Đánh giá biến động tài nguyên nước dưới đất dưới tác động biến đổi khí hậu và khai thác khu vực bán đảo cà mau

M ẦU Khu vực bán đảo Cà Mau (BĐCM) gồm tỉnh Cà Mau, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Hậu Giang, Cần Thơ phần tỉnh Kiên Giang, khu vực giàu tiềm phát triển kinh tế, có vị trí quan trọng chiến lược phát triển kinh tế nơng nghiệp nước Hiện tồn khu vực có tổng dân số 6.379.494 người, tổng diện tích 16.940 km2, mật độ dân số trung bình 377 người/km2 Tốc độ gia tăng dân số theo tỉnh thấp tỉnh Cần Thơ (0,82%/năm), cao Sóc Trăng (2,2%/năm), trung bình tồn khu vực 1,26 %/năm, tập trung nhiều thành phố như: Cà Mau, Bạc Liêu, Vị Thanh, Sóc Trăng, Cần Thơ, Rạch Giá Tốc độ phát triển dân số nhanh kéo theo nhu cầu sử dụng nước ngày nhiều, nguyên nhân góp phần tạo khan nguồn nước khu vực BĐCM có hệ thống kênh rạch chằng chịt, nguồn cung cấp hoạt động nơng nghiệp nuôi trồng thủy - hải sản, hệ thống liên kết bổ cấp từ sông nối liền với Biển Đơng, Biển Tây hệ thống Sông Hậu Nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm bị nhiễm mặn trình xâm nhập nước biển vào mùa khơ, khu vực BĐCM nước đất nguồn cung cấp nước cho hoạt động sinh hoạt người dân Trong đó, hoạt động khai thác người, biến đổi khí hậu (BĐKH), mực nước biển dâng, đã, làm nguồn tài nguyên nước đất ngày cạn kiệt xâm nhập mặn BĐCM có đặc điểm địa chất thủy văn phức tạp về: phân bố mặn nhạt tầng chứa nước; nguồn bổ cập nguồn gốc nước đất nhiều tranh cãi; suy giảm mực nước ngày nghiêm trọng trung tâm kinh tế tỉnh thành phố TN NDĐ khu vực BĐCM Liên đoàn Qui hoạch Điều tra Tài nguyên nước miền Nam; Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam; tổ chức nước nghiên cứu Các nghiên cứu cung cấp thông tin chi tiết điều kiện địa chất, địa chất thủy văn địa mạo khu vực nghiên cứu, đánh giá tác động biến đổi khí hậu hoạt động khai thác cách định lượng thay đổi mực nước, xâm nhập mặn theo thời gian, Các kết cho thấy biến đổi khí hậu nước biển dâng hoạt động khai thác có tác động tiêu cực đến tài nguyên nước đất khu vực BĐCM, việc nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu hoạt động khai thác đến TN NDĐ cần thiết, cần phải đánh giá cách định lượng tác động khai thác BĐKH tới TN NDĐ Các kết nghiên cứu tạo điều kiện cho nhà quản lý hiểu sâu tính bền vững TN NDĐ, từ đưa giải pháp qui hoạch khai thác phân bổ nguồn nước cho lĩnh vực sản xuất kinh tế khác nhau, khu vực hành khác hợp lý Mặc khác, kết nghiên cứu giúp cho nhà quản lý đưa giải pháp giảm thiểu thích ứng với BĐKH điều tiết hoạt động khai thác cách hợp lý tương lai, lý tác giả chọn đề tài “Đánh giá biến động tài nguyên nước đất tác động biến đổi khí hậu hoạt động khai thác khu vực bán đảo Cà Mau” Đề tài đánh giá dự báo cách định lượng tác động BĐKH hoạt động khai thác đến tài nguyên nước đất, đề xuất định hướng nhằm giảm thiểu thích ứng với BĐKH nhằm mục đích phát triển bền vững kinh tế - xã hội khu vực BĐCM Mục tiêu: (1) Đánh giá so sánh tác động hoạt động khai thác biến đổi khí hậu đến trữ lượng, chất lượng nguồn tài nguyên nước đất khu vực bán đảo Cà Mau; (2) Dự báo tính bền vững nguồn tài nguyên nước đất tác động biến đổi khí hậu hoạt động khai thác thơng qua lựa chọn số thích hợp nhằm phục vụ hiệu công tác quản lý, qui hoạch, khai thác sử dụng nguồn tài nguyên nước đất khu vực bán đảo Cà Mau; (3) Đề xuất định hướng ứng phó với tác động biến đổi khí hậu đến nguồn tài nguyên nước đất nhằm mục tiêu phát triển bền vững kinh tế - xã hội khu vực bán đảo Cà Mau Nhiệm vụ: 1) Thu thập chỉnh lý tài liệu nghiên cứu:Tài liệu địa chất, địa chất thủy văn, tài liệu thủy văn khu vực nghiên cứu, Các tài liệu thuộc dự án, luận án, đề tài nghiên cứu khoa học liên quan đến đề tài luận án; 2) Đánh giá tổng quan tài nguyên NDĐ khu vực bán đảo Cà Mau; 3) Xây dựng mô hình dòng chảy NDĐ mơ hình dịch chuyển biên mặn; 4) Phân tích kết mơ hình để đánh giá tác động BĐKH - nước biển dâng hoạt động khai thác đến tài nguyên NDĐ khu vực nghiên cứu; 5) Lựa chọn số, tính tốn dự báo tính bền vững nguồn tài nguyên NDĐ khu vực nghiên cứu kịch BĐKH; 6) Đề xuất định hướng ứng phó với BĐKH điều chỉnh hoạt động khai thác nhằm đảm phát triển bền vững tài nguyên NDĐ khu vực bán đảo Cà Mau Nội dung luận án: 1) Trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu tác động hoạt động khai thác BĐKH đến NDĐ nước, sở đưa mục tiêu nghiên cứu luận án; 2) Mô tả đặc điểm ĐCTV – TN NDĐ vùng nghiên cứu, sở tài liệu phục vụ xây dựng mơ hình, tính tốn đánh giá tác động hoạt động khai thác BĐKH đến NDĐ; 3) Trình bày phương pháp luận nghiên cứu luận án; 4) Đánh giá tác động hoạt động khai thác, BĐKH đến tài nguyên NDĐ BĐCM; 5) Dự báo biến đổi tính bền vững TN NDĐ BĐCM kịch BĐKH; 6) Đề xuất định hướng ứng phó với tác động hoạt động khai thác BĐKH công tác qui hoạch quản lý nguồn NDĐ BĐCM Phạm vị nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu bán đảo Cà Mau (BĐCM): Có diện tích 16.940 km2, bao gồm tỉnh/thành Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau phần tỉnh Kiên Giang ối tƣợng nghiên cứu: Tác động yếu tố khí hậu (lượng mưa, nhiệt độ, lượng bốc hơi, mực nước biển) thay đổi các yếu tố tương lai theo kịch biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên Môi trường; Hiện trạng khai thác nước đất khu vực bán đảo Cà Mau; Các tầng chứa nước (đặc điểm phân bố, số lượng, chất lượng, đặc điểm động thái, trạng khai thác sử dụng); Các số bền vững TN NDĐ, áp dụng tính tốn cho khu vực bán đảo Cà Mau Phƣơng pháp nghiên cứu: Phương pháp thống kê chỉnh lý tài liệu; Phương pháp mơ hình; Phương pháp phân tích tính tốn; Phương pháp chuyên gia Những điểm luận án: 1) Đánh giá định lượng tác động hoạt động khai thác nước đất tới tài nguyên nước đất theo thông số: giá trị tốc độ suy giảm cao độ tuyệt đối mực nước đất đất tầng chứa nước; giá trị tốc độ suy giảm lượng tích trữ nước đất hàng năm tầng chứa nước; 2)Đánh giá định lượng tác động biến đổi khí hậu tới tài nguyên nước đất theo thông số: giá trị tốc độ suy giảm cao độ tuyệt đối mực nước đất tầng chứa nước; giá trị tốc độ suy giảm lượng tích trữ nước đất hàng năm tầng chứa nước; giá trị tốc độ gia tăng diện tích chứa nước đất mặn tầng chứa nước; 3) Dự báo tính bền vững nguồn tài nguyên nước đất tác động biến đổi khí hậu hoạt động khai thác thơng qua số thích hợp phục vụ hiệu cho công tác quản lý, qui hoạch khai thác sử dụng nguồn tài nguyên nước đất khu vực bán đảo Cà Mau Những luận điểm bảo vệ: Luận điểm 1: Hoạt động khai thác BĐKH ảnh hưởng khơng có lợi tới tài ngun nước đất khu vực BĐCM đó: TCN qp3; qp2-3 qp1; n22; n21; n13 hoạt động khai thác làm suy giảm mực nước là: 0.33; 0.31; 1.0; 0.91; 0.52; 0,93 m/năm; suy giảm lượng tích trữ nước đất là: 3,13; 31,07; 7,01; 6,21; 1,1; 0,46 triệu m3/năm Biến đổi khí hậu làm suy giảm mực nước là: 0,114; 0,194; 0,061 0,495; 0,018; 0,248 m/năm, lượng tích trữ nước đất suy giảm là: 0,34; 2,5; 0,69; 0,66; 0,12; 0,12 triệu m3/năm; diện tích phân bố nước mặn tăng là: 33,95; 100,65; 53,46; 30,28; 17,91; 27,16 km2/năm Luận điểm 2: Hoạt động khai thác nước đất có tác động mạnh BĐKH đến tài nguyên nước đất khu vực BĐCM cụ thể: Sự suy giảm mực nước tầng chứa nước qp3; qp2-3 qp1; n22; n21; n13 tác động biến đổi khí hậu nhỏ hoạt động khai thác gây 3; 2; 16; 2; 29; lần Ý nghĩa khoa học thực tiễn: Ý nghĩa khoa học: Lần sử dụng tổ hợp phương pháp hợp lý việc đánh giá tác động hoạt động khai thác BĐKH tới TN NDĐ BĐCM; Lần dự báo biến đổi tính bền vững nguồn tài nguyên nước đất tác động BĐKH khu vực bán đảo Cà Mau số thích hợp Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu luận án hỗ trợ nhà quản lý tài nguyên nước đất việc hoạch định chiến lược khai thác sử dụng hiệu tài nguyên nước đất, áp dụng biện pháp phòng tránh thích hợp; Luận án cung cấp công cụ nguồn tài liệu xử lý tin cậy phục vụ cho việc thẩm định kết thăm dò khai thác qui hoạch tài nguyên nước đất khu vực BĐCM; Các nhà nghiên cứu, giảng viên trường đại học, cao đẳng sử dụng kết nghiên cứu luận án làm tài liệu tham khảo giá trị công việc liên quan đến TNN CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ HOẠT KHAI THÁC VÀ BIẾN ỔI KHÍ HẬU ẾN TÀI NGUN ND ỘNG 1.1 Tình hình nghiên cứu tác động hoạt động khai thác B KH đến tài nguyên nƣớc dƣới đất Trong phần tác giả nghiên cứu các kết đánh giá tác động hoạt động khai thác BĐKH tới TN NDĐ nước nước với nội dung: mục tiêu, phương pháp đánh giá kết nghiên cứu Dưới tổng hợp số nghiên cứu nước: 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới: Bảng 1.1 Tóm tắt kết nghiên cứu BĐKH Thế Giới Tác giả, năm Vùng đối tƣợng nghiên cứu Sun Woo Chang et al (2011) Nghiên cứu: xâm nhập mặn TCN đất không? Riasat Vùng tây Ali, et nam, nước Út, al (2012) S T T Phƣơng Kết nghiên cứu pháp nghiên cứu Mơ hình (1)nếu lượng bổ cập khơng MODFLO đổi, mực nước biển dâng W khơng có tác động đến SEAWAT tầng chứa nước có áp (trạng thái ổn định); (2) thời gian dài TCN có áp khơng áp bị ảnh hưởng mơ hình (1) mực nước đất bị bổ cập ảnh hưởng so với nguồn (VFM); nước mặt điều kiện khí mơ hình hậu khơ hạn; (2) tác dòng chảy động biến đổi khí hậu nước hệ thống tầng chứa nước có áp đất nhỏ, điều thời (PRAMS) gian bổ cập điều kiện để tầng chứa nước nằm phía thấm xuyên xuống tầng chứa nước có áp bên khó không đáng kể Priyant Ranjan et al (2006) Trung Mỹ, Trung Đông, Nam Phi, Bắc Phi/Sahara, Nam Á Phương pháp mơ hình nước đưới đất, mơ hình bổ cập, BĐKH Antoin e Arman dine Les Landes et al (2013) vùng đất ngập nước (135 km ) miền Tây Bắc nước Pháp; sử dụng kịch bổ cập theo BĐKH trạng khai thác Phương pháp mơ hình nước đất, mơ hình bổ cập Kết nghiên cứu cho thấy theo hai kịch bản, nguồn tài nguyên NDĐ (nước ngọt) hàng năm bị ngày gia tăng tất khu vực khai thác nhiều thời gian dài (động thái phá hủy), ngoại trừ khu vực Bắc Phi/Sahara (1) kết nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu có tác động quan trọng làm giảm diện tích bề mặt vùng đất ngập nước từ 5,3-13,6% (2) tác động hoạt động khai thác làm giảm tối đa 3,7% (3) quản lý qui hoạch phải kết hợp hài hòa yếu tố: Bảo tồn hệ sinh thái, kinh tế hoạt động công cộng Christo TCN đá phấn, Phương pher nam trung bộ, pháp mô Kết nghiên cứu cho thấy R.J et nước Anh; hình NDĐ có suy giảm lượng bổ cập al tiềm hàng năm 4,9% (2009) TCN toàn khu vực nghiên cứu Trong lượng bổ cập hàng năm khơng thay đổi đáng kể kết mơ hình cho thấy dao động mực NDĐ theo mùa lớn Hsu et Đồng al Pingtung, tây (2007) nam Đài Loan mơ hình ĐCTV, thủy địa hóa Có xu hướng giảm số lượng số ngày mưa hàng năm Mực nước đất phần thượng lưu đồng bị giảm Wolde Lưu vực sông amlak Grote-Nete, et Bỉ, al (2007) mơ hình WetSpass, ; mơ hình NDĐ MODFLO W Grand Forks Mơ hình phía nam chi tiết hóa British thống kê; Columbia, MODFLO Canada; W Với kịch ướt, nhiệt độ cao mực nước đất tăng 79 cm Mực nước đất trung bình hàng năm giảm 0,5m, giảm lớn 3,1 m (1) lượng bổ cập nhiều vào tầng chứa nước không áp thời gian từ mùa xuân đến mùa hè (2) tác động tổng lượng bổ cập nhỏ quan hệ tầng chứa nước với sông lượng bổ cập từ sông chiếm ưu Scibek and Allen (2006) Brouye Bồn Geer mơ hình re et al Bỉ; dòng chảy (2004) NDĐ (MOHISE) 10 Allen tầng chứa et al nước Grand (2004) Forks, phía nam British Columbia, Canada 11 Ghosh Bobba (2002) Sử dụng phương pháp mơ hình nước đất, mơ hình bổ cập Đồng mơ Godavari, Ấn mơ Độ hình SUTRA theo không gian thời gian Mực nước trữ lượng NDĐ giảm liên quan đến thay đổi điều kiện khí hậu Theo mùa, khơng có thay đổi mực nước đất (1) thay đổi lượng bổ cập kịch BĐKH khác mực nước hướng dòng chảy nước đất thay đổi nhỏ (2) lượng bổ cập cao thấp làm mực nước đất tăng khoảng +0.05m giảm khoảng -0.025m (1) tính tốn dự báo vị trí biên mặn nhạt, phân bố mực áp lực đánh giá thông qua việc mô kéo dài 20 năm (2) xâm nhập mặn tiến vào sâu đất liền đặn đáng kể giữ nguyên 12 Sherif Singh (1999) Đồng Sử dụng lý sông Nil (Ai thuyết Cập); Ghyben Herzberg mức độ khai thác (1) mực nước biển Địa Trung Hải tăng 50 cm, xâm nhập mặn tầng chứa nước đồng sông Nil (Ai Cập) vào sâu 9km (2) mực nước biển vịnh Bengal (Ấn Độ) tăng (50cm) làm cho xâm nhập mặn sâu vào tầng chứa nước ven biển thêm 0,4km 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Tác động BĐKH quan tâm nhiều Việt Nam, nhiều tổ chức cá nhân, nhà khoa học nước nghiên cứu tác động đến lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội, đặc biệt nơi chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bán đảo Cà Mau Chính phủ Việt Nam quan tâm đến việc nghiên cứu phòng tránh thích ứng với BĐKH, ngày 02 tháng 12 năm 2008, Thủ tướng Chính phủ thức ban hành Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu Bộ TNMT phối hợp với Bộ, ngành liên quan triển khai thực hiện: Xây dựng công bố kịch BĐKH nước biển dâng cho Việt Nam (vào năm 2009, 2012; 2015) làm định hướng để Bộ, ngành, địa phương đánh giá tác động BĐKH xây dựng kế hoạch hành động (KHHĐ) ứng phó với BĐKH Hướng dẫn Bộ, địa phương đề xuất nhiệm vụ dự kiến triển khai tập trung vào nhiệm vụ sau đây:  Đánh giá tác động BĐKH nước biển dâng;  Tuyên truyền nâng cao nhận thức BĐKH;  Tăng cường lực tổ chức, quản lý thực Chương trình;  Xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH;  Thực dự án thí điểm Xây dựng ban hành "Hướng dẫn xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH cho Bộ, ngành, địa phương" (C/v số 3815/BTNMT ngày 13/10/2009) để Bộ, ngành, địa phương làm sở xây dựng KHHĐ ứng phó với BĐKH Bộ, ngành, địa phương Xây dựng Thơng tư liên tịch Bộ TNMT, Bộ Tài Bộ KHĐT "Hướng dẫn chế độ quản lý, sử dụng kinh phí Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH" Thông tư (Số 07/2010/TTLT-BTNMT-BTCBKHĐT) ban hành ngày 15/03/2010 có hiệu lực từ ngày 01/05/2010 Bộ TNMT phối hợp với quan liên quan tổ chức nhiều diễn đàn kêu gọi, vận động tài trợ quốc tế cho ứng phó với BĐKH Đã huy động 1,2 tỷ USD tài trợ quốc tế cho hoạt động ứng phó với biến đổi khí hậu Việt Nam Tuy nhiên dự án đánh giá trực tiếp ảnh hưởng BĐKH nước biển dâng tới TNN nói chung TN NDĐ nói riêng khu vực phía Nam sơng Hậu khơng nhiều phần lớn thực số tỉnh thành Cà Mau, Sóc Trăng, Cần Thơ, Một số đề tài nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực TNN khu vực bao gồm: Văn phòng thường trực Phân ban Việt Nam Ủy ban liên Chính phủ Việt Nam – Hà Lan thích ứng với biến đổi khí hậu quản lý nước phối hợp với Bộ, ngành, địa phương liên quan chuyên gia Hà Lan xây dựng Đề án “Xây dựng kế hoạch hành động hợp tác với Hà Lan nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu quản lý nước vùng Đồng sông Cửu Long” bao gồm dự án hợp phần sau:  Dự án 1: “Tổng quan hệ thống tự nhiên sở hạ tầng vùng Đồng sông Cửu Long”;  Dự án 2: “Xác định nhu cầu sử dụng nước đất cho phát triển kinh tế xã hội vùng Đồng sông Cửu Long”;  Dự án 3: “Xây dựng kịch phát triển vùng Đồng sông Cửu Long sở tích hợp kịch phát triển kinh tế-xã hội biến đổi khí hậu, nước biển dâng đến 2050 tầm nhìn đến 2100”;  Dự án 4: “Xây dựng khung thể chế quản lý tài nguyên nước nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu nước biển dâng vùng Đồng sơng Cửu Long” Dự án “Nghiên cứu BĐKH Đông Nam Á đánh giá tác động, tổn hại biện pháp thích ứng sản xuất lúa tài nguyên nước” (2007) Viện KTTVMT hợp tác với SEA START thực Mục tiêu dự án xây dựng kịch BĐKH cho khu vực Đông Nam Á Việt Nam, đánh giá tác động BĐKH đến yếu tố nhiệt độ, mưa; 10 Dự án “Tác động BĐKH đến tài nguyên nước Việt Nam biện pháp thích ứng” Viện KTTVMT thực với tài trợ DANIDA Đan Mạch Mục tiêu cụ thể dự án là: (1) Đánh giá tác động BĐKH đến tài nguyên nước mặt số lưu vực sông Việt Nam; (2) Đề xuất giải pháp thích ứng với thay đổi tài nguyên nước BĐKH gây Dự án “Đánh giá tác động biên đổi khí hậu đến tài nguyên nước đất vùng đồng sơng Cửu Long, đề xuất giải pháp ứng phó” (2013) Liên đoàn Quy hoạch Điều tra tài nguyên nước miền Nam thực Mục tiêu dự án đánh giá định lượng tác động khai thác, biến đổi khí hậu nước biển dâng tới tài nguyên nước đất Dự án đánh giá lượng bổ cập cho nước đất theo mùa tương lai kịch biến đổi khí hậu khác phần mềm WetSpass Dự án sử dụng phầm mềm GMS xây dựng mô hình dòng chảy nước đất dịch chuyển chất để đánh giá tác động khai thác nước đất biến đổi khí hậu tới tài nguyên nước đất Kết rằng, khai thác nước đất giai đoạn 2000-2010, mực nước đất giảm với tốc độ 0,50; 1,76; 1,24; 1,98; 1,42 and 2,58m/năm cho tầng chứa nước Pleistocene (qp3), Pleistocene giữa-trên (qp2-3), Pleistocene (qp1), Pliocene (n22), Pliocene (n21) Miocene (n13) Với giả thiết lượng khai thác nước đất gần triệu m3/ngày không thay đổi giai đoạn 20202100, tác động BĐKH, mực nước đất tầng chứa nước giảm với tốc độ từ 0,016 tới 0,25 m/năm; diện tích vùng có nước đất bị mặn tất tầng chứa nước tăng với tốc độ từ 8,4 đến 38,1 km2/năm 1.2 Tình hình nghiên cứu tính bền vững ND 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới Các nghiên cứu tính bền vững tài ngun nước đất mơ tả tóm tắt bên dưới: 1) José María nnk: Nghiên cứu Tại Tây Ban Nha, Vùng Sierra de Estepa, trung tâm Andalusia - tỉnh Seville Các số nghiên cứu gồm: 1) Bổ cập/tổng lượng khai thác x 100; 2) Tổng lượng khai thác/nguồn tài nguyên sử dụng x 100; 3) Thay đổi lượng tích trữ NDĐ; 4) Sự tổn thương NDĐ; 5) Chất lượng NDĐ Kết : TNNDĐ Sierra de Estepa sử 11 dụng bền vững, tính tốn, phân tích trữ lượng chất lượng, dự báo năm trì lượng khai thác chất lượng nước không đảm bảo 2) Maarit Lavapuro nnk: nghiên cứu Phần Lan: số sử dụng gồm: Chỉ số khả tái tạo đầu người; Tổng lượng khai thác/ lượng bổ cập; Tổng lượng khai thác/ TNNDĐ khai thác; Chỉ số tổn thương NDĐ; Chỉ số chất lượng NDĐ Kết cho thấy: mục đích kiểm tra khả ứng dụng số NDĐ Unesco với sở liệu Phần Lan; phần lớn NDĐ Phần Lan có chất lượng tốt, sử dụng không cần phải xử lý 3) Ricardo Hirata nnk: nghiên cứu vùng São Paulo, Brazil Các số sử dụng gồm: NDĐ phục vụ cho sinh hoạt/ tổng dân số; Tổng lượng khai thác/ tổng nguồn nước (nước mặt NDĐ); Nguồn tài nguyên khai thác/ tổng dân số; Tổng lượng khai thác/ nguồn tài nguyên khai thác; Các số chất lượng NDĐ Kết cho thấy: Mục đích sử dụng số để vẽ tranh TNNDĐ vùng São Paulo; Mặc dù tài nguyên NDĐ đảm nhiệm vai trò quan trọng lại quan tâm để bảo vệ; Do hạn chế hiểu biết nguồn bổ cập tầng chứa nước, trữ lượng khai thác trạng khai thác cản trở tiến trình xây dựng sách phù hợp cho việc quản lý bền vững 4) Jan Girman: vùng nghiên cứu Nam Phi Các số sử dụng gồm: Chỉ số khả tái tạo đầu người; Chỉ số khai thác/ bổ cập; Tổng lượng khai thác/ tài nguyên khai thác Kết cho thấy: số hỗ trợ định lượng TNNDĐ tầng trầm tích đệ tứ Hỗ trợ nguyên tắc tổng hợp TNN; CS1: tiềm NDĐ không cao Tuy nhiên, nhiều nơi lượng sơng suối để trì dòng chảy thoát vùng xung quanh; CS2: xác định lượng khai thác ít, trì gia tăng lượng khai thác khu vực; CS3: xác định trữ lượng tiềm NDĐ 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Nghiên cứu số tính bền vững khiêm tốn, tổ chức nhà chuyên môn nghiên cứu đánh giá tính bền vững nước đất 12 số khu vực lãnh thổ Việt Nam gồm có: Liên đồn Quy hoạch Điều tra Tài nguyên nước miền Nam thực Đề tài: “Nghiên cứu số đánh giá tính bền vững NDĐ TPHCM, Đồng Nai Bình Dương” Đề tài nghiên cứu số bền vững NDĐ tỉnh Bình Dương, Đồng Nai TPHCM xây dựng đồ phân vùng số NDĐ nhằm mục đích đánh giá tính bền vững tài nguyên NDĐ theo số Bên cạnh có nhà chun mơn nghiên cứu tính bền vững nước đất như: oàn Văn Cánh nnk [14] “Nghiên cứu đề xuất tiêu chí phân vùng khai thác bền vững, bảo vệ tài nguyên nước đất vùng đồng Bắc Bộ đồng Nam Bộ” Đề tài đề xuất tiêu chí số phục vụ phân vùng khai thác bền vững nước đất là: Tiêu chí mức độ điều tra mỏ nước đất; Tiêu chí độ tin cậy số trữ lượng; Tiêu chí độ xác xác định nguồn hình thành trữ lượng khai thác nước đất; Tiêu chí độ tin cậy xác định chất lượng nước dự báo biến đổi chất lượng nước; Tiêu chí tiêu Kinh tế - Xã hội - Môi trường Bùi Học nnk [15] nghiên cứu đánh giá tính bền vững việc khai thác, sử dụng tài nguyên nước đất Việt Nam với quan niệm: “việc khai thác nước ngầm hợp lý qui hoạch, thiết kế, trữ lượng, chất lượng đáp ứng nhu cầu xã hội tương lai, mặc khác trì nguồn tài ngun, mơi trường sinh thái Đồng thời hệ thống cơng trình khai thác nước ngầm vận hành cách linh hoạt trước thay đổi bị hư hỏng khắc phục lại với chi phí khơng lớn” CHƢƠNG ẶC IỂM ỊA CHẤT THỦY VĂN VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC ND VÙNG NGHIÊN CỨU 2.1 Vị trí địa lý BĐCM vùng lớn ĐBSCL gồm thành phố Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau phần tỉnh Kiên Giang, chiếm vị lớn phát triển kinh tế xã hội, có điều kiện để phát triển sản xuất đa dạng 13 Hình 2.1 Bản đồ bán đảo Cà Mau Hình 2.5 Phân tầng địa chất thủy văn khu vực BĐC 2.2 ặc điểm địa chất thủy văn Khu vực nghiên cứu bao gồm tầng chứa nước: Holocen (qh); Pleistocen (qp3); Pleistocen (qp2-3); Pleistocen (qp1); Pliocen (n22); Pliocen (n21); Miocen (n13).Được mơ tả tóm tắt hình 2.5 bên 14 CHƢƠNG CƠ S LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU TÁC HOẠT ỘNG KHAI THÁC VÀ B KH ẾN ND ỘNG CỦA Trình tự đánh giá tác động hoạt động khai thác BĐKH tới TN NDĐ khu vực BĐCM luận án sau (hình 3.1): ❖ Thống kê trạng khai thác nước đất; đánh giá tổng quan tài nguyên NDĐ (hệ thống tầng chứa nước, điều kiện phân bố, mức độ chứa nước, thông số ĐCTV ) làm sở xây dựng mơ hình dòng chảy dịch chuyển biên mặn ❖ Chi tiết kịch khí hậu (cho biến lượng mưa, nhiệt độ, bốc mực nước biển dâng) ứng với giai đoạn 2015; 2030; 2045; 2060; 2075; 2090 để đánh giá lượng bổ cập cho nước đất ❖ Đánh giá lượng bổ cập cho NDĐ theo mùa hàng năm dựa kết chi tiết kịch biến đổi khí hậu Lượng bổ cập đầu vào quan trọng mơ hình dòng chảy dịch chuyển biên mặn nước đất ❖ Xây dựng mơ hình dòng chảy dịch chuyển biên mặn nước đất ứng với thời điểm tương lai (tương ứng với kịch BĐKH A2) Kết chạy mơ hình dòng chảy dịch chuyển biên mặn nước đất cho phép đánh giá định lượng tác động khai thác nước đất biến đổi khí hậu, từ đề xuất định hướng ứng phó Cơ sở tài liệu xây dựng mơ hình luận án: STT Tài liệu 7.779 điểm cao độ địa hình 268 lỗ khoan địa chất; 1.737 kết phân tích TPHH; 3318 điểm đo sâu điện; 268 biểu đồ karota số liệu bơm thí nghiệm 234 lỗ khoan 572 lỗ khoan khai thác lớn 200m3/ngày; 4.516 lỗ khoan lưu lượng nhỏ 200m3/ngày BĐCM thuộc Liên đoàn Qui hoạch Điều tra Tài nguyên nước miền Nam đến 2015 Gồn số liệu thuộc: trạm khí tượng; 35 trạm đo mưa nhân 15 dân; 13 trạm thủy văn Kết kịch BĐKH A2 Bộ TN&MT 2012 Số liệu quan trắc mực nước trạm quan trắc thuộc Liên đoàn Qui hoạch Điều tra Tài nguyên nước miền Nam đến 2015 Hình 3.1 Trình tự đánh giá tác động khai thác BĐKH tới TN NDĐ CHƢƠNG ÁNH GIÁ TÁC THÁC VÀ BIẾN ỘNG CỦA HOẠT ỔI KHÍ HẬU ỘNG KHAI ẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC DƢỚI ẤT 16 4.1 ánh giá lƣợng bổ cập cho nƣớc dƣới đất Kết tính tốn lượng bổ cập Lượng bổ cập cho nước đất tính tốn mơ hình WetSpass cho mùa khô mưa giai đoạn 2000 – 2010 nêu Bảng cho giai đoạn 2015 -2090 nêu Bảng bên dưới: Bảng 4.13 Kết tính tốn lượng bổ cập cho NDĐ giai đoạn 2000-2010 Lượng bổ cập, m3/ngày Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Mùa khô Mùa mưa Cả năm 526.121 390.766 201.959 250.905 176.158 255.511 344.414 325.899 354.552 317.688 185.004 2.203.248 1.900.306 1.617.982 2.470.744 1.619.388 2.208.206 2.087.565 3.248.418 2.888.677 2.046.693 2.492.037 2.729.369 2.291.072 1.819.941 2.721.650 1.795.546 2.433.717 2.431.979 3.574.317 3.243.229 2.364.381 2.677.042 Bảng 4.14 Lượng bổ cập cho nước đất giai đoạn 2015-2090 Lượng bổ cập, m3/ngày kịch A2 Năm 2015 2030 2045 2060 2075 2090 Mùa khô Mùa mưa Cả năm 185.004 250.620 235.226 229.533 207.513 196.503 1.363.501 1.298.943 1.173.437 1.045.946 838.001 740.088 1.548.505 1.549.563 1.408.663 1.281.480 1.045.515 936.591 Xu hướng thay đổi lượng bổ cập minh họa hình Hình 4.1 Hình 4.2, nhìn chung lượng bổ cập hàng năm lượng bổ cập vào mùa mưa có xu hướng giảm theo thời gian 17 Lƣợng bổ cập, m3/ngày Lƣợng bổ cập giai đoạn 2000 - 2010 4,000,000 3,000,000 2,000,000 Mùa khơ 1,000,000 Mùa mưa - Cả năm Năm Hình 4.1 Lượng bổ cập giai đoạn 2000 - 2010 Lƣợng bổ cập, m3/ngày Lƣợng bổ cập giai đoạn 2015 - 2090 2,000,000 1,500,000 1,000,000 Mùa khô 500,000 Mùa mưa Cả năm 2015 2030 2045 2060 Thời gian 2075 2090 Hình 4.2 Lượng bổ cập giai đoạn 2015 – 2090 4.2 Xây dựng mơ hình dòng chảy nƣớc dƣới đất 4.2.1 Sơ đồ hóa vùng lập mơ hình 18 Các lớp mơ hình: Vùng lập MHDCNDĐ chọn bao gồm 14 lớp mơ tả hình 4.1 bên dưới: Hình 4.1 Mặt cắt hàng rào lớp mơ hình 4.2.2 Phạm vi lưới sai phân hữu hạn mơ hình 4.2.2.1 Phạm vi vùng lập mơ hình Vùng lập mơ hình có diện tích 16.940km2 giới hạn tọa độ tờ đồ VN2000 tỷ lệ 1/200.000 sau:  X: từ 466.000m đến 637.000m  Y: từ 942.900m đến 1.143.900m 4.2.3 Hiệu chỉnh mơ hình: Giảm đến mức nhỏ loại sai số: i) sai số trung bình (ME); ii) sai số tuyệt đối (MAE); iii) sai số trung bình quân phương (RMS) 4.3 Kết đánh giá tác động hoạt động khai thác B KH: Kết 1: hoạt động khai thác nước đất làm suy giảm mực áp lực tầng chứa nước qp3; qp2-3 qp1; n22; n21; n13 0,33m/năm; 0,31m/năm; 1m/năm; 0,91m/năm; 0,52m/năm; 0,93m/năm, lượng tích trữ 19 trung bình năm tầng chứa nước tương ứng là: 3,13; 31,07; 7,01; 6,21; 1,1; 0,46 triệu m3/năm Kết 2: Tác động biến đổi khí hậu làm suy giảm mực áp lưc tầng chứa nước qp2-3 qp1; n22; n21; n13 tương ứng là: 0,114; 0,194; 0,061 0,495; 0,018; 0,248m/năm, lượng tích trữ trung bình năm tương ứng là: 0,34; 2,5; 0,69; 0,66; 0,12; 0,12 triệu m3/năm, diện tích phân bố nước mặn tăng trung bình là: 33,95; 100,65; 53,46; 30,28; 17,91; 27,16 km2/năm, lượng bổ cập năm 2015; 2030; 2045; 2060; 2075; 2090 tương ứng là: 2.063.501; 1.549.563; 1.408.663; 1.281.480; 1.045.515; 936.591 m3/năm CHƯƠNG DỰ BÁO SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT DƯỚI TÁC ĐỘNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC ĐỊNH HƯỚNG ƯNG PHĨ 5.1 Tính tốn dự báo tính bền vững ND Chỉ số lượng nước khai thác/lượng bổ cập: năm 2015 có 13/43 huyên thành phố có khả bổ cập bền vững (>100% lượng khai thác sử dụng), 1/43 huyện/thành phố có mức động bổ cập tương đối bền vững, lại 29/43 huyện/thành phố có lượng bổ cập không bền vững Đến năm 2090 số thay đổi 33/43 huyện thành phố có mức độ khai thác/bổ cập không bền vững, 1/43 huyên tương đối bền vững 9/43 huyện bền vững Chỉ số cạn kiệt TN NDĐ cho thấy: năm 2015 có 21/43 huyện/thành phố nằm giới hạn bền vững, 10/43 huyện/ thành phố có giới hạn tương đối bền vững, 12/43 huyện/thành phố có giới bạn khơng bền vững Đến năm 2090 7/43 huyện/ thành phố có giới hạn bền vững, 12/43 huyện/ thành phố có giới hạn tương đối bền vững, lại 24//43 huyện/ thành phố không bền vững 20 Chỉ số khả tổn thương xâm nhập cho thấy: năm 2015 11/4 huyện/ thành phố có mức độ tổn thương (0.3m/năm tổng diện tích vùng cần tính tốn; số tổn thương xâm nhập mặn NDĐ tính tốn tỉ số vùng diện tích nước mặn tổng diện tích vùng cần tính tốn 2) Hoạt động khai thác ảnh hưởng nghiêm trọng đến TN NDĐ định lượng ở: Sự suy giảm mực áp lực trung bình năm tầng chứa nước qp3; qp2-3; qp1; n22; n21; n13 từ năm 2000 đến năm 2010 tương ứng 0,33m/năm; 0,31m/năm; 1m/năm; 0,91m/năm; 0,52m/năm; 1,1m/năm; Sự suy giảm lượng tích trữ TCN qp3; qp2-3; qp1; n22; n21; n13 tương ứng là: 3,13; 31,07; 7,01; 6,21; 1,1; 0,46 triệu m3/năm 3) Các tác động BĐKH-NBD tới tài nguyên nước đất khoảng thời gian 2015 – 2030 – 2045 – 2060 – 2075 - 2090, đánh giá định lượng sau: Suy giảm mực áp lực trung bình năm tầng chứa nước qp3; qp2-3; qp1; n22; n21; n13 tương ứng là: 0,137; 0,232; 0,064; 0,133; 0,020; 22 0,012 m/năm; Suy giảm lượng tích trữ trung bình năm TCN qp3; qp23; qp1; n22; n21; n13 tương ứng là: 0,34; 2,5; 0,69; 0,66; 0,12; 0,12 triệu m3/năm; Gia tăng diện tích phân bố nước mặn trung bình TCN qp3; qp2-3; qp1; n22; n21; n13 tương ứng là: 33,95; 100,65; 53,46; 30,28; 17,91; 27,16 km2/năm; Suy giảm lượng bổ cập hàng năm 2015; 2030; 2045; 2060; 2075; 2090 tương ứng là: 1.548.505; 1.549.563; 1.408.663; 1.281.480; 1.045.515; 936.591 m3/năm So sánh tác động BĐKH hoạt động khai thác suy giảm mực áp lực cho thấy hoạt động khai thác ảnh hưởng nhiều BĐKH đến TCN qp3; qp2-3 qp1; n22; n21; n13 tương ứng là: 2,41; 1,34; 15,63; 6,84; 26; 91,67 lần Như vậy, biến đổi khí hậu có tác động đến cao độ tuyệt đối mực nước đất, hoạt động khai thác tác nhân làm suy giảm nhanh cao độ tuyệt đối mực nước đất 4) Đánh giá tính bền vững tài nguyên nước đất theo số UNESCO cho thấy: Chỉ số lượng nước khai thác/lượng bổ cập: năm 2015 có 13/43 huyện/thành phố có khả bổ cập bền vững (>100% lượng khai thác sử dụng), 1/43 huyện/thành phố có mức động bổ cập tương đối bền vững, lại 29/43 huyện/thành phố có lượng bổ cập khơng bền vững, đến năm 2090 số thay đổi 33/43 huyện/thành phố có mức độ khai thác/bổ cập khơng bền vững, 1/43 huyện tương đối bền vững 9/43 huyện bền vững; Chỉ số cạn kiệt TN NDĐ cho thấy: năm 2015 có 21/43 huyện/thành phố nằm giới hạn bền vững, 10/43 huyện/thành phố có giới hạn tương đối bền vững, 12/43 huyện/thành phố có giới bạn khơng bền vững, đến năm 2090 7/43 huyện/thành phố có giới hạn bền vững, 12/43 huyện/thành phố có giới hạn tương đối bền vững, lại 24/43 huyện/thành phố không bền vững; Chỉ số khả tổn thương xâm nhập cho thấy: năm 2015 11/4 huyện/thành phố có mức độ tổn thương (