Nghiên cứu diễn biến xâm nhập mặn phía nam đồng bằng sông hồng liên quan đến biến đổi khí hậu phục vụ phát triển nông nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH VŨ VIỆT ĐỨC NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN PHÍA NAM ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG LIÊN QUAN ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NƠNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH VŨ VIỆT ĐỨC NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN PHÍA NAM ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG LIÊN QUAN ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Ngọc Trực PGS.TS Vũ Văn Tích HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập Khoa Sau đại học (nay Khoa Các Khoa học Liên ngành), Đại học Quốc gia Hà Nội nhƣ thời gian thực luận văn, bên cạnh nỗ lực thân, học viên nhận đƣợc nhiều giúp đỡ quý báu Học viên xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Ngọc Trực PGS.TS Vũ Văn Tích ln tận tình hƣớng dẫn truyền đạt kiến thức chun mơn, tạo điều kiện để học viên có đủ sở liệu để thực luận văn Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cô giáo Khoa Các Khoa học Liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện hƣớng dẫn suốt trình học tập thực luận văn Và cuối cùng, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè ngƣời ln động viên, khích lệ tơi q trình thực luận văn Do kiến thức kỹ hạn chế, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp từ Thầy, Cơ giáo bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hồn thiện có hƣớng nghiên cứu Học viên Vũ Việt Đức i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Nguyễn Ngọc Trực PGS.TS Vũ Văn Tích, khơng chép cơng trình nghiên cứu khác Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm tính xác thực nguyên luận văn Tác giả Vũ Việt Đức ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG .vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ XÂM NHẬP MẶN VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .3 1.1 Một số khái niệm 1.2 Tổng quan nghiên cứu xâm nhập mặn .4 1.2.1 Các nghiên cứu giới 1.2.2 Nghiên cứu xâm nhập mặn nước 1.2.3 Vấn đề biến đổi khí hậu khu vực phía nam đồng sông Hồng 1.3 Giới thiệu khu vực nghiên cứu .10 1.3.1 Vị trí địa lý 10 ặc m địa h nh 11 ặc m khí hậu 12 ặc m sơng ngòi, thủy văn .12 1.3.5 Thuỷ triều xâm nhập mặn 13 ặc m kinh tế - xã hội 13 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP LUẬN, CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ SỐ LIỆU CHO NGHIÊN CỨU VỀ XÂM NHẬP MẶN PHÍA NAM ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG 15 2.1 Cách tiếp cận .15 2.1.1 Tiếp cận hệ thống 15 2.1.2 Tiếp cận lịch sử .15 2.1.3 Tiếp cận liên vùng – liên ngành 15 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu 16 2.2.1 Khảo sát thực địa, lấy mẫu thí nghiệm trường 16 Phân tích độ mặn phòng thí nghiệm 18 2.2.3 Xử lý thống kê phân tích số liệu .20 2.2.4 Mơ hình số mơ xâm nhập mặn 20 2.3 Cơ sở khoa học số liệu 24 2.3.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu xâm nhập mặn .24 2.3.2 Cơ sở số liệu 26 iii Chƣơng PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG VÀ DỰ TÍNH DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN KHU VỰC PHÍA NAM ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG THEO MƠ HÌNH MIKE 11 27 3.1 Diễn biến xâm nhập mặn khu vực phía nam đồng sơng Hồng qua số liệu khảo sát .27 3.1.1 Nhiễm mặn theo thời gian .27 3.1.2 Nhiễm mặn theo không gian 27 3.1.3 Kết khảo sát phân tích xâm nhập mặn sông áy sông Ninh Cơ 29 3.2 Phân tích diễn biến xâm nhập mặn theo mơ hình MIKE 11 .30 3.2.1 Số liệu đầu vào mơ hình 30 Các bước thiết lập mơ hình 32 3.2.3 Dự tính diễn biến xâm nhập mặn theo kịch biến đổi khí hậu 36 3.2.4 Phân tích xâm nhập mặn năm 0 sông áy sông Ninh Cơ mô hình MIKE 11 37 3.2.5 Ki m định mơ hình 39 3.3 Phân tích kết mơ hình 40 3.3.1 Kết dự tính xâm nhập mặn sông áy theo kịch RCP 4.5 .44 3.3.2 Kết dự tính xâm nhập mặn sơng áy theo kịch RCP 8.5 .45 3.3.3 Kết dự tính xâm nhập mặn sơng Ninh Cơ theo kịch RCP 4.5 47 3.3.4 Kết dự tính xâm nhập mặn sông Ninh Cơ theo kịch RCP 8.5 49 3.4 Thảo luận .50 Chƣơng ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ XÂM NHẬP MẶN PHỤC VỤ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP KHU VỰC PHÍA NAM ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG .53 4.1 Tác động xâm nhập mặn đến sản xuất nông nghiệp nguy nhiễm mặn khu vực phía Nam đồng sơng Hồng .53 4.1.1 Hiện trạng sản xuất nơng nghiệp khu vực phía Nam đồng sông Hồng 53 Tác động xâm nhập mặn tới sản xuất nông nghiệp khu vực phía Nam đồng sơng Hồng .53 Nguy nhiễm mặn khu vực phía Nam đồng sông Hồng 56 iv 4.2 Vấn đề quản lý xâm nhập mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp khu vực 58 Căn pháp lý 58 4.2.2 Các giải pháp phi cơng trình 58 4.2.3 Các giải pháp cơng trình 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 Kết luận 67 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Vị trí m đo 17 Bảng 2.2 Phân loại nước mặn theo FAO [28] 25 Bảng ộ mặn đặc trưng tháng (‰) vị trí cách bi n 10 km .27 Bảng 3.2 Giới hạn xâm nhập mặn theo Sđỉnh max (km so với cửa sông) 27 Bảng 3.3 Kết đo mặn thực địa 29 Bảng 3.4 Mực nước bi n dâng theo kịch biến đổi khí hậu – nước bi n dâng năm [ , ] .37 Bảng 3.5 Cự ly xâm nhập mặn sông áy theo kịch RCP qua năm 45 Bảng 3.6 Cự ly xâm nhập mặn sông áy theo kịch RCP qua năm 46 Bảng 3.7 Cự ly xâm nhập mặn sông Ninh Cơ theo kịch RCP qua năm .48 Bảng 3.8 Cự ly xâm nhập mặn sông Ninh Cơ theo kịch RCP qua năm .50 Bảng Nguy ngập tỉnh Nam ịnh theo mức độ nước bi n dâng [3] .57 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sự dịch chuy n khối nước mặn vào tầng nước [26] H nh Xu hướng nhiệt độ trung b nh năm Nam ịnh giai đoạn 1990-2009 .9 H nh Xu hướng lượng mưa trung b nh năm Nam ịnh giai đoạn 1990-2009 Hình 1.4 Vị trí vùng nghiên cứu 11 Hình 2.1 Thiết bị đo độ mặn trường .17 Hình 2.2 Lấy mẫu nước cửa cống 17 Hình 2.3 Mặn xâm nhập khiến nhiều đốm lúa héo khô .24 H nh ất suy thối nhiễm mặn 25 H nh Sơ đồ xâm nhập mặn sông áy sông Ninh Cơ năm 007 [21] 28 H nh Sơ đồ m lấy mẫu nước .29 Hình 3.3 Mặt cắt ngang a) sơng - b) sông áy - c) sông Ninh Cơ .31 H nh Sơ đồ khu vực nghiên cứu bi u diễn MIKE 11 32 Hình 3.5 Cửa sổ Editor mạng lưới sơng .32 Hình 3.6 Cửa sổ editor liệu mặt cắt xử lí 33 Hình 3.7 Các mặt cắt ngang thêm vào mạng lưới sơng .33 Hình 3.8 Số liệu biên mơ hình .34 Hình 3.9 Cửa sổ editor hiệu chỉnh thông số độ nhám 35 Hình 3.10 Cửa sổ editor thơng số mặn 35 Hình 3.11 Cửa sổ th file đầu vào cho mơ hình 36 Hình 3.12 Bi u đồ xâm nhập mặn năm 0 sông áy mô h nh MIKE thiết lập .38 Hình 3.13 Bi u đồ xâm nhập mặn năm 0 sông Ninh Cơ mô h nh MIKE thiết lập 38 Hình 3.14 Xâm nhập mặn sông áy ( 6) so với số liệu năm 0 39 Hình 3.15 Xâm nhập mặn sông Ninh Cơ ( 6) so với số liệu năm 2010 40 H nh Sơ đồ xâm nhập mặn cho kịch RCP năm 050 MIKE 41 H nh Sơ đồ xâm nhập mặn cho kịch RCP năm 41 H nh ường tr nh độ mặn sông áy kịch RCP năm 050 42 H nh ường tr nh độ mặn sông Ninh Cơ kịch RCP năm 050 43 00 MIKE Hình 3.20 Diễn biến xâm nhập mặn sông áy theo kịch RCP 4.5 44 Hình 3.21 Diễn biến xâm nhập mặn sơng áy theo kịch RCP 8.5 46 vii Hình 3.22 Diễn biến xâm nhập mặn sơng Ninh Cơ theo kịch RCP 4.5 .47 Hình 3.23 Diễn biến xâm nhập mặn sông Ninh Cơ theo kịch RCP 8.5 .49 Hình 4.1 Bản đồ nguy ngập úng ứng với mực nước bi n dâng 100 cm tỉnh Nam ịnh [3] 57 Hình 4.2 Hệ thống giám sát mặn tự động huyện Giao Thủy 63 Hình 4.3 Giao diện trang web cập nhật số liệu quan trắc mặn 63 Hình 4.4 Bảng hiệu tuyên truyền ứng ph biến đổi khí hậu huyện Nghĩa Hưng, tỉnh Nam ịnh 64 H nh ê bi n bị gặm mòn muối 65 H nh Mô h nh đê ngăn mặn 65 Hình 4.7 Cơng trình cống đập ngăn mặn a ( ến Tre) 66 Hình 4.8 Cấu tạo đập trụ .66 viii Hình 4.1 ản đồ nguy ngập úng ứng với mực nước bi n dâng 00 cm tỉnh Nam ịnh [3] ảng Nguy ngập tỉnh Nam ịnh theo mức độ nước bi n dâng [3] Huyện Hải Hậu Nghĩa Hƣng Giao Thủy Trực Ninh Xuân Trƣờng Nam Trực Ý Yên TP Nam Định Vụ Bản Mỹ Lộc Cả tỉnh Diện tích (ha) 22943 22030 19747 14459 11638 16502 24596 4632 15399 7448 159394 Nguy ngập (% diện tích) ứng với mực nƣớc biển dâng 50 cm 60 cm 70 cm 80 cm 90 cm 100 cm 32,00 39.28 46.97 54.44 61.28 67.34 57.44 63.85 69.37 74.22 79.35 81.61 33.68 41.03 47.77 53.96 59.76 64.60 23.56 32.98 42.69 52.19 61.45 69.69 22.47 28.41 35.19 42.83 51.32 59.39 16.42 23.34 30.49 37.70 44.81 51.68 11.87 16.48 22.42 29.65 37.49 45.34 0.14 0.18 0.22 0.40 1.37 1.95 18.14 25.80 33.48 40.51 47.12 51.93 5.82 8.56 11.87 15.41 19.23 20.70 26.0 32.5 39.1 45.8 52.3 58.0 57 4.2 Vấn đề quản lý xâm nhập mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp khu vực 4.2.1 Căn pháp lý - Căn vào Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Nam Định, Quy hoạch sử dụng đất tỉnh Nam Định đến năm 2020 Căn vào tiêu quy hoạch sử dụng đất lúa đảm bảo an ninh lƣơng thực địa bàn tỉnh Nam Định đến năm 2020 - Căn vào văn pháp quy Nhà nƣớc, thị, nghị Tỉnh uỷ, Uỷ ban nhân dân, Hội đồng nhân dân tỉnh Nam Định phát triển kinh tế - xã hội, phát triển nông nghiệp địa bàn tỉnh - Căn vào thực trạng nguồn nhân lực địa phƣơng, tập quán truyền thống sản xuất nông nghiệp, khả áp dụng tiến kỹ thuật khả đầu tƣ phát triển sản xuất, khả mở rộng thị trƣờng tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp - Căn kết phân hạng thích hợp đất đai, kết theo dõi, nghiên cứu hình thức sử dụng đất nông nghiệp địa bàn tỉnh, kết đánh giá tính bền vững loại hình sử dụng đất nông nghiệp - Căn vào Kịch biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng Bộ Tài Nguyên Mơi trƣờng tồn lãnh thổ Việt Nam 4.2.2 Các giải pháp phi công tr nh a Giải pháp thủy lợi (Rửa mặn) Đây giải pháp phổ thông, đƣợc áp dụng nhiều địa phƣơng địa bàn tỉnh từ trƣớc tới Giải pháp không phù hợp với huyện ven biển chịu tác động mạnh mặn nhƣ: Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hƣng mà áp dụng cho huyện khác Đối với đất mặn, chứa chủ yếu muối hòa tan nhƣ chloride, sulfate Na, Ca Mg, nên chúng dễ dàng đƣợc rửa trơi mà không làm tăng pH đáng kể Chỉ cần rửa với nƣớc có chứa Na thấp Đối với đất mặn kiềm, chứa lƣợng lớn muối trung tính hòa tan ion Na hấp phụ keo sét nên có ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sinh trƣởng thực vật pH đất thƣờng < 8.5, ảnh hƣởng muối trung tính hòa tan, tƣơng tự pH đất mặn Nhƣng rửa đất mặn kiềm làm tăng pH đáng kể, trừ nồng độ muối Ca hay Mg đất hay nƣớc tƣới cao pH tăng 58 Na đƣợc rửa nhanh chóng bị thủy phân làm tăng nồng độ OH- dung dịch đất Trong thực tiễn, vấn đề bất lợi ion Na trồng gia tăng Đƣa nƣớc vào rửa mặn: dẫn nƣớc vào ruộng, cày, bừa, sục bùn để muối hòa tan, ngâm ruộng sau tháo nƣớc kênh tiêu b Chuy n đổi cấu trồng Trong điều kiện chịu tác động biến đổi khí hậu xâm nhập mặn, địa phƣơng cần có cấu trồng phù hợp, thay đổi kỹ thuật canh tác đa dạng hoá trồng để khai thác hiệu đất sản xuất Điều chỉnh linh hoạt cấu mùa vụ phù hợp với vùng chuyển đổi cấu trồng thích ứng với loại đất Trong vụ đơng xn nguồn nƣớc tƣới khan nên mở rộng tối đa diện tích gieo sạ để rút ngắn thời vụ, tăng suất lúa tiết kiệm lao động Do mở rộng diện tích lúa xuân muộn nên ngƣời dân cần đƣợc khuyến cáo chọn giống khác ngắn ngày suất cao, chất lƣợng tốt để rút ngắn thời gian sản xuất Tuỳ theo điều kiện cụ thể ảnh hƣởng nƣớc mặn, cần lựa chọn số giống chủ lực, giống có khả chịu mặn vụ đơng xn nhằm nâng cao sản lƣợng lƣơng thực điều kiện hạn hán xâm nhập mặn diễn ngày sâu rộng Đồng thời cần kết hợp với ứng dụng công nghệ vào sản xuất mơ hình sản xuất nông nghiệp công nghệ cao, nhằm nâng cao giá trị sản xuất bảo vệ mơi trƣờng Ngồi ra, địa phƣơng cần phải xây dựng nông nghiệp sản xuất hàng hố theo hƣớng sạch, bền vững, có suất, chất lƣợng, sức cạnh tranh cao Đầu tƣ xây dựng kết cấu hạ tầng ứng dụng thành tựu khoa học - công nghệ tiên tiến, phù hợp với hệ sinh thái điều kiện tự nhiên địa phƣơng Giải pháp cần đƣợc áp dụng địa bàn tất huyện chịu ảnh hƣởng lớn xâm nhập mặn nhƣ: Trực Ninh, Nghĩa Hƣng, Hải Hậu, Giao Thủy Chuyển đổi từ trồng lƣơng thực chủ đạo lúa sang số giống hoa màu khác có nhu cầu nƣớc lúa nhƣng cho thu nhập tốt nhƣ: ngô, lạc, đậu tƣơng… c Thay đổi lịch thời vụ Thực tế cho thấy, điều chỉnh thời vụ sản xuất biện pháp hiệu để đối phó với tác động xâm nhập mặn hạn hán Chính quyền địa phƣơng tất huyện thuộc địa bàn tỉnh Nam Định cần xây dựng quy trình canh tác lúa xn có lịch gieo cấy đƣợc điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện cụ thể vụ Thời kỳ lấy nƣớc đổ ải, tuỳ điều kiện thực tế vùng lịch xả 59 nƣớc từ hồ chứa thƣợng nguồn, địa phƣơng ngƣời dân cần tranh thủ lấy nƣớc giữ nƣớc để đảm bảo gieo trồng lịch đề d Chuy n đổi giống lúa Trong nông nghiệp, lúa đƣợc coi trồng chủ đạo nƣớc ta, điều chỉnh cấu trồng cần tính đến việc chuyển đổi giống lúa, lựa chọn giống lúa phù hợp với tình hình xâm nhập mặn điều kiện biến đổi khí hậu diễn Lúa đƣợc xếp vào nhóm có khả chịu mặn thấp, giống lúa chịu mặn khó chịu đƣợc mơi trƣờng có nồng độ muối cao (trên 4‰) Đối với lúa yếu tố chất lƣợng nƣớc đóng vai trò quan trọng Cụ thể với lúa mặn gây tác hại: đầu trắng theo sau cháy chóp (đất mặn), màu nâu chết (đất sodic), sinh trƣởng bị ức chế, số chồi thấp, sinh trƣởng rễ kém, cuộn lại, tăng số hạt bất thụ, số hạt thấp, giảm trọng lƣợng, thay đổi khoảng thời gian trổ, số thu họach thấp, suất hạt thấp dẫn đến suất lúa thấp Vì cần lựa chọn giống lúa chịu mặn, có khả sinh trƣởng, phát triển bình thƣờng mơi trƣờng có nồng độ muối từ 1,2‰ – 2,0‰, mức độ nhiễm mặn phổ biến đất lúa địa phƣơng khu vực; đồng thời cho suất (trung bình 2.0 tạ/sào), thời gian sinh trƣởng trung bình để dần thay cho giống lúa cũ đảm bảo phát triển tồn diện khu vực Với tình hình canh tác địa bàn huyện chịu mặn Nam Định nhƣ: Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hƣng, Trực Ninh… thông qua đánh giá số giống lúa có khả chịu mặn, suất học viên đề xuất chọn lọc giống: Lúa lai: Nhị Ƣu 838, CNR 02, D ƣu 527; lúa thuần: Nam định 5, BC15, TBR45, Bắc thơm số có đặc điểm nơng sinh học, đặc biệt có khả chịu mặn phù hợp với thổ nhƣỡng khu vực [19] Ngoài cần quan tâm đến biện pháp kỹ thuật canh tác nhƣ sử dụng phân bón giàu khống vi lƣợng - vitamin, chế phẩm hóa - sinh học, hóa chất, kỹ thuật tƣới tiêu, cải tạo đất để giúp lúa chịu đựng tốt điều kiện bị nhiễm mặn e Chuy n đổi cấu sản xuất cho số cộng đồng dễ bị tổn thương biến đổi khí hậu Nƣớc biển dâng làm mặn xâm nhập sâu vào sông, gia tăng hạn hán, nguồn nƣớc khan vào mùa kiệt nên ruộng lúa nƣớc cao thiếu nƣớc tƣới, gây 60 ảnh hƣởng lớn đến sinh kế cộng đồng dân cƣ sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên thiên nhiên nhạy cảm với biến đổi khí hậu Do chuyển đổi cấu sản xuất, ngành nghề giải pháp đóng vai trò quan trọng, tạo sinh kế ổn định bền vững Hoạt động sản xuất nhiều cộng đồng địa bàn tỉnh Nam Định với nhiều ngành nghề chịu tác động lớn thay đổi bất thƣờng khí hậu Tuỳ thuộc đặc điểm riêng cộng đồng dễ bị tổn thƣơng cần có kế hoạch chuyển đổi phát triển số ngành nghề thay bổ trợ cho ngành nghề Giúp ngƣời dân giảm bớt phụ thuộc nhƣ tác động tiêu cực lên tài nguyên thiên nhiên làm giảm tính dễ bị tổn thƣơng trƣớc thay đổi từ bên nhƣ cú sốc, khuynh hƣớng, tính mùa vụ biến đổi khí hậu Đối với vùng gieo trồng cho suất thấp xâm nhập mặn quyền địa phƣơng cần hỗ trợ để phát triển ngành nghề liên quan đến nƣớc lợ nƣớc mặn nhƣ nuôi trồng thuỷ sản, chế biến thuỷ sản Phát triển ngành nuôi trồng thuỷ sản theo hƣớng sản xuất hàng hố thâm canh cao; hình thành vùng ni thuỷ sản có quy mơ lớn để tạo ngun liệu cơng nghiệp chế biến xuất Thực tốt xã hội hố lĩnh vực ni trồng, chế biến thuỷ sản Mở rộng quy mô sở sản xuất giống thuỷ sản, khuyến khích thành phần kinh tế đầu tƣ phát triển sở sản xuất giống Ngồi ra, tính đến du lịch sinh thái, trồng rừng ngập mặn giúp đa dạng hóa thành phần cấu kinh tế địa phƣơng nâng cao thu nhập Chính quyền cần nâng cao hiệu ngành nghề tại, phát triển bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu Đối với tình hình nhiễm mặn sản xuất nơng nghiệp có dấu hiệu giảm sút qua năm gần huyện Nghĩa Hƣng, Hải Hậu, Giao Thủy, học viên thấy số xã thuộc huyện ven biển chịu ảnh hƣởng nặng nề mặn cần tiến hành chuyển đổi cấu sản xuất từ trồng lúa sang nuôi trồng loại thủy hải sản mang lại giá trị kinh tế lớn nhƣ: ngao, tôm, cua Hiện huyện Giao Thủy có mơ hình chuyển đổi canh tác sang ni ngao đem lại hiệu cao, nhân rộng sang địa bàn huyện Nghĩa Hƣng Hải Hậu có điều kiện tƣơng tự f Ứng dụng công nghệ đại, tự động h a giám sát mặn cảnh báo Để tăng cƣờng khả giám sát cảnh báo, cần ứng dụng cơng nghệ đại hố cho hệ thống, cơng trình có quy mơ tƣơng đối lớn, đầu tƣ thiết bị đóng mở giám sát độ mặn tự động, bao gồm: 61 + Hệ thống hoạt động tự truyền số liệu, giám sát đồng thời nhiều điểm đo (mƣa, mực nƣớc, độ mặn ) từ máy tính; + Phần mềm lƣu trữ hệ thống số liệu yếu tố mực nƣớc, mƣa, độ mặn… theo dõi truy cập qua mạng Internet; + Xuất báo cáo số liệu quan trắc, tra cứu, tìm kiếm hay nhiều điểm đo; Hệ thống tự động đo độ mặn nƣớc truyền số liệu qua mạng máy chủ Trên sở số liệu báo thực địa, ngƣời quản lý định thời điểm đóng, mở cửa cống để lấy nƣớc phục vụ sản xuất để hệ thống tự hành hoạt động đóng mở cống Hệ thống có nhiều ƣu điểm xác so với phƣơng pháp thơng thƣờng Lắp đặt thiết bị giám sát độ mặn cửa cống cập nhật số liệu quan trắc tức thời nhƣ độ mặn xu biến đổi lƣợng mƣa, độ mở cống, mực nƣớc thƣợng lƣu, mực nƣớc hạ lƣu cống Số liệu đƣợc cập nhật liên tục trang web, cán nhƣ ngƣời dân ln cập nhật thơng tin để có biện pháp quản lý sản xuất phù hợp Kết hợp với hệ thống đóng mở cống tự động, quy trình đo mực nƣớc độ mặn mặc định số điều kiện khác, cống tự động đóng mở để ngăn mặn lấy nƣớc đạt chất lƣợng Giải pháp cho phép giám sát liên tục, vận hành từ xa kể thời tiết bất lợi Đồng thời, tự động hóa hệ thống giúp điều hành phân phối nƣớc hợp lý, cung cấp đủ nƣớc đồng khu vực, phát vị trí lấy nhiều thừa nƣớc để kịp thời điều chỉnh, nâng cao hiệu khai thác hệ thống thuỷ nơng giảm chi phí vận hành 62 Hình 4.2 Hệ thống giám sát mặn tự động Hình 4.3 Giao diện trang web cập nhật số liệu huyện Giao Thủy quan trắc mặn Hiện địa bàn tỉnh Nam Định, giải pháp đƣợc áp dụng hệ thống thủy nông huyện Giao Thủy Số liệu quan trắc tức thời nhƣ độ mặn xu biến thiên lƣợng mƣa, độ mở cống, mực nƣớc thƣợng lƣu, mực nƣớc hạ lƣu cống đƣợc cập nhật liên tục mạng Với hiệu khả quan, giải pháp đƣợc áp dụng huyện Hải Hậu, Nghĩa Hƣng g) tạo nâng cao nhận thức cộng đồng Khu vực nghiên cứu luận văn nơi sinh sống nhiều cộng đồng dân cƣ với nhiều ngành nghề dễ bị tổn thƣơng, kinh tế khó khăn, nhiều nơi trình độ văn hóa thấp chủ yếu lao động phổ thơng Để cộng đồng có hành động tự giác ứng phó gia tăng xâm nhập mặn ảnh hƣởng tới sinh kế, cần thực giải pháp nâng cao nhận thức ngƣời dân thông thƣờng giải pháp thƣờng mang lại hiệu thực tiễn tốn kinh phí nhất, cần đƣợc áp dụng tất huyện địa bàn tỉnh Nam Định, cụ thể nhƣ sau: Hoạt động tập huấn, tuyên truyền cho ngƣời dân: tổ chức lớp tập huấn, chƣơng trình phát thanh, truyền hình nâng cao nhận thức biến đổi khí hậu ảnh hƣởng xâm nhập mặn đến sinh kế cộng đồng với đối tƣợng quyền ngƣời dân… Nội dung gồm kiến thức tƣợng xâm nhập mặn, ảnh hƣởng xâm nhập mặn đến lĩnh vực ngành nghề sản xuất địa phƣơng; cơng tác phòng chống, ứng phó giảm thiểu thiệt hại đến hoạt động sinh kế có hạn hán, xâm nhập mặn; cải thiện nguồn lực sinh kế tại, sinh kế thay bổ trợ thích ứng với tƣợng xâm nhập mặn 63 Các hoạt động tuyên truyền giáo dục, nâng cao hiểu biết cần tập trung cho đối tƣợng giáo viên học sinh lớp “chủ nhân” tƣơng lai đất nƣớc Tổ chức hoạt động ngoại khóa giúp học sinh hiểu rõ tƣợng xâm nhập mặn địa phƣơng vấn đề liên quan Tạo điều kiện để học sinh phát huy đƣợc hiểu biết thực tế khả sáng tạo hoạt động giảm thiểu thích ứng với xâm nhập mặn Hình 4.4 ảng hiệu tuyên truyền ứng ph biến đổi khí hậu huyện Nghĩa Hưng, tỉnh Nam ịnh 4.2.3 Các giải pháp công tr nh a Sử dụng vật liệu chịu mặn Một giải pháp đƣợc ƣu tiên sử dụng đẩy mạnh nghiên cứu khoa học công nghệ sáng tạo vật liệu chịu mặn Đối với cơng trình xây dựng để “sống chung” với trình nƣớc biển dâng nên sử dụng loại vật liệu có khả chống lại tƣợng ăn mòn hố học nhƣ: composite, polyme, sơn chống gỉ, xi măng chịu mặn - loại xi măng đƣợc sản xuất cách nghiền mịn hỗn hợp clinker portland, thạch cao với loại phụ gia xi măng có tác dụng tăng cƣờng khả chống xâm thực sulfat cho xi măng Sử dụng phụ gia, sơn phủ, bitum quét lên bề mặt bê tông để tránh xâm nhập mặn môi trƣờng gây ăn mòn phá hoại bê tơng, cốt thép Chính quyền tỉnh sử dụng vật liệu trình đầu tƣ nâng cấp đê kè biển nhƣ cơng trình đầu mối phòng chống thiên tai; xây dựng hồn thiện hệ thống cơng trình thủy lợi hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi trồng thủy sản huyện ven biển: Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hƣng 64 Hình 4.5 ê bi n bị gặm mòn muối b ập cống ngăn mặn Đối với tỉnh ven biển lại chịu tác động mạnh xâm nhập mặn nhƣ Nam Định, việc xây dựng đập cống ngăn mặn cần thiết Với mục đích bảo vệ vùng đất phía đê, chúng đóng chức chống mặn ngăn triều cƣờng, bơm tiêu thoát lũ Cấu tạo đê ngăn mặn gồm thân đê, đỉnh đê, mái đê, chân đê Tại số nƣớc phát triển nhƣ Hà Lan đê đƣợc bổ sung thêm phần lõi bê tông cốt thép Đỉnh lõi nối ghép với tƣờng đê làm cho cấu trúc thân đê cao thêm mực nƣớc lũ vƣợt đỉnh đê Cấu tạo nhƣ hình 4.6, loại đê nhƣ đƣợc bố trí sát đƣờng bờ biển vừa có khả ngăn mặn, vừa ngăn triều cƣờng, lũ [5] Loại hình cơng trình áp dụng xây dựng dọc theo sông Đáy 30km sông Ninh Cơ 23km (là khu vực chịu tác động mặn theo dự tính nghiên cứu này) Hình 4.6 Mơ h nh đê ngăn mặn c Công tr nh đập trụ nhằm ki m soát hạn chế ảnh hưởng xâm nhập mặn Đây giải pháp cơng trình với đập cống ngăn mặn giúp hạn chế tác động xâm nhập mặn cần đƣợc quyền tỉnh, trung ƣơng đầu tƣ xây dựng nhằm trợ giúp nơng nghiệp tỉnh Nam Định Các cơng trình dạng cần 65 đƣợc xây lắp khu vực nhiễm mặn dọc theo sông mà nghiên cứu đƣa Đập trụ đỡ cơng trình ngăn sơng gồm trụ bê tơng cốt thép có móng cọc cắm sâu vào nền, trụ dầm đỡ van liên kết với trụ Dƣới dầm đỡ van trụ cừ chống thấm cắm vào nền, cừ liên kết kín nƣớc với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm van trụ, dầm van cửa van kết hợp với trụ để điều tiết nƣớc Cửa van sử dụng đập trụ đỡ cửa van Clape trục trên, cửa van Clape trục dƣới, cửa van phẳng, cửa van cánh cửa tự động thuỷ lực, cửa van cung, cửa van cao su hay cửa van phao loại, cửa van đƣợc vận hành đóng mở thiết bị đóng mở Hình 4.7 Cơng tr nh cống đập ngăn mặn a ( ến Tre) Đập đƣợc thi công lòng sơng, khơng phải dẫn dòng thi cơng, giảm thiểu chi phí đền bù giải phóng mặt không ảnh hƣởng tới việc giao thông thủy trình thi cơng, đem lại hiệu kinh tế xã hội cao thân thiện với mơi trƣờng [5] Hình 4.8 Cấu tạo đập trụ 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên sở ứng dụng mơ hình MIKE11 mơ q trình xâm nhập mặn cho hệ thống sông Đáy – sông Ninh Cơ theo kịch biến đổi khí hậu, kết cho thấy dƣới tác động biến đổi khí hậu, mặn ngày lấn sâu Với kịch RCP 4.5 cự ly xâm nhập mặn sông Ninh Cơ với độ mặn 1,5‰ 21,4 km cho năm 2010; 22,2 km cho năm 2050 22,5 km cho năm 2100; với sông Đáy là: 24,8 km cho năm 2010; 26,9 km cho năm 2050 28,3 km cho năm 2100 Với kịch RCP 8.5 cự ly xâm nhập mặn s ông Ninh Cơ với độ mặn 1,5‰ 21,4 km cho năm 2010; 22,2 km cho năm 2050 22,6 km cho năm 2100; với sông Đáy là: 24,8 km cho năm 2010; 27,3 km cho năm 2050 29,5 km cho năm 2100 Qua đối sánh thấy đƣợc mức độ xâm nhập mặn sông Đáy lớn sông Ninh Cơ; đồng thời kịch phát thải cao RCP 8.5, ảnh hƣởng mặn lớn kịch phát thải trung bình thấp RCP 4.5, điều cho thấy mức độ phát thải lớn dẫn đến ảnh hƣởng xâm nhập mặn gia tăng, tác động không nhỏ đến sản xuất nông nghiệp địa bàn tỉnh Để ứng phó với xâm nhập mặn cần phải thực đồng giải pháp cơng trình, phi cơng trình đặc biệt cần trọng đến công tác tuyên truyền, phổ biến kiến thức cho ngƣời dân sẵn sàng ứng phó với xâm nhập mặn, biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng Bên cạnh kết thu đƣợc, số mặt hạn chế: - MIKE 11 mơ hình chiều nên giá trị thu đƣợc giá trị trung bình theo mặt cắt, khơng xét đƣợc biến đổi nồng độ mặn theo phƣơng thẳng đứng - Do hạn chế thời gian nên nghiên cứu mô mạng lƣới sông với số điều kiện đơn giản mà chƣa xem xét đƣợc ảnh hƣởng nhiều điều kiện thực tế khác xảy giải pháp thích ứng với xâm nhập mặn đƣợc áp dụng Kiến nghị - Hiện tƣợng xâm nhập mặn khu vực nghiên cứu ngày nghiêm trọng, đặc biệt dƣới ảnh hƣởng biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng Nhiễm mặn tác động 67 trực tiếp tới sản xuất nông nghiệp ngƣời dân địa phƣơng Do đòi hỏi cần phải có biện pháp thích hợp trƣớc mắt nhƣ lâu dài để đối phó với tình trạng - Các giải pháp mà luận văn đƣa dựa q trình nghiên cứu tìm hiểu thực tế Đó định hƣớng có tính khoa học thực tiễn, cần đƣợc xem xét nghiêm túc việc ứng dụng kết nghiên cứu đề xuất 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2011), Kết ki m kê đất đai năm 0, NXB Tài Nguyên - Môi trƣờng Bản đồ Việt Nam, Hà Nội Bộ Tài ngun Mơi trƣờng (2012), Kịch biến đổi khí hậu, nước bi n dâng cho Việt Nam, tr55, NXB Tài Nguyên - Môi trƣờng Bản đồ Việt Nam, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2016), Kịch biến đổi khí hậu – nước bi n dâng cho Việt Nam năm 6, NXB Tài Nguyên - Môi trƣờng Bản đồ Việt Nam, Hà Nội Đồn Văn Bộ (2001), Các phương pháp phân tích h a lọc nước bi n, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Chiến (2010), Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu ứng dụng phương pháp cố kết hút chân không xử lý đất yếu phục vụ xây dựng cơng trình thủy lợi vùng ven bi n, Đề tài NCKH cấp Bộ DHI Water & Environment (2000), MIKE 11 – Một hệ thống công cụ Mơ hình cho sơng kênh dẫn Vũ Thế Hải (2015), áo cáo đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp thủy lợi kết hợp nông nghiệp đ ứng phó với hạn hán xâm nhập mặn tỉnh ven bi n đồng sông Hồng”, Đề tài NCKH cấp Bộ Đặng Thị Hoa, Quyền Đình Hà (2014) Thích ứng với biến đổi khí hậu sản xuất nông nghiệp người dân ven bi n huyện Giao Thủy, tỉnh Nam ịnh, Tạp chí Khoa học Phát triển, tập 12, số 6, tr886-894 Hội đồng Quốc gia đạo biên soạn Từ điển Bách khoa Việt Nam (1996), Từ n Bách khoa Việt Nam, NXB Từ điển Bách khoa, Hà Nội 10 Võ Thị Hƣơng, Tất Anh Thƣ (2010), Trở ngại đất sản xuất nông nghiệp, NXB Đại học Cần Thơ 11 Lê Văn Khoa nnk (2003), ất Môi trường, NXB Giáo Dục, Hà Nội 12 Đặng Hữu Ơn (1996), Dự báo trữ lượng khai thác khả xâm nhập nước mặn đến công tr nh khai thác nước Mỹ Xuân (Bà Rịa – Vũng Tàu), Báo cáo NCKH lần thứ 12 trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 13 Đỗ Trọng Sự, Phạm Quý Nhân (2003), Nghiên cứu đặc m thủy địa hóa vùng đồng ven bi n Bắc Bộ Bắc Trung Bộ, Đề tài nghiên cứu cấp Bộ 69 14 Nguyễn Văn Đức Tiến, Võ Nhất Sinh (2016), ất nhiễm mặn Phương pháp sử dụng, Trang thông tin Sở Nông nghiệp Phát triển nông thơn TP Hồ Chí Minh 15 Tổng cục thống kê (2014), Thơng cáo báo chí tình hình kinh tế xã hội năm 2014, Nhà xuất Thống kê, Hà Nội 16 Trung Tâm Phòng tránh giảm nhẹ thiên tai (2016), Kiến thức về: Xâm nhập mặn, Trang thơng tin Trung Tâm Phòng tránh giảm nhẹ thiên tai 17 Nguyễn Nhƣ Trung nnk (2007), Dự báo xâm nhập mặn nước ngầm vùng Hải Phòng phương pháp mô h nh h a điện trở địa chất thủy văn, Tạp chí khoa học Trái đất, tập 29, số 3, tr 272-283, Hà Nội 18 Nguyễn Ngọc Trực (2014), Một số đặc m địa kỹ thuật đất yếu Hà Nội mơi trường nhiễm mặn, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, tập 30, số 2S, tr 12-20, Hà Nội 19 Ủy ban nhân dân tỉnh Nam Định (2010), Kế hoạch hành động ứng ph với biến đổi khí hậu giai đoạn 20 - 5, tầm nh n 0, Nam Định Vi Văn Vị (1986), Xâm nhập mặn đồng Bắc Bộ, Viện Khí tƣợng Thủy văn, Hà Nội 21 Phạm Quang Vũ (2007), Báo cáo tổng kết dự án o đạc khảo sát nhiễm mặn đồng sông Hồng, Dự án Điều tra cấp Bộ 22 www.namdinh.gov.vn Tiếng nƣớc 23 Bithin Datta, Harikrishna Vennalakanti, Anirban Dhar (2009), Modeling and control of saltwater intrusion in a coastal aquifer of Andhra Pradesh, India, Journal of Hydro-environment Research, Volume 3, Issue 3, pp 148-159 24 Bridger D W., Allen D M (2006), An investigation into the effects of diffusion on salinity distribution beneath the Fraser River Delta, Canada, Hydrogeology Journal, vol 14, 14:1423 25 De Vries, J.J (1981), Fresh and salt water in the Dutch coastal area in relation to geomorphological evolution, Quaternary Geology: a farewell to A.J Wiggers, Geologie en Mijnbouw, vol 60, pp 363-368 26 EOE (2012), Effect of climate change and land use change on saltwater intrusion 70 27 FAO (1988), Salt – Afected Soils and their Management 28 FAO (2005), 20 things to know about the impact of salt water on agricultural land in Aceh province 29 Groen J., Velstra J., Meesters A.G.C.A (2000), Salinization processes in paleowaters in coastal sediments of Suriname: evidence from δ 7Cl analysis and diffusion modelling, Journal of Hydrology, Volume 234, Issues 1–2, pp 1-20 30 IPCC (2007), Fourth Assessment Report: Climate Change 31 Narayan Kumar A., Carsten Schleeberger, Keith L Bristow (2007), Modelling seawater intrusion in the Burdekin Delta Irrigation Area, North Queensland, Australia Agricultural Water Management, Volume 89, Issue 3, pp 217-228 32 Phatcharasak Arlai (2007), Numerical modeling of possible saltwater intrusion mechanisms in the multiple-layer coastal system of the Gulf of Thailand, PhD Thesis University of Kassel, Germany 33 Truc N.N., Hung D.N (2007), The Issue of Sea Level Rise Due to Global Warming and Its Impacts on the Coastal Zone of Vietnam, In: Giao PH, editor, Proc Of Int Sym on Hanoi Geoengineering, pp 124-130, Hanoi, Vietnam 34 Zubari W K (1999), The Dammam aquifer in Bahrain hydrochemical characterization and alternative for management Hydrogeology Journal, Volume 7, Issue 2, pp 197–208 71 of groundwater quality, ... KHOA HỌC LIÊN NGÀNH VŨ VIỆT ĐỨC NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN XÂM NHẬP MẶN PHÍA NAM ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG LIÊN QUAN ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NƠNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên... diễn biến xâm nhập mặn phía nam đồng sơng Hồng liên quan đến biến đổi khí hậu phục vụ phát triển nông nghiệp nhằm đánh giá, dự tính diễn biến xâm nhập mặn khu vực phía nam đồng sơng Hồng giúp... tính diễn biến xâm nhập mặn khu vực phía nam đồng sông Hồng, xem xét liên quan đến biến đổi khí hậu - Đề xuất giải pháp quản lý xâm nhập mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp khu vực nghiên cứu Đối