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 cịn 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 ngịi, 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 phịng 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 ... 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