Nghiên cứu các giải pháp thuỷ lợi cải tạo, phục hồi và bảo vệ vùng đất có vấn đề phục vụ phát triển kinh tế xã hội dải ven biển Bắc Bộ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI ĐỀ TÀI NCKH ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC BÁO CO TNG kết Khoa học kỹ thuật nghiên cứu giải pháp thủy lợi cải tạo phục hồi bảo vệ vùng đất có vấn đề, phục vụ phát triển kinh tế-xà hội dải ven biển bắc M S: TL 2008/27G Số đăng ký: Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Chủ nhiệm đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Cơ quan chủ trì đề tài PGS.TS Trần Viết Ổn Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Hội đồng đánh giá thức Chủ tịch Hội đồng GS.TS Đào Xuân Học hµ néi – 2012 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI ĐỀ TÀI NCKH ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC BÁO CO TNG kết Khoa học kỹ thuật nghiên cứu giải pháp thủy lợi cải tạo phục hồi bảo vệ vùng đất có vấn đề, phục vụ phát triển kinh tế-xà hội dải ven biển bắc M S: TL 2008/27G chủ nhiệm đề tài : pgs ts trần viết ỉn C¸c c¸n bé tham gia chÝnh: Ts Ngun thu hiỊn TS VŨ HỒNG HOA Ts Ngun thÞ kim cóc Ts Lê thị châu hà Ts Nguyễn cao đơn Ths Phạm tất thắng Pgs.ts nguyễn hữu thành Ths Phan văn yên Ths Nguyễn thức thi Ts Lê văn chín hà néi - 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG BIỂU PHỤ LỤC HÌNH VẼ 11 MỞ ĐẦU 16 I MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 17 II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 17 III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 IV Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 18 4.1 Về khoa học 18 4.2 Về thực tiễn 19 PHẦN TỔNG QUAN VỀ ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ THUỘC DẢI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 20 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 22 1.1 PHẠM VI VÙNG NGHIÊN CỨU 26 1.2 DÂN SỐ, KINH TẾ, Xà HỘI 27 1.2.1 Dân số 27 1.2.2 Kinh tế 27 1.2.3 Xã hội 35 CHƯƠNG II NHU CẦU SỬ DỤNG ĐẤT TRONG KHU VỰC VEN BIỂN 37 ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 37 2.1 NHỮNG NHÂN TỐ TÁC ĐỘNG CHI PHỐI TỚI QUÁ TRÌNH KHAI THÁC SỬ DỤNG ĐẤT DẢI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 37 2.1.1 Các nhân tố tự nhiên 37 2.1.2 Dự báo phát triển dân số lao động 44 2.2 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỰ NHIÊN CỦA CÁC NGÀNH 45 2.3 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP 46 2.3.1 Thực trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp 47 2.3.2 Thực trạng sử dụng đất lâm nghiệp 48 2.3.3 Thực trạng sử dụng đất nuôi trồng thủy sản 49 2.3.4 Thực trạng sử dụng đất diêm nghiệp 50 2.4 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP 50 2.5 THỰC TRẠNG ĐẤT CHƯA SỬ DỤNG 50 2.6 DIỆN TÍCH ĐẤT MẶT NƯỚC VEN BIỂN 51 2.7 QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CÁC HUYỆN DẢI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 51 2.7.1 Những quan điểm khai thác sử dụng đất 51 2.7.2 Cơ sở khoa học cho việc đề xuất khai thác sử dụng đất bền vững 53 2.7.3 Nhu cầu sử dụng đất ven biển đồng Bắc Bộ đến năm 2020 55 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG THỦY LỢI 57 3.1 VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI ĐỐI VỚI CẢI TẠO, PHỤC HỒI VÀ BẢO VỆ VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 57 3.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CHÍNH Đà ĐƯỢC THỰC HIỆN VỀ THỦY LỢI, CẤP NƯỚC TẠI VÙNG NGHIÊN CỨU 58 3.3 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÙNG NGHIÊN CỨU 59 3.3.1 Phân vùng thủy lợi 59 3.3.2 Hiện trạng cơng trình tưới tiêu 60 CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC MƠ HÌNH KHAI THÁC CÁC LOẠI ĐẤT CĨ VẤN ĐỀ 67 4.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI ĐẤT DẢI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 67 4.1.1 Các loại đất dải ven biển đồng Bắc Bộ 67 4.1.2 Bãi cát, cồn cát đất cát 67 4.1.3 Đất mặn 70 4.1.4 Đất phèn 74 4.1.5 Đất phù sa 77 4.1.6 Đất xám bạc màu 84 4.1.7 Đất đỏ vàng 85 4.1.8 Về số loại đất khác 86 4.2 XU HƯỚNG BIẾN ĐỘNG VỀ RANH GIỚI MẶN, PHÈN VÀ BỒI TỤ CỦA ĐẤT VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 87 4.3 CÁC LOẠI HÌNH CANH TÁC CHỦ YẾU Ở DẢI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 88 4.3.1 Các loại hình sử dụng đất cơng thức ln canh 88 4.3.2 Cơ cấu trồng, vật nuôi cấu mùa vụ 92 4.3.3 Hiệu kinh tế loại hình sử dụng đất 97 4.3.4 Những nhận xét đánh giá chung 102 KẾT LUẬN PHẦN I 103 PHẦN II 104 NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN VÀ XU THẾ DIỄN BIẾN Ô NHIỄM ĐÂT VÀ NƯỚC KHU VỰC VEN BIÊN BẮC BỘ 104 Chương V ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG, ĐẤT VÀ NƯỚC KHU VỰC VEN BIỂN BẮC BỘ 104 5.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐẤT 104 5.1.1 Các yếu tố tự nhiên 104 5.1.2 Các yếu tố nhân sinh 104 5.2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DIỄN BIẾN MÔI TRƯỜNG VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ 105 5.2.1 Vị trí lấy mẫu quan trắc 105 5.2.2 Các phương pháp phân tích chất lượng nước đất 106 5.2.3 Hiện trạng diễn biến chất lượng môi trường nước 106 5.2.4 Đánh giá chất lượng nước thải 123 5.2.5 Hiện trạng môi trường đất 129 CHƯƠNG VI: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM TỚI MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 132 6.1 CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM 132 6.1.1 Nước thải rác thải nông nghiệp 132 6.1.2 Rác thải nông thôn vệ sinh môi trường nông thôn 132 6.1.3 Nguồn gây ô nhiễm công nghiệp 133 6.1.4 Nguồn gây ô nhiễm nông nghiệp 138 6.1.5 Nguồn gây ô nhiễm nuôi trông thủy sản 138 6.1.6 Nhận xét chung 139 6.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG VÀ ÁP LỰC Ơ NHIỄM 140 6.2.1 Tính tốn tải lượng chất ô nhiễm nước thải khu vực nghiên cứu 140 6.2.2 Áp lực ô nhiễm vùng đồng ven biển Bắc Bộ 151 6.2.3 Dự báo tải lượng thải chất ô nhiễm từ nguồn thải 160 6.2.4 Dự báo nguyên nhân khác ảnh hưởng đến suy thoái tài nguyên đất vùng Ven biển Bắc Bộ 166 6.2.5 Dự báo xu biến đổi suy thoái tài nguyên nước đất vùng ven biển Bắc Bộ 169 PHẦN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG, CẢI TẠO VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 177 CHƯƠNG VII NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH TRÊN DỊNG CHÍNH ĐỂ SỬ DỤNG, CẢI TẠO VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 177 7.1 MỤC ĐÍCH NỘI DUNG VÀ CÁC KỊCH BẢN TÍNH TỐN 177 7.1.1 Cơ sở chọn giải pháp cơng trình dong để sử dụng tạo vùng đất có vấn đề 177 7.1.2 Mục đích nội dung tính tốn 179 7.2 LỰA CHỌN VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH THỦY LỰC 182 7.2.1 Xây dựng mơ hình thủy lực hệ thống sơng 182 7.2.2 Thiết lập mơ hình hệ thống mạng lưới sông 183 7.3 TÍNH TỐN KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH 195 7.4 KẾT QUẢ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN 200 7.4.1 Kịch trạng (trường hợp tính 1, 2, 3) 200 7.4.2 So sánh mực nước độ mặn kịch cấp nước Hiện trạngBĐKH-Nước trữ (Trường hợp tính 3, 6, Bảng 1.1, p=85%) 202 7.4.3 Các kịch mực nước biển dâng 205 7.4.4 Biện pháp cơng trình ứng phó với mực nước biển dâng 208 7.4.5 So sánh tác dụng ngăn mặn trữ đập/cống ngăn mặn kiểu kiểu 217 7.5 KẾT LUẬN CỦA CHƯƠNG 220 CHƯƠNG VIII CÁC GIẢI PHÁP PHI CƠNG TRÌNH NHẰM SỬ DỤNG, BẢO VỆ HIỆU QUẢ VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 222 8.1 CÁC GIẢI PHÁP VỀ NÔNG NGHIỆP NHẰM SỬ DỤNG, BẢO VỆ HIỆU QUẢ VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 222 8.1.1 Hiệu kinh tế loại hình sử dụng đất 222 8.1.2 Những nhận xét đánh giá chung 226 8.1.3 Đề xuất hệ thống canh tác loại đất có vấn đề dải ven biển đồng Bắc Bộ 227 8.2 CÁC GIẢI PHÁP VỀ QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG THỦY LỢI NHẰM SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ HIỆU QUẢ VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 228 8.2.1 Các giải pháp quản lý vận hành hệ thống thủy lợi nhằm nâng cao khả cấp nguồn cho nhu cầu tưới rửa mặn 228 8.2.2 Các giải pháp vận hành hệ thống nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước 252 8.3 CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO KHÁC NHẰM SỬ DỤNG HIỆU QUẢ VÙNG ĐẤT CÓ VẤN ĐỀ 283 8.3.1 Các giải pháp rửa mặn rửa phèn phục vụ trồng lúa loại khác 283 8.3.2 Các giải pháp lựa chọn loại cây, phát triển tốt môi trường mặn, lợ 284 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 315 Về trạng tưới, tiêu 315 Về đất đai khu vực 315 Tình hình nhiễm nước sơng trục 316 Tình hình nhiễm nước sơng nội đồng kênh mương thủy lợi giải pháp khắc phục 316 Tình hình nguồn nước giải pháp đảm bảo nguồn nước 317 Công tác quản lý vận hành hệ thống thủy nông nhằm đảm bảo nguồn nước 318 Về sử dụng mơ hình khai thác nhằm nâng cao hiệu dụng đất có vấn đề 319 TÀI LIỆU THAM KHẢO 321 MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Dân số trung bình năm 2009 huyện ven biển Bắc Bộ 28 Bảng 2.1 Hiện trạng sử dụng đất tự nhiên huyện ven biển Bắc Bộ năm 2005 45 Bảng 2 Hiện trạng sử dụng đất tự nhiên huyện ven biển Bắc Bộ năm 2009 46 Bảng Biến động sử dụng đất tự nhiêncác huyện ven biển BB năm 2005 – 2009 47 Bảng 2.1 Biến động sử dụng đất phi nơng nghiệp Trong vịng năm 2005-2009 …………………………………………………………………………………… 49 Bảng 2.5 Biến động sử dụng đất phi nông nghiệp 50 Bảng Biến động đất chưa sử dụng 50 Bảng Biến động diện tích đất mặt nước ven biển 51 Bảng Bố trí sử dụng đất phi NN ven biển BB năm 2020 55 Bảng 4.1 Tổng hợp diện tích loại đất huyện ven biển Bắc Bộ 67 Bảng 4.2 Tổng hợp diện tích bãi cát, cồn cát đất cát huyện ven biển Bắc Bộ 68 Bảng 4.3 Kết phân tích đất phẫu diện Thịnh Long, H Hải Hậu 69 Bảng 4.4 Kết phân tích đất phẫu diện Thịnh Long, H Hải Hậu 69 Bảng Tổng hợp diện tích loại đất mặn huyện ven biển Bắc Bộ 70 Bảng Kết phân tích đất phẫu diện Kim Đông, H Kim Sơn 71 Bảng 4.7 Kết phân tích đất phẫu diện Hải Lý, H Hải Hậu 72 Bảng Kết phân tích đất phẫu diện Hải Thịnh, H Hải Hậu 73 Bảng 4.9 Kết phân tích đất phẫu diện Hải Toàn, H Hải Hậu 74 Bảng 4.10 Tổng hợp diện tích loại đất phèn huyện ven biển Bắc Bộ 75 Bảng 11 Kết phân tích đất phẫu diện Hải Nam, H Hải Hậu 77 Bảng 12 Tổng hợp diện tích loại đất phù sa huyện ven biển Bắc Bộ Đơn vị tính: 78 Bảng 4.13 Kết phân tích thành phần hoá lý học phẫu diện đất xã Kim Định, H Kim Sơn 79 Bảng 4.14 Kết phân tích đất phẫu diện Yên Lộc, H Kim Sơn 80 Bảng 15 Kết phân tích đất phẫu diện Hải Vinh, H Hải Hậu 81 Bảng 16 Kết phân tích đất phẫu diện Hải Hưng, H Hải Hậu 81 Bảng 4.17 Kết phân tích đất phẫu diện xã Như Hịa, H Kim Sơn 82 Bảng 18 Kết phân tích đất phẫu diện Hải Hà, H Hải Hậu 84 Bảng 19 Tổng hợp diện tích loại đất xám bạc màu huyện ven biển Bắc 85 Bảng 20 Tổng hợp diện tích loại đất đỏ vàng huyện ven biển Bắc Bộ 86 Bảng Hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Lạch Tray, sông Cấm, sông Văn Úc 107 Bảng Kết phân tích nước Sơng Hồng tháng 12 năm 2008 108 Bảng Kết phân tích nước Ninh Cơ tháng 12 năm 2008 110 Bảng Kết phân tích nước sơng Đáy tháng 12 năm 2008 112 Bảng 5 Các tiêu nhu cầu Oxy sinh học hóa học vượt tiêu chuẩn cho phép 123 Bảng 6.1 Tổng lượng thải phát sinh khu vực Minh Đức – Bến Rừng 136 Bảng Chất lượng nước sau cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 137 Bảng Các chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt 140 Bảng Tải lượng chất ô nhiễm tiềm nước thải sinh hoạt 141 Bảng Nồng độ trung bình chất nước thải cơng nghiệp 141 Bảng 6 Lưu lượng nước thải công nghiệp 142 Bảng Tải lượng chất ô nhiễm nước thải công nghiệp 142 Bảng Tải lượng chất ô nhiễm nước hồi quy 143 Bảng Giá trị nồng độ số chất nước thải chăn nuôi 144 Bảng 10 Lưu lượng nước thải chăn nuôi 144 Bảng 11 Tải lượng chất ô nhiễm hoạt động chăn nuôi 145 Bảng 12 Chất lượng nước nuôi thủy sản vào mùa khô 146 Bảng 13 Tải lượng ô nhiễm nuôi trồng thủy sản 147 Bảng 14 Tổng hợp tải lượng chất hoạt động nông nghiệp 148 Bảng 15 Tổng hợp tải lượng chất ô nhiễm vùng đồng ven biển 149 Bảng 16 Áp lực ô nhiễm nguồn ô nhiễm 151 Bảng 17 Tổng hợp áp lực ô nhiễm vùng ven biển đồng Bắc Bộ 157 Bảng 18 Dự báo dân số địa phương vùng Ven biển Bắc Bộ đến năm 2020 160 Bảng 19 Dự báo gia tăng nước thải vùng Ven biển Bắc Bộ đến năm 2020 (m3/ngày) 161 Bảng 20 Các chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt 162 Bảng 21 Tải lượng chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt 162 Bảng 22 Dự báo tải lượng rác thải vùng Ven biển Bắc Bộ đến năm 2020 (kg/ngày) 163 Bảng 23 Hiện trạng dự báo khối lượng CTR công nghiệp địa bàn huyện ngoại thành ven biển Hải phòng 165 Bảng 24 Đánh giá xu hướng biến đổi môi trường nước vùng Ven biển Bắc Bộ169 Bảng 25 Nguy ô nhiễm nước biển trầm tích kim loại nặng vùng biển ven bờ Quảng Ninh 176 Bảng 1Các trường hợp tính tốn với kịch Hiện trạng – Biến đổi khí hậu – Trữ nước ruộng 179 Bảng Các trường hợp tính tốn với kịch BĐKH + Nước biển dâng 180 Bảng Các khu tưới 189 Bảng Phân bố diện tích đất dải ven biển đồng Bắc Bộ 190 Bảng Kết tính sai số mơ hình 198 Bảng 10 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình vào sơng hệ thống 201 Bảng 11 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình vào sông hệ thống trường hợp nước biển dâng (khơng có đập ngăn mặn) 208 Bảng 12 Chênh lệch mực nước nhỏ sơng trường hợp có đập ngăn mặn 216 Bảng 1Yếu tố lượng mưa thay đổi theo kịch biến đổi khí hậu (%) 231 Bảng Tổng lượng nước yêu cầu tưới cho lúa Xuân theo tần suất khác 232 Bảng Tổng lượng nước tưới rửa mặn yêu cầu cho đất mặn, phèn hệ thống Nam Thái Bình vụ Xuân theo năm có tần suất khác 232 Bảng Các kịch mực nước biển dâng (cm) so với năm 2000 232 700 Lưu lượng (m3/s) 600 500 400 300 200 100 11/3 12/23 2/11 4/1 5/21 7/10 8/29 10/18 12/7 1/26 Ngày Hình 7.5 Đường trình lưu lượng yêu cầu khu vực trung hạ lưu hệ thống sơng Hồng-Thái Bình c) Tài liệu sử dụng mơ hình Tài liệu mực nước lưu lượng Để xây dựng mơ hình thuỷ lực cho sơng Hồng – sơng Thái Bình, tài liệu thuỷ văn thu thập phân tích gồm: tài liệu mực nước lưu lượng Thời gian tiến hành hiệu chỉnh thông số thời gian vận hành hệ thống lấy nước vụ Đông Xuân Tài liệu trạm lưu vực cung cấp Viện Quy hoạch Thuỷ lợi Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn Tài liệu thuỷ văn có quy định phạm vi nghiên cứu mơ hình, cụ thể biên sông kéo dài đến trạm thuỷ văn nơi có tài liệu đo đạc Cửa sơng chi lưu chọn biên mơ hình Tài liệu mực nước tất cửa sông vùng hạ lưu lấy dựa tài liệu thực đo trạm Hòn Dấu truyền vào cửa sơng Ngồi tài liệu trạm ngồi sử dụng biên mơ hình thuỷ lực, liệu trạm đo sông bên thu thập sử dụng cho việc hiệu chỉnh mơ hình sau Kết tính tốn mực nước lưu lượng từ mơ hình Mike 11 so sánh với giá trị thực đo trạm để kiểm định xác định thông số mơ hình thuỷ lực Một số trạm đại diện dùng để kiểm định chọn số trạm thủy văn dọc theo hệ thống thống liệt kê Bảng 7.5, bao gồm trạm đo Q H 41 trạm đo H Các trạm đo lưu lượng Hà Nội, Sơn Tây Thượng Cát 191 Bảng Thống kê trạm thuỷ văn dọc theo hệ thống TT Tên Trạm Tên sông Vị Trí Hà nội (Q,H) Hồng 71.757 Thượng Cát (Q,H) Đuống 3.647 Bến Hồ Đuống 32572 Hưng Yên (H) Hồng 132.6 10 Triều Dương (Q,H) Luộc 6.421 11 Nam Định (Q,H) Đào Nam Định 5.133 12 Quyết Chiến (Q,H) Trà Lý 4.814 13 Trực Phương (H) Ninh Cơ 4.239 14 Ba Lạt (H) Hồng 15 Phả Lại (H) Thái Bình 461 16 Cát Khê (Q,H) Thái Bình 8.418 17 Phú Lương (H) Thái Bình 23.922 18 Ba Thá (H) Đáy 61.347 19 Phủ Lý (H) Đáy 131.675 20 Ninh Binh (H) Đáy 168.768 21 Hưng Thi (H) Hoàng Long 0.0 22 Gián Khẩu (H) Hoàng Long 60.7 224.731 • Tình hình xâm nhập mặn hệ thống quan trắc độ mặn Vùng nghiên cứu ảnh hưởng thuỷ triều, mùa kiệt mặn xâm nhập sâu vào nội vào sông chảy qua vùng nghiên cứu sơng nội vùng chảy biển khơng có cống ngăn mặn vùng triều Chiều dài xâm nhập mặn phụ thuộc vào lưu lượng thượng nguồn đổ mực nước triều biển Cho đến nay, hệ thống trạm đo mặn thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình có 22 trạm với thời gian quan trắc không đồng thời gian Sự phân bố trạm không nhánh sông Số trạm đo mặn thưa hệ thống sông Hồng – Thái Bình khơng phản ánh xác thực q trình xâm nhập mặn từ biển vào vùng cửa sơng Số liệu đo mặn không liên tục, không đồng thời gian đo trạm hệ thống nên hạn chế để phân tích, lập đồ ranh giới xâm nhập mặn Phân bố trạm đo mặn hệ thống sơng Hồng – Thái Bình liệt kê bảng 7.6 192 Bảng Số trạm đo mặn hệ thống sông Hồng – Thái Bình TT Tên sơng Số trạm đo Hồng Trà Lý Ninh Cơ Đáy Luộc Kinh Môn Kinh Thầy Văn Úc Đá Bạch 10 Rạng 11 Lạch Tray 12 Mới 13 Thái Bình 14 Gùa Hiện việc đo mặn thực cho vị trí mặt cắt ngang sông nên không biểu thị mức độ diễn biến mặn theo chiều ngang, chiều sâu vị trí lấy nước thường độ sâu khác Trong năm độ mặn thay đổi theo mùa lũ mùa cạn rõ rệt Mùa lũ lượng nước sơng lớn có tác dụng đẩy nước mặn xa bờ nên độ mặn vùng cửa sông thường nhỏ Về mùa cạn lưu lượng nớc sông từ thượng lưu nhỏ, nên nước biển tiến sâu vào nội địa làm cho độ mặn tăng lên Độ mặn lớn thường xuất vào tháng đến tháng 3, nhỏ thường vào tháng vào 7, Kết đo đạc mặn số vị trí để vận hành cống lấy nước vùng triều thuộc hệ thống Nam, Bắc Thái Bình cho thấy hồ chứa vận hành mực nước Hà Nội xuống 2,0 m độ mặn cống lấy nước lớn 1,0 ‰ Trên sông Hồng: Tại cống Nam (Nguyệt Lâm) cống lấy nước chủ lực cho huyện Tiền Hải mực nước sông Hồng hạ thấp việc lấy nước hạn chế bị ảnh hưởng xâm nhập mặn Cống Thái Phúc sông Trà Lý: cống lấy nước phục vụ cho vùng ven biển Thái Thụy nhiên thời gian năm gần đặc biệt thời kỳ đổ ải mực nước sông Trà Lý hạ thấp hồ ngừng xả nên việc lấy nước hạn chế, Độ mặn ảnh hưởng tới cống Thuyên Quang cống lấy nước chủ yếu cấp cho vùng nam huyện Thái Thụy Kết khảo sát độ mặn Viện Khoa học thủy lợi từ tháng 12/2006 tới tháng 5/2007 dự án điều tra “Đo đạc khảo sát nhiễm mặn vùng đồng sông Hồng” cho thấy độ mặn cao Km 22 sơng Trà Lý 6,52 ‰, độ mặn trung bình lớn đạt 3,44 ‰ độ mặn đỉnh thấp 1,52 ‰ vào tháng 12/2007 hồ tích nước không xả Vào tháng độ mặn cao km 22 sông Trà Lý đạt tới 8,64 ‰ , độ mặn trung bình lớn đạt 1,22 ‰ độ mặn đỉnh thấp 0,18 ‰: 193 194 Hình 7.6 Bản đồ mạng lưới khí tượng thủy văn khu vực đồng Bắc Bộ (Nguồn: Viện QHTL) Bảng 7 Đặc trưng độ mặn thực đo số vị trí sơng Hồng – Trà Lý Thời gian Sông Hồng Độ mặn ‰ Sông Trà Lý Km 10 5.13 0.53 20.17 6.52 0.78 Trung bình 11.58 2.32 0.23 14.36 3.44 0.37 7.34 0.57 0.09 7.84 1.52 0.1 17.4 6.51 2.86 19.73 8.64 3.5 Trung bình 7.98 1.86 0.84 11.1 2.73 1.22 1.92 0.15 0.12 3.86 0.18 0.12 20.46 0.26 0.17 18.3 0.34 0.12 Trung bình 10.65 0.18 0.14 10.49 0.2 0.1 Min 1.25 0.15 0.12 1.54 0.12 0.08 Max 13 0.31 0.17 20.18 0.26 0.17 Trung bình 6.57 0.19 0.14 10.05 0.2 0.14 Min 0.87 0.12 0.1 0.46 0.17 0.12 Max 10.12 0.26 0.17 13.5 0.31 0.2 Trung bình 4.78 0.17 0.11 6.22 0.21 0.1 Min 0.38 0.1 0.07 0.28 0.16 0.07 Max 11.05 0.25 0.17 12.61 0.34 0.14 Trung bình 5.98 0.16 0.1 6.96 0.22 0.1 Min 5/2007 16.78 Max 4/2007 Km 32 Min 3/2007 Km 22 Max 2/2007 Km 10 Min 1/2007 Km 32 Max 12/2006 Km 22 1.44 0.09 0.06 2.2 0.15 0.07 (Nguồn từ số liệu ĐTCB Viện Khoa học thủy lợi Báo cáo thủy văn hệ thống sông Hồng – Thái Bình, trường Đại học thủy lợi 2010) Kết thực đo cho thấy : sông Hồng chiều dài xâm nhập mặn với độ mặn lớn 1,0 ‰ đạt tới Km 22, nhiều tới Km 32 tính từ cửa sơng Chiều dài xâm nhập mặn lớn có độ mặn lớn 1,0 ‰ có thời điểm đạt tới Km 32,0 sông Trà Lý hồ ngừng xả nước 7.3 TÍNH TỐN KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH Tính tốn mơ hiệu chỉnh kiểm định mơ hình thực cho thời đoạn kiệt từ tháng 12 đến 31 tháng từ tháng đến 30 tháng hàng năm Thời kỳ gieo cấy vụ đông xuân nằm khoảng thời gian Nút kiểm tra trạm đo mực nước/lưu lượng : Hà Nội, Thượng Cát, Phả Lại, Hưng Yên, Phủ Lý, Nam Định, Gián Khẩu, Triều Dương Trực Phương Đối với toán xâm nhập 195 mặn, số liệu mặn đo đạc không liên tục nên ta dùng phương pháp trực quan để đánh giá kết mơ hình mặn Kết kiểm định thông số thuỷ lực đạt yêu cầu cần thiết thể hệ số NASH lớn đạt 0.99, nhỏ đạt 0.7 bước hiệu chỉnh lớn đạt 0.96, nhỏ dạt 0.68 bước kiểm định mơ hình Kết tính tốn mơ cho số trạm đo thể hình vẽ từ 7.6 đến 7.15 4500 Tính tốn, Hà Nội L ulư n ( ) ợ g m/s 4000 Thực đo, Hà Nội 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 20/11/02 20/12/02 19/1/03 18/2/03 20/3/03 19/4/03 Hình 7.7 Đường q trình lưu lượng tính tốn thực đo Hà Nội 8,0 Tính tốn, Hà Nội 7,0 Mcn ( ) ự ưc m Thực đo, Hà Nội 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 20/11/02 20/12/02 19/1/03 18/2/03 20/3/03 19/4/03 Hình 7.8 Đường trình mực nước tính tốn thực đo Hà Nội 8.0 Tính toán, Thượng Cát 7.0 M c nư c (m ự ) Thực đo, Thượng Cát 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 20/11/02 20/12/02 19/1/03 18/2/03 20/3/03 19/4/03 Hình 7.9 Đường q trình mực nước tính tốn thực đo Thượng Cát 196 Quá trình mực nước trạm Ba Lạt 2.0 Mực nước (m) 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 Tính tốn -1.5 24/11/02 14/12/02 3/1/03 23/1/03 Thực đo 12/2/03 4/3/03 24/3/03 13/4/03 3/5/03 Thời gian Hình 7.10 Quan hệ q trình mực nước tính tốn thực đo Ba Lạt Quá trình mực nước Như Tân 2.0 Tính tốn Thực đo 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 24/11/02 14/12/02 3/1/03 23/1/03 12/2/03 4/3/03 24/3/03 13/4/03 3/5/03 Thời gian Hình 7.11 Quan hệ q trình mực nước tính tốn thực đo Như Tân Quá trình mực nước Phú Lễ 2.0 Tính tốn 1.5 Mực nước (m) Mực nước (m) 1.5 Thực đo 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 24/11/02 14/12/02 3/1/03 23/1/03 12/2/03 Thời gian 197 4/3/03 24/3/03 13/4/03 3/5/03 Hình 7.12 Quan hệ trình mực nước tính tốn thực đo Phú Lễ Q trình mực nước Định Cư 2.5 Tính tốn Mực nước (m) 2.0 Thực đo 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 24/11/02 14/12/02 3/1/03 23/1/03 12/2/03 4/3/03 24/3/03 13/4/03 3/5/03 Thời gian Hình 3.12 Quan hệ trình mực nước tính tốn thực đo Định Cư Bảng Kết tính sai số mơ hình Độ mặn (%o) Tên trạm Ba lạt Như Tân Phú Lễ Định Cư Đông Xuyên Quang Phục Kiến An Cửa Cấm Do Nghi 20 18 16 14 12 10 20/11/02 EI 0.9896 0.9895 0.9896 0.9896 0.9796 0.9896 0.9795 0.9695 0.9797 RMSE 0.0127 0.0117 0.0133 0.0138 0.0143 0.0115 0.0153 0.0178 0.0145 RMSEM 0.0492 0.0487 0.0720 0.0769 0.0516 0.0373 0.1430 0.9236 0.1025 Tính tốn 09/01/03 MAD 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0003 0.0003 0.0002 s 0.7168 0.5896 0.6935 0.7462 0.7335 0.6502 0.7656 0.8324 0.8970 RMSES 0.0177 0.0198 0.0192 0.0185 0.0195 0.0177 0.0200 0.0214 0.0162 Thực đo 28/02/03 19/04/03 Thời gian Hình 7.13 Quan hệ trình mặn tính tốn thực đo Như Tân 198 Tính tốn 30 Thực đo Đ m (% ) ộ ặn o 25 20 15 10 20/11/02 09/01/03 28/02/03 19/04/03 Thời gian Hình 7.14 Quan hệ trình mặn tính tốn thực đo Phú Lễ 25 Tính tốn Thực đo Độ mặn (%o) 20 15 10 20/11/02 09/01/03 28/02/03 19/04/03 Thời gian Hình 7.15 Quan hệ q trình mặn tính tốn thực đo Ba Lạt Nhận xét: 1) Kết hiệu chỉnh/kiểm định mơ hình (Bảng 7.1, 7.2, Hình 7.7 đến 7.15) cho thấy số Nash EI = 0.7 đến 0.99, số RMSE, RMSEM, MAD, s RMSES tương đối nhỏ chấp nhận 2) Qua tính tốn ta thấy kết tương đối phù hợp pha, nhiên số vị trí cịn có chênh lệch số liệu thực đo trị số tính tốn, đặc biết trạm có mực nước bị ảnh hưởng thủy triều Điều phù hợp có thay đổi địa hình lịng dẫn năm gần 3) Với phân tích đây, ta thấy thơng số chọn cho mơ hình hệ thống chấp nhận được, ta dùng để tiến hành mơ diễn biến chế độ thủy lực trình xâm nhập mặn tồn hệ thống sơng Hồng – Thái Bình theo kịch kể 199 7.4 KẾT QUẢ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN Tính tốn mơ cho 13 kịch kể (bao gồm tất 17 trường hợp tính tốn (Bảng 7.1 7.2)) với mục đích giải tốn xâm nhập mặn nước biển vào cửa sông ven biển để giúp xác định khoảng cách mà nước mặn với nồng độ xác định (cụ thể 1‰) xâm nhập vào sâu đoạn sông từ giúp đưa giải pháp cơng trình nhằm ngăn mặn giữ Độ dài xâm nhập mặn phụ thuộc vào yếu tố là: độ mặn nước biển, độ lớn thủy triều, lưu lượng nước từ thượng lưu, lưu lượng thông sông mạng lưới, lấy nước/cấp nước từ khu địa hình lịng dẫn 7.4.1 Kịch trạng (trường hợp tính 1, 2, 3) Kịch trạng trường hợp tính 1, 2, (Bảng 7.1) Kết tính tốn đại biểu thể Hình 7.16 7.17 Với trường hợp tính kịch trạng ứng với tần suất cấp nước p=25%, 50% 85%, qua tính tốn ta thấy : - Về mực nước: Chênh lệch mực nước sơng vị trí, ứng với tần suất lấy nước p=25%, 50% 85% tương đối nhỏ (Hình 7.16 - Diễn biến mực nước sơng Hồng, kịch trạng) - Về xâm nhập mặn: Chênh lệch độ mặn vị trí sông, ứng với tần suất lấy nước tương đối nhỏ (Hình 7.17 – Diễn biến độ mặn lớn dọc sông Hồng, kịch trạng) [meter] 10.0 MN, p=25% MN, p=50% MN, p=85% 5.0 0.0 [meter] 10.0 0.0 20000.0 40000.0 60000.0 80000.0 100000.0 120000.0 140000.0 160000.0 180000.0 200000.0 [m] 5.0 0.0 [meter] 10.0 5.0 0.0 [meter] [PSU] 1.68 1.61 1.60 1.64 2.10 2.54 2.70 3.05 3.51 4.00 5.34 6.76 7.69 8.45 MN max 9.75 -20.0 Hình 7.16 Diễn biến mực nước sơng Hồng, kịch trạng ứng với tần suất cấp nước p=25, 50 85% Nhận xét 200 1.70 20.0 10.0 0.0 0.0 - Với hệ thống sông lớn hệ thống sơng Hồng – Thái Bình, mực nước sông chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng biên trên, mực nước triều biên Mực nước hệ thống chịu ảnh hưởng không lớn việc lấy nước từ biên dọc hệ thống Nhận xét cho tất kịch lấy nước khác Chiều dài xâm nhập mặn điều kiện trạng (Bảng 7.10): Bảng Chiều dài xâm nhập mặn trung bình vào sơng hệ thống TT Sông Khoảng cách xâm nhập mặn tính từ cửa sơng (km) Độ mặn SAL=1‰ Độ mặn SAL=4‰ Đáy 15.2 10.2 Ninh Cơ 22.8 18.5 Hồng 21.9 17.8 Trà Lý 16.5 12.2 Thái Bình 16.2 12.1 Văn Úc 18.4 13.6 Lạch Tray- Lai Vu 11.4 6.7 Cấm-Kinh Thầy 16.8 13.2 Kinh Môn 10.9 7.8 10 Đá Bạch 20.1 11.8 [PSU] SAL p cap nuoc = 25% SAL p cap nuoc = 50% SAL p cap nuoc = 85% 20.0 10.0 0.0 [PSU] 5000.0 10000.0 15000.0 20000.0 25000.0 30000.0 35000.0 40000.0 45000.0 50000.0 55000.0 60000.0 [m] 20.0 10.0 0.0 [PSU] 20.0 10.0 0.0 Hình 7.17 Diễn biến độ mặn dọc sông Hồng, kịch trạng ứng với tần suất cấp nước p=25, 50 85% 201 7.4.2 So sánh mực nước độ mặn kịch cấp nước Hiện trạngBĐKH-Nước trữ (Trường hợp tính 3, 6, Bảng 1.1, p=85%) Diễn biến độ mặn lớn dọc sông hệ thống ứng với kịch cấp nước Hiện trạng-BĐKH-Nước trữ vẽ Hình 7-18 đến Hình 7-22 hình 7-23 35 30 Sông Đáy Đ? m?n-Hi?n tr?ng 25 Sông Đáy Đ? m?n-BĐKH Sông Đáy Đ? m?n-Tr? nư? c ‰ 20 n ? 15 m ? Đ 10 -5 50000 100000 150000 200000 Kho?ng cách t? bi?n (m) Hình 7.18 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình dọc sơng Đáy ứng với kịch 35 S ô n g H ? n g, Đ ? m ? n-H i?n tr? ng 30 S ô n g H ? n g, Đ ? m ? n-B Đ K H 25 S ô n g H ? n g, Đ ? m ? n-T r? n ? c ‰ n 20 ? m ? 15 Đ 10 0 50000 100000 150000 200000 250000 K h o ? n g c c h t? b i?n (m ) Hình 7-19 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình dọc sông Hồng ứng với kịch 202 35 Trà Lý Độ mặn-Hiện trạng 30 Trà Lý Độ mặn-BĐKH Độ mặn ‰ 25 Trà Lý Độ mặn-Trữ nước 20 15 10 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Khoảng cách từ biển (m) Hình 7.20 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình dọc sơng Trà Lý ứng với kịch 35 Thái Bình Độ mặn-Hiện trạng 25 Độ mặn ‰ 30 Thái Bình Độ mặn-BĐKH 20 Thái Bình Độ mặn-Trữ nước 15 10 -5 20000 40000 60000 80000 100000 Khoảng cách từ biển (m) Hình 7.21 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình dọc sơng T Bình ứng với kịch 35 Lạch Tray-Lai Vu Độ mặn-Hiện trạng 30 Lạch Tray-Lai Vu Độ mặn-BĐKH Độ mặn ‰ 25 Lạch Tray-Lai Vu Độ mặn-Trữ nước 20 15 10 0 10000 20000 30000 40000 50000 Khoảng cách từ biển (m) Hình 7.22 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình dọc sơng Lạch Tray-Lai Vu 203 - Kết tính tốn cho thấy : Chênh lệch mực nước sông vị trí, ứng với kịch tương đối nhỏ Tương tự vậy, chênh lệch độ mặn vị trí sơng, ứng với kịch tương đối nhỏ 35 Cấm-Kinh Thầy Độ mặn-Hiện trạng 30 Cấm-Kinh Thầy Độ mặn-BĐKH Độ mặn ‰ 25 Cấm-Kinh Thầy Độ mặn-Trữ nước 20 15 10 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Khoảng cách từ biển (m) Hình 7.23 Chiều dài xâm nhập mặn trung bình dọc sơng Cấm-Kinh Thầy Nhận xét Tương tự Nhận xét 1, với hệ thống sơng lớn hệ thống sơng Hồng – Thái Bình, mực nước sông bị chi phối không nhiều việc lấy nước (theo kịch kể trên) từ biên dọc hệ thống lưu lượng lấy nước vào hệ thống thủy nông tương đối nhỏ so với lưu lượng sơng hệ thống Thực tế, việc lấy nước từ biên dọc hệ thống gây ảnh hưởng trực tiếp tới lưu lượng, mực nước hệ thống sông cấp nhỏ (bên hệ thống xét) hệ thống kênh mương làm nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống thủy nông Các ảnh hưởng xem xét kỹ lưỡng toán thủy lực riêng cho hệ thống sơngkênh có biên lấy nước từ sông Trà Lý đoạn sông Hồng Nhận xét Dựa vào tính tốn khoảng cách xâm nhập mặn vào sơng tính từ cửa biển (Bảng 7.10, Hình 7.17 7.23), ta rút số kết diễn biến mặn vùng cho phương án kịch (1-9) kể sau: - Sơng Đáy: chiều dài xâm nhập mặn tính từ cửa biển lên tới khoảng 15 km Huyện Kim Sơn, Huyện Nghĩa Hưng nơi có đoạn sơng Đáy nhiễm mặn chảy qua nên chịu ảnh hưởng trực tiếp - Sơng Đào: Hầu hết vị trí dọc sơng Đào không bị nhiễm mặn 204 - Sông Ninh Cơ: chiều dài xâm nhập mặn trung bình 22.8 km Huyện Nghĩa Hưng có sơng lớn chảy qua: sơng Ninh Cơ, sông Đáy nên chịu ảnh hưởng trực tiếp Huyện Hải Hậu chịu ảnh hưởng có sông Ninh Cơ chảy qua - Sông Hồng: Chiều dài xâm nhập mặn trung bình sơng tính từ cửa biển lên tới khoảng 22 km Huyện Giao Thủy, Huyện Tiền Hải có sơng Hồng chảy qua nên chịu ảnh hưởng trực tiếp - Sông Trà Lý: Chiều dài xâm nhập mặn trung bình sơng tính từ cửa biển lên tới khoảng 16.5 km Huyện Tiền Hải, Huyện Thái Thụy có sơng lớn chảy qua: sơng Trà Lý, sông Hồng nên chịu ảnh hưởng trực tiếp - Sơng Thái Bình: xâm nhập mặn sơng tính từ cửa biển lên tới khoảng 16 km Huyện Vĩnh Bảo bao bọc sơng Thái Bình, sơng Luộc, nên chịu ảnh hưởng trực tiếp - Sông Văn Úc: xâm nhập mặn sơng tính từ cửa biển lên tới khoảng 18 km Huyện Tiên Lãng có sông lớn chảy qua: sông Văn Úc, sông Thái Bình nên chịu ảnh hưởng trực tiếp - Sơng Lạch Tray - Lai Vu: Chiều dài xâm nhập mặn trung bình sơng tính từ cửa biển lên tới khoảng 11.4 km Huyện An Lão, Huyện Kiến Thụy có sông lớn chảy qua: sông Lạch Tray, sông Văn Úc - Sông Cấm - Kinh Thầy: Chiều dài xâm nhập mặn trung bình xâm nhập mặn khoảng 16.8 km - Sơng Kinh Mơn: xâm nhập mặn sơng tính từ nơi nhập lưu với sông Cấm lên tới khoảng 10.9 km Huyện An Hải có sơng lớn chảy qua: sông Lạch Tray, sông Cấm, sông Kinh Môn nên chịu ảnh hưởng trực tiếp - Sông Đá Bạch: Chiều dài xâm nhập mặn trung bình khoảng 20 km sông chịu ảnh hưởng mặn từ biển sơng Kinh Thầy Huyện Thủy Ngun có sơng lớn chảy qua: sông Đá Bạch, sông Cấm nên chịu ảnh hưởng trực tiếp 7.4.3 Các kịch mực nước biển dâng Các kịch mực nước biển dâng liệt kê Bảng 3.24 Diễn biến độ mặn lớn dọc sông hệ thống ứng với kịch trữ nước vẽ hình Hình 7.24, Bảng 7.11 205 ... nghiên cứu khoa học: ? ?Nghiên cứu giải pháp thủy lợi cải tạo, phục hồi bảo vệ vùng đất có vấn đề phục vụ phát triển kinh tế, xã hội dải ven biển đồng Bắc Bộ? ??, nhằm cung cấp sở khoa học, đảm bảo phát. .. nhằm cải tạo, phục hồi bảo vệ vùng đất có vấn đề cịn chưa nghiên cứu ngang tầm với vai trò 16 Vì vậy, đề tài "Nghiên cứu giải pháp thủy lợi cải tạo phục hồi bảo vệ vùng đất có vấn đề thuộc dải ven. .. tạo, phục hồi bảo vệ vùng đất có vấn đề II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: đất có vấn đề, bao gồm đất mặn, đất phèn, đất cát, đất lầy thụt Phạm vi nghiên cứu: vùng ven biển