3.2.3. Tác động đến mực nƣớc
Nhƣ đã phân tích, chế độ thủy lực của vùng Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và Kiên Giang nói riêng, thì mực nƣớc phụ thuộc và chế độ dòng chảy từ thƣợng lƣu (chiếm khoảng 95% dòng chảy của lƣu vực sông Mê Công) và chế độ thủy triều của Biển Đông và Biển Tây (trong đó Biển Đông có vai trò lớn nhất). Xem xét mức độ thay đổi dòng chảy biên thƣợng lƣu với mức thay đổi mực nƣớc biển, nhận thấy thay đổi chế độ thủy lực của tỉnh Kiên Giang bị chi phối mạnh mẽ bởi chế độ thủy triều của Biển Đông. Kết quả tính toán thay đổi mực nƣớc tại các vị trí kênh kết nối với sông Hậu ứng với các kịch bản nhƣ sau:
Bảng 3.26. Thay đổi mực nƣớc trong mùa cạn theo Kịch bản 1 (m)
Trạm/Tháng I II III IV V
Kênh Vĩnh Tế 0.07 0.20 0.25 0.19 0.14
Kênh mới 0.08 0.20 0.25 0.20 0.14
Kênh Số Một 0.09 0.20 0.24 0.20 0.13 Kênh Tri Tôn 0.09 0.19 0.24 0.19 0.13 Kênh Ba Thê 0.09 0.19 0.24 0.19 0.13 Kênh R.Giá - L.Xuyên 0.13 0.17 0.22 0.18 0.12 Kênh Cái Sắn 0.15 0.18 0.23 0.20 0.13 Kênh Thốt Nốt 0.16 0.19 0.24 0.20 0.13 Kênh Ô Môn 0.14 0.18 0.23 0.19 0.13 Kênh Xã Nô 0.15 0.17 0.22 0.19 0.13 Rạch Cái Lớn 0.16 0.16 0.22 0.19 0.13 Rạch ngã ba Cái Tầu 0.16 0.16 0.22 0.19 0.13
Bảng 3.27. Thay đổi mực nƣớc trong mùa cạn theo Kịch bản 2 (m)
Trạm/Tháng I II III IV V
Kênh Vĩnh Tế 0.14 0.35 0.34 0.30 0.28
Kênh mới 0.16 0.35 0.33 0.30 0.28
Kênh Số Một 0.17 0.34 0.33 0.30 0.28 Kênh Tri Tôn 0.18 0.33 0.32 0.30 0.27 Kênh Ba Thê 0.17 0.33 0.32 0.31 0.28 Kênh R.Giá - L.Xuyên 0.26 0.31 0.30 0.29 0.29
Trạm/Tháng I II III IV V Kênh Cái Sắn 0.27 0.31 0.31 0.31 0.30 Kênh Thốt Nốt 0.29 0.34 0.33 0.32 0.31 Kênh Ô Môn 0.24 0.30 0.31 0.30 0.31 Kênh Xã Nô 0.28 0.31 0.30 0.30 0.30 Rạch Cái Lớn 0.29 0.31 0.30 0.30 0.30 Rạch ngã ba Cái Tầu 0.29 0.30 0.30 0.30 0.30
Từ các bảng trên thấy rằng, các đặc trƣng mực nƣớc trong mùa cạn ứng với hai kịch bản K1 và K2 đều tăng:
+ Tại trạm Châu Đốc kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.21 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.3 m
+ Tại trạm Tân Châu kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.22 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.3 m
+ Tại kênh Vĩnh Tế và kênh Mới kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.25 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.35 m
+ Tại kênh Số Một kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.24 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.34 m
+ Tại kênh Tri Tôn và kênh Ba Thê kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.24 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.33 m
+ Tại kênh Rạch Giá - Long Xuyên, kênh Xã Nô và Rạch Cái Lớn kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.22 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.31 m
+ Tại kênh Cái Sắn kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.23 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.31 m
+ Tại kênh Thốt Nốt kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.24 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.34 m
+ Tại kênh Ô Môn kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.23 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.31 m
+ Tại Rạch Ngã Ba Cái Tàu kịch bản K1 tăng nhiều nhất khoảng 0.22 m; Kịch bản K2 tăng nhiều nhất khoảng 0.3 m.
3.3. Tác động của biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn tỉnh Kiên Giang
Chế độ xâm nhập mặn vùng đồng bằng sông Cửu Long nói chung và tỉnh Kiên Giang nói riêng phụ thuộc vào chế độ dòng chảy trong sông, kênh rạch, đặc biệt là sông Tiền và sông Hậu và chế độ thủy triều của toàn vùng, cũng nhƣ chế độ vận hành của các công trình ngăn mặn. Trong nghiên cứu này chế độ vận hành của các công trình đƣợc giả định là đóng trong mùa cạn đối với các công trình hiện có. Diễn biến độ mặn có ảnh hƣởng chủ yếu đến sinh hoạt và phát triển nông nghiệp của vùng (chủ yếu là nuôi trồng thủy sản và lúa). Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, chọn đánh giá tác động đến xâm nhập mặn 1 và 4%o, là các giá trị tác động đến sử dụng nƣớc dân sinh và nông nghiệp [5, 7].
Kết quả tính toán xâm nhập mặn vùng Bán đảo Cà Mau – Kiên Giang đƣợc thể hiện qua ranh giới xâm nhập mặn 1%o và 4%o trong các tháng mùa cạn (tháng I-V). Ranh giới theo từng tháng đƣợc thể hiện trong Bảng 3.28 và Hình 3.41 đến Hình 3.44. Trong các, đƣờng màu xanh da trời thể hiện ranh giới mặn gần nhất của độ mặn 1%o và đƣờng màu xanh lá cây là ranh giới mặn xa nhất. Nhƣ vậy, trong các tháng mùa cạn độ mặn 1%o tiến xa nhất vào đất liền theo ranh giới đƣợc vạch ra bởi đƣờng xanh lá cây và tiến gần nhất vào đất liền theo đƣờng xanh da trời. Điều này cũng có nghĩa, vùng diện tích nằm phía trong vùng đƣợc giới hạn bởi đƣờng xanh lá (về phía đất liền) là vùng có độ mặn luôn nhỏ hơn 1%o, vùng nằm bên ngoài đƣờng màu xanh lam (về phía biển) luôn luôn có độ mặn lớn hơn 1%o.
Theo các tháng mùa cạn có thể nhận thấy rằng tháng V là tháng có độ mặn trong sông lớn nhất, ranh giới mặn tiến vào sâu trong đất liền nhất. Chi tiết từng kịch bản nƣớc biển dâng trong Bảng 3.28 sau:
Bảng 3.28. Ranh giới mặn trong tháng V theo từng kịch bản (km)
Kịch bản Thời kỳ nền Kịch bản K1 Kịch bản K2
Sông/kênh 1%o 4%o 1%o 4%o 1%o 4%o
Kịch bản Thời kỳ nền Kịch bản K1 Kịch bản K2
Sông/kênh 1%o 4%o 1%o 4%o 1%o 4%o
KC max - 45.0 - 53.1 - -
Sông Cái Bé KC min 43.6 39.4 47.7 39.4 46.3 39.7 KC max 58.2 44.2 59.2 50.8 56.1 47.2
K.Cái Sắn KC min 14.7 10.9 15.4 11.0 16.1 11.3 KC max 30.3 25.7 25.8 18.8 25.1 18.8
K.Rạch Giá - Long Xuyên KC min 13.2 11.5 10.7 7.5 11.1 7.6 KC max 22.4 19.2 16.0 11.0 16.3 11.1
K.Ba Thê KC min - - - - - -
KC max 9.9 8.3 4.6 - 4.3 -
K.Mỹ Thái KC min - - - - - -
KC max 9.5 7.1 7.0
K.Tri Tôn KC min - - - - - -
KC max 8.1 - - - - -
K.Hà Giang KC min - - 15.8 9.6 16.4 10.5
KC max - - - - - -
Chú thích: KC min/max là khoảng cách ranh giới mặn gần nhất/xa nhất.Dấu “-“ thể hiện ranh giới không đi qua sông/kênh
Theo kết quả các phƣơng án tính, khoảng cách xâm nhập mặn trên các sông, kênh rạch vùng nghiên cứu thay đổi khá phức tạp. Do tác động của cả biển Đông và biển Tây (Vịnh Thái Lan) mà trên các sông lớn nhƣ Cái Lớn và Cái Bé ranh giới xâm nhập mặn thay đổi theo xu thế nhƣ sau: Với mức nƣớc biển dâng 15cm, khoảng cách gần nhất từ biển của ranh giới mặn 4% trên sông Cái Lớn khoảng 40.3 km (tăng so với thời kỳ nền là 16,5 km) và khoảng cách xa nhất khoảng 53,1 km, tuy nhiên khi mực nƣớc biển dâng lên 30cm, ranh giới này lại bị đẩy lùi về phía biển Tây và chỉ cách bờ biển gần nhất là 39.4 km (tăng so với thời kỳ nền 15,6 km). Tƣơng tự nhƣ vậy, trên sông Cái Bé, ranh giới 1%o gần nhất thay đổi từ 43.6 km (phƣơng án nền) đến 47.7 km (nƣớc biển dâng 15cm) và 46.3 km (nƣớc biển dâng 30cm). Ranh giới 1%o xa nhất thay đổi từ từ 58.2 km (phƣơng án nền) đến 59.2 km (nƣớc biển dâng 15cm) và 56.1 km (nƣớc biển dâng 30cm); tƣơng tự ranh giới 4%o xa nhất biến thiên từ 44.2 km trong thời kỳ
nền đến 50.8 km trong kịch bản 15cm và 47.2 km trong kịch bản nƣớc biển dâng 30cm.
Với các các sông, kênh nhỏ nhƣ Kênh Cái Sắn, Kênh Rạch Giá - Long Xuyên, Kênh Ba Thê, Kênh Mỹ Thái, Kênh Tri Tôn…, xu thế diễn biến của xâm nhập mặn phức tạp hơn: trên kênh Cái Sắn với ranh giới mặn 4%o gần nhất trong thời kỳ nền là 10,9 km, tăng 0,1 km ứng với mức nƣớc biển tăng 15 cm và 0,4 km ứng với nƣớc biển dâng 30cm; ranh giới mặn 4%o xa nhất có xu hƣớng thay đổi ngƣợc lại, với thời kỳ nền khoảng cách xâm nhập mặn là 25,7 km, khi mức nƣớc biển dâng thì khoảng cách này giảm còn 18,8 km (mặn đƣợc đẩy lùi ra ngoài biển).
Khi mức nƣớc biển dâng tăng thì một phần diện tích nhiễm mặn tại tỉnh Kiên Giang giảm đi và diễn biến mặn là rất phức tạp có thể đƣợc lý giải cho một số nguyên nhân dƣới đây:
- Tỉnh Kiên Giang đã và đang xây dựng rất nhiều các công trình ngăn mặn. Vào giai đoạn cạn nhất trong mùa cạn, các công trình này phần vận hành đƣợc đóng lại, nên diễn biến độ mặn tại các kênh, sông trong tỉnh bị chi phối chủ yếu bởi diễn biến của thủy triều, mặn từ sông Cái Lớn, Cái Bé và bị chi phối bởi lƣợng nƣớc trên sông Hậu đổ vào các sông, kênh: Kênh Cái Sắn, Kênh Rạch Giá - Long Xuyên, Kênh Ba Thê, Kênh Mỹ Thái, Kênh Tri Tôn…;
- Quá trình xâm nhập mặn trên sông Hậu chỉ xảy ra ở khoảng cách từ 60- 85 km (tính từ cửa biển vào), vào sâu hơn so với khoảng cách này thì nƣớc trên sông Hậu hoàn toàn là nƣớc ngọt nhƣ Hình 3.45, Bảng 3.29;
- Kết quả tính toán cho thấy, đƣờng mực nƣớc trên toàn tuyến sông Hậu tăng trung bình từ 11-15 cm khi mực nƣớc biển dâng 15 cm và 18-26 cm khi mực nƣớc biển dâng 30 cm (Hình 3.45, Bảng 3.29); khi đó đầu nƣớc và lƣợng nƣớc ngọt từ sông Hậu đổ vào các kênh-sông ở Kiên Giang sẽ tăng lên, tạo điều kiên thuận lợi cho nƣớc ngọt cung cấp và các kênh và sông nhỏ trong tỉnh.
Bảng 3.29. Kết quả mô phỏng mực nƣớc, độ mặn sông Hậu các Kịch bản
Mặt cắt Khoảng cách công dồn (m) Nền (m) Z_K1 (m) Z_K2 (m) Nền (%o) S_K1 (%o) S_K2 (%o) BA221000 (Trạm Châu Đốc) 191384,89 1,514 1,619 1,691 0 0 0 BA218000R 188384,89 1,511 1,617 1,688 0 0 0 BA216000R 186384,89 1,508 1,614 1,686 0 0 0 BA212000Ri 181584,89 1,499 1,607 1,682 0 0 0 BA207000 178384,89 1,496 1,605 1,678 0 0 0 BA205000 176384,89 1,498 1,608 1,68 0 0 0 BA202000 173884,89 1,499 1,61 1,682 0 0 0 BA200000 171384,89 1,505 1,617 1,69 0 0 0 BA197000 168884,89 1,513 1,624 1,697 0 0 0 BA195000 166384,89 1,515 1,626 1,701 0 0 0 BA191000 162384,89 1,539 1,651 1,72 0 0 0
Mặt cắt Khoảng cách công dồn (m) Nền (m) Z_K1 (m) Z_K2 (m) Nền (%o) S_K1 (%o) S_K2 (%o) BA188000 159384,89 1,625 1,726 1,793 0 0 0 BA185000 156384,89 1,628 1,73 1,798 0 0 0 BA182000 153384,89 1,629 1,732 1,801 0,001 0 0 BA177000 148384,89 1,626 1,732 1,802 0,001 0 0 BA175000 147184,89 1,624 1,731 1,802 0,001 0 0 BA172000 144184,89 1,62 1,727 1,8 0,001 0 0 BA168000 141184,89 1,618 1,726 1,799 0,001 0 0 BA162000 135184,89 1,607 1,716 1,788 0,002 0,001 0,001 BA160000 132184,89 1,597 1,705 1,777 0,003 0,001 0,001 BA157000 129184,89 1,585 1,692 1,764 0,004 0,001 0,001 BA155000 127184,89 1,585 1,69 1,763 0,005 0,001 0,002 BA152000 124184,89 1,584 1,69 1,765 0,006 0,001 0,002 BA150000R 122184,89 1,584 1,691 1,767 0,01 0,002 0,004 BA147000R 119184,89 1,583 1,69 1,767 0,035 0,006 0,013 BA145000R 117184,89 1,581 1,69 1,768 0,061 0,012 0,022 BA142000R 114184,89 1,579 1,688 1,767 0,086 0,017 0,032 BA138001R 110184,89 1,57 1,682 1,762 0,118 0,024 0,043 BA135000R 107184,89 1,561 1,674 1,756 0,147 0,031 0,054 BA132000 104184,89 1,554 1,666 1,749 0,173 0,039 0,066 BA128000 100184,89 1,529 1,643 1,728 0,225 0,056 0,093 BA126000 97184,89 1,522 1,648 1,734 0,268 0,077 0,122 BA123000 94184,89 1,529 1,65 1,738 0,362 0,118 0,18 BA120000 91184,89 1,537 1,653 1,741 0,4 0,138 0,205 BA117000 88184,89 1,551 1,668 1,749 0,43 0,149 0,219 BA115000 86184,89 1,565 1,685 1,76 0,461 0,161 0,233 BA112000 83184,89 1,562 1,687 1,77 0,506 0,179 0,254 BA109000 80184,89 1,589 1,718 1,793 0,576 0,205 0,319 BA106000 77184,89 1,623 1,756 1,825 0,644 0,229 0,39 BA102000 73184,89 1,666 1,807 1,867 0,798 0,29 0,584 BA100000 71184,89 1,682 1,826 1,883 0,962 0,367 0,789 BA098000 68184,89 1,7 1,847 1,909 1,695 0,816 1,842 BA095000 65184,89 1,705 1,854 1,922 2,456 1,419 2,891 BA093000 63184,89 1,722 1,873 1,959 2,909 1,869 3,525 BA090000 60184,89 1,739 1,888 1,99 3,822 2,845 4,663 BA088000 57184,89 1,729 1,878 1,98 5,979 5,43 7,087 BA085000 54184,89 1,762 1,927 2,013 6,481 6,038 7,508
Mặt cắt Khoảng cách công dồn (m) Nền (m) Z_K1 (m) Z_K2 (m) Nền (%o) S_K1 (%o) S_K2 (%o) BA082000L 51184,89 1,793 1,965 2,036 6,906 6,48 7,814 BA080000L 49184,89 1,814 1,985 2,055 6,906 6,411 7,769 CLMAY7U2 47184,89 1,875 2,044 2,112 6,985 6,492 7,72 BA075000L 44184,89 1,881 2,05 2,119 7,742 7,077 8,413 BA072000 41184,89 1,885 2,054 2,125 8,343 7,562 9,035 BA070000R 39184,89 1,885 2,054 2,134 11,689 10,346 12,191 TRANDE12 37094,89 1,887 2,054 2,145 12,768 11,522 13,419 TRANDE13J 35870,29 1,887 2,054 2,152 13,613 12,316 14,292 TRANDE14J 30667,77 1,91 2,066 2,183 16,68 15,429 17,552 TRANDE15 25132,45 1,932 2,095 2,212 19,589 19,145 20,341 TRANDE16J 19404,19 1,965 2,131 2,245 20,496 20,287 21,036 TRANDE17 12777,77 2,033 2,197 2,32 22,021 22,056 22,239 TRANDE18J 6000 2,042 2,205 2,336 22,279 22,275 22,36 TRANDE18D (Cửa biển) 0 2,06 2,24 2,36 22,5 22,5 22,5
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1. Kết luận
Biến đổi khí hậu trên lƣu vực sông Mê Kông và mực nƣớc biển dâng tác động mạnh mẽ đến dòng chảy tỉnh Kiên Giang. Theo kịch bản RCP 4.5, RCP 8.5, lƣợng mƣa năm, mƣa mùa khô có xu thế giảm, nhiệt các tháng có xu thế tăng, mực nƣớc biển có xu thế dâng cao, tác động đến nguồn nƣớc tài nguyên nƣớc vào mùa cạn và thay đổi xâm nhập mặn của tỉnh Kiên Giang.
Kết quả đánh giá cho thấy nền nhiệt độ tăng đáng kể trong các tháng mùa cạn, tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 và tháng 5 khoảng 29oC; lƣợng mƣa mùa cạn có xu hƣớng giảm, đặc biệt là các tháng 3 - 4 có thể giảm tới 26%. Lƣợng mƣa giảm, nhiệt độ tăng, nhu cầu nƣớc cho nông nghiệp sẽ tăng, hạn hán gia tăng. Đặc biệt, là khi nguồn nƣớc từ thƣợng lƣu đổ về giảm, nhiệt độ tăng cao lớn nhất trong năm, sẽ càng làm trầm trọng hạn hán và gia tăng xâm nhập mặn.
Đối với mực nƣớc, đánh giá xu thế đặc trƣng tại 2 trạm đo mực nƣớc tỉnh Kiên Giang đều cho thấy mực nƣớc biển trong các năm qua đều có xu hƣớng tăng (với đặc trƣng lớn nhất có xu thế tăng trung bình là 0,56cm/năm đối với trạm Kiên Giang và 0,8cm/năm đối với trạm Xẻo Rô, với đặc trƣng mực nƣớc nhỏ nhất, thay đổi tƣơng ứng là còn mực nƣớc nhỏ nhất là 0,7 cm/năm và 0,4 cm/năm) đây chính là minh chứng xu thế phản ánh tác động của biến đổi khí hậu đến mực nƣớc biển tại vùng Đồng Bằng sông Cửu Long nói chung và tỉnh Kiên Giang nói riêng.
Đồng thời với xu hƣớng gia tăng mực nƣớc biển, thì mực nƣớc đầu nguồn tại sông Hậu chảy vào ĐBSCL có xu hƣớng giảm cả ở đặc trƣng lớn nhất và nhỏ nhất và đây chính là biểu hiện tác động của BĐKH đến suy giảm dòng chảy vào ĐBSCL.
Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long, nằm ở hạ lƣu lƣu vực sông Mê Công, có chế độ thủy lực phức tạp, việc đánh giá không thể xem xét một cách riêng lẻ
cho từng tỉnh, mà cần xem xét trong bối cảnh của toàn vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Nhƣ vậy, mô phỏng chế đột hủy lực là rất phức tạp, cần có công cụ đủ hiện đại đủ mạnh để thực hiện. Trên cơ sở đó học viên đã đƣợc kế thừa sử dụng mô hình thủy lực ISIS để nghiên cứu cách thiết lập, phân tích Để đánh giá tác động tổng hợp của thay đổi nguồn nƣớc thƣợng lƣu và Biến đổi khí hậu đến chế độ dòng chảy và xâm nhập mặn tỉnh Kiến Giang. Trong đó các bƣớc thực hiện bao gồm: Đánh giá mạng lƣới sông suối kênh rạch của tỉnh Kiên Giang; phân tích đánh giá biên đầu vào của mô hình bao gồm biên lƣu lƣợng, mực nƣớc và mƣa của vùng nghiên cứu; thiết lập các file biên đầu vào và file kết quả. Trên cơ sở kết quả mô phỏng đƣợc trích xuất, phân tích đánh giá theo các kịch bản, ứng dụng phần mềm ARCGIS để xây dựng bản đồ xâm nhập mặn.
Kết quả đánh giá cho thấy mực nƣớc của các sông kênh rạch thuộc tỉnh Kiên Giang đều tăng, tăng lớn nhất vào tháng 2 và nhỏ nhất là vào tháng 1, mức nƣớc tăng chính là do tác động chính từ mực nƣớc biển dâng. Đối với dòng chảy, kết quả đánh giá cho thấy dòng chảy theo chiều từ sông Hậu bổ sung gia tăng ở hầu hết các kênh rạch vào thời kỳ đánh giá, thay đổi lớn nhất khoảng 10m3/s. Một số kênh rạch gia tăng dòng chảy đối với chiều nƣớc rút, nhƣ là tại