Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết trình bày kết quả ứng dụng mô hình 3 chiều MIKE 3 tính toán mô phỏng và dự báo diễn biến xâm nhập mặn trên sông Ninh Cơ, ứng với các kịch bản nghiên cứu về biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến năm 2030, 2050 và 2100.
KHOA HỌC CƠNG NGHỆ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN SÔNG NINH CƠ TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG Hồ Việt Cường Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Trần Ngọc Anh, Nguyễn Bách Tùng Trường Đại học Tự nhiên Tóm tắt: Việt Nam quốc gia dự báo chịu ảnh hưởng nặng nề tác động biến đổi khí hậu, theo kịch BĐKH Bộ Tài nguyên Môi trường công bố năm 2016, với kịch nồng độ khí nhà kính cao RCP8.5 vào đầu kỷ, nhiệt độ trung bình năm tồn quốc có mức tăng phổ biến từ 0,8÷1,10C Vào kỷ, khu vực phía Bắc tăng phổ biến từ 2,0÷2,30C đến cuối kỷ, nhiệt độ phía Bắc tăng từ 3,3÷4,00C Lượng mưa mùa khơ vùng đồng Bắc có xu giảm đến 15% Mực nước biển dâng vào kỷ khu vực tăng từ 17 đến 36cm, vào cuối kỉ từ 51÷106cm Điều dẫn đến nguy dòng chảy mùa kiệt bị suy giảm, mực nước sông vùng hạ du xuống thấp, nước biển dâng cao kết hợp triều cường tạo điều kiện cho xâm nhập mặn ngày lấn sâu vào sơng, có sơng Ninh Cơ Diễn biến xâm nhập mặn gia tăng tương lai làm dấy lên lo ngại nguy thiếu nước trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sinh thái, đời sống KTXH sinh kế hàng triệu người dân vùng Để ứng phó với xâm nhập mặn, cần thiết phải có tính tốn, dự báo diễn biến xâm nhập mặn cho khu vực cụ thể, từ có sở khoa học đề xuất biện pháp, giải pháp thích hợp, nhằm giảm thiểu tác động bất lợi xâm nhập mặn gây Bài báo trình bày kết ứng dụng mơ hình chiều MIKE tính tốn mô dự báo diễn biến xâm nhập mặn sông Ninh Cơ, ứng với kịch nghiên cứu biến đổi khí hậu nước biển dâng đến năm 2030, 2050 2100 Từ khóa: xâm nhập mặn, biến đổi khí hậu, nước biển dâng, sơng Ninh Cơ, đồng sơng Hồng Thái Bình, MIKE Summary:Vietnam is projected as a country that will be severely affected by climate change based on a scenario constructed by the Ministry of Natural Resources and Environment in 2016 With regard to the representative concentration pathway RCP8.5, the surface temperature in the Northern region is likely to increase from 0,8 ÷ 1,10C, 2,0 ÷ 2,30C, and 3,3 ÷ 4,00C in the near-term, mid-term, and long-term climate, respectively The dry season precipitation is expected to decrease 15% in the Red River Delta Sea level is projected to rise from 17 ÷ 36cm and 51 ÷ 106cm in the mid-term and long-term climate, sequentially These lead to the risk of dry season flow deficit, low water level in downstream rivers; rising sea level combined with high tides will accelerate further salinity intrusion, including the Ninh Co River The progress of saline intrusion in the future is raising concerns about the risk of serious freshwater shortage, which directly affects the ecological environment, socio-economics, and livelihoods of millions of people in the region In response to this threat, it is necessary to calculate and forecast saline intrusion for specific areas They are considered a scientific basis to propose appropriate measures and solutions in order to minimize adverse impacts caused by the saline intrusion The paper presents the results of 3-dimensional model application MIKE for simulating and forecasting salinity intrusion into the Ninh Co River corresponding to scenarios on climate change and sea level rise in 2030, 2050, and 2100 Keywords: saline intrusion, climate change, sea level rise, Ninh Co river, Red-Thai Binh river Delta, MIKE ĐẶT VẤN ĐỀ* Trong năm gần đây, tượng xâm nhập mặn (XNM) lấn sâu vào sông nội đồng vấn đề nghiêm trọng Ngày nhận bài: 03/02/2020 Ngày thông qua phản biện: 19/02/2020 Ngày duyệt đăng: 20/02/2020 nhiều địa phương vùng đồng Bắc Bộ Ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng (NBD), đặc biệt suy giảm lượng dòng chảy mùa kiệt, khai thác nước mặt, nước ngầm mức, lòng dẫn sông hạ du bị hạ thấp… làm cho tình hình xâm nhập mặn ngày diễn biến phức tạp Các số liệu đo đạc, khảo sát khu vực cho TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 21 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ thấy: Trên hệ thống sơng Hồng – Thái Bình dòng chảy mùa kiệt bị suy giảm mạnh, thực tế từ năm 2001 trở lại cho thấy mực nước sông Hồng Hà Nội từ tháng 12 đến tháng thấp trung bình nhiều năm từ 0,5 đến 1,1m Lưu lượng hạ du giảm mực nước sông vùng hạ du xuống thấp, nước biển dâng cao kết hợp triều cường dẫn đến xâm nhập mặn ngày xâm nhập sâu hơn, ranh giới mặn bao trùm hầu hết địa giới hành tỉnh/tp Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định ảnh hưởng lên đến khu vực cuối tỉnh Hải Dương, Bắc Ninh, Hưng Yên, Ninh Bình Có thể thấy, diễn biến xâm nhập mặn đồng sơng Hồng - Thái Bình có xu gia tăng tương lai làm dấy lên lo ngại nguy thiếu nước khu vực Theo ước tính sơ Bộ Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn, đến năm 2050 mực nước biển dâng cao thêm 0,22m làm cho toàn hệ thống thủy lợi ven biển thiếu nước ngọt, với khoảng 30% diện tích canh tác nơng nghiệp bị ảnh hưởng Xâm nhập mặn gây tác động trực tiếp đến môi trường sinh thái, đời sống KTXH sinh kế hàng triệu người tốn mơ để dự báo diễn biến xâm nhập mặn sơng Ninh Cơ tình hình tương lai Sơng Ninh Cơ (cịn gọi Lạch Lác hay Cường Giang) phân lưu hạ du sông Hồng, sông Ninh Cơ có chiều dài khoảng 55 km, chảy qua địa bàn huyện Trực Ninh, Xuân Trường, Nghĩa Hưng tỉnh Nam Định Sơng có vai trị quan trọng việc cung cấp nước tưới cho hàng nghìn hecta lúa hoa màu, nước sinh hoạt, sản xuất nhu cầu nước cho phát triển KTXH Tuy nhiên với thực trạng nay, xâm nhập mặn đe dọa đến vùng nghiêm trọng Ranh giới mặn ngày lấn sâu sông Ninh Cơ, độ mặn cửa cống Múc cách biển 37 km có lúc đạt tới 1,7‰ gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng nước sông… Do để chủ động cơng tác ứng phó với tình hình xâm nhập mặn khu vực, cần thiết phải có nghiên cứu, tính Trong nghiên cứu này, chúng tơi ứng dụng mơ hình chiều MIKE để tính tốn mơ dự báo diễn biến xâm nhập mặn sông Ninh Cơ theo kịch biến đổi khí hậu mực nước biển dâng Việc sử dụng mơ hình chiều giúp mơ đầy đủ trình tương tác động lực khu vực cửa sông ven biển, xác định chế lan truyền xâm nhập mặn theo dọc sông phân tầng độ mặn theo chiều sâu MIKE mơ hình số trị chiều Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng phát triển Mơ hình sử dụng để tính tốn cho khu vực có địa hình phức tạp đại dương, vùng biển ven bờ, cửa sông, sơng hồ Mơ hình có khả mơ chi tiết yếu tố tác động điều kiện thủy thạch động lực, địa hình, dịng chảy, bùn cát, địa chất có tính đến 22 Do đặc tính độ mặn nước tạo thành phân tầng theo độ sâu tầng nơng (tầng mặt) có độ mặn nhỏ vùng ảnh hưởng triều việc lấy nước dựa vào đặc điểm để chọn thời điểm lấy nước cho hiệu Để biết rõ biến động phân tầng độ mặn nước việc sử dụng thiết bị đo đại cịn có phương pháp tính tốn mơ mơ hình tốn chiều Đây phương pháp cho kết diễn biến mặn theo độ sâu dịng sơng trực quan tính tốn mơ với nhiều kịch khác từ đưa kế hoạch lấy nước phù hợp Bài báo trình bày kết ứng dụng mơ hình MIKE 3D để tính tốn mơ xâm nhập mặn cho sơng Ninh Cơ từ xác định độ mặn phân theo tầng độ sâu, ranh giới nước mặn để đảm bảo việc lấy nước cung cấp cho khu vực sơng Ninh Cơ XÂY DỰNG MƠ HÌNH MIKE MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN SÔNG NINH CƠ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 KHOA HỌC ảnh hưởng phân tầng mật độ, nhiệt độ, độ muối tương tác yếu tố khí biển (khí áp, sóng gió mặt) CƠNG NGHỆ Miền tính tốn xâm nhập mặn sơng gồm tồn sơng Ninh Cơ vùng cửa sơng tính từ bờ ngồi phía biển rộng khoản 2km Lưới tính thiết lập cho khu vực sơng lưới chữ nhật (Hình 1a), vùng cửa sơng ngồi biển sử dụng lưới phi cấu trúc (Hình 1b) với chiều dài cạnh nhỏ 60 m cạnh lớn 100m biển a) Khu vực sông b) Khu vực cửa sông biển 2.1 Thiết lập mơ hình tính tốn, mơ a) Miền lưới tính cho vùng nghiên cứu: Hình 1: Miền tính lưới tính khu vực nghiên cứu mơ hình MIKE b) Thiết lập liệu điều kiện tính tốn: - Dữ liệu địa hình khu vực nghiên cứu thiết lập bao gồm liệu lịng dẫn sơng Ninh Cơ nội suy từ mặt cắt ngang địa hình với 500m dọc sơng/mặt cắt bình đồ dịa hình vùng cửa sơng ven biển Ninh Cơ tỉ lệ 1/10.000 - Điều kiện biên thiết lập sau: + Biên thượng lưu phía sông Ninh Cơ sử dụng số liệu mực nước thực đo trạm TV Trực Phương + Biên mực nước hạ lưu phía ngồi biển lấy theo số liệu tính tốn số liệu tái phân tích để làm biên cho mơ hình biên Bắc, biên Đơng, biên Nam + Biên nhiệt - muối lấy theo số với biên độ mặn 32‰ biên lấy độ mặn 0‰ Nhiệt độ khu vực biến thiên nhỏ nên lấy nhiệt độ nước trùng với nhiệt độ khơng khí thời điểm mơ - Điều kiện ban đầu cho mơ hình thiết lập phương pháp làm nóng mơ hình (phương pháp hoststart) với khoảng thời gian chạy đệm định để mô hình tự dị tìm điều kiện ban đầu thích hợp để ổn định mơ hình, phương pháp thường sử dụng mơ hình họ Mike TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 23 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ a) Địa hình vùng hạ lưu cửa sơng b) Địa hình sơng Hình 2: Địa hình tính tốn mơ hình MIKE 2.2 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình a) Hiệu chỉnh kiểm định mô đun thủy lực: Sau thiết lập lưới tính mơ hình tính tốn chiều lan truyền mặn cho khu vực sơng Ninh Cơ Để chuẩn hóa mơ hình tính tốn cần hiệu chỉnh kiểm định mơ hình để kết tính tốn phù hợp với thực tế tượng xâm nhập mặn vùng sông Ninh Cơ Số liệu hiệu chỉnh kiểm định mực nước độ mặn sông Ninh Cơ số liệu đo đạc mực nước trạm Phú Lễ vào thời điểm 20/2/2017 - 15/3/2017 Hình 3: Kết hiệu chỉnh mực nước thực đo tính tốn trạm Phú Lễ Bảng 2: Chỉ tiêu phân tích kết kiểm định thủy lực Tên trạm Chỉ tiêu Nash Chỉ tiêu RMSE Chỉ tiêu MSE Kết Phú Lễ 97,1 0,038 0,0014 Tốt Bảng 1: Chỉ tiêu phân tích kết hiệu chỉnh thủy lực Tên trạm Chỉ tiêu Nash Chỉ tiêu RMSE Chỉ tiêu MSE Kết Phú Lễ 90,01 0,049 0,0024 Tốt 24 Hình 4: Kết kiểm định mực nước thực đo tính tốn trạm Phú Lễ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 KHOA HỌC Nhận xét: kết hiệu chỉnh kiểm định mô đun thủy lực trạm Phú Lễ cho thấy số Nash đạt 90%, số MSE, RMSE tiến dẫn đến Do vậy, thông số thủy lực phù hợp để mô lan truyền mặn cho sông Ninh Cơ b) Hiệu chỉnh kiểm định mô đun khuếch tán: Sau hiệu chỉnh kiểm định mô đun thủy lực mô hình đạt kết tốt, tiến hành hiệu chỉnh kiểm định lan truyền mặn với thời gian đo mặn hiệu chỉnh kiểm định vào đợt đo ngày 07/02/2017 ngày 08/03/2017 10 vị trí từ km0 (cửa sông) đến km 22 (vào sông) CƠNG NGHỆ Hình 6: So sánh độ mặn thực đo tính tốn mặt cắt vị trí km Hình 7: So sánh độ mặn thực đo tính tốn vị trí mặt cắt 18 km Bảng 3: Kết đánh giá tiêu số vị trí sơng Vị trí Hình 5: So sánh độ mặn thực đo tính tốn mặt cắt vị trí km km km 18 km Hệ số tương quan 99.5 99.1 57.96 Kết Tốt Tốt Đạt Pha triều lên Pha triều xuống Hình 8: Kết mặn phân tầng vào thời điểm triều lên, triều xuống vị trí mặt cắt cửa sơng Pha triều lên Pha triều xuống Hình 9: Kết mặn phân tầng vào thời điểm triều lên, triều xuống vị trí mặt cắt cách cửa sơng 10 km TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 25 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Pha triều xuống Pha triều lên Hình 10: Kết phân tầng xâm nhập mặn theo mặt cắt dọc sông từ cửa biển vào sâu sông Ninh Cơ (thời điểm pha triều lên) * Nhận xét: - Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình lan truyền mặn tương đối phù hợp với xu xâm nhập mặn khu vực sông Ninh Với biên độ chênh lệch độ mặn thực đo tính tốn khoảng 0,15 – 2‰ Nêm mặn cửa sông Ninh Cơ theo hướng sát bờ phải tính từ cửa sơng Ninh Cơ chảy vào Nguyên nhân nước biển đổ theo hướng cửa sông Ninh Cơ (Đơng Nam) Do đó, mặn sát bờ phải có xu độ mặn cao bờ trái - Sự phân tầng độ mặn theo mô tương ứng với thay đổi độ sâu Giữa lớp tương đối đồng theo quy luật biến đổi đặc trưng lan truyền mặn vùng cửa sơng Ranh giới xâm nhập mặn theo tính tốn mơ hình với ranh giới mặn 4‰ xâm nhập khoảng 17 km, ranh giới mặn 1‰ xâm nhập khoảng 21 km Nhận thấy, tình hình xâm nhập mặn khu vực cửa sông Ninh Cơ diễn mạnh vào tháng 2, 3, nên ảnh hưởng tới đời sống nhân dân khu vực vùng cửa sông Theo kết mô phỏng, phân tầng độ mặn 1‰ độ sâu 1m tính từ mặt xuống đáy sử dụng lớp nước bên để canh tác, sử dụng cho tưới tiêu lúa hoa màu - Với thông số sử dụng để hiệu chỉnh kiểm nghiệm mơ hình phù hợp với kết thực tế sử dụng để mô kịch khác cho lưu vực 26 ĐÁNH GIÁ XÂM NHẬP MẶN SÔNG NINH CƠ TRONG ĐIỀU KIỆN CHỊU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG 3.1 Các kịch tính tốn mơ Với mục đích đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng đến xâm nhập mặn vào sông Ninh Cơ, lựa chọn 03 kịch điển hình để tính tốn mơ diễn biến xâm nhập mặn khu vực nghiên cứu Các kịch gồm: - Kịch trạng: Lựa chọn trường hợp dịng chảy kiệt điển hình với tần suất 85% Sơn Tây, ứng với mùa kiệt thực tế xảy từ tháng 7-18/4/2004 - Kịch biến đổi khí hậu đến 2030, 2050 2100: Năm 2016, Bộ Tài nguyên Môi trường công bố kịch biến đổi khí hậu mực nước biển dâng Việt Nam với nhóm kịch RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5, kịch RCP8.5 kịch bất lợi Do lựa chọn kịch RCP8.5 để nghiên cứu xâm nhập mặn tác động biến đổi khí hậu mực nước biển dâng đến năm 2030, 2050, 2100 cho sông Ninh Cơ Lượng mưa mực nước yếu tố xét đến biến đổi tác động BĐKH so với kịch trạng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Bảng 4: Tính tốn ảnh hưởng nước biển dâng kịch RCP8.5 Khu vực Móng Cái-Hịn Dáu Hịn Dáu-Đèo Ngang Các mốc thời gian kỷ 21 13 (9 ÷ 18) 25(17 ÷ 35) 72(49 ÷ 101) 13 (9 ÷ 18) 25(17 ÷ 35) 72(49 ÷ 101) (Nguồn: Kịch BĐKH 2016) Tương ứng với kịch nghiên cứu, điều kiện biên mơ hình xử lý, thu phóng tạo chuỗi số liệu ứng với kịch Sau tiến hành tính tốn mơ diễn biến xâm nhập mặn sơng Ninh Cơ mơ hình 3D thiết lập Hình 12: Mực nước tính tốn biên cho kịch Hình 11: Lưu lượng tính tốn biên cho kịch 3.2 Kết tính tốn, đánh giá xâm nhập mặn a) Kết mô xâm nhập mặn theo kịch trạng Cửa sơng Đỉnh triều Cửa sơng Hình 13: Minh họa kết mô xâm nhập mặn lớn sông Ninh Cơ kịch trạng Chân triều Hình 14: Diễn biến độ mặn lớn nhất, nhỏ dọc sơng Ninh Cơ kịch trạng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 27 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ - Thời điểm XNM lớn nhất, ranh giới độ mặn lớn 1‰ xâm nhập khoảng 41 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 37 km Nêm mặn lệch phải, độ mặn 30‰ vào sâu đất liền khoảng 12,5 km có lớp 0,3m mặn 30‰ đáy vào sâu khoảng 15km - Thời điểm XNM nhỏ nhất, ranh giới độ mặn nhỏ 1‰ xâm nhập khoảng 17.5 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 12km Có thể thấy, độ mặn phân tầng mạnh mẽ vùng cửa sông lớp mặn có độ dày từ - m tính từ đáy lên Nêm mặn có xu hướng lệch bên phải tính từ cửa vào, xã vùng ven bờ phải chịu ảnh hưởng mạnh mẽ xâm nhập mặn so với vùng ven bờ trái Các xã có khả chịu ảnh hưởng như: Tùng Nam, Phú Lễ, Nam Cường,… b) Kết mô xâm nhập mặn với kịch BĐKH NBD đến năm 2030: - Thời điểm XNM lớn nhất: Ranh giới độ mặn lớn 1‰ xâm nhập khoảng 48 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 42km Nêm mặn lệch phải, độ mặn 30‰ vào sâu đất liền khoảng 14 km có lớp 0,3m mặn 30‰ đáy vào sâu khoảng 16km - Thời điểm XNM nhỏ nhất: Ranh giới độ mặn nhỏ 1‰ xâm nhập khoảng 18 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 14km Cửa sông Đỉnh triều Cửa sông Chân triều Hình 15: Minh họa kịch xâm nhập mặn sông Ninh Cơ kịch năm 2030 c) Kết mô xâm nhập mặn với kịch BĐKH NBD đến năm 2050: - Thời điểm XNM lớn nhất: Ranh giới độ 28 Hình 16: Diễn biến độ mặn lớn nhất, nhỏ dọc sông Ninh Cơ kịch năm 2030 mặn lớn 1‰ xâm nhập khoảng 51 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 46km Nêm mặn lệch phải, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 KHOA HỌC độ mặn 30‰ vào sâu đất liền khoảng 12 km có lớp 0,3m mặn 30‰ đáy vào sâu khoảng 16km CÔNG NGHỆ - Thời điểm XNM nhỏ nhất: Ranh giới độ mặn nhỏ 1‰ xâm nhập khoảng 20 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 17km Cửa sơng Đỉnh triều Cửa sơng Hình 17: Minh họa kịch xâm nhập mặn sông Ninh Cơ năm 2050 Chân triều Hình 18: Độ mặn trắc dọc lớn sông Ninh Cơ kịch năm 2050 d) Kết mô xâm nhập mặn với kịch BĐKH NBD đến năm 2100: Cửa sông Đỉnh triều Cửa sông Chân triều Hình 19: Minh họa kịch xâm nhập mặn sơng Ninh Cơ kịch năm 2100 Hình 20: Độ mặn trắc dọc lớn sông Ninh Cơ kịch năm 2100 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 29 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ - Thời điểm XNM lớn nhất: Ranh giới độ mặn lớn 1‰ xâm nhập vào tồn sơng, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 50 km Nêm mặn lệch phải, vùng cửa sơng có độ mặn tăng cao độ mặn 30‰ xâm nhập vào sông 18 km so với cửa sông nhỏ 1‰ xâm nhập khoảng 20 km vào sông, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập vào sông khoảng 17 km e) Đánh giá chung ảnh hưởng BĐKH NBD đến diễn biến xâm nhập mặn sông Ninh Cơ: - Thời điểm XNM nhỏ nhất: Ranh giới độ mặn Bảng 5: Tổng kết kết mô kịch theo triều thời gian mơ số vị trí Năm Hiện trạng 2030 2050 2100 Ranh giới mặn lớn 1‰ (km) 40 48 50 Cả sông Ranh giới mặn nhỏ 1‰ (km) 17 18 20 20 Độ mặn vị trí 4km (‰) Độ mặn vị trí 8km (‰) Độ mặn vị trí 12km (‰) Độ mặn vị trí 16km (‰) - 30 16 - 30 22 - 30 26 - 30 - 30 12 - 30 18 - 30 22 - 30 - 26 10 - 28 12 - 30 18 - 30 - 20 - 26 10 - 28 12 - 28 - Mơ hình sử dụng kịch BĐKH để làm điều kiện tính tốn xâm nhập mặn khu vực cửa sơng Ninh Cơ Kết tính tốn mơ cho thấy ranh giới mặn qua mốc năm có xu tăng: trạng, ranh giới mặn 1‰ lớn vào sâu đất liền khoảng 40 km tính từ cửa vào đất liền Năm 2100 ranh giới mặn 1‰ lớn lấn sâu vào tồn tuyến sơng Như vậy, thấy xu mặn theo kịch BĐKH tăng mạnh xâm nhập vào đất liền trộn lớp mặn vị trí mặt cắt tương ứng Tuy nhiên, tầng đáy có biến động thay đổi chủ yếu phần gần đổ vào sông Ninh Cơ Hình 22: Kết độ mặn tầng mặt cắt km5 theo kịch Hình 21: Kết độ mặn tầng mặt mặt cắt km5 theo kịch - Mơ hình sử dụng kịch BĐKH để làm điều kiện tính tốn xâm nhập mặn khu vực cửa sông Ninh Cơ, nhận thấy kết mô ranh giới xâm nhập mặn có xu tăng xâm nhập sâu vào đất liền xáo 30 - Theo kết mô cho thấy xu xâm nhập mặn tăng mạnh xu mực nước biển dâng cao lên mà lưu lượng thượng nguồn tăng khơng nhiều Vì vậy, lượng nước đổ nhánh sông sông Hồng sông Đáy, sông Trà Lý, đặc biệt theo mô cho thấy lượng nước đổ không nhiều nên tình hình xâm nhập mặn lấn sâu vào sơng - Một số xã ven biển (Phú Hịa Đơng, Tùng Nam, Tùng Tư, Phú Lễ, Nghĩa Thăng, Nghĩa Bình, ) cần đưa biện pháp phịng ngừa TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 KHOA HỌC hiệu như: thay đổi cấu trồng, chuyển từ trồng sang nuôi trồng thủy hải sản, cần đưa giải pháp cơng trình hiệu nhằm ứng phó với xâm nhập mặn diễn biến khó lường KẾT LUẬN Mơ hình thiết lập mơ hình ba chiều cho khu vực sông Ninh Cơ hiệu chỉnh kiểm định thông số thủy lực lan truyền mặn kiểm chứng phù hợp với thực tế Theo kết mô phỏng, sông Ninh Cơ ranh giới xâm nhập mặn 4‰ xâm nhập vào sông khoảng 18 km, ranh giới mặn 1‰ xâm nhập khoảng 22 km Như vậy, số xã vùng cửa sông bờ phải Tùng Tư, Phú Lễ, Nam Cường, Ninh Giang, Tân Lý bị ảnh hưởng nặng nêm mặn bên bờ hữu có độ mặn cao bên bờ trái xã Nghĩa Thăng, Nghĩa Bình, Nghĩa Phong, An Ninh Kết cho thấy tầng nước mặt khoảng 0,5H từ đoạn 15km tính từ cửa vào có độ mặn từ 1‰ đến 4‰ Như vậy, sử dụng nước phục vụ cho tưới tiêu sử dụng nước cho nông nghiệp - Theo kết mô cho thấy xu xâm nhập mặn tăng mạnh xu mực nước biển dâng cao lên mà lưu lượng thượng nguồn tăng không nhiều Vì vậy, lượng nước đổ nhánh sơng sông Hồng sông Đáy, sông Trà Lý, đặc biệt theo mô cho thấy lượng nước đổ khơng nhiều nên tình hình xâm nhập mặn lấn sâu vào sông Kết cho thấy xu xâm nhập mặn hệ thống sơng Ninh Cơ nói riêng nhận định hệ thống sơng Hồng nói chung có tượng mặn xâm nhập sâu vào đất liền Ngun nhân dễ thấy: CƠNG NGHỆ + Lưu lượng nước thượng lưu giảm, hồ thủy điện trữ nước vào mùa khô nên lượng lượng hạ lưu không đủ đáp ứng cho ngành sử dụng nước + Hiện tượng BĐKH & NBD có diễn biến phức tạp, theo dự báo Bộ Tài nguyên Mơi Trường năm 2016 mực nước biển tăng nêu + Do tượng khai thác cát bừa bãi dẫn đến tượng mặt cắt bị hạ thấp, nguyên nhân gây tượng ổ mặn tập trung mặt cắt hạ thấp dẫn đến nêm mặn có xu hướng sâu vào đất liền + Các ngành sử dụng nước chưa có tính hợp lí, cơng trình trạm bơm lấy nước tưới cho nơng nghiệp cịn sử dụng nước thừa thãi, khơng có biện pháp tưới phù hợp, tiết kiệm Do nguồn nước bổ xung xuống hạ lưu đẩy mặn tương đối bị giảm - Theo đánh giá từ mơ hình, thấy độ mặn tầng đáy có chuyển biến vùng hạ lưu, thay đổi mạnh mẽ phần gần thượng lưu sơng Ninh Cơ có trao đổi nước từ thượng nguồn bổ cập vào sơng Vì vậy, lớp nước tầng mặt đoạn sơng từ km15 tính từ cửa vào có thời kì mùa khơ sử dụng nước không bị nhiễm mặn - Một số xã ven biển (Phú Hịa Đơng, Tùng Nam, Tùng Tư, Phú Lễ, Nghĩa Thăng, Nghĩa Bình, ) cần đưa biện pháp phòng ngừa hiệu như: thay đổi cấu trồng, chuyển từ trồng sang nuôi trồng thủy hải sản, cần đưa giải pháp cơng trình hiệu nhằm ứng phó với xâm nhập mặn diễn biến khó lường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Việt Cường Nnk, đề tài cấp Quốc gia KC.08.05/16-20 “Nghiên cứu đánh giá xu diễn biến, tác động hạn hán, xâm nhập mặn phát triển kinh tế - xã hội vùng đồng sông Hồng - Thái Bình đề xuất giải pháp ứng phó” Phịng TNTĐ Quốc gia ĐLH Sông biển, Năm 2016-2019 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 31 CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ [2] Bộ Tài ngun Mơi trường (2016), Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, NXB Tài Nguyên - Môi trường Bản đồ Việt Nam, Hà Nội [3] Điều tra giám sát mặn Trung tâm Thủy lợi Môi trường Ven biển & Hải đảo (Viện Nước Tưới tiêu & Môi trường, Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn), năm 2014 [4] Nguyễn Thị Thu Hằng (2009), Xây dựng chương trình dự báo xâm nhập mặn cho khu vực đồng sơng Hồng – Thái Bình, Đề tài cấp Bộ TN&MT [5] Mike Environmental hydraulics Advecsion - Dispersion Module Scientific Documenttion, DHI software 2004 Lời cảm ơn: Nội dung báo phần kết nghiên cứu đề tài cấp Quốc gia KC.08.05/16-20: “Nghiên cứu đánh giá xu diễn biến, tác động hạn hán, xâm nhập mặn phát triển kinh tế - xã hội vùng đồng sông Hồng - Thái Bình đề xuất giải pháp ứng phó” - Phịng TNTĐ Quốc gia ĐLH Sơng biển thực năm 2016-2019 32 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 58 - 2020 ... GIÁ XÂM NHẬP MẶN SÔNG NINH CƠ TRONG ĐIỀU KIỆN CHỊU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG 3. 1 Các kịch tính tốn mơ Với mục đích đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu nước biển dâng đến xâm. .. diễn biến xâm nhập mặn sông Ninh Cơ mơ hình 3D thiết lập Hình 12: Mực nước tính tốn biên cho kịch Hình 11: Lưu lượng tính tốn biên cho kịch 3. 2 Kết tính tốn, đánh giá xâm nhập mặn a) Kết mô xâm nhập. .. mặn lớn 1‰ xâm nhập vào tồn sơng, ranh giới độ mặn 4‰ xâm nhập khoảng 50 km Nêm mặn lệch phải, vùng cửa sơng có độ mặn tăng cao độ mặn 30 ‰ xâm nhập vào sông 18 km so với cửa sông nhỏ 1‰ xâm nhập