ xâm nhập mặn trên các con sông lớn vùng ven biển bắc

bộ ngày càng sâu vào dit liền Man bắt đầu xâm nhập vào sâu đất liền dọc

theo các con sông khi mùa mưa kết thúc , nhưng lúc này ở mức độ thấp Tir

giữa đến cuối mùa khô, lượng nước từ thượng lưu đồ v ngày một giảm cũng

là thời kỳ xâm nhập mặn nội địa cũng đạt cực đại Với độ mặn I ⁄., chiều sâuxâm nhập mặn từ 25 đến 40km tinh từ cửa biển tùy theo đặc điểm từng sông

và sự điều tiết của các hồ chứa vào thời kỳ nay Như vậy nguồn nước ngọt

sức khỏe, sản xuất, kinh tế xã hội, môi trường v.v vùng ven biên bắc bộ.

“Trước những bắt lợi của xâm nhập mặn gây ra cần phải di sâu ngh iên ecu đềxuất các giải pháp cho từng vùng với những đặc thủ cụ thể khác nhau Muốnvậy, phải nắm vững quy luật của xâm nhập mặn từ đó xây dựng luận cứ cho

việc khai thác sử dụng hiệu quả tài nguyên đất, nước khí hậu và bảo vệ môi

trường phát triển bền vững

Vi vậy nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước mặt tinh Nam Định nói riêng

và toàn dai ven biến bắc bộ nói chung trong điều kiện biến đổi khí hậu nước

biển dang là nhiệm vụ rất cn thiết và cap bách,

n Mye tiêu đề tài

Kết quả nghiên cứu nhằm giúp cho các cơ quan quản lý các hộ dùng nước

trong việc bảo vệ, khai thác và sử dụng tài nguyên nước khoa học , hợp lý và

‘bén vững Góp phan phát triển bền vững kinh tế, xã hội, môi trường tỉnh Nam

Định trong điều kiện biển đổi khí hậu, nước biển dâng,

IIL Đối tượng phạm vi nghiên cứu

Để tài tập trung vào nghiên cứu dự báo xâm nhập mặn nước mặt của tỉnh

Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu, nước biển dâng.

1V.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1 Cách tiếp cận:

(0 Tiệp cân tinghop

Xem khu vực nghiên cứu là một phần của lưu vực sông Hồng, sông Thái

Bình, trong đó các điều kiện cấu thành hệ hổng gồm: địa hinh, đa chất, khí

hậu, nước, sinh vat, con người, phương thức quân lý, khai thác wv là các

thành phần của hệ tương tác có quan hệ ràng buộc, tác động lẫn nhau

(2) Tidp cân hệ kính t= sin thái ~ mỗi trường

Me tiêu cơ bản của việc dự báo xâm nhập mặn ki quản If, khai thác

nhiên, bảo vệ môi trường và đảm bảo cho sự phát triển bền vững Đặc biệt

ái rit nhậy cảm, với vũng nghiên cứu là vùng ven biển có hệ sinh

(4) Tiếp cân ké thừa, phát triển các kết quả nghiên cứu và tấp thu công

‘dung phần mềm Mike 11 và các phần mém ứng dụng khác để phục vụ công

tác tính toán, dự báo xâm nhập mặn khu vực ven biển bắc bộ

2 Phương pháp nghiên cứu.

Luận van sử dụng các phương pháp sau:

~ Phương pháp kể thửa;

- Phương pháp chuyên gia;

~ Phương pháp thu thập tả liệu, số liệu;

~ Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu;

- Phương pháp sử dụng mô hình toán.

1.1.1 Các nghiên cứu ngoài nước

Hiện tượng xâm nhập triều, man là quy luật tự nhiên ở các khu vực,anh thổ có vùng cửa sông giáp biển Do tính chất quan trọng của hiện tượngxâm nhập triều mặn có liên quan đến hoạt động kinh tế - xã hội của nhiều

quốc gia nên vẫn đề tính toán và nghiên cứu đã được đặt ra từ lâu Mục tiêu

chủ yếu của công tác nghiên cứu là nắm được quy luật của quá trình này để

phục vụ các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng vùng cửa sông như ở các.nước như Mỹ, Nga, Hà Lan, Nhật, Tmng Quốc, Thái Lan Các phươngpháp cơ bản được thực hiện bao gồm: thực nghiệm (dựa trên số liệu quantrắc) và mô phỏng quá trình bằng các mô hình toán

Việc mô phỏng quá trình dòng chảy trong sông ngồi bằng mô hình toán

được bắt đầu từ khi Saint- Vennant (1871) công bé hệ phương trình mô phỏng.quả trình thuỷ động lực trong hệ thống kênh hở một chiều nỗi tiếng mang tên

ông Chính nhờ sức mạnh của hệ phương trình Saint -Venant nên khi kỹ thuật tính sai phân và công cụ máy tính điện tử đáp ứng được thì việc mô phỏng

dong chảy sông ngòi là công cụ rit quan trọng để nghiên cứu, xây dựng quy.hoạch khai thác tài nguyên nước, thiết kế các công trình cải tạo, dự báo và vậnhành hệ thống thuỷ lợi Mọi dự án phát triển tài nguyên nước trên thé giới

hiện nay đều coi mô hình toán dòng chảy là một nội dung tinh toán không thể

thiếu

Tiếp theo đó, việc mô phỏng dòng chảy bằng các phương trình thuỷ

động lực đã tạo tiền đề giải bài toán truyền mặn khi kết hợp với phương trình

khuếch tán Cùng với phương trình bảo toàn và phương trình động lực củadong chảy, còn có phương trình khuyếch tán chất hoà tan trong dòng chảy

cũng có thể cho phép - tuy ở mức độ kém tỉnh t sự diễn biểnmô phỏng

tính toán và nghiên cứu triều mặn bằng mô hình đã được nhiều nha nghiên.

cứu ở các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Anh quan tâm từ khoảng 40-50 năm trở lại đây Với thành tựu của khoa học và công nghệ được phát triển cực

nhanh trong thời gian gin đây, công nghệ tin học, thuỷ lực học và thuỷ vănhọc hiện đại đã gặp lại nhau ở nhiều mặt, mặc dù chưa phải là hoàn toàn đồng

nhất

'Các phương pháp tính toán xâm nhập mặn đầu tiên thường sử dụng bài

toán một chiều khi kết hợp với hệ phương trình Saint - Venant Những mô.hình mặn 1 chiều đã được xây dựng do nhiều tác giả trong đó có Ippen và

Harleman (1971) Giả thiết co bản của các mô hình này là các đặc trưng dòng

chảy và mật độ là đồng nhất trên mặt cắt ngang Mặc dù điều này khó gặp.trong thực tế nhưng kết quả áp dụng mô hình lại có sự phù hợp khá tốt, dap

ứng được nhiều mục đích nghiên cứu và tinh toán mặn Ưu thé đặc biệt của

các mô hình loại một chiều là yêu cầu tải liệu vừa phải và nhiều tài liệu đã có

sẵn trong thực tế,

Năm 1971, Prichard đã dẫn xuất hệ phương trình 3 chiều để diễn toánquá trình xâm nhập mặn nhưng nhiều thông số không xác định được Hơn nữa

mô hình 3 chiều yêu cầu lượng tính toán lớn, yêu cầu số liệu quá chỉ tiết trong

khi kiểm nghiệm nó cũng cần có những số liệu đo đạc chỉ tiết tương ứng Vì

ác nhà nghiên cứu buộc phải giải quyết bằng cách trung bình hoá theo 2

chiều hoặc 1 chiều Sanker và Fischer, Masch (1970) và Leendertee (1971) đã

xây dựng các mô hình 2 chiều và 1 chiều trong đó mô hình 1 chiều có nhiều

ưu thé trong việc giải các bai toán phục vụ yêu cầu thực tế tốt hơn

thể áp dụng cho các vùng cửa sông có địa hình phức tạp gồm nhiều sông,kênh nói với nhau với cầu trúc bat kỷ.

Dưới đây thống kê một số mô hình mặn thông dụng trên thể giới đã

được giới thiệu trong nhiễu tài liệu tham khảo

(1)Mô hình động lực cửa sông FWQA

Mô ình FWQA thường được để cập đến trong các tài liệu là mô hình

ORLOB theo tên gọi của Tiến sỹ Geral T Orlob Mô hình đã được áp dụng

trong nhiều vấn dé tinh toán thực tế Mô hình giải hệ phương trình Saint

-Venant kết hợp với phương trình khuếch tán và có xét đến ảnh hưởng của.thuỷ triều thay vì bỏ qua như trong mô hình không có thuỷ triều Mô hình.được áp dụng đầu tiên cho đồng bằng Sacramento - San Josquin, Califorlia.(2) Mô hình thời gian thuỷ triều của Lee và Harleman và của Thatcher và

Harleman

Lee và Harleman (1971) và sau được Thateher và Harleman cải tiến

đã dé ra một cách tiếp cận khác, xây dựng lời giải sai phân hữu hạn đốiphương trình bảo toàn mặn trong một sông đơn Sơ đỗ sai phân hữu hạn dùng

để giải phương trình khuếch tán là sơ đồ ẫn 6 điểm Mô hình cho kết quả tốttrong việc dự báo trạng thái phân phối mặn túc thời cả trên mô hình vật lýcũng như của sông ngòi thực tế

(3) Mô hình SALFLOW của Delf Hydraulics (Hà Lan)

Một trong những thành quả mới nhất trong mô hình hoá xâm nhập mặn là mô

hình SALFLOW của Delf Hydraulics (Viện Thuỷ lực Hà Lan) được xây dựng.

trong khuôn khổ hợp tác với Ban Thư ký Uỷ ban sông Mê Công từ năm 1987.

(4) Mô hình MIKE 11

ứng với các bài toán thực tế khác nhau Mô hình này đã được áp dụng rất phổ.biến trên thé giới dé tính toán, dự báo lũ, chất lượng nước và xâm nhập mặn.

(5) Mô hình ISIS (Anh)

Mô hình do các nhà thuỷ lực Anh xây dựng, thuộc lớp mô hình thuỷ lực

một chiều kết hợp giải bài toán chất lượng nước và có nhiều thuận lợi trong

khai thác Mô hình cũng được nhiều nước sử dụng để tính toán xâm nhập

(6) Mô hình EFDC Environmental Fluid Dynamic Code)

Mô hình được cơ quan Bảo vệ Môi trường My (US EPA) phát triển từ năm 1980 Là mô hình tổng hợp dùng để tính toán thuỷ lực kết hợp với tính

toán lan truyền chất 1,2,3 chiều Mô hình có khả năng dự báo các quá trìnhdong chảy, quá trình sinh, địa hoá va lan truyền mặn

1.1.2 Tổng quan ác nghiên cứu xâm nhập mặn trong nước

'Việc nghiên cứu, tính toán xâm nhập mặn ở nước ta đã được quan tâm.

từ những năm 60 khi bắt đầu tiến hành quan trắc độ mặn ở hai vùng đồngbằng sông Hồng và sông Cửu Long Tuy nhiên, đối với đồng bằng sông Cứu

Long do đặc điểm địa hình (không có đê bao) và mức độ ảnh hưởng có tính

quyết định đến sản xuất nông nghiệp ở vựa lúa quan trọng nhất toàn quốc nên

việc nghiên cứu xâm nhập mặn ở đây được chú ý nhiều hơn, đặc biệt là thời

kỳ sau năm 1976 Khởi đầu là công trình nghiên cứu, tính toán của Uỷ hội

sông Mê Công (1973) về xác định ranh giới xâm nhập mặn theo phương pháp.thống kế trong hệ thống kênh rạch thuộc 9 ving eita sông thuộc đồng bing

sông Cửu Long Các kết quả tính toán từ chuỗi số liệu thực đo đã lập nên bản

“Tiếp theo, nhiều báo cáo dưới các hình thức công bố khác nhau đã xâydựng các bản đổ xâm nhập mặn tir số liệu cập nhật và xem xét nhiều khia.cạnh tác động ảnh hưởng các nhân tổ địa hình, KTTV và tác động các hoạtđộng kinh tế đến xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long.

Việc đẩy nhanh công tác nghiên cứu xâm nhập mặn ở nước ta được:

đánh đấu vào năm 1980 khi bắt đầu triển khai dự án nghiên cứu xâm nhập

mặn đồng bằng sông Cửu Long dưới sự tài trợ của Ban Thư kỹ Uỷ ban sông

Mê Công Trong khuôn khổ dự án này, một số mô hình tính xâm nhập triều,

mặn đã được xây dựng như của Ban Thư ký Mê Công và một số cơ quan

trong nước như Viện Quy hoạch và Quản lý nước, Viện Cơ học Các mô hình nay đã được ứng dụng vào việc nghiên cứu quy hoạch phat triển châu

thổ sông Cửu Long, tính toán hiệu quả các công trình chống xâm nhập mặn

ven biển để tăng vụ và mở rộng diện tích nông nghiệp trong mùa khô, dự báo xâm nhập mặn dọc sông Cổ Chiên.

Kỹ thuật chương trình của mô hình trên đã được phát triển thành một

phần mềm hoàn chỉnh dé cai đặt trong máy tính như một phan mềm chuyêndụng Mô hình đã được áp dụng thử nghiệm tốt tại Ha Lan và đã được triểnkhai áp dụng cho đồng bằng sông Cửu Long nước ta

Thêm vào đó, một số nhả khoa học Việt Nam điền hình là Có Giáo sưNguyễn Như Khuê, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Tắt Đắc, Nguyễn Văn Điệp,

Nguyễn Minh Sơn, Trần Văn Phúc, Nguyễn Hữu Nhân đã xây dựng thànhcông các mô hình thuỷ lực mạng sông kết hợp tính toán xâm nhập triều mặn

như VRSAP, MEKSAL, FWQ87, SAL, SALMOD, HYDROGIS Các báo cáo trên chủ yéu tập trung xây dựng thuật toán tính toán quá trình xâm nhập

mặn thích hợp với điều kiện địa hình, KTTV ở đồng bằng sông Cửu Long

thiên tai, KC - 08, Lê Sâm đã có các nghiên cứu tương đối toàn diện vẻ tácđộng ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến quy hoạch sử dụng đất cho khu vựcđồng bằng sông Cửu Long Tác giả đã sử dụng các mô hình: SAL (NguyễnTất Đắc), VRSAP (Nguyễn Như Khuê), KOD (Nguyễn An Niên) và

HydroGis (Nguyễn Hữu Nhân) để dự báo xâm nhập mặn cho một số sông

chính theo các thời đoạn dải hạn (6 tháng), ngắn hạn (nửa tháng) và cập nhật

(ngày) Kết quả của để tài góp phần quy hoạch sử dung đất vùng ven bién

thuộc đồng bằng sông Cửu Long và các lợi ích khác về kinh tế- xã hội Nhìn

chung các công tình nghiên cứu trên đây của các nhà khoa học trong nước đã

có đóng góp xứng đáng về mặt khoa học, đặt nền móng cho vấn để nghiêncứu mặn bằng phương pháp mô hình toán ở nước ta

Do sự phát triển rất nhanh của công nghệ tính toán thuỷ văn, thuỷ lực,

hiện trên thể giới xuất hiện nhiều mô hình đa chức năng trong đó các mo đun

tinh sự lan truyễn chất 6 nhiễm và xâm nhập mặn là thành phin không théthiếu Trong số đó, nhiều mô hình được mua, chuyển giao dưới nhiều hìnhthức vào Việt Nam Có thể nêu một số mô hình tiêu biểu: ISIS (Anh), MIKE

11 (Đan Mạch), HEC-RAS (Mỹ) đều có các modun tính toán sự lan truyền

xâm nhập mặn nhưng chưa hos ử dụng ở mức thử nghiệm

1.1.3 Hiện trạng và tình hình nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng sông

Hồng - Thái Bình

a) Khái quát quy lụât triều - mặn ở đồng bằng sông Hồng- Thái Bình

Vinh Bắc Bộ có chế độ nhật triều la chủ yếu có xen một ít chế độ nhậttriều không đều Tính chất nhật triều càng kém thuần nhất có xu hướng dịch.dần xuống phía Nam Độ lớn kỳ triều cường cực đại có thể đạt đến 4,50 m tại

thé không vượt quá 0,5 m Triều mạnh nhất thường vào các thing 1, 6, 7 và

12, trong khi triều yếu nhất vào các tháng 3, 4, 8 va 9 trong năm

‘Thuy triều truyền vào trong sông xa hay gin, mạnh hay yếu phụ thuộctương đối rõ nét cho các sông Điều kiện địa mạo lòng sông và chế độ nước.sông quyết định tính đặc thù cho mỗi nhánh sông Trên sông Hồng, ảnhhưởng thuỷ triều còn được ghi nhận đến trên Hà Nội 10 km, cách biển đến

185 km Trên sông Day, khoảng cách ảnh hưởng triều lớn nhất đến Ba Tha Mai Lĩnh cách biển 207 km Tốc độ truyền triều trên sông Hồng khoảng 15 -

-20 kmí giờ và trên suốt đoạn sông có ảnh hướng thuỷ triều chỉ có một đỉnh

sóng và một chân sóng do chu kỳ triều gốc là nhật triều

Pham vi và mức độ nhiễm mặn nước sông phụ thuộc độ lớn thuỷ triều,

ưu lượng nước sông và điều kiện địa hình long và bai sông Độ mặn trong vịnh Bắc Bộ là trị số tương đổi én định và dao động trong khoảng 32 - 33%o, trong khi độ mặn tự nhiên của nước sông chỉ vào khoảng 0,01 - 0,02% Tại Hon

Dấu, nơi còn chịu ảnh hưởng ít nhiều của nước sông nên độ mặn trung bìnhvào khoảng 29 - 30%o trong mùa kiệt và giảm xuống 9- 23%o trong mùa lũ,

© Sw biển đổi của man theo thời giam

Trong mùa cạn, do nước sông thượng nguồn dé về nhỏ và tương đổi énđịnh, nên chế độ mặn phụ thuộc chủ yếu vào chế độ triều Hang nảy, tương

ứng với một con triễu cũng xuất hiện một con mặn.

Nhìn chung, đỉnh mặn xuất hiện sau đỉnh triểu một giờ, còn chân mặnxuất hiện đồng thời cùng chân triều Trong mỗi chu kỳ triều độ mặn nhỏ nhất

xuất hiệ it xuất hiện vào những,vào những ngày triều kém, độ mặn lớn ni

ngày triểu cường.

của thuỷ triều, đặc điểm địa hình, thuỷ lực lòng sông và cửa sông Khi truyền.

vào trong sông, sóng triều bị biến dang và tốc độ truyền triéu giảm, thời gian

triều lên ngắn đi nhưng thời gian triéu rút tăng nên mặn truyền vào trong sông

cũng giảm đáng kể Theo thống kê tốc độ truyền đỉnh triều và đỉnh mặn như

bảng 1.1

Bảng 1.1: Tốc độ truyền đỉnh triều và đỉnh mặn ở vùng cửa sông

"Tốc độ kmigiờ Sông

Đình triệu Đình mặn Sông Hong n2 125

"Các sông Khác 1520 2027

Như vậy, ở ving cửa sông tuy có điều kiện thuận lợi để lấy nước.

ngọt bằng phương pháp tự chảy vào lúc đỉnh triều cường nhưng gặp khinước mặn tiến sâu vào dat lién thì không thể lấy đủ nước ngọt cho sản xuấtnông nghiệp Mỗi kỳ triểu cường trong chu kỳ nửa tháng, tuỳ từng nơi có

thể mở cổng lấy nước của 5- 7 con triểu, mỗi con triều 2 - 8 giờ tuỳ tình

hình thực tế diễn biến độ mặn.

Rõ ràng việc nghiên cứu để tinh toán được quá trình diễn biến độ mặn

Tà hết sức cần thiết phục vụ cho việc mở cổng lấy nước có hiệu quả

byTổng quan kết qua tính toán và nghiên cứu xâm nhập mặn ở đồng bằng

sông Hồng- Thái Bình

+ Tổng quan một số kết qiia nghiên cứu chính

So với đồng bằng sông Cửu Long, việc nghiên cứu và sử dụng mô.hình để tính toán xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình it

được chú ý hon

‘Thuy văn thuộc Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, việc nghiên cứu xâm nhập

mặn bắt đầu được quan tâm vả Phòng Thuỷ văn Đồng bằng thuộc Viện.được giao thực hiện chính Nhiều báo cáo thong kê về tình hình xâm nhập.mặn ở đồng bằng sông Hồng (Vi Văn Vị ), Trần Thanh Xuân , đã được.công bố Các báo cáo trên căn cứ vào số liệu thực do từ 1960 đã lập bản đỗxâm nhập mặn tỷ lệ 1:500.000 với các chỉ tiêu 1%0 và 4%o ở đồng bằng

sông Hồng - Thái Bình Đồng thời bằng phương pháp kinh nghiệm, các báo

cáo trên đã xác định ranh giới xâm nhập mặn trung bình cho các tháng theo

chiều dai sông với 2 chỉ tiêu nói trên Vấn để dự báo xâm nhập mặn chưa đặt

ra.

~ Năm 1994-1995 trong khuôn khổ dé tài NCKH cấp Tổng cục do Trần

Van Phúc chủ tri, đã xây dựng mô hình SIMRR tính toán thử nghiệm xâm

nhập mặn ở một số cửa sông ở đồng bằng Cửu Long và sông Hồng dưới tác

động điều tiết dòng chảy in của hồ chứa Hoà Bình Kết qua của đề tài đã chỉ

ra mức độ xâm nhập mặn theo chiều dài sông phụ thuộc mức xả của hỏ chứa

Hoà Bình.

~ Cũng xét tác động điều tiết của hỗ Hoà Bình, Trịnh Đình Lư đã có nhận xét:Lưu lượng trung bình mùa cạn hạ lưu sông Hồng do tác động điều tiết của hồ.Hoà bình đã tăng 1,65 lần so với trước khi chưa có hỗ nên độ mặn lớn nhất

-4#o bị day lài gần biển khoảng 7- 9 km tính trung bình cho các sông.

~ Nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch cấp nước cho vùng hạ du, trong các năm 90, Viện Quy hoạch Thuy lợi và Viện Khoa học Thuy lợi (Bộ NN & PTNT) đã sử dụng mô hình VRSAP (Nguyễn Như Khuê) để tính toán xâm

nhập mặn cho khu vực đồng bằng sông Hồng - Thái Bình Tuy không

được công bé rộng rãi, nhưng các kết quả thu được đã phục vụ cho quy.

trong nước xây dựng nên.

~ Năm 2000-2001 với đề tải NCKH cấp tinh, La Thanh Hà và Đỗ Văn Tuy

đã cải tiến mô hình SALMOD từ mô hình SIMRR với mục dich dự báo thử

nghiệm xâm nhập mặn cho sông Văn Úc thuộc thành phố Hải Phòng Đề

tải đã lập các phương án dự báo xâm nhập mặn cho đoạn sông Văn Úc từ

‘Trung Trang với sơ đổ mang sông chỉ bao gồm hệ thống sông Thái Bình từ

Pha Li

'Trong công trình "Nghiên cửu xâm nhập min ở đồng bằng Bắc Bộ ViệtNam " cỗ tác giả Vy Văn Vy (Viện KTTV) đã cho thấy, trên hệ thống sôngHing độ mặn lớn nhất thường xuất hiện vào tháng 1, trên hệ thống sông Thái

Bình vào tháng 3 Riêng sông Ninh Cơ và sông Đáy thuộc hệ thống sông

Hồng thì thời gian xuất hiện độ mặn lớn nhất lại tương tự như hệ thống sông

‘Thai Bình Điều này phụ thuộc chặt ché vào nguyên nhân địa mạo, lượng

nước thượng nguồn và tình hình sử dụng nước trong khu vực.

1.1.4 Kết luận chương 1

hur vậy xâm nhập mặn đang là thách thức lớn của Việt Nam và ving đồng

bằng song Hồng nói chung và Nam Định nói riêng

“Các nghiên cứu trên đây đã dé cập khá nhiều đến nội dung nghiên cứu của đểtài và là nguồn tài liệu rất có giá trị và là tài liệu tham khảo rất hữu ích cho dé

tài Tuy nhiên các nghiên cứu chưa đưa ra cụ thể diễn biển xâm nhập mặn cho

tỉnh Nam Định nhất là chưa xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước

biển ding,

2.11 Vi tí địa lý

Nam Định là một tỉnh thuộc đồng bằng Bắc Bộ bao gồm 9 huyện và 1 thành

ph Theo điễu tra dân đồ 01/04/2010 Nam Định có 2.005.771 ng với mật độ dan

số 1,196 người km Toàn tinh có diện tích ty nhiên là 1.669 km2 có tọa độ địa lý:

Vid: Nằm trong khoáng từ 19°54'đến 20°40/độ vĩ bắc,

Kinh độ: Nam trong khoảng 105255! đến 106545' độ kinh đông.

Nam Định tiếp giáp với tinh Thái Bình ở phía bắc, tinh Ninh Bình ở phía

nam, tinh Hà Nam ở phía tây

2.1.2, Đặc điểm địa hình.

Địa hình Nam Định mang đặc trưng của địa hình ving đồng bing châu thổ

giáp biên (vịnh Bắc Bộ) ở phía đông,

sông hồng là tương đổi bằng phẳng có hướng hơi nghiêng dốc ra phía biển theohướng Tây Bac - Đông Nam Phin lớn diện tích dat vùng ven biển của Nam Định

iu ảnh hưởng trực tip từ nước bin va trib cường

"Địa hình Nam Định có thé chia thành 3 ving:

Ving đồng bằng thấp tring: gém các huyện Vụ Bán, Ý Yên, Mỹ Lộc, Nam

Trực, Trục Ninh, Xuân Trường Đây là vùng có nhiều khả năng thâm canh phát

nông nghiệp công nghiệp dệt, công nghiệp chế biển công nghiệp cơ khí vàcác ngành nghề truyền thống

Ving đồng bằng ven biển: gồm các huyện Giao Thủy, Hải Hậu và NghĩaHưng; có bờ biển đi 72 km, đt đại phì nhi, có nhiều tiềm năng phát iển kinh tế

tổng hợp ven biển.

Vang trùng tâm công nghiệp - dich vụ thành phố Nam Định: có các ngành

công nghiệp dét may, công nghiệp cơ khí, công nghiệp chế biển, các ngành nghề

truyền thống, các phố nghề cùng với các ngành dich vụ tổng hợp, dich vụ chuyên

thành và phát én từ lâu Thành phố Nam Dinh là một trong những

ngành

trung tâm công nghiệp độc, công nghiệp nhẹ của cả nước và trung tâm thương mại

-dich vụ phía Nam của đồng bằng sông Hing

Nhu vậy, Nam Định thuộc đồng bằng sông Héng-Thai Binh do phủ sa của 2

hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình bồi dip, địa hình bằng phẳng, hơi nghiêng

ra biển theo hướng tây bắc - đông nam, có độ cao thường dưới 10 m Doc theo cáctriển sông có để bao bọc, nên đồng bằng bị chia cắt thành những vùng tring ở gần

"ở biễn có các cồn cất và bãi phủ sa

“Các sông đều có hệ thống dé điều bảo vệ từ nhiều năm nay Vì vậy do tácdụng bồi lắng của phù sa sông Hồng, cao trình vùng mặt đất bãi sông ngoài dé

thư ðng cao hơn cao tr

Khi mực nước trên các ở mức báo động I, tức mực nước lũ gần như năm nào.cũng xây ra (85 - 90%) thi hầu như hoàn toàn tinh Nam Định nằm dưới mực nước

sông trừ các làng mac đã được tôn tạo hoặc những ving ngoài đê được phù sa bồi.

đắp hàng năm Vì vậy khi gặp 10 lớn hoặc sự cổ vỡ đê thì rất khó trình khỏi tổn tất

lớn vé người và của

Ngoài ra với bở biển dài khoảng 72 km có điều kiện thuận lợi cho chăn nuôi

và đánh bit hải sản Ở đây có khu bảo thn thiên nhiên quốc gia Xuân Thủy (huyệnGiao Thủy) và có 4 cửa sông lớn: cửa Ba Lạt sông Hồng, cửa sông Đây, cửa Lach

Giang và cửa Hà Lạn.

2.1.3 Mạng lưới sông ngôi

Mang lưới sông ngồi của Nam Định thuộc phin hạ lưu của hệ thống sông

Hồng chịu ảnh hướng sự chỉ phối phúc tạp của chế độ sông, biển của toàn hệthông song Hồng- sông Thái Bình và thủy triều biển Đông Vì vậy trong quá trình

"nghiên cứu, tính toán cần phải xem xét ảnh hưởng của cả lưu vực song Hồng - sông

“Thái Bình chứ không tách riêng rẽ hệ thống sông nôi của Nam Định để tính toán

Sông Hồng được hình thành từ 3 sông nhánh lớn là sông Đà, sông Lô và

sông Thao Sông Thái Bình cũng được hình thành từ 3 nhánh sông lớn là sông Ci,

sông Thương và sông Lục Nam Hai hệ thông sông được nối thông với nhau bằng

inh (bảng 2.1,

sông Đuống va sông Luộc tạo thành lưu vực sông Hỗng - sông Thái

hình 2.1,

Lưu vục Sông Thấi Bình thuộc lãnh Việt Nam về phía bắc của Hà Nội, chảy

về phía đông nam và cuối cùng dé ra Biển Đông Ở phía nam Hà Nội, sông Đuống.tách từ sông Hồng và nhập vào sông Thái Bình chảy về phia đông

Bảng 2.1 Dae trưng hình thải một sé sông chỉnh trong hệ thống sông Hồng sông

Diện tích lưu vực (km2) Chiều đài (km)

Hệ thing | Têncác sông

Trong | Nước | Toàn| Trong | Nước | Ghi chi

xông chính — [Troan 9] ho © | Toe "

muse | ngoài | bộ | nước | ngoài

Sông Kinh Thấy sĩ0

Sing Kinh Môn 385

Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ 2 ở nước ta (diện tích 155.000

kem), chỉ sau hệ thông sông M Kông Dòng chỉnh sông Hồng (sông Thao) bit

nguồn từ vùng núi tỉnh Vân Nam Trung Quốc, chảy vào nước ta ở vùng biên giới

thuộc tinh Lào Cai, chảy qua Thủ đô Hà N

chy qua Nam Định dai 75km (bắt dầu từ thượng lưu

ranh giới giữa tinh Nam Định và Thái Bình.

đỗ ra biển tại Ba Lat, Đoạn sông

thành phố Nam Định và đổ vào sông Bay tại Độc Bộ Sông hoàn toàn nằm trongtinh Nam Định với diện tích lưu vực1$5 km2 Chiều dài sông 33,5 km vả chiều.

rộng trung bình la 330m Đây là con sông được dio vào khoảng cuối đồi Trin, Vào

thời kỳ đầu, sông vừa hep lại nông, có thể bắc cầu bằng đá để qua hại Hiện nayxông rộng và sâu Độ sâu trung bình 10,0 m, có nơi sâu tới 15,0 m Mỗi năm sông,

"Đảo chuyển qua sông Đây khoảng 20 tỷ m3 nước, mùa cạn chuyển vào hạ lưu sông

Day một lưu lượng nước trung bình 250 - 300 m3s, sang mùa lũ lên tới khoảng

6100 m3s (tháng 8/1971).

3) Sông Đây

Sông Đây trước khi xây dựng Đập Đáy (1937) là một phân lưu tự nhiền của

sông Hing, bắt nguồn từ cửa Hát Môn, huyện Đan Phượng, tinh Hà Tây Diện tích lưu

‘ye sông Day là $800 km2 Hiện nay sông Đây trở thành con sông độc lập có nhiệm

vụ cấp vi tiêu nước cho các tỉnh Hà Tây, TP Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình

và làm nhiệm vụ phân lũ sông Hồng khi tinh huống khẩn cấp (mực nước sông Hồng tại

Hà Nội đến 13.4 m và còn tgp tục lên) Sông cháy theo nhiều hướng, đoạn đầu theo

hướng Bắc - Nam sau chuyển hướng Tây Bắc - Đông Nam qua ving đồng bằng thuộc cắc nh: Hà Tay, Hoà Bình, Hà Nam, Nam Dinh, Ninh Bình và đỗ ra biển tại cửa Day Sang có chigu đài 240 km (đoạn qua Nam Định khoảng 82 km), chảy với hệ số uốn

khúc lớn có dé bao hau như suốt chiều dài sông từ đập Day đền biển

(4) Sông Ninh Cơ

Là một phân lưu lớn phía hữu ở hạ lưu sông Hồng, nhận nude sông Hồng từ

cửa Mom Rô và đỗ vào bi Đông ở cửa Lach thuộc hai huyện Hải Hậu và Nek

Hưng của tỉnh Nam Định Chiều di sông khoảng 45 km Sông chịu ảnh hưởng triều

nước tưới

khá rõ rệt ngay cả trong mùa lũ Về mùa kiệt sông Ninh Cơ là nguồ

chính của khu vục huyện Xuân Trường và bắc huyện Giao Thuỷ Doạn sông thượng

Tư hiện đang có xu thể bồi, mạnh mẽ nhất à khu vực hạ lưu cửa Mom Rô nên đang

gây mũ điều kiện bất Ii cho vige cắp nước tự chảy cho lưu vực sông Sò qua hệ thống

cổng cấp nước của Công ty Thuỷ nông Xuân Thuỷ,

(6) Sông Tra Lý Bắt nguồn từ Hưng Hà - Thái Bình đổ ra biển ti cửa Trả

Lý, sông đài 64 km.

(6) Sông Hồn n

(7) Đồng chính sông Thai Bình Dược tính từ ngã ba Chí Linh ra đến cửa

giữa sông Thái Bình và sông Luộc

"biển sông dài 90km, sông rộng trung bình 350 - 450m ít dốc bị bồi lắng nhiêu Lòngsông so với trước kia bi thu hẹp nhỏ như đoạn Ngọc Điểm đến Quỷ Cao Riêngđoạn Quý Cao nay đã bị lắp chỉ còn một lạch nhỏ

(8) Sông Văn Ue và nhánh của sông Lach Tray chảy gần như song song với

nhau và chảy ra biển tại 3 cửa Thái Bình, Văn Úc và Lach Tray Hiện nay dòng chính sông Thái Binh đã bị dit đoạn tai Quý Cao (đoạn sông nổi giữa sông Luộc với sông Văn Uc) làm cho đoạn sông Thai Bình từ Quý Cao đến sông Mia và sông

Luge ra biển đang bị bồi lắng.

2.2 Đặc trưng khí hậu và nguồn nước.

2.2.1, Đặc trưng khí hậu

(1) Chế độ bức xạ

Do ở vũng khí hậu nhiệt đới, nén lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình hàng

năm nhận được nguồn năng lượng bức xạ 100 + 200 Keal/em2/thing, trung bình là

60 + 80 Kealm2/tháng Nhỏ nhất là thắng I và Il cỏ tổng lượng bức xạ là 5-8

Kcal/cm2/tháng, lớn nhất là vào tháng VII tới 12 + 16 Kcal/cm2/tháng Các tháng

ma hạ bite xạ tương đối đồng đều trên toàn lưu vực nên mức độ chênh lệch ít hơn

các thắng mùa đông.

(2) Chế độ nhiệt

Do chịu ảnh hưởng nhiễu của gió mùa Đông Bắc trong mùa đông và gió mia

“Tây Nam trong mùa hạ nên thời gian ấm nóng trong phần lớn lưu vực kéo đãi từ 8 +

9 tháng (tháng III + IX, có nhiệt độ trung bình tháng trên 20°C, tháng V = LX có nhiệt

độ cao hơn 25°C) Nhiệt độ thấp ở hầu khắp trong lưu vực vào tháng XII + II (thấp

nhất thường vio thing I và đầu thing Hl trên ving núi cao vào những ngày giá rệtthường có tuyết rơi và nước đóng băng trên bề mặt nhưng cũng chỉ xây ra trong ngày,

Một điều cần lưu ÿ li vào đầu mùa hệ (tháng V + VI) gió mùa Tây Nam pháttriển mạnh, áp thấp ấn - Miễn di chuyển từ Tây sang Đông gây gió Tây mang thời

tiết khô nồng ảnh hướng ol fu nên trên bé mặt lưu vue lưu vực sông Đà và có khi

con trần xuống cả trung du và đồng bing sông Hồng (thoi ky này thường dat tới trị

số cao tuyệt đổi, tí số đồ thường từ 40” + 43°C)

Bảng 22 Nhiệt độ không kh trung bnh năm

Bảng 2.3 Độ Âm trung bình tháng và năm theo các ving trên lưu vực

Don vị: 96 Tên

Hà Nội | 83 | 85 #4 [83 | 8E si | st | 840

Phù Lý | 84 | 86 | 82 | at | 82 | 82 | 845

Nam

850 inh | 85 | 88 83 | W2 82 | 82

Phù

h 852 Liên | 83 | 89 86 | 86 T8 | 79

Trung

ian, {882 858) 88:1 835 | 83.2 858 807 | 808 | 842

(4) Bốc hơi

Lưu vực sông Hồng có lượng bốc hơi trung bình năm nhỏ nhất nước ta, ở

“Tây Bắc tir 660 + 1150 mm/näm, Việt Bắc 500 + 860 mm/năm, Thái Nguyên 730 +'980 mn/năm, trung du 560 + 1050 mu/năm, đồng bằng 700 + 990 mm/năm

Các ing lạnh im có lượng bốc hơi thấp, các tháng khô nóng lượng bốc hơi

cao hơn rõ rộ

Bang 2.4 Lượng bốc hơi Sng (PICHE) trung bình thắng và

năm theo các vùng trên lưu vực

Sit dụng tả liệu quan trắc của một số trạm đo mưu bảng 5 dai điện có số liệu

đẫy đủ ừ năm 1970 - 2006 Vùng nghiên cứu nằm trong vùng nhiệt đối gió mia với

‘bon mùa rõ rệt: xuân hạ thu đông Tuy nhiên theo lượng mưa có thé phân chia khíhậu thành hai mũa: mia mưa và mia khô, Mia mưa bit đầu từ thẳng V đến hét

tháng IX với thời tiết nóng lắm, mưa nhiễu Mùa khô bắt đầu từ tháng X đến tháng.

1V năm sau với thi tết khô lạnh

‘Vao mùa mưa thường có mưa rio và gió Đông Nam, bão và áp thấp nhiệt

đi, Vào mùa khổ có giỏ mùa Đông Bắc và mưa phi, Lượng mưa trung bình ở

Nam Định vio mia mưa thường tr 435.5- 197mm.

Lượng mưa năm biến động rắt mạnh so với yêu tổ khí tượng khác, giá t cực

bai

dại tiêu cực dai của lượng mưa cổ thé chênh nhau từ hai Nếu xét theo

không gian trong lưu vực dao động trong khoảng 1200 + 2000 mm, phan lớn trong

khoảng 1800 mnnăm,

Lượng mưa năm biến đổi rt lớn từ 1200 mm > 4800mm (thuộc loại mưa lớncủa thể giới) Tạo ra tài nguyên khí hậu và tải nguyên nước rất phong phú trong lưuvục sông Hồng - sông Thi Bình

Bảng 2.5 Ting lượng mưa trung bình thing và năm tại cc trạm trên lưu vực

Dom vị: mm Tên

bạo | 594|442|694 | 150 | 241 | 347] 463 | 575 | 373 | 236 | 901 | 36:8 |2663

Bắc Can | 18.1 | 3348 |462 | 113 [189] 289) 310] 312 | 162 [722 [374 174 | 1599 Sơn Tay | 203 | 254 | 37.8 | 103 [229 | 262 309.) 322 |260| 169 |S68 167 | 1811

Hà Nội |I85|272|445| 91 [192 [244] 291 316 |259| 136 |531 1751689

Phù Lý [219/245] 459 [825 [175 |238 1228 296 |312|235 674 30 |17%6

Nam

a7 | as |505 |784 | 77 | 190 231 | 318 | 337 | 208 | 65 284 | 1741

van | 26 [315] 469] 812/172] 198) 229] 327 |s40] 235 | 72.5 226 | 1780 Binl

Lượng mưa bin đổi mạnh theo mùa: mùa mưa từ thắng 5 dén thing 9 hoặc

10 (khoảng 6 thing; có khi 7 đến 8 tháng ở vùng mưa nhiều và 4 đến 5 tháng &

vùng mưa 0) Mùa mưa có khi đến sớm hoặc kết thúc muộn Lượng mưa rong miamưa chiếm khoảng 75-85% lượng mưa năm, lớn nhất vào thắng 7 hoặc thắng &

Mùa khô kéo đài 6 đến 7 tháng, lượng mưa nhỏ nhất thường li tháng 1 vàtháng 2, do chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của giỏ mùa Đông Bắc biễn tinh qua lụ địaLượng mưa trong mùa khô chỉ chiếm 15-20% lượng mua năm Nhìn chung, chế 46mưa và lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc vào chế độ giỏ mia và cũng phần theo

mùa khá rõ rệt

Mùa mưa gin như trùng với gió mia Đông Nam Mùa đồng thường có mưaphn và âm ướt mùa hè thường có mưa rio, mưa déng Trung binh số ngày có mưatrong năm trong tinh vào khoảng từ 125 đến 160 ngảy

“Chế độ mưa phụ thuộc vào chế độ gió mia Mùa mưa gin như rằng với giỏ

mùa Đông Nam va thường kéo dài từ tháng V-X (khoảng 6 tháng), những năm đặc,

biệt là những năm mưa đến sớm hoặc kết thúc muộn Lượng mưa trong mia muachiếm khoảng 80-85% lượng mưa năm Còn lại là mưa trong mùa khô, Mùa đông

thường có mưa phiin, mùa hé thường có mưa rào, mưa đông.

Sự phân bố mưa trên lưu vực chịu ảnh hưởng rat rõ nét của yếu tố điều kiện

a

địa hình hướng của các đây núi đối với cá luỗng khí im

Lượng mưa năm biến đổi không nhiều, năm nhiều sắp 2 đến 3 lẫn năm ít,nhưng do sự phân bố mưa trong năm không đều và sự biến động mạnh theo thin4a làm cho sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn die biệt vio các thing XI, 1

11 đồ ci ig là thời kỳ nga ai lúa xuân nhu cầu nước lớn thi lượng mưa ba tháng đó lại

nhỏ nhất trong năm

2.22, Dòng chiy

(1) Dac mm phân phối dòng chủy

Ving nghiên cứu thuộc lưu vực sông Hồng gằm cỏ ba nhánh sông chính làsông Đả, sông Thao và sông Lô bắt nguồn từ lãnh thổ Trung Quốc chảy vào Việt[Nam và gặp nhau tai Việt Tr trên dòng chính sông Hồng chảy theo hướng Tây Bắc-

"Đông Nam có phân lưu sông Đuống sang sông Thái Bình và đổ ra biển Đông qua

cửa Ba Lat.

Sông Thái Binh hình thành trên tanh thé Việt Nam gồm ba nhinh sông chính

“Cầu Thương-Lục Nam hợp lưu tại Phả Lại sau đó nhập lưu với sông Duồng (là

phân lưu của sông Hồng) trước khi đổ ra biển đông qua các cửa Thi Bình Văn

Ue sông Hồng chuyển nước sang sông Thái Bình qua sông Đuống và sông Lube

Sông Đây bên hữu sông Hồng là một phân lưu tự nhiên của sông Hồng trước khi xây dựng đập Day sông Day chảy song song với sông Hồng theo hướng Tây

B ~ Đông Nam đỗ ra bién Đông qua cita Như Tân Sông Day có một nhánh tin li

sông Nhuệ nằm kẹp giữa sông Day va sông Hồng Trên hệ thống còn có sông Đảosông Hồng với sông Day Ngoài ra một nhánh sông lớn có thể kể đến là sông

Ninh Cơ, sông Trà L 1g Hoá.

Dong chảy hàng năm trên lưu vực biển đổi không nhiễu, năm nhiều nước và

năm it nước thường xen kế nhau Ding chảy năm trên lưu vục sông Hỗng-sông

khoảng 133 tim’, trong đó khoảng 82 tim’ (chiếm khoảng 61.2%) sản sinh trên.

lãnh thổ Vig Nam Tuy nhiên do dia hình chia cắt nên dng chảy phân bổ rit không

đều trên các phần lưu vực khác nhau.

“Trong ba nhánh lớn của sông Hồng thì sông Đà đóng góp dòng chảy nhiềunhất khoảng 42%, sông Thao 19% mặc dù diện tích lưu vực xắp xỉ bằng lưu vực

sông Đà, Lưu vục sông Lô-Gâm nhỏ nhưng lại ding góp 25.4%

Chế độ phân phối dng chày các thắng trong năm phụ thuộc vào ch độ mưa

do đó cũng hình thành hai mùa rõ rộ, Mùa lũ chiếm khoảng 76% dng chảy năm

trong đó thing VI là tháng có dòng chảy chiếm ty lệ cao nhất khoảng 21.5%: mùa

kiệt chiếm khoảng 24% dòng chảy năm trong đồ thing kigt nhất là tháng Ill chỉ

chiếm có 2.1%

Do chế độ mưa trên lưu vực biển đổi cả vé không gian và thời gian nên sự

xuất hiện lũ lớn trên sông Hồng có tính chất phân kỳ rõ rệt (các trận lũ lớn thường,

xuất hiện vào trung twin tháng VIII, thing VIL và IX i cổ cơ hội xuất hiện l lớn)

Mùa kiệt trên lưu vực thườ ig tir tháng XI đến tháng V gồm 7 tháng (có lưu

tháng XI là

thing chuyển tgp từ mia mưa sang mùa it mưa Từ thắng X đến thing XI ding

lượng bình quân tháng nhỏ hơn lưu lượng trung bình năm) Trong đó

chây trong sông giảm nhanh và từ tháng XII đến thắng IV ding chảy ít bién động.

cuối thing IV và thing V do có mưa nên đông chiy lại ting nhanh, chính thức mia

kiệt là từ tháng XII đến tháng IV Do vậy việc ding nước edn được quan tâm đến

đồng chảy kigt từ tháng XI đến thẳng TV và có thé là cả thắng V

“Trong các thing mùa kiệt vẫn còn có lượng mưa chiếm khoảng 20 + 259%

lượng mưa cả năm nhưng lượng mưa này lạ tập trung vào 3 tháng XI, IV và V còn

iét khô

các thing XII đến tháng III mưa nhỏ và nhất là 2 tháng XII và I là th

hanh, tháng II và HH tuy đã có mưa nhưng chỉ là mưa phủn, từ tháng XII đến tháng THÍ đồng chảy trong sông suối là do nước ngầm va nước điều tiết từ các hồ chứa

và 63% ở Sơn Tây) Ngoài ra dong chảy kiệt nhất cũng đã xây ra vio thắng II và

tháng IV một số năm Dòng chảy mùa kiệt ngày nay và trong tương lai đã chịu tác

động rất lớn do tác động của thiên nhiên, của con người đồ là xây đựng các công

trình điều tiết nước, lẤy nước, cải tạo đồng chảy, v.v phát triển mạnh nhất là 3thập kỷ 80, 90 và 2000 song mạnh mẽ nhất là thập kỷ 2000 khi hd Hoa Bình đi vào

vân hành khai thác,

(2) Phân tích đánh giá quá trình dòng chảy tại Sơn Tay

‘Tram thay văn Sơn Tây nằm trên sông Hồng là tổ hợp dòng chảy cia các

nhánh Đà, Thao, Lô Vi vay quá trình lưu lượng tại Sơn Tây được chọn là đầu vào.

cho bi n Để đính gid tinh hình hạn hán trên lưu vực thông qua quá tình dòng

chiy tại Sơn Tây Cần khôi phục số liệu cho tạm Sơn Tây từ năm 1989 đến nay

Sứ dụng phương pháp phân ích hii quy nhiễu biến để tiến hành hoàn nguyên quá

trình ding chảy ngày ai Sơn Tây,

2.2.3, Thùy triều và xâm nhập mặn

Trong một nấm độ mặn thay dBi theo mùa lũ và mùa cạn rõ rộ Mùa lũ khỉ lượng nước sông lớn có tác dụng dy nước mặn ra xa bờ nên độ mặn ở vũng cửa

thỏ, nên nước.

sông thường nhỏ VỀ mùa cạn lưu lượng nước sông từ thượng lưu về

biển tiến sâu vào nội địa làm cho độ mặn tăng lên Nói chung ở đồng bằng Bắc Bộ.

46 mặn lớn nhất thường xuất hiện vào tháng I đến tháng IIL, nhỏ nhất thường vào

thắng vào VIII hoặc VIL

Sự thay đổi của độ mặn trong tháng cũng giống như sự thay đổi của thuỷ triều trong tháng nghĩa là có hai kỳ mặn tương ứng với hai kỳ triều Độ mặn lớn

nhất thường xuất hiện vào những ngày đầu thing và giữa tháng âm lịch Độ mặn

ing của tháng

nhỏ nhất thường xuất hiện vào những ngày đầu của trưng tuần và hạ

fim lich

Thủy triều vùng biển thuộc Vinh Bắc Bộ là chế độ nhật triều tong 1 thing

6 2 chủ kỹ con nước mỗi chu kỳ 14 ngày (7 ngày triểu cường 7 ngày tiểu thấp)

bình từ 1,6 -1,7m, lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,11m Thông qua hệ thống.

sông ngồi, kênh mương chế độ nhật triểu đã giúp cho qué trình thau chua rửa mặn.

trên đồng mộng Tuy nhiên cũng còn một số diện ích bị nhiễm mặn Ding chảy của

sông Hồng và sông Day kết hợp với chế độ nhật triều đã boi tụ vùng cửa 2 sông tạo.

thành hai bãi bồi lớn là Côn Lu - Cn Ngạn ở huyện Giao Thuỷ và vùng đông Cửa

Day ở huyện Nghĩa Hưng.

Hàng năm về mùa kit, lưu lượng nguồn nước ngợt giảm, nước thuỷ iễu ding

cao đẩy nước mặn từ biển Đông xâm nhập sâu vào trong các triển sông, ảnh hưởng

lớn đến lly nước tới của các cổng đều mỗi gây nhiều khô khăn cho sản xuấtnông nghiệp vụ chiêm xuân của toàn tinh Trong 4 sông cung cắp nguồn nước Hồng,Diy, Dio, Ninh Cơ chỉ có sông Đào do được khai thie ở đầu nguồn lại nằm xa biển

số nguồn nước không bi nhiễm mặn, 3 con sông còn lại do ảnh hưởng của mặn nên

việc khai thác tưới cho vụ chiếm xuân (từ tháng I đến tháng IV) rit hạn chế.

Don vị 4

Thing

‘Tram/sing STBmin |STBmax | Smax

MITT TT TTTTTW TY lBa Lạt tông [347 [ 38 [344 [344 [ 25 [1277 [001065 [5241| 241

“Trung Trang

ey 065 | 0.1 }oo92) 0.14 | 0.07 | 008 |0.009-001 Jo9s-3.43] 343 lấn tie)

Cao Kênh

2o |[157 | 32 |346 | 3.67 | 21 | 0.41 | 002.0025 22 (s.Kinh Thay)

KinAn

siz] 3 | ssi | 644 | 465 | 1.59 | 00251 |164-285] 285 (SLạch Tray)

Naw Thôn

036 | 1 }0762) 086 | 059 | 031 | 061-002 |1.87-227] 227

sTALy)

‘© Chiều dai xâm nhập mặn vào các nhánh sông.

Độ mặn có xu hướng tăng ở dong chính sông Hồng vả giảm phía sông.Thái Bình Khả năng bổ sung lưu lượng về mùa cạn của hỗ chứa Hoà Bình sẽ

cải thiện tình hình xâm nhập mặn Việc sử dụng nước cho nông nghiệp không ting nhiễu nữa so với mức cơ bản, các nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt và

công nghiệp tăng chưa nhanh, mặt khác có thể xử lý thu hồi dùng lại 90%, và

việc có thêm hồ Sơn La thi tình hình nước mùa cạn ở hạ lưu sông Hồng, sôngThai Bình còn cải thiện lớn hơn nhiều

Tinh trung bình nhiều năm từ chuỗi số liệu đo đạc, chiều dài xâm nhập.mặn 1°/q xa nhất trên sông Thái Bình 12 - 40 km (tuy từng phân lưu), Ninh

Cơ 37 km, Trả Lý 26 km, Day 24 km và sông Hồng 20 km.