4. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
1.3. ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG XÂM NHẬP TRIỀU, MẶN Ở KHU VỰC
Hồng – Thái Bình
1.3.1. Đánh giá hiện trạng xâm nhập triều mặn vùng đồng bằng sông Hồng – Thái Bình
1.3.1.1. Đánh giá chung về hiện trạng xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình
Vùng cửa các con sông đổ ra biển là nơi xảy ra sự tƣơng tác của dòng nƣớc ngọt từ thƣợng lƣu dồn về và dòng nƣớc mặn do thủy triều từ biển lấn sâu vào trong sông gây ra hiện tƣợng nhiễm mặn nƣớc trong sông, còn gọi là xâm nhập mặn. Trên cơ sở kế thừa một số kết quả nghiên cứu đã giới thiệu trên, đề tài đã tập hợp và đánh giá tổng hợp về hiện trạng xâm nhập mặn vào vùng cửa sông Hồng – Thái Bình nhƣ dƣới đây.
Phân mùa xâm nhập mặn
Qua số liệu thực đo, sự diễn biến của độ mặn trong sông biến đổi theo các mùa, nhỏ về mùa lũ, lớn về mùa cạn, tuỳ theo lƣợng nƣớc ngọt từ thƣợng lƣu đổ về và độ lớn của thủy triều, của lƣới sông hay mƣa gió bão ở địa phƣơng.
Độ mặn thay đổi mạnh từ tháng XII năm trƣớc đến hết tháng V năm sau, tăng từ đầu mùa đến giữa mùa rồi lại giảm dần tới cuối mùa (tháng V). Do ảnh hƣởng của hồ Hòa Bình độ mặn trung bình tháng lớn nhất mùa cạn thƣờng xảy ra vào tháng I; II (chiếm 78 %) số trạm đo, so với thời kỳ chƣa có hồ Hòa Bình độ mặn trung bình tháng lớn nhất mùa cạn lại thƣờng xảy ra vào tháng III. Sau khi có hồ Hòa Bình, độ mặn lớn nhất năm thƣờng tập trung xuất hiện vào tháng I còn trƣớc khi có hồ Hòa Bình độ mặn lớn nhất xuất hiện rải rác ở tất cả các tháng trong mùa cạn.
Sự thay đổi độ mặn chịu sự chi phối của nguồn nƣớc ngọt từ thƣợng nguồn chảy về. Cụ thể, trƣớc khi có hồ Hòa Bình (thời kỳ 1965 – 1985) khi mùa lũ đã chấm dứt, lƣợng nƣớc trữ trong sông vẫn còn phong phú nên mặc dù độ mặn đã bắt đầu xâm nhập nhƣng ở mức độ thấp. Đến giữa hoặc gần cuối mùa cạn, là lúc lƣợng nƣớc ngọt từ thƣợng nguồn chảy về, đã cạn kiệt nhất nên độ mặn lớn nhất xảy ra trong thời kỳ này. Khi kết thúc mùa cạn, lƣợng nƣớc thƣợng nguồn bắt đầu đƣợc tăng cƣờng vào đầu mùa lũ, độ mặn bị đẩy dần ra biển. Sau khi có hồ Hòa Bình hoạt động điều tiết (1992 – nay), lƣợng nƣớc đƣợc khống chế điều tiết nên độ mặn lớn nhất lại tập trung chủ yếu vào tháng I, xem bảng 1.2 thống kê diễn biến độ mặn một số vị trí trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình.
Bảng 1.2. Độ mặn lớn nhất và thời gian xuất hiện [1], [8]
Trƣớc khi có hồ (trƣớc 1985) Sau khi có hồ (1992 - nay)
Trạm Smax (‰) Thời gian Smax (‰) Thời gian
xuất hiện xuất hiện
Đồn Sơn 27,2 II/1964 22,9 XII/1994
Cửa Cấm 32,7 XII/1967 20,24 I/2006
Kiến An 28,5 I/1967
Cao Kênh 20,2 II/1967 5,37 I/1994
Bến Triều 10,1 II/1964 0,072 V/1992
An Phụ 0,098 III/1965 0,220 V/1993
An Sơn 16,5 I/1970
An Bài 4,03 III/1964
Kinh Khê 21,6 I/1970 17,8 I/2005
Trung Trang 3,43 I/1966 1,85 I/1993
Quảng Đạt 0,403 III/1969
Bá Nha 0,589 III/1966 0,180 III/1993
Ngọc Đỉểm 0,250 III/1966
Đông Xuyên 32.6 XII/1972 19,7 I/2004
Trƣớc khi có hồ (trƣớc 1985) Sau khi có hồ (1992 - nay)
Trạm Smax (‰) Thời gian Smax (‰) Thời gian
xuất hiện xuất hiện
Sông Mới 14,1 XII/1967 4,7 I/1993
Quý Cao 15,4 XII/1966
Định Cƣ 31,2 II/1979 26,0 I/2005
Ngũ Thôn 22,7 I/1970 22,2 I/2005
Phúc Khê 0,26 IV/1970 13,8 I/2004
Cao Mật 28,3 I/1970
Ba Lạt 24,1 V/1972 28,5 I/2006
Dƣơng Liễu 11,5 I/1965 2,90 I/2004
Liễu Đề 14,3 II/1964
Phú Lễ 31.5 III/1985 29,7 I/2006
Nhƣ Tân 22,3 I/1972 28,9 I/2005
Kim Đài 13,8 II/1966
Chất Thành 5,63 III/1966
Khoảng cách xâm nhập mặn vào các nhánh sông
Độ mặn có xu hƣớng tăng ở dòng chính sông Hồng và giảm phía sông Thái Bình. Khả năng bổ sung lƣu lƣợng về mùa cạn của hồ chứa Hoà Bình đã cải thiện tình hình xâm nhập mặn.
Việc sử dụng nƣớc cho nông nghiệp không tăng nhiều so với mức cơ bản, các nhu cầu dùng nƣớc cho sinh hoạt và công nghiệp tăng chƣa nhanh, mặt khác có thể xử lý thu hồi dùng lại 90 %, và việc có thêm hồ Sơn La thì tình hình nƣớc mùa cạn ở hạ lƣu sông Hồng, sông Thái Bình đƣợc cải thiện lớn hơn nhiều.
Tính trung bình nhiều năm từ chuỗi số liệu đo đạc, chiều dài xâm nhập mặn 1‰ xa nhất trên sông Thái Bình 13 - 49 km (tuỳ từng phân lƣu), Ninh Cơ 36 km, Trà Lý 51 km, Đáy 41 km và sông Hồng 14 - 33 km.
Nhìn chung chiều dài xâm nhập mặn sâu nhất là các phân lƣu của hạ du sông Thái Bình từ 8 - 49 km, với độ mặn 4‰ và 1‰.
Xem bảng 1.3 thống kê khoảng cách xâm nhập mặn một số vị trí trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình.
Bảng 1.3. Khoảng cách xâm nhập mặn trên một số sông chính [10]
Khoảng cách xâm nhập mặn TT Sông Thời kỳ (km) S = 4 ‰ S = 1 ‰ 1 Đá Bạch 65-85 03-07 19 - 38 32 - 83 2 Kinh Thầy 65-85 41 68 03-07 28 - 30 34 - 47 3 Văn Úc 65-85 23 37 03-07 16 - 26 23 - 31 4 Thái Bình 65-85 27 44 03-07 8 - 30 13 - 49 5 Hóa 65-85 21 40 03-07 5 - 10 9 - 16 6 Hồng 65-85 30 32 03-07 11 - 23 16 - 31 7 Trà Lý 65-85 21 34 03-07 14 - 33 22 - 51 8 Ninh Cơ 65-85 36 59 03-07 23 - 41 36 - 52 9 Đáy 65-85 22 36 03-07 14 - 36 33 - 41 Nhận xét:
- Nhìn chung trên một số sông, thời kỳ trƣớc khi có hồ khoảng cách xâm nhập mặn vào sâu hơn so thời kỳ sau khi có hồ là do tác động điều tiết bổ sung dòng chảy xuống hạ lƣu từ hệ thống hồ chứa thƣợng lƣu;
- Tuy nhiên, ở một số sông xâm nhập mặn lại vào sâu hơn là do dòng chảy năm những năm đó quá nhỏ nên lƣu lƣợng xả từ hệ thống hồ không đủ để đẩy mặn, ví dụ: trên sông Hồng tại trạm thủy văn Hà Nội năm 2004: Qn = 2950m3/s , 2005: Qn = 3090 m3/s, 2006: Qn = 2830 m3/s so với lƣu lƣợng bình quân nhiều năm Qo = 3470 m3/s nên mặn có điều kiện lấn sâu hơn vào sông.
1.3.1.2. Độ triết giảm độ mặn vào các nhánh sông
Đối với độ mặn trung bình mùa cạn, các sông thuộc hệ thống sông Hồng nhƣ Ninh Cơ, Trà Lý có độ triết giảm nhanh hơn (0,48 và 0,42 ‰/km) so với các sông thuộc hệ thống sông Thái Bình nhƣ Văn Úc, sông Cấm (0,15 và 0,29‰/km). Đặc biệt sông Kinh Thầy có độ mặn truyền vào xa nhất và có độ triết giảm chậm nhất, tại trạm Bến Triều cách biển khoảng 60 km độ mặn trung bình mùa cạn còn đạt đến 0,56 ‰ và độ mặn lớn nhất đạt 10,1‰, trong khi tại trạm Trung Trang (sông Văn Úc) cách biển khoảng 35 km, độ mặn trung bình chỉ còn 0,07 ‰ và độ mặn lớn nhất là 3,43 ‰.
Nhƣ vậy dẫn đến nhận xét là: càng về những năm gần đ y độ mặn trên hệ thống
sông Hồng có u hướng tăng, trong hi trên hệ thống sông Thái ình thì ngược lại, độ mặn có u hướng giảm. Có thể giải thích nguyên nhân này theo kết quả
nghiên cứu của đề tài cấp Bộ 2014 (Hoàng Minh Tuyển) [25], cho thấy: tỷ lệ phân lƣu dòng chảy từ sông Hồng sang sông Đuống (nguồn cấp nƣớc chủ yếu cho sông Thái Bình) tăng từ tỷ lệ 35% đến 45% trong khi tỷ lệ phân lƣu cho hạ lƣu sông Hồng giảm theo tỷ lệ tƣơng ứng (từ 65% giảm xuống 55%).
Trên tất cả các triền sông, độ mặn giảm dần từ biển vào lục địa, song mức độ triết giảm có khác nhau (bảng 1.4).
Bảng 1. 4. Triết giảm độ mặn trên các triền sông [10]
Khoảng Độ mặn S S/km Smax
Sông Đoạn cách (‰) (‰)
(km)
Ninh Cơ Phú Lễ - Liễu Đề 20 9,99 - 0,35 0,48 29,4 - 5,7 Trà Lý Định Cƣ - Ngũ Thôn 9 4,42 - 0,64 0,42 31,2 - 22,7 Thái Bình Đông Xuyên - Cống Rỗ 9 5,74 - 0,84 0,54 29,5 - 21,4 Văn Úc Kinh Khê - Trung Trang 9 1,38 - 0,07 0,15 21,6 - 3,43 Cấm Cửa Cấm - Cao Kênh 19 20,2 - 2,55 0,93 32,7 - 20,2
1.3.2. Đánh giá số liệu và tình hình xâm nhập mặn vùng sông Sò 1.3.2.1. Diễn biến xâm nhập mặn
Trong lƣu vực nghiên cứu không có trạm đo đạc số liệu mặn nhƣng lân cận lƣu vực nghiên cứu có các trạm Phú Lễ (sông Ninh Cơ) và Ba Lạt (sông Hồng) có cùng một điều kiện khí tƣợng thủy văn do đó có thể sử dụng số liệu mặn của các trạm này đề phục vụ tính toán cho lƣu vực nghiên cứu.
Qua thu thập và phân tích số liệu mặn cùng với các quá trình triều tại lƣu vực nghiên cứu cho thấy:
Hàng năm về mùa cạn, lƣu lƣợng nguồn nƣớc ngọt giảm, nƣớc thủy triều dâng cao đƣa nƣớc mặn từ biển Đông thâm nhập sâu vào trong các triền sông, ảnh hƣởng lớn đến việc lấy nƣớc tƣới của các cống đầu mối gây nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp vụ chiêm xuân. Trong 3 con sông cung cấp nguồn nƣớc tƣới chỉ có sông Ninh Cơ do đƣợc khai thác ở đầu nguồn lại nằm xa biển có nguồn nƣớc không bị nhiễm mặn, hai con sông còn lại là sông Hồng và sông Sò do ảnh hƣởng của mặn nên việc khai thác tƣới cho vụ chiêm xuân (từ tháng I đến tháng IV) rất hạn chế.
Theo [7], số liệu quan trắc trong nhiều năm vào các tháng này độ mặn lớn nhất tại một số vị trí cống lấy nƣớc nhƣ sau:
- Trên sông Hồng vào các tháng 2, 3, 4 mặn thƣờng xuyên lên đến cống Ngô Đồng.
- Trên sông Sò: Mặn thƣờng xuyên lên tới đập Nhất Đỗi. Do có đập ngăn mặn Nhất Đỗi mà đoạn đầu nguồn sông Sò không bị nhiễm mặn.
Qua phân tích số liệu mặn nhận thấy, ảnh hƣởng mặn trên hai đoạn sông Hồng và sông Sò (hai đoạn sông chính có thể khai thác nguồn nƣớc ngọt tƣới vụ chiêm xuân) là trở ngại chính, gây bất lợi cho sự ổn định và phát triển của sản xuất nông nghiệp. Mặn không chỉ hạn chế thời gian lấy nƣớc của các cống đầu mối, rò rỉ qua cửa cống gây nhiễm mặn lên tầng đất canh tác trong lƣu vực tƣới mà có khi trực tiếp ảnh hƣởng đến năng suất lúa khi phải sử dụng nguồn nƣớc nhiễm mặn có độ mặn cao.
1.3.2.2. Chọn các năm xâm nhập mặn đặc trưng a) Nguyên tắc chung
Quá trình xâm nhập mặn ở vùng cửa sông phụ thuộc và 2 nhân tố chi phối: Nƣớc ngọt từ thƣợng lƣu và dao động thủy triều. Do vậy, năm bất lợi về xâm nhập mặn, là những năm nƣớc sông thƣợng nguồn ít, nên nguồn nƣớc bổ sung từ thƣợng nguồn không đủ để đẩy mặn, kết hợp với xu thế dâng cao của mực nƣớc triều, làm nƣớc biển xâm nhập vào mạnh và sâu hơn. Tuy nhiên đối với lƣu vực sông Sò, do nguồn nƣớc từ thƣợng lƣu hệ thống sông Hồng có xu hƣớng suy giảm nên quá trình xâm nhập mặn vùng cửa sông bị chi phối trực tiếp của các chu kỳ triều theo thời gian của Vịnh Bắc Bộ.
Phạm vi và mức độ nhiễm mặn nƣớc sông phụ thuộc độ lớn thủy triều, lƣu lƣợng nƣớc sông và điều kiện địa hình lòng và bãi sông. Độ mặn trong vịnh Bắc Bộ là trị số tƣơng đối ổn định và dao động trong khoảng 32 - 33‰, trong khi độ mặn tự nhiên của nƣớc sông chỉ vào khoảng 0,01 - 0,02‰.
b Xác định các năm m nhập mặn đặc trưng
Lƣu vực sông Sò là lƣu vực khép kín có đê, cống bao bọc nên trong mùa cạn chỉ chịu tác động xâm nhập mặn vào trong nội đồng khi mở cửa cống lấy nƣớc từ sông Hồng và sông Ninh Cơ. Do vậy có thể sử dụng số liệu xâm nhập mặn của 2 sông Hồng và Ninh Cơ để xác định mức độ xâm nhập mặn có tác động gián tiếp đến hệ thống sông Sò. Số liệu mặn đƣợc lấy từ trạm Ba Lạt (sông Hồng), Phú Lễ (sông Ninh Cơ) là 2 trạm liền kề và phản ánh tƣơng đối sát thực tiễn diễn biến chế độ xâm nhập mặn hệ thống sông ngoài lƣu vực nghiên cứu.
Về diễn biến năm bất lợi nhất về xâm nhập mặn tại khu vực Nam Định, ngày 19/01/2006, trong Báo cáo khẩn của Cục Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn [8] cho biết, số liệu quan trắc trong nhiều năm vào các tháng này độ mặn lớn nhất tại một số vị trí cống lấy nƣớc nhƣ sau: “Tại Nam
Định, nước mặn đã lấn s u vào sông trên địa bàn tỉnh. Ranh giới mặn trong đợt triều cường ngày 19/01/2006 đã cách cửa biển 40 m, năm mặn vào s u nhất trong 30 vụ Đông Xu n gần đ y. X m nhập mặn trên sông Ninh Cơ Nam Định trong đợt triều từ 11-19/01 ranh giới mặn là 1 , tức nước mặn đã lên đến cống Rộc cách cửa biển 40 m . Trong những vụ Đông Xu n trước, ranh giới mặn
1 của sông này chỉ lên đến cống Trệ hoặc cống Đối cách cửa biển hoảng 25- 30km). Trong 2 vụ Đông Xu n 2003-2004 và 2004-2005, ranh giới mặn cũng chỉ lên tới cống Múc 1 hoặc cống Múc 2 cách cửa biển hoảng 38 m . iện
nay, do lưu lượng các sông ô, Thao thấp, lượng ả của 2 hồ òa ình, Thác à hông đều các giờ trong ngày, dòng cơ bản của sông ồng thấp nên mực nước của à Nội vừa qua hông đạt 2,2-2,5m. o vậy, mặn với nồng độ cao đã lấn s u vào nội địa trong nhiều thời điểm ở vùng ven biển, cửa sông. Nước thấp cũng hiến cho lượng nước lấy vào các hệ thống công trình thủy lợi rất hó khăn. Nhiều trạm bơm hông bơm được hoặc hông đủ nước bơm mặc dù đã giảm tối đa số máy….”
Dựa trên chuỗi số liệu mặn thực đo đầy đủ nhất tại 2 trạm Ba Lạt và Phú Lễ đã chọn đƣợc 3 năm đặc trƣng: Xâm nhập mặn sâu nhất, trung bình và thấp.
Bảng 1.5. Độ mặn thực đo lớn nhất các tháng mùa cạn tại 2 trạm Ba Lạt và Phú Lễ [8]
Độ mặn lớn nhất tháng tại Ba Độ mặn lớn nhất tháng tại Trung
Lạt (sông Hồng) Phú Lễ (sông Ninh Cơ) bình
(‰) (‰)
Năm
Trung bình Trung Trung
I II III I II III bình mùa bình 2
mùa cạn cạn trạm
2006 24.0 21.5 11.5 19.2 28.5 28.0 26.8 27.8 23.5
2002 19.2 16.4 15.7 17.1 22.1 19.4 17.7 19.7 18.4
2000 16.5 13.3 12.1 14.0 19.2 16.0 14.6 16.6 15.3
Căn cứ kết quả lập trong bảng 1.5, các năm đặc trƣng về xâm nhập mặn cho lƣu vực sông Sò đƣợc xác định nhƣ sau [8] :
Năm 2006: Năm xâm nhập mặn sâu nhất (bất lợi nhất) với độmặn lớn nhất trung bình S = 23,5‰
Năm 2002:Năm xâm nhập mặn trung bình, S = 18,4‰ Năm 2000:Năm xâm nhập mặn thấp, S = 15,3‰
Hình 1.3 và 1.4 giới thiệu 2 quá trình xâm nhập mặn lớn nhất tại trạm thủy văn Ba Lạt (sông Hồng) và Phú Lễ (sông Ninh Cơ).
Hình 1.3. Biểu đồ diễn biến mặn tháng 01/2006 tại trạm Ba Lạt (sông Hồng)
Hình 1.4. Biểu đồ diễn biến mặn tháng 01/2006 tại trạm Phú Lễ (sông Ninh Cơ)
1.3.2.3. Phân cấp dạng mưa, triều và mặn đặc trưng
Nhƣ đã phân tích, hiện tƣợng mặn xâm nhập sâu xảy ra vào mùa cạn (tháng XII-V, mạnh mẽ từ tháng I-IV), ảnh hƣởng lớn đến hoạt động dân sinh kinh tế trên lƣu vực. Do vậy, cần thiết sử dụng tài liệu mƣa, triều, mặn cho chuỗi thời gian từ tháng I-IV.
1) Lựa chọn mùa mƣa điển hình trong mùa cạn:
Để phân tích độ mặn theo lƣợng mƣa trong mùa cạn từ tháng 1 đến tháng 4, trong luận văn thống nhất chọn dạng mƣa bất lợi từ 1-4/2006 để làm mô hình mƣa cho 3 trƣờng hợp: năm mặn xâm nhập sâu nhất, trung bình và thấp nhất theo phƣơng pháp thu phóng. Tỷ lệ thu phóng đƣợc tính theo quan hệ: