Luận văn Thạc sĩ Khoa học Ảnh hưởng nước biển dâng đến tài nguyên nước ngầm trên huyện đảo Phú Quý Khương Văn Hải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHƯƠNG VĂN HẢI KHƯƠNG VĂN HẢI ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ Chuyên ngành: Thủy Văn ẢNH HƯỞNG NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC Mã số: 60 44 90 NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN TIỀN GIANG Hà Nội - 2012 Hà Nội - 2012 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH .6 LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU .9 CHƯƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 11 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 11 1.1.1 Vị trí địa lý 11 1.1.2 Địa hình địa mạo 12 1.1.2.1 Địa hình 12 1.1.2.2 Địa mạo 12 1.1.3 Đặc điểm địa chất 13 1.1.3.1 Khái quát chung đặc điểm địa tầng địa chất 13 1.1.3.2 Đặc điểm tầng địa chất 18 1.1.4 Đặc điểm khí hậu .25 1.1.4.1 Khái quát chung khí hậu đảo Phú Quý 25 1.1.4.2 Chế độ mưa 27 1.1.4.3 Độ ẩm 29 1.1.4.4 Bốc 30 1.1.4.5 Gió – bão áp thấp nhiệt đới 32 1.1.5 Đặc điểm hải văn .34 1.1.5.1 Thủy triều 34 1.1.5.2 Nhiệt độ nước biển 34 1.1.5.3 Độ mặn nước biển .34 1.1.5.4 Sóng 34 1.2 Điều kiện kinh tế xã hội .35 1.2.1 Xã hội 35 1.2.1.1 Dân số lao động 35 1.2.1.2 Y tế 36 1.2.1.3 Giáo dục .37 1.2.1.4 Văn hoá - xã hội 37 1.2.1.5 Hiện trạng kết cấu hạ tầng 38 1.2.2 Kinh tế 41 1.2.2.1 Thuỷ sản .42 1.2.2.2 Nông, lâm nghiệp 42 1.2.2.3 Công nghiệp 43 1.2.2.4 Thương mại, dịch vụ, du lịch 44 2.1.3 Các nghiên cứu tài nguyên nước ngầm huyện đảo Phú Quý 51 2.2 Phương pháp nghiên cứu .52 2.2.1 Những khái niệm nghiên cứu nước ngầm 52 2.2.2 Công thức tính trữ lượng tĩnh 53 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 55 2.2.3.1 Xác định lượng nước ngầm từ trạm quan trắc thuỷ văn 55 2.2.3.2 Phương pháp khoan thăm dò 55 2.2.4 Phương pháp tương tự địa chất thuỷ văn 57 2.2.5 Phương pháp mô hình 60 2.2.6 Phương pháp chuyên gia 61 2.2.7 Phương pháp kế thừa 61 2.3 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu 62 2.4 Nội dung nghiên cứu tài nguyên nước ngầm đảo Phú Quý .63 2.4.1 Thu thập xử lý tài liệu có liên quan 63 2.4.1.2 Bản đồ (Base map) 64 2.4.1.3 Nhóm liệu cao độ 64 2.4.1.4 Nhóm liệu khí tượng hải văn 65 2.4.1.5 Nhóm thuộc tính 65 2.4.2 Ứng dụng mô hình GMS đánh giá trữ lượng nước ngầm đảo Phú Quý 65 2.4.2.1 Thiết lập mô hình tính toán 65 2.4.2.2 Vận hành mô hình .65 2.4.2.3 Xác định trữ lượng tài nguyên nước ngầm đảo Phú Quý .66 2.4.3 Đánh giá ảnh hưởng nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến tài nguyên nước ngầm đảo Phú Quý .66 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MÔ HÌNH GMS TRONG TÍNH TOÁN NƯỚC NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ 68 3.1 Cơ sở lý thuyết mô hình 68 3.1.1 Mô hình dòng chảy nước đất Modflow 68 3.1.1.1 Tổng quan phương pháp giải .68 3.1.1.2 Phương pháp sai phân hữu hạn 70 3.1.1.3 Phương pháp giải phương trình sai phân .75 3.1.1.4 Một số loại biên mô hình .75 3.1.1.5 Đánh giá mức độ tin cậy mô hình 81 3.1.2 Mô hình chất lượng nước MT3D .82 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 3.2 Thiết lập mô hình tính toán cho đảo Phú Quý .84 3.2.1 Miền tính lưới tính .84 3.2.2 Sơ đồ hóa tầng chứa nước đảo Phú Quý 85 3.2.3 Điều kiện biên điều kiện ban đầu 87 2.1 Tổng quan nghiên cứu tài nguyên nước ngầm 46 2.1.1 Trên giới 46 2.1.2 Trong nước 49 3.3 Hiệu chỉnh kiểm nghiệm 89 3.3.1 Hiệu chỉnh kiểm nghiệm với toán ổn định 89 3.3.2 Hiệu chỉnh kiểm nghiệm với toán không ổn định 89 3.4 Khôi phục số liệu nước ngầm đảo 92 DANH MỤC BẢNG 3.5 Tính toán trữ lượng nước ngầm đảo Phú Quý 94 CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG NƯỚC BIỂN DÂNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TƯƠNG LAI ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ .97 4.1 Tổng quan nghiên cứu nước biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu giới .97 4.2 Tổng quan nghiên cứu nước biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu Việt Nam .99 4.3 Kịch nước biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu huyện đảo Phú Quý .100 4.4 Ảnh hưởng nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến tài nguyên nước ngầm 101 4.4.1 Nhóm kịch trung bình (B2) 101 4.2.1 Nhóm kịch cao A2 .107 KẾT LUẬN 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 Bảng Bảng tổng hợp địa tầng giếng khoan thăm dò đảo Phú Quý 15 Bảng Tổng hợp yếu tố đặc trưng khí hậu trạm Phú Quý giai đoạn từ 1990 đến 2005 .25 Bảng Phân bố lượng mưa năm đảo Phú Quý (Đơn vị: mm) 28 Bảng Độ ẩm không khí trung bình đảo Phú Quý (Đơn vị: %) 29 Bảng Lượng bốc đảo Phú Quý (Đơn vị: mm) 31 Bảng Tốc độ gió hướng gió đảo Phú Quý 33 Bảng Tổng hợp số bão qua đảo Phú Quý 34 Bảng Tổng hợp diện tích, mật độ dân số 35 Bảng Cơ cấu dân số so với toàn tỉnh (Đơn vị: %) 36 Bảng 10 Diện tích số nông nghiệp đảo Phú Quý 42 Bảng 11 Các kịch tính toán nước ngầm tương lai huyện đảo Phú Quý ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng .67 Bảng 12 Phân vùng bốc đảo Phú Quý 87 Bảng 13 Phân bố vùng phục hồi nước đất cho đảo Phú Quý 88 Bảng 14 Vị trí giếng quan trắc mực nước huyện đảo Phú Quý 90 Bảng 15 Sai số kết tính toán thực đo giếng quan trắc mực nước huyện đảo Phú Quý 92 Bảng 16 Trữ lượng nước ngầm trung bình nhiều năm tháng đảo Phú Quý (103 m3) 96 Bảng 17 Mức tăng số yêu tố so với thời kỳ 1980-1999 101 Bảng 18 Mức thay đổi lượng mưa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so với thời kỳ 1980-1999 102 Bảng 19 Đánh giá mức tăng trữ lượng nước nhiễm mặn tương lai so với trạng trung bình nhiều năm theo kịch B2 105 Bảng 20 Mức tăng số yêu tố so với thời kỳ 1980-1999 107 Bảng 21 Mức thay đổi lượng mưa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so với thời kỳ 1980-1999 107 Bảng 22 Đánh giá mức tăng trữ lượng nước nhiễm mặn tương lai so với trạng trung bình nhiều năm theo kịch cao A2 110 DANH MỤC HÌNH Hình Vị trí đảo Phú Quý 11 Hình Cơ cấu diện lộ tầng/phụ tầng địa chất .14 Hình Sơ đồ phân bố theo diện lộ phân vị địa tầng địa chất 17 Hình Biểu đồ thể giá trị trung bình tháng số yếu tố khí tượng Phú Quý 27 Hình Lượng bốc trung bình tháng giai đoạn 1990-2005 32 Hình Cơ cấu dân số huyện Phú Quý so với toàn tỉnh .35 Hình Sơ đồ tầng chứa nước có áp không áp 54 Hình Bản đồ thủy đẳng cao mặt cắt 56 Hình Ô lưới loại ô lưới mô hình 70 Hình 10 Ô lưới i,j,k ô bên cạnh 71 Hình 30 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa khô đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch trung bình 103 Hình 31 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa mưa đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch trung bình 104 Hình 32 Biểu đồ tổng lượng nước ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch trung bình 104 Hình 33 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất đảo Phú Quý trạng trung bình năm 2011 tương lai theo họ kịch trung bình 108 Hình 34 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa khô đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch cao 108 Hình 35 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa mưa đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch cao 109 Hình 36 Biểu đồ tổng lượng nước ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch cao 109 Hình 11 Sơ đồ bước giải theo phương pháp lặp mô hình 76 Hình 12 Điều kiện biên sông (River) 77 Hình 13 Điều kiện biên kênh thoát (Drain) 78 Hình 14 Điều kiện biên tổng hợp mô hình (GHB) .79 Hình 15 Điều kiện biên bốc mô hình (ET) 79 Hình 16 Các ô lưới sai phân hai chiều xung quanh ô có lỗ khoan .80 Hình 17 Miền tính lưới tính khu vực đảo Phú Quý 84 Hình 18 Phân bố địa chất đảo Phú Quý .85 Hình 18 Hệ số thấm tầng địa chất theo phương ngang .86 Hình 19 Bản đồ địa hình đảo Phú Quý .86 Hình 20 Bản đồ phân vùng bốc đảo Phú Quý .87 Hình 21 Bản đồ phân vùng phục hồi nước ngầm từ mưa đảo Phú Quý 88 Hình 23 Sơ đồ vị trí giếng quan trắc mực nước ngầm đưa vào mô hình GMS 90 Hình 24 Biến trình độ sâu mực nước ngầm tính toán thực đo đảo Phú Quý từ tháng 1/2010 đến tháng 11/2011 91 Hình 25 Trường mực nước ngầm tháng đảo Phú Quý trước sau nhà máy nước vào hoạt động 93 Hình 26 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình 97 Hình 27 Diễn biến lượng mưa năm vùng khác giới 98 Hình 28 Xu biến động mực nước biển trung bình trạm toàn cầu 99 Hình 29 Biểu đồ trữ lượng nước đất đảo Phú Quý trạng trung bình năm 2011 tương lai theo họ kịch trung bình 103 LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Luận văn thực Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương Việt Nam đánh giá nước có nguồn tài nguyên nước phong phú học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hướng nghiên cứu luận văn Trong đó, tài nguyên nước ngầm hầu hết vùng có trữ lượng chất lượng ‘nghiên cứu ảnh hưởng nước biển dâng đến tài nguyên nước ngầm huyện đảo tốt, xem nguồn dự trữ cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất nhân dân Phú Quý’ Nó phần công việc nằm khuôn khổ dự án khoa học cấp Tuy nhiên giai đoạn vài thập niên gần với phát triển kinh tế, Quốc gia UNDP (United nations Development Programme) tài trợ, “Tăng cường trình đô thị hoá, khai thác quy hoạch… dẫn đến số vùng nguồn lực quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu Việt Nam nhằm giảm nhẹ tác nước ngầm bị suy thoái Theo Trung tâm Quan trắc Dự báo Tài nguyên nước vừa động kiểm soát phát thải khí nhà kính” với chủ trì viện Khoa học Khí công bố kết quan trắc tài nguyên nước đất năm 2011 báo Khoa học số tượng Thuỷ văn Môi trường ngày 18-05-2012 khu vực Đồng Bắc Bộ, Đồng Nam Bộ nguồn nước Để hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh ngầm bị suy giảm trữ lượng chất lượng nổ lực cố gắng thân có hướng dẫn nhiệt tình quý thầy cô, Nước biển dâng kết hợp với thay đổi khí hậu diễn động viên ủng hộ gia đình bạn bè đồng nghiệp suốt thời phạm vi toàn cầu, thác thức lớn giới có Việt Nam gian học tập Qua đây, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể thầy cô, người Nước biển dâng ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực ven biển, làm ngập, thân gia đình bạn bè đồng nghiệp nhiễm nặm nguồn nước, diện tích đất nông nghiệp, tăng chi phí cho việc tu bổ Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới PGS TS Nguyễn Tiền Giang, người thầy kính mến hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp cầu cảng, đô thị ven biển… Nghiên cứu tác động của nước biển dâng đến ngành, lĩnh vực tự nhiên xã hội yêu cầu thiết xã hội Các nghiên cứu nước ngầm trước nước ta chủ yếu vào nghiên cứu đánh giá khả khai thác nước đất Những nghiên cứu tập chung vào biên động nguồn nước ngầm theo năm, chưa có nhiêu nghiên cứu động thái nước ngầm theo mùa, theo tháng năm Để đáp ứng yêu cầu thực tiễn, nhu cầu sử dụng nước ngầm ngày gia tăng, tượng nước biển dâng tương lai, luận văn học viên tập trung nghiên cứu tác động nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến tài nguyên nước ngầm Để kết nghiên cứu phục vụ thiết thực cho xã hội, nghiên cứu chọn đảo Phú Quý làm khu vực nghiên cứu Với đặc điểm đảo Phú Quý xác định đảo trọng điểm nước ta phát triển lĩnh vực kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng Đảo Phú Quý có CHƯƠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU bước chuyển biến mạnh mẽ cấu kinh tế, chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ du lịch Đảo nằm tuyến đường biển nối đất liền quần đảo Trường Sa nên có vị trí đặc biệt quan trọng nhiệm vụ phòng 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý [3] thủ quốc gia Ngoài ra, đặc điểm tự nhiên đảo gồm diện tích đảo bé, độ dốc Huyện đảo Phú Quý gồm có đảo gồm: Phú Quý, Hòn Tranh, Hòn lớn, cách xa đất liền, không tồn tồn dòng chảy mặt thời gian ngắn Trùng phía Nam, Hòn Đỏ, Hòn Đen, Hòn Giữa phía Bắc Trong số đó, đảo Phú Do đó, nước ngầm có ý nghĩa lớn sống nhân dân đảo Quý lớn nhất, có diện tích 16km2, chiếm đến 97% diện tích toàn huyện đảo khoảng 0,2% diện tích toàn tỉnh Hình Vị trí đảo Phú Quý Đảo Phú Quý có dạng hình chữ nhật lệch, chiều dài Bắc - Nam khoảng km, chiều rộng Đông - Tây khoảng 4,5 km Đảo có tiềm trở thành điểm dịch vụ chế biến tiêu thụ hải sản mảng ngư trường kéo dài từ 10 11 Trường Sa đến Côn Đảo; tạo cho tàu đánh bắt xa bờ hoạt động dài ngày bề mặt sườn gồ ghề, lởm chởm trình phong hoá, bóc mòn không đều, vỏ đạt hiệu kinh tế cao Ngoài với vị trí nằm đường hải phong hoá thay đổi từ  8m vận quốc tế, Phú Quý có điều kiện phát triển dịch vụ sửa chữa tàu *) Kiểu địa hình tích tụ bóc mòn thuyền, cung cấp dịch vụ hải cảng quốc tế dịch vụ thăm dò khai thác dầu khí Kiểu địa hình tích tụ bóc mòn phát triển trầm tích biển, gió, có bậc địa hình tuổi khác Bề mặt địa hình gồ ghề, lượn sóng tạo nên Đảo Phú Quý nằm biển Đông cách thành phố Phan Thiết khoảng 120km phía Đông Nam, có toạ độ địa lý giới hạn: Từ 10º28’58” đến 10º33’35” Vĩ độ Bắc; cồn cát, sỏi cát cao đến 50m, mương xói phát triển Hiện kiểu địa hình chịu bóc mòn gió thổi quanh năm với tốc độ đáng kể, thu hẹp diện tích canh tác, vùi lấp đường xá Từ 108º55’13” đến 108º58’12” Kinh độ Đông; Xói lở bờ biển vấn đề đáng quan tâm Ở Tam Thanh, Long Hải, Ngũ Phụng trình xói lở xảy liên tục, không giới hạn quy mô, cường độ, ảnh 1.1.2 Địa hình địa mạo [3] hưởng thường xuyên ngày rõ đời sống, sản xuất, quy hoạch phát 1.1.2.1 Địa hình triển kinh tế đảo Đến lúc chúng gây nên tai biến địa chất Đảo Phú Quý có dạng địa hình gồm: núi, đồi bậc thềm ven biển khó khắc phục ảnh hưởng đến kinh tế địa phương Độ cao giảm dần từ Bắc xuống Nam, phía Bắc có núi Cấm cao 107,2m; núi Cao Cát cao 89m, phía Nam có chỏm đồi cao từ 35 - 45m Trung tâm Đảo có dải địa hình tương đối cao 15 - 20m Khu vực thuộc xã Long Hải Tam 1.1.3 Đặc điểm địa chất [3] 1.1.3.1 Khái quát chung đặc điểm địa tầng địa chất Thanh lên đụn cát cao mặt địa hình - 10m Viền xung quanh đảo Trong khu vực đảo Phú Quý có phân vị địa tầng địa chất có tuổi Đệ tứ thềm biển cao 5m, bãi Triều Dương cao 2m Đường bờ biển có dạng lượn sóng phân bố độ sâu từ đến 100m nghiên cứu theo thứ tự từ già đến trẻ bao mềm mại chia cắt Ngoài đường bờ khoảng 200 - 500m có bazan, ám tiêu san hô gồm: che chắn tạo thành lạch - Thống Pleistocen: 1.1.2.2 Địa mạo + Phụ thống Pleistocen trung, trầm tích biển (mQ12); Theo số liệu tổng hợp kết điều tra, thu thập cho thấy đặc điểm hình thái nguồn gốc đảo Phú Quý chia thành kiểu địa hình sau: + Phụ thống Pleistocen trung-thượng, phun trào bazan Pleistocen (Q123 ); *) Kiểu địa hình phong hoá bóc mòn, rửa trôi + Phụ thống Pleistocen thượng, trầm tích biển (mQ13); Kiểu địa hình phát triển bề mặt phun trào bazan Pleistocen trung thượng Holocen (ở núi Cao Cát, núi Cấm, Hòn Tranh) Đặc điểm dạng địa hình này: Đồi có sườn dốc thoải (10  300), miệng núi lửa cổ có đỉnh nhọn, 12 - Thống Holocen: + Phụ thống Holocen, phun trào bazan(Q2); 13 + Phụ thống Holocen hạ - trung; + Phụ thống Holocen thượng; Các phân vị địa tầng hầu hết lộ mặt, mQ23, 0.95 (6%) 1- vQ2 , 3.56 (21%) vQ23, 0.12 (1%) pQ12-3 4.65 (28%) trừ phụ thống Pleistocen trung (mQ12) bị phủ hoàn mQ1 , 2.03 (12%) 1- mQ2 3.04 (18%) pQ2 2.25 (14%) toàn Xét toàn huyện Hình Cơ cấu diện lộ tầng/phụ tầng địa chất Bảng Bảng tổng hợp địa tầng giếng khoan thăm dò đảo Phú Quý đảo Phú Quý, diện lộ thống, phụ thống địa chất sau: phụ thống Pleistocen trung - thượng, phun 2-3 STT trào bazan Pleistocen(Q1 ) có diện lộ 4,65km chiếm 28%; phụ thống Pleistocen Số Chiều Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo hiệu sâu vQ23 mQ23 vQ21-2 mQ21-2 bQ2 mQ13 bQ12-3 mQ12 lỗ giếng (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày khoan (m) - Min - - 3,5 3,5 - - - - 5,0 3,0 - 4,0 4,0 - - - - 3,9 1,0 Holocen- phun trào bazan (Q2) có diện lộ 2,25km chiếm 14%; phụ thống Holocen - Max - - 3,5 3,5 - - - 3,5 6,5 6,0 - 13,0 13,0 - - - 8,0 9,0 6,0 13,0 60,0 60,0 59,5 80,0 52,0 hạ - trung trầm tích biển (mQ21-2) có diện lộ 3,04km2 chiếm 18%; phụ tầng - TB - - 3,5 3,5 1,2 5,8 4,7 - 6,6 6,6 3,1 6,7 3,7 5,3 37,5 32,2 43,8 80,0 52,0 LK1 40 - - - - - - - - - - - - - - - - - LK2 80 - - - - - - 5,0 5,0 - - - - - - - - phụ thống Holocen thượng trầm tích gió (vQ2 ) có diện lộ 0,12km chiếm 1% LK3 30 - - - - - - - - - 6,3 6,3 - - - 6,3 8,1 diện tích toàn huyện LK5 64,5 - - - - - - - - - - - - - - - - - - LK6 40 - - - - - - - - - - - - - - - 6 40 34 - LK7 31 - - - - - - - - - - - - - - - 13 31 18 - thượng, trầm tích biển (mQ13) diện lộ 2,03km2 chiếm 12%diện tích; phụ thống 1-2 Holocen hạ - trung trầm tích gió(vQ2 ) có diện lộ 3,56km chiếm 21%; phụ thống Holocen thượng trầm tích biển(mQ2 ) có diện lộ 0,95km chiếm 6%; 13,0 13,0 15 14 - 28,0 18,0 28,0 80,0 52,0 - 40 - 1,8 8,1 40 - - - 28 23 28 80 52 30 21,9 - - - - - - - - - 59,5 59,5 59,5 STT Số Chiều Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo Thành tạo hiệu sâu vQ23 mQ23 vQ21-2 mQ21-2 bQ2 mQ13 bQ12-3 mQ12 lỗ giếng (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày (từ) (đến) Dày khoan (m) LK8 52 LK10 60 - LK11 30 10 LK12 30 - 11 LK13 30 12 LK14 42,5 13 LK16 14 LK17 - - - - - - - - - - - - 3,5 3,5 - - - 3,5 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 30 - - - - - 30 - - - - - 6,0 6,0 - - - - - - - - - 52 - - - - - - - - - - 6,5 3,0 - - - - - - - - - - - - - - - - 5,8 - - - 4,0 4,0 - - - - - - - - - 4,0 4,0 - - - - - - - - - - 8,0 8,0 - - - - - - - 4,0 4,0 - - - 7,5 46 - - - - - 6,5 60 60 - - - 30 23,5 - - 5,8 5,8 - 30 24,2 - - - 30 26 - - - 42 38 - - - 30 21 - - - 30 22,5 - - - 3,5 7,5 16 Hình Sơ đồ phân bố theo diện lộ phân vị địa tầng địa chất 17 1.1.3.2 Đặc điểm tầng địa chất tích toàn huyện đảo Thành phần chủ yếu phún xuất gồm: bazan olivin, a) Thống Pleistocen bazan pyroxen, cát - sạn - tuf bazan Qua tài liệu lỗ khoan thăm dò, tầng chỗ bị phủ biến đổi từ 4m (tại lỗ *) Phụ thống Pleistocen trung, trầm tích biển (mQ12) khoan LK 13, LK14) đến 9m (tại lỗ khoan LK16) Theo tài liệu lỗ khoan thăm Theo số liệu tổng hợp kết điều tra, thu thập địa chất cho thấy trầm tích biển phụ thống Pleistocen trung đảo Phú Quý không lộ mặt mà bị thành tạo trầm tích bazan trẻ phủ lên Cho đến nay, có lỗ khoan thăm dò (LK5 LK2) vực xã Ngũ Phụng xã Tam Thanh, kết cho thấy: Nóc tầng biến đổi từ 28m (tại LK2) đến 59,5m (tại LK5), chưa có giếng khoan đảo nghiên cứu hết bề dày tầng Tuy nhiên, so sánh thành phần màu sắc với cát màu đỏ vùng Lương Sơn - Phan Thiết nguồn gốc trầm tích biển, tuổi Pleistocen trung Bề dày từ 60m  80m dò cho thấy bề dày thành tạo thành tạo bazan Pleistocen(Q12-3) biến đổi từ 18m (tại LK7) đến 60m (tại LK10), trung bình khu vực đảo khoảng 32m Các thành tạo phun trào núi lửa phun liên tục từ cuối Pleistocen trung đến khoảng Pleistocen thượng với đợt phun Quá trình ngừng nghỉ đợt phun để lại vỏ phong hoá dày từ 0,5-1,2m, thể rõ lỗ khoan nghiên cứu giai đoạn trước Đợt phun đầu phủ trực tiếp lên trầm tích cát màu đỏ (mQ12) Bazan pyroxen màu xám đen, kiến trúc vi hạt porphia vi đolerit, cấu tạo khối đặc xít lỗ hổng Thành phần khoáng vật: Thành phần thạch học chủ yếu gồm cát thạch anh hạt mịn, trung, màu đỏ, vàng da cam, đôi chỗ xen lẫn sạn sỏi Plagioclaz chiếm 65  67%, augit 25 - 28%, olivin khoảng 1%, quặng Chuyển lên hàm lượng olivin tăng, mật độ kích thước lỗ hổng tăng dần Có Mặt cắt địa tầng mQ1 lỗ khoan LK xã Tam Thanh sau: + Từ 28m  50m: Cát màu đỏ gụ, kích thước hạt từ trung đến thô Thành phần cát thạch anh chiếm 90  95%, mài tròn, chọn lọc tốt Bột sét màu đỏ chiếm đợt phun đặc trưng cho phun nổ gần họng núi lửa: núi Cao Cát, núi Cấm, Đông Bắc xã Tam Thanh Thành phần thạch học gồm: Tuf Bazan màu xám, xám nâu, kiến trúc hạt vụn cát hạt thô, cấu tạo phân lớp song song, gần họng núi lửa đá nằm  10%, trạng thái tự nhiên nén chặt trung bình nghiêng từ 15  300 + Từ 50m  80m: Cát màu vàng cam hạt mịn Thành phần thạch anh chiếm Thành phần khoáng vật: Hạt vụn chiếm 68  70% gồm: Plagioclaz chiếm 25 90  95%, sét, bột màu vàng cam, đỏ nhạt chiếm  10%, trạng thái tự nhiên nén - 30%, thạch anh - 11%, vụn bazan, thuỷ tinh 30 - 35% Xi măng: chiếm 30 - chặt trung bình 32%, gồm: Carbonat 15 - 17%, vật chất bột, sét sericit 10-15%, oxit sắt 3-5% 2-3 *) Phụ thống Pleistocen trung-thượng, phun trào bazan Pleistocen (Q1 ) Theo số liệu tổng hợp kết điều tra, thu thập cho thấy phun trào bazan trung - thượng thành phần cấu tạo nên đảo Phú Quý số đảo nhỏ lân cận Diện phân bố rộng khắp đảo, lộ khu vực Núi Cấm, Núi Cao Cát, xã Ngũ Phụng, xã Tam Thanh, Hòn Đỏ, Hòn Đen với diện lộ 4,65km chiếm 28% diện (L188, L189, L197, L211) Vụn thô cát - sạn - tuf bazan chân núi Cao Cát, xã Tam Thanh mảnh vụn, bom bazan có kích thước thay đổi từ 0,5 - 5cm, cá biệt đến 20cm Vỏ phong hoá mặt tầng dày từ - 8m gồm: sét, bột mảnh vụn đá bazan phong hoá dở dang Phun trào Bazan phủ trực tiếp lên cát màu đỏ tuổi Pleistocen trung (mQ12), đôi chỗ bị trầm tích biển Pleistocen thượng phủ lên trên, so sánh với hoạt động 18 19 1,78 mét Kết hiệu chỉnh kiểm nghiệm cho thấy thông số mô hình ổn định dùng để tính toán nước ngầm đảo Bảng 15 Sai số kết tính toán thực đo giếng quan trắc mực nước huyện đảo Phú Quý Cao độ miệng TT Tên trạm Sai số tuyệt Độ lệch Sai số đỉnh đối trung bình chuẩn (m) giếng (m) PQI-2C 7,29 0,42 0,58 1,78 PQIII-1TB 5,95 0,56 0,63 0,41 PQIII-2B 11,18 0,51 0,65 1,09 PQIII-4B 11,2 0,45 0,54 0,02 PQIV-3B 7,11 0,64 0,71 1,26 PQIV-4A 10,78 0,44 0,50 1,2 a-Tháng 4-2008 3.4 Khôi phục số liệu nước ngầm đảo Để phục vụ tốt cho việc nghiên cứu quy hoạch khai thác nước ngầm b-Tháng 4-2009 đảo Phú Quý luận văn sử dụng thông số mô hình sau kiểm định để khôi phục số liệu nước ngầm đảo từ năm 2003 đến năm 2011 Trong qua trình khôi phục số liệu nước ngầm đảo luận văn sử dụng lưu lượng nước ngầm khai thác theo thông kê năm 2005, cập nhật hai nhà máy nước đảo bắt đầu hoạt động đầu năm 2009 với công suất Ngũ Phụng 500m3/ngày đêm; Long Hải 400m3/ ngày đêm c-Tháng 4-2010 Hình 25 Trường mực nước ngầm tháng đảo Phú Quý trước sau nhà máy nước vào hoạt động 92 93 Kết khôi phục số liệu nước ngầm cho thấy đảo khứ nước nước đảo Theo số liệu điều tra khảo sát cập nhật năm 2011 mức độ ngầm chưa bị ảnh hưởng nhiều tượng xâm nhập nặm Trên đảo có hai khu khai thác đảo vào khoảng 86,3 đến 95,5 nghìn m3/tháng chiếm 2,6 đến 3,7% trữ vực bị nhiễm mặn nằm phía bắc đảo khu vực phía tây nam (bãi biển Triều lượng khai thác tiềm Dương) Trước năm 2009 khu vực xã Tam Thanh nơi có mật độ khai thác nước lớn Trong điều kiện bình thường tổng lượng nước bị nhiễm mặn chiếm khoảng có tượng hạ thấp mực nước ngầm cục (hình 25-a) nêm nặm tiến 8,4% đến 9,3% tổng lượng nước đất (bảng 16) Việc khai thác sâu vào đảo Sau hai nhà máy nước vào hoạt động đầu năm 2009 đảo chưa ảnh hưởng nhiều đến xâm nhập mặn nước biển đến nguồn nước tạo hai vùng hạ thấp mực nước đảo, đồng thời xuất hai nêm ngầm đảo nêm mặn số khu vực có xu hướng tiến vào nặm khu vực đảo (hình 25-b, 25-c) Ngoài ra, nghiên cứu sử dụng công thức đảo cục nơi có lượng khai thác tập trung cao phía tây nam đảo thuộc xã Tam kinh nghiệm tính lượng trữ lượng nước ngầm đảo từ năm 2003 đến 2011 Kết Thanh thể bảng phụ lục 3.5 Tính toán trữ lượng nước ngầm đảo Phú Quý Việc đánh giá trữ lượng nước ngầm đảo sử dụng số liệu thống kê nguồn nước khai thác theo năm 2005 có cập nhật thêm lưu lượng khai thác thực năm 2011 hai nhà máy nước xã Ngũ Phụng (500 m3/ngày đêm) Long Hải (400 m3/ngày đêm) Trong thông số mô hình tính toán trữ lượng ứng với kịch sau: + Các thông số mô hình giữ nguyên theo trình hiệu chỉnh kiểm nghiệm; + Sử dụng trình mưa, bốc trung bình tháng nhiều năm; + Biên biển mực nước trung bình (H=0 mét); + Biên mặn giá trị trung bình giếng ven biển (S=1.6o/oo); Kết tính toán trình bày bảng 16 cho thấy trữ lượng nước đất đảo vào khoảng 6,8 đến 7,9 triệu m3, có khoảng 0,62 đến 0,63 triệu m3 nước bị nhiễm mặn chiếm khoảng 8,4% đến 9,3% tổng trữ lượng nước ngầm đảo Tổng trữ lượng nước đảo vào khoảng đến 6,08 đến 7,28 triệu m3 chiếm 90,7 đến 92,1% tổng trữ lượng nước ngầm đảo Trữ lượng khai thác tiêm đảo vào khoảng 2,5 đến 3,6 triệu m3 chiếm 40,8 đến 50,4% tổng trữ lượng 94 95 CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG NƯỚC BIỂN DÂNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TƯƠNG LAI ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ 4.1 Tổng quan nghiên cứu nước biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu giới [1] Sự nóng lên hệ thống khí hậu toàn cầu rõ ràng với biểu tăng nhiệt độ không khí đại dương, tan băng diện rộng qua mức tăng mực nước biển trung bình toàn cầu Bảng 16 Trữ lượng nước ngầm trung bình nhiều năm tháng đảo Phú Quý (103 m3) I Trữ lượng Tĩnh Trữ lượng động Nước bị nhiễm mặn Trữ lượng nước Các quan trắc cho thấy nhiệt độ tăng toàn cầu tăng nhiều Thời gian (tháng) Trữ lượng II III IV V VI VII VIII IX X 6049,6 6046,4 6043,9 6041,8 6040,1 6042,7 6044,0 6044,7 6045,8 6048,5 6050,9 6051,4 1023,7 748,5 737,2 670,5 795,0 1197,8 1277,7 1107,3 1261,7 1854,2 1767,3 1299,5 618,8 619,6 619,6 623,8 626,3 623,8 625,5 625,5 623,8 6454,5 6175,3 6161,5 6088,5 6208,8 6616,7 6696,2 6526,5 6683,7 7280,5 7198,5 6731,3 2838,6 2562,5 2550,4 2483,0 2607,1 3010,6 3090,9 2920,7 3075,4 3668,7 3582,5 3115,0 95,5 92,5 95,5 95,5 622,2 XI 619,7 XII vĩ độ cực Bắc Trong 100 năm qua (1906 – 2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng khoảng 0.74OC, tốc độ tăng nhiệt độ 50 năm gần gần gấp đôi so với 50 năm trước (Hình 26) 619,7 Trữ lượng khai thác tiềm Lượng khai thác 95,5 86,3 95,5 92,5 92,5 95,5 92,5 95,5 Trữ lượng khai thác tiềm = Trữ lượng động + 30% * Trữ lượng tĩnh 96 Hình 26 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên đới phía Bắc vĩ độ 30OB thời kỳ 1901–2005 giảm vĩ độ nhiệt đới, kể từ năm 1970 (Hình 26) Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm Nam Á Tây Phi với trị số xu 7,5% cho thời kỳ 1901–2005 Ở đới vĩ độ trung bình vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ 97 rệt miền Trung Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á Trung Á Tần số mưa lớn tăng lên nhiều khu vực, kể nơi lượng mưa có xu giảm (IPCC, 2010) Sự nóng lên hệ thống khí hậu rõ ràng minh chứng thông qua số liệu quan trắc ghi nhận tăng lên nhiệt độ không khí nhiệt độ nước biển trung bình toàn cầu, tan chảy nhanh lớp tuyết phủ băng, làm tăng mực nước biển trung bình toàn cầu (IPCC, 2007) Theo nhà khoa học biến đổi khí hậu toàn cầu nước biển dâng cho thấy, đại dương nóng lên đáng kể từ cuối thập kỷ 1950 Các nghiên cứu từ số liệu quan trắc toàn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu thời kỳ Hình 28 Xu biến động mực nước biển trung bình trạm toàn cầu 1961 - 2003 dâng với tốc độ 1,8  0,5 mm/năm, đó, đóng góp giãn nở nhiệt khoảng 0,42  0,12 mm/năm tan băng khoảng 0,70  0,50 (IPCC, 2007) (hình 26) Nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho tốc độ mực nước biển trung bình 4.2 Tổng quan nghiên cứu nước biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu Việt Nam [1] toàn cầu dâng khoảng 1,8 mm/năm (Chuch White, 2009) Ở Việt Nam, xu biến đổi nhiệt độ lượng mưa khác vùng 50 năm qua Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5oC phạm vi nước lượng mưa có xu hướng giảm nửa phần phía Bắc, tăng phía Nam lãnh thổ Nhiệt độ tháng I (tháng đặc trưng cho mùa đông), nhiệt độ tháng VII (tháng đặc trưng cho mùa hè) nhiệt độ trung bình năm tăng phạm vi nước 50 năm qua Nhiệt độ vào mùa đông tăng nhanh so với vào mùa hè nhiệt độ vùng sâu đất liền tăng nhanh nhiệt độ vùng ven biển hải đảo Vào mùa đông, nhiệt độ tăng nhanh Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, đồng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ (khoảng 1,3 - 1,5oC/50 năm) Nam Trung Bộ, Tây Nguyên Nam Bộ có nhiệt độ tháng I tăng chậm so với vùng khí hậu phía Bắc (khoảng 0,60,9OC/50 năm) Tính trung bình cho nước, nhiệt độ mùa đông nước ta tăng Hình 27 Diễn biến lượng mưa năm vùng khác giới lên 1,2oC 50 năm qua Nhiệt độ tháng VII tăng khoảng 0,3-0,5oC/50 năm tất vùng khí hậu nước ta Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5 – 0,6oC/50 năm Tây Bắc, Đông Bắc Bộ, đồng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên Nam 98 99 - Theo kịch phát thải thấp (B1): Vào kỷ 21, trung bình đảo Bộ mức tăng nhiệt độ trung bình năm Nam Trung Bộ thấp hơn, vào khoảng o 0,3 C/50 năm Phú Quý, lượng mưa tăng 1,4%, mực nước biển dâng khoảng 24cm Đến cuối Lượng mưa mùa mưa (tháng XI-IV) tăng lên chút không thay đổi đáng kỷ 21, lượng mưa tăng 1,9%, mực nước biển dâng khoảng 55cm kể vùng khí hậu phía Bắc tăng mạnh mẽ vùng khí hậu phía Nam 50 - Theo kịch phát thải trung bình (B2): Vào kỷ 21, trung bình năm qua Lượng mưa mùa mưa nhiều (tháng V-X) giảm từ đến 10% đa phần đảo Phú Quý, lượng mưa tăng 1,5%, mực nước biển dâng khoảng 26cm diện tích phía Bắc nước ta tăng khoảng đến 20% vùng khí hậu phía Nam Đến cuối kỷ 21, lượng mưa tăng 2,9%, mực nước biển dâng khoảng 68cm 50 năm qua Xu diễn biến lượng mưa năm hoàn toàn tương tự lượng mưa - Theo kịch phát thải cao (A2): Vào kỷ 21, trung bình đảo mùa mưa nhiều, tăng vùng khí hậu phía Nam giảm vùng khí hậu phía Bắc Phú Quý, lượng mưa tăng 1,6%, mực nước biển dâng khoảng 30cm Đến cuối Khu vực Nam Trung Bộ có lượng mưa mùa mưa, mùa mưa nhiều lượng mưa năm kỷ 21, lượng mưa tăng 3,7%, mực nước biển dâng khoảng 102cm tăng mạnh so với vùng khác nước ta, nhiều nơi đến 20% 50 năm qua 4.4 Ảnh hưởng nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến tài Số liệu mực nước quan trắc cho thấy xu biến đổi mực nước biển trung nguyên nước ngầm huyện đảo Phú Quý bình năm không giống trạm hải văn ven biển Việt Nam Trên dải ven biển Việt Nam, hầu hết trạm có xu hướng mực nước trung bình năm 4.4.1 Nhóm kịch trung bình (B2) Kịch phát thải trung bình tương ứng với tăng dân số liên tục tăng, nhiên, số trạm lại có xu hướng mực nước giảm Xu biến đổi trung bình mực nước biển dọc bờ biển Việt Nam khoảng 2,8 mm/năm Số liệu mực nước đo đạc từ vệ tinh từ năm 1993 đến 2010 cho thấy, xu tăng mực nước biển toàn Biển Đông 4,7mm/năm, phía Đông Biển Đông có xu tăng nhanh phía Tây Chỉ tính cho dải ven bờ Việt Nam, khu vực ven biển Trung Trung Bộ Tây Nam Bộ có xu hướng tăng mạnh hơn, trung bình cho với tốc độ thấp A2; trọng đến giải pháp địa phương thay toàn cầu ổn định kinh tế, xã hội môi trường; mức độ phát triển kinh tế trung bình; thay đổi công nghệ chậm manh mún so với B1 Theo kịch thay đổi nhiệt độ, lượng mưa mực nước biển huyện đảo Phú Quý diễn biến sau: Bảng 17 Mức tăng số yêu tố so với thời kỳ 1980-1999 toàn dải ven biển Việt Nam tăng khoảng 2,9mm/năm Mức tăng theo năm 4.3 Kịch nước biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu huyện đảo Kịch Phú Quý [2] o Nhiệt độ ( C) Các kịch phát thải khí nhà kính lựa chọn để tính toán, xây dựng kịch nước biển dâng cho huyện đảo Phú Quý tỉnh Bình Thuận lấy theo B2 Lượng mưa (%) Mực nước biển (cm) 2020 2050 2100 2020 2050 2100 2020 2050 2100 0,5 1,3 2,5 0,6 1,5 2,9 26 68 kịch biên đổi khí hậu cho Việt Nam kịch phát thải trung bình nhóm kịch phát thải trung bình (kịch B2) kịch phát thải cao (Nguồn: Viện khoa học Khí tượng thuỷ văn Môi trường 2012) nhóm kịch phát thải cao (kịch A2) 100 101 Bảng 18 Mức thay đổi lượng mưa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so BIỂU ĐỒ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH với thời kỳ 1980-1999 7900.0 HT 2011 Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Đơn vị (%) 2020 -2,5 -2,0 -5,4 -1,5 -0,7 0,7 -0,2 0,5 0,5 2,9 3,6 -3,2 2050 -6,6 -6,2 -14,5 -4,0 -1,8 1,8 -0,6 1,3 1,3 7,6 9,6 -8,4 2100 -12,6 -12,3 -27,8 -7,6 -3,4 3,5 -1,1 2,5 2,5 14,5 18,4 -16,1 (Nguồn: Viện khoa học Khí tượng thuỷ văn Môi trường 2012) Trữ lượng (10^3m^3) Tháng năm 2020 năm 2050 năm 2100 7400.0 6900.0 6400.0 5900.0 I II III IV V VI Với họ kịch B2, tiến hành chạy mô hình GMS để tính toán VII VIII IX X XI XII Thời gian mức độ xâm nhập mặn đến tài nguyên nước đất Việc đánh giá tác động nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến xâm nhập mặn nước Hình 29 Biểu đồ trữ lượng nước đất đảo Phú Quý trạng trung bình năm 2011 tương lai theo họ kịch trung bình ngầm đảo với số liệu thông số sau: + Các thông số mô hình giữ nguyên theo trình hiệu chỉnh kiểm BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA KHÔ TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH nghiệm; 41.00 kịch nước biển dâng kết hợp với yếu tố khí hậu tương lai; + Số liệu lưu lượng khai thác theo năm 2005 có cập nhật thêm lưu lượng khai thác với 100% công suất thiết kế hai nhà máy nước xã Ngũ Phụng (1500 m3/ngày đêm) Long Hải (500 m3/ngày đêm); Tỷ lệ nước (%) + Sử dụng số liệu mưa, bốc trung bình tháng nhiều năm thay đổi theo 40.75 40.50 40.33 40.28 40.25 40.25 + Biên biển mực nước trung bình tương lai theo họ kịch B2; + Biên mặn giá trị trung bình giếng ven biển (S=1.6o/oo); Dưới số kết tính toán ảnh hưởng BDKH nước biển dâng đến tài nguyên nước ngầm đảo Phú Quý: 40.00 2020 2050 2100 Thời gian Hình 30 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa khô đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch trung bình 102 103 Bảng 19 Đánh giá mức tăng trữ lượng nước nhiễm mặn tương lai so với trạng trung bình nhiều năm theo kịch B2 BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA MƯA TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH 61.00 Mức tăng so kịch (%) Thời gian 2050 2100 Tháng 4.89 3.57 1.51 Tháng 5.29 3.57 1.79 Tháng 6.09 3.84 1.92 Tháng 6.04 4.08 2.04 Tháng 6.68 5.38 2.30 Hình 31 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa mưa đảo Phú Quý Tháng 6.58 5.27 2.58 tương lai theo họ kịch trung bình Tháng 6.15 4.98 2.31 Tháng 6.29 4.72 2.31 Tháng 6.44 4.75 2.18 Tháng 10 6.18 4.35 1.90 Tháng 11 5.68 3.56 1.91 Tháng 12 4.87 3.42 1.50 Tỷ lệ nước (%) 2020 60.50 60.00 59.75 59.72 59.67 59.50 59.00 2020 2050 2100 Thời gian BIỂU ĐỒ TRỮ LƯỢNG NƯỚC BỊ NHIỄM MẶN THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH 690.0 Trữ lượng (10^3m^3) HT 2011 năm 2020 năm 2050 năm 2100 670.0 650.0 630.0 610.0 Kết tính toán với kịch phát thải trung bình B2 phân phối trữ lượng nguồn nước đảo biến động phức tạp theo tháng năm 590.0 (hình 29) Phân phối trữ lượng nước năm diễn biến phức tạp, với trữ 570.0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Thời gian lượng nước lớn vào hai tháng 10 11, nhỏ vào tháng tháng Từ tháng - trữ lượng nước tăng nên sau giảm nhẹ vào tháng tháng Hình 32 Biểu đồ tổng lượng nước ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý 9, sau tăng nhanh vào tháng 10 Sự phân phối có quan hệ chặt với biến tương lai theo họ kịch trung bình trình mưa đảo thay đổi xu nước ngầm tương lai Sự 104 105 phức tạp diễn biến nước ngầm thể qua giai đoạn từ đến cuối 4.2.1 Nhóm kịch cao A2 kỷ Giai đoạn từ đến năm 2020, nhà máy nước đảo hoạt động khai Kịch phát thải cao A2 mô tả giới không đồng quy mô thác với 100% công xuất, nước biển dâng nhỏ, lượng mưa thay đổi dẫn đến trữ toàn cầu, có tốc độ tăng dân số cao, sử dụng tối đa lượng hóa thạch Đây lượng nước ngầm giảm, giảm mạnh vào tháng Giai đoạn từ năm 2020 đến kịch xấu mà nhân loại cần phải nghĩ đến Theo kịch thay đổi 2100 không tăng thêm lượng khai thác, mực nước biển tăng khác lớn (0,68m vào nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển diễn biến sau: năm 2100), lượng mưa tăng vào mùa mưa, giảm vào mùa khô dẫn đến trữ lượng Bảng 20 Mức tăng số yêu tố so với thời kỳ 1980-1999 nước lai tăng lên so với năm 2020 Qua phân tích cho thấy nước Mức tăng theo năm ngầm đảo tăng nên tác động nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai, sụt giảm giai đoạn trước năm 2020 chủ yếu tăng lượng khai Kịch thác Sự tác động nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai thể kết thay đổi cán cân trữ lượng nước hai mùa hình 30 hình 31 Dưới A2 Nhiệt độ (oC) Mực nước biển Lượng mưa (%) (cm) 2020 2050 2100 2020 2050 2100 2020 2050 2100 0,6 1,3 3,1 0,7 1,6 3,7 30 102 tác động tổng hợp yếu tố khí hậu tương lai cuối kỷ (Nguồn: Viện khoa học Khí tượng thuỷ văn Môi trường 2012) tỷ lệ trữ lượng nước mùa mưa tăng từ 59,67% năm 2020 đến 59,75% năm 2100 Ngược lại, tỷ lệ trữ lượng nước mùa khô tương lai lại giảm liên tục Bảng 21 Mức thay đổi lượng mưa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so với thời kỳ 1980-1999 đến cuối kỷ từ 40,33% năm 2020, 40,28% năm 2050 đến 40, 25 năm 2100 Tháng Hình 32 thể kết nhiễm mặn nước ngầm đảo: giai đoạn đầu từ đến 2020 mức độ xâm nhập mặn diễn mạnh đảo, với mức tăng Năm I II III IV V 4,87% đến 6,68% so với năm 2011 (bảng 19) Sự tăng đột biết vòng VI VII VIII IX X XI XII Đơn vị (%) năm hai nhà máy khai thác nước ngầm đảo đạt 100% công suất Nhưng từ 2020 -2,6 -2,3 -5,9 -1,6 -0,7 0,8 -0,2 0,5 0,6 3,2 4,1 -3,5 ngược lại, giảm 1,1% đến 2,12% so với năm 2020 Hiện tượng giả thuyết 2050 -7,0 -6,6 -15,2 -4,2 -1,8 1,9 -0,6 1,4 1,4 8,0 10,2 -8,8 toán không thay đổi lượng khai thác nước ngầm so với năm 2020, thay 2100 -16,0 -15,8 -35,4 -9,8 -4,3 4,4 -1,3 3,1 3,2 18,4 sau giai đoạn 2020 đến 2050, sau 30 năm mức độ xâm nhập thay đổi theo chiều 23,4 -20,5 đổi chủ yếu biến đổi lượng mưa mực nước biển dâng từ 0,08m đến (Nguồn: Viện khoa học Khí tượng thuỷ văn Môi trường 2012) 0,26m Tuy nhiên, đến giai đoạn 2050 đến 2100 mức nước biển tăng nhanh từ Tương tự, sử dụng mô hình GMS để tính toán mức độ xâm 0,26 mét nên 0,68 mét, lượng mưa thay đổi lớn, lượng nước nhiễm mặn nhập mặn đảo Phú Quý ứng với họ kịch A2 Việc đánh giá tác động tiếp tục giảm xuống 1,73% đến 2,92% sau 50 năm nước biển dâng điều kiện tương lai đến xâm nhập mặn nước ngầm đảo với số liệu thông số sau: 106 107 + Các thông số mô hình giữ nguyên theo trình hiệu chỉnh kiểm nghiệm; BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA MƯA TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN CAO 61.00 + Sử dụng số liệu mưa, bốc trung bình tháng nhiều năm thay đổi theo Tỷ lệ nước (%) kịch nước biển dâng kết hợp với yếu tố khí hậu tương lai; + Số liệu lưu lượng khai thác theo năm 2005 có cập nhật thêm lưu lượng khai thác với 100% công suất thiết kế hai nhà máy nước xã Ngũ Phụng (1500 m3/ngày đêm) Long Hải (500 m3/ngày đêm); + Biên biển mực nước trung bình tương lai theo họ kịch A2; + Biên mặn giá trị trung bình giếng ven biển (S=1.6o/oo); 60.50 60.00 59.79 59.70 59.67 59.50 59.00 2020 2050 2100 Thời gian Kết tính toán ảnh hưởng nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai đến trình nhiễm mặn đảo Phú Quý ứng với họ kịch A2: Hình 35 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa mưa đảo Phú Quý Hình 33 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất đảo Phú Quý trạng tương lai theo họ kịch cao trung bình năm 2011 tương lai theo họ kịch trung bình BIỂU ĐỒ TRỮ LƯỢNG NƯỚC BỊ NHIỄM MẶN THEO HỌ KỊCH BẢN CAO BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA KHÔ TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN CAO 690.0 Trữ lượng (10^3m^3) Tỷ lệ nước (%) 41.00 40.75 40.50 40.33 40.30 40.21 40.25 HT 2011 năm 2020 năm 2050 năm 2100 670.0 650.0 630.0 610.0 590.0 40.00 2020 2050 2100 I II III IV V VI Thời gian VII VIII Thời gian IX X XI XII Hình 34 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa khô đảo Phú Quý Hình 36 Biểu đồ tổng lượng nước ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý trong tương lai theo họ kịch cao tương lai theo họ kịch cao 108 109 chặt với biến trình mưa đảo thay đổi xu nước ngầm Bảng 22 Đánh giá mức tăng trữ lượng nước nhiễm mặn tương lai so với tương lai Sự phức tạp diễn biến nước ngầm thể qua giai đoạn từ trạng trung bình nhiều năm theo kịch cao A2 đến cuối kỷ Giai đoạn từ đến năm 2020, nhà máy nước đảo hoạt động khai thác với 100% công xuất, nước biển dâng nhỏ khoảng 0,09m, lượng mưa Mức tăng so kịch (%) thay đổi (giảm 0,2 đến 5,9% vào tháng mùa khô, tăng 0,5 đến 4,1% vào Thời gian 2020 2050 2100 Tháng 4,76 4,01 3,59 Tháng 5,16 4,28 3,86 Tháng 6,10 5,36 4,81 lượng nước lai tăng lên so với năm 2020 Qua phân tích cho thấy Tháng 6,05 5,71 4,64 nước ngầm đảo tăng nên tác động nước biển dâng điều kiện khí Tháng 6,43 5,95 5,29 Tháng 6,45 6,11 5,44 Tháng 6,16 5,82 5,15 kết thay đổi cán cân trữ lượng nước hai mùa hình 34 hình 35 Dưới Tháng 6,16 5,82 5,15 tác động tổng hợp yếu tố khí hậu tương lai cuối kỷ Tháng 6,45 6,11 5,44 Tháng 10 5,92 5,71 4,51 Tháng 11 5,69 5,08 4,26 Tháng 12 4,75 3,86 3,72 tháng mùa mưa) dẫn đến trữ lượng nước ngầm giảm mạnh, giảm mạnh vào tháng Giai đoạn từ năm 2020 đến 2100 không tăng thêm lượng khai thác, mực nước biển tăng khác lớn (1,02m vào năm 2100), lượng mưa tăng từ 3,1 đến 23,4% vào tháng mùa mưa, giảm từ 1,3 đến 20,5% vào tháng mùa khô dẫn đến trữ hậu tương lai, sụt giảm giai đoạn trước năm 2020 chủ yếu tăng lượng khai thác Sự tác động nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai thể tỷ lệ trữ lượng nước mùa mưa tăng từ 59,67% năm 2020 đến 59,79% năm 2100 Ngược lại, tỷ lệ trữ lượng nước mùa khô tương lai lại giảm liên tục đến cuối kỷ từ 40,33% năm 2020, 40,30% năm 2050 đến 40, 21 năm 2100 Hình 36 thể kết nhiễm mặn nước ngầm đảo: giai đoạn đầu, từ đến 2020 mức độ xâm nhập mặn diễn mạnh đảo, với mức tăng 4,75% đến 6,45% so với năm 2011 (bảng 22) Sự tăng đột biết vòng Kết tính toán ứng với kịch phát thải cao A2 phân phối trữ lượng nguồn nước đảo biến động phức tạp theo tháng năm theo năm (hình 33) Phân phối trữ lượng nước năm diễn biến phức tạp, với trữ lượng nước lớn vào hai tháng 10 11, nhỏ vào tháng tháng Từ tháng - trữ lượng nước tăng nên sau giảm nhẹ vào tháng tháng 9, sau tăng nhanh vào tháng 10 Sự phân phối có quan hệ 110 năm hai nhà máy khai thác nước ngầm đảo đạt 100% công suất Nhưng từ sau giai đoạn 2020 đến 2050, sau 30 năm mức độ xâm nhập thay đổi theo chiều ngược lại, giảm 0,2% đến 0,85% so với năm 2020 Hiện tượng giả thuyết toán không thay đổi lượng khai thác nước ngầm so với năm 2020, thay đổi chủ yếu biến đổi lượng mưa mực nước biển dâng từ 0,09m đến 0,3m Tuy nhiên, đến giai đoạn 2050 đến 2100 mức nước biển tăng nhanh từ 111 0,3 mét nên 1,02 mét, lượng mưa thay đổi lớn, lượng nước nhiễm mặn KẾT LUẬN tiếp tục giảm xuống 0,14% đến 1,14% sau 50 năm Đặc điểm tự nhiên bật đảo cách xa đất liền (cách Phan Thiết 120 km), diện tích nhỏ, độ dốc lớn, đảo không tồn tồn thời gian ngắn dòng chảy mặt Do đó, nước ngầm có vai trò lớn sinh hoạt sản xuất người dân đảo Nước biển dâng điều kiện khí hậu tương lai không làm thay đổi đáng kể phân bố nước ngầm năm Trong tương lai trữ lượng nước đảo tăng nên tác động nước biển dâng kết hợp với điều kiện khí hậu tương lai Sự sụt giảm nước năm 2020 tăng lượng khai thác Sự suy giảm lượng nước giai đoan chứng tỏ lượng nước ngầm nhạy với khai thác đảo Cho thấy vai trò quan trọng việc quản lý, qui hoạch khai thác bên vững nước ngầm tương lai Nghiên cứu tính toán nước ngầm đảo cho thấy nước ngầm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt sản xuất người dân đảo, trữ lượng nước đảo vào khoảng đến triệu m3 Hiện tượng nhiễm mặn xảy chủ yếu phần phía bắc phía nam (bãi biển Triều Dương) đảo Ngoài có vài khu vực có mức độ khai thác nước ngầm lớn phía tây nam đảo thuộc xã Tam Thanh, khu vực hai nhà máy nước xuất nêm mặn tiên sâu vào đảo Do hạn chế thời gian nghiên cứu, thực tế số liệu hạn chế mô hình nên luận văn tồn số nhược điểm như: chưa đánh giá tác động của yếu tố cực đoan tương lai như: hạn hán, nước biển dâng gió mùa, nước biển dâng sóng, nước biển dâng bão; chưa đánh giá ảnh hưởng chế độ thủy triều đến nguồn nước ngầm đảo 112 113 Với đặc điểm tài nguyên nước ngầm đảo hạn chế nghiên cứu, tác giả kiên nghị: + Do nước ngầm đảo nhạy với thay đổi lượng khai thác nên nhà quan lý cần có giám sát chặt chẽ việc khai thác nước ngầm đảo; + Cần có nghiên cứu bổ sung nước ngầm đảo, đặc biệt nghiên cứu tác động cực đoan khí tương, hải văn đến nước ngầm đảo 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ tài nguyên môi trường (2009), Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Bộ tài nguyên môi trường (2011), Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam ThS Hoàng Văn Bẩy nnk (2006), Báo cáo tổng kết Dự án Điều tra tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội khu vực đảo Phú Quý Đoàn Văn Cánh, Phạm Quý Nhân 2001 Tin học ứng dụng địa chất thủy văn (Giáo trình Cao học Nghiên cứu sinh).; Trường Đại Học Mỏ Địa chất.; Hà Nội Ngô Đức Chân Lê Văn Hải, 2005, báo cáo chuyên đề “Mô hình NDĐ vùng Bạc Liêu - tỉnh Bạc Liêu” (kèm theo Báo cáo kết thăm dò khai thác với mục tiêu trữ lượng 24.000m3/ngày); Lưu trữ Ban quản lý Dự án cấp thoát nước vệ sinh môi trường Công ty tư vấn GHD - Chính phủ Úc - Gutterdge Haskin & Davey Pty Ltd Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam Ngô Đức Chân, 2006, báo cáo chuyên đề “Mô hình NDĐ vùng Côn Đảo”; Lưu trữ Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh BR - VT Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam Ngô Đức Chân, 2006, báo cáo chuyên đề “Mô hình NDĐ vùngTân Hương - Long An” Ngô Đức Chân Nguyễn Thị Sinh, 2002; báo cáo khoa học đề tài cấp Viện “Mô hình dòng nước đất thành phố Hồ Chí Minh”; Lưu trữ Trung tâm kỹ thuật hạt nhân TP Hồ Chí Minh Đỗ Tiến Hùng nnk, 2001; Báo cáo kết đề tài: "Quy hoạch khai thác sử dụng nước ngầm TPHCM"; Lưu Thư viện Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Nam 10 12.000m3/ngày); Lưu trữ Cục Quản lý Tài nguyên nước Liên đoàn ĐCTVĐCCT miền Nam 11 Trần Minh nnk, 2000; Báo cáo “Mô hình quản lý nước đất tỉnh Cần Thơ”, Lưu trữ Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Cần Thơ 12 Jaroon Rungamornrat, Mary F.Wheeler (1990) Weakly-singular Integral Equations for Steady-State Flow in Isotropic Porous Media 13 Paul M Barlow, Allen F Moench (2002) A Computer Program for Calculating Drawdowns and Estimating Hydraulic Properties for Confined and Water-Table Aquifers 115 Bảng Trữ lượng nước ngầm khôi phục khứ tháng đảo Phú Quý (103 m3) Nă m 200 PHỤ LỤC 200 200 Loại trữ lượng I II III IV V VII VIII IX X XI XII Tổng lượng đất 7622,3 7584,7 7561,6 7551,0 7535,6 7613,2 Tổng lượng nhiễm mặn 660,4 672,0 689,8 700,3 718,1 695,1 Tổng lượng nước 6961,9 6912,7 6871,8 6850,7 6817,5 6918,0 6949,3 6942,5 6929,1 6988,2 7042,9 7037,9 Tổng lượng đất 7671,7 7619,3 7584,9 7559,4 7545,0 7583,0 7600,0 7578,7 7590,0 7601,4 7584,0 7572,6 Tổng lượng nhiễm mặn 669,9 680,4 690,9 703,5 720,2 710,9 Tổng lượng nước 7001,8 6938,9 6894,0 6856,0 6824,8 6872,1 6896,4 6871,0 6884,4 6897,9 6878,4 6859,7 Tổng lượng đất 7550,4 7535,1 7524,9 7517,5 7512,3 7557,1 7548,5 7563,1 7566,2 7566,5 7572,7 7563,5 117 116 VI 7632,8 7624,0 7613,7 7666,5 7709,7 7702,6 683,6 703,5 681,4 707,7 684,6 705,6 678,3 703,5 666,8 705,6 664,7 712,9 Nă m 200 200 200 Loại trữ lượng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tổng lượng nhiễm mặn 729,7 747,5 771,6 793,6 818,8 785,4 785,3 776,9 770,7 766,4 758,1 763,3 Tổng lượng nước 6820,7 6787,6 6753,3 6723,8 6693,6 6771,7 6763,3 6786,2 6795,6 6800,1 6814,6 6800,2 Tổng lượng đất 7604,5 7573,3 7553,9 7548,3 7547,9 7560,9 7572,4 7573,4 7577,7 7596,0 7618,6 7584,6 Tổng lượng nhiễm mặn 739,3 746,5 758,0 762,2 767,5 769,6 Tổng lượng nước 6865,3 6826,8 6795,9 6786,1 6780,5 6791,3 6810,1 6816,4 6822,8 6853,6 6894,1 6856,0 Tổng lượng đất 7620,9 7582,9 7559,1 7540,9 7562,7 7619,0 7638,4 7650,9 7662,8 7636,2 7658,8 7642,0 Tổng lượng nhiễm mặn 715,1 724,5 742,3 759,1 758,1 729,8 Tổng lượng nước 6905,8 6858,5 6816,8 6781,9 6804,7 6889,1 6926,5 6950,5 6973,9 6943,2 6973,1 6955,3 Tổng lượng 7602,1 7572,4 7553,2 7537,0 7538,8 7568,1 7603,3 7593,3 7587,0 7648,9 7657,2 7707,9 118 762,3 712,0 757,0 700,4 754,9 688,8 742,4 693,0 724,5 685,7 Nă m Loại trữ lượng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tổng lượng nhiễm mặn 695,1 707,7 725,5 745,4 758,0 747,6 728,7 724,5 724,5 702,5 692,0 680,5 Tổng lượng nước 6907,0 6864,7 6827,7 6791,5 6780,8 6820,5 6874,6 6868,8 6862,5 6946,4 6965,2 7027,5 Tổng lượng đất 7666,8 7616,5 7585,9 7566,2 7591,5 7623,5 7601,2 7591,3 7575,2 7592,4 7596,0 7607,5 Tổng lượng nhiễm mặn 680,4 693,0 701,4 721,3 715,1 700,4 Tổng lượng nước 6986,4 6923,5 6884,5 6844,9 6876,4 6923,1 6899,8 6885,7 6858,1 6880,5 6886,2 6903,0 Tổng lượng đất 7584,9 7595,5 7567,4 7546,4 7549,1 7545,7 7556,3 7563,1 7588,2 7654,7 7815,9 7773,5 Tổng lượng nhiễm mặn 711,9 711,9 723,4 741,2 755,9 761,1 Tổng lượng nước 6873,0 6883,6 6844,0 6805,1 6793,2 6784,5 đất 728,7 200 686,7 201 119 701,4 762,2 705,6 765,4 717,1 752,9 711,9 713,0 709,8 671,1 704,6 667,9 6794,1 6797,7 6835,3 6941,7 7144,8 7105,7 Nă m 201 Loại trữ lượng I II III IV V VI Tổng lượng đất 7713,6 7653,1 7609,4 7665,6 7617,9 7632,4 Tổng lượng nhiễm mặn 672,0 682,5 693,0 684,6 691,9 689,9 Tổng lượng nước 7041,6 6970,6 6916,4 6981,0 6926,0 6942,5 120 VII VIII IX X XI XII 7614,4 7606,1 7601,1 7601,2 7599,3 7575,0 693,0 695,1 696,1 697,2 698,2 709,8 6921,4 6911,0 6905,0 6904,0 6901,1 6865,2