Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật tài nguyên nước: Ứng dụng mô hình toán thủy lực Telemac 2D tính toán xâm nhập mặn trên sông chính thuộc tỉnh Vĩnh Long và Trà Vinh trong điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng

NHIEM VỤ VÀ NOI DUNG: Ứng dụng mô hình TELEMAC 2D tính toán xâm nhập mặn trên sông chính thuộc tỉnh Vinh Long và Trà Vinh trong điều kiệnbiến đổi khí hậu và nước biển dâng nhằm dự đoán d

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LAM NGUYEN ANH BANG

UNG DUNG MO HINH TOAN THUY LUC TELEMAC 2D TINH TOAN

XAM NHAP MAN TREN SONG CHINH THUOC TINH VINH LONGVA TRA VINH TRONG DIEU KIEN BIEN DOI KHI HAU

VA NUOC BIEN DANG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tai Nguyên NướcMã số: 60580212

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp Hà Chí Minh, tháng 7 năm 2017

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Nguyễn Thống

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: NCS ThS Nguyễn Minh Trang

Cán bộ chấm nhận xét 1: GVC TS Lê Dinh Hồng

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Quang Trưởng

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, DHQG Tp.HCMngày 16 tháng 8 năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1.TS Lưu Xuân Lộc

2.GVC TS Lê Dinh Hồng

3.TS Nguyễn Quang Trưởng

4.TS Hồ Tuan Đức5.TS Trương Chí HiềnXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận Văn và Trưởng Khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRUONG KHOA KY THUẬT XÂY DỰNG

TS LƯU XUAN LOC PGS TS NGUYEN MINH TAM

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do — Hanh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Lâm Nguyễn Anh Bằng MSHV: 7140681Ngay thang nam sinh: 01/4/1991 Noi sinh: Vinh LongChuyên ngành: Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước Mã số: 60 58 02 12I TÊN ĐÈ TÀI: Ứng dụng mô hình toán thủy lực Telemac 2D tính toán xâm nhậpmặn trên sông chính thuộc tỉnh Vĩnh Long va Trà Vinh trong điều kiện biến đổi khíhậu và nước biến dâng

Il NHIEM VỤ VÀ NOI DUNG: Ứng dụng mô hình TELEMAC 2D tính toán

xâm nhập mặn trên sông chính thuộc tỉnh Vinh Long và Trà Vinh trong điều kiệnbiến đổi khí hậu và nước biển dâng nhằm dự đoán diễn biến mặn đến nội đồng,nồng độ mặn, mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sản xuất cũng như sinhhoạt của người dân.

II NGAY GIAO NHIỆM VU: 04/7/2016

IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 04/7/2017V CAN BO HUONG DAN: PGS.TS Nguyễn Thống, NCS.Th§ Nguyễn Minh Trang

Tp HCM, ngày tháng năm 20

CAN BO HƯỚNG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO

PGS TS NGUYEN THONG PGS TS NGUYEN THONG

TRUONG KHOA KY THUAT XAY DUNG

PSG TS NGUYEN MINH TAM

Luận văn thạc sỹ “Ung dung mô hình toán thủy lực Telemac 2D tính toánxâm nhập mặn trên sông chính thuộc tỉnh Vinh Long và Trà Vinh trong diéu kiệnbiến đổi khí hậu và nước biển đáng” được hoàn thành tai Bộ môn Kỹ thuật vaQuản lý Tài nguyên Nước thuộc trường Dai Học Bách Khoa - DHQG Tp.HCM vàotháng 7 năm 2017 dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Nguyễn Thống.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sac đến Thầy Nguyễn Thống,Thay đã tận tình hướng dẫn tôi từ những ngày mới bat đầu triển khai nghiên cứucho đến khi hoàn thành

Xin chân thành cảm ơn các Thây Cô thuộc Bộ mồn Kỹ thuật và Quản lý Tàinguyên Nước đã giúp đỡ và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứuluận văn.

Xin cảm ơn các bạn học viên cao học khóa 2014 đã đồng hành cùng toitrong những năm học vừa qua Xin gửi lời cảm ơn đến anh Phạm Thanh Vinh, chịNguyễn Minh Trang đã giúp tôi trong những buổi đầu khó khăn nhất Xin cảm ơngia đình đã là nguồn động viên cho tôi trong suốt thời gian vừa qua

TELEMAC là mô hình toán mã nguồn mở rất mạnh nhưng tương đối khó,ngoài các kiến thức cơ bản về Động lực học sông, biển còn đòi hỏi ở người sử dụngkhả năng lập trình ngôn ngữ Fortran Do đó, trong quá trình thực hiện luận văn, họcviên không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý, phêbình của Quý Thay Cô, đọc gia va các ban đồng mồn

Tp Hô Chi Minh, ngày tháng HĂM

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Lâm Nguyễn Anh Bang

TÓM TAT

Xâm nhập mặn là một trong những vấn dé lớn mà người dân ở Đồng bằngsông Cửu Long đang phải đối mặt va nó có xu hướng trầm trong hơn trong tươnglai khi mực nước biến dâng và lưu lượng thượng nguồn suy giảm

Trong nghiên cứu này, xâm nhập mặn trên các sông chính thuộc địa bàn haitinh Vĩnh Long và Trà Vinh được m6 phỏng cho những kịch bản khác nhau cuamực nước biển dâng và lưu lượng thượng nguồn suy giảm bằng mô hìnhTELEMAC 2D Mô hình được xây dựng dựa trên cơ sở dir liệu năm 2005, đây làkịch bản gốc để đánh giá tính chính xác của mô hình được áp dụng vả so sánh với

các kịch bản dự báo xâm nhập mặn vào các năm 2020 - 2040 Kết quả mô phỏng

cho thay trong điều kiện nước biển dâng, lưu lượng thượng nguồn thay đối, mặn sẽxâm nhập sâu vào trong hệ thống các sông/ kênh

Từ khóa: TELEMAC 2D, Xam nhập mặn, Vĩnh Long, Tra Vinh

ABSTRACT

Salinity intrusion is one of the major problems that the Mekong Delta isfacing It would increase in the future due to sea level rise and upstream flowdecline.

In this study, salinity intrusion within the main river system in Vinh Longand Tra Vinh was simulated by using TELEMAC 2D model under climate changeand upstream flow reduction scenarios The model constructed by usingtopographical data in 2005 when a baseline scenario was developed to comparewith any changes in salinity intrusion from 2020 to 2040 The simulated results ofthe study showed that with the impacts of SLR and upstream flow change, salineintrusion could be found futher inland.

Key words: TELEMAC 2D, Salinity Intrusion, Vinh Long, Tra Vinh

Tôi xin cam đoan:Những nội dung trong luận văn cao học này là do tôi thực hiện dưới sự trựctiếp hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thống.

Mọi tham khảo dùng trong luận văn cao học này được trích dẫn rõ ràng tên

tác giả, tên công trình, thời gian và địa điểm công bố Các số liệu có nguồn gốc rõràng.

Kết quả của đề tài là hoàn toàn trung thực Mọi sao chép không hợp lệ haygian trá tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Tp Hô Chi Minh, ngày thắng năm

HỌC VIÊN THUC HIỆN

Lâm Nguyễn Anh Bang

Mục lục

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TU VIET TÁẮTT - 5 5s scssess s99 se sesessssssss V

DANH MỤC BANG BIEU 5 5-5 5c S2 S5 S2 sex SE S9 sesesesesssse VIDANH MỤC HÌNH 5° <2 5 S2 s2 cv s2 ecsevssscsse VII

CHUONG I: GIỚI THIEU CHUNG 5-5-5-s° «<< se se se se sssssssssss 11.1 ĐẶT VAN Đ c1 1T TT TH HT HT TT TT TT HH TT |1.2 MỤC TIỂU NGHIÊN CUU - + SE SE SE SE ESESEEkseseeerxsed 2L.2.1 MU ti€u CHUNG 4a e ố.ố 21.2.2 Mục tiếu CU NE coccccccccccccccscsccscsesscscvscsesscsesscssscsecsesssesscsesacsesscsecsesecseseeaes 21.3 Y NGHĨA KHOA HỌC VÀ THUC TIEN cccsecsseccsesessssesscessceesseseeeevens 2

In Y¥ nghia KNOG NOC nnngớgớ 21.3.2 Y nghĩa thực tiẾM - «St kì TT TT TT T1 1111111111111 tru 3

1.4 DOI TƯỢNG VA PHAM VI NGHIÊN CỨU 255556 sesesesesxsx2 31.4.1 Đối tượng nghiÊH COU «5 Skgề AT 1T ngư 31.4.2 Phạm Vi HghiÊH CỨIH c0 1 11H kg vờ 31.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU - - 2-2 +E+EE+E+E+ESEEEEEEeEerkrkrxees 4

1.6 TONG QUAN NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THỂ GIỚI 5

1.6.1 Tổng quan nghiên CỨU HONG HHỚC «5S StekeeEsEEEErkrkekersreeo 51.6.2 Tổng quan nghiên cứu trên thé iO; cece sseseevessssssesssessevesssseesesee 9

CHUONG II: TONG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 13

2.1 VỊ TRÍ DIA LÝ, DIEU KIỆN TỰ NHIÊN - - 5s £ce£seeeez 152.2 DAC DIEM DIA HINH wu eccccsccccecesesescecseesevscscececececcevsvevevavecececeeeavevavens 16

2.3 MẠNG LUGI SONG NGÒI, KENH RACH Qu cccscccsesesesesecesesecececeseceeeees 17

2.4 DAC DIEM KHÍ TƯỢNG, THUY VAN uuu .cccccccccesescscseesesecscececeseeeesevens 192.4.1 Dac diém khi LUOTIG vescccccccccscssesnsccceeceesesssnsseceeeeesessessaeaeeeeesesessesaaaaeeeeeees 192.4.2 Dặc điểm thay VAN ccccccccccscsscssssssssssssescsvsvesscsssssssvsvessasasavsvsvsvseseseaeaes 202.5 DAC DIEM THUY TRIEU ou cccccccccesescscscesevscscececececcevsvevsvesscececececeesavens 202.6 BIEN DOI KHÍ HẬU TẠI KHU VUC NGHIÊN CỨU .- 212.7 HIỆN TRANG XÂM NHAP MAN uo eececcecececscssceseesseeseevssseeetsnseseees 22

CHUONG III: CƠ SỞ LY THUYY ẾTT -5-5° 5-52 5< sessssesessesesssse 23

3.1 GIỚI THIỆU MOT SO MO HINH THỦY LỰC - - sec cececs 23Ÿ.l.L Các mô Ninth HƯỚC H8OÀÌ ng re 233.1.2 Các mô Ninh trONG HHỚC Ăn ng re 263.2 CƠ SỞ LÝ THUYET MÔ HÌNH TELEMAC 2-552+s+s+cse 293.2.1 Phương trình dòng chảy mặt hai chiêu được ứng dung trong mô hìnhTELEMAC 21D - 2525k SEESEEE5E5E5EEE1515151111151511115151511115111111111 011101 y0 313.2.2 Thuật toán TELEMAC 2D ii cccccccccccccsscccssccccssccccccccsccccssscesssceussceesvcss 33

CHUONG IV: XAY DUNG BAI TOAN XAM NHAP MAN CHO KHUVỰC NGHIÊN CỨU 2 5° ° 5 S2 99% #999 se se se se 37

4.1 MIỄN TÍNH TOÁN - 5: E21 E212 E1 12121215121211 11211111111 te 384.2 DỮ LIEU ĐẦU VÀO CHO MO HÌNH - xxx vrerersrrree 39AQ, DIA HÌHH, Ă G1 KH ve 394.2.2 SỐ liệu thủy, NGI VAN ececcccscscscssscsssesesssevevsvevevsveveveveveveveveveveveveveveveevees 404.3 DIEU KIEN BIEN G1111 9191 1 1E SE Hee 40ÂN na nổ 404.3.2 BIEN HHIẶH ĂĂGGG Ăn ST nà 4]4.4 DIEU KIEN BAN DAU cccccccccsescscscscesssscecscececececcevevevecevscecaceceseaevavens Al4.4, l MUC NUOC Ăn KH TK cà 4]4.4.2 VGN LAL NAN viccecccccccccccssccccssccccsccccscccccsccccssccecssccesssceussscesescesscscesscccesescess 4]4.5 DANH GIA MO HINH - - S2 SE EEE2E5E1215111111 1111 Lee 424.6 CÁC THONG SỐ CHÍNH CUA MÔ HÌNH - 5-5-5 +cscszscs2 424.7 HIỆU CHỈNH VÀ KIEM ĐỊNH MÔ HÌNH THỦY LUC 424.7.1 Hiệu chỉnh mô hình thity THC Tà 424.7.2 Kiém định mô hình thaty lựC «set sEeketsEeketsrekererkreerkreereeo 454.8 HIỆU CHỈNH VÀ KIEM ĐỊNH MAN cv cvererersrreee 474.6.l Hiệu CHINN MAN wiccecccccccccccsccccssscccssscccsccccssccccssccessceesssceessceescsceesccesececees 474.8.2 (T16 N Nụ 50

CHƯƠNG VI: KET LUUẬN 5-5 5-5 s°ss S2 S5 s9 ess s99 sesesesesssse 64

6.1 ĐÁNH GIA TONG QUAN 5 1 c1 1212111111511 1511111111151 Ecke 646.2 KET LUẬN NHAN ĐỊNH VE KET QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ MỘT SO©10 7 2 64

6.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO - 2 252 2 e+s+E+EeEerxzxee 69

TÀI LIEU THAM KHẢO 5 5-5 s9 S2 S5 s9 ess S99 ssesesesssse 703:19800 0021255 72PHU LUC 01 MÔ PHONG MUC NƯỚC TẠI TRAM BEN TRẠI NĂM 2005sucevevevesssvavessavavsvsssavavsvsusavsvevsusaveveusasavsvsusavavsssusavavsssasavavsssasevessesesevevsesesevsvsseeeee 72PHU LUC 02 MO PHONG MUC NUGC TAI TRAM CAN THO NAM 2005sucevevevesssvavessavavsvsssavavsvsusavsvevsusaveveusasavsvsusavavsssusavavsssasavavsssasevessesesevevsesesevsvsseeeee 73

PHU LUC 03 MO PHONG MUC NƯỚC TAI TRAM MỸ THUAN NAM

0 2 74PHU LUC 04 MO PHONG MỰC NƯỚC TẠI TRAM TRÀ VINH NAM0 2 75PHU LUC 05 MÔ PHONG MUC NƯỚC TẠI TRAM BEN TRẠI NĂM 2006sucevevevesssvavessavavsvsssavavsvsusavsvevsusaveveusasavsvsusavavsssusavavsssasavavsssasevessesesevevsesesevsvsseeeee 76

PHU LUC 06 MO PHONG MỰC NƯỚC TAI TRAM TRA VINH NAM

2006 oe ceeceseeccscsecececsesecscscecessevscscsusevsvsvsacavevssscsvssssasevensesacevsssssscsvevssesevsvsseeees 77PHU LUC 07 MÔ PHONG MAN NAM 2005 ccccsccsesesseceeesevecscscececeseevevens 78PHU LUC 08 MO PHONG MAN TRAM TRA VINH NAM 2006 80

ili

-PHU LUC 09 SO SÁNH DO MAN TẠI TRAM TRÀ KHA GIỮA KICHBẢN GOC VỚI KB1, KB2, KB3 2-5: 5 SE+E+ESESEEEEEEEEEEEEErkererkrree 81PHU LUC 10 SO SANH ĐỘ MAN TAI TRAM CÂU QUAN GIỮA KICHBẢN GOC VỚI KB1, KB2, KB3 2-5: 5 SE+E+ESESEEEEEEEEEEEEErkererkrree 82PHU LUC 11 SO SÁNH ĐỘ MAN TẠI TRAM HUNG MY GIỮA KICHBẢN GOC VỚI KB1, KB2, KB3 2-5: 5 SE+E+ESESEEEEEEEEEEEEErkererkrree 83PHU LUC 12 SO SANH DO MAN TẠI TRAM TRÀ VINH GIỮA KICHBẢN GOC VỚI KB1, KB2, KB3 2-5: 5 SE+E+ESESEEEEEEEEEEEEErkererkrree 84

Mục lục

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

BDKH: Biến đổi khí hậuĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu LongĐDSH: Đa dạng sinh học

KB: Kịch bản

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1 Mức tăng nhiệt độ (°C) trung bình năm so với thời ky 1980-1999

theo kịch bản phát thải trung bình (B2) - -S SQnnSSS SH He 21Bảng 2.2 Mức thay đôi lượng mưa (%) so với thời ky 1980-1999 theo kịchban phát thải trung bình (B2) Q- G Q2 HS HH HH re 21Bang 4.1 Các thông số của mô hình - ¿2 + 2 2+E+E£££££E+Ezeerxzesrered 42Bảng 4.2 Một số chỉ tiêu so sánh GOIE -2 2 2222 2E2E£EcEEcErErrrrkreee 43Bảng 4.3 Một số chỉ tiêu so sánh GOIE - 5252-5222 E2EEcEEcEeErrrrkreee 46Bang 5.1 Các kịch bản mô phỏng - - - c5 1111113331111 1 9v re reg 52

Bảng 5.2 Kết quả tính toán sự thay đối độ mặn lớn nhất và nhỏ nhất trung

bình so với kịch bản sốc theo các kịch bản khác nhau - - - 62

Mục lục

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Phạm vi vùng nghiÊn CỨU - - 5 E111 1929101111 khu +Hình 2.1 VỊ trí địa lý của khu vực nghiÊn CỨU 5555 + << sssss2 15

Hình 2.2 Bản đồ địa hình Đồng bang sông Cửu Long - +: 17

Hình 2.3 Ban đồ đăng tri mưa năm trung bình nhiều năm vùng ĐBSCL 19

Hình 3 Các thành phân của hệ phương trình Saint - Venant trong hệ tọa độDD€SCATẨ€S QQQ HH nọ tr 33Hình 4.1 Tông quan về miễn tính toán ¿2-2-5 2 2+2+£+£z£E+xzeezsrecre 39Hình 4.2 Phân bố các hang số điều hòa tại vùng Biển Đông 41

Hình 4.3 Vị trí các tram quan trắc mực nước trong vùng nghiên cứu 43

Hình 4.4 Mực nước mô phỏng và quan trắc tại trạm Can Thơ 44

Hình 4.5 Mực nước mô phỏng va quan trắc tại trạm Mỹ Thuan +1

Hình 4.6 Mực nước mô phỏng và quan trắc tại trạm Bến Trại - 45

Hình 4.7 Mực nước mô phỏng va quan trắc tai trạm Trà Vinh 45

Hình 4.8 Mực nước mô phỏng và quan trắc tại trạm Bến Trại - 46

Hình 4.9 Mực nước mô phỏng và quan trắc tai trạm Trà Vinh 47

Hình 4 10 Vị trí các trạm quan trắc mặn trong vùng nghiên cứu 48

Hinh 4.11 DO man quan trắc và mô phóng tại tram Cau Quan - 48

Hình 4.12 Độ mặn quan trắc và mô phỏng tại trạm Hưng Mỹ 49

Hình 4.13 Độ mặn quan trắc và mô phỏng tại trạm Tra Kha 49

Hình 4.14 Độ mặn quan trắc và mô phỏng tại trạm Trà Vĩnh 49

Hình 4.15 Độ mặn quan trắc và mô phỏng từ ngày 08/3/2006 đến ngày10/3/2006 tại trạm Tra Vĩinh - - + 210110111 1111111 11111 8 1111111111111 x22 50Hình 5.1 Phân bố độ mặn tại thời điểm t theo kịch ban I -: 53

Hình 5.2 Đường đăng trị mặn theo kịch bản Ì - << << <ssss2 53Hình 5.3 Độ mặn mô phỏng tại tram Tra Kha theo kịch bản 1 54

Hình 5.4 Độ mặn mô phỏng tại trạm Cau Quan theo kịch bản 1 54

Hình 5.5 Độ mặn mô phỏng tại trạm Hung Mỹ theo kịch ban l 55

Hình 5.6 Độ mặn mô phỏng tại tram Tra Vinh theo kịch bản l 55

VỊ]

-Hình 5.7 Phân bố độ mặn tại thời điểm t theo kịch ban 2 -: 56

Hình 5.8 Duong dang tri mặn theo kịch ban 2 - cc << ssss2 56Hình 5.9 Độ mặn mô phỏng tại trạm Tra Kha theo kịch ban 2 57

Hình 5.10 Độ mặn mô phỏng tại trạm Cau Quan theo kịch bản 2 57

Hình 5.11 Độ mặn mô phỏng tại tram Hưng Mỹ theo kịch bản 2 58

Hình 5.12 Độ man mô phỏng tại trạm Trà Vinh theo kịch bản 2 58

Hình 5.13 Phân bố độ mặn tại thời điểm t theo kịch ban 3 59

Hình 5.14 Duong dang trị mặn theo kịch bản 3 -cc << sss2 59Hình 5.15 Độ mặn mô phỏng tại trạm Trà Kha theo kịch ban 3 60

Hình 5.16 Độ mặn mô phỏng tại tram Cau Quan theo kịch bản 3 60

Hình 5.17 Độ mặn mô phỏng tại trạm Hung Mỹ theo kịch ban 3 61

Hình 5.18 Độ mặn mô phỏng tại trạm Trà Vinh theo kịch bản 3 61Hình 6.1 Hệ sinh thái rừng ngập mặn - - - - -Ă BS se 66Hình 6.2 TetraPot: Kết hợp tru chắn sóng và rừng ngập mặn thành một hệ1n 8), 180/.0) 0 G7

Chương I: Gidi thiệu chung

CHUONG I: GIOI THIEU CHUNG

1.1 DAT VAN DE

Tỉnh Vinh Long và Trà Vinh thuộc Đồng bang sông Cửu Long, nằm ởphan cuối cù lao kẹp giữa sông Tién và sông Hậu Địa hình chủ yếu là nhữngkhu đất băng phăng với độ cao trên dưới 1m so với mặt biến, riêng phân phíanam là vùng dat thấp, bi các giéng cát hình cánh cung chia cắt thành nhiềuvùng tring cục bộ, nhiều nơi chỉ ở độ cao 0,5 - 0.8 m nên hang năm thườngbị ngập mặn 0,4 - 0,8 m trong thời gian 3 - 5 tháng Vĩnh Long, Trà Vinh làvùng đất giàu tiềm năng về sản xuất nông nghiệp, đóng vai trò quan trọngtrong sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực Đồng băng sông Cửu Longcũng như của cả nước Tuy nhiên việc sản xuất nông nghiệp lại phụ thuộc rấtnhiều vào nguôn nước và bị chỉ phối chính bởi van dé xâm nhập mặn

Trong những thập niên gan day, các nước thượng nguồn sông Mekongcó kế hoạch tăng cường sử dụng nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp cũngnhư cho thủy điện và các hoạt động kinh tế khác, dẫn tới sự suy giảm lưulượng nước từ thượng nguồn và thiếu nước vào mùa khô từ tháng tư đếntháng năm hang năm Ngoài ra dưới tác động của biến đổi khí hậu mực nướcbiển ngày càng dâng cao làm cho tình hình xâm nhập mặn ngày càng nghiêmtrọng hơn vào mùa khô Đầu năm 2016, một đợt hạn hán nghiêm trọng đãdiễn ra tại lưu vực Mekong, đặc biệt là Đồng bằng sông Cửu Long Đây là

đợt hạn hán nghiêm trọng nhất trong 100 năm qua, đã làm cho hai tỉnh Vĩnh

Long, Trà Vinh thiệt hại hơn 700 tỉ đồng Vĩnh Long có tổng diện tích bịnhiễm mặn là 20.925 ha (lúa là 15.920 ha, 4.502 ha cây ăn trái và hoa màu là502 ha, bị ảnh hưởng đến 50% năng suất) Nguồn nước sinh hoạt bị ảnhhưởng khiến 12 nhà máy cung cấp nước phải ngưng hoạt động, ảnh hưởngđến đời sống cua 18.000 hộ dân Còn tại Trà Vinh trên 22.600 ha lúa bị thiệthại (trong đó có 6.200 ha mat trang và hon 24.000 ha lúa đang có nguy cơthiếu nước), hơn 4.000 ha cây ăn trái bị giảm năng suất từ 15 - 20% và gần

10.000 hộ dân bị thiếu nước sinh hoạt tram trọng

Do đó dé tai “Ung dung mô hình toán thủy lực Telemac 2D tinh toán

xâm nhập man trên sông chính thuộc tinh Vinh Long va Tra Vinh trong

điêu kiện biến đổi khí hậu và nước biển dang” là hết sức cần thiết Nghiên

cứu giúp chúng ta đánh giá được mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn trongtương lai theo các kịch bản biến đối khí hậu, dé từ đó đưa ra các giải phápphòng chống khắc phục những tác động xau của xâm nhập mặn đến sản xuấtcũng như sinh hoạt của người dân.

1.2 MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU

1.2.1 Mục tiêu chung

Đánh giá diễn biến xâm nhập mặn trên sông chính thuộc tỉnh VĩnhLong và Trà Vinh ứng với các chế độ thủy lực khác nhau dưới tác động củabiến đổi khí hậu làm mực nước biển dâng cao và lưu lượng thượng nguônsuy giảm, nhằm đưa ra các giải pháp để ứng phó với xâm nhập mặn trên địabàn các tỉnh Vĩnh Long, Trà Vinh.

1.2.2 Mục tiêu cụ thể- Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán số Telemac 2D giải bài toán lantruyền chất;

- Ap dụng bài toán xâm nhập mặn đối với các sông chính trên địa banhai tỉnh Vĩnh Long và Trà Vĩnh;

- Đánh giá diễn bién xâm nhập mặn trên các sông chính trong phạm vinghiên cứu trong trường hợp biến đổi khí hậu có xét đến yếu tố nước biếndâng và lưu lượng thượng nguồn suy giảm;

- Dé xuất các giải pháp công trình, phi công trình để giảm thiêu xâmnhập mặn đến hai tỉnh Vĩnh Long và Trà Vinh

1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỀN

1.3.1 Y nghĩa khoa học

Đánh giá một cách tương đối những diễn bién, tác động của xâm nhậpmặn trong điêu kiện biên đôi khí hậu: mực nước biên dâng, suy giảm lưu

Chương I: Gidi thiệu chung

luong thuong nguon dén hoạt động kinh té - xã hội, đặc biệt là sản xuấtnông nghiệp, nuôi trồng thủy sản của tỉnh Vĩnh Long, Trà Vĩnh

Dự báo, dé xuất các giải pháp ứng phó xâm nhập mặn trên địa bannghiên cứu như: kiện toàn hệ thống đê; xây dựng, hoàn thiện hệ thống côngtrình giữ nước ngọt trong đồng băng: xây dựng đập ngầm và hệ thống đêbiến, đê sông

Đóng góp cơ sở khoa học cho việc xây dựng và triển khai các kế hoạchhành động như: điều chỉnh quy hoạch tong thé và sản xuất nông nghiệp chotỉnh, lựa chọn cây trồng vật nuôi thích nghĩ với điều kiện khô hạn và môitrường nước mặn, lợ.

1.3.2 Y nghĩa thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu có thê được sử dụng cho việc hoạch định cácdé án liên quan đến xâm nhập mặn; dé ra các giải pháp ứng phó cho chínhquyên và cộng đồng địa phương như quy hoạch xây dựng các công trình đêbao, công ngăn mặn, giữ ngọt

1.4 DOI TƯỢNG VA PHAM VI NGHIÊN CỨU

1.4.1 Đôi tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: diễn bién xâm nhập mặn trên sông chính thuộc

tỉnh Vinh Long va Trà Vinh, những ảnh hưởng và tác động của nó đến hoạtđộng sản xuất, đời sông kinh tế của con người

1.4.2 Phạm vỉ nghiên cứu

Pham vi nghiên cứu là các sông chính thuộc địa bàn tinh Vĩnh Long vaTrà Vinh.

xì ra Biến Đông

Y Y Ll TY t3108 oe 108 toe soe

H nh 1 Pham vi vùng nghiên cứu

1.5 PHUONG PHAP NGHIEN CUU

- Phương pháp kế thừa: Phuong pháp này được thực hiện trên co sởnghiên cứu, xem xét, đánh giá và tận dụng các kết quả nghiên cứu đã cótrước đó kế cả trong nước và ngoài nước

- Phương pháp thu thập dữ liệu: Thu thập thông tin, dữ liệu về đặcđiểm tự nhiên, hiện trạng xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long, TràVinh Thu thập dữ liệu phục vụ phân tích, tính toán mô hình: dữ liệu diahình, dữ liệu thuỷ, hải văn (sóng, gió, dòng chảy, mực nước ), độ mặn vàcác số liệu cần thiết khác

- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Phương pháp này được thựchiện sau khi có được số liệu từ quá trình thu thập các thông tin, dữ liệu thứcấp

- Phương pháp ứng dụng mô hình toán: Ứng dụng mô hình toán thủylực Telemac 2D để mô phỏng xâm nhập mặn, nghiên cứu sự thay đối của

Chương I: Gidi thiệu chung

xâm nhập mặn trên các phương diện cường độ, mức độ mở rộng vùng bị ảnhhưởng ứng với các kịch bản biến đối khí hậu khác nhau

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các chuyên gia, cácnhà khoa học có trình độ chuyên môn cao, có kinh nghiệm thuộc lĩnh vựcnghiên cứu của dé tài dé thực hiện dé tài

1.6 TONG QUAN NGHIÊN CUU TRONG NƯỚC VA THẺ GIỚI

1.6.1 Tổng quan nghiên cứu trong nước

Việt Nam là một trong 5 nước chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của biếndoi khí hậu và nước biến dâng Đặc biệt đồng bằng sông Cửu Long va đồngbăng sông Hong là những vùng tring nên bị ảnh hưởng nhiều nhất khi xảy rahiện tượng xâm nhập mặn Hiện nay, ở Việt Nam có một số mô hình toándùng để tính toán và dự báo mực nước, độ mặn chang han nhu MIKE (11,21), SAL, VRSAP, KOD Tất cả các mô hình đều dựa vào hệ phương trìnhcơ ban là hệ phương trình thủy động lực Saint - Venant và phương trình tải -khuếch tán một chiều mô tả xâm nhập mặn

“ Dự tính xâm nhập mặn trên các sông chính tỉnh Quảng Trị theo

các kịch bản phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020” của Trần Ngọc

Anh, Nguyễn Tiền Giang, Nguyễn Thanh Sơn, Ngô Chí Tuấn, NguyễnĐức Hạnh, Nguyễn Trần Hoàng (Đại hoc Khoa học Tự nhiên,DHQGHN), Nguyễn Huy Phương (Viện Quy hoạch Thủy lợi, Bộ Nôngnghiệp và Phát triển Nông thôn), Nguyễn Hữu Nam (Sở Tài nguyên và

Môi trường Quang Trị), Tạp chi Khoa học DHQGHN, Khoa học Tự

nhiên và Công nghệ 25, Số 1S (2009), Tr 1-12

Trong bài báo này, mô hình MIKE 11 được áp dụng để đánh giá tìnhhình xâm nhặp mặn trên hệ thong sông Bến Hải và Thạch Hãn Việc hiệuchỉnh và kiểm định mô hình thủy lực và lan truyền chất được thực hiện vớibộ số liệu đo đạc do nhóm nghiên cứu Thủy văn và Môi trường, Trường Đạihọc Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, quan trắc tháng 08 năm2007 Dé dự báo tình hình xâm nhập mặn đến 2020, các điều kiện biên được

kết hợp giữa việc dự báo tình hình sử dung nước thượng nguôn, kết hợp vớicác kịch bản nước biên dâng.

Kết quả mô phỏng bằng mô hình cho thấy, tính đến năm 2020:i) Vào tháng kiệt nhất trong năm ít nước (ứng với tần suất 75%), vớiphương án vận hành hết các hồ chứa theo quy hoạch đến 2020, ranh giớimặn 5%o sẽ xảy ra các vị trí:

- Trên sông Bến Hải: dưới Gia Vòng khoảng 4-5km;- Trên sông Sa Lung: đến cầu đường sắt Sa Lung:- Trên sông Thạch Hãn: dưới đập Tram khoảng 2km;- Trên sông Hiếu (Cam Lộ): đến cau Đuôi

it) Độ mặn trung bình vào tháng kiệt nhất của năm ít nước trong kịch

bản bất lợi nhất tại cầu Thạch Hãn là khoảng 6,6-7%o, tại chân cầu treo Cam

Hiếu trung bình khoảng 10%o, lớn nhất đạt 11-12%o, tại ga Sa Lung trung bìnhkhoảng 5-6%o, cầu đường sắt Bến Hải khoảng 18-20% Theo quy phạm củangành Xây dựng và Giao thông, độ mặn này đã có tác động xấu đến các côngtrình và khai thác vật liệu xây dựng;

iil) Ranh giới mặn trung bình 10%o vào thang IV trong kịch bản bất lợinhất tại vị trí:

- Sông Bến Hải: qua cau đường sắt khoảng 4km;- Sông Sa Lung: qua cầu Châu Thị khoảng 3,5km;- Sông Thạch Han: thị xã Quang Tri;

- Song Hiéu (Cam Lộ): qua cầu treo Cam Hiếu.Nhìn chung, nếu đặt trong bối cảnh suy thoái dòng chảy do biến đổikhí hậu, sự phân hóa ngày càng khắc nghiệt giữa hai mùa mưa và mùa khôthì xu thế xâm nhập sâu của mặn là không thê tránh khỏi Vì thế, để đối phóvới tình hình đó cần có các biện pháp chủ động như thay đổi tỷ trọng co caucây trồng - vật nuôi trong khu vực, mà một trong những hướng tích cực làphát trién nuôi trông thủy sản nước lo.

Chương I: Gidi thiệu chung

“Mô phỏng xâm nhập mặn đồng bang sông Cửu Long dưới tác

động mực nước biến dâng và sự suy giảm lưu lượng từ thượng nguồn”

của các tác giả Trần Quốc Đạt, Nguyễn Hiếu Trung (Đại Học Cần Tho)

và Kanchit Likitdecharote (Đại học Chulalongkorn, Thái Lan), Tạp chi

Khoa học 2012:21b, Tr 141-150.

Trong nghiên cứu này, xâm nhập man ở Đồng bang sông Cửu Longđược mô phỏng cho những kịch bản khác nhau của mực nước biến dâng vàlưu lượng thượng nguồn giảm bằng mô hình MIKE 11 Mô hình được xâydựng dựa trên cơ sở dữ liệu của hai năm 1998 và 2005 Kết quả mô phỏngxâm nhập mặn năm 1998 được chọn làm kịch bản sốc so sánh với bốn kịchbản xâm nhập mặn vào các năm 2020 và 2030 Bốn kịch bản này được xâydựng dựa trên kịch ban CRES B2, kịch ban tăng diện tích nông nghiệp vakịch bản diện tích nông nghiệp không đổi Hai kịch ban đầu là khi mực nướcbiển dâng 14 cm và lưu lượng thượng nguồn giảm 11% và 22% Kịch bản sốba và bốn là khi mực nước biến dâng 20 cm và lưu lượng thượng nguồn giảm15% Kết quả cho thấy rang độ mặn 2,5ø/I xâm nhập 14 km sâu hơn kịch bansốc năm 1998, mặn ảnh hưởng hau hết bán đảo Cà Mau, tỉnh Trà Vinh, mộtphân tỉnh Vĩnh Long và tỉnh Bến Tre Kết qua các kịch ban cho ta thấy bứctranh toàn cảnh về xâm nhập mặn ở ĐBSCL vào mùa khô, đặc biệt ở 2 kịchbản cuối ta thấy rang mặn có thể xâm nhập vào nội đông ở hau hết các diệntích được bảo vệ bởi các dự án ngăn mặn Tuy nhiên, mô hình cần được hiệuchỉnh với tất cả các yếu tổ ảnh hưởng đến xâm nhập mặn của vùng và nênthành lập nhiều kịch bản hơn nữa để có cái nhìn toàn diện hơn về vấn đề xâmnhập mặn của khu vực ĐBSCL.

“Anh hưởng của biến đổi khí hậu - nước biến dâng đến tình hình

xâm nhập mặn dải ven biển đồng bang Bắc Bộ” của Phạm Tat Thắng,Nguyễn Thu Hiền (Trường Đại học Thủy lợi), Tạp chí Khoa học Kỹthuật Thủy lợi và Môi trường - số 37 (6/2012), Tr 34-39

Bài báo nay đã ứng dụng mô hình MIKE 11 dé mô phỏng lan truyềnmặn trên các sông thuộc vùng ven biến đồng bằng Bắc Bộ tương ứng vớinăm kiệt hiện trạng và với kịch bản biến đối khí hậu năm 2030 Kết quả tínhtoán cho thay dưới tác động của biến đôi khí hậu - nước biến dâng, xâm nhậpmặn vào các con sông có dòng chảy trực tiếp ra biến lại càng trở nên nghiêmtrọng Chiều dài xâm nhập mặn tai các cửa sông tính đến năm 2030 hau nhưtăng lên từ 2-5 km, đặc biệt đối với sông Day chiều dài xâm nhập mặn tănglên đến 15 km Trong vùng ảnh hưởng của xâm nhập mặn, tại cùng một vị tríđộ mặn tương ứng với kịch năm 2030 tăng thêm trung bình từ 2 - 4%o so vớihiện trạng Kết quả này cho thấy trong tương lai độ mặn tại các cửa công lẫynước ven sông sẽ vượt quá giới hạn cho phép, không thé lay nước tưới phụcvụ cho sản xuất nông nghiệp Điều nay cho thay mức độ căng thang về nguồnnước ngày càng tăng và sự cấp thiết phải tìm ra các giải pháp công trình vàphi công trình để cải thiện việc cấp nước trong mùa kiệt trong điều kiện biếnđổi khí hậu và nước biên dang.

“Đánh giá và dự báo hình thái xâm nhập mặn vùng hạ lưu sôngTrà khúc - sông Vệ” của Đặng Thị Kim Nhung, Đặng Vị Nghiêm,

Nguyễn Duc Hoàng (Viện Quy hoạch Thủy lợi), Tạp chí Khoa học Kỹthuật Thủy lợi và Môi trường - số 50 (9/2015), Tr 119-126

Trong nghiên cứu này, mô hình thủy động lực học một chiều MIKE 11kết hợp với mô hình truyền tải khuếch tán được áp dụng để đánh giá tìnhhình xâm nhập mặn ở hạ lưu sông Trà Khúc - sông Vệ thuộc tỉnh QuảngNgai, dự báo xâm nhập mặn do ảnh hưởng của biến đối khí hậu và nước biếndâng Mô hình được xây dựng dựa trên cơ sở dữ liệu năm 2002 và 2013, đâycũng là giai đoạn nền để so sánh đánh giá với kết quả tính toán cân bằngnước trên lưu vực sông Tra Khúc - sông Vệ giai đoạn hiện tại và tương lai vacác kịch ban dự báo xâm nhập mặn vào các nam 2020 và 2030 Các trườnghợp được tính toán theo 2 trường hợp cụ thé là: i) Hệ thống thủy lợi ThạchNham lay nước trong mùa khô dé phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và công

Chương I: Gidi thiệu chung

nghiệp vùng hạ lưu sông Trà Khúc - sông Vệ; ii) Hệ thống thủy lợi ThạchNham không lay được nước phục vụ nông nghiệp và công nghiệp, toàn bộlượng nước được trả lại dòng chính sông Trà Khúc.

Kết quả tính toán cho thấy Đập Thạch Nham lấy nước trên dòng chínhsông Trà Khúc để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp khiếncho dòng chảy ngay sau hạ lưu đập gần như cạn kiệt Đồng thời đây cũng làmột yếu tố gây ảnh hưởng lớn nhất tới mức độ xâm nhập mặn vào sông TràKhúc Trong trường hợp khi đập Thạch Nham không lấy nước, độ mặn phíahạ lưu sông Trà Khúc giảm rất lớn, có vị trí giảm tới 13,9%o đến 14/7%o Hơnnữa, mức độ xâm nhập mặn với độ mặn trung bình lớn nhất 1%o cũng giảm3.5 km đến 3,9 km trên sông Trà Khúc Đây là van dé cần phải quan tâm đốivới công tác vận hành công trình thủy lợi Thạch Nham Ngoài ra, trong điềukiện biến đối khí hậu đến năm 2030, mặn sẽ xâm nhập sâu vào trong hệthống sông Trà Khúc - sông Vệ

1.6.2 Tổng quan nghiên cứu trên thế giới

Biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra trên quy mô toàn câu, tác độngnghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thếgiới Các hiện tượng như triều cường, mực nước biến dâng cao gây sạt lở bờbiên, bờ sông, ngập lut , và đặc biệt la van đề xâm nhập mặn đang là mốiquan tâm của nhiều nước

“Evaluation of Computer and Empirical Models for Predictionof Salinity Intrusion in the Bahmanshir Estuary” của J Parsa, A.

Etemad-Shahidi, S Hosseiny va A Yeganeh-Bakhtiary (Dai hoc Khoahoc va Cong nghé Iran), nam 2007, Tap chi Coastal Research, Tr 658-

662.

Mặc dù những mô hình máy tính ngày nay là công cụ thông dung dédự báo xâm nhập mặn ở vùng cửa sông, nhưng nhiều nhà quản lý cửa sôngcó xu hướng sử dụng những công cụ đơn giản và tin cậy chang hạn nhưmô hình thực nghiệm Những mô hình này có thé được sử dụng để xác

định nhanh chiều dài xâm nhập mặn như một hàm của các thông số đo đạctrực tiếp Mục tiêu của nghiên cứu này là so sánh hiệu quả của mô hìnhthực nghiệm với mô hình máy tính Xâm nhập mặn ở vùng cửa sôngBahmanshir được nghiên cứu bằng cách sử dụng mô hình số một chiều(MIKE 11) va 6 mô hình thực nghiệm (Harleman, Van der Burgh, Rigter,Fischer, Van Os and Abraham, Savenije), ngoại trừ hai mô hình Van derBurgh và Savenije thì tat cả các mô hình còn lại đều dựa các trên kiểm tratrong phòng thí nghiệm và các phép đo mẫu ở vùng cửa sông với mặt cắtngang là hằng số Các kịch bản khác nhau được xem xét để tìm ra chế độdòng chảy tối ưu tương ứng với lưu lượng dòng chảy thượng lưu, điều

kiện triều và lượng vào trạm bơm khác nhau Kết quả của các kịch bản chỉ

ra rằng với điều kiện hiện tại và không xây dựng đập ở hạ lưu thì chấtlượng nước được đưa vào trạm bơm không phù hợp cho mục đích tướitiêu Bằng cách so sánh các kết quả nhận được từ mô hình thực nghiệm vàdữ liệu đo đạc, nghiên cứu đã chỉ ra rằng mô hình Van der Burgh (1972)cho kết quả chính xác nhất khi dự báo về chiều dài xâm nhập mặn ở vùngcửa sông Bahmanshir, mặc dù là mô hình SAVENIJE (1993) được đánhgiá cao hơn Điều này có thê được giải thích bằng việc xem xét sự thay đốidiện tích mặt cắt ngang hàm không mũ dọc theo cửa sông Bahmanshir

“Control of salt water intrusion due to sea level rise in the

coastal zone of Bangladesh” của M J A N Bhuiyan va D Dutta

(Khoa học Ứng dụng va Kỹ thuật, Dai hoc Monash, c), năm 2011,

Bao WIT, Tr 163-173.

Một trong những tác động tiềm tàng của su nóng lên toàn câu vanước biến dâng là sự gia tăng nồng độ mặn của các khu vực ven biến, điềunày sẽ đe dọa đến nguôn nước sạch và hệ sinh thái thủy sinh Bài báo nàyxem xét tác động của nước biên dâng đối với nồng độ mặn ở khu vực TâyNam của Bangladesh Mục đích của nghiên cứu là xác định độ nhạy củanông độ mặn trên sông khi có sự thay đổi lưu lượng thượng nguôn và mực

Chương I: Gidi thiệu chung

nước biến ha lưu Luu lượng dòng chảy thượng nguồn tối thiêu được xácđịnh để ngăn sự xâm nhập mặn khi nước biển dâng Mô hình lan truyềnmặn một chiều được sử dụng và kết hợp với mô hình dòng chảy trên sôngvà bé mặt hiện có Tác gia dựa vào các chi số như RRMSE, ABSERR, chisố Nash-Sutcliffe (EF), hệ số tương quan (R*) va phan tram độ lệch dòngchảy đo đạc (PBIAS) để hiệu chỉnh và kiếm định mô hình Kết quả củanghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ mặn ở khu vực Tây Nam của Bangladeshsẽ tăng tương ứng với mực nước biến dang cùng với điều kiện lưu lượngthượng nguồn giảm làm ảnh hưởng đến độ phì nhiêu của đất, nông nghiệp,tính sẵn có của nước ngọt, sự tỒn tại của rừng Sundarban

“Impacts of potential future sea level rise on the north branch ofthe Changjiang river estuary: quantifying the saline water intrusion in

the dry season” cua tac gia C P Kuang, W Chen, X D.Mao, H C.Huang (Bộ môn Thủy lực, Dai hoc Tongji) va J Gu (Khoa Khoa học

biến, Dai hoc biển Thuong Hai) tại Hội nghị quốc tế về biến Thai Binh

Dương và Châu A lần thứ 7 tổ chức tai Indonesia tháng 9 năm 2013, Tr

932-937.

Trong bài báo này, nhóm tác giả sử dụng mô hình thủy lực hai chiềuMIKE 21 và các kịch bản nước biển dâng 0,5m, lm và 2m dé nghién cuunhững tac động có thé có của nước biến dâng đến nhánh phía Bắc của lưuvực sông Changjiang thông qua việc đánh giá sự thay doi của độ mặn trongmùa khô Dữ liệu thực tế về mực nước triều, vận tốc dòng chảy và độ mặnđược đưa vào dé kiểm định mô hình Kết quả mô phỏng cho thay rang: i) sựkhuếch đại của mực nước triều ở khu vực thượng lưu của nhánh phía Namcao hơn khu vực thượng lưu của nhánh phía Bắc trong điều kiện nước biéndâng: ii) lưu lượng mùa kiệt và mùa lũ ở mặt cắt ngang thượng lưu của nhánhphía Bắc có xu hướng tăng một cách đáng ké trong điều kiện nước biên dang,với hệ số chia dòng lên xuống của nhánh phía Bac tăng từ 3,8% lên 10,3%theo kịch bản dâng 2m; iii) độ mặn của nhánh phía Bắc có xu hướng giảm va

mức độ giảm ở khu vực thượng lưu là 11,4% -33,4%, lớn hơn ở trung lưu vahạ lưu Do đó, có thé kết luận rằng nước biên dâng tăng cường động lực lên

xuống và làm giảm bớt hiện tượng xâm nhập mặn ở nhánh phía Bắc

“Influence of the Freshwater Discharge on the Hydrodynamicsof Patos Lagoon, Brazil” cua Gustavo Pessoa de Barros, WiliamCorrea Marques, Eduardo de Paula Kirinus (Vién Hai duong hoc,Viện Toán hoc, Thong kê và Vật lý, Dai học Liên bang Rio Grande,Brazil), Tạp chí Quốc tế về Khoa học địa chất, năm 2014, Tr 925-942

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là tìm hiểu cách mà lưu lượngnước ngọt của các nhánh sông chính điều khiến thủy động lực vùng cửa sôngcủa phá Patos khi xem xét trong một khoảng thời gian dài Tac gia sử dụngmô hình số TELEMAC 3D để mô phỏng cho hai trường hợp, trường hợp sửdụng lưu lượng nước ngọt từ năm 1940 đến năm 1973 (mô phỏng A), và môphỏng thứ hai sử dụng dữ liệu từ năm 1974 đến năm 2006 (mô phỏng B) Haigiai đoạn này được lựa chọn bởi vì trước (sau) năm 1973, lưu lượng nướcngọt trung bình hàng năm thấp (cao) hơn so với giá trị trung bình cho cả giaiđoạn (1.080 m°/s) Sự khác biệt về lưu lượng, mực nước, độ mặn và vận tốchiện tại giữa hai mô phỏng được phân tích.

Kết quả cho thấy trong một khoảng thời gian dai (hơn một năm), lưulượng nước ngọt là tác nhân chính đại diện cho khu vực phá, lưu lượng từ cácnhánh sông chính của khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của các yếu tô khíhậu Tại cửa sông, mực nước bị ảnh hưởng bởi sự tương tác giữa lưu lượngnước ngọt và những tác động từ xa kết hợp với hoàn lưu của khu vực venbiến liền kề Sự khác biệt đáng ké nhất giữa độ mặn trung bình dưới đáy vàbề mặt được ghi nhận ở khu vực trung tâm của cửa sông và tại các đê chắnsóng Barra Sự biến đối cao hơn này tại khu vực trung tâm của cửa sông cóthê bị gay ra bởi su biến động độ sâu do hoạt động nạo vét thường xuyên.Cường độ xả nước ngọt xác định sự phân tầng thắng đứng của các cửa sông.Sự phân tang thang đứng cho thấy có sự khác biệt đáng kế giữa mô phỏng A

Chương I: Gidi thiệu chung

va B trên tat cả các mặt cắt Về vận tốc dòng chảy trung bình theo phươngthăng đứng, không có sự khác biệt đáng kế giữa hai mô phỏng, điều đó chothấy rằng lưu lượng nước ngọt không phải là tác nhân chính kiểm soát vậntốc theo phương thắng đứng mà là gió

Tác giả quan sát thấy tại mặt cắt dọc đến đê chắn sóng Barra (P3) cócác quá trình cuốn theo Quá trình này được đặc trưng bởi sự di chuyển củanước muối từ dưới đáy lên bề mặt, làm tăng độ mặn của lớp bé mặt Ngoài ratại P3, chúng ta con thấy được sự xâm nhập mặn cao hơn ở cửa sông trongmô phỏng A và cường độ lên xuống cao hơn cho mô phỏng B Kết quả nàychỉ ra rang cường độ xả nước ngọt kiểm soát trực tiếp các dòng nước tiến rabiển và cửa sông Các chuyên gia khác nhau ước tính rang biến đổi khí hậusẽ diễn ra trên toàn cầu và ở khu vực phía nam của Brazil, làm thay đổi nhiệtđộ và lượng mưa, cũng như, tần số và thời gian của các sự kiện ENSO.Những thay đổi này sẽ làm ảnh hưởng đến thủy động lực học của phá và ảnhhưởng đến các lĩnh vực kinh tế, xã hội và sinh thái của khu vực này

Nhân xét: Biên đôi khí hậu đã và đang là môi quan tâm của rât nhiêunước trên thé giới, với những hệ quả nghiêm trọng do nước biển dang, triềucường tăng, nhiệt độ gia tăng đặc biệt là van dé xâm nhập mặn vào đếnnguôn nước đã ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của người dân, kinh tế -xã hội của mỗi nước, đặc biệt là Việt Nam (nước có đường bờ biển trải dai từBắc xuống Nam của lãnh thô)

Mô phỏng dự báo diễn biến xâm nhập mặn đã được nhiều nhà khoahọc ngoài nước cũng như trong nước nghiên cứu và áp dụng cho nhiều khuvực, trong đó có các nghiên cứu có xét đến việc gia tăng xâm nhập mặn dosuy giảm lưu lượng nước thượng nguôn kết hợp với mực nước biển dâng ởhạ lưu.

Mỗi một phan mềm áp dụng có ưu, nhược điểm khác nhau nhưng đềuchung một mục đích là giúp con người có một cái nhìn tổng quan về diễnbiên cũng như mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn đê từ đó có các giải

pháp ứng phó và thích ứng trong điều kiện khí hậu biến đối tac động đến tàinguyên nước.

Chương IT: Tổng quan khu vực nghiên cứu

CHUONG II: TONG QUAN KHU VỰC N GHIEN CUU

2.1 VI TRI DIA LY, DIEU KIEN TU NHIEN

Vinh Long là một tinh nam ở khu vực Đồng băng sông Cửu Long,thuộc miền Nam Việt Nam Vĩnh Long cách Thành phố Hỗ Chí Minh 135km về phía Nam và cách Thành phố Can Thơ 40 km về phía Bắc theo đườngQuốc lộ 1A Tỉnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, dạng địa hìnhkhá băng phang với độ dốc nhỏ hơn 2 độ, không có núi đôi, địa hình lòngchao, tring ở trung tâm và cao dan về phía Bắc, Đông Bac và Nam ĐôngNam, bị chia cắt bởi nhiều con sông và kênh rạch

Trà Vinh là vùng lãnh thô ven biển ở Đồng bang sông Cửu Long, miềnNam Việt Nam Tỉnh Trà Vinh nằm giữa 2 sông Cô Chiên và sông Hậu, PhíaBắc giáp với tỉnh Vĩnh Long, phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Bến Tre bởisông Cổ Chiên, phía Tây và Tây Nam giáp với tỉnh Sóc Trăng bởi sông Hậu,phía Dong giáp biển Đông với hơn 65 km bờ biến, có 2 cửa sông (Cung Hauvà Dinh An) là 2 cửa sông quan trọng của vùng Dong bằng sông Cửu Longthông thương qua biên Đông với cả nước và quoc tê.

TRUNG DUỐC

pores

Quán đào Hoàng Sa

— IViêl Nam)

Đồng bằng sỏng Cửu Long ~~ Y NGÃ c2 n Guba đào Tuiồng Sa

Hình 2.1 Vi tri địa lý cua khu vực nghiên cứu

2.2 DAC DIEM DIA HÌNH

Vĩnh Long có địa hình khá bang phang với độ dốc nhỏ hơn 2 độ, caotrình khá thấp so với mực nước biển (cao trình tuyệt đối từ 0,6 đến 1,2mchiếm 90% diện tích tự nhiên), toàn tỉnh chỉ có khu vực thành phố Vĩnh

Long và thị tran Tra Ôn có độ cao trung bình khoảng 1,25m Đây là dạng địa

hình đồng bang ngập lụt cửa sông tiêu địa hình của tỉnh có dang lòng chảo ởgiữa trung tâm tỉnh và cao dan về 2 hướng bờ sông Tiền, sông Hau, sôngMang Thít và ven các sông rạch lớn Nhìn chung, địa thế của tỉnh trải rộngdọc theo sông Tién và sông Hậu, thấp dan từ Bắc xuống Nam, chịu ảnhhưởng của nước mặn, lũ không lớn có thé chia ra 3 cấp như sau:

- Vùng có cao trình từ 1,0 đến 2,0m (chiếm 37,17% diện tích) ở vensông Hậu, sông Tiền, sông Măng Thít, ven sông rạch lớn cũng như đất cù lao

gitra sông và vùng đất giồng gd của huyện Vũng Liêm, Tra Ôn;

- Vùng có cao trình từ 0,4 đến 1,0m (chiếm 61,53% diện tích) phân bốchủ yếu là đất 2 - 3 vụ lúa cao sản với tiềm năng tưới tự chảy khá lớn, năngsuất cao, trong đó vùng phía Bắc quốc lộ 1A chịu ảnh hưởng của lũ tháng 8hàng nam;

- Vùng có cao trình nhỏ hơn 0,4m (chiếm 1,3% diện tích) có địa hìnhthap tring, ngập sâu.

Tỉnh Trà Vinh có địa hình đồng băng ven biến; các huyện phía Bắc cóđịa hình bằng phang hơn các huyện ven biến; địa hình dọc theo 2 bờ sôngthường cao, vào sâu nội đồng bị các giồng cát hình cánh cung chia cắt tạonên các vùng trũng cục bộ Cao trình phố biến của tỉnh từ 0,1 - 1,0m chiém66% diện tích tự nhiên Địa hình cao nhất trên 4m, gồm đỉnh các gidng cátphân bố ở Nhị Trường, Long Sơn (Câu Ngang), Ngọc Biên (Trà Cú), LongHữu (Duyên Hải) Địa hình thấp nhất dưới 0.4 m tập trung tại các cánh đồngtring Tập Son, Ngãi Xuyên (Tra Cú), Thanh Mỹ, cánh đồng Ôcàđa (ChâuThành); Mỹ Hòa, Mỹ Long, Hiệp Mỹ (Cầu Ngang); Long Vĩnh (Duyên Hải).Địa hình đồng bằng với các cao độ khác nhau, nên việc đầu tư cải tạo đồngruộng, xây dung các công trình thủy lợi khá tốn kém

Chương IT: Tổng quan khu vực nghiên cứu

Với điều kiện địa hình này, trong tương lai BĐKH toàn câu sẽ ảnhhưởng đến khu vực ĐBSCL nói chung và hai tỉnh Vĩnh Long, Trà Vinh nóiriêng: ngập úng, nhiễm mặn ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, hoạt độngnuôi trồng thuỷ sản, ảnh hưởng đến cơ sở hạ tang (hệ thống đường giaothông, các công trình xây dung, nhà cửa ), ảnh hưởng đến môi trường sốngcủa người dân và môi trường sinh thái, ĐDSH của địa phương.

CHU DAN

(m)

9.818171.61.51.413

ˆ 1.1 dno 1.2

TO) 1.0 đến 1.1ˆ 09 dé 1.008 dén 0.9sO dén 0.80.6 đến 0.70.5 dén 0.6

0.4 đến 0.5

0.0 đến 0.4

Hình 2.2 Bản đồ địa h nh Đồng bằng sông Cửu Long(Nguôn: Viện Quy hoạch Thủy lợi miễn Nam)

2.3 MẠNG LUOI SONG NG I,KÊNH RACH

Tỉnh Vĩnh Long với 91 con sông, kênh, rạch được phân bố đều trênkhắp địa bàn tỉnh Ba con sông lớn cung cấp nước cho hệ thống kênh rạchnày là:

Sông Cô Chiên năm ở phía Đông Bắc của tỉnh, có chiều rộng từ 800 2.500m, sâu từ 20 - 40m với kha nang tải nước cực đại lên tới 12.000 -

-19.000 m'

- Sông Hậu chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, song song vớisông Cổ Chiên, chạy dọc theo phía Tây Nam của Tỉnh, sông có chiều rộng từ1.500 - 3.000m, sâu từ 15 - 30m, kha năng tai nước cực đại lên tới 20.000 -32.000 m’/s

- Sông Mang Thit: gồm 1 phan kênh thiên nhiên, 1 phần kênh đào nối

từ sông Cổ Chiên tại Quới An sang sông Hậu tại Trà Ôn, sông dài 47km, có

bè rộng trung bình từ 110 - 150m, lưu lượng cực đại chảy ra và vào tại 2 cửasông như sau: Phía sông Cổ Chiên: 1.500 - 1.600 m/s; Phía sông Hau: 525 -650 m'⁄s

Nguồn nước mặt trực tiếp cung cấp cho Trà Vinh là 2 sông lớn: sôngTiên, sông Hậu, cùng các sông nhánh như: sông Cái Hóp - An Trường, sôngCần Chông rạch Tân Định, rạch Bông Bót, rạch Tổng Long và trên 600 kmkênh lớn, khoảng 2.000 km kênh cấp I, II Hai dòng chính sông Tiền và sôngHậu chi phối mạnh mẽ sự phát triển của ĐBSCL nói chung cũng như hai tỉnhVĩnh Long, Trà Vinh nói riêng Sông Tiền đóng vai trò khá quan trong, ngaysau khi phân lưu từ dòng chính Mekong tai Phnom Penh, nhờ lòng sông rộnghơn nên chuyên tải một lượng nước lớn hơn sông Hậu (86%/14%) Sau khisông Tiền chia bớt nước sang sông Hậu qua Vàm Nao, hai sông mới tạo lậpđược thế cân băng (49%/51%) Sau Mỹ Thuận, sông Tiền lần lượt có cácphân lưu lớn kế tiếp nhau là sông Cô Chiên, sông Ham Luong, sông Ba Lai,sông Cửa Dai và Cửa Tiểu Sông Hậu chảy thành một đường thang tap và chỉchia 2 trước khi đồ ra biển chừng 30 km qua cửa Định An và Trần Dé TừPhnom Penh đến Vàm Nao lòng sông Hậu hẹp, sau Vàm Nao, sông Hậu mớiđược mở rộng tương ứng với sông Tiền, sau Vàm Nao cả sông Tiền, sôngHậu đều rộng và sâu, độ rộng trung bình khoảng 1.000 - 1.500m, với độ sâutrung bình từ 10 - 20m, có nơi sâu trên 40 m, bởi vậy có khả năng chuyền tải

Chương IT: Tổng quan khu vực nghiên cứu

lưu lượng rất lớn Tuy nhiên, khi đến các cửa, lòng sông được mở rộng vàđáy sông được nâng lên Cả sông Tiền, sông Hậu đều hình thành nhiều cùlao, nhiều đoạn sông cong, nhiều phân - nhập dòng nên quá trình xói lở bờvà bôi lắng lòng sông diễn biến rất phức tap, gây nên sự mất ôn định lòngdẫn

2.4 ĐẶC DIEM KHÍ TUONG, THỦY VAN2.4.1 Đặc điểm khí tượng

Vinh Long và Trà Vinh mang đặc trưng khí hậu của vùng ĐBSCL,nhiệt độ trung bình tháng thay đôi từ 25,3 - 27,0°C, khá đều theo không gianvà thời gian; số giờ nắng rất cao, từ 2.200 - 2.400 giờ mỗi năm, trung bình 6 -7 giờ mỗi ngày; lượng bốc hơi trung bình đạt từ 1.200 - 1.600 mm; độ âmtương đối của không khí cao, từ 78 - 82%.; lượng mưa trung bình vào khoảng

1.400 - 1.600 mm.

CAM PO CHIA

CAMPUCHIA- -~

=

EY 2200 - 2400 xem.|

2000 - 2200 mam

Hình 2.3 Ban đồ dang tri mưa năm trung b nh nhiều năm vùng ĐBSCL

(Nguôn: Viện Quy hoạch Thủy lợi miễn Nam)

2.4.2 Đặc điểm thuỷ văn

Chế độ thủy văn của khu vực nghiên cứu chịu tác động trực tiếp củadòng chảy thượng nguồn, chế độ triều biển Đông cùng chế độ mưa của vùng.Từ Phnom Penh ra biển, sông Mekong đi vào ĐBSCL theo hai nhánh là sôngTiền va sông Hậu, có chế độ thủy văn khác hắn phan thượng lưu, do tác độngcủa thủy triều từ biến Tỷ lệ phân phối lưu lượng từ Phnom Penh vào sôngTiền và sông Hậu qua Tân Châu và Châu Đốc đóng vai trò rất quan trọngtrong chế độ thủy văn, thủy lực của toàn đồng băng Tỷ lệ trung bình cả nămlà 83%/17% cho Tân Châu/Châu Đốc, khá 6n định, có xu thé thấp hon trongmùa lũ (80%/20%) và cao hon trong mùa kiệt (84-86%/14-16%) Khi vào sâuhơn trong đồng băng, với sự điều tiết của sông Vam Nao, dòng chảy của 2sông đã được lập lại thế cân bằng, tỷ lệ phân phối giữa hai nhánh sôngMekong là 51% cho sông Tiền và 49% cho sông Hậu

2.5 ĐẶC DIEM THỦY TRIEU

Tỉnh Vĩnh Long và Trà Vinh chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ bánnhật triều biển Đông qua 2 sông Cổ Chiên và sông Hậu Thủy triều biếnĐông có biên độ rộng (3.5 - 4,0 m), lên xuống ngày 2 lần (bán nhật triều), vớihai đỉnh xấp xỉ nhau và hai chân lệch nhau khá lớn Thời gian giữa hai chânvà hai đỉnh vào khoảng 12,0 - 12,5 giờ và thời gian một chu kỳ triều ngày là24,83 giờ Ảnh hưởng thủy triều giảm dân từ biển vào sâu trong nội đồng,chủ yếu là vùng ven biến So sánh với cao độ mặt đất, cho thấy việc lợi dụngthủy triều dé tưới, tiêu tự chảy là cần thiết để giảm chi phí cho sản xuất Tuynhiên, thủy triều cũng gây hậu quả xấu là đưa mặn xâm nhập vào sâu trongnội đồng, làm thay đối chất lượng nước theo hướng gia tăng độ mặn, nên cancó biện pháp kiểm soát hữu hiệu để tận dụng tối đa mặt hữu ích và giảm thiểuảnh hưởng xấu do thủy triều gây nên, đảm bảo sản xuất phát triển 6n định vàcó hiệu quả.

Chương IT: Tổng quan khu vực nghiên cứu

2.6 BIEN DOI KHÍ HẬU TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Về nhiệt độ: Mức độ thay đối nhiệt độ trung bình năm so với thời kỳ1980 -1999 ứng với kịch ban phát thải trung bình B2 (Bộ Tài nguyên và Môitrường, 2012) ở Vĩnh Long, Tra Vinh có xu thé tăng từ 0,4 - 2,2°C từ nay đến

năm 2100, trung bình 10 năm tăng từ 0,2 - 0,3°C [1].

Bang 2.1 Mức tăng nhiệt độ (ˆC) trung b nh năm so với thời kỳ 1980-1999

theo kịch bản phát thải trung b nh (B2)Tỉnh, Các mốc thời gian của thé kỷ 21

STT thành

né 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

phô

Vĩnh1 0,4 0,6 0,8 1,0 1,3 1,5 1,7 1,8 2,0

Long

Tra2 0,4 0,6 0,9 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2

Vinh

Nguồn: Bộ Tài nguyên và Moi trường, 2012

Về lượng mưa: Mức độ thay đổi lượng mưa năm so với thời kỳ 1980 1999 ứng với kịch bản phát thải trung bình B2 (Bộ Tài nguyên và Môitrường, 2012) ở Vĩnh Long, Trà Vinh có xu thé tăng từ 0,9 - 5,1% từ nay đếnnăm 2100 và đáng lưu ý là lượng mưa có xu thế giảm vào mùa khô và nhữngtháng đầu mùa mưa (tháng XII-V) và tăng trong suốt mùa mưa (tháng VI-X])với các mức độ khác nhau, từ + 0,002% đến + 0,01% [1]

-Bang 2.2 Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch ban

phát thải trung b nh (B2)Tỉnh, Các mốc thời gian của thé kỷ 21

STT thành

né 2020 2030 2040 2050 20600 2070 2080 2090 2100

phô

Vĩnh1 1,0 1,5 2,1 2,7 3,2 3,8 43 4,7 5,1

Long

Tra2 0,9 13 1,8 2,3 28 3,2 3,7 4,0 4.4

Vinh

Nguồn: Bộ Tài nguyên và Moi trường, 2012

2.7 HIỆN TRẠNG XÂM NHẬP MẶN

Trong nhiều năm trở lại đây, hiện tượng nước biển xâm nhập sâu vàoĐBSCL trong mùa khô đã mang lại một mỗi lo ngại lớn Hiện tượng suygiảm mực nước trên các dòng sông chính vào mùa khô, tình trạng mặn hóacục bộ ngày càng diễn biến phức tạp trên các sông lớn như sông Tiên, sôngHậu và sông rạch ven biển Theo Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, mùakhô năm 2015 - 2016 là năm có dòng chảy về đồng bằng ở mức cực thấp nênxâm nhập mặn sớm và sâu trên hệ thống sông, kênh ven biển Khu vực cáccửa sông thuộc sông Tiền: độ mặn lớn nhất so với cùng kỳ năm 2015 cao hơntừ 1,5-8,2g/1, chiều sâu xâm nhập mặn lớn nhất với nông độ 4g/1 khoảng 45-65km, so với cùng kỳ năm 2015 sâu hơn 10 - 20km Trên sông Cô Chiên, tạiHưng Mỹ: độ mặn lớn nhất đạt 19g/I, so với cùng kỳ năm 2015 (13,9¢/l) tăng5,Ig/l; tại Trà Vinh: độ mặn lớn nhất đạt 14,6g/l, so với cùng ky năm 2015(11,1g/]l) tăng 3,5ø/1 Khu vực các cửa sông thuộc sông Hậu: độ mặn lớn nhấtso với cùng kỳ năm 2015 cao hơn từ 2,8 - 6,4g/1, chiều sâu xâm nhập mặnlớn nhất với nồng độ 4g/1 khoảng 55 - 60km, so với cùng kỳ năm 2015 sâuhơn 15-20km Trên sông Hậu, tại Trà Kha: độ mặn lớn nhất đạt 20,5g/l, sovới cùng kỳ năm 2015 (14,6g/1) tăng 5,9ø/l; tại Cầu Quan: độ mặn lớn nhấtđạt 16,5¢/l, so với cùng kỳ năm 2015 (10,1g/1) tăng 6,4z/1.

Chương III: Cơ sở lý thuyết

CHUONG III: CƠ SỞ LÝ THUYET

3.1 GIỚI THIỆU MỘT SÓ MÔ HÌNH THỦY LỰC

3.1.1 Các mô h nh nước ngoài

a) Mô hình MIKE

Ho mô hình MIKE, trong đó có MIKE 11 là bộ phần mềm của ViệnThủy lực Đan Mạch (DHI), được nghiên cứu, ứng dụng cho các dự án quyhoạch và quản lý tài nguyên nước, phòng chống thiên tai tại nhiều nước trênthế giới trong đó có Việt Nam

MIKE 11 là phần mềm thuộc họ MIKE với mô-đun tinh dòng chảy HDvà mô-đun AD dùng cho tính lan truyền chất (mặn ), dé tính lan truyềnchất ô nhiễm phải dùng ECOLAB với các yếu tố lan truyền chat từ thấp tới

cao.

Dé tính dòng chảy trên sông, kênh, MIKE 11 sử dụng hệ phương trìnhSaint-Venant một chiều và sơ đồ sai phân 6 điểm xen kẽ Q, H của Abbott vàIonescu Tài liệu địa hình được cho tại các mặt cắt tính H, vận tốc u đượctính tại điểm Q Hệ phương trình sai phân được giải trực tiếp băng phươngpháp lặp, vì vậy tốc độ tính chậm và cân có kinh nghiệm xử lý khi tạo điềukiện ban dau (hotstart file) MIKE 11 có xét đến các công trình cống đập phôbiến, tuy nhiên đôi khi cũng gặp phải trường hợp không ôn định khi phải vậnhành công trình Mô-dun AD sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn chophương trình lan truyền chất một chiều nên hay gặp hiện tượng khuếch tánsố, làm ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả như nồng độ bị âm, hoặc khikhông có nguôn sinh vật chat trong miền mà nông độ trong miền cao hơn giátrị ở biên,

Một số phần mềm họ MIKE khác như: MIKEBASIN dùng cho tínhcân bang nước, MIKE FLOOD dùng cho mô phỏng lũ, MIKE 21 dùng chobài toán nỗi một chiều và hai chiều trong một vùng nhỏ

b) Mô hình ISIS

Bộ phan mềm này do công ty Halcrow và trường Wallingford phối hợpxây dựng Trong khuôn khổ chương trình sử dụng nước (WUP) của Uỷ Hộisông Mê Công, ISIS được chọn là chương trình dùng trong khung hỗ trợquyết định Tương tự như bộ MIKE 11, phan mém ISIS cũng sử dụng hệphương trình Saint - Venant một chiều cho dòng chảy và lan truyền chất mộtchiều cho mặn Nhưng khác với MIKE 11, ISIS sử dụng sơ đỗ sai phânPreissmann cho dòng chảy và lan truyền mặn Tuy nhiên, cũng như MIKE11, ISIS chưa có khả năng tính mặn trong đồng Khi giải quyết bài toán trênphạm vi rộng, nhiều liên kết như ĐBSCL, ISIS đã bộc lộ một số yếu điểm vàkhó khăn, đặc biệt là lỗi về độ chính xác của kết quả tính mặn Mặc dù hệthống sông kênh đã được đơn giản hóa rất nhiều (bỏ mạng kênh cấp 2, giữ lạidòng chính) nhưng kết quả vẫn chưa sử dụng được Ngoài ra, tốc độ tính toáncủa ISIS cũng rất chậm và do ISIS kết hợp với ArcView để kết nỗi với GISvà Database nên khi người dùng mua ISIS phải trả cả tiền bản quyền củaArcView.

c) Mô Hình SOBEK

Phan mềm này do Delft, Hà Lan phát triển, gsm phan dòng chảy vàtính toán ô nhiễm một, hai chiều, đã kết nối với công cụ GIS Phần mém sửdụng hệ phương trình Saint-Venant một chiều cho dòng chảy trên kênh sông(trong phương trình có kế đến số hạng gió và ảnh hưởng của góc nhập lưu).SOBEK cũng sử dụng lược đồ sai phân xen kẽ giỗng như MIKE I1, có điểmQ, điểm H; địa hình được cho tai các điểm tính H

Các yếu t6 ô nhiễm được mô phỏng băng phương trình lan truyền chấtmột chiều có kế đến quá trình biến đổi sinh hóa của các chất ô nhiễm.Phương trình lan truyền chất một chiều được giải bằng phương pháp saiphân, mặc dù có lựa chọn các sơ dé, nhung do ban chat của lược dé sai phân,kết quả tính van bị ảnh hưởng bởi hiện tượng khuếch tán số

d) Mô hình QUAL2-E

Chương III: Cơ sở lý thuyết

Phan mềm này do cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (EPA) phát triển

và được sử dụng rộng rãi ở Mỹ và một số nước Châu Âu QUAL2-E được du

nhập vào Việt Nam qua một số dự án QUAL2-E sử dụng hệ phương trìnhSaint-Venant và lan truyền chất một chiều, giải bằng phương pháp sai phânvà có thê sử dụng cho nhiều yếu tố ô nhiễm (BOD, DO,N,P., ) Nhược điểmcủa QUAL2-E là chỉ có thê áp dụng cho mạng sông đơn giản có dạng hìnhcây (không áp dụng cho mạng sông dạng mạch vòng), tiết diện kênh, sôngphải đều dạng hình thang hay hình chữ nhật và không chịu ảnh hưởng củathủy triều

e) Mô hình DUFLOW

Phan mềm được phát triển bởi Viện thủy lực (IHE) của Hà Lan, Daihoc Công nghệ Delft, STOWA và trường Dai học nông nghiệp Wageningen.Duflow được thié kế dé sử dụng cho nhiều mục tiêu như: tính triều, lũ, sửdụng nước Duflow cũng giải quyết các bài toán lan truyền chất trong kênh,sông có các công trình Bài toán thủy lực sử dụng sơ đồ sai phân 4 điểm củaPreissmann Đây là phần mềm thiết kế chủ yếu cho đào tạo và giảng dạy nênkhi sử dụng cho các bài toán lớn can có sự cải biên

Ð Mô hình HEC-RAS

Mô hình này do Trung tâm Thủy văn Kỹ thuật Quân đội Hoa Kỳ xâydựng và phát triển Đây là mô hình toán một chiều gồm hai phan: mô hìnhthủy lực và mô hình truyền chất; được xây dựng để trình diễn quá trình tínhthủy lực một chiều cho mạng lưới sông suối tự nhiên hay các kênh nhân tạo.Mô hình có khả năng tự động hóa cao trong việc nhập số liệu, nội suy mặt cắtngang: được dùng để tính toán mực nước, lưu lượng, sự xâm nhập mặn ởvùng sông ảnh hưởng triều, vận chuyến bùn cát trên sông HEC-RAS giải hệphương trình Saint-Venant một chiều trên hệ thống sông, kênh hở và phươngtrình truyền chất một chiều Ngoài ra, mô hình còn được dùng để tính toánthêm một số yếu tô chất lượng nước như lan truyền chất dinh dưỡng, các chấthòa tan

ø) Mô hình TELEMAC

Mô hình TELEMAC được xây dựng từ năm 1987 bởi Phong Thínghiệm Thủy lực và Môi trường Quốc gia thuộc Ban nghiên cứu - Điện lựcPháp (EDF-R&D) cùng với sự hợp tác của các viện nghiên cứu khác Về cơban mô hình dựa trên phương pháp phan tử hữu hạn, nhưng cũng được mởrộng sang phương pháp thể tích hữu hạn, được viết bằng ngôn ngữ Fortran90, dùng chuyên cho các dòng chảy của nước trong môi trường tự nhiên, chochuyền động của đất bồi lắng va cho việc chuyển tải và khuếch tán các chấthòa tan Miễn tính toán được rời rac hóa bằng lưới các phan tử tam giác phicau trúc Nhờ vậy, TELEMAC có thé chỉ tiết hóa miền tính toán, đặc biệt làtại vi trí có địa hình, địa mạo phức tạp Các ứng dụng của TELEMAC baogdm: dự báo lụt, thiết kế câu và đê cho đến việc mô phỏng các dòng chat rắnvà sự lan tỏa các chất gây ô nhiễm, vận chuyên cát và bồi lắng của dòng chảyven bờ, xâm nhập mặn, phân bố nhiệt độ và độ mặn

3.1.2 Các mô h nh trong nước

a) Mô hình SAL (hay SALBOD)

Phan mềm SAL của GS-TS Nguyễn Tat Đắc được xây dựng từ nhữngnăm 80 của thế kỷ 20 với các phiên bản khác nhau qua quá trình hoàn thiện.SAL được sử dụng rộng rãi ở nước ta như các dự án lớn trên ĐBSCL, hệthống sông Sài Gòn-Đồng Nai-Thị Vải và được Uy ban Mê Công quốc tếnhiều lần chọn cho việc nghiên cứu của mình Về học thuật, SAL sử dụngphương pháp sai phân 4 điểm của Preissman để giải hệ phương trình Saint-Venant một chiều, giải ân theo phương pháp truy đuôi dé tính các đặc trưngthuỷ lực (Q, Z) Đối với phan lan truyền chất, SAL sử dụng phương phápphân rã, đầu tiên giải phương trình tải thuần túy băng phương pháp đặc trưngkết hợp với nội suy Spline, sau đó giải phương trình khuếch tán thuần tuýbằng phương pháp sai phân nên bảo đảm nồng độ không bị âm, mặn lantruyền tới đâu tính tới đó nên tiết kiệm thời gian tính Dùng SAL có thé tínhđược các yêu tô dòng chảy (mực nước, lưu lượng, vận tôc, ), tính được độ