(Luận văn thạc sĩ) ảnh hưởng của nước biển dâng đến tài nguyên nước ngầm huyện đảo phú qúy luận văn ths thủy văn học 60 44 90

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHƢƠNG VĂN HẢI ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC NGẦM HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHƢƠNG VĂN HẢI ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC NGẦM HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ Chuyên ngành: Thủy Văn Mã số: 60 44 90 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN TIỀN GIANG Hà Nội - 2012 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 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 24 1.1.4.1 Khái quát chung khí hậu đảo Phú Quý .24 1.1.4.2 Chế độ mƣa .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 nƣớc biển 34 1.1.5.3 Độ mặn nƣớc 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 Thƣơng mại, dịch vụ, du lịch 44 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 2.1 Tổng quan nghiên cứu tài nguyên nƣớc ngầm 46 2.1.1 Trên giới 46 2.1.2 Trong nƣớc 49 2.1.3 Các nghiên cứu tài nguyên nƣớc ngầm huyện đảo Phú Quý 51 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 52 2.2.1 Những khái niệm nghiên cứu nƣớc ngầm 52 2.2.2 Cơng thức tính trữ lƣợng tĩnh 53 2.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm .55 2.2.3.1 Xác định lƣợng nƣớc ngầm từ trạm quan trắc thuỷ văn 55 2.2.3.2 Phƣơng pháp khoan thăm dò 55 2.2.4 Phƣơng pháp tƣơng tự địa chất thuỷ văn 57 2.2.5 Phƣơng pháp mơ hình .60 2.2.6 Phƣơng pháp chuyên gia 61 2.2.7 Phƣơng pháp kế thừa .61 2.3 Lựa chọn phƣơng pháp nghiên cứu 62 2.4 Nội dung nghiên cứu tài nguyên nƣớc 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 tƣợng hải văn 65 2.4.1.5 Nhóm thuộc tính .65 2.4.2 Ứng dụng mơ hình GMS đánh giá trữ lƣợng nƣớc ngầm đảo Phú Quý 65 2.4.2.1 Thiết lập mô hình tính tốn 65 2.4.2.2 Vận hành mơ hình 65 2.4.2.3 Xác định trữ lƣợng tài nguyên nƣớc ngầm đảo Phú Quý 66 2.4.3 Đánh giá ảnh hƣởng nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai đến tài nguyên nƣớc ngầm đảo Phú Quý 66 CHƢƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH GMS TRONG TÍNH TỐN NƢỚC NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ Q 68 3.1 Cơ sở lý thuyết mô hình 68 3.1.1 Mơ hình dịng chảy nƣớc dƣới đất Modflow 68 3.1.1.1 Tổng quan phƣơng pháp giải 68 3.1.1.2 Phƣơng pháp sai phân hữu hạn 70 3.1.1.3 Phƣơng pháp giải phƣơng trình sai phân 75 3.1.1.4 Một số loại biên mơ hình 75 3.1.1.5 Đánh giá mức độ tin cậy mơ hình 81 3.1.2 Mơ hình chất lƣợng nƣớc MT3D 82 3.2 Thiết lập mơ hình tính tốn cho đảo Phú Quý 84 3.2.1 Miền tính lƣới tính 84 3.2.2 Sơ đồ hóa tầng chứa nƣớc đảo Phú Quý 85 3.2.3 Điều kiện biên điều kiện ban đầu .87 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 tốn khơng ổn định .89 3.4 Khôi phục số liệu nƣớc ngầm đảo 92 3.5 Tính tốn trữ lƣợng nƣớc ngầm đảo Phú Quý 94 CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG NƢỚC BIỂN DÂNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TƢƠNG LAI ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ 97 4.1 Tổng quan nghiên cứu nƣớc biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu giới 97 4.2 Tổng quan nghiên cứu nƣớc biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu Việt Nam 99 4.3 Kịch nƣớc biển dâng điều kiện biến đổi khí hậu huyện đảo Phú Quý 100 4.4 Ảnh hƣởng nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai đến tài nguyên nƣớc 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 DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng tổng hợp địa tầng giếng khoan thăm dò đảo Phú Quý 15 Bảng Tổng hợp yếu tố đặc trƣng khí hậu trạm Phú Quý giai đoạn từ 1990 đến 2005 25 Bảng Phân bố lƣợng mƣa năm đảo Phú Quý (Đơn vị: mm) 28 Bảng Độ ẩm khơng khí trung bình đảo Phú Quý (Đơn vị: %) .29 Bảng Lƣợng bốc đảo Phú Quý (Đơn vị: mm) 31 Bảng Tốc độ gió hƣớng gió đảo Phú Q 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 nơng nghiệp đảo Phú Q .42 Bảng 11 Các kịch tính tốn nƣớc ngầm tƣơng lai huyện đảo Phú Quý dƣới ảnh hƣởng biến đổi khí hậu nƣớc biển dâng 67 Bảng 12 Phân vùng bốc đảo Phú Quý 87 Bảng 13 Phân bố vùng phục hồi nƣớc dƣới đất cho đảo Phú Quý 88 Bảng 14 Vị trí giếng quan trắc mực nƣớc huyện đảo Phú Quý 90 Bảng 15 Sai số kết tính tốn thực đo giếng quan trắc mực nƣớc huyện đảo Phú Quý 92 Bảng 16 Trữ lƣợng nƣớc 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 lƣợng mƣa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so với thời kỳ 1980-1999 .102 Bảng 19 Đánh giá mức tăng trữ lƣợng nƣớc nhiễm mặn tƣơng 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 lƣợng mƣa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so với thời kỳ 1980-1999 .107 Bảng 22 Đánh giá mức tăng trữ lƣợng nƣớc nhiễm mặn tƣơng lai so với trạng trung bình nhiều năm theo kịch cao A2 .110 DANH MỤC HÌNH Hình Vị trí đảo Phú Q .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 tƣợng Phú Quý 27 Hình Lƣợng 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 nƣớc có áp khơng áp 54 Hình Bản đồ thủy đẳng cao mặt cắt 56 Hình Ơ lƣới loại lƣới mơ hình .70 Hình 10 Ơ lƣới i,j,k bên cạnh 71 Hình 11 Sơ đồ bƣớc giải theo phƣơng pháp lặp mơ hình .76 Hình 12 Điều kiện biên sơng (River) .77 Hình 13 Điều kiện biên kênh thoát (Drain) .78 Hình 14 Điều kiện biên tổng hợp mơ hình (GHB) 79 Hình 15 Điều kiện biên bốc mơ hình (ET) .79 Hình 16 Các lƣới sai phân hai chiều xung quanh có lỗ khoan 80 Hình 17 Miền tính lƣới 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 phƣơng 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 nƣớc ngầm từ mƣa đảo Phú Quý 88 Hình 23 Sơ đồ vị trí giếng quan trắc mực nƣớc ngầm đƣa vào mơ hình GMS 90 Hình 24 Biến trình độ sâu mực nƣớc ngầm tính tốn thực đo đảo Phú Quý từ tháng 1/2010 đến tháng 11/2011 .91 Hình 25 Trƣờng mực nƣớc ngầm tháng đảo Phú Quý trƣớc sau nhà máy nƣớc vào hoạt động .93 Hình 26 Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình 97 Hình 27 Diễn biến lƣợng mƣa năm vùng khác giới 98 Hình 28 Xu biến động mực nƣớc biển trung bình trạm tồn cầu 99 Hình 29 Biểu đồ trữ lƣợng nƣớc dƣới đất đảo Phú Quý trạng trung bình năm 2011 tƣơng lai theo họ kịch trung bình .103 Hình 30 Biểu đồ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc dƣới đất mùa khô đảo Phú Quý tƣơng lai theo họ kịch trung bình .103 Hình 31 Biểu đồ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc dƣới đất mùa mƣa đảo Phú Quý tƣơng lai theo họ kịch trung bình .104 Hình 32 Biểu đồ tổng lƣợng nƣớc ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý tƣơng lai theo họ kịch trung bình 104 Hình 33 Biểu đồ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc dƣới đất đảo Phú Quý trạng trung bình năm 2011 tƣơng lai theo họ kịch trung bình .108 Hình 34 Biểu đồ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc dƣới đất mùa khô đảo Phú Quý tƣơng lai theo họ kịch cao 108 Hình 35 Biểu đồ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc dƣới đất mùa mƣa đảo Phú Quý tƣơng lai theo họ kịch cao 109 Hình 36 Biểu đồ tổng lƣợng nƣớc ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý tƣơng lai theo họ kịch cao 109 MỞ ĐẦU Việt Nam đƣợc đánh giá nƣớc có nguồn tài nguyên nƣớc phong phú Trong đó, tài nguyên nƣớc ngầm hầu hết vùng có trữ lƣợng chất lƣợng tốt, đƣợc xem nguồn dự trữ cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất nhân dân Tuy nhiên giai đoạn vài thập niên gần với phát triển kinh tế, q trình thị hố, khai thác khơng có quy hoạch… dẫn đến số vùng nguồn nƣớc ngầm bị suy thoái Theo Trung tâm Quan trắc Dự báo Tài nguyên nƣớc vừa công bố kết quan trắc tài nguyên nƣớc dƣới đất năm 2011 báo Khoa học số ngày 18-05-2012 khu vực Đồng Bắc Bộ, Đồng Nam Bộ nguồn nƣớc ngầm bị suy giảm trữ lƣợng chất lƣợng Nƣớc biển dâng kết hợp với thay đổi khí hậu diễn phạm vi toàn cầu, thác thức lớn giới có Việt Nam Nƣớc biển dâng ảnh hƣởng trực tiếp đến khu vực ven biển, làm ngập, nhiễm nặm nguồn nƣớc, diện tích đất nơng nghiệp, tăng chi phí cho việc tu bổ cầu cảng, đô thị ven biển… Nghiên cứu tác động của nƣớc biển dâng đến ngành, lĩnh vực tự nhiên xã hội yêu cầu thiết xã hội Các nghiên cứu nƣớc ngầm trƣớc nƣớc ta chủ yếu vào nghiên cứu đánh giá khả khai thác nƣớc dƣới đất Những nghiên cứu tập chung vào biến động nguồn nƣớc ngầm theo năm, chƣa có nhiều nghiên cứu động thái nƣớc ngầm theo mùa, theo tháng năm Để đáp ứng yêu cầu thực tiễn, nhu cầu sử dụng nƣớc ngầm ngày gia tăng, tƣợng nƣớc biển dâng tƣơng lai, luận văn học viên tập trung nghiên cứu tác động nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai đến tài nguyên nƣớc 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 đƣợc xác định đảo trọng điểm nƣớc ta phát triển lĩnh vực nhƣ kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phịng Đảo Phú Q có bƣớc chuyển biến mạnh mẽ cấu kinh tế, chuyển dịch theo hƣớng tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ du lịch Đảo nằm tuyến đƣờng biển nối đất liền quần đảo Trƣờng Sa nên có vị trí đặc biệt quan trọng nhiệm vụ phịng thủ quốc gia Ngoài ra, đặc điểm tự nhiên đảo gồm diện tích đảo bé, độ dốc lớn, cách xa đất liền, không tồn tồn dịng chảy mặt thời gian ngắn Do đó, nƣớc ngầm có ý nghĩa lớn sống nhân dân đảo 10 BIỂU ĐỒ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH Trữ lượng (10^3m^3) 7900.0 HT 2011 năm 2020 năm 2050 năm 2100 7400.0 6900.0 6400.0 5900.0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Thời gian Hình 29 Biểu đồ trữ lượng nước đất đảo Phú Quý trạng trung bình năm 2011 tương lai theo họ kịch trung bình BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA KHÔ TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH Tỷ lệ nước (%) 41.00 40.75 40.50 40.33 40.28 40.25 40.25 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 103 BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA MƯA TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN TRUNG BÌNH Tỷ lệ nước (%) 61.00 60.50 60.00 59.67 59.72 59.75 2020 2050 2100 59.50 59.00 Thời gian Hình 31 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa mưa đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch trung bình 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 670.0 650.0 630.0 610.0 590.0 570.0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Thời gian Hình 32 Biểu đồ tổng lượng nước ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch trung bình 104 Bảng 19 Đánh giá mức tăng trữ lượng nước nhiễm mặn tương lai so với trạng trung bình nhiều năm theo kịch B2 Mức tăng so kịch (%) Thời gian 2020 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 Tháng 6.58 5.27 2.58 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 Kết tính tốn với kịch phát thải trung bình B2 phân phối trữ lƣợng nguồn nƣớc đảo biến động phức tạp theo tháng năm (hình 29) Phân phối trữ lƣợng nƣớc năm diễn biến phức tạp, với trữ lƣợng nƣớc lớn vào hai tháng 10 11, nhỏ vào tháng tháng Từ tháng - trữ lƣợng nƣớc tăng nên sau giảm nhẹ vào tháng tháng 9, sau tăng nhanh vào tháng 10 Sự phân phối có quan hệ chặt với biến trình mƣa đảo khơng có thay đổi xu nƣớc ngầm tƣơng lai Sự 105 phức tạp diễn biến nƣớc ngầm thể qua giai đoạn từ đến cuối kỷ Giai đoạn từ đến năm 2020, nhà máy nƣớc đảo hoạt động khai thác với 100% công xuất, nƣớc biển dâng nhỏ, lƣợng mƣa thay đổi dẫn đến trữ lƣợng nƣớc ngầm giảm, giảm mạnh vào tháng Giai đoạn từ năm 2020 đến 2100 không tăng thêm lƣợng khai thác, mực nƣớc biển tăng khác lớn (0,68m vào năm 2100), lƣợng mƣa tăng vào mùa mƣa, giảm vào mùa khô dẫn đến trữ lƣợng nƣớc lai tăng lên so với năm 2020 Qua phân tích cho thấy nƣớc ngầm đảo tăng nên dƣới tác động nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai, sụt giảm giai đoạn trƣớc năm 2020 chủ yếu tăng lƣợng khai thác Sự tác động nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai thể kết thay đổi cán cân trữ lƣợng nƣớc hai mùa hình 30 hình 31 Dƣới tác động tổng hợp yếu tố khí hậu tƣơng lai cuối kỷ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc mùa mƣa tăng từ 59,67% năm 2020 đến 59,75% năm 2100 Ngƣợc lại, tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc mùa khô tƣơng lai lại giảm liên tục đến cuối kỷ từ 40,33% năm 2020, 40,28% năm 2050 đến 40, 25 năm 2100 Hình 32 thể kết nhiễm mặn nƣớc ngầm đảo: giai đoạn đầu từ đến 2020 mức độ xâm nhập mặn diễn mạnh đảo, với mức tăng 4,87% đến 6,68% so với năm 2011 (bảng 19) Sự tăng đột biết vòng năm hai nhà máy khai thác nƣớc ngầm đảo đạt 100% công suất Nhƣng từ sau giai đoạn 2020 đến 2050, sau 30 năm mức độ xâm nhập thay đổi theo chiều ngƣợc lại, giảm 1,1% đến 2,12% so với năm 2020 Hiện tƣợng giả thuyết tốn khơng thay đổi lƣợng khai thác nƣớc ngầm so với năm 2020, thay đổi chủ yếu biến đổi lƣợng mƣa mực nƣớc biển dâng từ 0,08m đến 0,26m Tuy nhiên, đến giai đoạn 2050 đến 2100 mức nƣớc biển tăng nhanh từ 0,26 mét nên 0,68 mét, lƣợng mƣa thay đổi lớn, lƣợng nƣớc nhiễm mặn tiếp tục giảm xuống 1,73% đến 2,92% sau 50 năm 106 4.2.1 Nhóm kịch cao A2 Kịch phát thải cao A2 mô tả giới khơng đồng quy mơ tồn cầu, có tốc độ tăng dân số cao, sử dụng tối đa lƣợng hóa thạch Đây kịch xấu mà nhân loại cần phải nghĩ đến Theo kịch thay đổi nhiệt độ, lƣợng mƣa, mực nƣớc biển diễn biến nhƣ sau: Bảng 20 Mức tăng số yêu tố so với thời kỳ 1980-1999 Mức tăng theo năm Kịch Nhiệt độ (oC) A2 Mực nƣớc biển Lƣợng mƣa (%) (cm) 2020 2050 2100 2020 2050 2100 2020 2050 2100 0,6 1,3 3,1 0,7 1,6 3,7 30 102 (Nguồn: Viện khoa học Khí tượng thuỷ văn Mơi trường 2012) Bảng 21 Mức thay đổi lượng mưa đảo Phú Quý ứng với kịch cao (A2) so với thời kỳ 1980-1999 Tháng Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Đơn vị (%) 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 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 2100 -16,0 -15,8 -35,4 -9,8 -4,3 4,4 -1,3 3,1 3,2 18,4 23,4 -20,5 (Nguồn: Viện khoa học Khí tượng thuỷ văn Mơi trường 2012) Tƣơng tự, sử dụng mô hình GMS để tính tốn mức độ xâm nhập mặn đảo Phú Quý ứng với họ kịch A2 Việc đánh giá tác động nƣớc biển dâng điều kiện tƣơng lai đến xâm nhập mặn nƣớc ngầm đảo với số liệu thông số sau: 107 + Các thông số mô hình giữ nguyên theo trình hiệu chỉnh kiểm nghiệm; + Sử dụng số liệu mƣa, bốc trung bình tháng nhiều năm thay đổi theo kịch nƣớc biển dâng kết hợp với yếu tố khí hậu tƣơng lai; + Số liệu lƣu lƣợng khai thác theo năm 2005 có cập nhật thêm lƣu lƣợng khai thác với 100% công suất thiết kế hai nhà máy nƣớc xã Ngũ Phụng (1500 m3/ngày đêm) Long Hải (500 m3/ngày đêm); + Biên biển mực nƣớc trung bình tƣơng lai theo họ kịch A2; + Biên mặn giá trị trung bình giếng ven biển (S=1.6o/oo); Kết tính tốn ảnh hƣởng nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai đến trình nhiễm mặn đảo Phú Quý ứng với họ kịch A2: 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 BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA KHÔ TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN CAO Tỷ lệ nước (%) 41.00 40.75 40.50 40.33 40.30 40.21 40.25 40.00 2020 2050 2100 Thời gian Hình 34 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa khô đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch cao 108 BIỂU ĐỒ TỶ LỆ TRỮ LƯỢNG NƯỚC NGỌT MÙA MƯA TRÊN ĐẢO PHÚ QUÝ THEO HỌ KỊCH BẢN CAO Tỷ lệ nước (%) 61.00 60.50 60.00 59.67 59.70 2020 2050 Thời gian 59.79 59.50 59.00 2100 Hình 35 Biểu đồ tỷ lệ trữ lượng nước đất mùa mưa đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch cao BIỂU ĐỒ TRỮ LƯỢNG NƯỚC BỊ NHIỄM MẶN THEO HỌ KỊCH BẢN CAO Trữ lượng (10^3m^3) 690.0 HT 2011 năm 2020 năm 2050 năm 2100 670.0 650.0 630.0 610.0 590.0 I II III IV V VI VII VIII Thời gian IX X XI XII Hình 36 Biểu đồ tổng lượng nước ngầm nhiễm măn đảo Phú Quý tương lai theo họ kịch cao 109 Bảng 22 Đánh giá mức tăng trữ lượng nước nhiễm mặn tương lai so với trạng trung bình nhiều năm theo kịch cao A2 Mức tăng so kịch (%) 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 Tháng 6,05 5,71 4,64 Tháng 6,43 5,95 5,29 Tháng 6,45 6,11 5,44 Tháng 6,16 5,82 5,15 Tháng 6,16 5,82 5,15 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 Kết tính tốn ứng với kịch phát thải cao A2 phân phối trữ lƣợng nguồn nƣớc đảo biến động phức tạp theo tháng năm theo năm (hình 33) Phân phối trữ lƣợng nƣớc năm diễn biến phức tạp, với trữ lƣợng nƣớc lớn vào hai tháng 10 11, nhỏ vào tháng tháng Từ tháng - trữ lƣợng nƣớc tăng nên sau giảm nhẹ vào tháng tháng 9, sau tăng nhanh vào tháng 10 Sự phân phối có quan hệ 110 chặt với biến trình mƣa đảo khơng có thay đổi xu nƣớc ngầm tƣơng lai Sự phức tạp diễn biến nƣớc ngầm thể qua giai đoạn từ đến cuối kỷ Giai đoạn từ đến năm 2020, nhà máy nƣớc đảo hoạt động khai thác với 100% công xuất, nƣớc biển dâng nhỏ khoảng 0,09m, lƣợng mƣa thay đổi (giảm 0,2 đến 5,9% vào tháng mùa khô, tăng 0,5 đến 4,1% vào tháng mùa mƣa) dẫn đến trữ lƣợng nƣớc ngầm giảm mạnh, giảm mạnh vào tháng Giai đoạn từ năm 2020 đến 2100 không tăng thêm lƣợng khai thác, mực nƣớc biển tăng khác lớn (1,02m vào năm 2100), lƣợng mƣa tăng từ 3,1 đến 23,4% vào tháng mùa mƣa, giảm từ 1,3 đến 20,5% vào tháng mùa khô dẫn đến trữ lƣợng nƣớc lai tăng lên so với năm 2020 Qua phân tích cho thấy nƣớc ngầm đảo tăng nên dƣới tác động nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai, sụt giảm giai đoạn trƣớc năm 2020 chủ yếu tăng lƣợng khai thác Sự tác động nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai thể kết thay đổi cán cân trữ lƣợng nƣớc hai mùa hình 34 hình 35 Dƣới tác động tổng hợp yếu tố khí hậu tƣơng lai cuối kỷ tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc mùa mƣa tăng từ 59,67% năm 2020 đến 59,79% năm 2100 Ngƣợc lại, tỷ lệ trữ lƣợng nƣớc mùa khô tƣơng 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 nƣớc 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 năm hai nhà máy khai thác nƣớc ngầm đảo đạt 100% công suất Nhƣng từ sau giai đoạn 2020 đến 2050, sau 30 năm mức độ xâm nhập thay đổi theo chiều ngƣợc lại, giảm 0,2% đến 0,85% so với năm 2020 Hiện tƣợng giả thuyết toán không thay đổi lƣợng khai thác nƣớc ngầm so với năm 2020, thay đổi chủ yếu biến đổi lƣợng mƣa mực nƣớc biển dâng từ 0,09m đến 0,3m Tuy nhiên, đến giai đoạn 2050 đến 2100 mức nƣớc biển tăng nhanh từ 111 0,3 mét nên 1,02 mét, lƣợng mƣa thay đổi lớn, lƣợng nƣớc nhiễm mặn tiếp tục giảm xuống 0,14% đến 1,14% sau 50 năm 112 KẾT LUẬN 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 dịng chảy mặt Do đó, nƣớc ngầm có vai trị lớn sinh hoạt sản xuất ngƣời dân đảo Nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai khơng làm thay đổi đáng kể phân bố nƣớc ngầm năm Trong tƣơng lai trữ lƣợng nƣớc đảo tăng nên dƣới tác động nƣớc biển dâng kết hợp với điều kiện khí hậu tƣơng lai Sự sụt giảm nƣớc năm 2020 tăng lƣợng khai thác Sự suy giảm lƣợng nƣớc giai đoan chứng tỏ lƣợng nƣớc ngầm nhạy với khai thác đảo Cho thấy vai trò quan trọng việc quản lý, qui hoạch khai thác bên vững nƣớc ngầm tƣơng lai Nghiên cứu tính toán nƣớc ngầm đảo cho thấy nƣớc ngầm đáp ứng đƣợc nhu cầu sinh hoạt sản xuất ngƣời dân đảo, trữ lƣợng nƣớc đảo vào khoảng đến triệu m3 Hiện tƣợng nhiễm mặn xảy chủ yếu phần phía bắc phía nam (bãi biển Triều Dƣơng) đảo Ngồi cịn có vài khu vực có mức độ khai thác nƣớc ngầm lớn nhƣ phía tây nam đảo thuộc xã Tam Thanh, khu vực hai nhà máy nƣớc 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 cịn tồn số nhƣợc điểm nhƣ: chƣa đánh giá đƣợc tác động của yếu tố cực đoan tƣơng lai nhƣ: hạn hán, nƣớc biển dâng gió mùa, nƣớc biển dâng sóng, nƣớc biển dâng bão; chƣa đánh giá đƣợc ảnh hƣởng chế độ thủy triều đến nguồn nƣớc ngầm đảo 113 Với đặc điểm tài nguyên nƣớc ngầm đảo hạn chế nghiên cứu, tác giả kiên nghị: + Do nƣớc ngầm đảo nhạy với thay đổi lƣợng khai thác nên nhà quan lý cần có giám sát chặt chẽ việc khai thác nƣớc ngầm đảo; + Cần có nghiên cứu bổ sung nƣớc ngầm đảo, đặc biệt nghiên cứu tác động cực đoan khí tƣơng, hải văn đến nƣớc ngầm đảo 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ tài nguyên môi trƣờng (2009), Kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Bộ tài nguyên môi trƣờng (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 ̣a chấ t thủy văn (Giáo trình Cao học Nghiên cứu sinh).; Trƣờng Đa ̣i Ho ̣c Mỏ Điạ chấ t ; 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 lƣợng 24.000m3/ngày); Lƣu trữ Ban quản lý Dự án cấp nƣớc vệ sinh mơi trƣờng Cơng ty tƣ vấn GHD - Chính phủ Úc - Gutterdge Haskin & Davey Pty Ltd Liên đồn ĐCTV-ĐCCT miền Nam Ngơ Đức Chân, 2006, báo cáo chun đề “Mơ hình NDĐ vùng Cơn Đảo”; Lƣu trữ Sở Tài nguyên Môi trƣờng tỉnh BR - VT Liên đồn ĐCTV-ĐCCT miền Nam Ngơ Đức Chân, 2006, báo cáo chun đề “Mơ hình NDĐ vùngTân Hương - Long An” Ngô Đức Chân Nguyễn Thị Sinh, 2002; báo cáo khoa học đề tài cấp Viện “Mơ hình dịng nƣớc dƣới đất thành phố Hồ Chí Minh”; Lƣu 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"; Lƣu Thƣ viện Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Nam 10 12.000m3/ngày); Lƣu trữ Cục Quản lý Tài nguyên nƣớc Liên đoàn ĐCTVĐCCT miền Nam 11 Trần Minh nnk, 2000; Báo cáo “Mơ hình quản lý nước đất tỉnh Cần Thơ”, Lƣu 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 PHỤ LỤC 116 Bảng Trữ lượng nước ngầm khôi phục khứ tháng đảo Phú Quý (103 m3) Năm Loại trữ lƣợng Tổng lƣợng dƣới đất 2003 Tổng lƣợng nhiễm mặn II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 7622,3 7584,7 7561,6 7551,0 7535,6 7613,2 7632,8 7624,0 7613,7 7666,5 7709,7 7702,6 660,4 672,0 689,8 700,3 718,1 695,1 683,6 681,4 684,6 678,3 666,8 664,7 Tổng lƣợng nƣớc 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 lƣợng dƣới 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 2004 Tổng lƣợng nhiễm mặn 669,9 680,4 690,9 703,5 720,2 710,9 703,5 707,7 705,6 703,5 705,6 712,9 Tổng lƣợng nƣớc 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 lƣợng dƣới 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 2005 Tổng lƣợng 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 lƣợng nƣớc 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 lƣợng dƣới 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 2006 Tổng lƣợng nhiễm mặn 2007 I 739,3 746,5 758,0 762,2 767,5 769,6 762,3 757,0 754,9 742,4 724,5 728,7 Tổng lƣợng nƣớc 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 lƣợng dƣới 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 lƣợng nhiễm mặn 715,1 724,5 742,3 759,1 117 758,1 729,8 712,0 700,4 688,8 693,0 685,7 686,7 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHƢƠNG VĂN HẢI ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC BIỂN DÂNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC NGẦM HUYỆN ĐẢO PHÚ QUÝ Chuyên ngành: Thủy Văn Mã số: 60 44 90 LUẬN VĂN THẠC... nƣớc ngầm đảo 92 3.5 Tính tốn trữ lƣợng nƣớc ngầm đảo Phú Quý 94 CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG NƢỚC BIỂN DÂNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TƢƠNG LAI ĐẾN TÀI NGUYÊN NƢỚC NGẦM TRÊN HUYỆN ĐẢO PHÚ... 2.4.2.3 Xác định trữ lƣợng tài nguyên nƣớc ngầm đảo Phú Quý 66 2.4.3 Đánh giá ảnh hƣởng nƣớc biển dâng điều kiện khí hậu tƣơng lai đến tài nguyên nƣớc ngầm đảo Phú Quý 66 CHƢƠNG ỨNG