Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn ở vùng Tứ Giác Long Xuyên

Nghiên cứu ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN XÂM NHẬP MẶN Ở VÙ NG TỨ GIÁ C LONG XUYÊN Trần Quang Hợp, Nguyễn Thị Thùy Linh Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Tóm tắt Chế độ thủy văn Tứ Giác Long Xuyên chịu chi phối mạnh chế độ dòng chảy thượng nguồn sơng Mê Cơng, chế độ dịng chảy vùng đồng sông Cửu Long, chế độ mưa nội đồng thủy triều Độ dốc lịng sơng nhỏ, địa hình phẳng, gây khó khăn việc lũ, tạo điều kiện thuận lợi cho nước mặn xâm nhập sâu vào dịng kênh rạch nội đồng Xâm nhập mặn nước biển chảy ngược vào kênh tăng lên nước biển dâng làm giảm chất lượng nước gây bất lợi cho vùng Tứ Giác Long Xuyên Bài báo nghiên cứu sở phương pháp đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn vùng TGLX năm gần Từ khoá: Biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn, Tứ Giác Long Xuyên The impacts of climate change to salinity intrusion in the Long Xuyen quadrangle Hydrologic system of the Long Xuyen Quadrangle is strongly influenced by the upstream flow regime of the Me Kong River, flow system of the Mekong Delta, rainfall regime and tidal regime The slope of the river bed, flat terrain bring some difficulties in flood drainage process It also brings advantage conditions for saline intrudes deeply into mainstream and inland canals Salinity intrusion due to the flowing back of sea water into the canals, because of the rising sea level that reduces the quality of fresh water, which is detrimental to the Long Xuyen Quadrangle This article has investigated and showed the basis and methods of assessing the impact of climate change on salinity intrusion in the Long Xuyen Quadrangle area in recent years Keywords: Climate change, Salinity intrusion, Long Xuyen Quadrangle Mở đầu lớn năm 1998 24,1 ‰, Từ năm Vùng Tứ giác Long Xuyên có diện 2001 - 2005 liên tục xuất độ mặn tích rộng gần 499.000 với tổng dân ≥ 20‰, năm 2010 lên 23‰ Năm mặn số 2,38 triệu người (theo số liệu thống kỷ lục 2016 quan trắc Rạch Giá kê năm 2015), bao gồm 15 đơn vị hành đạt đến 30‰ Đây năm có độ mặn cấp huyện thuộc tỉnh An Giang, xâm nhập sâu vào sông, sâu Kiên Giang TP Cần Thơ Trong kỳ năm trước Trên địa 80% dân số sống khu vực nông thôn bàn tỉnh Kiên Giang dọc theo sông Cái với nghề nơng [3] Lớn xâm nhập sâu lên đến 65 km Trên Hiện tượng xâm nhập mặn xuất hệ thống kênh Rạch Giá - Long Xuyên, mạnh mẽ năm gần đây, phân kênh Cái Sắn Địn Dong nước mặn tích chuỗi số liệu quan trắc mặn xâm nhập từ - 10 km, với nồng độ ảnh từ năm 1991 nhận thấy: độ mặn có xu hưởng đến lúa đo - 5‰ Độ mặn tăng, năm xuất độ mặn kênh Tám Ngàn (tại ranh giới An Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 17 - năm 2017 99 Nghiên cứu Giang - Kiên Giang khu vực tiếp giáp kênh Rạch Giá - Hà Tiên) mức 1,4‰ Tại khu vực bến phà Vàm Rầy cũ (kênh Rạch Giá - Hà Tiên) vị trí cầu Sóc Triết (kênh Tri Tơn), độ mặn 1,3‰ Tại cầu Tân Tuyến (kênh 10), cầu Tân Vọng (ranh An Giang - Kiên Giang), cầu Kênh Ranh (ngã ba kênh Ninh Phước - kênh Tri Tơn) cầu Tân Chí Thành (cách cầu Xã Diễu phía Kiên Giang khoảng 2,5 km), độ mặn 1,2‰ Đến ngày 23 tháng 2, độ mặn trạm Thoại Giang 3, Kiên Hảo, Mỹ Hiệp Sơn, Vĩnh Điều, Xã Diễu, Cây Gòn, Vĩnh Cầu Phú Lâm từ 1,2 - 1,5‰ [2] VÙNG TGLX Hình 1: Bản đồ hành vùng Tứ giác Long Xuyên Cơ sở phương pháp đánh giá Theo tính tốn Ủy hội sơng Mê Cơng Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu, lưu lượng mùa cạn trạm Kratie có xu hướng tăng theo giai đoạn: Kịch A2 (tương ứng với RCP8,5) giai đoạn 2010 - 2019 tăng 3,8%, giai đoạn 2020 - 2029 tăng 16,5%, giai đoạn 2030 - 2039 tăng 8,1%, giai đoạn 2040 - 2049 tăng 17,6% Kịch B2 (tương ứng với RCP6.0) giai đoạn 2010 - 2019 giảm - 4,5%, giai đoạn 2020 - 2029 tăng 13,6%, giai đoạn 2030 - 2039 100 tăng 11,2%, giai đoạn 2040 - 2049 tăng 3,5% [1, 4] Vì vậy, tổng hợp tốn tính tốn ảnh hưởng BĐKH đến xâm nhập mặn sau: Phương án Thời kỳ nền: mô tả lại diễn biến trận mặn lớn 1998; Kết tính tốn theo phương án lấy làm sở để so sánh với kết tính tốn theo phương án tính tốn khác 1, Phương án A1 giai đoạn 2010 2020: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ tăng Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 Nghiên cứu 3,8%, kịch RCP 8,5 mức nước biển dâng cm; 2, Phương án A2 giai đoạn 2021 2030: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷlệ tăng 16,5%, kịch RCP 8,5 mức nước biển dâng 12 cm; 3, Phương án A3 giai đoạn 2031 2040: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ tăng 8,1%, kịch RCP8,5 mức nước biển dâng 18 cm; 4, Phương án A4 giai đoạn 2041 2050: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ tăng 17,6%, kịch RCP 8,5 mức nước biển dâng 25 cm; 5, Phương án A5 giai đoạn 2011 2020: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ giảm -4,5%, kịch RCP 6,0 mức nước biển dâng cm; 6, Phương án A6 giai đoạn 2021 2030: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ tăng 13,6%, kịch RCP 6,0 mức nước biển dâng 11 cm; 7, Phương án A7 giai đoạn 2031 2040: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ tăng 11,2%, kịch RCP 6,0 mức nước biển dâng 16 cm; 8, Phương án A8 giai đoạn 2041 2050: mô tả diễn mặn hệ thống ứng với lũ Kratie năm 1998 với tỷ lệ tăng 3,5%, kịch RCP 6,0 với nước biển dâng 22 cm Quá trình, đặc trưng dòng chảy trạm thủy văn Kratie phương án tính tốn trình bày hình 2, bảng 1, [2; 4] Hình 2: Quá trình dịng chảy Kratie 1998 thời kỳ, kịch A2 (RCP 8,5) Hình 3: Q trình dịng chảy Kratie 1998 thời kỳ, kịch B2 (RCP 6,0) Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 101 Nghiên cứu Bảng 1: Các đặc trưng dòng chảy, mực nước ứng với thời kỳ, kịch A2 (tương ứng RCP 8,5) Đặc trưng/Thời kỳ Q ngày 1998 (m3/s) Kratie H thủy triều (m) 2020 3,8 % 0,08 2030 16,5 % 0,09 2040 8,1 % 0,18 2050 17,6 % 0,25 Bảng 2: Các đặc trưng dòng chảy ứng với thời kỳ, kịch B2 (tương ứng RCP 6,0) Đặc trưng/Thời kỳ Q ngày 1998 (m /s) Kratie H thủy triều (m) 2020 2030 2040 2050 -4,5 % 13,6 % 11,2% 3,5% 0,07 0,11 0,16 0,22 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Để đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu tới xâm nhập mặn vùng TGLX áp dụng mơ hình thủy lực Mike 11 Mơ hình hiệu chỉnh theo số liệu thực đo vào tháng mùa khô năm 1998, 2011 Cụ thể, thời gian hiệu chỉnh mơ hình từ tháng - năm 1998 kiểm định mơ hình từ tháng - năm 2011 Đặc trưng hiệu chỉnh cho toán mặn gồm mực nước độ mặn số trạm khu vực nghiên cứu Phân tích hệ số NSI hiệu chỉnh kiểm định mực nước mặn cho thấy mực nước tính tốn phù hợp với số liệu thực đo biên độ dao động lẫn giá trị tuyệt tuyệt đối Chênh lệch số liệu thực đo kết mô khoảng từ 5÷10 cm Kết tính tốn độ mặn tương đối phù hợp với kết thực đo, nhiên sai số hiệu chỉnh kiểm định độ mặn lớn so với kết hiệu chỉnh kiểm định mực nước Tại trạm độ mặn lên xuống gần trùng pha với thuỷ triều Từ kết hiệu chỉnh kiểm định cho số liệu mực nước, độ mặn trạm, với hệ số NSI lớn, ≥ 0,85, áp dụng mơ hình tính tốn cho kịch biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn vùng nghiên cứu 102 Kết đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến xâm nhập mặn Sử dụng kết tính tốn mực nước biển dâng thay đổi dòng chảy hạ lưu sông Mê Công để đánh giá thay đổi xâm nhập mặn hạ lưu sông Mê Công thông qua thay đổi mức độ nhiễm mặn 1‰, 4‰ [2] Thơng qua phân tích, so sánh kết tính tốn chiều dài xâm nhập độ mặn 1‰ 4‰ điều kiện BĐKH (kịch RCP8,5 RCP 6,0), rút số nhận định sau: - Theo kịch bản, chiều dài xâm nhập độ mặn 1‰ 4‰ sông Kênh Rạch Giá - Long Xuyên tăng lớn nhất, kênh ảnh hưởng lớn từ triều Xẻo Rô sông Cái Bé, nguồn nước lấy từ thượng nguồn qua kênh nhỏ hơn; - Mức tăng thời kỳ 2041 2050 cao so với thời kỳ 2020 - 2039 mức giảm lưu lượng thượng nguồn thời kỳ 2020 - 2039 thấp thời kỳ 2041 - 2050 Đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn vùng nghiên cứu, nhận thấy 15 huyện vùng TGLX bị ảnh hưởng xâm nhập mặn huyện Kiên Lương có độ mặn 4‰ bao trùm tồn huyện Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 Nghiên cứu Hình 4: Xâm nhập mặn TGLX (kịch nền) Hình 5: Bản đồ xâm nhập mặn vùng TGLX ứng với kịch RCP 8,5 năm 2030 nước biển dâng 12cm Hình 6: Bản đồ xâm nhập mặn vùng TGLX ứng với kịch RCP 6,0 năm 2030 nước biển dâng 11cm Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 103 Nghiên cứu Việc đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn đến sử dụng đất vùng TGLX thực thông qua chồng lớp đồ đường ranh giới độ mặn 1‰, 4‰ với đồ sử dụng đất năm 2010 Kết đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn đến chiều dài, diện tích loại đất cho thấy: - Vào thời kỳ năm 2030 tới, với kịch phát thải cao (RCP8,5) diện tích đất lớn bị ảnh hưởng độ mặn lớn 4‰ khoảng 2098 km2, chiếm 43% diện tích đất tự nhiên vùng TGLX, tăng 209 km2 so với thời kỳ 1991 - 2000; diện tích chịu ảnh hưởng độ mặn lớn 1‰ khoảng 2368 km2, chiếm 48,4% diện tích tự nhiên, tăng 261 km2 Với kịch phát thải trung bình (RCP 6,0) diện tích đất lớn bị ảnh hưởng độ mặn lớn 4‰ khoảng 2024 km2, chiếm 41% diện tích đất tự nhiên vùng TGLX, tăng 134 km2 so với thời kỳ 1991 - 2000; diện tích chịu ảnh hưởng độ mặn lớn 1‰ khoảng 2230 km2, chiếm 45% diện tích tự nhiên, tăng 124km2 Kết luận vùng Tứ giác Long Xuyên” Bài báo cho thấy bên cạnh thuận lợi mà tự nhiên đem lại TGLX phải ln đối mặt với khơng khó khăn hạn chế điều kiện dòng chảy tài nguyên sinh vật, phù sa phải chịu tác động, thách thức không nhỏ khôn lường từ hoạt động thượng lưu, biến đổi khí hậu mực nước biển dâng Bài báo tính tốn, đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn vùng ven biển TGLX năm gần Dòng chảy mùa cạn thiếu hụt dẫn đến tượng xâm nhập mặn gia tăng, từ ảnh hưởng đến sử dụng đất ngành kinh tế Kết báo tài liệu tham khảo cho nhà quản lý, nhà khoa học công tác nghiên cứu tài nguyên nước, quản lý nhà nước tài nguyên nước vùng TGLX TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Tài ngun Mơi trường, “Kịch biến đối khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, 2016” [2] PGS.TS Trần Hồng Thái, Chương trình KHCN cấp nhà nước KHCNBĐKH/11-15 “Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến biến đổi tài nguyên nước đồng sông Cửu Long”, 2013; [3] Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, “Nghiên cứu xâm nhập mặn phục vụ phát triển KTXH ĐBSCL” 2004; [4] IPCC, “Báo cáo Ủy ban liên Chính phủ biến đổi khí hậu”, 2007 Bài báo trình bày phần nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sở khoa học, lựa chọn số giải pháp cơng trình chủ yếu giải toán cân nước, thoát lũ xâm nhập mặn ứng phó với biến đổi khí hậu BBT nhận bài: Ngày 10/6/2017; Phản biện xong: Ngày 27/6/2017 104 Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 17 - năm 2017 ... mực nước, độ mặn trạm, với hệ số NSI lớn, ≥ 0,85, áp dụng mơ hình tính tốn cho kịch biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn vùng nghiên cứu 102 Kết đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến xâm nhập mặn Sử dụng kết... lưu, biến đổi khí hậu mực nước biển dâng Bài báo tính tốn, đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn vùng ven biển TGLX năm gần Dòng chảy mùa cạn thiếu hụt dẫn đến tượng xâm nhập mặn. .. Việc đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn đến sử dụng đất vùng TGLX thực thông qua chồng lớp đồ đường ranh giới độ mặn 1‰, 4‰ với đồ sử dụng đất năm 2010 Kết đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn đến chiều