BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN THỊ THANH THỦY

NGHIÊN CỨU VÀ DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA

BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG

ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội – Năm 2017

ii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN THỊ THANH THỦY

NGHIÊN CỨU VÀ DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI

KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT

TỈNH THÁI BÌNH

Ngành: Kỹ thuật địa chất

Mã số: 62520501

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. GS.TS Đặng Hữu Ơn

2. PGS.TS Đỗ Văn Bình

Hà Nội – Năm 2017

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số

liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong

bất cứ công trình nào khác.

Tác giả Luận án

Trần Thị Thanh Thủy

ii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i

MỤC LỤC ............................................................................................................................ ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...................................................................................... vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...........................................................................................vii

MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1

1. Tính cấp thiết của Luận án ....................................................................................... 1

2. Mục đích ..................................................................................................................... 1

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 2

4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 2

5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 3

5.1. Cách tiếp cận ........................................................................................................ 3

5.2. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 4

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án ........................................................... 6

6.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 6

6.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 6

7. Luận điểm bảo vệ ....................................................................................................... 6

8. Những điểm mới của Luận án .................................................................................. 7

9. Cơ sở tài liệu ............................................................................................................... 8

9.1. Tài liệu thu thập ................................................................................................... 8

9.2. Kết quả khảo sát, thí nghiệm hiện trường và trong phòng ................................ 9

10. Cấu trúc của Luận án ........................................................................................... 10

11. Lời cảm ơn .............................................................................................................. 11

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI

KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT ................................... 12

1.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 12

1.2. Tổng quan các nghiên cứu tại Việt Nam ............................................................ 22

1.3. Đề xuất phương pháp nghiên cứu cho Luận án ................................................ 28

iii

CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VÀ KỊCH BẢN

BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG TỈNH THÁI BÌNH ................................ 32

2.1. Đặc điểm địa chất ................................................................................................. 32

2.1.1. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Neogen ............. 33

2.1.2. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Pleistocen ......... 34

2.1.3. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Holocen ......... 37

2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn ................................................................................. 38

2.2.1. Các tầng chứa nước lỗ hổng ........................................................................... 38

2.2.2. Đặc điểm các thành tạo địa chất thấm nước yếu........................................... 42

2.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn và kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng

tỉnh Thái Bình .............................................................................................................. 43

2.3.1. Đặc điểm khí hậu ............................................................................................ 43

2.3.2. Đặc điểm thủy văn .......................................................................................... 47

2.3.3. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng tỉnh Thái Bình ......................... 51

CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ HẬU, THỦY HẢI VĂN VÀ

HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH .............. 56

3.1. Cấu trúc Địa chất thủy văn và mối quan hệ với nhân tố khí hậu, thủy văn .. 56

3.1.1. Tầng chứa nước Holocen ............................................................................... 56

3.1.2. Tầng chứa nước Pleistocen ............................................................................ 64

3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu tới nước dưới đất ..................................... 68

3.2.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước mưa với nước dưới đất ....................... 68

3.2.2. Xác định lượng bổ cập của nước mưa cho nước dưới đất ........................... 70

3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước sông, biển tới nước dưới đất ...................... 76

3.3.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với nước dưới đất .............. 76

3.3.2. Xác định lượng bổ cập từ nước sông, biển vào nước dưới đất .................... 85

3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước tới nước dưới đất ..... 87

CHƯƠNG 4. DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC

BIỂN DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH ................................... 92

4.1. Cơ sở dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước

dưới đất tỉnh Thái Bình .............................................................................................. 92

iv

4.1.1. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố dưới điều kiện tự nhiên ....................... 94

4.1.2. Dự báo sự thay đổi các nhân tố theo kịch bản .............................................. 95

4.2. Xây dựng mô hình dự báo ................................................................................... 96

4.2.1. Sơ đồ hoá điều kiện ĐCTV ............................................................................ 97

4.2.2. Mô hình dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất ........................ 105

4.3. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi mực nước dưới đất .............................. 110

4.3.1. Đối với tâng chứa nước Holocene ............................................................... 110

4.3.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen .............................................................. 112

4.4. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới đất khi

chưa có biến đổi khí hậu, nước biển dâng .............................................................. 113

4.4.1. Đối với tầng chứa nước Holocen ................................................................. 114

4.4.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen .............................................................. 115

4.5. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới đất trước

tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng .................................................. 117

4.5.1. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trong trường hợp đê

biển hiện tại ..................................................................................................................... 117

4.5.2. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trong trường hợp

nâng cấp đê biển .............................................................................................................. 120

4.6. Tiềm năng tài nguyên nước dưới đất tỉnh Thái Bình ..................................... 124

4.6.1. Tâng chưa nươc Holocene ........................................................................... 126

4.6.2. Tâng chưa nươc Pleistocene......................................................................... 132

4.7. Đề xuất giải pháp quản lý, khai thác hợp lý tài nguyên nước dưới đất ....... 138

4.7.1. Các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu tác động của nước biển đến nước dưới

đất ..................................................................................................................................... 139

4.7.2. Các giải pháp duy trì, bảo vệ nước dưới đất ............................................... 142

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 149

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 152

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ...................................................................... 163

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BĐKH Biến đổi khí hậu

BĐKH & NBD Biến đổi khí hậu và nước biển dâng

BTNMT Bộ Tài Nguyên và Môi Trường

BYT Bộ Y tế

Cl- Nồng độ ion Clorua

DEM Mô hình số độ cao

DO Oxy hòa tan

DMC Đánh giá môi trường chiến lược

ĐCTV Địa chất thủy văn

IPCC Ủy ban liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu

K Hệ số thấm của đất đá

LK Lỗ khoan

M Tổng khoáng hóa

NDĐ Nước dưới đất

Q Lưu lượng nước

QM Lưu lượng nước lớn nhất

Qm Lưu lượng nước nhỏ nhất

QTB Lưu lượng nước trung bình

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

qh Tầng chứa nước Holocen

qp Tầng chứa nước Pleistocen

SS Chất rắn lơ lửng

TB – ĐN Tây Bắc – Đông Nam

TCN Tầng chứa nước

TDS Tổng chất rắn hòa tan

TCCP Tiêu chuẩn cho phép

VSV Vi sinh vật

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Kịch bản dự báo gia tăng nhiệt độ, lượng mưa và nước biển dâng [55] ........ 51

Bảng 2.2. Diện tích ngập nước do nước biển dâng theo các kịch bản phát thải ............. 55

Bảng 3.1. Phân vùng lượng bổ cập của nước mưa cho TCN Holocen tỉnh Thái Bình .. 60

Bảng 3.2. Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước Holocen vào mùa mưa .......... 70

Bảng 3.3. Lượng nước thất thoát của tầng chứa nước Holocen vào mùa khô ............... 71

Bảng 3.4. Lượng nước thấm xuyên từ TCN qh bổ cập cho TCN qp theo mùa, m/ng ... 74

Bảng 3.5. Lượng bổ cập của nước biển vào tầng chứa nước Holocen ........................... 86

Bảng 3.6. Số lượng giếng và trữ lượng khai thác NDĐ theo đơn vị hành chính [57] ... 88

Bảng 4.1. Nhu cầu nước các ngành các ngành kinh tế [57], đơn vị: Q: 106m3/năm ...... 94

Bảng 4.2. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố khi chưa có BĐKH&NBD ................... 95

Bảng 4.3. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố theo kịch bản BĐKH&NBD ................. 96

Bang 4.4. Hê sô thâm tai môt sô lô khoan trong vung nghiên cưu ............................... 100

Bang 4.5. Hê sô nha nươc tai môt sô lô khoan trong vung nghiên cưu ........................ 100

Bang 4.6. Diên tich nươc măn các tầng chứa nước theo thời gian ................................ 116

Bang 4.7. Diên tich nươc măn TCN qh tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich ban

phat thai với đê biển hiện tại ............................................................................................ 118

Bang 4.8. Diên tich nươc măn TCN qp tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich ban

phat thai với đê biển hiện tại ............................................................................................ 120

Bang 4.9. Diên tich nươc măn TCN qh tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich ban

phat thai khi nâng cấp đê biển ......................................................................................... 122

Bang 4.10. Diên tich nươc măn TCN qp tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich ban

phat thai khi nâng cấp đê biển ......................................................................................... 123

Bang 4.11. Tài nguyên nươc nhat TCN qh khi chưa có BĐKH&NBD ....................... 126

Bang 4.12. Tài nguyên nươc nhat TCN qh theo các kịch bản với đê biển hiện tại ...... 127

Bang 4.13. Tài nguyên nươc nhat TCN qh theo cac kich ban khi nâng cấp đê biển ... 130

Bang 4.14. Tài nguyên nươc nhat TCN qp khi không có BĐKH&NBD ..................... 133

Bang 4.15. Tài nguyên nươc nhat TCN qp theo cac kich ban với đê biển hiện tại ...... 134

Bang 4.16. Tài nguyên nươc nhat TCN qp theo cac kich ban khi nâng cấp đê biển ... 136

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1. Các tướng trầm tích trong mối quan hệ với pha biển thoái Pleistocen muộn,

pha biển tiến Flandrian Pleistocen muộn - Holocen giữa và pha biển thoái Holocen

muộn đồng bằng sông Hồng ra thềm lục địa [28] ............................................................ 34

Hình 2.2. Sơ đồ bề mặt trầm tích Pleistocen muộn hệ tầng Vĩnh Phúc ở đồng bằng châu

thổ sông Hồng [19] ............................................................................................................. 36

Hình 2.3. Mặt cắt Địa chất thủy văn tỉnh Thái Bình [15] ................................................ 39

Hình 2.4. Sơ đồ khối biểu diễn 4 phức tập tương ứng với 4 hệ tầng trầm tích Đệ tứ

đồng bằng sông Hồng [28] ................................................................................................. 41

Hình 2.5. Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm theo thời gian [61] ................................ 44

Hình 2.6. Mức thay đổi nhiệt độ trong 50 năm qua ở Việt Nam [55]. ........................... 44

Hình 2.7. Sự thay đổi độ bốc hơi trung bình năm theo thời gian [61] ............................ 45

Hình 2.8. Sự thay đổi độ ẩm trung bình năm theo thời gian [61] .................................... 45

Hình 2.9. Sự thay đổi lượng mưa theo thời gian [61] ...................................................... 45

Hình 2.10. Mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở Việt Nam [55]. ..................... 46

Hình 2.11. Sự thay đổi lượng mưa từ năm 1995 đến nay [61] ........................................ 46

Hình 2.12. Dao động mực nước biển tại trạm Hòn Dấu theo thời gian [61] .................. 48

Hình 2.13. Diễn biến mực nước biển theo số liệu vệ tinh thời kỳ 1993 – 2010 [55] ..... 48

Hình 2.14. Dao động mực nước sông Hồng tại trạm Ba Lạt theo thời gian [61] ........... 49

Hình 2.15. Dao động mực nước sông Trà Lý tại trạm Định Cư theo thời gian [61] ..... 49

Hình 2.16. Dao động mực nước sông Luộc tại trạm Triều Dương theo thời gian [61] . 50

Hình 2.17. Sự gia tăng nhiệt độ trung bình năm giữa thế kỷ 21 (năm 2050) [55] ......... 52

Hình 2.18. Sự gia tăng nhiệt độ trung bình năm cuối thế kỷ 21 (năm 2100) [55] ......... 52

Hình 2.19. Sự gia tăng lượng mưa trung bình năm giữa thế kỷ 21 (năm 2050) [55] .... 53

Hình 2.20. Sự gia tăng lượng mưa trung bình năm cuối thế kỷ 21 (năm 2100) [55] ..... 53

Hình 3.1. Sơ đồ cấu trúc địa chất thủy văn tỉnh Thái Bình .............................................. 57

Hình 3.2. Mặt cắt tướng trầm tích vuông góc với đường bờ biển [28] ........................... 58

Hình 3.3. Đặc điểm trầm tích Đệ tứ phần đất liền và thềm lục địa tỉnh Thái Bình [2] .. 58

viii

Hình 3.4. Sơ đồ phân bố tính thấm tầng chứa nước Holocen .......................................... 59

Hình 3.5. Sơ đồ phân bố vùng bổ cập tầng chứa nước Holocen ..................................... 62

Hình 3.6. Ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Holocen năm 1996 và năm 2014 ...... 63

Hình 3.7. Ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Pliestocen năm 1996 và năm 2014 ... 66

Hình 3.8. Bản đồ thủy đẳng áp tầng chứa nước Pleistocen năm 2014............................ 67

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi lượng mưa và cốt cao mực nước dưới đất tại các

lỗ khoan quan trắc theo thời gian [61,62] ......................................................................... 68

Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng mưa với cốt cao mực nước TCN qh .. 69

Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng mưa với cốt cao mực nước TCN qp .. 69

Hình 3.12. Lượng nước mưa bổ cập cho TCN qh2 vào mùa mưa theo thời gian .......... 73

Hình 3.13. Lượng nước thất thoát vào mùa khô của TCN qh2 theo thời gian ................ 73

Hình 3.14. Lượng nước thấm xuyên bổ cập vào TCN qp tại lỗ khoan quan trắc .......... 75

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mực nước tầng chứa nước Holocen với

nước sông, nước biển [61, 62] ........................................................................................... 77

Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn mực nước biển và nước sông Trà Lý khu vực cửa biển [62]

............................................................................................................................................. 77

Hình 3.17. Đồ thị so sánh dao động mực nước TCN qh2 với nước biển ở khoảng cách

1,5 ÷ 3,0 km so với biển [61, 62] ....................................................................................... 78

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn mực nước tầng chứa nước qh2 ở khoảng cách 3,0 km ...... 79

Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mức độ gia tăng mực nước biển với mực

nước TCN qh2 ..................................................................................................................... 79

Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa mức độ gia tăng mực nước

biển với mực nước TCN qh2 ............................................................................................. 79

Hình 3.21. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nồng độ TDS theo thời gian TCN qh2 [62]..... 80

Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn mực nước TCN qp ở khoảng cách 1,5÷ 2,0 km so với

biển ...................................................................................................................................... 81

Hình 3.23. Đồ thị so sánh dao động mực nước TCN qp với nước biển ở khoảng cách 81

1,5 ÷ 2,0 km so với biển ..................................................................................................... 81

ix

Hình 3.24. Đồ thị dao đông mưc nươc biên va mưc nước TCN qp tai vi tri lô khoan

quan trắc QT2-1, Thái Thụy .............................................................................................. 82

Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn mực nước TCN qp ở khoảng cách 2,0 km so với biển ........ 82

Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa gia tăng mực nước biển với

mực nước TCN qp .............................................................................................................. 83

Hình 3.27. Sự biến thiên nồng độ TDS theo mùa tại giếng quan trắc Q 156ª [62] ........ 84

Hình 3.28. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa TCN qp với nước sông, biển [61, 62] ... 84

Hình 3.29. Đồ thị biểu diễn lượng nước sông, biển bổ cập vào tầng chứa nước qh2 ..... 87

Hình 3.30. Lượng nước dưới đất khai thác theo đơn vị hành chính [57] ....................... 89

Hình 4.1. Cac lơp trong mô hinh dư bao ........................................................................... 98

Hình 4.2. Mô hình số độ cao vùng ven biển Bắc Bộ ....................................................... 99

Hình 4.3. Sơ đồ phân vung hệ số thấm tầng chứa nước Holocen ................................. 101

Hình 4.4. Sơ đồ phân vung hệ số thấm tầng chứa nước Pleistocen .............................. 101

Hình 4.5. Mực nước tầng chứa nước Holocen hiện tại .................................................. 101

Hình 4.6. Mực nước tầng chứa nước Pleistocen hiện tại ............................................... 101

Hình 4.7. Phân bố lượng bổ cập trên mô hình ................................................................ 102

Hinh 4.8. Cac loai biên trong mô hinh ............................................................................ 103

Hình 4.9. Mô hình mô phỏng quá trình xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước ven biển

tỉnh Thái Bình ................................................................................................................... 105

Hình 4.10. Vector vận tốc dịch chuyển dòng chảy tầng chứa nước qh hiện tại ........... 107

Hình 4.11. Vector vận tốc dịch chuyển dòng chảy tầng chứa nước qp hiện tại ........... 108

Hình 4.12. Kết quả mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn khu vực cửa sông ven biển .. 109

Hình 4.13. Kết quả chỉnh lý sai số mô hình tại lỗ khoan quan trắc Q156 .................... 109

Hình 4.14. Kết quả chỉnh lý sai số mô hình dòng và dịch chuyển nồng độ TDS tại các

điểm quan trắc ................................................................................................................... 109

Hình 4.15. Mực nước TCN Holocen năm 2060 khi chưa có BĐKH&NBD ............... 111

Hình 4.16. Mực nước TCN Holocen năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD ............... 111

Hình 4.17. Mực nước tầng chứa nước Holocen năm 2060 theo kịch bản A2 .............. 111

Hình 4.18. Mực nước tầng chứa nước Holocen năm 2100 theo kịch bản A2 .............. 111

x

Hình 4.19. Mực nước TCN Pleistocen năm 2060 khi chưa có BĐKH&NBD ............ 112

Hình 4.20. Mực nước TCN Pleistocen năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD ............ 112

Hình 4.21. Mực nước tầng chứa nước Pleistocen năm 2060 theo kịch bản A2 ........... 113

Hình 4.22. Mực nước tầng chứa nước Pleistocen năm 2100 theo kịch bản A2 ........... 113

Hinh 4.23. Phân bô ranh giới măn - nhat TCN qh theo thời gian ................................. 114

Hinh 4.24. Phân bô ranh giới măn - nhat TCN qp theo thời gian ................................. 116

Hinh 4.25. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qh theo kich ban phat thai A2 với đê

biển hiện tại ....................................................................................................................... 118

Hinh 4.26. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qp theo kich ban phat thai A2 với đê

biển hiện tại ....................................................................................................................... 119

Hinh 4.27. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qh theo kich ban phat thai A2 khi

nâng cấp đê biển ............................................................................................................... 121

Hinh 4.28. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qp theo kich ban phat thai A2 ...... 123

khi nâng cấp đê biển ......................................................................................................... 123

Hình 4.29. Lượng nước nhạt TCN qh khi chưa có BĐKH&NBD ............................... 127

Hình 4.30. Lượng nước nhạt TCN qh theo kịch bản A2 với đê biển hiện tại .............. 129

Hình 4.31. Lượng nước nhạt TCN qh theo các kịch bản với đê biển hiện tại .............. 129

Hình 4.32. Lượng nước nhạt TCN qh theo kịch bản A2 khi nâng cấp đê biển ............ 131

Hình 4.33. Lượng nước nhạt TCN qh theo các kịch bản khi nâng cấp đê biển ........... 132

Hình 4.34. Lượng nước nhạt TCN qp khi không có BĐKH&NBD ............................. 133

Hình 4.35. Lượng nước nhạt TCN qp theo kịch bản A2 với đê biển hiện tại .............. 135

Hình 4.36. Lượng nước nhạt TCN qp theo các kịch bản với đê biển hiện tại .............. 136

Hình 4.37. Lượng nước nhạt TCN qp theo kịch bản A2 khi nâng cấp đê biển ............ 137

Hình 4.38. Lượng nước nhạt TCN qp theo các kịch bản khi nâng cấp đê biển ........... 138

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của Luận án

Thái Bình là một tỉnh ven biển nằm ở đồng bằng châu thổ sông Hồng, là

hành lang cận kề với tam giác phát triển kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, Hà Nội - Hải

Phòng - Quảng Ninh. Thái Bình được bao bọc bởi hệ thống sông, biển khép kín với

đường bờ biển chạy dài trên 50 km. Thái Bình là một tỉnh có vị trí địa lý khá thuận

lợi, được xem là một trong các khu vực có nhiều tiềm năng, có nhiều lợi thế về điều

kiện tự nhiên để phát triển sản xuất, đặc biệt là nông nghiệp. Tuy nhiên, do nằm gần

biển, nên tài nguyên nước nhạt dưới đất ở đây có trữ lượng không lớn. Các tầng

chứa nước có đặc điểm thuỷ địa hoá rất phức tạp. Nước mặn và nước nhạt phân bố

xen nhau không có quy luật gây khó khăn rất nhiều cho việc khai thác và sử dụng

nước của cư dân trong tỉnh. Trong những năm vừa qua, bên cạnh những thuận lợi

do sự phát triển của kinh tế và xã hội đem lại cho địa phương thì sức ép đến môi

trường tự nhiên cũng rất lớn, trong đó có môi trường nước dưới đất. Hiện tượng

nhiễm mặn và nhiễm bẩn các tầng chứa nước tăng lên theo thời gian. Hơn nữa ngày

nay vấn đề Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đang ảnh hưởng trực tiếp đến môi

trường nói chung và tài nguyên nước nói riêng. Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần

suất các trận bão, làm cho nước biển xâm nhập sâu vào đất liền, thu hẹp diện tích

đất nông nghiệp, mặn hóa nước mặt và nước dưới đất, suy giảm chất lượng và trữ

lượng nước phục vụ sinh hoạt… Những thách thức về thiếu nước, khan hiếm nước

nhạt hay nhiễm mặn nguồn nước đang trở thành vấn đề cấp bách tại Thái Bình.

Xuất phát từ thực tiễn trên, vấn đề “Nghiên cứu và dự báo ảnh hưởng của Biến

đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình” là rất cấp

thiết để đánh giá sự thay đổi trữ lượng, chất lượng nước dưới đất khu vực nghiên

cứu và xây dựng kế hoạch ứng phó với sự xâm nhập mặn do Biến đổi khí hậu và

nước biển dâng gây ra cho địa phương.

2. Mục đích

- Phân vùng cấu trúc Địa chất thủy văn và mối quan hệ giữa các tầng chứa

nước với các yếu tố khí hậu, nước biển và hiện trạng khai thác;

- Đánh giá vai trò của khí hậu, nước biển dâng và hoạt động khai thác của con

người đến sự thay đổi chất lượng và trữ lượng nước dưới đất khu vực nghiên cứu;

2

- Dự báo tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng theo các kịch bản

trong tương lai đến tầng chứa nước Holocen và Pleistocen, từ đó tính toán trữ lượng

nước nhạt của các TCN khu vực nghiên cứu. Đề xuất các giải pháp bảo vệ, khai

thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước dưới đất.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: nước dưới đất tầng chứa nước Holocen và Pleistocen tỉnh

Thái Bình trước tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng;

- Phạm vi nghiên cứu: diện phân bố nước nhạt trong tầng chứa nước Holocen và

Pleistocen tỉnh Thái Bình.

4. Nội dung nghiên cứu

Để dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng, cần thực hiện

một số nội dung nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn để làm rõ sự hình thành các

trầm tích, thành phần thạch học, sự phân bố các TCN, nguồn gốc hình thành vùng

nước nhạt trong tầng chứa nước cũng như mối quan hệ thủy lực giữa các tầng chứa

nước với nhau và phân vùng cấu trúc địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu;

- Nghiên cứu quá trình hình thành các tầng chứa nước chính trong khu vực

cùng sự phân bố mặn – nhạt của chúng làm cơ sở đánh giá tác động của sự dâng cao

mực nước biển, sự thay đổi lượng mưa, lượng bốc hơi đến quá trình dịch chuyển

ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất khu vực nghiên cứu;

- Nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất với nước mưa, nước mặt

thông qua sự dao động mực nước và chất lượng nước dưới đất. Thiết lập đồ thị biểu

diễn mối quan hệ giữa nước dưới đất với nước mưa, nước biển để xác định phương

trình tương quan tính toán lượng bổ cập của mưa, nước sông, nước biển cùng sự

thất thoát do quá trình khai thác nước dưới đất đến sự hòa tan, khuếch tán lan truyền

mặn trong các tầng chứa nước...

- Phân vùng chịu ảnh hưởng của nước mưa, nước mặt đến nước dưới đất từ đó

đánh giá mức độ ảnh hưởng của chúng đến sự thay đổi chất lượng và trữ lượng

nước dưới đất khu vực nghiên cứu;

3

- Dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới

đất tỉnh Thái Bình trong đó sử dụng mô hình VISUAL MODFLOW với phần mềm

SEAWAT để mô phỏng sự biến đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất cùng trữ

lượng nước nhạt theo thời gian tại khu vực nghiên cứu;

- Phân vùng cảnh báo những khu vực có nguy cơ nhiễm mặn do ảnh hưởng

của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng, từ đó đề xuất giải pháp quản lý, khai thác,

bảo vệ nguồn tài nguyên nước.

5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

5.1. Cách tiếp cận

Để giải quyết nội dung nghiên cứu, dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu

và nước biển dâng đến nước dưới đất của tỉnh Thái Bình, tác giả đã đưa ra các cách

tiếp cận vấn đề như sau:

- Tiếp cận lý thuyết: vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước

biển dâng đến nước dưới đất đã được thực hiện ở nhiều nghiên cứu trên thế giới và

bước đầu tại Việt Nam. Hiện nay, hầu hết các công trình nghiên cứu khoa học trên

thế giới và tại Việt Nam đều tập trung đánh giá cho các vùng đồng bằng ven biển.

Sở dĩ như vậy là vì các tầng chứa nước ở các vùng ven biển thường bị nhiễm mặn

khá nhiều do xâm nhập của nước biển và là những vùng chịu tác động trực tiếp của

nước biển dâng. Do đó, việc tiếp cận lý thuyết được thực hiện để xây dựng phương

pháp luận cơ bản đồng thời đưa ra được những nội dung và phương pháp nghiên

cứu cụ thể cho khu vực nghiên cứu. Từ đó đưa ra giải pháp cũng như hướng nghiên

cứu hợp lý và khả thi.

- Tiếp cận các kết quả nghiên cứu trước đó: việc nghiên cứu về điều kiện địa chất,

địa chất thủy văn, các đánh giá về trữ lượng, chất lượng nước mặn – nhạt, phân tích

sự hình thành nước nhạt trong quá khứ, điều tra hiện trạng khai thác,... đã được thực

hiện trên toàn vùng với nhiều nghiên cứu khác nhau cùng các công trình khai thác

lớn nhỏ sẽ là cơ sở khoa học và thực tiễn giúp tác giả có được nguồn tài liệu cơ sở,

giảm khối lượng khảo sát, đánh giá được quá trình hình thành ranh giới mặn – nhạt

của nước dưới đất cùng diễn biến sự dịch chuyển ranh giới theo thời gian. Tác giả

4

còn sử dụng các kết quả nghiên cứu về khí hậu, nước biển để nghiên cứu, đánh giá

diễn biến thay đổi điều kiện khí hậu từ quá khứ đến nay. Trên cơ sở các kết quả

nghiên cứu trước đây kết hợp với những biến đổi khí hậu và nước biển dâng hiện

nay cùng các hoạt động kinh tế của con người để mô phỏng, dự báo sự thay đổi ranh

giới mặn – nhạt của nước dưới đất theo thời gian;

- Tiếp cận thực tế: điều tra khảo sát thực địa nhằm đánh giá cấu trúc địa chất cùng

các thông số địa chất thủy văn, hiện trạng phân bố mặn – nhạt nước dưới đất khu

vực nghiên cứu. Quan trắc mực nước dưới đất, mực nước sông, biển cùng các điều

kiện khí hậu (lượng mưa, lượng bốc hơi) trong khu vực nghiên cứu để xây dựng

mối quan hệ thủy lực giữa các yếu tố với nhau, tính toán lượng bổ cập cho các

TCN, phân vùng chịu tác động của các nhân tố khí hậu, thủy văn. Đây là cách tiếp

cận kinh điển trong nghiên cứu địa chất thủy văn và đánh giá những tác động của

khí hậu, nước biển dâng đến nước dưới đất.

- Tiếp cận các phương pháp điều tra, đánh giá hiện đại, tiên tiến: việc nghiên

cứu, đánh giá tài nguyên nước dưới đất theo diện và theo chiều sâu đã được nhiều

nhà khoa học trên thế giới và trong nước nghiên cứu thực hiện [1, 8, 13, 22, 42, 53,

67, 69, 72, 73, 74, 81, 86, 88, 97, 100...]. Ngoài việc tiếp cận lý thuyết, cần tiếp cận

các phương pháp đánh giá hiện đại để dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và

nước biển dâng. Trong đó việc tiếp cận với các phương pháp tính toán, mô hình số

hiện đại đang được sử dụng trên thế giới và tại Việt Nam để mô phỏng, dự báo quá

trình xâm nhập mặn vào các TCN ven biển. Do đó, việc tiếp cận và áp dụng các

phương pháp này sẽ đem lại kết quả cao, phù hợp với nội dung nghiên cứu.

5.2. Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết các vấn đề nêu trên tác giả đã sử dụng tổng hợp các phương

pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp thu thập và chỉnh lý tài liệu: thu thập tài liệu địa hình, địa mạo,

địa chất, địa chất thủy văn, khí hậu (lượng mưa, lượng bốc hơi), thủy văn (mực

nước biển, mực nước sông), các công trình nghiên cứu, tài liệu quan trắc mực nước

dưới đất, nước sông, nước biển theo thời gian của tỉnh Thái Bình, tài liệu về sự biến

5

đổi khí hậu và nước biển dâng tỉnh Thái Bình. Thu thập Kịch bản biến đổi khí hậu

và nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trường trong đó có tỉnh Thái Bình.

Thu thập các thông tin về hiện trạng sử dụng đất, xác định tỷ lệ vùng đất trống,

vùng không thấm nước, vùng nước mặt, thảm thực vật... để đánh giá khả năng thấm

của nước mưa xuống nước dưới đất.

- Phương pháp kế thừa/chuyên gia: sử dụng các kết quả đã được nghiên cứu ở

trên thế giới và Việt Nam làm cơ sở để nghiên cứu cho vùng Thái Bình. Ngoài ra,

thường xuyên trao đổi, học tập từ các chuyên gia, các nhà khoa học thông qua các

buổi hội thảo chuyên đề để tiếp thu, học hỏi bổ sung thêm kiến thức chuyên môn;

- Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành các lộ trình quan trắc đánh giá

chất lượng môi trường nước dưới đất, sự phân bố TDS trên toàn tỉnh để chính xác

lại ranh giới mặn – nhạt của nước dưới đất làm cơ sở dự báo dịch chuyển ranh giới

này dưới tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Thực hiện một số thí

nghiệm hiện trường làm cơ sở dự báo, đánh giá ảnh hưởng của nước sông, nước

biển đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu. Khảo sát thực địa thu thập thông tin

chung về hiện trạng khai thác sử dụng nước dưới đất;

- Phương pháp thống kê: thống kê các kết quả khảo sát thực địa, phân tích

mẫu trong phòng thí nghiệm cùng các kết quả thu thập về mực nước, chất lượng

mặn – nhạt nước dưới đất, số liệu mưa, bốc hơi, mực nước sông – biển để đánh giá

chất lượng nước dưới đất và nghiên cứu mối quan hệ giữa khí hậu, nước sông, nước

biển với nước dưới đất;

- Phương pháp thủy địa hóa/thủy động lực: nghiên cứu, đánh giá mức độ, khả

năng nhiễm mặn, các thông số địa chất thủy văn có liên quan tới khả năng di chuyển

vật chất trong môi trường nước dưới đất;

- Phương pháp mô hình hóa: sử dụng mô hình GMS, MODFLOW,

SEAWAT... để xây dựng mô hình dòng chảy tầng chứa nước Holocen và

Pleistocen. Mô phỏng sự phân bố, dự báo sự thay đổi về trữ lượng và dịch chuyển

ranh giới mặn nhạt trong vùng nghiên cứu theo thời gian tương ứng với các kịch

bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong điều kiện khai thác theo thời gian.

6

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án

6.1. Ý nghĩa khoa học

- Luận án đã đưa ra phương pháp luận nghiên cứu về ảnh hưởng của Biến đổi

khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất trong đó tập trung đánh giá tác động

của lượng mưa và sự dâng lên của nước biển đến sự dịch chuyển ranh giới mặn –

nhạt nước dưới đất khu vực ven biển;

- Luận án đã đánh giá được quan hệ của các nhân tố khí hậu, mực nước sông,

biển đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu. Trong đó, nước sông - biển có quan hệ

với nước dưới đất theo quy luật tuyến tính ở phạm vi 1,5 km so với bờ biển, càng

vào sâu trong đất liền mức độ ảnh hưởng giảm dần. Nước mưa có ảnh hưởng đến

toàn bộ tầng chứa nước qh với lượng bổ cập thay đổi tùy thuộc đặc trưng thạch học,

khả năng thấm nước và diện tích sử dụng đất khu vực nghiên cứu;

- Luận án đã dự báo được sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất ở 2

tầng chứa nước Holocen, Pleistocen theo các kịch bản Biến đổi khí hậu và nước

biển dâng trong cả 2 trường hợp đê biển hiện tại và có nâng cấp hệ thống đê biển.

6.2. Ý nghĩa thực tiễn

Căn cứ trên kết quả đánh giá hiện trạng phân bố mặn – nhạt nước dưới đất,

luận án đã xác định được định hướng quy hoạch khai thác hợp lý cho từng khu vực

trong tỉnh đối với cả 2 tầng chứa nước qh, qp đồng thời đề xuất các giải pháp giảm

thiểu, bảo vệ nhằm khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên này.

7. Luận điểm bảo vệ

- Luận điểm 1:

Tầng chứa nước Holocen chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi nước mưa và nước

sông, biển trong phạm vi 1,5 đến 3,0 km so với đường bờ với quan hệ tuyến tính.

Lượng mưa tăng, lượng bổ cập cho tầng chứa nước qh trung bình ước tính khoảng

0,0003 m/ng đã góp phần rửa mặn nước dưới đất với diện tích mặn thu hẹp khoảng

180 km2 so với năm 1996. Tầng chứa nước Pleistocen không chịu ảnh hưởng của

nước mưa mà chịu tác động trực tiếp của hoạt động khai thác nước dưới đất và một

phần của quá trình thấm xuyên từ TCN qh xuống với lượng thấm trung bình khoảng

7

2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng. TCN qp cũng chỉ chịu ảnh hưởng của nước sông, biển

trong phạm vi từ 1,5 đến 2,0 km so với đường bờ qua con đường truyền áp.

- Luận điểm 2:

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng ảnh hưởng trực tiếp đến tầng chứa nước

Holocen. Tùy theo đặc trưng của tầng chứa nước, hiện trạng sử dụng đất và đê điều,

diện tích vùng nước nhạt TCN qh tính đến năm 2100 theo kịch bản phát thải A2 bị

thu hẹp khoảng 109,7 km2 trong trường hợp đê biển hiện tại và 42,9 km2 khi nâng

cấp hệ thống đê biển, dẫn đến sự suy giảm trữ lượng nước nhạt trên toàn tỉnh trong

tương lai. Tuy nhiên, TCN qp ít chịu ảnh hưởng của BĐKH&NBD mà chủ yếu chịu

tác động của hoạt động khai thác nước dưới đất với diện tích vùng nước nhạt bị thu

hẹp khoảng 25 km2 tính đến năm 2100 và tập trung ở khu vực phía Bắc của tỉnh.

8. Những điểm mới của Luận án

- Chính xác ranh giới mặn nhạt nước dưới đất bằng các kết quả khảo sát, đo đạc,

phân tích thành phần hóa học của nước trên toàn tỉnh nhằm đánh giá sự thay đổi của

chúng so với những nghiên cứu trước đây. Trong đó, diện tích vùng nước mặn trên

toàn tỉnh của TCN qh năm 2014 thu hẹp khoảng 180 km2 so với kết quả nghiên cứu

đã thực hiện năm 1996 của Lại Đức Hùng;

- Luận án đã đánh giá, phân vùng nước dưới đất những khu vực chịu ảnh hưởng

trực tiếp của nước sông - biển, nước mưa và xây dựng các phương trình tuyến tính

biểu diễn mối tương quan giữa nước dưới đất với sự thay đổi khí hậu, nước biển

dâng. Trong đó, TCN qh chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước mưa đặc biệt ở những

khu vực có khả năng thấm nước tốt và nước sông, biển trong phạm vi 1,5 ÷ 3,0 km

so với đường bờ. Còn TCN qp ít chịu ảnh hưởng của nước mưa mà chủ yếu chịu tác

động gián tiếp của nước sông, biển qua truyền áp trong phạm vi 1,5 ÷ 2,0 km so với

đường bờ và hoạt động khai thác nước dưới đất;

- Áp dụng mô hình không gian 3 chiều SEAWAT để dự báo tác động của biến đổi

khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu dựa vào đặc trưng

của các thông số địa chất thủy văn, đặc điểm và chất lượng các tầng chứa nước cùng

kịch bản về sự thay đổi khí hậu, dâng cao của nước biển theo thời gian. Theo kết

8

quả dự báo, BĐKH&NBD ảnh hưởng trực tiếp đến TCN qh, thu hẹp diện tích vùng

nước nhạt khu vực ven biển, giảm trữ lượng nước nhạt cho toàn vùng. Tuy nhiên,

TCN qp ít chịu tác động của BĐKH&NBD mà chủ yếu ảnh hưởng của hoạt động

khai thác nước dưới đất, thu hẹp diện tích nước nhạt ở khu vực phía Bắc của tỉnh.

Từ đó nghiên cứu đã tính toán trữ lượng nước nhạt ở cả 2 tầng chứa nước và đưa ra

định hướng khai thác phù hợp cho nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

9. Cơ sở tài liệu

9.1. Tài liệu thu thập

Để đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới

đất khu vực nghiên cứu, tác giả đã thu thập một số tài liệu từ các nghiên cứu đã thực

hiện từ trước cùng các đề tài, dự án khác nhau, bao gồm:

- Tài liệu địa hình, địa mạo, địa chất, địa chất thủy văn, kết quả bơm hút nước

thí nghiệm xác định tính thấm của tầng chứa nước qp, các số liệu quan trắc mực

nước, chất lượng nước theo thời gian tại 08 lỗ khoan quan trắc tỉnh Thái Bình thuộc

Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên nước quốc gia. Thu thập thêm các kết

quả đánh giá chất lượng nước từ Viện Địa lý - Viện hàn lâm khoa học và công nghệ

Việt Nam, Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Bình với khoảng 50 mẫu thí

nghiệm cho cả 2 tầng chứa nước;

- Tài liệu khảo sát địa chất, địa chất thủy văn và địa chất công trình với hơn 100

lỗ khoan trên toàn tỉnh theo tuyến vuông góc với đường bờ biển và theo diện từ kết

quả thành lập Bản đồ Địa chất thủy văn của Lại Đức Hùng cùng các thí nghiệm hiện

trường, tác giả đã nghiên cứu, xây dựng sơ đồ cấu trúc địa chất thủy văn của tỉnh;

- Tài liệu quan trắc về thuỷ văn (mực nước biển, mực nước sông), điều kiện khí

hậu (lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, độ bốc hơi) từ năm 1960 đến nay tại Trung tâm

khí tượng thủy văn quốc gia trong khu vực để xây dựng mối quan hệ giữa các yếu

tố này với các thông số địa chất thủy văn;

- Thông tin về hiện trạng sử dụng đất, tỷ lệ vùng đất trống, vùng không có khả

năng thấm nước, vùng nước mặt, thảm thực vật... để đánh giá khả năng thấm của

9

nước mưa từ bề mặt xuống các tầng chứa nước cùng quy hoạch định hướng sử dụng

đất đến năm 2030 của tỉnh làm cơ sở dự báo cho tương lai;

- Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất ở các tầng chứa nước và định

hướng sử dụng nước trong tương lai của tỉnh;

- Kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi

trường trong đó có đánh giá đến tỉnh Thái Bình.

9.2. Kết quả khảo sát, thí nghiệm hiện trường và trong phòng

- Để đánh giá sự phân bố ranh giới mặn – nhạt của nước dưới đất, tác giả đã

tiến hành điều tra, khảo sát thực địa với hơn 200 điểm trên toàn tỉnh, trong đó có đo

đạc bằng thiết bị quan trắc tự động cùng lấy mẫu phân tích khoảng 60 mẫu trong

phòng thí nghiệm tại Liên đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyên nước miền Bắc

nhằm đánh giá sự phân bố TDS của nước dưới đất. Những điểm khảo sát được tác

giả bố trí trên toàn tỉnh trong đó tập trung tại những điểm ranh giới mặn – nhạt cũ

đã được xây dựng năm 1996 của tác giả Lại Đức Hùng và trong những khoảnh ven

sông, biển theo mùa mưa, mùa khô tại 2 tầng chứa nước qh, qp để chính xác lại ranh

giới mặn – nhạt hiện nay làm cơ sở dự báo sự dịch chuyển ranh giới này dưới tác

động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong tương lai;

- Thí nghiệm hiện trường nhằm đánh giá tính thấm nước cho TCN trên bề mặt

bằng phương pháp đổ nước hố đào. Việc bố trí các điểm đo được tác giả phân bố

đều trên toàn bộ diện tích khu vực nghiên cứu kết hợp với việc khoan, lấy mẫu phân

tích thành phần thạch học, xác định hệ số thấm trong phòng thí nghiệm. Các điểm

đổ nước thí nghiệm được bố trí xen kẽ với các vị trí khoan, lấy mẫu thí nghiệm để

chính xác và hiệu chỉnh giữa các kết quả phân tích thạch học trong phòng cùng thí

nghiệm đổ nước hiện trường. Các điểm đổ nước thí nghiệm còn được thực hiện

nhiều tại các điểm ven sông – biển nhằm đánh giá khả năng thấm của nước mặt qua

đất đá khu vực vào TCN và ngược lại. Tổng số điểm đổ nước hố đào là 20 điểm và

phân tích mẫu thạch học trong phòng là 35 mẫu. Dựa trên kết quả phân tích thành

phần thạch học và thí nghiệm đổ nước hố đào, tác giả xây dựng bản đồ phân vùng

khả năng thấm nước cho tầng chứa nước Holocen của tỉnh Thái Bình.

10

- Khảo sát thực địa, quan trắc mực nước dưới đất theo tuyến ven biển Thái

Thụy, Tiền Hải và vuông góc với đường bờ ở khoảng cách 1,5 km đến 3,0 km tại 20

điểm cho cả 2 tầng chứa nước qh, qp bằng thiết bị quan trắc tự động. Hai tuyến quan

trắc mực nước dưới đất thực hiện liên tục theo thời gian đồng thời với chu kỳ lên

xuống của thủy triều trong ngày bằng thiết bị quan trắc tự động. Thời gian thực hiện

quan trắc 1 giờ/1 lần đo và kéo dài trong 1 tháng, từ 11/1/2015 đến 15/2/2015 theo

chu kỳ hoạt động của mặt trăng. Ngoài ra, tác giả còn thu thập tài liệu quan trắc mực

nước sông, biển từ Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia cùng tài liệu mực nước

dưới đất ở hai tầng chứa nước tại các lỗ khoan quan trắc Q155, Q156, Q158, Q159

nằm sâu trong đất liền huyện Thái Thụy và Quỳnh Phụ từ Trung tâm quy hoạch và

điều tra tài nguyên nước quốc gia nhằm đánh giá mối quan hệ của nước sông, biển

với nước dưới đất. Dựa vào kết quả thu thập, tổng hợp, quan trắc và khảo sát thực

địa, tác giả đã thiết lập mối quan hệ và tính toán được lượng bổ cập từ nước mưa,

nước mặt cho các TCN khu vực nghiên cứu.

10. Cấu trúc của Luận án

Luận án được thực hiện với 4 chương không kể mở đầu, kết luận và tài liệu

tham khảo. Trong đó, cụ thể:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển

dâng đến nước dưới đất

Chương 2: Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn và kịch bản biến đổi khí hậu, nước

biển dâng tỉnh Thái Bình

Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu, thủy hải văn và hoạt động khai thác

đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình

Chương 4: Dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước

dưới đất tỉnh Thái Bình

Kết luận và kiến nghị

Phụ lục

11

11. Lời cảm ơn

Luận án được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Địa chất thủy văn, Khoa

Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn

khoa học của GS.TS Đặng Hữu Ơn (Hội Địa chất thủy văn Việt Nam) và PGS.TS

Đỗ Văn Bình (Trường Đại học Mỏ - Địa chất).

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu, viết luận án, tác giả đã nhận được

sự động viên tinh thần cùng sự hướng dẫn tận tình của Tiểu ban Hướng dẫn. Tác giả

cũng luôn nhận được sự động viên, góp ý và giúp đỡ chuyên môn của các nhà khoa

học hàng đầu trong lĩnh vực Địa chất thủy văn, các thầy cô giáo trong Bộ môn Địa

chất thủy văn, tập thể cán bộ và đội ngũ khoa học của Trường Đại học Mỏ - Địa

chất, Hội Địa chất thủy văn Việt Nam, Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên

nước quốc gia, Liên đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyên nước miền Bắc,... cùng

các bạn bè, đồng nghiệp trong Bộ môn Địa sinh thái và Công nghệ Môi trường,

Khoa Môi trường.

Đặc biệt, tác giả xin cảm ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Mỏ

- Địa chất, lãnh đạo Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, lãnh đạo Khoa Môi

trường và Phòng Đào tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tác

giả hoàn thành bản Luận án của mình.

12

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ

HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT Biến đổi khí hậu toàn cầu là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển,

thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên

nhân tự nhiên và nhân tạo. Theo đánh giá của các nhà khoa học, sự gia tăng lượng

khí CO2 trong khí quyển dẫn đến sự thay đổi đáng kể đặc điểm khí hậu toàn cầu và

địa phương, bao gồm nhiệt độ, lượng mưa, làm tăng khả năng tan băng và mực

nước biển dâng. Biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng sâu sắc đến vòng tuần hoàn

nước thông qua lượng mưa, bốc hơi và độ ẩm của đất khi nhiệt độ ngày càng tăng.

Vòng tuần hoàn nước sẽ được tăng cường do lượng nước bốc hơi và lượng mưa

ngày càng gia tăng. Những thông tin về tác động của Biến đổi khí hậu địa phương

hoặc khu vực đối với các quá trình thuỷ văn và tài nguyên nước sẽ ngày càng trở

nên quan trọng đặc biệt đối với những khu vực ven biển.

Vì vậy, những tác động do sự nóng lên của Trái đất và Biến đổi khí hậu đòi

hỏi phải được nghiên cứu một cách toàn diện trên cơ sở đa ngành. Các nghiên cứu

về Biến đổi khí hậu cùng những tác động của chúng đến môi trường và con người

đã được các nhà khoa học trên thế giới tiến hành từ những năm 80 của thế kỷ XX,

song những nghiên cứu về tác động của nó đến tài nguyên nước mới chỉ được đề

cập vào những năm đầu của thế kỷ XXI như: Sherif and Singh (1999), Ghosh

Bobba (2002), N Mzila và E B Shuy (2003), Allen et al (2004), Holman (2006), P.

Rasmussen el al (2013)... Nhiều công trình nghiên cứu đã được các nhà khoa học

đánh giá cho các vùng cụ thể, trong đó chủ yếu nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi

khí hậu đến các vùng cửa sông ven biển, chất lượng nước mặt, nước dưới đất cùng

sự nhiễm mặn tài nguyên nước ở các vùng ven biển. Những nghiên cứu này đã

giúp đánh giá, khoanh vùng có nguy cơ nhiễm mặn cao ở khu vực có đặc điểm địa

chất, địa chất thủy văn khác nhau phục vụ quản lý tài nguyên nước dưới đất.

1.1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới

Việc nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển

dâng đến tài nguyên nước dưới đất đã và đang được các nhà khoa học quan tâm.

13

Các công trình nghiên cứu thời kỳ đầu thường đề cập đến sự Biến đổi khí hậu cùng

với các mô hình thủy văn trên cơ sở điều tra chung về tác động của Biến đổi khí

hậu đến tài nguyên nước ở các khu vực khác nhau. Những nghiên cứu này chủ yếu

tập trung đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu như lượng mưa, lượng bốc hơi,

nhiệt độ hay do hoạt động khai thác nước dưới đất quá mức của con người… Một

số công trình nghiên cứu trên thế giới của các tác giả đã thực hiện, gồm:

Sherif and Singh (1999) [100] đã đánh giá tác động của BĐKH tới sự xâm

nhập mặn vào các tầng chứa nước ven biển. Tác giả nghiên cứu hai tầng chứa nước

ven biển Ai Cập và Ấn Độ để đánh giá tác động của BĐKH tới sự xâm nhập mặn.

Trong nghiên cứu này tác giả không xem xét đến yếu tố lượng mưa mà tập trung

đánh giá sự thay đổi mực nước biển, độ bốc hơi để mô phỏng biến nồng độ theo

các mặt cắt ngang và dọc với mô hình FEFLOW để đánh giá sự dịch chuyển mặn

vào đất liền. Kết quả dự báo cho thấy dưới tác động của biến đổi khí hậu và nước

biển dâng, tầng chứa nước ở đồng bằng sông Nil (Ai Cập) dễ bị tổn thương ảnh

hưởng hơn ở Ấn Độ. Cụ thể, với giả thiết mực nước biển ở Địa Trung Hải tăng 50

cm, ranh giới mặn – nhạt trong các tầng chứa nước ở đồng bằng sông Nil (Ai Cập)

dịch chuyển sâu vào lục địa hơn 9 km. Còn với mực nước biển trong vịnh Bengal

(Ấn Độ) tăng 50 cm, ranh giới mặn – nhạt các tầng chứa nước chỉ dịch chuyển sâu

vào lục địa 0,4 km.

Ghosh Bobba (2002) [77] đã phân tích các tác động của con người và thay đổi

mực nước biển tới cơ chế xâm nhập mặn ở đồng bằng Godavari, Ấn Độ theo không

gian và thời gian. Quá trình xâm nhập mặn được mô phỏng bằng mô hình SUTRA.

Đây là mô hình phần tử hữu hạn hai chiều được sử dụng để đánh giá sự chênh lệch

nồng độ giữa giao diện mặn – nhạt ở các tầng chứa nước khu vực ven biển, áp

dụng đối với tầng chứa nước bão hòa và không bão hòa. Các thông số vật lý, mực

nước ban đầu và các điều kiện biên của khu vực được xác định dựa vào kết quả

khảo sát thực địa. Mô hình nước dưới đất ở trạng thái ổn định được xây dựng và

hiệu chỉnh dựa vào giá trị mực nước quan trắc. Các điều kiện ban đầu và điều kiện

biên sau khi hiệu chỉnh mô hình được dùng để đánh giá mực nước ở trạng thái ổn

14

định. Mô hình đã dự báo được sự thay đổi phân bố mực nước áp lực dưới các điều

kiện bổ cập và thoát nước cùng sự dịch chuyển vị trí biên mặn - nhạt theo mô hình

với thời gian mô phỏng kéo dài 20 năm. Kết quả chỉ ra rằng xâm nhập mặn tiến

vào sâu trong đất liền liên tục và đáng kể với kịch bản nước biển dâng 50 cm cùng

chế độ khai thác nước từ 700 đến 2.200 m3/ngđ.

N Mzila và E B Shuy (2003) [89] đã nghiên cứu quá trình xâm nhập mặn

nước dưới đất ở những khu vực ven biển Singapore. Tác giả đã sử dụng mô hình

dòng 3 chiều FEMWATER để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước

biển dâng đến tầng chứa nước bão hòa khu vực nghiên cứu. Để thực hiện nghiên

cứu, tác giả đã đánh giá ảnh hưởng của dao động mực nước biển theo thủy triều

đến dao động mực nước dưới đất và xác định mối quan hệ của chúng. Nghiên cứu

cũng đánh giá vai trò của lượng mưa đến nước dưới đất. Mô hình FEMWATER

được sử dụng để mô phỏng sự dao động mực nước dưới đất cùng sự biến đổi nồng

độ Clo với đặc trưng của tầng chứa nước (vận tốc dòng chảy, độ nhớt của nước, sự

chênh lệch nồng độ giữa nước mặn - nước nhạt), lượng nước mưa, mực nước biển

và nồng độ Clo bổ cập cho tầng chứa nước. Kết quả dự báo mô hình cho thấy mức

độ xâm nhập mặn tỷ lệ nghịch với với lượng mưa bổ cập, mực nước dưới đất gia

tăng cùng với sự dâng cao mực nước biển và làm giảm quá trình xâm nhập mặn.

Đây cũng là cơ sở để đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng

đến chất lượng và trữ lượng nước dưới đất.

Allen et al (2004) [68] sử dụng mô hình MODFLOW để mô phỏng sự thay

đổi của tầng chứa nước không áp ở Grand Forks, phía Nam nước Anh do những

thay đổi của lượng bổ cập và mực nước sông theo những giả thiết về biến đổi khí

hậu của vùng này. Kết quả chỉ ra rằng những thay đổi lượng bổ cập của tầng chứa

nước trong mô hình trạng thái ổn định dưới các kịch bản BĐKH khác nhau có tác

động nhỏ hơn tác động thay đổi cao độ mực nước trong các sông Kettle và Granby.

Tất cả các mô phỏng đều chỉ ra mực nước và hướng dòng chảy nước dưới đất chỉ

thay đổi rất nhỏ. Mô phỏng lượng bổ cập cao và thấp chỉ ra mực nước lần lượt tăng

khoảng + 0,05 m hoặc giảm khoảng - 0,025 m. Khi tăng độ cao mực nước sông cao

15

hơn mực nước cực đại 20 và 50 %, mực nước dưới đất tăng (2,72 3,45) m. Khi

giảm độ cao mực nước sông thấp hơn mực nước sông cực tiểu 20 và 50 % mực

nước dưới đất giảm (- 0,48 - 2,10) m.

Dough Weatherill (2005) [75] đi sâu đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí

hậu và nước biển dâng đồng thời đề cập đến vai trò của hoạt động khai thác nước

dưới đất đến sự thay đổi chất lượng, trữ lượng nước tầng chứa nước bão hòa và

không bão hòa vùng ven biển New South Wales. Tác giả đã nghiên cứu đánh giá

trữ lượng, chất lượng của tầng chứa nước nằm ở phía Bắc Stockton, Tây Bắc

Tilligerry Creek và Đông Nam biển Tasman cùng vai trò của thực vật với bộ rễ sâu

sẽ thay đổi chất lượng và trữ lượng của chúng. Tác giả đã đánh giá lượng bổ cập

cho tầng chứa nước từ lượng mưa trung bình hàng năm 1.124 mm cùng dòng mặt

từ cửa sông và đại dương. Để tính toán dự báo, tác giả đã sử dụng mô hình

FEFLOW hữu hạn với điều kiện kịch bản khí hậu phát thải trung bình, tập trung

đánh giá sự thay đổi lượng mưa, mực nước biển dâng kết hợp với mực nước ban

đầu và nồng độ Clorua của tầng chứa nước. Ngoài ra, tác giả cũng kết hợp sử dụng

điều kiện khai thác nước để đánh giá tác động của chúng đến sự thay đổi chất lượng

và trữ lượng của nước dưới đất. Theo kết quả dự báo cho thấy biến đổi khí hậu ít gây

tác động đến tầng chứa nước khu vực nghiên cứu tuy nhiên với mức độ khai thác

nước liên tục cùng trữ lượng lớn đã gây tác động đáng kể đến dao động mực nước

đồng thời làm mặn hóa nước dưới đất ở phía Bắc Stockton, vùng ven biển New

South Wales.

Dausman và Langevin (2005) [74] tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của Biến

đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất vùng ven biển Broward, bang

Florida, Mỹ. Để thực hiện nghiên cứu, tác giả nêu bật đặc trưng của tầng chứa

nước (hệ số thấm đất đá, độ sâu mực nước, chất lượng nước), đánh giá sự xâm

nhập mặn các tầng chứa nước ở 6 lỗ khoan quan trắc liên tục theo thời gian, đặc

điểm về lượng mưa, lượng bốc hơi cùng hiện trạng nước mặt khu vực nghiên cứu.

Từ kết quả thực nghiệm, tác giả đã đánh giá mối quan hệ giữa nước sông, biển với

nước dưới đất, thí nghiệm đánh giá sự di chuyển của Clo vào các lỗ khoan quan

16

trắc. Nghiên cứu còn xây dựng các đồ thị biểu diễn mối quan hệ của thủy triều và

nước mưa với mực nước dưới đất để đánh giá vai trò của chúng trong sự thay đổi

nồng độ Clo nước dưới đất khu vực nghiên cứu. Sau khi thu thập các giá trị và

đánh giá vai trò của lượng mưa và nước biển đến nước dưới đất, tác giả đã sử dụng

mô hình mô hình MODFLOW với phần mềm SEAWAT để mô phỏng quá trình

xâm nhập mặn cho tầng chứa nước. Ông đã chứng minh được khi mực nước biển

tăng trên 48 cm trong vòng 100 năm tiếp theo sẽ có sự xâm nhập Clorua vào các

tầng chứa nước trong khu vực.

Melloul và Collin (2006) [88] đã đánh giá sự suy giảm nguồn nước nhạt ở

tầng chứa nước trên mặt vùng ven biển Israel do nước biển dâng. Tác giả đã sử

dụng mô hình MODFLOW với phần mềm SEAWAT để dự báo ảnh hưởng xâm

nhập mặn của nước biển theo phương ngang và sự suy giảm trữ lượng nước của

tầng chứa nước phía trên. Kết quả dự báo mô hình với giả định mực nước biển

dâng 0,5 m, khoảng 77% nước nhạt sẽ bị mất đi do dịch chuyển theo phương ngang

và trữ lượng nước tầng chứa nước phía trên mặt bị mất đi khoảng 23%.

Holman (2006) [81] đã đưa ra phương pháp phân tích, đánh giá các tác động

do sự thay đổi khí hậu (lượng mưa, nhiệt độ), hiện trạng sử dụng đất, lũ lụt ở vùng

ven biển, tốc độ đô thị hóa, phát triển rừng và hoạt động sản xuất nông nghiệp đến

tài nguyên nước dưới đất khu vực Đông Anglia, nước Anh. Nghiên cứu đã đánh giá

được các khu vực ven sông, ven biển không thích hợp cho nông nghiệp trên cơ sở

dự báo tần suất lũ, đánh giá sự phân bố sử dụng đất cùng hoạt động sản xuất nông

nghiệp, cây trồng... Các dữ liệu phân vùng cùng sự thay đổi về lượng mưa sẽ được

đưa vào mô hình tính toán lượng bổ cập cho nước sông và nước dưới đất.

Nhờ nghiên cứu tác động trên quy mô lớn, Kevin Hiscock, Yu Tanaka (2006)

[85] đã đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước dưới đất

vùng đồng bằng của Mỹ và vùng bình nguyên của Vương quốc Anh. Trong nghiên

cứu tác giả đã tính lượng bổ cập theo mùa với điều kiện ban đầu năm 1970 và dự

báo đến năm 2080 tương ứng với các kịch bản phát thải khác nhau. So với năm

1970, lượng nước bổ cập dự báo đến năm 2080 giảm 40 ÷ 60%. Nghiên cứu sử

17

dụng mô hình MODFLOW với modul MT3D để mô phỏng sự dịch chuyển mặn

cho tầng chứa nước không áp với các thông số đặc trưng về tầng chứa nước, đặc

điểm thủy văn khu vực (cao độ mực nước, nồng độ Clo), lượng bổ cập thực tế...

Tác giả sử dụng 4 giếng quan trắc vuông góc với đường bờ biển để so sánh sự thay

đổi nồng độ Clo giữa mô hình cơ sở và kịch bản trong tương lai. Kết quả mô hình

cho thấy càng vào sâu trong đất liền nồng độ Clo giảm dần và thay đổi tương ứng

với các kịch bản phát thải theo thời gian.

Priyantha Ranjan, So Kazama, Masaki Sawamoto (2006) [95] tập trung đánh

giá mối tương quan giữa BĐKH với sự suy giảm tài nguyên nước dưới đất ở các

vùng ven biển. Tác giả đã sử dụng mô hình CROPWAT để tính toán lượng bốc hơi

cho 5 khu vực nghiên cứu: Trung Mỹ, Nam Phi, Bắc Phi, Nam Á và Địa Trung

Hải. Dựa vào cân bằng nước theo thời gian, lượng bổ cập cho nước dưới đất khu

vực nghiên cứu được tính toán dựa vào sự chênh lệch giữa lượng mưa và lượng

bốc hơi hàng tháng. Cũng dựa vào mô hình, giả sử tồn tại dao diện nước ngọt và

nước mặn, tính biến động trung bình về quá trình chênh lệch nồng độ, dịch chuyển

mặn – nhạt trong thời gian 100 năm đồng thời đưa ra được các vùng thiếu hụt nước

dựa vào kịch bản về sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa tại khu vực nghiên cứu.

Theo GiamBastiani, Antonellini et al (2007) [69] đã nghiên cứu tính toán để

điều tra xâm nhập mặn vào tầng chứa nước không áp ven biển Ravenna, Ý. Nghiên

cứu đã đánh giá được ảnh hưởng của con người (hiện trạng sử dụng đất, sụt lún bề

mặt đất, khai thác nước...) cùng sự dâng lên của nước biển theo kịch bản biến đổi

khí hậu đến sự xâm nhập mặn của nước dưới đất. Tác giả sử dụng mô hình

MOCDENS3D để đánh giá định lượng ảnh hưởng của các lớp thạch học khác nhau

đến các TCN và mô hình số MODFLOW với các thông số của tầng chứa nước (hệ

số thấm, độ dốc thủy lực, mực nước dưới đất, nồng độ Clo...) cùng mực nước sông,

lượng mưa và sự dâng lên của nước biển trong một thế kỷ để dự báo sự dịch

chuyển Clo vào tầng chứa nước. Kết quả nghiên cứu dự báo cho thấy do hoạt động

khai thác, sử dụng đất làm cho mực nước dưới đất thấp hơn mực nước biển cùng

lượng mưa giảm theo kịch bản biến đổi khí hậu dẫn đến sự gia tăng nồng độ muối

18

trong khu vực pha trộn giữa nước nhạt và nước mặn, dịch chuyển mặn vào sâu

trong lục địa khoảng 800 m.

Năm 2009, Werner và Simmons [67] đã thành lập mô hình khái niệm phân

tích trạng thái ổn định, giao diện mặn – nhạt và tập trung vào phát triển những hiểu

biết chung về tác động có thể có sinh ra bởi nước biển dâng đối với các tầng chứa

nước không áp ứng với các loại điều kiện biên khác nhau. Tác giả đã sử dụng mô

hình phân tích tương đối đơn giản để đưa ra những đánh giá đầu tiên về tác động

của sự thay đổi mực nước biển đến quá trình xâm nhập mặn vào tầng chứa nước

theo hai trường hợp: nước dưới đất bổ cập cho nước biển và nước mặt bổ sung cho

TCN. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định, mức độ xâm nhập mặn phụ thuộc vào

loại điều kiện biên giả định trong mô hình tuy nhiên sự dâng cao của nước biển vẫn

gây tác động đến chất lượng và trữ lượng nước dưới đất khu vực ven biển. Đặc biệt

trong trường hợp nước dưới đất bổ cập cho nước biển, do các hoạt động khai thác

hay bốc hơi nước dưới đất... dẫn đến sự xâm nhập của nước biển vào sâu trong đất

liền. Nghiên cứu này là cơ sở để đánh giá vai trò bổ cập và khả năng xâm nhập

mặn của nước biển vào TCN không áp khu vực ven biển.

Loaiciga, Hugo, Pigel et al (2009) [86] đã sử dụng mô hình FEFLOW đánh

giá những tác động do sự dâng cao mực nước biển và hoạt động khai thác đến sự

xâm nhập mặn vào nước dưới đất khu vực ven biển hạt Monterrey, California, Hoa

Kỳ. Các thông số về đặc trưng tầng chứa nước (mực nước dưới đất, hệ số thấm...),

hiện trạng khai thác nước cùng sự dâng lên của mực nước biển 0,5 đến 1,0 m trong

thế kỷ 21 được đưa vào mô hình dự báo. Kết quả mô hình cho thấy nước biển dâng

đóng góp một phần nhỏ đến sự xâm nhập mặn trong khu vực nghiên cứu so với sự

xâm nhập mặn gây ra từ hoạt động khai thác nước dưới đất.

Philip M. Nyenje, Okke Batelaan (2009) [94] đã đánh giá ảnh hưởng của biến

đổi khí hậu đến lượng bổ cập cho nước dưới đất và dòng chảy mặt ở lưu vực phía

trên Ssezibwa, Uganda. Để ước tính lượng bổ cập, tác giả đã tiến hành tổng hợp

các số liệu khí tượng từ quá khứ để xác định xu thế biến đổi nhiệt độ, bốc hơi khu

vực nghiên cứu với 2 giai đoạn: 1906 – 1990 và 1990 - 2006. Căn cứ vào dữ liệu

19

khí hậu (lượng mưa, lượng bốc hơi) cùng các đặc trưng đất đá, độ sâu tầng chứa

nước, diện tích tầng phủ... tác giả đã đưa vào mô hình WETSPA để mô phỏng sự

thay đổi thủy văn và ước tính lượng bổ cập cho nước dưới đất. Kết quả dự báo mô

hình cho thấy sự gia tăng lượng mưa trong mùa mưa từ 30% năm 2020 đến 100%

trong năm 2080, nhiệt độ tăng lên từ 1 ÷ 4ºC từ đó làm dâng cao mực nước sông,

biển, bổ sung nước cho TCN với lượng bổ cập trung bình khoảng 20 ÷ 100% so

với hiện nay tương ứng theo các kịch bản phát thải khác nhau. Trong đó, với kịch

bản phát thải cao, lượng bổ cập trung bình những năm 2020 là 360 mm/năm,

những năm 2050 là 450 mm/năm và trong những năm 2080 là 740 mm/năm.

Năm 2010, Oude Essink, E. S. Van Baaren và P. G. B. de Louw [91] đã tập

trung đánh giá cho tầng chứa nước Holocen khu vực ven sông, biển Hà Lan. Tác

giả đã sử dụng mô hình dòng ba chiều MODFLOW để mô phỏng mô hình dòng

chảy và quá trình dịch chuyển vật chất đánh giá sự xâm nhập mặn của nước biển

vào tầng chứa nước ven biển theo ba giả thiết nước biển dâng: mực nước biển

không tăng, mực nước biển tăng 0,5 m mỗi thế kỷ và mực nước biển giảm 0,5 m

mỗi thế kỷ. Các thông số được tác giả sử dụng trong tính toán dự báo là hệ số

thấm, vận tốc dòng chảy, sự thay đổi nồng độ muối của nước mặt cùng sự thay đổi

mực nước biển, hiện trạng sử dụng đất và lượng nước bổ cập cho tầng chứa nước.

Kết quả nghiên cứu này cho thấy với mực nước biển dâng 0,5 m mỗi thế kỷ sẽ làm

tăng độ mặn trong tầng chứa nước Holocen ở vùng ven sông, biển trong phạm vi

10 km so với đường bờ.

Webb và Howard (2011) [87] đã sử dụng mô hình số 2 chiều với các điều

kiện biên để nghiên cứu những thay đổi về tỷ lệ xâm nhập mặn cho nước dưới đất

khu vực ven biển trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Các

thông số tính toán được xác định dựa vào độ dốc thủy lực, nồng độ Clo, nhiệt độ

cùng đặc trưng của TCN, hệ số thấm, độ lỗ rỗng hữu hiệu... Căn cứ vào sự dâng lên

của nước biển theo các kịch bản BĐKH, tác giả sử dụng mô hình SEAWAT trong

đó không xét đến yếu tố nhiệt độ và độ nhớt thủy lực để đánh giá xâm nhập mặn

vào TCN ven biển. Nghiên cứu đã phân tích được đặc trưng của tầng chứa nước

20

cùng các nhân tố tác động, trong đó những khu vực có độ lỗ rỗng cao thì độ dẫn

càng lớn, khả năng xâm nhập mặn vào TCN với thời gian nhanh hơn.

Năm 2011, Sun Woo Chang, T. Prabhakar Clement, Matthew J. Simpson,

Kang - Kun Lee [103] đã đánh giá ảnh hưởng của nước biển dâng đến sự nhiễm

mặn nước dưới đất. Công trình nghiên cứu đánh giá toàn diện tác động của sự dâng

lên của mực nước biển đến quá trình xâm nhập mặn trong hai hệ thống nước dưới

đất khu vực ven biển (có áp và không áp) được bổ cập bởi dòng chảy tự nhiên. Kết

quả nghiên cứu đã chỉ ra cơ chế quá trình xâm nhập mặn và đưa ra các công thức

tính toán, dự báo giúp quản lý tốt hơn các tác động do sự gia tăng mực nước biển

đến các tầng chứa nước ven biển. Nghiên cứu đã sử dụng mô hình MODFLOW kết

hợp với phần mềm SEAWAT để dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng đến quá

trình xâm nhập mặn tầng chứa nước ở thung lũng Pioneer, Úc.

Năm 2013, P. Rasmussen et al [96] đã đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí

hậu, nước biển dâng và kênh dẫn nước đến sự xâm nhập mặn tầng chứa nước

Holocen khu vực phía Nam đảo Falster, Đức. Để thực hiện nghiên cứu, tác giả đã

đánh giá đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn và ước tính lượng bổ cập cho nước

dưới đất khu vực nghiên cứu dưới ảnh hưởng của lượng mưa, trung bình 79 ÷ 437

mm/n. Tuy nhiên, các kênh dẫn nước đã góp phần hạ thấp mực nước dưới đất khu

vực từ 1 ÷ 3 m. Nghiên cứu cũng đã chỉ ra sự thay đổi nồng độ Clo tại 11 lỗ khoan

từ quá khứ cho đến hiện nay, trong đó nồng độ năm 1970 là 148 mg/l và đến năm

2004 tăng lên 293 mg/l. Một số mẫu đồng vị đã được phân tích để xác định tuổi

của nước làm cơ sở dự báo thời gian dịch chuyển Clo vào tầng chứa nước. Dựa

trên các thông số về chất lượng nước cùng vai trò bổ cập của mưa cho nước dưới

đất, tác giả đã sử dụng mô hình MODFLOW với phần mềm SEAWAT để mô

phỏng quá trình dịch chuyển mặn vào đất liền tương ứng với các kịch bản biến đổi

khí hậu và nước biển dâng. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu,

nước biển dâng có ảnh hưởng đến sự xâm nhập mặn TCN Holocen tuy nhiên

không đáng kể mà chúng chịu ảnh hưởng lớn của các kênh dẫn nước, làm hạ thấp

mực nước, tăng tốc độ xâm nhập mặn vào đất liền.

21

Năm 2014, Samrit Luoma và Jarkko Okkonen [98] đã nghiên cứu ảnh hưởng

của BĐKH và sự dâng lên mực nước biển Baltic đến lượng bổ cập cho tầng chứa

nước không áp, sự thay đổi mực nước dưới đất và sự thấm rỉ của nước mặt vào

tầng chứa nước Hanko, Nam Phần Lan. Để đánh giá quá trình xâm nhập mặn của

nước sông, biển vào nước dưới đất khu vực nghiên cứu, tác giả đã sử dụng mô hình

MODFLOW với phần mềm SEAWAT. Dữ liệu vùng nghiên cứu đã tổng hợp cao

độ địa hình, độ dốc địa hình, hiện trạng sử dụng đất, độ sâu mực nước dưới đất và

mực nước sông, biển, lượng mưa, nhiệt độ hàng ngày... Nghiên cứu đã đánh giá

khả năng thấm nước của đất đá vùng nghiên cứu, trong đó tầng chứa nước có khả

năng thấm tốt ngay cả trong điều kiện nhiệt độ là - 2ºC và đánh giá mối quan hệ

giữa mực nước dưới đất, mực nước biển. Thực hiện mô hình dòng chảy bằng mô

hình MODFLOW sau đó đưa các dữ liệu về sự thay đổi mực nước biển, lượng

mưa, nhiệt độ theo các kịch bản biến đổi khí hậu vào phần mềm SEAWAT để dự

báo sự dịch chuyển Clo từ nước biển vào tầng chứa nước. Kết quả nghiên cứu đã

chỉ ra sự thay đổi mực nước dưới đất từ 1 ÷ 1,5 m, mối quan hệ giữa nước biển và

nước dưới đất trong đó lượng nước biển bổ cập cho nước dưới đất từ 19,7 ÷ 27,3%.

Từ những tổng hợp, nghiên cứu đánh giá tổng quan ở trên cho thấy việc

nghiên cứu ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến tài nguyên nước

dưới đất đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu. Hầu hết các công trình khoa học

nghiên cứu tại các vùng ven biển do nguồn nước dưới đất nhạt ở các khu vực này là

rất quan trọng. Hơn nữa, vùng này chịu tác động trực tiếp của quá trình xâm nhập

mặn do nước biển. Các công trình nghiên cứu đều tập trung cho tầng chứa nước

không áp, xác định lượng nước bổ cập cho các tầng chứa nước và ảnh hưởng của

chúng đến khả năng cung cấp nước nhạt cùng quá trình xâm nhập mặn của nước

biển vào các tầng chứa nước ven biển. Các nghiên cứu đã chỉ ra cơ chế xâm nhập

mặn và đưa ra các công thức tính toán, dự báo các tác động của biến đổi khí hậu và

sự dâng lên của mực nước biển đến các tầng chứa nước ven biển. Những tác động

của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất ở mỗi khu

vực cũng khác nhau tùy thuộc vào điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, lịch sử tiến

22

hóa địa chất của từng khu vực, điều kiện khí hậu, sự dâng cao mực nước biển và các

hoạt động kinh tế - xã hội tương ứng. Việc đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu

và nước biển dâng đến nước dưới đất là một bài toán khá phức tạp, không thể giải

quyết tốt bằng một phương pháp đơn lẻ mà cần phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến

thức cũng như kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau trong nghiên cứu trong đó

hầu hết các nghiên cứu đều sử dụng mô hình toán học, cơ chế dịch chuyển mặn –

nhạt hay sử dụng mô hình số với nhiều loại mô hình khác nhau như mô hình

MODFLOW với phần mềm SEAWAT, mô hình FEFLOW, SUTRA, ...

1.2. Tổng quan các nghiên cứu tại Việt Nam

Theo dự báo của IPCC thì Việt Nam là một trong năm quốc gia bị ảnh hưởng

nhiều nhất của hiện tượng nước biển dâng. Theo cảnh báo đến năm 2100 của

Chương trình phát triển Liên hợp quốc, nếu nước biển dâng cao 1 m sẽ ảnh hưởng

đến 5 % đất đai của Việt Nam, 10% dân số, tác động đến 7 % sản xuất nông nghiệp,

giảm 10 % tổng sản phẩm quốc nội, riêng sản xuất kinh tế biển sẽ suy giảm 1/3. Do

đó, việc nghiên cứu đánh giá các tác động của BĐKH&NBD được Chính phủ đặc

biệt quan tâm. Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu tác động BĐKH&NBD đến

tài nguyên nước dưới đất mới chỉ được thực hiện đánh giá trong thời gian gần đây.

Còn hầu hết các công trình nghiên cứu tài nguyên nước dưới đất trước đây thường tập

trung đánh giá dự báo quá trình xâm nhập mặn trong điều kiện địa chất khu vực ven

biển cùng ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước bằng phương pháp giải tích và

mô hình số. Tổng hợp một số công trình nghiên cứu đánh giá dự báo xâm nhập mặn

tài nguyên nước dưới đất như sau:

Năm 1997, TS Đặng Đình Phúc [36] đã sử dụng mô hình nhiễm bẩn một chiều

để dự báo xâm nhập mặn nước dưới đất, áp dụng cho vùng Cẩm Giàng. Tác giả đã

xác định trị số hạ thấp mực nước, tốc độ tại các điểm nút trên đường dòng ứng với

các thời điểm khác nhau, sau đó tính toán thời gian dịch chuyển biên mặn cho các

điểm nút khác nhau từ đó dự báo được tốc độ xâm nhập mặn cho vùng nghiên cứu.

23

Năm 2000, TS Đặng Đình Phúc [37] tiếp tục nghiên cứu đánh giá tiềm năng,

hiện trạng khai thác và dự báo cạn kiệt, xâm nhập mặn nước dưới đất khu vực Hải

Hậu - Giao Thủy thuộc vùng duyên hải tỉnh Nam Định.

Năm 2003 [41], PGS. TS Phạm Quý Nhân, TS Đỗ Trọng Sự đã xây dựng mô

hình dòng chảy và mô hình dịch chuyển các chất hòa tan trong nước dưới đất khu

vực Nghĩa Hưng - Hải Hậu (Nam Định) để dự báo khả năng xâm nhập mặn nước

dưới đất do khai thác nước.

Năm 2004 [20], PGS. TS Nguyễn Văn Lâm đã xác định ranh giới mặn nhạt

vùng Hải Triều, Tiên Lữ, Hưng Yên phục vụ công tác cấp nước cho các thị trấn nhỏ

- thuộc chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường của Phần Lan. Trên cơ sở

hiện trạng ranh giới mặn nhạt, với điều kiện địa chất thủy văn của vùng và lưu

lượng khai thác yêu cầu, tác giả đã tính toán và xác định thời gian phân tử mặn đầu

tiên xâm nhập vào lỗ khoan khai thác bằng phương pháp giải tích, từ đó dự báo sự

dịch chuyển ranh giới mặn nhạt nước dưới đất cho vùng nghiên cứu.

Năm 2007 [39], Nguyễn Sơn đã dự báo sự xâm nhập mặn tại các giếng khoan

thuộc lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy bằng phần mềm VISUAL MODFLOW

2.8.2, trên cơ sở tổng lưu lượng khai thác nước dưới đất lưu vực đến năm 2020 vào

khoảng 1.500.000 m3/ngày. Sử dụng mô hình dịch chuyển vật chất MT3D trên cơ sở

kết quả mô hình dòng chảy, điều kiện biên nồng độ không đổi đặt cho ranh giới mặn

nhạt với M = 1 g/l, tác giả đã xác định được sau 16 năm (từ 2004 đến 2020) chất

lượng nước tại các lỗ khoan trong lưu vực chưa bị ảnh hưởng bởi nước mặn. Cũng

trên cơ sở mô hình số MODFLOW, năm 2010 tác giả cũng đã dự báo sự xâm nhập

mặn đến các giếng khoan khai thác nước dưới đất dải ven biển Quảng Bình [22].

Năm 2007 [50], TS Nguyễn Như Trung đã nghiên cứu, dự báo xâm nhập mặn

nước dưới đất vùng Hải Phòng bằng phương pháp mô hình hóa điện trở và địa chất

thủy văn. Tác giả sử dụng tổ hợp các phương pháp địa vật lý và mô hình số địa chất

thủy văn nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và dự báo sự xâm nhập nước mặn vùng

Hải Phòng. Từ các kết quả thăm dò điện đã xây dựng được sơ đồ phân bố độ tổng

khoáng hóa của tầng chứa nước qp vào các năm 1988 và 2004. Kết quả cho thấy

24

chất lượng tầng chứa nước qp đã bị suy thoái nghiêm trọng. Từ đó, tác giả cũng đưa

ra các khu vực hạn chế khai thác nhằm hạn chế hiện tượng xâm nhập mặn.

Năm 2009 [63], Viện khoa học khí tượng thủy văn môi trường thực hiện dự án

“Tác động của BĐKH đến tài nguyên nước ở Việt Nam và các biện pháp thích ứng”

với sự tài trợ của DANIDA Đan Mạch. Mục tiêu của dự án là tăng cường năng lực

của các ban ngành, tổ chức và người dân Việt Nam trong việc thích nghi với tác

động của BĐKH đến tài nguyên nước, giảm thiểu đến mức thấp nhất các tác động

xấu cũng như thiệt hại do BĐKH gây ra; khôi phục có hiệu quả các tác động này

hoặc tận dụng các tác động tích cực của BĐKH. Tuy nhiên, dự án mới chỉ tập trung

đánh giá được các tác động của BĐKH đến tài nguyên nước mặt tại một số lưu vực

sông của Việt Nam đồng thời đề xuất các giải pháp thích ứng với sự thay đổi tài

nguyên nước do BĐKH gây ra.

Năm 2011 [66], Viện khoa học Khí tượng thủy văn và môi trường xuất bản tài

liệu Hướng dẫn Đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu và xác định các giải pháp

thích ứng. Tài liệu này đã giới thiệu các tác động chính của Biến đổi khí hậu cũng

như các tác động của chúng theo từng vùng địa lý, đưa ra quy trình, phương pháp và

công cụ đánh giá tác động theo ngành, lĩnh vực (tài nguyên nước, nông nghiệp, sức

khỏe y tế, giao thông, hạ tầng kỹ thuật, cấp thoát nước…).

Năm 2011 [54], PGS.TS Trần Thanh Xuân đã nghiên cứu đánh giá tác động

của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước thành phố Hà Nội và tỉnh Lạng Sơn.

Nghiên cứu đã tính toán sự biến đổi của các yếu tố khí hậu chính trong tương lai

như: nhiệt độ không khí, lượng mưa, lượng bốc hơi tiềm năng, sự biến đổi chỉ số

khô đến sự biến đổi về lưu lượng và chế độ dòng chảy đối với tài nguyên nước. Tuy

nhiên, những nghiên cứu này mới chỉ tập trung đánh giá cho tài nguyên nước mặt,

các con sông lớn trên địa bàn nghiên cứu và đề cập đến ảnh hưởng của nước biển

dâng và quá trình xâm nhập mặn do Biến đổi khí hậu đến các sông.

Năm 2012 [5], căn cứ đề xuất nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo Nghị định thư

với Trung Quốc của Viện Địa chất và Địa vật lý biển – Viện Hàn lâm Khoa học

Việt Nam, TS Đỗ Huy Cường nghiên cứu các dạng tai biến tự nhiên tiềm năng do

25

Biến đổi khí hậu và các giải pháp chiến lược thích ứng đối với cộng đồng dân cư

vùng lưu vực sông Hồng. Kết quả nghiên cứu đã đánh giá được các dạng tai biến có

nguy cơ xảy ra dưới tác động của Biến đổi khí hậu, trong đó có ảnh hưởng của quá

trình xâm nhập mặn đến nước dưới đất. Nghiên cứu đã sử dụng hệ thống thiết bị và

phần mềm để xây dựng các mô hình giám sát và dự báo các loại hình tai biến môi

trường trong đó có liên quan đến nước dưới đất của lưu vực sông Hồng, đặc biệt là

một số vùng ở ven biển Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình. Công trình nghiên cứu

cũng đề xuất các giải pháp thích ứng cho cộng đồng dân cư phục vụ công tác quy

hoạch tổng thể, phát triển bền vững và phòng chống giảm thiểu thiên tai.

Năm 2012 [13], PGS.TS Nguyễn Văn Hoàng đã nghiên cứu đánh giá ảnh

hưởng của nước biển dâng do Biến đổi khí hậu đến nước mặt, nước dưới đất, ổn

định bờ sông, bờ biển và đê sông, đê biển làm cơ sở khoa học góp phần phục vụ xây

dựng kế hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh Thái Bình và đề xuất các giải pháp

thích ứng, giảm nhẹ thiệt hại. Tác giả đã sử dụng mô hình số để xác định chiều dài

xâm nhập mặn vào sông Hồng ứng với điều kiện nước biển dâng và thời gian xâm

nhập mặn vào các công trình khai thác nước dưới đất tầng chứa nước Pliestocen khu

vực ven biển huyện Thái Thụy cách bờ biển khoảng trên dưới 1 km, cụ thể là 2

công trình ở xã Thái Xuyên, Thụy Trường và Thụy An. Nghiên cứu còn đánh giá

nguy cơ trượt lở ở bờ sông Hồng dưới tác động của nước biển dâng, từ đó đề xuất

giải pháp thực hiện các biện pháp gia cố nhằm tăng cường độ ổn định bờ sông. Kết

quả nghiên cứu đã xây dựng được sơ đồ dự báo xâm nhập mặn do nước biển dâng

theo 3 kịch bản Biến đổi khí hậu với nước mặt, nước dưới đất và sơ đồ phân vùng

mức độ dễ bị tổn thương bờ biển, đê sông, đê biển. Tuy nhiên, công trình nghiên

cứu này cũng chủ yếu đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên

nước nói chung, chưa đánh giá chi tiết đến nước dưới đất cho toàn tỉnh mà bước đầu

mới đánh giá cho tầng chứa nước Pliestocen khu vực ven biển huyện Thái Thụy.

Năm 2012 [9], trong nghiên cứu của Khương Văn Hải, Trường Đại học Khoa

học Tự nhiên đã nghiên cứu ảnh hưởng của nước biển dâng đến nước dưới đất trên

huyện đảo Phú Quý. Tác giả đã ứng dụng phần mềm GMS (Groundwater Model

26

System) để đánh giá trữ lượng nước dưới đất trên đảo Phú Quý cùng mô hình

MODFLOW dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng kết hợp với điều kiện khí hậu

trong tương lai đến nước dưới đất. Tác giả đã sử dụng các thông số về đặc điểm địa

hình, địa chất, địa chất thủy văn khu vực cùng nhóm dữ liệu khí tượng như: lượng

mưa, lượng bốc hơi, mực nước biển và độ mặn trung bình của các giếng ven đảo

trong quá khứ, sau đó tính toán lượng nước dưới đất trong tương lai với các bước

thời gian theo các kịch bản phát thải khí thải trung bình B2 và kịch bản phát thải khí

thải cao A2. Căn cứ vào điều kiện nhiệt độ, lượng mưa và sự gia tăng mực nước

biển theo các giả thiết phát thải khí khác nhau, tác giả đã xây dựng được biểu đồ

thay đổi trữ lượng nước nhạt đảo Phú Quý trong tương lai. Tuy nhiên, công trình

nghiên cứu chưa dự báo được sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt theo diện và

theo chiều sâu trên huyện đảo Phú Quý và xây dựng được bản đồ thể hiện sự thay

đổi này để làm cơ sở đề xuất các giải pháp quản lý trong tương lai.

Năm 2013, đề tài “Đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên

nước dưới đất vùng đồng bằng sông Cửu Long, đề xuất giải pháp ứng phó” do TS

Bùi Trần Vượng thực hiện. Hiện nay, tại đồng bằng sông Cửu Long, mối quan tâm

lớn nhất đối với các nhà quản lý là sự suy giảm về chất lượng và trữ lượng cung cấp

của nước dưới đất. Tuy nhiên dưới tác động của Biến đổi khí hậu, sự thay đổi về

lượng mưa, lượng bốc hơi đã ảnh hưởng đến lượng bổ cập cho các tầng chứa nước

cũng như mối quan hệ tương tác giữa nước dưới đất với các khối nước mặt đã gây

ảnh hưởng đến lượng bổ cập của chúng. Sự thay đổi này đã làm cho mực nước dưới

đất dâng cao hoặc hạ thấp theo thời gian, xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước

ven biển kéo dài và thường xuyên hơn. Do đó, đề tài đã tập trung đánh giá mức độ

ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu đến nước dưới đất của khu vực này cũng như đề

xuất các giải pháp ứng phó phù hợp để giảm thiểu tác động tiêu cực. [53]

Năm 2014, trong nghiên cứu của TS Trịnh Hoài Thu “Đánh giá hiện trạng và

dự báo xâm nhập mặn tầng nước ngầm Pleistocen do khai thác nước ngầm vùng ven

biển đồng bằng sông Hồng”, tác giả đã sử dụng mô hình VISUAL MODFLOW và

phần mềm GMS để dự báo sự hạ thấp mực nước dẫn tới quá trình xâm nhập mặn

27

tầng chứa nước Pleistocen theo thời gian ứng với các sơ đồ khai thác nước khác

nhau tại khu vực tỉnh Thái Bình. Từ kết quả dự báo xâm nhập mặn do khai thác đến

tầng chứa nước Pleistocen, tác giả đã đề xuất những giải pháp trong quản lý khai

thác nước, hạn chế xâm nhập mặn trên cơ sở giảm chênh lệch mực nước giữa đới

nước mặn và đới nước nhạt, ngăn dòng chảy ngầm từ đới mặn sang đới nhạt... để

bảo vệ tầng chứa nước. [47]

Năm 2015 [22], trong đề tài “Nghiên cứu đặc điểm địa chất thủy văn và đánh

giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất vùng ven

biển Bắc Bộ” do PGS.TS Nguyễn Văn Lâm thực hiện đã tập trung đánh giá các

nhân tố khí tượng, thủy văn tác động đến nước dưới đất vùng ven biển Bắc Bộ.

Nghiên cứu cũng đã dự báo được sự biến đổi ranh giới mặn – nhạt đồng thời xác

định được sự suy giảm trữ lượng nước dưới đất nhạt khu vực nghiên cứu tương ứng

với các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng theo thời gian. Trong đó, tính

đến năm 2100, đối với TCN qh, diên tich nươc măn tăng dân theo cac giai đoan,

trong đo khu vưc tinh Thai Binh va phia Đông Băc tinh Nam Đinh co diên tich

nươc măn tăng manh hơn, biên măn lân sâu vao luc đia. Còn đối với TCN qp chiu

anh hương cua BĐKH&NBD thông qua qua trinh truyên ap với diên tich nươc măn

trong tâng chứa nước tăng dân theo cac năm va theo cac kich ban phat thai (B1, B2,

A2); trong đo xu thê măn nhat tai khu vưc Đông Nam vung nghiên cưu biên đổi rõ

rệt. Từ đó, đề tài cũng đề xuất các giải pháp ứng phó, giảm thiểu các tác động tiêu

cực của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

Năm 2016 [8], dự án “Phát triển và thực hiện các giải pháp thích ứng với

Biến đổi khí hậu cấp địa phương khu vực ven biển Việt Nam” do TS Nguyễn Thị

Hạ chủ trì đã nghiên cứu đánh giá những tổn thương do BĐKH, thiên tai cùng các

tác động của chúng đến quá trình xâm nhập mặn vào hệ thống sông ngòi và nước

dưới đất khu vực huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa và huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa

– Vũng Tàu. Trong đó, tác giả đã xây dựng các bản đồ phân vùng khả năng tổn

thương của TCN qp và qh theo phương pháp Galdit cho khu vực nghiên cứu đồng

thời dự báo đến năm 2100 trong cả 2 trường hợp có và không có BĐKH&NBD. Từ

28

đó, tác giả đã sử dụng mô hình SEAWAT để đánh giá tác động của BĐKH&NBD

đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu trong đó ở khu vực Hậu Lộc nồng độ TDS

TCN qh có xu hướng rửa nhạt tại khu vực trung tâm huyện và xâm nhập mặn tại

khu vực biển và dọc theo sông Kênh De, Lạch Trường còn TCN qp có xu hướng

rửa mặn, diện tích nước mặn năm 2100 giảm khoảng 2,91% so với năm 2016. Tại

khu vực huyện Tân Thành, Bà Rịa Vũng Tàu, diện tích xâm nhập mặn đều tăng ở cả

2 TCN qp và Pliocen (n), tuy nhiên mức tăng không nhiều, chỉ khoảng 0,5% điều

này cho thấy tác động của BĐKH&NBD đến tầng chứa nước này là không đáng kể.

Nhìn chung, ở nước ta hiện nay các nghiên cứu về tác động của khí hậu, nước

biển đến nước dưới đất thường tập trung xác định ranh giới mặn nhạt, nghiên cứu

xâm nhập mặn, tính toán thời gian và tốc độ dịch chuyển của ranh giới trên cơ sở

điều kiện địa chất thủy văn của vùng nghiên cứu, lưu lượng khai thác yêu cầu cũng

như mối quan hệ giữa nước biển với nước dưới đất ở những khu vực ven biển. Hầu

hết các nghiên cứu cũng đưa ra cảnh báo về khả năng nhiễm mặn của các công trình

khai thác và sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt tại khu vực. Tuy nhiên, những

nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tổng hợp của sự biến đổi các điều kiện tự nhiên,

nhân tạo đến sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt nước dưới đất đặc biệt trước tác

động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng mới chỉ thực sự được quan tâm, đánh

giá trong những năm gần đây.

1.3. Đề xuất phương pháp nghiên cứu cho Luận án

Từ những kết quả nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và

nước biển dâng đến nước dưới đất trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy:

- Các công trình nghiên cứu đều tập trung đánh giá chủ yếu cho các vùng ven

biển, nơi chịu tác động mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu và nước biển dâng;

- Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tác động đến sự dâng lên của nước biển và

sự thay đổi chất lượng, trữ lượng nước dưới đất;

- Để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng cần nghiên

cứu cấu trúc địa chất thủy văn khu vực đồng thời đánh giá mối quan hệ của chúng

với các điều kiện khí hậu, thủy văn;

29

- Cần xác định hiện trạng phân bố ranh giới mặn - nhạt bằng các tài liệu khảo

sát thực địa, đo, phân tích xác định nồng độ TDS, Cl- của mẫu nước hoặc kết quả

thăm dò địa vật lý điện làm cơ sở dự báo sự thay đổi của chúng trước ảnh hưởng

của biến đổi khí hậu, nước biển dâng;

- Phân tích các quy luật biến đổi của khí hậu, nước sông, nước biển và nước

dưới đất trong quá khứ là cơ sở để dự báo cho tương lai. Sử dụng phương pháp thủy

địa hóa/ thủy động lực để nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố này với sự gia

tăng mực nước dưới đất đồng thời tính toán lượng bổ cập của chúng cho nước dưới

đất khu vực nghiên cứu.

- Sử dụng mô hình toán học, mô hình vật lý và mô hình số để dự báo sự dịch

chuyển ranh giới mặn nhạt nước dưới đất trước tác động của biến đổi khí hậu và

nước biển dâng. Trong đó, các thông số di chuyển vật chất sử dụng để xây dựng mô

hình được tính toán bằng các thí nghiệm địa chất thủy văn cùng các giả thiết về sự

thay đổi của điều kiện khí hậu, mực nước biển cũng như sự biến đổi của các yếu tố

khai thác nước...

Từ những kết quả và phương pháp nghiên cứu được tổng hợp trên thế giới và

tại Việt Nam, tác giả đã đề xuất mục tiêu, phương pháp nghiên cứu cho Luận án:

- Lựa chọn những yếu tố quan trọng cần thiết tập trung khi đánh giá ảnh hưởng

của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến quá trình xâm nhập mặn vào các tầng

chứa nước ven biển gồm: cấu trúc địa chất thủy văn, mực nước, hệ số thấm, hệ số

nhả nước, chất lượng mặn – nhạt nước dưới đất, lượng mưa, độ bốc hơi,...

- Thu thập, tổng hợp, khảo sát đánh giá đặc điểm địa hình, địa chất, địa chất

thủy văn cùng đặc trưng của tầng chứa nước như bề dày, hệ số thấm đất đá, độ sâu

mực nước dưới đất, hướng dòng chảy... Dựa vào các kết quả tổng hợp từ các lỗ

khoan khảo sát địa chất thủy văn, ĐCCT, nghiên cứu cấu trúc địa chất thủy văn khu

vực đồng thời đánh giá mối quan hệ của chúng với các điều kiện khí hậu, thủy văn;

- Nghiên cứu đặc điểm khí hậu địa phương trong đó tập trung đánh giá lượng

mưa, độ bốc hơi và nhiệt độ cùng mối quan hệ của chúng với sự thay đổi mực nước

dưới đất, từ đó xác định lượng bổ cập cho nước dưới đất. Từ các tài liệu tổng hợp

30

trên thế giới, hiện nay khí hậu có ảnh hưởng lớn đến tầng chứa nước Holcoen và

gián tiếp đến tầng chứa nước Pleistocen.

+ Đối với tầng chứa nước Holocen, để tính toán lượng nước bổ cập từ nước

mưa vào tầng chứa nước có rất nhiều cách khác nhau trong đó có thể sử dụng

phương pháp của Bindeman và Healy & Cook [97] với việc xác định cường độ

nước bổ cập vào tầng chứa nước từ mưa dựa vào tài liệu quan trắc liên tục của nước

dưới đất và nước mưa theo thời gian cùng các số liệu điều tra cơ bản về đặc trưng

tầng chứa nước. Sự tăng giảm của mực nước dưới đất trong tầng chứa nước phụ

thuộc vào lượng bổ cập và lượng thoát tự nhiên. Hệ số nhả nước trọng lực của tầng

chứa nước là không đổi trong suốt quá trình mực nước dao động và hoạt động khai

thác nước ít ảnh hưởng đến sự dao động của nước dưới đất.

+ Đối với tầng chứa nước Pleistocen do được ngăn cách bởi lớp thấm nước

yếu và TCN Holocen ở phía trên nên ít chịu tác động của nước mưa mà một phần

chịu ảnh hưởng của quá trình thấm xuyên từ TCN bên trên xuống TCN bên dưới

qua lớp thấm nước yếu. Phương pháp đánh giá khả năng thấm xuyên của tầng chứa

nước qh xuống tầng chứa nước qp được tính toán theo Dacxi khi có hoạt động khai

thác dựa vào sự chênh lệch mực nước giữa các tầng chứa nước trong cùng một thời

gian với đặc trưng của tầng thấm nước yếu.

- Ngoài những tác động của khí hậu đến nước dưới đất, nước biển dâng lên

theo thời gian còn dẫn đến sự thay đổi của mực nước dưới đất, mực nước sông cùng

mối quan hệ thủy động lực của chúng với nước dưới đất. Từ những tác động này đã

dẫn đến quá trình xâm nhập mặn của nước biển vào các giếng quan trắc ven biển

cùng sự bổ cập của nước biển cho nước dưới đất và sự thất thoát từ TCN ra dòng

chảy mặt. Dựa vào các kết quả nghiên cứu, đánh giá hiện nay, lượng bổ cập theo

mùa hoặc hàng năm, lượng bốc hơi, lượng nước thoát vào dòng chảy mặt... được

tính toán để xác định lượng nước sông, biển xâm nhập vào tầng chứa nước. Đối với

tầng chứa nước Holocen, để tính toán lượng bổ cập từ nước sông, biển vào TCN

thường sử dụng phương trình Đuypuy với đặc trưng của tầng chứa nước như hệ số

thấm đất đá, bề dày TCN tại các giếng quan trắc và khoảng cách giữa các giếng

quan trắc ven biển cùng sự chênh lệch của mực nước sông, biển theo thời gian.

31

- Lựa chọn kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển dâng trong đó tập trung đánh

giá lượng mưa và nhiệt độ bằng cách gán tỷ lệ phần trăm, hoặc giá trị thay đổi của

các biến khí hậu theo thời gian. Các giá trị mực nước biển dâng, nồng độ Clo được

tổng hợp, đánh giá so với hiện tại và dự báo sự biến đổi trong tương lai cùng diện

tích các vùng bị ngập trước sự dâng lên của mực nước biển.

- Dựa vào kết quả bổ cập hàng năm được tính toán, đặc trưng các tầng chứa

nước (hệ số thấm, độ lỗ rỗng, độ ẩm của đất, chiều dày đới thông khí) và đặc điểm

chất lượng của nước dưới đất (độ khoáng hóa, nồng độ Cl-), mô phỏng điều kiện hệ

thống dòng chảy nước dưới đất bằng mô hình MODFLOW trạng thái ổn định,

hướng vận động của dòng chảy hiện tại và dự báo cho các năm trong tương lai đồng

thời kết hợp phần mềm SEAWAT có xét đến giá trị mật độ chất lỏng, nồng độ Clo

trong nước sông, biển, sự thay đổi điều kiện khí hậu, mực nước biển dâng theo các

kịch bản để mô phỏng quá trình xâm nhập mặn của nước biển đến nước dưới đất

khu vực nghiên cứu. Việc tính toán trong mô hình được thực hiện theo công thức

toán học cho dòng chảy nước dưới đất được điều chỉnh lại theo hướng có tính đến

sự thay đổi mật độ chất lỏng. Kết quả mô hình đã dự báo phạm vi ảnh hưởng của

khí hậu, nước biển dâng đến sự dịch chuyển ranh giới mặn nhạt của nước dưới đất

và tính toán được trữ lượng nước nhạt của tỉnh Thái Bình trong tương lai.

32

CHƯƠNG 2.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VÀ KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI

KHÍ HẬU, NƯỚC BIỂN DÂNG TỈNH THÁI BÌNH

Thái Bình là một tỉnh ven biển nằm trong đồng bằng châu thổ sông Hồng.

Đây là hành lang cận kề với tam giác phát triển kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, Hà Nội -

Hải Phòng - Quảng Ninh. Vùng nằm ở hạ lưu, phía Nam châu thổ sông Hồng, có ba

mặt giáp sông và một mặt giáp biển với diện tích 1.542,24 km2 chiếm 0,5% diện

tích đất của cả nước. Phía Đông giáp Vịnh Bắc bộ, phía Tây và Tây Nam giáp tỉnh

Nam Định và Hà Nam, phía Bắc giáp tỉnh Hải Dương, Hưng Yên và thành phố Hải

Phòng. Toàn tỉnh có 1 thành phố và 7 huyện trong đó có 284 xã, phường, thị trấn.

Thành phố Thái Bình là trung tâm hành chính, kinh tế, dân cư quan trọng nhất của

tỉnh. Các huyện Đông Hưng, Hưng Hà, Kiến Xương, Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Tiền

Hải và Vũ Thư cũng là những trung tâm hành chính, kinh tế, dân cư quan trọng của

địa phương. Thái Bình có toạ độ địa lý như sau:

Vĩ Độ Bắc : 20º05'15'' đến 20º43'57''

Kinh độ Đông : 106º 06'33'' đến 106º37'35''

2.1. Đặc điểm địa chất

Thái Bình là một tỉnh duy nhất tại miền Bắc không có núi, địa hình đồng

bằng thấp, bằng phẳng thuộc châu thổ sông Hồng. Độ cao tuyệt đối (1 2 m), dốc

về phía Đông với độ dốc rất nhỏ. Vùng cao trên 2,0 m (cao nhất 2,5 m) với diện tích

hẹp. Địa hình bị phân cắt bởi hệ thống sông, biển xung quanh và có đê ngăn cách,

tạo thành ô trũng. Địa mạo khu vực tương đối đồng nhất, chủ yếu được thành tạo

bởi quá trình bồi đắp của phù sa sông Hồng và một phần của sông Thái Bình. Quá

trình thành tạo, tích tụ lâu dài và liên tục của tương tác giữa sông và biển với 8 dạng

địa hình thuộc 2 nhóm tích tụ có nguồn gốc và tuổi khác nhau là địa hình nguồn gốc

biển, nguồn gốc sông [17].

Khu vực nghiên cứu được giới hạn bởi các đứt gãy sâu sông Hồng, sông Chảy

và sông Lô theo phương Tây Bắc - Đông Nam. Những đứt gãy này có biên độ dịch

chuyển hàng nghìn mét và chia cắt các trầm tích trước Kainozoi thành những đới

33

khác nhau trong vùng đồng bằng Bắc Bộ nói chung và tỉnh Thái Bình nói riêng.

Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh còn tồn tại đứt gãy Vĩnh Ninh nằm trong trầm tích

Kainozoi – Neogen. Hiện nay, đứt gãy này vẫn đang hoạt động, tạo nên đường bờ

biển hiện nay trong vùng nghiên cứu và làm cơ sở cho sự tồn tại, lưu thông, vận

chuyển của nước dưới đất. [23]

Địa tầng vùng Thái Bình phân tầng từ cổ đến trẻ có các phân vị địa tầng

gồm: giới Proterozoi, giới Mesozoi, giới Kainozoi – hệ Neogen (hệ tầng Tiên Hưng,

Vĩnh Bảo) và hệ Đệ tứ (trầm tích Pleistocen hạ - hệ tầng Lệ Chi, trầm tích

Pleistocen trung – thượng – hệ tầng Hà Nội, trầm tích Pliestocen thượng – hệ tầng

Vĩnh Phúc, trầm tích Holocen hạ - trung - hệ tầng Hải Hưng và trầm tích Holocen

thượng – hệ tầng Thái Bình). Cùng với quá trình trầm tích và hoạt động đứt gãy khu

vực là những nhân tố tự nhiên hình thành 03 tầng chứa nước chính với chất lượng

mặn – nhạt khác nhau. Nằm trong đới sụt lún dọc theo đứt gãy sông Hồng, được

hình thành muộn nhất ở đồng bằng Bắc Bộ, điều đó cũng đồng nghĩa với việc các

trầm tích Đệ Tứ ở tỉnh Thái Bình có thời gian tồn tại và phát triển trong nguồn gốc

biển lâu nhất, chịu ảnh hưởng của quá trình trầm tích, quá trình dao động mực nước

biển... hình thành các khối nước mặn - nhạt trong vùng. Bề mặt trầm tích biển của

tỉnh Thái Bình có vùng biển và phần đất liền đều hình thành trong trầm tích đệ tứ

giai đoạn Holocen với nguồn gốc trầm tích biển tiến sông – biển, vũng vịnh.

2.1.1. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Neogen

Vào đầu Neogen (trong Miocen), vùng nghiên cứu được nâng lên, khác hẳn

xu thế thành tạo trước đó diễn ra mạnh mẽ. Đến Pliocen muộn, hoạt động của các

đứt gãy xảy ra rất mạnh, hầu như toàn bộ vùng nghiên cứu bị sụt lún và chìm dưới

mực nước biển. Các trầm tích hệ tầng Tiên Hưng, Vĩnh Bảo được thành tạo bằng

việc lấp đầy các vùng trũng có liên quan đến vũng vịnh. Thành phần trầm tích bao

gồm sét kết, bột kết, cát kết lẫn ít sạn sỏi có tướng biển nông ven bờ. Các trầm tích

của hệ tầng Vĩnh Bảo, dưới ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới ẩm, quá trình xâm

thực, bóc mòn và phong hóa diễn ra mạnh mẽ và liên tục làm cho phần trên các

thành tạo của hệ tầng này thường bở rời, đôi chỗ có màu nâu đỏ, xám nâu. Các trầm

34

tích của hệ tầng này đã cấu thành tầng chứa nước Pliocen. Được thành tạo trong

nguồn gốc biển, nhưng sau khi thành tạo lại trải qua quá trình phong hóa, rửa lũa

kéo dài bởi nước mưa và nước sông Hồng tràn lên vào mùa lũ đồng thời có mối

quan hệ với tầng chứa nước bên dưới cung cấp theo các khe nứt hang hốc karst từ

tầng chứa nước cacbonat hệ tầng Đồng Giao và theo các đới hủy hoại kiến tạo từ

Tây Bắc – Đông Nam kéo xuống như các đứt gãy sông Hồng, đứt gãy Vĩnh Ninh

nên nước trong tầng chứa nước Pliocen thường nhạt. Do bề dày lớn, diện phân bố

rộng, mức độ chứa nước tốt nên TCN này có ý nghĩa đối với vùng nghiên cứu.

2.1.2. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Pleistocen

Trong Đệ tứ, theo độ sâu có 5 phức hệ trầm tích, thể hiện 5 giai đoạn biển tiến

và 5 giai đoạn biển thoái nối tiếp, xen kẽ nhau ứng với 5 chu kỳ bậc một (hình 2.1).

Hình 2.1. Các tướng trầm tích trong mối quan hệ với pha biển thoái Pleistocen

muộn, pha biển tiến Flandrian Pleistocen muộn - Holocen giữa và pha biển thoái

Holocen muộn đồng bằng sông Hồng ra thềm lục địa [28]

35

Giai đoạn biển lùi xảy ra vào đầu Pleistocen sớm, đầu Pleistocen giữa, đầu

phần cuối của Pleistocen muộn, đầu Holocen sớm và đầu Holocen muộn, được đánh

dấu bằng trầm tích hạt thô nhất trong một chu kỳ.

Tầng chứa nước Pleistocen hình thành trong giai đoạn biển thoái thời kỳ

Pleistocen giữa – muộn với thành phần trầm tích bao gồm cát, cuội, sỏi, độ chọn lọc

của cát từ kém đến trung bình, thành phần đa khoáng, chiều dày thay đổi (7 55)

m. Các trầm tích lục địa hình thành trong giai đoạn này phủ bất chỉnh hợp lên trên

các trầm tích có nguồn gốc sông biển của hệ tầng Lệ Chi (Q1lc), cách đây hơn 1 triệu

năm. Quá trình này đã hình thành tầng chứa nước qp hệ tầng Lệ Chi với thành phần

chủ yếu gồm cuội, sỏi sạn và các hạt lớn có độ mài tròn cao, độ lỗ hổng lớn, hàm

lượng cuội sỏi chiếm trên 65%, cát chiếm 25% còn lại là sét, bụi. Nước trong hệ

tầng này hầu hết là nhạt chứng tỏ tầng chứa nước này vốn là nước sông nguyên thủy

tuy nhiên nhiều chỗ bị kiềm hóa và nhiễm mặn do ảnh hưởng của chu kỳ biển tiến

cuối Pleistocen sớm do nước biển tràn lên. Nước có nồng độ Cl- cao, độ pH của

nước tăng cao từ 6,9 đến 8,1. Kết thúc thời kỳ Pleistocen giữa - muộn, toàn bộ hệ

tầng Hà Nội được thành tạo cách đây gần 800.000 năm. Tầng chứa nước Hà Nội có

thành phần cuội, sạn sỏi chiếm trên 70% và cát chiếm 25%. Đây là tầng chứa nước

có triển vọng do các trầm tích hạt thô thuộc tướng aluvi – proluvi phổ biến và khá

ổn định theo không gian và thời gian. Cũng do mưa lớn, biển lùi ra xa mà nước

trong tầng chứa nước này có tốc độ tăng lên và vẫn giữ hướng Tây Bắc – Đông

Nam làm cho nước trong tầng chứa nước Hà Nội thuộc loại nước nhạt tuy nhiên

càng tiến gần đến đường bờ hiện đại, thành phần nước dưới đất càng bị nhiễm mặn

do xâm nhập của nước biển vào sâu trong đất liền.

Đến thời kỳ Pleistocen muộn cách đây khoảng 100.000 năm, quá trình hạ

thấp mực nước biển làm cho xâm thực, bóc mòn xảy ra mạnh mẽ trên toàn bộ khu

vực nghiên cứu. Độ dốc của trắc diện dọc lòng sông tăng lên đáng kể, động năng

của các con sông lớn hơn và khả năng đào khoét lòng của sông cũng trở nên mạnh

hơn, hình thành tầng chứa nước thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc (Q1vp) với tích tụ cát sỏi

lòng sông đồng bằng. Tuy nhiên, ở tầng chứa nước này, sạn sỏi chỉ chiếm 10%, còn

36

lại là cát, bột, sét với hàm lượng cát chiếm 70%. Bề dày toàn bộ tầng chứa nước này

thay đổi từ 5 ÷ 15 m. Hệ tầng này được cấu thành bởi các phức hệ tướng aluvi xen

kẽ với châu thổ và vũng vịnh nên chất lượng nước ở tầng chứa nước này thuộc loại

kém và phân bố đồng đều. Nguồn nước ít được trao đổi, thay thế, lại bị ảnh hưởng

đáng kể của nước mặn tiềm tàng từ nước biển nên tầng chứa nước này thường lợ

đến mặn. Theo sơ đồ bề mặt trầm tích Pleistocen muộn hệ tầng Vĩnh Phúc ở đồng

bằng châu thổ sông Hồng (hình 2.2) cho thấy trầm tích Pleistocen ở khu vực phía

Bắc của tỉnh có tuổi trẻ hơn so với khu vực phía Nam và khu vực ven biển huyện

Thái Thụy, cửa Trà Lý, Thái Bình.

Hình 2.2. Sơ đồ bề mặt trầm tích Pleistocen muộn hệ tầng Vĩnh Phúc ở đồng bằng

châu thổ sông Hồng [19]

37

Với khu vực phía Bắc, các trầm tích Pliestocen được thành tạo cách đây

20.000 đến 30.000 năm trong đó tại hầu hết các khu vực khác của tỉnh được thành

tạo cách đây 40.000 đến 50.000 năm. Như vậy, với tuổi trẻ hơn, khu vực phía Bắc

đã chịu tác động của quá trình rửa trôi, bóc mòn và tác động của dòng chảy mặt làm

thay đổi chất lượng nước dưới đất ở khu vực này [23, 27]. Các con sông đào khoét

sâu các thung lũng, chuyển tải vật liệu ra vùng biển xa. Với độ dốc trắc diện dọc các

con sông tăng nên các sông chảy thẳng ra biển và đào khoét sâu hơn. Động năng

dòng chảy trong sông Hồng, phân lưu sông Luộc và sông Trà Lý với hướng Tây

Bắc – Đông Nam lớn hơn thắng áp lực của nước biển và đẩy nước biển ra xa, mở

rộng diện tích vùng nước nhạt [28] tại khu vực phía Bắc của tỉnh. Ngoài ra, trong

khu vực còn chịu ảnh hưởng của đứt gãy Vĩnh Ninh nằm ở khu vực phía Bắc đã góp

phần đưa khối nước nhạt dịch chuyển từ tầng chứa nước Neogen đi lên.

2.1.3. Giai đoạn phát triển trầm tích hình thành tầng chứa nước Holocen

Bước sang thời kỳ Holocen sớm - giữa (khoảng 10.000 năm BP), biển lùi ra

xa về phía vịnh Bắc Bộ, bề mặt đồng bằng lộ ra. Dưới tác động của các yếu tố ngoại

sinh, quá trình phong hóa và bóc mòn xảy ra mạnh mẽ. Khi đó, trên bề mặt đồng

bằng, mạng lưới sông ngòi chi chít cùng với khí hậu nóng ẩm mưa nhiều tạo điều

kiện thuận lợi cho quá trình xâm thực xảy ra mạnh mẽ làm cho bề mặt trầm tích

biển thời kỳ này bị bào mòn không đều, lắng đọng các trầm tích hạt thô như cát, cát

bột lẫn ít sạn nhỏ. Đây chính là các trầm tích cấu thành tầng chứa nước qh1 trong

phức hệ aluvi thuộc hệ tầng Hải Hưng (Q21-2hh). Tầng chứa nước này có thành phần

là các tướng cát, bột sét, bề dày nhỏ, không có ý nghĩa chứa nước, chất lượng nước

kém. Theo phân tích đồng vị C14 cho thấy tuổi của trầm tích Holocen sớm giữa xác

định được là (7.190 ± 85 4.145 ± 50) năm.

Đến thời kỳ Holocen muộn, sau pha biển lùi thứ 5, kéo dài khoảng 2.000

năm, nước biển từ từ rút ra xa. Trên phạm vi đồng bằng có sự chuyển tướng tầng

trên mặt (phía trong đê) từ trầm tích sông sang đồng bằng châu thổ và tiền châu thổ,

các giồng cát nổi cao chạy song song với đường bờ hiện đại. Khi đồng bằng châu

thổ phát triển ra phía biển, đường bờ ngày càng lùi ra xa, hoạt động của sông chiếm

38

ưu thế, để lại đằng sau một bề mặt bằng phẳng, rộng lớn, tương đối thấp. Do độ dốc

của bề mặt châu thổ giảm đáng kể nên một phần vật liệu do các con sông vận

chuyển sẽ được lắng đọng ngay trên bề mặt của đồng bằng châu thổ. Tại các khu

vực cửa sông đổ ra biển hình thành các trầm tích có nguồn gốc hỗn hợp sông biển,

tại các khu vực đầm lầy ven biển hình thành các trầm tích biển đầm lầy còn tại các

vũng vịnh ven biển hình thành các trầm tích biển có tướng biển nông ven bờ với

chiều dày trầm tích khoảng (4 ÷ 15) m. Quá trình hình thành trầm tích này đã tạo

nên tầng chứa nước Holocen (qh2) thuộc hệ tầng Thái Bình (Q23tb) có nguồn gốc

châu thổ, vũng vịnh. Chất lượng nước dưới đất của tầng chứa nước này từ trung

bình đến kém do các tướng châu thổ và vũng vịnh nguyên thủy đóng vai trò chủ

đạo, độ mặn tiềm tàng sẽ tăng dần về phía biển hiện đại. Nước dưới đất vẫn vận

động theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, dịch chuyển các khối nước nhạt, ngăn cản

sự xâm nhập mặn vào tầng chứa nước, nên khu vực phía Bắc của tỉnh chất lượng

nước dưới đất vẫn nhạt.

2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn

Tỉnh Thái Bình nằm ở vị trí gần biển nên có đặc điểm địa chất thuỷ văn

tương đối phức tạp. Các tập đất đá vụn thô xen kẽ hạt mịn là cơ sở để phân chia mặt

cắt địa chất khu vực ra thành các tầng chứa nước khác nhau luân phiên với các

thành tạo chứa nước kém hoặc cách nước. Trên cơ sở lịch sử phát triển địa chất, sự

hình thành các phân vị địa chất thủy văn với các đặc trưng về mức độ chứa nước

theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

2.2.1. Các tầng chứa nước lỗ hổng

Nước lỗ hổng hình thành trong các giai đoạn phát triển địa chất cùng với quá

trình biển tiến, biển thoái với các trầm tích bở rời Đệ Tứ, bao gồm cát màu phớt

nâu, cát nâu vàng lẫn sét bột và cát thạch anh hạt nhỏ, cuội sỏi có tuổi địa chất từ

Q23

tb đến Q1lc. Tỉnh Thái Bình có 3 tầng chứa nước chính: tầng chứa nước Holocen,

tầng chứa nước Pleistocen và tầng chứa nước khe nứt Neogen với khả năng chứa

nước của các trầm tích không đồng đều, phụ thuộc vào thành phần thạch học và

điều kiện thành tạo (chi tiết trong hình 2.3) [15].

39

1

b

1

-190

-150

-160

-170

-180

-190

-150

-160

-170

-180

-90

-80

-50

-60

-70

0

-10

-20

-30

-40

LK19(63)LK19

LK35 LK38

-140

-100

-110

-120

-130

-90

-50

-60

-70

-80

-140

-100

-110

-120

-130

-150

-160

-40

-20

-30

0

-10

LK115

S«ng H

ãa

Lk19(58) Lk58-05 Lk20S«ng. D

iªm

Hé

S«ng. T

rµ L

ý

LK6

S«ng. T

rµ L

ý

LK 16

LK 709

-90

-80

-50

-60

-70

0 m

-10

-20

-30

-40

LK2

-140

-100m

-110

-120

-130

-150

-160

-170

-140

-100

-110

-120

-130

-40

0

-10

-20

-30

LK 1BCN LKB1-58

-90

-50

-60

-70

-80

0.96

14.21

6.98

11.31

87.0

x

B

D

0.1

1.008.53

4.26 x

0.40

5.6

0.18

20.20

399.0

14.39

7.97 x

x

14.78

10.15

3.40

22.44 x

M < 1

166.0

0.170.53

0.1

0.53x

100

120 §

øt g·y V

Ünh N

inh

3.4

22.44

0.2

4.0

7.739.18

x0.22.9

10.265.41

0.23

3.7

6.98

12.92

58

0.2

2.90

10.26

5.41

S«ng. T

rµ L

ý

mÆt c¾t ®Þa chÊt thñy v¨n theo ®­êng ab, cd

S«ng. T

rµ L

ý

S«ng. T

rµ L

ý

tû lÖ ngang 1:50.000

®øng 1:1000

0.16

0.43

5.62

12.15x

x

90

80

466.0

1.24

0.32

120

2.3

10.9

470.0

2.75

12.22

0.05

63.25

1.36

1.13.

5.62

16.7

x

14.5

1.6

0.25

6.10x

153

§øt g

·y S

«ng H

ång

464

CS«ng H

ång

5.62

8.75

0.2

0.36

x

0.20

0.36

12.67

8.75

A

44

106°40'52"

20°

14'17"

40

48

52

08 12 16 200496 0088 928476 8068 72

106°05'42"

20°

14'27"

40

44

64

52

48

Hình 2.3. Mặt cắt Địa chất thủy văn tỉnh Thái Bình [15]

Đặc điểm của các tầng chứa nước chính trong khu vực nghiên cứu như sau:

2.2.1.1. Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocen

Tầng chứa nước Holocen khu vực nghiên cứu được chia thành 2 phân vị gồm:

Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocen trên (qh2):

Tầng chứa nước Holocen trên nằm ở trên cùng với các trầm tích thuộc hệ tầng

Q23tb có nguồn gốc châu thổ, vũng vịnh. Diện phân bố của tầng qh2 gần như phủ

kín toàn bộ diện tích của tỉnh, khoảng 1.200 km2. Ở phần phía Bắc và Tây Bắc

thuộc khu vực Hưng Hà, Quỳnh Phụ, các trầm tích này vắng mặt do bị bào mòn nên

các trầm tích thuộc hệ tầng Hải Hưng và Vĩnh Phúc lộ ra thành các chỏm, dải loang

lổ. Tầng chứa nước có chiều dày phát triển không đồng đều, rất mỏng ở phía Bắc -

Tây Bắc và tăng dần về phía Nam - Đông Nam. Bề dày trung bình thay đổi từ 5 ÷

25 m. Hướng vận động của dòng nước chủ yếu theo hướng Tây Bắc – Đông Nam,

dịch chuyển các khối nước nhạt về phía biển. Chất lượng nước từ trung bình đến

kém do các tướng châu thổ, vũng vịnh nguyên thủy đóng vai trò chủ đạo, độ mặn

tiềm tàng tăng dần về phía biển hiện đại. Đây là tầng chứa nước không áp, có quan

hệ chặt chẽ với các yếu tố khí tượng và hải văn. Vào mùa mưa, sau mỗi trận mưa

rào, tầng chứa nước gần như bão hoà, mực nước trong giếng ngang bằng với mặt

đất, quá trình ngập nước đã phủ lên bề mặt châu thổ một lớp trầm tích hạt mịn với

chiều dày (0,5 3,0) m làm rửa trôi thành phần muối trên tầng mặt. Vào mùa khô,

nước lũ rút đi, song cũng còn một số nơi tồn tại các ô trũng ngập nước nông, hòa

tan, rửa lũa lượng muối trên bề mặt. Mực nước giếng thường hạ thấp cách mặt đất

40

từ 1 đến 2 m. Biên độ dao động giữa 2 mùa H = 0,60 m. Từ quá trình rửa trôi bề

mặt bởi nước mưa và hoạt động của nước chảy tràn trên mặt cùng những ô trũng

ngập nước làm chất lượng nước dưới đất ở tầng chứa nước qh2 mặn - nhạt đan xen

trên toàn bộ vùng nghiên cứu. Theo kết quả phân tích đồng vị cho thấy nước trong

tầng chứa nước qh có tuổi hiện đại, được thành tạo chủ yếu do sự pha trộn của nước

mưa, nước mặt, thành phần Triti 3H (TU): 11,5 ± 1,0. Các thông số địa chất thuỷ

văn đặc trưng cho tầng như sau: hệ số thấm K là 1,49 m/ng, hệ số nhả nước µ =

0,1238. Mô đun dòng ngầm Md là 8,6927 l/s.km2.

Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocen dưới (qh1):

Theo lịch sử phát triển địa chất, tầng chứa nước qh1 được thành tạo bởi các

trầm tích bở rời của hệ tầng Hải Hưng có tuổi Q21-2hh1 cách đây khoảng 10.000 năm

trước. Dưới tác động của các yếu tố ngoại sinh, quá trình phong hóa và bóc mòn

xảy ra mạnh mẽ. Khi đó, trên bề mặt đồng bằng, mạng lưới sông ngòi chi chít cùng

với khí hậu nóng ẩm mưa nhiều tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xâm thực sâu

và xâm thực ngang mạnh mẽ làm cho bề mặt trầm tích biển thời kỳ này bị bào mòn

không đều. Đường bờ biển có xu hướng dịch chuyển vào trong, sự thay đổi xảy ra

từ từ, vùng nghiên cứu do nằm gần đường bờ biển nên bị chìm ngập hoàn toàn trong

nước biển. Lúc đầu lắng đọng các trầm tích hạt thô như cát, cát bột lẫn ít sạn nhỏ

dẫn đến khả năng chứa nước kém, chất lượng nước mặn. Thành phần đất đá chứa

nước của tầng là cát thạch anh hạt nhỏ màu xám đen, xám vàng chứa mica và dấu

tích động thực vật. Hầu hết các lỗ khoan ở tầng chứa nước này đều gặp nước mặn,

có lỗ khoan độ khoáng hoá đạt tới M = 27,42 g/l như tại Tiền Hải [15]. Loại hình

hoá học của nước dưới đất trong tầng này chủ yếu là nước Clorua Natri - Magie.

Tầng chứa nước này được ngăn cách với tầng chứa nước qh2 phía trên bởi các trầm

tích thấm nước yếu thuộc phần trên của hệ tầng Hải Hưng Q21-2hh2 và tầng chứa

nước Pleistocen phía dưới bởi các lớp sét, sét bột của trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc

(mQ12vp và amQ1

2vp). Chiều dày của tầng chứa nước thay đổi trong phạm vi từ 3,0

÷ 18,5 m, trung bình là 14,2 m. Tại khu vực Đông Các, Đông Hưng và Cần Phu,

Hưng Hà, trầm tích của TCN này bị vát mỏng và hầu như không tồn tại.

41

Trong đó: Sq1: tương ứng với Q11

(Pleistocen sớm);

Sq2: tương ứng với Q12 (Pleistocen giữa);

Sq3: tương ứng với Q13a (Pleistocen muộn

phần sớm);

Sq4: tương ứng với Q13b - Q2 (Pleistocen

muộn phần muộn - Holocen).

Hình 2.4. Sơ đồ khối biểu diễn 4 phức tập tương ứng với 4 hệ tầng trầm tích Đệ tứ

đồng bằng sông Hồng [28]

Tầng chứa nước qh1 có độ giàu nước trung bình, nước thuộc loại áp lực yếu,

nằm gần mặt đất nhưng chất lượng hầu hết là nước lợ và mặn, không đảm bảo tiêu

chuẩn đối với nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt. Hệ số thấm của TCN K = 0,61

1,29 m/ng và hệ số nhả nước trọng lực = 0,1188.

2.2.1.2. Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen

Tầng chứa nước qp phân bố rộng khắp trong tỉnh và bị phủ bởi các trầm tích

trẻ hơn. Tầng chứa nước này được hình thành trong giai đoạn Pleistocen muộn,

Pleistocen giữa - muộn và Pleistocen sớm cách đây hơn 1 triệu năm với các thành

tạo chứa nước của hệ tầng Vĩnh Phúc (Q12vp1), hệ tầng Hà Nội (Q1hn) và hệ tầng Lệ

Chi (Q1lc). Đây là TCN có triển vọng, nước thường nhạt nhưng càng gần đến đường

bờ hiện đại, nước càng bị nhiễm mặn do thẩm thấu của nước biển và nhiễm mặn

tiềm tàng từ môi trường kiểu cổ. Theo kết quả tổng hợp lịch sử phát triển trầm tích

Pleistocen muộn hệ tầng Vĩnh Phúc ở đồng bằng châu thổ sông Hồng cho thấy trầm

tích qp ở khu vực phía Bắc của tỉnh có tuổi trẻ hơn so với khu vực phía Nam và ven

biển huyện Thái Thụy, cửa Trà Lý, nước ở phía Bắc thường nhạt. Thành phần đất

đá của tầng chứa nước này là cát hạt mịn, trung, thô, cuội sỏi, cuội lẫn sét phân bố

Sông

h 2

h 1

h 2 h 1

42

theo thứ tự từ trên xuống dưới. Các trầm tích của tầng chứa nước qp nằm trực tiếp

phía trên các trầm tích Neogen và bị các trầm tích hạt mịn cách nước thuộc phần

trên của hệ tầng Vĩnh Phúc (Q12vp2) phủ lên trên. Đây là tầng giàu nước, bề dày lớn,

thuộc loại nước có áp. Chiều dày tầng chứa nước thay đổi từ 15 ÷ 127 m, chiều dày

trung bình là 57 m. Hệ số thấm trung bình của đất đá K = 22 m/ng; hệ số nhả nước

trọng lực trung bình = 0,182; hệ số nhả nước đàn hồi * = 0,0069.

2.2.1.3. Tầng chứa nước khe nứt – lỗ hổng trầm tích Neogen

Nước trong trầm tích Neogen được hình thành cuối Pliocen muộn trong hệ

tầng Vĩnh Bảo (N2vb) và Tiên Hưng (N13th). Thành phần đất đá của TCN chủ yếu là

cát kết hạt nhỏ gắn kết yếu, xen kẽ các lớp sét bột kết, cát bột kết. Tầng chứa nước

này hình thành với nguồn gốc biển, nhưng do quá trình phong hóa, rửa lũa kéo dài

và có mối quan hệ với TCN bên trên, bên dưới cùng hoạt động kiến tạo của các đứt

gãy cung cấp nước qua các khe nứt, hang hốc nên nước thường nhạt. Đây là TCN

có ý nghĩa đối với vùng nghiên cứu với bề dày lớn, diện phân bố rộng, mức độ chứa

nước tốt. Tầng chứa nước này là loại nước có áp, mực nước tĩnh nằm gần mặt đất

hoặc cao hơn, tương đối giàu nước với chất lượng nước thay đổi trong phạm vi lớn.

Độ tổng khoáng hoá của nước thay đổi từ 0,38 g/l đến 20,18 g/l. Loại hình hoá học

của nước là bicacbonat và clorua - natri. Hệ số thấm của đất đá K từ 3,05 16,23

m/ng; hệ số dẫn nước Km đạt 105 432 m2/ng; hệ số nhả nước trọng lực = 0,143.

Tầng chứa nước này có thể chứa nước nóng, nước khoáng, là nguồn tài nguyên quý

giá đối với tỉnh Thái Bình.

2.2.2. Đặc điểm các thành tạo địa chất thấm nước yếu

2.2.2.1. Lớp thấm nước yếu trầm tích Holocen dưới - giữa (mQ21-2hh2)

Được hình thành trong pha biển tiến giai đoạn Holocen giữa với các trầm

tích hạt mịn, cát, bột, sét bãi bồi, châu thổ và sét bột pha cát màu xám xanh ngăn

cách giữa 2 tầng chứa nước Holocen dưới qh1 và tầng chứa nước phía trên qh2. Các

trầm tích thuộc lớp thấm nước yếu này phân bố khá rộng, hầu như trên khắp diện

tích của tỉnh tuy nhiên vắng mặt tại khu vực Thượng Bái, Hưng Hà. Ở phía Bắc,

Tây Bắc, chúng lộ ra thành những chỏm, dải có kích thước không lớn với độ cao

tuyệt đối (2,0 ÷ 3,5) m. Chiều dày của lớp khá ổn định, thay đổi từ 1,5 ÷ 20 m, trung

bình đạt 13,5 m.

43

2.2.2.2. Lớp thấm nước yếu trầm tích Pleistocen giữa (Q12vp2)

Lớp thấm nước yếu này hình thành vào cuối Pleistocen muộn, cùng pha biển

tiến cách đây gần 10.000 năm, cách đường bờ biển 40 ÷ 50 km so với hiện nay.

Thành phần trầm tích chủ yếu là hạt mịn: sét, sét bột pha cát màu xám, xám đen,

xám xanh ngăn cách giữa tầng chứa nước qh1 và tầng chứa nước qp. Các trầm tích

thuộc lớp thấm nước yếu này phân bố trên phần lớn diện tích của tỉnh với chiều dày

thay đổi từ 1,7 m đến 25 m. Tuy nhiên ở một số nơi chúng bị vát mỏng và mất hẳn

tạo cửa sổ Địa chất thủy văn như tại LK 2B, LK 22, LK 711 [15] thuộc khu vực

Việt Thuận – Vũ Thư, Quỳnh Côi – Quỳnh Phụ và Đông Hoàng – Đông Hưng.

2.2.2.3. Lớp thấm nước yếu trên cùng của trầm tích Neogen

Lớp thấm nước yếu có diện phân bố đều khắp tỉnh Thái Bình, được thành tạo

bởi trầm tích nguồn gốc biển trong pha biển tiến thời kỳ Pleistocen sớm. Đây là

thành tạo trầm tích của hệ tầng Lệ Chi, với thành phần chủ yếu là cát, bột sét với

chiều dày trung bình là 15,8 m hình thành lớp ngăn cách giữa hai tầng chứa nước

thuộc trầm tích Đệ tứ và Neogen.

Như vậy, Thái Bình có ba tầng chứa nước có triển vọng là Holocen, Pleistocen

và Neogen tương ứng với 3 lớp thấm nước yếu ngăn cách giữa các TCN. Trong đó,

tầng chứa nước Holocen với khả năng cấp nước nhỏ, những khoảnh nước mặn –

nhạt phân bố đan xen trên toàn tỉnh. Tầng chứa nước Pleistocen có khả năng cấp

nước lớn, chất lượng không đồng đều, bị nhiễm mặn ở hầu hết khu vực phía Nam

của tỉnh. Còn tầng chứa nước Neogen có khả năng cung cấp nước lớn, chất lượng

tốt nhưng nằm sâu, khó khai thác. Tuy nhiên, trong phạm vi nghiên cứu đánh giá,

dự báo ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến nước dưới đất trong tương lai, tác giả tập

trung nghiên cứu cho 2 tầng chứa nước chính là Holocen và Pleistocen.

2.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn và kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng

tỉnh Thái Bình

2.3.1. Đặc điểm khí hậu

Thái Bình có khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, gió mùa, mỗi năm được chia thành

hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô, bão nhiều. Lượng mưa cả năm đạt 1.587,6

mm. Độ ẩm trung bình trong ngày của tỉnh rất cao đạt 85 %. Để đánh giá xu hướng

44

thay đổi của các yếu tố khí hậu trong quá khứ, làm cơ sở dự báo cho tương lai, tác

giả đã thiết lập mối quan hệ của các yếu tố khí tượng theo thời gian. Trong đó, nhiệt

độ trung bình năm có xu hướng gia tăng nhẹ từ năm 1960 trở lại đây với quan hệ

tuyến tính, kết quả nhiệt độ trung bình những năm đầu quan trắc là 23ºC và những

năm trở lại đây là 23,4ºC mm. Nhiệt độ trung bình năm cao nhất xuất hiện vào các

năm 1987, 2003 (24,2C) và thấp nhất vào năm 2011 (22,6C).

Hình 2.5. Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm theo thời gian [61]

Từ những năm 1996 trở lại đây nhiệt độ trung bình có xu hướng tăng nhẹ lên

từ 22,8 đến 23,6oC. Điều này có ảnh hưởng đến độ bốc hơi và tác động đến sự hình

thành trữ lượng nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

Hình 2.6. Mức thay đổi nhiệt độ trong 50 năm qua ở Việt Nam [55].

45

Hình 2.7. Sự thay đổi độ bốc hơi trung bình năm theo thời gian [61]

Độ bốc hơi có diễn biến thay đổi theo từng chu kỳ trong suốt khoảng thời gian

quan trắc trong đó độ bốc hơi cao nhất tập trung trong khoảng từ năm 1974 đến năm

1993 với độ bốc hơi trung bình là 983 mm. Và có xu hướng giảm dần từ năm 1995

trở về đây khoảng 0,07 % (từ 904,7 mm xuống 842,1 mm). Với xu hướng bốc hơi

này đã làm độ ẩm không khí ít thay đổi từ những năm 1960 trở lại đây (hình 2.8).

Hình 2.8. Sự thay đổi độ ẩm trung bình năm theo thời gian [61]

Độ ẩm cao nhất tập trung chủ yếu trong khoảng thời gian từ năm 1995 đến

năm 2001. Từ năm 1960 trở lại đây, độ ẩm trung bình năm của không khí tương đối

cao, đạt 86 ÷ 87 % và ít có sự thay đổi theo thời gian. Ngoài ra, tác giả còn đánh giá

sự thay đổi lượng mưa theo thời gian (xem hình 2.9).

Hình 2.9. Sự thay đổi lượng mưa theo thời gian [61]

46

Lượng mưa trong tỉnh có xu hướng giảm dần theo thời gian, lượng mưa cao

nhất xuất hiện vào năm 1973 (3.165,6 mm). Theo thống kê, mức giảm lượng mưa

trung bình 50 năm qua tại tỉnh Thái Bình là 7 % [55]. Mức thay đổi lượng mưa này

phù hợp với xu thế suy giảm lượng mưa được tổng hợp trong kịch bản Biến đổi khí

hậu và nước biển dâng của tỉnh.

Xu hướng thay đổi của

lượng mưa ảnh hưởng đến sự

biến đổi chất lượng và trữ lượng

nước dưới đất theo thời gian.

Tuy nhiên, để đánh giá tác động

của mưa đến nước dưới đất

trong khu vực nghiên cứu, tác

giả đã xây dựng đồ thị biểu diễn

mối quan hệ của lượng mưa

theo thời gian từ năm 1995 trở

lại đây cho phù hợp với tài liệu

quan trắc nước dưới đất. Từ

năm 1995 trở lại đây, lượng

nước mưa có xu hướng gia tăng

với mức độ gia tăng từ 0,9 ÷ 1 %

(từ 1.267,4 cm đến 1.587,6 cm).

Hình 2.11. Sự thay đổi lượng mưa từ năm 1995 đến nay [61]

Hình 2.10. Mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm

qua ở Việt Nam [55].

47

2.3.2. Đặc điểm thủy văn

Thái Bình được xem như một ốc đảo, ba mặt giáp sông, một mặt giáp biển.

Biển Thái Bình có chế độ nhật triều đều với hơn 50 km bờ biển, biên độ triều đạt tới

2 m, nước biển có độ mặn (24 25) %. Phía Bắc và Đông Bắc của tỉnh giáp sông

Hóa - phân lưu của sông Luộc, chảy qua bộ phận biên giới tỉnh dài 35,5 km. Phía

Bắc và Tây Bắc có sông Luộc - phân lưu của sông Hồng, chảy qua biên giới tỉnh dài

90 km. Giữa tỉnh có sông Trà Lý - phân lưu của sông Hồng, chảy qua địa bàn tỉnh

dài 27 km. Các sông rộng, có độ dốc nhỏ và uốn khúc mạnh. Nước sông chịu ảnh

hưởng của thuỷ triều. Về mùa hè mực nước dâng nhanh, lưu lượng lớn, hàm lượng

phù sa cao. Về mùa đông lưu lượng giảm xuống nhiều, hàm lượng phù sa không

đáng kể, nước mặn có thể tiến sâu vào đất liền. Sự hình thành địa thế tự nhiên này

có tác động rất lớn đến sự phát triển kinh tế của tỉnh. Tổng chiều dài các con sông,

ngòi của Thái Bình lên tới 8.492 km, mật độ bình quân (5 6) km/km2. Hướng

dòng chảy của các con sông đa số theo hướng TB - ĐN. Trong tỉnh Thái Bình có 3

con sông lớn chảy qua, đó là sông Hồng, sông Luộc, sông Trà Lý với tổng chiều dài

khoảng 200 km. Hiện nay, do ảnh hưởng của thủy triều, nước ở các cửa sông đều bị

nhiễm mặn nhưng cự li xâm nhập mặn về phía đất liền của các sông có khác nhau,

trong đó sông Thái Bình là 12 ÷ 40 km; sông Trà Lý 20 km và sông Hồng 14 km [1].

Ngoài ra vai trò của đê điều cũng có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm các

tác động của sự dâng lên của nước biển đến tài nguyên đất, nước mặt và nước dưới

đất khu vực ven biển tỉnh Thái Bình. Hiện nay, khu vực ven biển huyện Tiền Hải,

Thái Thụy có 4 tuyến đê biển (số 5, 6, 7 và 8) dài 71,4 km được xây dựng với cao

trình thiết kế đủ độ cao chắn sóng, từ 4,6 ÷ 5,5 m. Hiện nay đê biển đã góp phần

ngăn nước biển dâng cao gây ngập lụt các khu vực ven biển và làm giảm thiểu các

tác động của quá trình xâm nhập mặn từ nước biển vào đất liền.

Để đánh giá vai trò của nước sông, nước biển đến nước dưới đất khu vực

nghiên cứu, tác giả đã tiến hành thu thập các số liệu quan trắc mực nước sông, biển

tại các trạm quan trắc tỉnh Thái Bình, xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa

48

mực nước sông, biển theo thời gian, làm cơ sở dự báo vai trò bổ cập của chúng đến

nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

Hình 2.12. Dao động mực nước biển tại trạm Hòn Dấu theo thời gian [61]

Mực nước biển tại trạm Hòn Dấu có xu hướng tăng dần từ những năm 1960

trở lại đây. Nếu so sánh giữa mực nước biển quan trắc năm 2014 với những năm

đầu 1960 thì mực nước biển tăng khoảng 30 cm, từ - 23 cm đến 6 cm. Xu thế gia

tăng này cũng phần nào cho thấy sự dâng lên của nước biển và gây ảnh hưởng đến

các tầng chứa nước bởi quá trình xâm nhập mặn từ biển. Sự gia tăng này cũng phù

hợp với diễn biến mực nước biển

theo các số liệu vệ tinh hình 2.13.

Ngoài đánh giá diễn biến của

nước biển, tác giả tiến hành tổng

hợp số liệu quan trắc mực nước sông

Hồng đoạn chảy qua tỉnh Thái Bình.

Đây là con sông lớn nằm ở phía

Nam của tỉnh, nối liền với biển nên

chịu tác động trực tiếp của dao động

thủy triều và sự nhiễm mặn do nước

biển xâm nhập. Sông Hồng là địa

giới giữa Thái Bình và Nam Định

với lòng sông khá rộng, trung bình

(500 800) m. Nước sông đục

quanh năm. Theo tài liệu ở trạm Phú

Hình 2.13. Diễn biến mực nước biển theo số

liệu vệ tinh thời kỳ 1993 – 2010 [55]

49

Hào sông sâu 11 m, mực nước cao nhất đạt 3,59 m, thấp nhất 0,2 m. Vận tốc dòng

chảy lớn nhất 2,2 m, lưu lượng lớn nhất 4.080 m3/s. Độ đục lớn nhất 5.990 g/m3.

Theo kết quả quan trắc tại trạm đo Ba Lạt nằm gần cửa biển cho thấy mực nước

sông đang có xu hướng tăng dần theo thời gian. Trong đó, từ những năm 1995 trở

lại đây, mực nước sông dâng cao hơn so với những năm 1975, 1985 khoảng (20 ÷

30) cm. Sự dâng lên của nước sông có ảnh hưởng nhất định đến sự hình thành trữ

lượng và góp phần làm thay đổi chất lượng nước dưới đất khu vực ven sông của

tỉnh Thái Bình.

Hình 2.14. Dao động mực nước sông Hồng tại trạm Ba Lạt theo thời gian [61]

Ngoài sông Hồng, tác giả còn đánh giá xu thế dao động mực nước sông Trà

Lý theo thời gian. Đây là con sông lớn nằm ở giữa tỉnh Thái Bình và cũng có quan

hệ trực tiếp với biển, được sử dụng phục vụ tưới tiêu, thủy lợi cho toàn tỉnh. Nước

sông chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của thuỷ triều. Tại trạm Quyết Tiến, mực nước sông

Trà Lý cao nhất đạt 4,12 m, nhỏ nhất là 0,2 m, trung bình 1,5 m. Lưu lượng QM =

140 m3/s. Tốc độ dòng chảy lớn nhất (khi lũ) 2,05 m/s. Độ đục đạt 2.700 g/m3. Ở

khu vực phía Bắc, nước sông Trà Lý và sông Hồng đều nhạt, M < 0,2 g/l, pH ~ 8.

Hình 2.15. Dao động mực nước sông Trà Lý tại trạm Định Cư theo thời gian [61]

Kết quả đánh giá cho thấy mực nước sông Trà Lý có dao động biến đổi đồng

đều theo chu kỳ và cũng có xu hướng tăng lên theo thời gian, đặc biệt từ những năm

50

1995 trở lại đây. Sự gia tăng mực nước sông theo thời gian gây ảnh hưởng nhất định

đến quan hệ thủy lực giữa chúng với NDĐ khu vực ven sông của tỉnh Thái Bình.

Ở phía Bắc của tỉnh là sông Luộc, con sông nối sông Hồng với sông Thái

Bình, đoạn đầu của sông là ranh giới tự nhiên giữa hai tỉnh Hưng Yên và Thái Bình

còn điểm cuối là Quý Cao, xã Giang Biên, huyện Vĩnh Bảo, thành phố Hải Phòng

(gặp sông Thái Bình). Sông Luộc là một nhánh của sông Hồng có tác dụng tải nước

từ sông Hồng sang hạ lưu sông Thái Bình. Tại trạm Triều Dương lưu lượng trung

bình là 544 m3/s, nhỏ nhất = 262 m3/s và lớn nhất = 1.270 m3/s. Mực nước cao nhất

4,88 m, thấp nhất 0,36 m. Vận tốc dòng chảy (0,6 2) m/s. Mực nước ở trạm quan

trắc Triều Dương có xu hướng giảm nhẹ đặc biệt là từ năm 2000 trở lại đây do phân

lưu sông Luộc ít chịu tác động của sông Hồng và biển. Con sông này chịu ảnh

hưởng chủ yếu của hoạt động khai thác nước phục vụ nhu cầu tưới tiêu, thủy lợi và

sinh hoạt cho dân cư ở trên nhiều khu vực, do vậy, diễn biến của nước sông Luộc có

xu hướng giảm dần theo thời gian.

Hình 2.16. Dao động mực nước sông Luộc tại trạm Triều Dương theo thời gian [61]

Như vậy theo kết quả đánh giá các yếu tố khí hậu từ năm 1960 cho đến năm

2014 cho thấy nhiệt độ trung bình năm có xu hướng tăng nhẹ, độ bốc hơi và độ ẩm

không khí ít thay đổi, còn lượng mưa có xu hướng giảm. Tuy nhiên xét từ năm 1995

đến nay lượng mưa có xu hướng tăng. Kết quả đánh giá dao động mực nước sông,

biển theo thời gian cho thấy mực nước biển, sông Hồng và sông Trà Lý có mức độ

gia tăng, riêng mực nước sông Luộc tại trạm quan trắc có xu hướng giảm. Những

diễn biến này là cơ sở giúp tác giả định hướng dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí

hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

51

2.3.3. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng tỉnh Thái Bình

Để đánh giá ảnh hưởng của khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất,

tỉnh Thái Bình cần quan tâm đến xu hướng biến đổi khí hậu trong tương lai. Hiện

nay, khí hậu toàn cầu đang thay đổi do tốc độ phát thải khí nhà kính của con người

gây ra. Quá trình này đã kéo theo hàng loạt các tác động tiêu cực đến môi trường

như nhiệt độ gia tăng, mực nước biển dâng, mặn hóa nước và đất đai tại các vùng

ven biển... Là một trong những nước chịu tác động nặng nề nhất của biến đổi khí

hậu, Việt Nam coi ứng phó với sự thay đổi khí hậu là vấn đề cấp bách. Kịch bản

biến đổi khí hậu và nước biển dâng là những giả định được đưa ra dựa trên sự gia

tăng tốc độ phát thải khí nhà kính dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa

và mực nước sông, biển trong tương lai. Dự báo về Biến đổi khí hậu, nước biển dâng

cho Việt Nam được xây dựng theo giả thiết phát thải khí nhà kính khác nhau gồm:

phát thải thấp (B1), trung bình (B2) và cao (A2). Và để đánh giá các tác động của

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình, với sự thay

đổi về các điều kiện khí hậu, mực nước biển dâng khác nhau, tác giả đã sử dụng cả

3 kịch bản phát thải nhằm dự báo, đánh giá mức độ tổn thương của nước dưới đất.

2.3.3.1. Kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình

Theo kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng được Bộ Tài nguyên và

Môi trường công bố năm 2013, mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở Việt

Nam nói chung và tỉnh Thái Bình nói riêng có xu hướng giảm dần theo thời gian tuy

nhiên mức thay đổi nhiệt độ lại có xu hướng tăng dần. Dựa trên cơ sở kết quả thống

kê, quan trắc theo thời gian, căn cứ trên sự gia tăng tốc độ phát thải khí nhà kính,

các kịch bản Biến đổi khí hậu của Bộ Tài nguyên và Môi trường đã dự báo sự gia

tăng nhiệt độ, lượng mưa và sự dâng cao mực nước biển ở trạm Hòn Dấu theo các

mức phát thải B1, B2, A2 được trình bày trong bảng 2.1.

Bảng 2.1. Kịch bản dự báo gia tăng nhiệt độ, lượng mưa và nước biển dâng [55]

TT Năm Nhiệt độ,

oC Lượng mưa, % Nước biển dâng, cm

B1 B2 A2 B1 B2 A2 B1 B2 A2

1 2020 0,5 0,5 0,6 1,4 1,5 1,6 7 ÷ 8 7 ÷ 8 7 ÷ 8

52

TT Năm Nhiệt độ,oC Lượng mưa, % Nước biển dâng, cm

2 2030 0,7 0,7 0,8 2,0 2,1 2,3 10 ÷ 12 11 ÷ 12 11 ÷ 13

3 2040 0,9 1,0 1,0 2,8 3,0 3,3 14 ÷ 17 15 ÷ 17 16 ÷ 18

4 2050 1,2 1,3 1,3 3,6 3,9 4,1 19 ÷ 22 20 ÷ 24 22 ÷ 26

5 2060 1,4 1,5 1,6 4,2 4,7 4,9 23 ÷ 29 25 ÷ 31 29 ÷ 35

6 2070 1,5 1,8 1,9 4,5 5,5 5,8 28 ÷ 36 31 ÷ 38 38 ÷ 46

7 2080 1,5 2,0 2,2 4,8 6,2 6,9 33 ÷ 43 36 ÷ 47 47 ÷ 58

8 2090 1,6 2,2 2,7 4,9 6,8 8,1 38 ÷ 50 42 ÷ 55 56 ÷ 71

9 2100 1,6 2,4 3,1 4,9 7,4 9,4 42 ÷ 57 49 ÷ 64 66 ÷ 85

Trong đó, căn cứ theo những giả thiết được xây dựng theo kịch bản phát thải

A2, vào giữa thế kỷ 21 trên đa phần diện tích nước ta, nhiệt độ trung bình năm có

mức tăng từ 1,2 đến 1,6ºC so với thời kỳ 1980 – 1999, riêng tỉnh Thái Bình có mức

tăng khoảng 1,3C giữa năm 2050 và 3,1ºC so với năm 2100 (hình 2.17, 2.18).

Hình 2.17. Sự gia tăng nhiệt độ trung

bình năm giữa thế kỷ 21 (năm 2050)[55]

Hình 2.18. Sự gia tăng nhiệt độ trung

bình năm cuối thế kỷ 21 (năm 2100) [55]

Thái Bình tăng 1,3C Thái Bình tăng 3,1C

53

Lượng mưa trung bình năm tăng trên hầu khắp lãnh thổ, trong đó tỉnh Thái

Bình có mức tăng lượng mưa so với năm (1980 – 1999) là 4,9 % giữa năm 2050 và

9,4 % so với năm 2100 (hình 2.19, 2.20).

Hình 2.19. Sự gia tăng lượng mưa trung

bình năm giữa thế kỷ 21 (năm 2050)[55]

Hình 2.20. Sự gia tăng lượng mưa trung

bình năm cuối thế kỷ 21 (năm 2100) [55]

2.3.3.2. Kịch bản dự báo ảnh hưởng của nước biển dâng đến tỉnh Thái Bình

Căn cứ vào số liệu mực nước thực đo tại các trạm hải văn, số liệu quan trắc

từ vệ tinh và kết quả tính toán từ các mô hình số cho vùng ven biển đồng bằng sông

Hồng – Thái Bình, đến cuối thế kỷ 21, mặn xâm nhập sâu thêm vào đất liền từ 3 ÷ 9

km. Lũ thượng nguồn gia tăng, lưu lượng đỉnh lũ tăng từ 11 ÷ 25% vào năm 2100

kết hợp với nước biển dâng sẽ dẫn đến mực nước dọc sông dâng cao hơn, xâm nhập

mặn xảy ra mạnh mẽ hơn trên toàn bộ đường bờ. Mực nước biển dâng trung bình ở

khu vực Thái Bình – trạm Hòn Dấu trong khoảng (49 ÷ 64) cm. Để dự báo ảnh

hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến tỉnh Thái Bình cho tương lai, Bộ

Tài nguyên và Môi trường đã đưa ra kịch bản về sự dâng lên của mực nước biển

theo thời gian đồng thời xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ ngập, phân vùng chịu

tác động của mực nước biển dâng tương ứng mức 50 cm, 70 cm và 85 cm.

Thái Bình tăng 3 – 4% Thái Bình tăng 6 – 8%

54

Hình 2.21. Bản đồ nguy cơ ngập tỉnh Thái Bình ứng với mực nước biển dâng 50 cm [55]

Hình 2.22. Bản đồ nguy cơ ngập tỉnh Thái Bình ứng với mực nước biển dâng 85 cm [55]

55

Trên cơ sở kich ban Biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho thấy tương ứng

với các mức dâng lên của mực nước biển đến năm 2100 theo các kịch bản thì vùng

ven biển Thái Thụy, Tiền Hải và Kiến Xương bị ngập. Vùng ít ngập là Quỳnh Phụ,

Hưng Hà, Đông Hưng, Vũ Thư. Từ các bản đồ cảnh báo, tác giả đã tính toán được

diện tích cac vung ngâp do nươc biên dâng ứng vơi cac mưc 50 cm, 70 cm và 85

cm, chi tiết trong bảng 2.2:

Bảng 2.2. Diện tích ngập nước do nước biển dâng theo các kịch bản phát thải

Vùng nghiên

cứu

Diện tích tự

nhiên (km2)

Diện tích ngập ứng với các

kịch bản NBD (km2)

% Diện tích ngập ứng với các

kịch bản NBD

50 cm 70 cm 85 cm 50 cm 70 cm 85 cm

Tiền Hải 195,97 58,79 117,58 156,78 30 60 80

Thái Thụy 258,77 38,82 90,57 168,20 15 35 65

Kiến Xương 215,51 32,33 43,10 86,20 15 20 40

Quỳnh Phụ 208,40 10,42 20,84 52,10 5 10 25

Đông Hưng 205,83 6,18 14,41 20,58 3 7 10

Hưng Hà 212,93 4,26 10,65 17,04 2 5 8

Vũ Thư + TP

Thái Bình 244,84 19,59 29,38 36,73 8 12 15

Toàn tỉnh 1.542,24 170,37 326,53 537,62 11,05 21,17 34,86

Qua bang trên cho thây ứng với các mực nươc biên dâng khác nhau theo kịch

bản biến đổi khí hậu, với mực nước biển dâng 85 cm, diện tích ngập trên toàn tỉnh

chiếm khoảng 35 % với các vùng chịu tác động khác nhau. Vùng ven biển chịu tác

động nhiều nhất, trong đó khu vực huyện Thái Thụy chịu ảnh hưởng mạnh nhất với

diện tích ngập chiếm 10,9 %, tiếp đến là Tiền Hải chiếm 10,2 % và Kiến Xương

chiếm 5,6 % diện tích toàn tỉnh. Càng vào sâu trong đất liền, mức độ ảnh hưởng của

nước biển ít hơn, chúng chủ yếu chỉ gây ảnh hưởng gián tiếp bằng quá trình xâm

nhập mặn vào nước mặt và các tầng chứa nước ở khu vực này.

56

CHƯƠNG 3.

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ HẬU, THỦY HẢI VĂN VÀ HOẠT

ĐỘNG KHAI THÁC ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH

Để nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước

dưới đất tỉnh Thái Bình, tác giả đã tiến hành thu thập tài liệu, khảo sát thực địa,

đánh giá cấu trúc địa chất thủy văn cùng mối quan hệ giữa chúng với các nhân tố

khí tượng, thủy văn từ đó xác định lượng bổ cập của nước mưa, nước mặt đến sự

hình thành trữ lượng nước các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu.

3.1. Cấu trúc Địa chất thủy văn và mối quan hệ với nhân tố khí hậu, thủy văn

Trên cơ sở tài liệu các lỗ khoan khảo sát Địa chất thủy văn trên toàn tỉnh của

hơn 100 lỗ khoan theo tuyến vuông góc với đường bờ biển và theo diện kết hợp tài

liệu thành lập Bản đồ ĐCTV của tác giả Lại Đức Hùng, một số mặt cắt địa chất

thủy văn, địa chất công trình, tác giả đã xây dựng sơ đồ phân bố cấu trúc Địa chất

thủy văn nhằm đánh giá toàn diện đặc điểm các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu

(xem hình 3.1) làm cơ sở đánh giá mối quan hệ giữa chúng với các nhân tố khí hậu,

thủy văn. Trong đó, các tầng chứa nước trong khu vực nghiên cứu phân bố theo thứ

tự từ trên xuống dưới với đặc trưng về chất lượng mặn – nhạt khác nhau.

3.1.1. Tầng chứa nước Holocen

Dựa trên sơ đồ phân vùng cấu trúc địa chất thủy văn cho thấy tầng chứa nước

Holocen phân bố trên toàn tỉnh, một số khu vực tầng cách nước lộ ngay trên bề mặt

là những điểm mà nước mưa không có tác dụng bổ cập cho tầng chứa nước, đó là

khu vực xã Thụy Sơn, Thượng Tây, Đông Phương, Đông Hải (huyện Thái Thụy),

xã Quỳnh Côi, Quỳnh Mỹ, Quỳnh Hải (huyện Quỳnh Phụ), xã Hòa Bình, Nguyên

Xá, Trung An (huyện Vũ Thư), xã Liên Hiệp, Phúc Khánh (huyện Hưng Hà). Sự

thay đổi về đặc trưng thạch học, bề dày của TCN cũng như đặc tính thấm nước của

chúng đã ảnh hưởng đến vai trò bổ cập của nước mưa, nước sông, biển vào các

TCN, thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất khu vực nghiên cứu. Trong đó

những khu vực có đặc trưng thành phần thạch học với khả năng thấm nước tốt sẽ là

nguồn cung cấp, bổ cập chủ yếu cho tầng chứa nước.

57

Hình 3.1. Sơ đồ cấu trúc địa chất thủy văn tỉnh Thái Bình

58

Các tầng chứa nước trong khu vực nghiên cứu được phân bố trên toàn vùng và

phát triển về phía biển (hình 3.2). Đặc điểm trầm tích của khu vực ven bờ biển và

ngoài thềm lục địa có nguồn gốc thành tạo giống nhau, càng vào sâu trong đất liền là

các trầm tích có tuổi trẻ hơn do quá trình biển tiến, biển thoái hình thành TCN

Holocen phân bố rộng khắp trên toàn tỉnh, bề dày phát triển không đồng đều trên toàn

bộ diện tích, mỏng ở khu vực phía Bắc và tăng dần bề dày ở khu vực phía Nam.

Hình 3.2. Mặt cắt tướng trầm tích vuông góc với đường bờ biển [28]

Hình 3.3. Đặc điểm trầm tích Đệ tứ phần đất liền và thềm lục địa tỉnh Thái Bình [2]

59

Dựa trên kết quả khảo sát thực địa, đổ nước thí nghiệm hiện trường xác định

tính thấm cùng thí nghiệm phân tích thạch học trong phòng thí nghiệm, kết hợp với

tài liệu thu thập từ các lỗ khoan thành lập Bản đồ Địa chất thủy văn của Lại Đức

Hùng với đặc trưng thạch học và hệ số thấm của đất đá, tác giả đã xây dựng sơ đồ

phân bố vùng thấm tầng chứa nước Holocen tỉnh Thái Bình (hình 3.4). Trong đó,

khu vực nghiên cứu được phân chia thành 3 vùng với mức độ thấm nước khác nhau:

- Vùng có tính thấm trung bình (K = 0,3 0,03 m/ng): có thành phần đất đá

chủ yếu là cát, cát pha, chúng phân bố thành từng khoảnh hẹp, tập trung chủ yếu tại

khu vực phía Đông và Ðông Nam vùng nghiên cứu, thuộc các huyện Thái Thụy,

Kiến Xương, Vũ Thư và thành phố Thái Bình;

Hình 3.4. Sơ đồ phân bố tính thấm tầng chứa nước Holocen

- Vùng có tính thấm yếu (K = 0,03 0,005 m/ng): với thành phần đất đá chủ

yếu là cát, cát bột sét, được phân bố trên toàn bộ diện tích của vùng nghiên cứu;

60

- Vùng không có khả năng thấm nước (K < 0,005 m/ng): với thành phần chủ

yếu là sét, bột sét phân bố phía Bắc, Tây Bắc vùng nghiên cứu, thuộc huyện Hưng

Hà và một phần huyện Vũ Thư (tại xã Minh Quang, Vũ Thư, Hòa Bình, Song An).

Dựa vào đặc trưng thạch học của lớp phủ bề mặt từ bản đồ phân bố vùng

thấm, điều kiện về lượng mưa, lượng bốc hơi, địa hình khu vực cùng hiện trạng sử

dụng đất của tỉnh, tác giả đã tính toán lượng bổ cập cho nước dưới đất theo công

thức tính toán cân bằng nước của O. Batellan và S.T. Woldeamlak (2007):

R = P – Sv – Tv – I (3.1) [93]

Trong đó, R – lượng bổ cập cho nước dưới đất, mm/năm;

P – lượng mưa trung bình, mm/năm;

Tv – lượng bốc bơi trung bình, mm/năm;

I – lượng nước được hấp thụ bởi thực vật, mm/năm;

Sv – dòng chảy trên mặt, mm/năm, được tính toán: Sv = Cv (P – Tv), với

Cv là hệ số dòng chảy mặt được tra bảng phụ thuộc vào thành phần đất đá, đặc trưng

lớp phủ thực vật và độ dốc địa hình [93].

Kết quả tính toán phân vùng lượng bổ cập cho nước dưới đất ở TCN Holocen

dựa vào đặc trưng tính thấm nước của TCN (hình 3.4) cùng hiện trạng sử dụng đất,

lượng mưa, lượng bốc hơi được trình bày trong bảng 3.1.

Bảng 3.1. Phân vùng lượng bổ cập của nước mưa cho TCN Holocen tỉnh Thái Bình

TT Vùng

Diện

tích,

km2

Hệ

số

thấm,

K,

m/ng

Lượng

mưa,

P,

mm/n

Lượng

bốc

hơi,

Tv,

mm/n

Hệ

số

dòng

chảy

mặt,

Cv

Lượng

nước

hấp

thụ

bởi

thực

vật, I,

mm/n

Dòng

chảy

mặt,

Sv,

mm/n

Lượng

bổ cập

cho

nước

dưới

đất, R,

mm/n

Phần

trăm

bổ

cập

bởi

nước

mưa

Phần

trăm

vùng

bê

tông

hóa

%

lượng

bổ cập

từ

mưa

vào

TCN

qh

1 Tân Hòa, Hưng Hà 80 0,005 1.680 845 0,62 134,4 517,7 182,9 10,89 0,5 5,44

2 Minh Tân, Đông Hưng 30 0,004 1.695 840 0,63 135,6 538,7 180,8 10,66 0,52 5,12

3 Bách Thuận, Vũ Thư 40 0,003 1.740 830 0,65 139,2 591,5 179,3 10,30 0,45 5,67

4 Song An, Vũ Thư 30 0,07 1.740 830 0,25 104,4 227,5 578,1 33,22 0,26 24,59

5 Quang Trung, Kiến Xương 25 0,15 1.750 830 0,26 140,0 239,2 540,8 30,90 0,2 24,72

6 Tây Phong, Kiến Xương 30 0,3 1.750 845 0,25 140,0 226,3 538,8 30,79 0,21 24,32

7 Nam Hưng, Tiền Hải 32 0,22 1.770 855 0,22 141,6 201,3 572,1 32,32 0,21 25,53

61

TT Vùng

Diện

tích,

km2

Hệ

số

thấm,

K,

m/ng

Lượng

mưa,

P,

mm/n

Lượng

bốc

hơi,

Tv,

mm/n

Hệ

số

dòng

chảy

mặt,

Cv

Lượng

nước

hấp

thụ

bởi

thực

vật, I,

mm/n

Dòng

chảy

mặt,

Sv,

mm/n

Lượng

bổ cập

cho

nước

dưới

đất, R,

mm/n

Phần

trăm

bổ

cập

bởi

nước

mưa

Phần

trăm

vùng

bê

tông

hóa

%

lượng

bổ cập

từ

mưa

vào

TCN

qh

8 Thụy Lương, Thái Thụy 35 0,007 1.780 860 0,24 142,4 220,8 556,8 31,28 0,2 25,02

9 An Thái, Quỳnh Phụ 84 0,009 1.690 840 0,45 135,2 382,5 332,3 19,66 0,25 14,75

10 Thụy Trường, Thái Thụy 46 0,015 1.680 860 0,43 134,4 352,6 333,0 19,82 0,2 15,86

11 Bách Thuận, Vũ Thư 150 0,025 1.740 830 0,3 139,2 273,0 497,8 28,61 0,3 20,03

12 Tây An, Kiến Xương 450 0,03 1.750 850 0,3 140,0 270,0 490,0 28,00 0,28 20,16

13 Đông Huy, Đông Hưng 130 0,02 1.695 840 0,28 135,6 239,4 480,0 28,32 0,3 19,82

14 Nam Hưng, Tiền Hải 120 0,028 1.770 855 0,22 141,6 201,3 572,1 32,32 0,38 20,04

15 Hùng Dũng, Hưng Hà 280 0,02 1.680 845 0,47 134,4 392,5 308,2 18,34 0,42 10,64

16 Đồng Tiến, Quỳnh Phụ 100 0,005 1.700 840 0,48 136,0 412,8 311,2 18,31 0,45 10,07

Dựa trên kết quả tính toán lượng bổ cập của khu vực nghiên cứu, tác giả đã

xây dựng sơ đồ phân bố vùng bổ cập cho tầng chứa nước Holocen trên hình 3.5.

Trong đó, vùng có khả năng bổ cập lớn (màu xanh nước biển) với lượng thấm

chiếm 25% lượng mưa chủ yếu tập trung ở khu vực ven biển với thành phần đất đá

có khả năng thấm nước tốt và ít bị che phủ bởi các công trình xây dựng dân dụng,

hoạt động dân sinh. Còn vùng thấm nước yếu với lượng bổ cập khoảng 5% lượng

mưa (vùng màu cam) chủ yếu tập trung tại những khu vực có tầng cách nước nằm

ngay trên bề mặt và có diện tích che phủ bề mặt lớn.

Ngoài ra, để đánh giá mối quan hệ của TCN Holocen với các nhân tố khí hậu,

thủy văn, tác giả đã tiến hành khảo sát thực địa, quan trắc, đo đạc ngoài hiện trường

bằng thiết bị quan trắc tự động và phân tích thí nghiệm trong phòng độ tổng khoáng

hóa để phản ánh chất lượng mặn cùng nồng độ Na+ và Cl- ở hơn 100 điểm đo nhằm

chính xác hóa hiện trạng phân bố ranh giới mặn – nhạt cho TCN khu vực nghiên

cứu. Từ các kết quả khảo sát thực địa, phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm kết

hợp với các tài liệu thu thập từ kết quả quan trắc chất lượng NDĐ của Trung tâm

quy hoạch và điều tra tài nguyên nước quốc gia, kết quả phân tích chất lượng NDĐ

từ đề tài nghiên cứu, đánh giá thực trạng suy thoái, ô nhiễm nước dưới đất tỉnh Thái

62

Bình của Viện Địa lý - Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam cùng kết quả

khảo sát của Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Bình tác giả đã xây dựng bản

đồ phân bố ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Holocen (hình 3.6).

Hình 3.5. Sơ đồ phân bố vùng bổ cập tầng chứa nước Holocen

Trong đó, khu vực nước nhạt và nước lợ, mặn phân bố đan xen nhau. Hàm

lượng Na+ trong nước cũng biến đổi rất khác nhau, nhiều nơi có hàm lượng Na+ cao

hơn quy chuẩn cho phép. Nồng độ Cl- trong nước TCN qh biến đổi từ 72,0 mg/l đến

1.569 mg/l. Nhiều mẫu có giá trị vượt QCVN 09: 2008/BTNMT và theo QCVN 01:

2009/BYT. Với quy định nồng độ TDS là 1 g/l theo QCVN 01:2009/BYT, vùng

nước nhạt có TDS – (0,3 ÷ 0,8) g/l phân bố ở phần lớn huyện Vũ Thư, Hưng Hà và

một phần thành phố Thái Bình, chạy dọc theo các con sông lớn cùng khu vực ven

biển Tiền Hải, Thái Thụy. Đây là những khu vực có tính thấm trung bình, thành

phần đất đá chủ yếu là cát, tốc độ dòng ngầm lớn, thường xuyên được rửa mặn bởi

63

nước mưa và quan hệ trực tiếp với nước sông. Ở những nơi có tính thấm nước yếu

theo sơ đồ phân bố vùng thấm tầng chứa nước Holocen (hình 3.4), thành phần đất

đá tại những khu vực này chủ yếu là bột cát, bột sét, tốc độ dòng ngầm nhỏ do chỉ

được rửa bằng nước mưa, ít có quan hệ với nước sông như khu vực phía Đông Nam

của vùng (huyện Kiến Xương), một phần các huyện Đông Hưng, Quỳnh Phụ, Thái

Thụy thì nước vẫn còn mặn. Trong khu vực có hai khoảnh nước mặn tiêu biểu là

khoảnh Quỳnh Phụ - Đông Hưng và khoảnh giữa sông Hồng - sông Trà Lý thuộc

địa phận huyện Tiền Hải, Kiến Xương cùng một phần huyện Vũ Thư. Loại hình hoá

học của nước thuộc khoảnh mặn thường là Clorua – Natri Kali.

Hình 3.6. Ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Holocen năm 1996 và năm 2014

Dựa trên bản đồ phân bố ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước qh được tác

giả xây dựng, so sánh với kết quả nghiên cứu đã thực hiện năm 1996 của tác giả Lại

Đức Hùng cho thấy ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trên toàn bộ khu vực nghiên

cứu năm 2014 đã có sự thay đổi, diện tích vùng nước mặn được thu hẹp với phạm vi

phân bố tập trung hơn theo diện. Tuy nhiên, khu vực nước nhạt vẫn phân bố chủ

64

yếu ở phía Bắc của tỉnh, tập trung ở các huyện Hưng Hà, Đông Hưng và một phần

huyện Quỳnh Phụ. Nước nhạt cũng gặp tại một phần huyện Thái Thụy, Kiến

Xương. Một số điểm nghiên cứu trong ranh giới nước mặn được xây dựng trong

năm 1996 đã nhạt hóa vào năm 2014 như khu vực ven biển huyện Tiền Hải (xã

Nam Thắng, Nam Cường, Nam Thanh...), huyện Thái Thụy (xã Thụy Dân, Thượng

Liệt, Thái Giang, Thái Sơn, Thái Tân, Mỹ Lộc, Thái Học, Thái Thịnh, Thái Thọ...)

và một phần phía Bắc huyện Quỳnh Phụ. Diện tích vùng nước mặn trên toàn tỉnh

thu hẹp khoảng 180 km2 trong đó tổng diện tích vùng mặn trước đây là 700,5 km2

và diện tích vùng mặn hiện nay là 521,1 km2.

Theo kết quả quan trắc lượng mưa theo thời gian cho thấy lượng mưa tại

Thái Bình có sự gia tăng trong những năm trở lại đây. Trong đó, mực nước dưới đất

tầng chứa nước Holocen ở tất cả các công trình quan trắc đều ổn định theo mùa,

mực nước thường hạ thấp vào mùa khô và phục hồi vào mùa mưa. Nhiều khu vực

quan trắc mực nước vào mùa mưa cao ngang bằng mặt đất. Hiện tượng này cho thấy

do tầng chứa nước qh nằm ngay trên bề mặt nên thường xuyên được nước mưa và

nước mặt bổ cập, làm pha loãng nồng độ và dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt. Đây

cũng chính là yếu tố góp phần thúc đẩy sự rửa mặn tầng chứa nước Holocen trong

khu vực nghiên cứu. Ở khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy, theo sơ đồ phân bố

vùng thấm cho thấy tầng chứa nước qh không bị các trầm tích cách nước che phủ

nên dễ dàng bị thấm bởi nước mưa, làm hòa tan, rửa trôi các thành phần mặn, làm

nhạt hóa tầng chứa nước. Một số điểm tại khu vực phía Bắc huyện Hưng Hà, Quỳnh

Phụ diện tích vùng nước mặn bị thu hẹp không nhiều do lớp cách nước lộ ngay trên

bề mặt, lượng bổ cập cho tầng chứa nước Holocen không lớn.

3.1.2. Tầng chứa nước Pleistocen

Trên sơ đồ phân bố cấu trúc, TCN Pleistocen gặp trên toàn tỉnh, ngay dưới

tầng chứa nước Holocen. Do nằm ngăn cách bởi tầng cách nước có chiều dày trung

bình từ 1,7 m đến 30 m nên tầng chứa nước này ít chịu ảnh hưởng của nước mưa

mà phần nhỏ do thấm xuyên từ TCN bên trên xuống. Tổng hợp kết quả thu thập,

khảo sát thực địa với hơn 100 điểm quan trắc và lấy mẫu phân tích chất lượng nước

65

tại các giếng khoan đường kính nhỏ trên toàn bộ khu vực nghiên cứu, tác giả đã đưa

ra một số nhận xét về thành phần hóa học của TCN như sau:

- Natri (Na+): nhiều nơi có hàm lượng Na+ cao hơn 200 mg/l, dao động trong

khoảng (5,0 ÷ 2.606) mg/l. Khu vực có giá trị Na+ là 1.430 mg/l tại giếng khoan nhà

anh Đỗ Thanh Bình, xã Đông Quý, huyện Tiền Hải. Theo tài liệu của Viện Địa lý

tại giếng khoan nhà chị Đoàn Thị Cam, xóm 10, xã Thái Thọ, Thái Thụy hàm lượng

Na+ cao tới 2.606 mg/l. Nước trong những giếng khoan ở khu vực gần biển hầu hết

bị lợ, mặn và nhiễm sắt.

- Ion Clo (Cl-): giá trị Cl- biến đổi trong phạm vi rộng là (12,0 ÷ 2.198) mg/l, nhiều

mẫu phân tích có giá trị cao hơn QCCP đối với nước ngầm QCVN 09:

2008/BTNMT. Theo kết quả phân tích cùng tài liệu thu thập, quan trắc hiện trường

cho thấy sự phân bố nồng độ ion Cl- khá phù hợp với sự phân bố đường đẳng

khoáng hóa trong các khoảnh nước mặn, nước nhạt khu vực nghiên cứu.

- Độ tổng khoáng hóa: biến đổi trong phạm vi rộng là (0,12 ÷ 5,58) g/l. Theo

QCVN 01:2009/BYT, giá trị TDS cho phép để đảm bảo chất lượng nước phục vụ

ăn uống sinh hoạt và đồ dùng cho gia đình là 1 g/l, tác giả đã xây dựng được các

khoảnh mặn – nhạt phân bố như hình 3.7:

+ Khoảnh nước nhạt (nước có TDS < 1 g/l) phân bố ở phần phía Bắc của tỉnh.

Đây là một dải kéo dài liên tục trong phạm vi các huyện Hưng Hà, Đông Hưng,

Quỳnh Phụ và một phần huyện Thái Thuỵ. Độ tổng khoáng hoá của nước là (0,3 ÷

1) g/l. Loại hình hoá học của nước thuộc loại hỗn hợp. Anion chiếm ưu thế là

clorua, tiếp đến là Bicacbonat. Cation chính là natri, tiếp đến là canxi và magie;

+ Khoảnh nước lợ đến mặn (nước có TDS > 1 g/l) phân bố ở phần phía Nam

của tỉnh bao gồm huyện Kiến Xương, Tiền Hải, Vũ Thư và một phần diện tích huyện

Thái Thuỵ. Nước trong khoảnh này có độ tổng khoáng hoá > 1 g/l, có nơi đạt tới

21,12 g/l. Loại hình hoá học của nước trong khoảnh mặn thường là Clorua - Natri.

Theo kết quả đánh giá về đặc điểm địa chất của tỉnh cho thấy khu vực phía

Bắc của tỉnh chất lượng nước thường nhạt. Bên cạnh đó, theo tài liệu quan trắc động

thái nước dưới đất tại các lỗ khoan nghiên cứu và các lỗ khoan thuộc mạng lưới

quan trắc quốc gia trong phạm vi tỉnh Thái Bình cho thấy TCN qp có hướng vận

66

động của dòng ngầm chủ yếu là Bắc, Tây Bắc xuống Nam, Đông Nam (hình 3.8).

Với hướng vận động của nước dưới đất như vậy đã góp phần dịch chuyển nước nhạt

từ các khu vực khác vào tỉnh và từ phía trong đồng bằng ra phía biển. Hơn nữa,

cùng hoạt động của các đứt gãy kiến tạo Vĩnh Ninh đã dịch chuyển nước nhạt từ

tầng chứa nước Neogen đi lên. Điều này đã làm cho tầng chứa nước Pleistocen có

sự phân bố thành 2 khoảnh mặn – nhạt rõ ràng.

Hình 3.7. Ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Pliestocen năm 1996 và năm 2014

Từ kết quả đánh giá chất lượng mặn – nhạt trên, tác giả cũng so sánh với kết

quả nghiên cứu đã được thực hiện năm 1996 của tác giả Lại Đức Hùng. Theo kết

quả đánh giá cho thấy ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Pleistocen đã có sự dịch

chuyển nhưng không nhiều, một số điểm ranh giới mặn bị thu hẹp như các xã Hoa

Nam, Đông Phú, Đông Quang, Đông Hoàng, Đông Động (huyện Đông Hưng),

Thụy Sơn, Thụy Phong, Thụy Thanh (huyện Thái Thụy) và một số điểm ranh giới

mặn lại mở rộng như xã Thái Dương (huyện Thái Thụy) hay xã Đông La, Đông

67

Phong, Đông Huy (huyện Đông Hưng). Với hướng vận động của nước dưới đất từ

Bắc, Tây Bắc xuống Nam, Đông Nam đã góp phần dịch chuyển khối nước nhạt từ

phía Bắc xuống, thu hẹp diện tích ranh giới mặn ở khu vực Đông Hưng.

Hình 3.8. Bản đồ thủy đẳng áp tầng chứa nước Pleistocen năm 2014

Tầng chứa nước có mực nước biến đổi theo mùa, đạt cao nhất vào tháng 8, 9

và thấp nhất vào tháng 1, 2. Biên độ dao động không lớn từ 0,1 m đến 0,6 m, trung

bình 0,32 m. Như vậy các nhân tố tự nhiên đã tác động đến sự hình thành khối nước

nhạt của TCN này tuy nhiên do tốc độ khai thác NDĐ ngày càng tăng làm cho mực

nước TCN qp hạ thấp, ảnh hưởng đến sự xâm nhập mặn của TCN qh xuống và từ

biển vào, mở rộng ranh giới mặn ở một số điểm như xã Đông La, Đông Phong,

Đông Huy – huyện Đông Hưng hay xã Thái Dương, huyện Thái Thụy. Tính trung

bình trên toàn tỉnh, diện tích vùng nước nhạt TCN qp ước tính giảm 17 km2 từ

922,5 km2 năm 1996 xuống 905,375 km2 năm 2014. Kết quả đánh giá này là cơ sở

để nghiên cứu ảnh hưởng của nhân tố khí hậu, thủy văn đến nước dưới đất.

68

Do đó có thể thấy rằng cấu trúc địa chất thủy văn cùng đặc trưng các tầng

chứa nước chịu ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu, thủy văn và hoạt động khai thác

nước. Đây cũng là một cơ sở khoa học giúp tác giả định hướng nghiên cứu các ảnh

hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình.

3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu tới nước dưới đất

Dựa vào các nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng đến

nước dưới đất trên thế giới và tại Việt Nam, việc đánh giá tác động của chúng tập

trung vào các nhân tố như: lượng mưa, độ bốc hơi, nhiệt độ, nước sông, biển... Tuy

nhiên, trong phạm vi Luận án, tác giả chỉ tập trung đánh giá tác động của nước mưa,

nước sông, biển cùng lượng bổ cập của chúng cho nước dưới đất.

3.2.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước mưa với nước dưới đất

Để đánh giá mối quan hệ giữa nước mưa và NDĐ, tác giả đã thu thập tài liệu

lượng mưa và mực nước dưới đất theo thời gian từ đó thiết lập mối quan hệ giữa

chúng nhằm xem xét sự đóng góp của nước mưa trong sự hình thành trữ lượng nước

dưới đất. Kết quả đánh giá mối quan hệ giữa dao động mực nước tại các lỗ khoan

quan trắc ở TCN Holocen trên (Q155, Q159, Q158, Q156) và Pleistocen (Q159b,

Q158a, Q156a) với nước mưa được biểu diễn trên hình 3.9.

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi lượng mưa và cốt cao mực nước dưới đất tại

các lỗ khoan quan trắc theo thời gian [61,62]

Lượng

mưa,

mm

Cốt cao

mực

nước, m

69

Dựa vào đồ thị cho thấy dao động mực nước tại các lỗ khoan Q155, Q156,

Q158 và Q159 có xu hướng tăng, biến đổi đồng đều với lượng nước mưa. Riêng lỗ

khoan Q159b, Q158a và Q156a của TCN qp có xu hướng giảm mạnh, ít có dao

động theo nước mưa. Để đánh giá mối quan hệ giữa nước mưa với nước dưới đất

khu vực nghiên cứu, tác giả đã xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nước

mưa với mực nước dưới đất ở cả 2 tầng chứa nước theo thời gian (hình 3.10, 3.11).

Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa

lượng mưa với cốt cao mực nước TCN qh

Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa

lượng mưa với cốt cao mực nước TCN qp

Kết quả đánh giá cho thấy với chuỗi thời gian quan trắc từ năm 1995 đến năm

2014, mực nước dưới đất tầng chứa nước qh có xu hướng tăng đồng đều và có quan

hệ tuyến tính với lượng mưa (hình 3.10). Phương trình tương quan biểu diễn mối

quan hệ của mực nước dưới đất TCN qh với lượng mưa trung bình tại các điểm

quan trắc là y = 0,0007x + 0,8867. Dựa trên số liệu quan trắc mực nước TCN qh

theo hai mùa cho thấy mực nước chênh lệch giữa mùa mưa và mùa khô khoảng (0,2

÷ 0,5) m, điều này cho thấy lượng mưa đã đóng góp một phần đáng kể vào sự hình

thành trữ lượng nước dưới đất của tầng chứa nước này. Tuy nhiên, với tầng chứa

nước qp (hình 3.11), mối quan hệ của nước mưa với mực nước dưới đất cũng không

có quan hệ đồng pha, tuyến tính với nhau, sự phân bố của chúng biến đổi không

theo quy luật với sự gia tăng của lượng mưa, điều này cho thấy nước mưa ít có tác

động trực tiếp đến sự hình thành trữ lượng nước tầng chứa nước qp.

Cốt cao

mực

nước, m

Cốt cao

mực

nước, m

Lượng mưa,

mm Lượng

mưa, mm

70

3.2.2. Xác định lượng bổ cập của nước mưa cho nước dưới đất

3.2.2.1. Đối với tầng chứa nước Holocen

Với khu vực nghiên cứu, qua quá trình khảo sát thực địa cùng thu thập tổng

hợp tài liệu khu vực nghiên cứu cho thấy hiện nay hoạt động khai thác của tầng

chứa nước Holocen ít và phân bố không đồng đều do chất lượng nước bị nhiễm mặn

nhiều nơi. Để tính lượng bổ cập của nước mưa vào tầng chứa nước, tác giả đã sử

dụng phương pháp của Bindeman và Healy & Cook, theo công thức 3.2:

(3.2) [97]

Trong đó, W – lượng nước bổ cập vào tầng chứa nước từ nước mưa, m/ng;

H1 – mực nước quan trắc tại thời điểm t1, m;

H2 – mực nước quan trắc tại thời điểm t2, m;

µ – hệ số nhả nước trọng lực của đất đá, không thứ nguyên;

t – biến thiên thời gian từ thời điểm t1 đến t2, t = t2 – t1, ng.

Phương pháp tính toán này được áp dụng dựa vào sự tăng giảm của mực nước

dưới đất trong tầng chứa nước phụ thuộc vào lượng bổ cập và lượng thoát tự nhiên.

Hệ số nhả nước trọng lực của tầng chứa nước là không đổi trong suốt quá trình mực

nước dao động và hoạt động khai thác nước ít ảnh hưởng đến sự dao động mực

nước dưới đất. Với hệ số nhả nước trọng lực µ được tính toán dựa vào sự chênh

lệch mực nước dưới đất và trung bình là 0,124. Kết quả tính toán lượng nước mưa

bổ cập vào tầng chứa nước vào mùa mưa được trình bày trong bảng 3.2.

Bảng 3.2. Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước Holocen vào mùa mưa

Năm

Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước qh2,

m/ng Lượng

mưa

% lượng bổ cập so với nước mưa

Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159

Mưa - 1995 0,000293 0,000224 0,000203 0,000271 0,174 30,33 23,17 21,03 28,08

Mưa - 1996 0,00035 0,00021 0,00032 0,00030 0,231 27,52 16,05 25,08 23,62

Mưa - 1997 0,00026 0,00023 0,00026 0,00022 0,158 29,84 25,72 29,98 25,08

Mưa - 1998 0,00030 0,00027 0,00038 0,00039 0,221 24,35 22,24 30,72 31,47

Mưa - 1999 0,00028 0,00032 0,00046 0,00025 0,180 28,28 32,07 46,38 24,72

Mưa - 2000 0,00025 0,00022 0,00028 0,00021 0,166 27,19 23,72 30,46 22,43

71

Năm

Lượng nước mưa bổ cập vào tầng chứa nước qh2,

m/ng Lượng

mưa

% lượng bổ cập so với nước mưa

Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159

Mưa - 2001 0,00036 0,00040 0,00036 0,00043 0,268 24,38 26,90 24,23 28,94

Mưa - 2002 0,00021 0,00027 0,00025 0,00028 0,168 22,71 29,14 27,34 30,11

Mưa - 2003 0,00045 0,00045 0,00036 0,00042 0,292 28,00 27,63 22,26 25,65

Mưa - 2004 0,00021 0,00025 0,00026 0,00033 0,189 20,42 23,80 24,68 31,78

Mưa - 2005 0,00034 0,00036 0,00032 0,00027 0,252 24,13 25,87 22,88 19,11

Mưa - 2006 0,00022 0,000316 0,000367 0,000290 0,209 19,43 27,29 31,66 25,00

Mưa - 2007 0,000192 0,000278 0,000302 0,000184 0,158 21,93 31,71 34,51 20,98

Mưa - 2008 0,00028 0,00022 0,00019 0,00021 0,153 32,50 26,35 22,29 25,15

Mưa - 2009 0,00029 0,00026 0,00029 0,00032 0,209 25,25 22,55 24,62 27,37

Mưa - 2010 0,00021 0,00022 0,00021 0,00020 0,168 22,25 23,61 22,68 21,32

Mưa - 2011 0,00038 0,00040 0,00041 0,00036 0,259 26,51 27,83 28,70 24,74

Mưa - 2012 0,00034 0,00037 0,00038 0,00031 0,275 22,29 24,03 25,01 20,43

Mưa - 2013 0,00043 0,00029 0,00034 0,00035 0,227 34,53 23,24 27,23 27,61

Mưa - 2014 0,00039 0,00035 0,00039 0,00043 0,257 27,59 24,35 27,38 30,09

Trung bình 0,00030 0,00030 0,00032 0,00030 0,2105 26,0 25,4 27,5 25,7

Căn cứ vào sự chênh lệch mực nước vào mùa khô, tác giả đã tính toán được

lượng nước thất thoát từ TCN vào mùa khô, chi tiết được trình bày trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. Lượng nước thất thoát của tầng chứa nước Holocen vào mùa khô

Năm Lượng nước thất thoát từ tầng chứa nước qh2 Lượng

mưa

% lượng nước thất thoát từ TCN qh2

Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159

Khô - 1995 -1,61E-05 -6,13E-05 -1,64E-05 -3,07E-05 0,032 -8,97 -34,07 -9,09 -17,04

Khô - 1996 -8,86E-05 -8,05E-05 -8,90E-05 -8.47E-05 0,045 -35,30 -32,07 -35,47 -33,76

Khô - 1997 -7,05E-05 -3,14E-05 -4,63E-05 -8,04E-05 0,054 -23,37 -10,41 -15,35 -26,67

Khô - 1998 -1,53E-05 -4,65E-05 -5,09E-05 -5,48E-05 0,032 8,66 -26,35 -28,85 -31,08

Khô - 1999 -9,08E-05 -1,17E-04 -3,96E-05 -9,0E-06 0,096 -17,08 -22,06 -7,45 1,68

Khô - 2000 -6,07E-05 -5,26E-05 -7,31E-05 2,1E-06 0,034 -32,32 -28,02 -38,95 1,14

Khô - 2001 -3,67E-05 -1,49E-04 -1,08E-04 9,09E-05 0,074 -8,97 -36,49 -26,38 -22,20

Khô - 2002 -4,71E-05 -6,24E-05 -7,13E-05 -6,3E-06 0,082 -10,34 -13,68 -15,65 1,38

Khô - 2003 -3,30E-05 -4,94E-05 -3,02E-05 -5,71E-05 0,026 -22,97 -34,35 -21,00 -39,70

Khô - 2004 -3,71E-05 -4,82E-05 -3.71E-05 -2,87E-05 0,024 -28,20 -36,68 -39,79 -21,85

Khô - 2005 -7,92E-05 -1,04E-04 -5,23E-05 -1,44E-04 0,088 -16,22 -21,30 -19,20 -29,42

72

Năm Lượng nước thất thoát từ tầng chứa nước qh2 Lượng

mưa

% lượng nước thất thoát từ TCN qh2

Q155 Q156 Q158 Q 159 Q155 Q156 Q158 Q 159

Khô - 2006 -1,86E-04 -8,77E-05 -9,38E-05 -1,42E-04 0,044 -12,70 -5,98 -10,93 -9,71

Khô - 2007 -4,51E-05 -9,09E-05 -1,60E-05 -5,95E-05 0,052 -15,69 -31,65 -20,08 -20,71

Khô - 2008 -5,99E-05 -8,91E-05 -1,76E-05 -1,77E-05 0,067 -16,02 -23,84 -47,06 -47,34

Khô - 2009 -7,10E-05 -8,28E-05 -9,21E-05 -8,15E-05 0,042 -30,73 -35,85 -39,89 -35,27

Khô - 2010 -5,53E-05 -6,00E-05 -6,81E-05 -7,87E-05 0,034 -29,39 -31,92 -36,19 -41,83

Khô - 2011 -2,15E-05 -8,69E-05 -7,16E-05 -6,99E-05 0,032 -12,08 -48,82 -40,22 -39,27

Khô - 2012 -8,84E-05 -8,6E-06 -2,88E-04 -1,39E-05 0,111 -14,33 1,39 -46,80 -22,65

Khô - 2013 -9,93E-05 -1,19E-04 -1,89E-04 -1,58E-05 0,064 -28,06 -33,86 -53,31 -44,77

Khô - 2014 -1,92E-04 -2,54E-04 -1,92E-04 -8,65E-05 0,103 -34,39 -44,29 -33,53 -15,09

Trung bình -6,84E-05 -8,33E-05 -9,83E-05 -7,74E-05 0,057 -18,18 -22,14 -26,13 -20,56

Theo kết quả tính toán, lượng nước mưa bổ cập cho TCN Holocen vào mùa

mưa chiếm khoảng (25 27) % lượng mưa với tổng lượng nước bổ cập tính toán

khoảng (0,0003 0,00032) m/ng. Vào mùa khô, lượng mưa nhỏ, lượng nước dưới

đất thất thoát từ (0,000068 0,000098) m/ng, chiếm khoảng 18 26%. Kết quả này

cho thấy vào mùa mưa, TCN Holocen được nước mưa bổ sung làm gia tăng mực

NDĐ còn vào mùa khô lượng NDĐ bốc hơi, thoát ra bổ sung cho dòng chảy mặt,

thấm xuyên bổ cập cho TCN bên dưới và một phần thất thoát do khai thác. Tác giả

cũng xây dựng đồ thị biểu diễn lượng nước mưa bổ cập vào mùa mưa và lượng

nước thất thoát vào mùa khô cho TCN Holocen theo thời gian như hình 3.12, 3.13.

Căn cứ theo đồ thị cho thấy lượng nước bổ cập cho TCN Holocen có xu

hướng thay đổi theo thời gian với lượng bổ cập và lượng thất thoát trung bình chênh

lệch nhau khoảng 8 %. Mực nước thường hạ thấp vào mùa khô và phục hồi vào mùa

mưa, chưa có dấu hiệu suy giảm. Nhiều khu vực quan trắc vào mùa mưa mực nước

cao ngang bằng mặt đất. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy với lượng mưa tăng thì

nước mưa đã góp phần bổ sung trữ lượng, góp phần dịch chuyển ranh giới mặn –

nhạt và pha loãng nồng độ NDĐ TCN trên bề mặt Holocen, mở rộng vùng nước

nhạt cho toàn bộ vùng nghiên cứu.

73

Hình 3.12. Lượng nước mưa bổ cập cho

TCN qh2 vào mùa mưa theo thời gian

Hình 3.13. Lượng nước thất thoát vào

mùa khô của TCN qh2 theo thời gian

Từ kết quả tính toán lượng nước bổ cập cho tầng chứa nước Holocen, căn cứ

vào sự cân bằng nước trong vùng, tác giả đã ước tính được lượng nước mưa bổ cập

cho TCN khu vực nghiên cứu. Theo sơ đồ phân vùng thấm cho thấy tầng chứa nước

Holocen phân bố hầu hết ở khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy, không bị các

trầm tích cách nước che phủ nên dễ dàng bị thấm bởi nước mưa, nước mặt dẫn đến

sự hòa tan, rửa trôi các thành phần mặn, gây nhạt hóa tầng chứa nước trên cùng.

Một số điểm tại khu vực phía Bắc huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ do lớp cách nước lộ

ngay trên bề mặt nên lượng bổ cập cho tầng chứa nước qh2 không lớn, do đó diện

tích vùng nước mặn tại đây được thu hẹp nhưng không nhiều mà chỉ tập trung chủ

yếu tại khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy. Bên cạnh đó, với hiện trạng sử dụng

đất theo thống kê trên toàn tỉnh là 70% diện tích đất sử dụng trong nông nghiệp và

các mục đích chưa sử dụng khác, tác giả đã tính toán được lượng nước dưới đất gia

tăng trung bình trên toàn tỉnh với diện tích đất 1.542,24 km2 là 345.460 m3/ng.

3.2.2.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen

Đối với tầng chứa nước Pleistocen, do bị ngăn cách bởi tầng chứa nước bên

trên và lớp thấm nước yếu nên TCN này không chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước

mưa. Tuy nhiên ở một số nơi chúng bị vát mỏng và mất hẳn tạo cửa sổ Địa chất

thủy văn như tại LK 2B, LK 22, LK 711 [15] thuộc khu vực Việt Thuận – Vũ Thư,

Năm Năm

Lượng

thất

thoát, %

Lượng

bổ cập,

%

74

Quỳnh Côi – Quỳnh Phụ và Đông Hoàng – Đông Hưng. Do đó, tại các khu vực này

có khả năng thấm xuyên từ TCN qh xuống tuy nhiên lượng thấm xuyên không lớn.

Căn cứ trên kết quả thu thập, khảo sát thực địa, phân tích đánh giá tính thấm

cùng đặc trưng các tầng chứa nước và cách nước của vùng, tác giả đã tính toán

lượng nước thấm xuyên từ tầng chứa nước Holocen vào tầng chứa nước Pleistocen

theo Dacxi, công thức 3.3:

(3.3) [34]

Trong đó, q - lưu lượng đơn vị thấm xuyên từ tầng trên bổ cập vào tầng dưới, m/ng;

Ko – hệ số thấm của tầng thấm nước yếu, m/ng;

H1 – cốt cao mực nước của tầng chứa nước không áp, m;

H2 – cốt cao mực nước của tầng chứa nước có áp, m;

mo – bề dày tầng thấm nước yếu, m.

Với mực nước của tầng chứa nước qh trung bình là 1,5 ÷ 2,0 m và tầng chứa

nước qp là -3,0 ÷ - 4,0 m sẽ tạo ra độ chênh áp lực, giúp quá trình thấm nước từ

TCN qh xuống TCN qp. Căn cứ trên hệ số thấm trung bình của TCN được tổng hợp

thống kê Ko = 0,0000031 m/ng và bề dày trung bình (15 ÷ 22) m, tác giả đã tính

toán được lượng nước thấm xuyên bổ cập cho TCN qp, chi tiết trong bảng 3.4.

Bảng 3.4. Lượng nước thấm xuyên từ TCN qh bổ cập cho TCN qp theo mùa, m/ng

Mùa mưa Lưu lượng nước thấm xuyên

Mùa khô Lưu lượng nước thấm xuyên

Q156a Q158a Q159b Q156a Q158a Q159b

Năm 1995 -1,05E-07 -8,23E-08 -1,51E-07 Năm 1995 -1,32E-07 -1,12E-07 -2,18E-07

Năm 1996 -0,88E-07 -6,82E-08 -1,09E-07 Năm 1996 -1,23E-07 -1,06E-07 -1,26E-07

Năm 1997 -0,70E-07 -4,70E-08 -1,60E-08 Năm 1997 -7,40E-08 -4,40E-08 -2,90E-08

Năm 1998 -0,30E-07 -5,29E-09 6,90E-08 Năm 1998 -7,00E-08 -2,35E-08 3,30E-08

Năm 1999 0,25E-07 1,20E-08 1,97E-07 Năm 1999 1,49E-08 3,92E-08 1,85E-07

Năm 2000 0,62E-07 9,43E-08 2,83E-07 Năm 2000 2,52E-08 7,21E-08 2,65E-07

Năm 2001 0,94E-07 1,38E-07 3,60E-07 Năm 2001 8,31E-08 1,31E-07 3,52E-07

Năm 2002 1,14E-07 1,51E-07 4,13E-07 Năm 2002 1,11E-07 1,46E-07 4,11E-07

Năm 2003 1,50E-07 1,86E-07 5,22E-07 Năm 2003 1,11E-07 1,56E-07 5,01E-07

Năm 2004 1,87E-07 2,21E-07 5,97E-07 Năm 2004 1,88E-7 1,89E-07 5,82E-07

75

Mùa mưa Lưu lượng nước thấm xuyên

Mùa khô Lưu lượng nước thấm xuyên

Q156a Q158a Q159b Q156a Q158a Q159b

Năm 2005 2,38E-07 2,81E-07 7,27E-07 Năm 2005 2,18E-07 2,71E-07 7,18E-07

Năm 2006 2,71E-07 3,32E-07 8,29E-07 Năm 2006 2,46E-07 2,96E-07 7,78E-07

Năm 2007 3,06E-07 3,64E-07 8,84E-07 Năm 2007 2,80E-07 3,40E-07 8,45E-07

Năm 2008 3,26E-07 3,93E-07 9,31E-07 Năm 2008 3,0E-07 2,61E-07 8,83E-07

Năm 2009 3,57E-07 3,45E-07 9,95E-07 Năm 2009 3,39E-07 2,99E-07 9,41E-07

Năm 2010 3,93E-07 4,09E-07 1,06E-07 Năm 2010 4,25E-07 3,20E-07 9,61E-07

Năm 2011 5,67E-07 4,39E-07 1,12E-06 Năm 2011 5,49E-07 4,22E-07 1,06E-06

Năm 2012 5,68E-07 4,58E-07 1,18E-06 Năm 2012 5,64E-07 4,39E-07 1,20E-06

Năm 2013 5,80E-07 4,78E-07 1,30E-06 Năm 2013 6,03E-07 4,51E-07 1,25E-06

Năm 2014 6,53E-07 5,07E-07 1,35E-06 Năm 2014 5,08E-07 4,96E-07 1,33E-06

Trung bình 2,3E-07 2,31E-07 6,3E-07 Trung bình 2,08E-07 2,02E-7 5,96E-07

Theo kết quả tính toán cho thấy tầng chứa nước qp đã được bổ sung bởi lượng

nước từ tầng chứa nước Holocen qua tầng thấm nước yếu do sự chênh lệch áp lực

giữa 2 tầng chứa nước và qua các cửa sổ ĐCTV.

Hình 3.14. Lượng nước thấm xuyên bổ cập vào TCN qp tại lỗ khoan quan trắc

Lượng nước thấm xuyên trung bình vào tầng chứa nước qp ít có sự thay đổi

theo mùa do lớp ngăn cách giữa 2 tầng chứa nước Pleistocen và Holocen có bề dày

tương đối lớn. Lưu lượng đơn vị bổ cập có giá trị rất nhỏ, trung bình năm từ

Lượng bổ

cập, m/ngày

Năm

76

2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng. Lượng nước thấm xuyên cũng có xu hướng tăng từ năm

1995 cho đến nay (hình 3.14) tuy nhiên với lượng nước bổ cập cho tầng chứa nước

qp không lớn, trung bình ước tính đạt khoảng 1.000 m3/ng.

3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước sông, biển tới nước dưới đất

3.3.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với nước dưới đất

Để đánh giá mối quan hệ giữa nước sông, biển với nước dưới đất khu vực

nghiên cứu, tác giả đã tiến hành thu thập tài liệu mực nước sông, biển từ Trung tâm

khí tượng thủy văn quốc gia, tài liệu quan trắc mực nước dưới đất từ Trung tâm quy

hoạch và điều tra tài nguyên nước quốc gia cùng kết quả khảo sát thực địa được tác

giả thực hiện tại khu vực ven biển Thái Thụy, Tiền Hải. Tuyến quan trắc được bố trí

ở cả 2 tầng chứa nước qh và qp theo phương song song và vuông góc so với đường

bờ biển tại khoảng cách 1,5 km đến 3,0 km. Tổng số điểm quan trắc là 20 điểm. Hai

tuyến quan trắc mực nước dưới đất thực hiện liên tục theo thời gian đồng thời với

chu kỳ lên xuống của thủy triều trong ngày bằng thiết bị quan trắc tự động. Thời

gian thực hiện quan trắc 1 giờ/1 lần đo và kéo dài trong 1 tháng, từ 11/1/2015 đến

15/2/2015 theo chu kỳ hoạt động của mặt trăng.

3.3.1.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với TCN Holocen

Dựa vào các số liệu quan trắc kết hợp với các tài liệu khảo sát thực địa, tác giả

đã xây dựng các đồ thị so sánh mực nước tại các trạm sông – biển với các lỗ khoan

quan trắc tầng chứa nước Holocen, qh2 (Q155, Q156, Q158, Q159) theo thời gian

(hình 3.15). Theo đồ thị cho thấy hầu hết mực nước tại các trạm sông – biển đều có

mối quan hệ đồng biến với mực nước tại các lỗ khoan ở tầng chứa nước này. Mực

nước của chúng có xu hướng tăng trong những năm trở lại đây với mức tăng đồng

đều theo sự gia tăng của mực nước sông, nước biển.

77

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mực nước tầng chứa nước Holocen

với nước sông, nước biển [61, 62]

Kết hợp kết quả khảo sát thực địa, quan trắc đánh giá sự dao động mực nước

tầng chứa nước qh2 theo thủy triều tại khu vực ven biển và sông Trà Lý với một số

lỗ khoan quan trắc thu thập từ Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên nước

quốc gia, tác giả đã xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa chúng theo thời

gian tại hình 3.16.

Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn mực nước biển và nước sông Trà Lý khu vực cửa biển [62]

Dựa vào đồ thị cho thấy mực nước sông khu vực cửa biển chịu tác động của

nước biển và có dao động đồng pha với nhau. Trong 1 tháng mực nước biển dao

động theo 2 chu kỳ và tăng dần từ đầu tháng đến cuối tháng. Với thời gian quan trắc

Năm

Cốt cao

mực

nước, m

78

từ giữa tháng 1, chu kỳ 1 bắt đầu từ thời điểm bắt đầu quan trắc, mực nước biển

dâng lên đạt đỉnh cao nhất vào khoảng ngày 20 đến ngày 23 và giảm dần đến cuối

tháng, kết thúc 1 chu kỳ dâng cao của nước biển. Chu kỳ 2 bắt đầu tiếp tục từ đầu

tháng, đạt đỉnh cao nhất vào khoảng mùng 4, 5 sau đó tiếp tục giảm dần đến giữa

tháng, kết thúc 1 chu kỳ quan trắc. Cũng theo kết quả quan trắc dao động của nước

biển cho thấy trong 1 ngày mực nước biển cũng thay đổi theo chu kỳ. Trong đó mực

nước thấp nhất từ 16 giờ đến 0 giờ và tăng dần đến sáng. Mực nước trong ngày đạt

đỉnh cao nhất trong khoảng từ 4 đến 8 giờ sáng.

Căn cứ theo đồ thị dao động của nước sông Trà Lý và nước biển, tác giả đã

xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ thủy lực của nước dưới đất ở tầng chứa nước

qh2 tại các lỗ khoan quan trắc QT1.1, Q155, QT1.5, QT1.10 và QT1.12 (hình 3.17).

Hình 3.17. Đồ thị so sánh dao động mực nước TCN qh2 với nước biển ở khoảng cách

1,5 ÷ 3,0 km so với biển [61, 62]

Theo đồ thị cho thấy nước dưới đất của tầng chứa nước qh2 ở khoảng cách

(1,5 ÷ 3,0) km so với đường bờ biển đều có quan hệ với dao động của nước biển

trên toàn bộ chiều dài tuyến quan trắc từ khu vực Thái Thụy đến Tiền Hải. Những

lỗ khoan quan trắc nằm ở khu vực gần cửa sông ven biển và thu thập tại một số lỗ

khoan quan trắc của tỉnh (Q155) cũng có dao động đồng biến với nước biển, điều

này cho thấy nước sông, biển có ảnh hưởng đến nước dưới đất. Vào sâu trong đất

liền, mức độ ảnh hưởng của nước biển đến nước dưới đất giảm dần. Theo kết quả

quan trắc ở khoảng cách vào sâu hơn 3,0 km trong đất liền kết hợp với tài liệu lỗ

79

khoan quan trắc của tỉnh cho thấy nước dưới đất và nước biển dao động không đồng

pha với nhau (hình 3.18). Điều này cho thấy ở khoảng cách này nước dưới đất

không chịu ảnh hưởng của sự dao động mực nước biển.

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn mực nước tầng chứa nước qh2 ở khoảng cách 3,0 km

Trên cơ sở đánh giá những vùng bị ảnh hưởng của nước biển, để ước tính vai

trò của nước biển đến nước dưới đất tầng chứa nước qh, tác giả đã thiết lập mối

quan hệ giữa mức độ gia tăng mực nước biển với mức độ gia tăng mực nước dưới

đất theo thời gian quan trắc tại khoảng cách 1,5 đến 3,0 km so với đường bờ biển

(hình 3.19) đồng thời xây dựng mối quan hệ tuyến tính giữa chúng để ước tính

lượng bổ cập của nước biển cho tầng chứa nước này (hình 3.20).

Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ

giữa mức độ gia tăng mực nước biển với

mực nước TCN qh2

Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn mối quan

hệ tuyến tính giữa mức độ gia tăng

mực nước biển với mực nước TCN qh2

Thời gian Cốt cao

mực

nước, m

80

Dựa trên kết quả tính toán và phương trình tuyến tính y = 0,3254 x + 0,00946

cho thấy khi mực nước biển tăng lên 10% thì mực nước dưới đất tăng lên 3,5 ÷ 4%.

Ngoài ra, để xem xét mối quan hệ giữa nước dưới đất với lượng mưa và nước mặt,

tác giả còn đánh giá chất lượng nước dưới đất theo thời gian từ tài liệu quan trắc ở

các lỗ khoan quan trắc tầng chứa nước qh2 thu thập tại Trung tâm quy hoạch và điều

tra tài nguyên nước quốc gia (hình 3.21).

Hình 3.21. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nồng độ TDS theo thời gian TCN qh2 [62]

Theo đồ thị biểu diễn cho thấy nồng độ TDS ở TCN qh2 suy giảm trong

những năm trở lại đây. Nguyên nhân có thể do nước mặt, nước mưa gia tăng đã góp

phần thay đổi nồng độ TDS theo thời gian, pha loãng nồng độ muối trong tầng chứa

nước qh2, dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt khu vực nghiên cứu.

3.3.1.2. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với TCN Pliestocen

Để nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với nước dưới đất TCN qp,

tác giả đã tiến hành quan trắc, đánh giá vai trò của thủy triều đến NDĐ khu vực

nghiên cứu trong 1 tháng (từ giữa tháng 1 đến giữa tháng 2) tại khu vực ven biển

kết hợp một số lỗ khoan quan trắc của Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên

nước quốc gia (Q156a, Q158a, Q159b) và xây dựng đồ thị biểu diễn sự biến thiên

của chúng theo thời gian (xem hình 3.22, 3.23). Theo đồ thị ở trên cho thấy nước

dưới đất trong tầng chứa nước qp ở khoảng cách (1,5 ÷ 2,0) km so với đường bờ

biển cũng có quan hệ thủy lực với nước biển do ảnh hưởng gián tiếp của quá trình

truyền áp từ nước biển vào tầng chứa nước. Tất cả mực nước dưới đất tại các điểm

Nồng

độ, mg/l Thời gian

81

quan trắc trên toàn tuyến từ Thái Thụy đến Tiền Hải đều có quan hệ đồng biến với

dao động của nước biển.

Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn mực nước TCN qp ở khoảng cách 1,5÷ 2,0 km so với biển

Mực nước dưới đất dao động theo 2 chu kỳ, chu kỳ 1 bắt đầu từ thời điểm

đầu quan trắc (11/1), mực nước dâng lên cao nhất vào khoảng ngày( 20 ÷ 23/1), đạt

đỉnh vào ngày 21 và giảm dần về cuối tháng, kết thúc 1 chu kỳ dâng cao của nước

dưới đất. Ở chu kỳ thứ 2, mực nước dưới đất cao nhất vào khoảng ngày (2 ÷ 5/2),

đạt đỉnh vào ngày mùng 2 sau đó tiếp tục giảm dần đến giữa tháng, kết thúc chu kỳ

quan trắc. Các pha chuyển tiếp từ pha thứ 1 sang pha thứ 2, gián đoạn từ ngày (26 ÷

28) đối với nước dưới đất tương ứng với ngày (26 ÷ 27) đối với nước biển.

Hình 3.23. Đồ thị so sánh dao động mực nước TCN qp với nước biển ở khoảng cách

1,5 ÷ 2,0 km so với biển

Cốt cao

mực

nước, m

Thời gian

82

Trong mỗi chu kỳ hoạt động hàng ngày, mực nước dưới đất cũng thay đổi

theo chu kỳ dao động của nước biển tuy nhiên thường có dao động nhỏ và chậm

hơn nửa pha so với nước biển (xem hình 3.24). Mực nước dưới đất đạt giá trị cực

đại vào khoảng (22 ÷ 24) giờ và giảm dần theo thời gian. Mực nước thấp nhất vào 9

giờ sáng. Mực nước biển dao động theo chu kỳ hình sin với mực nước đạt cực đại

vào khoảng (3 ÷ 5) giờ sáng và thấp nhất vào (17 ÷ 18) giờ chiều.

Hình 3.24. Đồ thị dao đông mưc nươc biên va mưc nước TCN qp tai vi tri lô khoan

quan trắc QT2-1, Thái Thụy

Càng vào sâu trong đất liền, mức độ ảnh hưởng của nước biển đến nước dưới

đất càng giảm. Theo kết quả nghiên cứu cho thấy ở khoảng cách từ 2,0 km trở vào

sâu trong đất liền, nước dưới đất tại hầu hết các điểm quan trắc đều ít chịu ảnh

hưởng của nước biển, thể hiện tại hình 3.25.

Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn mực nước TCN qp ở khoảng cách 2,0 km so với biển

Cốt cao

mực

nước, m

Thời gian

Mực nước

dưới đất, m Mực nước

biển, m

83

Mực nước dưới đất quan trắc tại khoảng cách này cũng có sự dao động theo

chu kỳ nhưng với biên độ rất nhỏ. Mực nước dưới đất cũng thấp ở đầu chu kỳ quan

trắc, lớn dần và đạt cực đại vào khoảng ngày 24 tháng 1 sau đó giảm dần. Ở chu kỳ

tiếp theo mực nước đạt cực đại từ ngày (1 ÷ 3) tháng 2 và giảm dần về cuối chu kỳ

quan trắc. Mực nước quan trắc có sự gián đoạn từ ngày (26 ÷ 28) tháng 1.

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự dao động lên xuống của mực nước dưới đất

trong tầng chứa nước Pleistocen khu vực ven biển tương đồng với chu kỳ lên xuống

của thủy triều nhưng trễ hơn. Điều này chứng tỏ tại khu vực ven biển trong phạm vi

1,5 ÷ 2,0 km so với đường bờ biển có mối quan hệ thủy lực với nhau. Nước biển đã

truyền áp cho tầng chứa nước Pleistocen và phần nào tác động đến sự hình thành

đới nước mặn dưới đất khu vực ven biển. Vào sâu trong đất liền ảnh hưởng của

nước biển tới nước dưới đất giảm dần. Để đánh giá vai trò của nước biển đến nước

dưới đất tầng chứa nước qp, tác giả đã xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến

tính giữa sự gia tăng mực nước biển và mực nước dưới đất tầng chứa nước qp ở

khoảng cách 1,5 km so với đường bờ biển (xem hình 3.26) theo phương trình y =

0,0129 x + 0,8017. Kết quả tính toán cho thấy khi mực nước biển dâng lên 10 % thì

mực nước dưới đất tầng qp

tăng từ 0,1 đến 0,2 %.

Ngoài đánh giá mối

quan hệ thủy lực giữa nước

biển và nước dưới đất khu

vực nghiên cứu, tác giả còn

đánh giá sự thay đổi độ mặn

tầng chứa nước này tại

những vị trí quan trắc khu

vực ven biển và trên toàn bộ

diện tích của tỉnh theo mùa

mưa và mùa khô. Kết quả

đánh giá sự phân bố mặn – nhạt nước dưới đất khu vực ven biển cho thấy nước biển

có ảnh hưởng đến nước dưới đất khu vực này. Tại những vị trí quan trắc cách bờ

biển 1,5 km có chất lượng mặn hơn những điểm quan trắc nằm sâu bên trong đất

Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa

gia tăng mực nước biển với mực nước TCN qp

84

liền so với đường bờ biển, nồng độ TDS thường lớn hơn 6 g/l. Vùng nước nhạt có

TDS < 1g/l phân bố tập trung ở phía Bắc của tỉnh, đây là khu vực đảm bảo cho khai

thác nước phục vụ sinh hoạt cho người dân trên địa phương. Nồng độ Cl- và TDS

vào mùa mưa và mùa khô có sự thay đổi nhưng rất nhỏ, nồng độ vào mùa mưa

thường nhỏ hơn so với mùa khô. Chi tiết sự thay đổi nồng độ Cl- và TDS tại các vị

trí quan trắc theo mùa được tác giả thể hiện trên hình 3.27:

Hình 3.27. Sự biến thiên nồng độ TDS theo mùa tại giếng quan trắc Q 156ª [62]

Ngoài ra, dựa trên tài liệu quan trắc mực NDĐ và mực nước sông, biển, tác giả

xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mực nước sông, biển với mực nước

dưới đất theo thời gian từ năm 1995 đến nay (xem hình 3.28).

Hình 3.28. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa TCN qp với nước sông, biển [61, 62]

Thời gian Cốt cao

mực

nước, m

Nồng

độ, mg/l

Thời gian

85

Theo đồ thị biểu diễn cho thấy đối với TCN Pleistocen tại các lỗ khoan quan

trắc Q156a, Q158a, Q159b mực nước đều hạ thấp theo thời gian với tốc độ nhanh.

Hiện nay TCN này đang là tầng khai thác nước phục vụ cung cấp cho ăn uống, sinh

hoạt của người dân địa phương. Do vậy, mặc dù được bổ cập từ nhiều nguồn nhưng

với hiện trạng khai thác nước hiện nay đã làm gia tăng tốc độ hạ thấp mực NDĐ.

Điều này cho thấy tầng chứa nước này chịu ảnh hưởng lớn của hoạt động khai thác.

3.3.2. Xác định lượng bổ cập từ nước sông, biển vào nước dưới đất

Căn cứ trên đánh giá mối quan hệ thủy lực giữa nước sông, biển với các TCN

cho thấy nước sông, biển có ảnh hưởng mạnh đến TCN qh trong phạm vi 3,0 km so

với đường bờ và mức độ ảnh hưởng giảm dần trong khu vực sâu hơn trong đất liền.

Đối với TCN qp, nước sông, biển đã có ảnh hưởng nhất định đến nước dưới đất khu

vực ven biển tỉnh Thái Bình ở khoảng cách 1,5 ÷ 2,0 km so với đường bờ qua con

đường truyền áp. Tuy nhiên, do nằm dưới sâu nên lượng bổ cập của nước sông, biển

cho TCN này rất ít. Vì vậy, việc tính toán lượng bổ cập từ nước sông, biển chủ yếu

đánh giá cho nước dưới đất của tầng chứa nước qh trong phạm vi gần sông, biển.

Để ước tính lượng bổ cập từ nước sông, nước biển vào tầng chứa nước Holocen, tác

giả đã sử dụng phương trình Đuypuy căn cứ trên số liệu quan trắc mực nước dưới

đất theo thời gian tại một số lỗ khoan quan trắc cùng kết quả đánh giá tính thấm của

đất đá và khoảng cách giữa các giếng quan trắc so với bờ sông, biển:

(3.4) [33]

Trong đó, Q – lượng nước bổ cập vào tầng chứa nước từ nước mặt, m2/ng;

K – hệ số thấm đất đá của tầng chứa nước, m/ng;

h1 – bề dày tầng chứa nước tại giếng quan trắc thứ 1, m;

h2 – bề dày tầng chứa nước tại giếng quan trắc thứ 2, m;

L – khoảng cách giữa 2 giếng quan trắc, m.

Với đặc trưng hệ số thấm trung bình của tầng chứa nước qh2 (K = 2,8 m/ng)

cùng khoảng cách giữa các giếng quan trắc khu vực ven sông, biển, tác giả đã tính

toán được lượng bổ cập của nước biển cho nước dưới đất, chi tiết trong bảng 3.5.

86

Bảng 3.5. Lượng bổ cập của nước biển vào tầng chứa nước Holocen

Năm

Lượng bổ cập

ở khoảng cách

2,3 km, m2/ng

Lượng bổ cập

ở khoảng cách

7,7 km, m2/ng

Năm

Lượng bổ cập

ở khoảng cách

2,3 km, m2/ng

Lượng bổ cập

ở khoảng cách

7,7 km, m2/ng

Mưa - 1995 -6.61E-05 -5.974E-05 Khô - 2005 0.00166 0.00049

Khô – 1995 2.79E-05 -1.316E-05 Mưa - 2006 0.00172 0.00049

Mưa - 1996 -7.919E-05 -5.936E-05 Khô - 2006 0.00181 0.00054

Khô – 1996 0.000102 1.913E-05 Mưa - 2007 0.00168 0.00048

Mưa - 1997 8.570E-05 -1.007E-05 Khô - 2007 0.00206 0.00061

Khô – 1997 0.0001 1.913E-05 Mưa - 2008 0.00206 0.00058

Mưa - 1998 -3.842E-05 -4.034E-05 Khô - 2008 0.00206 0.00062

Khô – 1998 0.0001501 4.381E-05 Mưa - 2009 0.00206 0.00059

Mưa - 1999 -7.181E-06 -8.514E-06 Khô - 2009 0.00204 0.00059

Khô – 1999 0.000106 2.652E-06 Mưa - 2010 0.00196 0.00054

Mưa - 2000 -8.77E-06 -2.428E-05 Khô - 2010 0.00215 0.00064

Khô – 2000 7.496E-05 8.572E-06 Mưa - 2011 0.00196 0.000545

Mưa - 2001 2.803E-05 -2.328E-05 Khô - 2011 0.00252 0.00072

Khô – 2001 8.018E-05 -5.611E-06 Mưa - 2012 0.00225 0.00062

Mưa – 2002 -3.278E-05 -1.956E-05 Khô - 2012 0.00147 0.00042

Khô – 2002 0.00053 0.00016 Mưa - 2013 0.00225 0.00064

Mưa - 2003 0.00137 0.00041 Khô - 2013 0.00206 0.00061

Khô – 2003 0.00144 0.00045 Mưa - 2014 0.00196 0.00054

Mưa - 2004 0.00156 0.00045 Khô - 2014 0.00189 0.00053

Khô – 2004 0.00145 0.00045 Trung bình 3.15E-06 8.82E-07

Mưa - 2005 0.00157 0.00045

Theo kết quả tính toán, lượng nước sông, biển bổ cập vào tầng chứa nước qh

thay đổi từ 0,000000882 đến 0,0000032 m2/ng trong đó ở vị trí gần sông, biển

lượng bổ cập thường lớn hơn. Lượng nước bổ cập trung bình năm thay đổi theo

mùa trong đó lượng bổ cập vào mùa mưa thường cao hơn mùa khô. Lượng nước

biển bổ cập có sự thay đổi theo thời gian và có xu hướng gia tăng trong những năm

trở lại đây do có sự thay đổi điều kiện khí hậu, nước biển dâng (hình 3.29).

87

Hình 3.29. Đồ thị biểu diễn lượng nước sông, biển bổ cập vào tầng chứa nước qh2

Với khu vực chịu ảnh hưởng của sông, biển trong phạm vi 1,5 đến 3,0 km so

với đường bờ, tổng lượng nước bổ cập cho tầng chứa nước qh khoảng 300 m3/ngày.

Căn cứ theo đồ thị biểu diễn cho thấy trong những năm đầu quan trắc từ năm 1995

đến năm 2002, lượng nước bổ cập cho tầng chứa nước qh2 gần như không thay đổi

và càng tăng trong những năm gần đây do có sự gia tăng của mực nước sông, biển.

Điều này cũng cho thấy ở thời điểm đó, do ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước

phục vụ sinh hoạt lớn nên lượng nước bổ cập và lượng nước mất đi gần như không

thay đổi. Càng về sau, do chất lượng nước ở tầng trên bị mặn và nhiễm bẩn chất

hữu cơ nên người dân ít khai thác sử dụng hơn vì vậy lượng nước mất đi không lớn,

lượng nước bổ cập gia tăng. Trong đó ở những lỗ khoan nằm gần sông, biển, lượng

nước bổ cập có xu hướng cao hơn ở những vị trí nằm xa, càng vào sâu trong đất liền

so với đường bờ, sông biển ít chịu tác động và không có vai trò bổ cập cho tầng

chứa nước này. Lượng nước bổ cập gia tăng trong thời gian gần đây đã thúc đẩy quá

trình rửa mặn cho tầng chứa nước này.

3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước tới nước dưới đất

Nguồn nước dưới đất được khai thác phục vụ sinh hoạt và sản xuất hiện nay

chủ yếu được lấy từ tầng chứa nước Holocen và Pleistocen. Trong đó, tầng chứa

Lượng

bổ cập

Thời

gian

88

nước qp được khai thác tập trung cho các nhu cầu sử dụng nước lớn còn tầng chứa

nước qh chỉ phục vụ nhu cầu cấp nước nhỏ. Theo số liệu thống kê của Sở Tài

nguyên và Môi trường tỉnh Thái Bình, tổng lượng nước dưới đất khai thác trên toàn

tỉnh ước tính 479.679 m3/ngđ. Lượng nước khai thác từ tầng chứa nước qh2 là

205.815 m3/ngđ, qh1 là 36.857 m3/ngđ và qp là 226.933 m3/ngđ. Toàn tỉnh có

288.679 giếng khoan và 71.471 giếng đào (xem bảng 3.6).

Bảng 3.6. Số lượng giếng và trữ lượng khai thác NDĐ theo đơn vị hành chính [57]

TT Đơn vị hành chính Số lượng

giếng đào

Số lượng

giếng

khoan

Tổng lượng khai

thác toàn địa bàn

(m3/ngày)

Tổng lượng khai

thác toàn địa

bàn (m3/năm)

1 Thanh phô Thai Binh 579 7.573 8.245 3.009.294

2 Huyên Vu Thư 12.325 26.567 49.033 17.897.078

3 Huyên Đông Hưng 3.871 51.659 68.579 25.031.403

4 Huyên Hưng Ha 4.755 47.416 65.352 23.853.359

5 Huyên Quynh Phu 5.897 53.020 87.960 32.105.579

6 Huyên Kiên Xương 14.923 34.069 50.637 18.482.417

7 Huyên Thai Thuy 9.371 49.570 93.714 34.205.564

8 Huyên Tiên Hai 19.750 18.805 56.159 20.498.017

Toan Tinh 71.471 288.679 479.679 175.082.710

Trong đó có 73 giếng khai thác công nghiệp quy mô vừa với công suất khoảng

24.050 m3/ng, 6 trạm cấp nước tập trung và nhà máy với công suất 4.500 m3/ng còn

lại là các giếng khoan đường kính nhỏ khai thác nước cho các hộ dân với số lượng

trên toàn tỉnh khoảng 288.679 giếng [58]. Tính theo đơn vị hành chính thì lượng

nước dưới đất khai thác tại thành phố Thái Bình là thấp nhất với 8.245 m3/ng và tại

huyện Thái Thuỵ là cao nhất với 93.714 m3/ngđ, chi tiết tại hình 3.30. Như vậy có

thể thấy lưu lượng khai thác nước dưới đất của tỉnh có sự gia tăng theo thời gian.

Theo thống kê năm 2005 của tỉnh, số lượng giếng khoan là 22.178 giếng, giếng đào

198.888 giếng với công suất khoảng 200.000 m3/ng, trên 100 giếng khai thác công

nghiệp quy mô vừa với công suất khoảng 20.852 m3/ng, 6 trạm cấp nước tập trung

89

và nhà máy với công suất 4.300 m3/ng. Tổng công suất khai thác nước dưới đất trên

toàn tỉnh năm 2005 khoảng 230.000 m3/ng [14].

Hình 3.30. Lượng nước dưới đất khai thác theo đơn vị hành chính [57]

Do vậy, việc khai thác nước dưới đất với lưu lượng gia tăng trong những năm

trở lại đây đã tác động đến sự thay đổi trữ lượng và chất lượng nước dưới đất khu

vực nghiên cứu. Theo kết quả quan trắc cho thấy mực nước dưới đất tầng chứa nước

qh2 ít có sự thay đổi trong những năm trở lại đây và có xu hướng tăng nhẹ [62]. Theo

tính toán năm 2015, tại công trình quan trắc mực nước tầng chứa nước Holocen

Q156 (Thụy Hà, Thái Thụy), tốc độ gia tăng mực nước trung bình khoảng 0,038 m

và tại công trình Q159 (Quỳnh Phụ) tốc độ gia tăng mực nước trung bình khoảng

0,096 m. Như vậy mặc dù vẫn đang được khai thác sử dụng tuy nhiên do có quan hệ

thủy lực với nước sông, biển và liên tục được bổ cập bởi nước mưa nên mực nước

tầng chứa nước qh2 có xu hướng gia tăng, góp phần thúc đẩy mức độ rửa mặn, mở

rộng diện tích vùng nước nhạt cho tầng chứa nước qh2 khu vực nghiên cứu.

Còn đối với TCN Pleistocen, mực nước dưới đất có xu hướng hạ thấp nhiều

do nằm dưới sâu, một phần nhỏ chịu ảnh hưởng của quá trình thấm xuyên còn chủ

yếu chịu tác động của hoạt động khai thác. Theo kết quả nghiên cứu cho thấy tầng

chứa nước này đang được khai thác với lưu lượng lớn, thúc đẩy quá trình hạ thấp

mực NDĐ theo thời gian, ảnh hưởng đến sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt.

90

Trong đó, theo số liệu quan trắc mực nước đến năm 2015 tại công trình quan trắc

Q156a (Thái Thụy), tốc độ suy giảm mực nước trung bình khoảng 0,16 m/năm; tại

công trình Q158a (Thái Thụy), tốc độ suy giảm mực nước trung bình khoảng 0,13

m/năm và tại công trình quan trắc Q159a, Q159b (Quỳnh Phụ) tốc độ suy giảm mực

nước ước tính khoảng 0,17 m/năm.

Để đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước dưới đất đến các tầng

chứa nước khu vực nghiên cứu, tác giả đã tính toán lượng nước bổ cập cho cả 2 tầng

chứa nước dựa vào sự biến đổi mực nước dưới đất của các tầng chứa nước. Trong đó:

- Tầng chứa nước Holocen: mực nước dưới đất của tầng này có biên độ dao

động đồng đều và xu hướng gia tăng từ năm 1996 trở lại đây, tuy nhiên chúng có sự

biến đổi theo mùa trong năm, tốc độ suy giảm mực nước trung bình là 0,03 m/năm.

Lượng nước mất đi trên toàn tỉnh do khai thác ước tính là 88.730 m3/ng. Như vậy,

so sánh với lượng nước tính toán do bổ cập bởi nước mưa và nước mặt khu vực

nghiên cứu ở TCN Holocen cho thấy lượng nước mất đi do hoạt động khai thác nhỏ

hơn nhiều so với lượng nước bổ cập bởi nước mưa, nước mặt.

- Tầng chứa nước Pleistocen: đây là tầng sản phẩm chính đang được khai thác

sử dụng với lưu lượng lớn dẫn đến sự thay đổi mực nước và suy giảm trữ lượng

nước theo thời gian. Theo tính toán, mực nước dưới đất tầng chứa nước qp suy giảm

trung bình từ 0,13 ÷ 0,17 m/năm. Lượng nước mất đi trên toàn tỉnh với diện tích

trung bình 70% diện tích đất tự nhiên ước tính đạt khoảng 354.930 m3/ng. Như vậy,

giả định không tính đến lượng nước di chuyển từ nơi khác tới, từ dưới đi lên, lượng

bổ cập của quá trình thấm xuyên vào tầng chứa nước qp là rất nhỏ, gần 1.000 m3/ng,

chiếm 1%. Do vậy, nếu tiếp tục duy trì tốc độ khai thác nước như hiện nay, trữ

lượng nước dưới đất tầng chứa nước qp sẽ bị ảnh hưởng và ranh giới mặn – nhạt sẽ

dịch chuyển vào sâu bên trong đất liền. Tốc độ hạ thấp mực nước đã kéo theo nước

mặn từ tầng chứa nước qh di chuyển xuống, ảnh hưởng đến sự dịch chuyển ranh

giới mặt – nhạt với diện tích bị thu hẹp khoảng 17 km2 so với năm 1996. Căn cứ

trên hiện trạng khai thác cùng ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước qp cho thấy hầu

hết các điểm bị thu hẹp diện tích đều nằm gần các giếng khai thác nước của tỉnh.

91

Kết quả đánh giá này giúp tác giả định hướng, đưa ra dự báo phù hợp nhằm đánh

giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tầng chứa

nước Pleistocen khu vực nghiên cứu.

Như vậy, hoạt động khai thác nước có ảnh hưởng đến nước dưới đất ở cả 2 tầng

chứa nước, tuy nhiên tầng chứa nước Holocen ít chịu ảnh hưởng còn tầng chứa

nước Pleistocen bị ảnh hưởng rõ nét. Theo kết quả tính toán cân bằng nước, tổng

lượng nước mất đi do khai thác ở cả 2 tầng chứa nước ước tính đạt 443.660 m3/ng.

92

CHƯƠNG 4.

DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN

DÂNG ĐẾN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH

4.1. Cơ sở dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước

dưới đất tỉnh Thái Bình

Việc đánh giá dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến

nước dưới đất khu vực ven biển chủ yếu tập trung nghiên cứu sự dịch chuyển ranh

giới mặn – nhạt nước dưới đất đồng thời tính toán sự thay đổi trữ lượng nước nhạt

theo các kịch bản phát thải và thời gian. Để tính toán, dự báo ảnh hưởng của Biến

đổi khí hậu và nước biển dâng đến các tầng chứa nước, thường sử dụng mô hình

toán học và mô hình số. Hiện nay có rất nhiều mô hình được sử dụng như: mô hình

FEFLOW, mô hình GMS, GMS - MODFLOW, VISUAL MODFLOW modul

MT3D, MT3DMS và mô hình MODFLOW với phần mềm SEAWAT. Căn cứ đặc

điểm vật lý, hóa học của tầng chứa nước khu vực nghiên cứu cùng tính năng của các

mô hình, tác giả lựa chọn phần mềm VISUAL MODFLOW kết hợp phần mềm

SEAWAT. Việc tính toán trong mô hình được thực hiện theo công thức toán học

cho dòng ngầm được điều chỉnh lại theo hướng có tính đến sự thay đổi mật độ chất

lỏng và căn cứ trên hiện trạng khai thác, sử dụng nước cùng những đánh giá về vai

trò bổ cập của khí hậu, nước sông, nước biển cho nước dưới đất khu vực nghiên

cứu. Dựa vào kết quả bổ cập hàng năm được tính toán, mô phỏng điều kiện hệ

thống dòng ngầm bằng mô hình MODFLOW trạng thái ổn định để thiết lập dòng

chảy và hướng vận động của dòng cho hiện tại. Thực hiện các thí nghiệm địa chất

thủy văn để xác định thông số di chuyển vật chất sử dụng trong xây dựng mô hình

dự báo cho các năm trong tương lai với phần mềm SEAWAT có xét đến giá trị mật

độ chất lỏng. Khi thực hiện mô hình này cần lựa chọn kịch bản Biến đổi khí hậu,

nước biển dâng trong đó gán tỷ lệ phần trăm, hoặc giá trị thay đổi của các biến khí

hậu (lượng mưa và nhiệt độ), mực nước biển dâng, nồng độ TDS so với hiện tại

cùng yếu tố khai thác nước nhằm mô phỏng quá trình xâm nhập mặn của nước biển

đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

93

Để có cơ sở dữ liệu chạy mô hình dự báo ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến

nước dưới đất khu vực nghiên cứu, tác giả đã tổng hợp, đánh giá các nhân tố ảnh

hưởng và phân vùng chịu ảnh hưởng của các yếu tố này cho từng tầng chứa nước.

Trong đó, đối với tầng chứa nước Holocen, do có quan hệ mật thiết với nước mưa

nên chất lượng nước đã được nhạt hóa ở nhiều nơi trên địa bàn tỉnh, tập trung chủ

yếu ở khu vực phía Bắc và khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy. Từ năm 1995

đến năm 2015, lượng mưa có mức độ gia tăng từ 0,9 ÷ 1 % (từ 1.267,4 cm đến

1.587,6 cm), nhiệt độ trung bình năm tăng từ 22,8 đến 23,6oC, lượng bốc hơi giảm

0,07 % (từ 904,7 cm xuống 842,1 cm), tổng lượng nước bổ cập từ nước mưa ước

tính khoảng (0,0003 0,00032) m/ng. Ngoài ra, TCN qh chịu tác động của nước

sông, biển, đặc biệt ở khoảng cách (1,5 ÷ 3,0) km so với đường bờ.

Khu vực nghiên cứu có tài nguyên đất cùng diện phân bố khác nhau trong đó

đất ven biển với tổng diện tích khoảng 220 ha phân bố dọc theo bờ biển từ cửa sông

Hồng đến cửa sông Thái Bình chủ yếu là cát nhiễm mặn, hạt mịn và các cồn cát ven

biển, tập trung ở các xã Thụy Lương, Thụy Hải, Thái Đô (Thái Thụy), Đông Hoàng,

Đông Long (Tiền Hải). Đất mặn và chua mặn có tổng diện tích 34.783 ha, chiếm

khoảng 32% diện tích toàn tỉnh, phân bố chủ yếu ở khu vực ven biển Thái Thụy,

Tiền Hải và một phần Đông Hưng, Kiến Xương, Quỳnh Phụ. Đất ngoài đê là loại

đất phù sa nằm rải rác ven sông Hồng, sông Luộc, sông Trà Lý và sông Hóa được

bồi đắp hàng năm do lũ dâng cao, có diện tích khoảng 3.555 ha, phân bố không liên

tục, đất có độ kiềm yếu. Đất nội đồng không nhiễm mặn, chiếm diện tích rộng

khoảng 46.901 ha, phân bố ở phần phía Tây của tỉnh, chủ yếu là các huyện Hưng

Hà, Vũ Thư, Đông Hưng, Kiến Xương và một phần Quỳnh Phụ. Theo số liệu của

Cục thống kê, diện tích đất tự nhiên của Thái Bình là 154.671 ha, đất nông nghiệp

là 96.506 ha (chiếm 62,4%) và đất lâm nghiệp phân bố ở ven biển Thái Thụy, Tiền

Hải với diện tích 2.560 ha (chiếm 1,66%).

Đối với tầng chứa nước Pleistocen, do ít có quan hệ trực tiếp với nước mưa

mà chủ yếu được bổ cập từ TCN bên trên xuống và từ bên sườn vào cùng mối quan

hệ thủy lực với nước sông, nước biển, đặc biệt ở khu vực ven biển trong phạm vi

94

(1,5 ÷ 2,0) km so với đường bờ biển. Quá trình truyền áp của nước biển gây ra có

tác động đến sự dịch chuyển các đới nước mặn trong TCN này. Càng vào sâu trong

đất liền, độ mặn của nước dưới đất càng giảm chứng tỏ ảnh hưởng của nước biển

giảm dần. Lượng nước bổ cập từ quá trình thấm xuyên ít có sự thay đổi theo mùa,

lưu lượng đơn vị bổ cập rất nhỏ, trung bình từ 2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng. Ngoài ra,

theo nghiên cứu cũng cho thấy hoạt động khai thác đã làm cho mực nước dưới đất

hạ thấp theo thời gian và dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt khu vực nghiên cứu.

4.1.1. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố dưới điều kiện tự nhiên

Để có cơ sở so sánh sự thay đổi của BĐKH & NBD đến các TCN khu vực

nghiên cứu với hiện nay, tác giả đã sử dụng các điều kiện khí hậu, nước biển cho hiện

tại, từ năm 1995 đến năm 2015 là nhân tố ảnh hưởng đến quá trình dịch chuyển ranh

giới mặn – nhạt của khu vực và tiếp tục dự báo mức tăng cho tương lai. Trong đó, tác

giả có đánh giá đến sự thay đổi về điều kiện sử dụng đất cùng hoạt động khai thác của

tỉnh, chi tiết dự báo nhu cầu sử dụng nước cho các ngành kinh tế theo bảng 4.1.

Bảng 4.1. Nhu cầu nước các ngành các ngành kinh tế [57], đơn vị: Q: 106m3/năm

Các ngành dùng nước chính Năm 2010 Năm 2015 Năm 2020

Nông nghiệp 1.432,40 1.368,80 1.341,68

Thủy sản 153,80 266,40 297,88

Đô thị, công nghiệp 10,11 22,15 22,57

Sinh hoạt nông thôn 38,49 54,15 55,33

Chăn nuôi 7,16 9,73 13,46

Tổng 1.641,96 2.037,11 2.176,49

Ngành nông nghiệp là ngành đang khai thác, sử dụng nước lớn nhất, năm 2010

chiếm 87 %, đến năm 2015 là 67 % và đến năm 2020 còn 61 % tổng lượng nước sử

dụng của các ngành. Nhu cầu sử dụng nước cho ngành nông nghiệp ngày càng giảm,

trung bình 5 năm giảm 5 %. Lượng nước sử dụng cho các ngành như thủy sản, đô thị,

công nghiệp... có nhu cầu gia tăng trong những năm tiếp theo tuy nhiên mức độ

không lớn. Tỷ lệ khai thác nước dưới đất của tỉnh không lớn, chiếm khoảng 10 %

tổng lượng nước khai thác cho toàn tỉnh. Tỷ lệ khai thác nước trên toàn tỉnh có xu

95

hướng gia tăng ít, chiếm khoảng 0,15 %/năm. Tuy nhiên, để đánh giá ảnh hưởng

của khí hậu và nước biển dâng, tác giả đã cố định lưu lượng khai thác nước theo

thời gian để dự báo tác động của chúng trong tương lai. Trong đó các nhân tố khí

tượng, thủy văn và lượng nước bổ cập được tác giả tính toán dựa trên sự thay đổi

của các nhân tố từ năm 1995 đến năm 2015. Với lượng mưa, lượng bốc hơi tăng

nhiều từ năm 1995 đến năm 2015 cùng sự dâng lên của mực nước sông, biển trung

bình, tác giả đã dự báo sự thay đổi của các nhân tố cho tương lai tương ứng năm

2060 và 2100. Kết quả ước tính dự báo sự thay đổi của các nhân tố khi chưa có biến

đổi khí hậu và nước biển dâng được trình bày trong bảng 4.2.

Bảng 4.2. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố khi chưa có BĐKH&NBD

TT Nội dung Hiện tại Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

1 Diện tích sử dụng đất, km2 462,672 539,784 616,896 694,008

2 Mực nước biển, cm 9 11 24 50

3 Lượng mưa, mm 1.790 1.830 1.970 2.120

4 Nhiệt độ, oC 23,1 23,4 24,5 25,3

5 Lượng bốc hơi, mm 840 865 1.025 1.260

6 Lượng bổ cập của nước sông,

biển vào TCN qh, m3/ng 300 327 849 1.120

7 Lượng bổ cập của nước mưa

vào TCN qh, m3/ngày 345.460 346.350 348.160 350.580

8 Lượng thấm xuyên từ TCN qh

xuống TCN qp, m3/ng 1.690 1.693 1.699 1.708

4.1.2. Dự báo sự thay đổi các nhân tố theo kịch bản

Dựa trên cơ sở những đánh giá trên, để có cơ sở dự báo những tác động của

các nhân tố khí hậu, nước biển dâng đến nước dưới đất khu vực nghiên cứu, tác giả

đã ước tính sự thay đổi điều kiện tự nhiên (mưa, bốc hơi, nhiệt độ, nước biển dâng)

theo thời gian tương ứng với các kịch bản phát thải khí nhà kính của Bộ tài nguyên

và môi trường, trong đó các dự báo về điều kiện sử dụng đất cùng lượng nước bổ

cập cho các tầng chứa nước được ước tính căn cứ dựa vào các kết quả đánh giá từ

năm 1995 đến năm 2015 làm cơ sở dự báo cho tương lai, chi tiết trong bảng 4.3.

96

Bảng 4.3. Dự báo sự thay đổi của các nhân tố theo kịch bản BĐKH&NBD

TT Nội dung Hiện tại Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

1

Mực nước biển

Kịch bản B1 7 ÷ 8 7 ÷ 8 7 ÷ 8

Kịch bản B2 23 ÷ 29 25 ÷ 31 29 ÷ 35

Kịch bản A2 42 ÷ 57 49 ÷ 64 66 ÷ 85

2

Lượng mưa, mm 1.790

Kịch bản B1 1.815 1.865 1.878

Kịch bản B2 1.817 1.874 1.923

Kịch bản A2 1.819 1.878 1.958

3

Nhiệt độ, oC 23,1

Kịch bản B1 23,7 23,9 24,0

Kịch bản B2 23,7 24,0 24,1

Kịch bản A2 23,8 24,1 24,3

4

Lượng bốc hơi, mm 840

Kịch bản B1 850 1.010 1.170

Kịch bản B2 860 1.020 1.220

Kịch bản A2 865 1.025 1.260

5 Lượng bổ cập của nước sông,

biển vào TCN qh, m3/ng 300 327 849 1.120

6 Lượng bổ cập của nước mưa

vào TCN qh, m3/ngày 345.460 346.350 348.160 350.580

7 Lượng thấm xuyên từ TCN qh

xuống TCN qp, m3/ng 1.690 1.693 1.699 1.708

Như vậy, có thể thấy rằng theo kịch bản BĐKH&NBD so sánh với xu thế gia

tăng điều kiện khí hậu, nước biển từ năm 1995 đến năm 2015 cho thấy lượng mưa và

lượng bốc hơi của tỉnh tăng rất ít so với trước đây trong khi đó khu vực tỉnh Thái

Bình lại chịu ảnh hưởng lớn của nước biển dâng, gia tăng diện tích ngập tại các vùng

ven biển. Điều này sẽ dẫn tới sự xâm nhập mặn sâu của nước biển vào các sông ven

biển cũng như ảnh hưởng của nước biển đến tầng chứa nước qh ở khu vực này.

4.2. Xây dựng mô hình dự báo

97

4.2.1. Sơ đồ hoá điều kiện ĐCTV

Để xây dựng mô hình dự báo ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến nước dưới đất

khu vực nghiên cứu cần sơ đồ hóa điều kiện ĐCTV. Những tài liệu để mô hình hoá

phản ánh điều kiện tồn tại của nước dưới đất trong phạm vi vùng nghiên cứu gồm:

cấu tạo địa chất, thành phần đất đá, bề dày tầng chứa nước và các thông số ĐCTV,

ranh giới mặn – nhạt hiện có, động thái của nước dưới đất trong điều kiện tự nhiên và

điều kiện tự nhiên bị phá huỷ, ảnh hưởng của sông biển, khí hậu tới nước dưới đất.

Những tài liệu này là cơ sở để xây dựng sơ đồ tính toán của mô hình, nó quyết định

đến phương pháp và kết quả giải bài toán chỉnh lý và tính toán cân bằng nước.

Theo đánh giá về sự dao động mực nước của nước mặt với nước dưới đất theo

thời gian ở chương 3, nước dưới đất của tỉnh Thái Bình chịu ảnh hưởng của 2 con

sông chính (sông Hồng, sông Trà Lý), một phần sông Luộc và biển Thái Bình. Hiện

nay, do ảnh hưởng của thủy triều, nước ở các cửa sông đều bị nhiễm mặn nhưng cự

li xâm nhập mặn về phía đất liền của các sông có khác nhau, trong đó sông Thái

Bình là 12 ÷ 40 km; sông Trà Lý 20 km và sông Hồng 14 km [1]. Đối với tầng chứa

nước qh, mực nước dưới đất có quan hệ chặt chẽ với nước sông, biển và chịu ảnh

hưởng nhiều bởi yếu tố khí hậu, do vậy việc đánh giá mô hình dự báo sự thay đổi

chất lượng nước dưới đất còn tính toán đến sự thay đổi của các điều kiện khí hậu và

động thái của mực nước sông, biển khu vực nghiên cứu. Đối với TCN qp, động thái

nước dưới đất cũng chịu ảnh hưởng bởi động thái mực nước sông, biển ở khu vực

ven sông, biển do quá trình truyền áp và phần nhỏ của quá trình thấm xuyên tuy

nhiên chúng chịu ảnh hưởng chủ yếu của hoạt động khai thác nước dưới đất.

Ngoài ra vai trò của đê điều cũng có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm các

tác động của sự dâng lên của nước biển đến tài nguyên đất, nước mặt và nước dưới

đất khu vực ven biển tỉnh Thái Bình. Căn cứ vào các điều kiện thực tiễn này, tác giả

đã lập được mô hình hệ thống hóa dòng chảy của nước dưới đất đồng thời mô

phỏng quá trình dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt của các tầng chứa nước trước tác

động của BĐKH& NBD với điều kiện hiện trạng đê điều như hiện nay và khi có giả

thiết xây dựng nâng cao đê điều.

98

4.2.1.1. Lớp mô hình

Dưa theo đăc điêm ĐCTV tỉnh Thái Bình, các tuyến mặt cắt, mô tả địa tầng

tại các lỗ khoan... tác giả thiêt lâp mô hinh cấu trúc địa chất gôm 04 lơp, cu thê:

- Lớp 1: là lớp thấm nước yếu bề mặt;

- Lớp 2: là tầng chứa nước trong trầm tích Holocene;

- Lớp 3: là tầng thấm nước yếu kep giưa tâng Holocene va Pleistocene;

- Lớp 4: là tầng chứa nước trong trầm tích Pleistocene.

Hình 4.1. Cac lơp trong mô hinh dư bao

4.2.1.2. Xây dựng dữ liệu mô hình

Ngoai viêc mô hinh hoa đia tâng khu vực nghiên cưu, tác giả còn xây dưng

cac dư liêu đia hinh, ĐCTV, gia tri bô câp va bôc hơi, cac điêu kiên biên, điêu kiên

khai thac. Trong đó:

Dữ liệu về địa hình:

Bề mặt địa hình được xây dựng dựa trên thông tin từ bản đồ địa hình được số

hoá và gán các thông tin trên cơ sở nền bản đồ địa hình tỉ lệ 1/50.000 đồng thời

được bổ sung thêm thông tin từ dữ liệu DEM. Mô hinh sô đô cao đươc thê hiên

trong hinh 4.2.

Lơp 1 Lơp 2

Lơp 3

Lơp 4

99

Hình 4.2. Mô hình số độ cao vùng ven biển Bắc Bộ

Dữ liệu vê Đia chât thuy văn:

Các dữ liệu về địa chất, ĐCTV trong vùng nghiên cứu được tác giả xây dựng

dựa trên kết quả khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích, tổng hợp cũng như tham khảo

thêm các tài liệu của Liên đoàn địa chất thủy văn - Địa chất công trình miền Bắc.

Ranh giới các tầng trên mặt cắt được xây dựng từ dữ liệu các lỗ khoan khảo sát địa

chất, ĐCTV trong khu vực nghiên cứu cùng các thông số mực nước, hệ số thấm

(theo phương thẳng đứng Kz và theo phương nằm ngang Kx, Ky), hệ số nhả nước đàn

hồi µ* và hệ số nhả nước trọng lực µ. Trên thực tế, khi đánh giá về tính thấm của đất

thì hệ số thấm theo phương thẳng đứng thường nhỏ hơn 10 lần so với hệ số thấm

theo các phương ngang. Việc phân chia tính thấm, hệ số nhả nước của các tầng chứa

nước và lớp thấm nước yếu được tổng hợp từ số liệu thực tế thí nghiệm của các lỗ

khoan và điểm khảo sát do tác giả thực hiện. Cac sô liêu vê hê sô thâm, hê sô nha

nươc cua cac tâng chưa nươc đươc lây trong cac đê an giai đoan trươc như: Lâp ban

đô ĐCTV tỉnh Thái Bình 1:50.000 (Lại Đức Hùng), Tim kiêm nươc dươi đât vung

Thai Binh (Chu Thê Tuyên),… cùng các tài liệu khảo sát thực địa của tác giả để

đánh giá tính thấm bề mặt cho tầng chứa nước qh và tầng chứa nước qp. Các số liệu

đặc trưng điển hình của các lớp mô hình được thể hiện ở bảng 4.4 và 4.5:

100

Bang 4.4. Hê sô thâm tai môt sô lô khoan trong vung nghiên cưu

TCN Holocene TCN Pleistocene

TT Lỗ Khoan Hệ số thấm K

(m/ngày) TT Lỗ khoan

Hệ số thấm K

(m/ngày)

1 LK2 7,5 15 LK3-1 18,6

2 LK5 6,7 16 LK9-1 28,6

3 LK16 8,5 17 LK18-1 19,6

4 LK18 5,2 18 LK20-1 15,8

5 LK23 6,7 19 LK27-1 17,8

6 LK25 8,3 20 LK36-1 7,8

7 LK34 7,5 21 LK53-1 22,8

8 LK37 5,4 22 LK56-1 27,8

9 LK46 7,8 23 LK63-1 9,9

10 LK51 9,6 24 LK65-1 8,7

11 LK60 7,8 25 LK70-1 25,8

12 LK64 6,4 26 LK72-1 28,2

13 LK69 16,5

14 LK72 18,8

Bang 4.5. Hê sô nha nươc tai môt sô lô khoan trong vung nghiên cưu

TCN Holocene TCN Pleistocene

TT Lỗ Khoan Hệ số nhả nước μ TT Lỗ Khoan Hệ số nhả nước μ

1 LK2 0,03 1 LK3-1 0,0071

2 LK16 0,04 2 LK9-1 0,0070

3 LK 23 0,04 3 LK27-1 0,0067

4 LK34 0,04 4 LK36-1 0,0069

5 LK51 0,03 5 LK56-1 0,0070

6 LK64 0,03 6 LK65-1 0,0068

7 LK72 0,03 7 LK72-1 0,0069

Sau khi nhâp cac thông sô ĐCTV, tác giả đã tiên hanh phân vung hê sô thâm

va hê sô nha nươc trên mô hình số đối với 2 tầng chứa nước chính trong khu vực là

qh và qp (xem hinh 4.3 và 4.4).

101

Hình 4.3. Sơ đồ phân vung hệ số thấm

tầng chứa nước Holocen

Hình 4.4. Sơ đồ phân vung hệ số thấm

tầng chứa nước Pleistocen

Bản đồ đẳng mực nước của tầng chứa nước Holocen và Pleistocen được thành

lập trên cơ sở mực nước quan trắc tại các lỗ khoan khảo sát trong khu vực và một số

lỗ khoan trong mạng lưới quan trắc của tỉnh Thái Bình. Các bản đồ này sẽ được sử

dụng làm bản đồ mực nước ban đầu của mô hình dòng chảy (hình 4.5, 4.6).

Hình 4.5. Mực nước tầng chứa nước

Holocen hiện tại

Hình 4.6. Mực nước tầng chứa nước

Pleistocen hiện tại

Dữ liệu gia tri bô cập va bôc hơi:

Bản đồ và dữ liệu giá trị bổ cập và bốc hơi được xác định trên cơ sở tài liệu

quan trắc về lượng mưa theo thời gian được tác giả thu thập, tổng hợp tại trạm khí

102

tượng tỉnh Thái Bình, giá trị này được tính toán bằng 5 ÷ 25% giá trị lượng mưa

thực tế. Giá trị lượng bốc hơi ngầm được giới hạn ở chiều sâu 5 m tính từ bề mặt

đât. Căn cứ trên số liệu thấm bề mặt cùng hiện trạng sử dụng đất, xây dựng mô hình

phân bố lượng bổ cập trên mô hình cho tầng chứa nước qh như hình 4.7.

RCH RATE

4.5658e-005

3.6528e-005

9.1319e-006

1.8264e-005

2.7395e-005

18650000 1867097418615997 18630000

2260000

2275000

2242982

2292939

Hình 4.7. Phân bố lượng bổ cập trên mô hình

Biên và điều kiện biên của mô hình:

Về điều kiện biên, dưa vao điêu kiên thưc tê cua vung ven biên, trong vùng

lập mô hình có sông Hồng chạy dọc từ Tây Bắc xuống phía Tây Nam, sông Luộc

nằm ở phía Bắc, sông Trà Lý chạy ngang tỉnh nối liền với biển. Cac loai biên trong

mô hinh bao gôm: biên sông (River), biên tổng hợp (GHB) và biên biên (H = const).

+ Biên biển: Biên mực nước thay đổi ở lớp 1 theo đường bờ mô phỏng tiếp xúc trực

tiếp với nước biển đối với tầng chứa nước qh. Giá trị mực nước trên biên lấy theo

giá trị trung bình quan trắc mực nước biển thực tế từng năm tại trạm quan trắc Hòn

Dấu. Đối với TCN qp, biên biển được mô phỏng với giá trị H = const;

+ Biên GHB (tổng hợp) bố trí theo đường bờ biển với lớp 2, 3, 4 mô phỏng các tiếp

xúc không trực tiếp với biển thông qua giá trị cản thấm. Trị số này được lấy thông

qua quá trình chỉnh lý và áp dụng chạy cho mô hình dự báo BĐKH. Giá trị mực

103

nước trên biên H = const lấy cho biên biển và theo giá trị trung bình quan trắc mực

nước biển hàng năm thực tế tại trạm Hòn Dấu. Biên tổng hợp tính toán khi H thay

đổi do các hoạt động khai thác nước dưới đất. Lớp 1 không có đê được thực hiện

dựa vào bản đồ các vùng ngập tương ứng với các mức nước biển dâng để điều chỉnh

vị trí biên biển;

Hinh 4.8. Cac loai biên trong mô hinh

+ Biên sông trên bề mặt lớp 1 mô phỏng tiếp xúc không trực tiếp của sông và các

lớp của mô hình thông qua giá trị cản thấm. Trị số sức cản thấm C của sông được

xác định theo các tài liệu đã nghiên cứu trước đây của lớp bùn đáy sông đặt trên

tầng chứa nước. Giá trị của biên sông đưa vào mô hình gồm các thông số mực nước,

độ sâu và bề rộng của sông. Trị số mực nước trên biên sông được xác định theo tài

liệu quan trắc của các điểm quan trắc nước mặt trên các mặt cắt.

Lươi sai phân va chinh ly mô hình:

Trên cơ sở bản đồ địa chất thủy văn và mặt cắt địa chất thủy văn vùng nghiên

cứu cùng các thông số trên, tác giả đã thiết lập mô hình khái niệm vùng nghiên cứu,

xác định ranh giới điều kiện biên cho các tầng chứa nước trên bình diện và mặt cắt.

Mô hình được thành lập để mô phỏng vùng nghiên cứu có diện tích 1.554 km2. Việc

phân chia ô lưới dựa vào các thuộc tính về đặc trưng thấm, nhả nước, độ lỗ hổng,

Biên sông

Biên H=const

104

lượng bổ cập cùng hiện trạng phân bố các lỗ khoan khai thác nước dưới đất khu vực

nghiên cứu... với bước lưới của mô hình được chia ra thành các lưới sai phân hữu

hạn có kính thước 500 m x 500 m, gồm 98 hàng với 108 cột. Để chỉnh lý mô hình

dòng ngầm được tiến hành theo 2 bước là chỉnh lý ổn định và không ổn định:

+) Bài toán ổn định

Trước khi giải bài toán ngược không ổn định thì bài toán ổn định được giải

qua hai bước nhằm kiểm tra các thông số ĐCTV và các điều kiện trên biên cũng

như kiểm tra các lỗi kỹ thuật trong quá trình cập nhật dữ liệu vào mô hình xem số

liệu đầu vào có phù hợp với thực tế, phản ánh điều kiện thực tế để điều chỉnh, bổ

sung thêm các số liệu khai thác, lưu lượng khai thác, thay đổi hệ số thấm hoặc giá

trị bổ cập với các điều kiện biên cố định.

- Bước thứ nhất: sơ bộ kiểm tra và chính xác lại thông số hệ số thấm nước các tầng

chứa nước của khu vực nghiên cứu;

- Bước thứ hai tiếp tục giải bài toán ổn định với điều kiện mực nước biên sông, biển

và biên mực nước không đổi của TCN qh là 1,0 ÷ 2,0 m, TCN qp là - 3,5 ÷ -4,5 m.

Kết quả tính toán của mô hình đã lập được bản đồ đẳng mực nước ban đầu cho

TCN qh và bản đồ đẳng áp lực ban đầu cho TCN qp (năm 1995). Phân tích hai bản

đồ này và so sánh với bản đồ được thành lập từ tài liệu quan trắc mực nước cho thấy

chúng không có nhiều sai khác. Đây là điều kiện tốt để giải bài toán không ổn định

(theo thời gian), chỉnh lý toàn diện các thông số của mô hình cho phù hợp với điều

kiện thực tế và làm cơ sở để chạy bài toán không ổn định và dịch chuyển chất bẩn.

+) Bài toán không ổn định

Nhiệm vụ của bài toán là kiểm định tính hợp lý và mức độ chính xác kết quả

tính toán trên mô hình so với mực nước thực tế đo được tại các lỗ khoan khảo sát và

bản đồ đẳng mực nước được lập từ các lỗ khoan khảo sát trong khu vực. Từ đó

kiểm tra độ nhạy, độ xác thực của các điều kiện áp lực, hệ số dẫn trên hệ thống biên.

Chỉnh lý và chính xác hoá các thông số địa chất như hệ số thấm nước và hệ số nhả

nước của đất theo không gian và thời gian. Lượng bổ cập và khả năng tiếp nhận của

hệ thống các tầng chứa nước. Chỉnh lý hệ số thấm xuyên của các lớp thấm nước yếu

105

trên mô hình. Kiểm định tính tương thích các dữ liệu đầu vào phân bố theo không

gian và thời gian cập nhật trong mô hình. Chỉnh lý không ổn định mô hình được

chạy: là 19 thời đoạn và chia 19 bước thời gian tính toán. Mỗi bước thời gian dài

365 ngày. Thời gian chạy chỉnh lý không ổn định từ 31/12/1995 đến 31/12/2014.

Kết quả chỉnh lý mô hình cho thấy mực nước thực tế theo thời gian và mô

hình tương đối phù hợp, đáp ứng yêu cầu chạy bài toán dự báo dịch chuyển ranh

giới mặn – nhạt. Từ đó xây dựng được các loạt bản đồ đẳng mực nước dưới đất cho

tầng chứa nước qh và bản đồ đẳng áp lực cho tầng chứa nước qp đến năm 2100.

4.2.2. Mô hình dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất

Trên cơ sở nền mô hình dòng chảy của NDĐ đã lập ở phần trên, tác giả tiếp

tục xây dựng mô hình dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất ở cả 2 tầng

chứa nước qh và qp trong cả 2 trường hợp: chưa có sự thay đổi theo kịch bản của

BĐKH & NBD và sử dụng kịch bản trong tính toán dự báo. Mô hình khái niệm mô

phỏng sự vận động của nước dưới đất và dịch chuyển mặn từ nước biển vào các

tầng chứa nước khu vực ven biển tỉnh Thái Bình được trình bày trong hình 4.9.

Hình 4.9. Mô hình mô phỏng quá trình xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước ven

biển tỉnh Thái Bình

- Mô hình dự báo được thực hiện theo 2 bước: bước mô hình hiện trạng được xây

dựng với khoảng thời gian từ năm 1995 đến năm 2014. Bước thời gian tính toán là

106

1 tháng. Tham số của các biên được lấy theo các tài liệu quan trắc khí tượng, thủy

văn và hải văn của tỉnh Thái Bình với cùng mốc thời gian. Cùng với đó là tổng

lượng khai thác NDĐ trên khu vực theo thời gian được đưa vào mô hình dựa theo

thông kê từ các nguồn khác nhau. Bước mô hình dự báo với ảnh hưởng của biến đổi

khí hậu và nước biển dâng được xây dựng với khoảng thời gian từ năm 2015 đến

2100. Bước thời gian tính toán là 1 năm. Mô hình lan truyền này sử dụng điều kiện

ban đầu và điều kiện biên từ mô hình dòng chảy. Tham số trên biên được tính toán

theo dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến sự thay đổi

lượng mưa, bốc hơi, mực nước sông, mực nước biển theo các kịch bản của Bộ Tài

nguyên và môi trường. Các giá trị này chính là mực nước trên các biên dòng chảy,

lượng bổ cập tính từ lượng mưa, bốc hơi theo các kịch bản. Mực nước dưới đất

trong mô hình dự báo lấy bằng mực nước cuối của mô hình hiện trạng. Ngoài ra có

bổ sung thêm giá trị nồng độ ban đầu, nồng độ trên biên và nồng độ của nước mưa

là nguồn cung cấp thấm cho tầng chứa nước. Nồng độ ban đầu của tầng chứa nước

được lấy dựa theo ranh giới mặn nhạt (C = 1 g/l) của cả 2 tầng chứa nước. Trong

đó, ranh giới mặn nhạt được nội suy từ tài liệu khảo sát thông qua các đường đẳng.

Khi đó, từ các đường đẳng này sẽ được gán giá trị cho các ô tính toán trên mô hình,

trong ranh giới C > 1 g/l và ngoài ranh giới C < 1 g/l. Giá trị nồng độ trên biên biển

lấy bằng nồng độ muối trên biển là 30 g/l và không đổi trong suốt thời gian dự báo.

Tuy nhiên với trường hợp đê biển hiện tại thì biên biển sẽ thay đổi theo diện tích

vùng ngập tương ứng với các kịch bản BĐKH&NBD còn trong trường hợp có nâng

cấp đê biển thì biên biển cố định với đường bờ hiện tại chỉ có thay đổi về mực nước

theo thời gian. Nồng độ trên biên sông lấy bằng nồng độ mặn trung bình trên các

sông. Mực nước sông, biển lấy theo tài liệu quan trắc tại trạm Hòn Dấu và các sông

trên biên. Mực nước biển dự báo trên mô hình lấy theo kịch bản BĐKH&NBD.

Bước lưới của mô hình là 500 x 500 m. Hệ số khuếch tán phân tử (D*) lấy theo các

tài liệu nghiên cứu trên thế giới là 6x10-10 m2/s, áp dụng cho toàn miền mô hình. Hệ

số phân tán dọc áp dụng cho toàn miền mô hình lấy theo Schulze - Makuch 2005

với bước lưới 500 x 500 m là 8 m. Tỷ số phân tán ngang/dọc là 0,1 còn tỷ số phân

107

tán đứng/dọc là 0,01. Hệ số phân tán thủy động lực được mô hình tính toán tự động

tùy thuộc vào giá trị vận tốc từng vị trí và mốc thời gian cần tính toán thông qua

phương trình:

D = v+D* (4.1)

Trong đó, D – hệ số phân tán thủy động lực, m2/s;

- hệ số phân tán dọc, m;

v – vận tốc dòng chảy của nước dưới đất, m/s;

D* - hệ số khuếch tán phân tử, m2/s.

Dựa vào các thông số đầu vào, mô hình đã xây dựng được vector vận tốc mô

phỏng quá trình dịch chuyển của dòng chảy cho các tầng chứa nước theo thời gian.

Kết quả chỉnh lý mô hình mô phỏng hướng vận động của dòng chảy của các tầng

chứa nước được trình bày trong hình 4.10 và 4.11.

Hình 4.10. Vector vận tốc dịch chuyển dòng chảy tầng chứa nước qh hiện tại

108

Hình 4.11. Vector vận tốc dịch chuyển dòng chảy tầng chứa nước qp hiện tại

Mô hình dự báo sẽ được chạy đến mốc năm 2100 với cả 2 trường hợp khi

chưa có sự thay đổi khí hậu và có sự tác động của BĐKH & NBD theo các kịch bản

phat thai khí nhà kính. Trong đó, với trường hợp đê biển hiện tại, dữ liệu khai báo

bằng cách điều chỉnh biên theo từng khoảng thời gian dựa theo bản đồ ngập. Quá

trình chỉnh biên theo bản đồ ngập lụt được điều chỉnh bằng biên mực nước không

đổi (CHD) và biên nồng độ không đổi (Constant Concentration boundary). Biên

thay đổi dựa theo các mốc thời gian tương ứng với quá trình thay đổi mực nước

biển do quá trình nước biển dâng và diện tích biên được điều chỉnh dựa theo bản đồ

ngập lụt đã có ứng theo các mức nước biển dâng. Mỗi khi vùng ngập gia tăng thì

hình dạng biên được thay đổi cho phù hợp để tính toán dự báo. Mực nước trên biên

và vị trí biên thay đổi tùy theo kịch bản. Với trường hợp cải tạo và nâng cấp đê biển

thì biên biển là biên cố định, vị trí biên tại bờ, chỉ có mực nước thay đổi còn nồng

độ trên biên là không đổi theo thời gian. Vị trí biên biển dưới tác động của sự dâng

lên của nước biển sẽ được điều chỉnh sau mỗi khoảng thời gian là 20 năm. Cùng với

thay đổi của biên biển sẽ dẫn đến sự xâm nhập mặn vào các cửa sông ven biển theo

thời gian (hình 4.12).

109

Hình 4.12. Kết quả mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn khu vực cửa sông ven biển

Kết quả kiểm định, tính toán sai số dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt giữa

mô hình và thực tiễn tại các điểm quan trắc là phù hợp (hình 4.13 và 4.14).

Hình 4.13. Kết quả chỉnh lý sai số mô hình tại lỗ khoan quan trắc Q156

Năm 2007

Năm 2014

Hình 4.14. Kết quả chỉnh lý sai số mô hình dòng và dịch chuyển nồng độ TDS tại

các điểm quan trắc

110

4.3. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi mực nước dưới đất

Mưc nươc dươi đât la môt yêu tô rât quan trong anh hương trưc tiêp đên sự

dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt và thay đổi trữ lượng nước nhạt các TCN khu vực

nghiên cứu. Sau khi xây dưng mô hinh dư bao, tác giả đa xac đinh đươc sư biên đôi

mưc nươc ở cả 2 TCN chính khu vực nghiên cứu trong cả 2 trường hợp khi chưa có

sự thay đổi khí hậu và theo kịch bản BĐKH&NBD. Kêt qua cho thây mưc nươc cua

ca TCN qh va qp trong cả 2 trường hợp đều có sự khác nhau và thay đổi tùy thuộc

vào từng khu vực, từng TCN...

4.3.1. Đối với tâng chứa nước Holocene

4.3.1.1. Khi chưa có biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Trong trường hợp chưa có sự BĐKH&NBD, tầng chứa nước Holocen liên

tục được bổ cập bởi nước mưa, nước mặt trong khi sô lương giêng khai thac lại

không nhiêu đặc biệt ở khu vực phía Bắc, do đó xu thê biên đông cua mưc nươc

không ro rêt. Theo kết quả quan trắc hiện tại cho thấy lượng mưa có xu hướng gia

tăng mạnh so với năm 1995, mực nước sông, biển có xu hướng tăng nhưng không

cao và mực nước ở tầng chứa nước qh cũng có xu hướng tăng đặc biệt tại những

vùng TCN qp nhạt do tại đây đang được khai thác phục vụ sinh hoạt. Dựa vào sự

thay đổi của điều kiện tự nhiên và nhân tạo đã dẫn đến sự rửa mặn tại những khu

vực Quỳnh Phụ, một phần Đông Hưng và khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy

như hiện nay. Kết quả mô hình dự báo mực nước dưới đất TCN qh theo thời gian

được trình bày trong hình 4.15, 4.16.

Theo kết quả mô hình dự báo trong trường hợp chưa có biến đổi khí hậu và

nước biển dâng, mực nước tầng chứa nước Holocen có xu hướng gia tăng ở khu vực

phía Bắc của tỉnh do liên tục được bổ cập bởi nước mưa với mức tăng khoảng 0,2 ÷

0,3 m tính đến năm 2100. Trong khi đó, tại khu vực phía Nam và ven biển Tiền Hải,

mặc dù đang liên tục được khai thác sử dụng vì TCN qp bị mặn tuy nhiên do nước

dưới đất liên tục được bổ cập bởi nước mưa với lượng mưa gia tăng nhiều nên mực

nước TCN qh ít thay đổi theo thời gian.

111

Hình 4.15. Mực nước TCN Holocen năm

2060 khi chưa có BĐKH&NBD

Hình 4.16. Mực nước TCN Holocen

năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD

4.3.1.2. Theo kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Trong trường hợp có biến đổi khí hậu và nước biển dâng, lượng mưa có xu

hướng tăng theo các kịch bản phát thải khí nhà kính nhưng không nhiều trong đó

mực nước biển có xu hướng tăng cao theo xu thế biến đổi khí hậu toàn cầu, làm cho

nước dưới đất TCN qh vùng ven biển chịu tác động của quá trình xâm nhập mặn

của nước biển vào sâu trong đất liền theo thời gian. Kết quả dự báo xu thế biến đổi

mực nước dưới đất TCN qh được trình bày trong hình 4.17 và 4.18.

Hình 4.17. Mực nước tầng chứa nước

Holocen năm 2060 theo kịch bản A2

Hình 4.18. Mực nước tầng chứa nước

Holocen năm 2100 theo kịch bản A2

Trong đó, sự thay đổi mực nước TCN qh theo kịch bản BĐKH&NBD có sự

hạ thấp theo thời gian. Theo kết quả dự báo cho thấy đên năm 2100, mưc nươc giam

112

trung binh khoang 0,5 đến 0,8 m, chăng han tại lô khoan Q158 mưc nươc giam

khoảng 0,6 m (tư 1,3 m thơi điêm hiên tai xuông 0,7 m năm 2100 kich ban A2).

4.3.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen

4.3.2.1. Khi chưa có biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Tâng chưa nươc Pleistocen hiện đang đươc khai thac chu yêu phục vụ nhu cầu

sinh hoạt, kinh tế - xã hội trong khu vưc nghiên cưu. Ngoài ra, theo đánh giá ở trên,

TCN này ít chịu tác động của nước mưa, nước mặt mà chủ yếu chịu tác động của

hoạt động khai thác, dẫn đến sự hạ thấp mưc nươc cua TCN trong tương lai. Theo

số liệu quan trắc mực nước kết hợp đồ thị tính toán đến năm 2014 tại công trình

quan trắc Q.156a (Thái Thụy) tốc độ suy giảm mực nước trung bình khoảng 0,16

m/năm; tại công trình Q158a (Thái Thụy), tốc độ suy giảm mực nước trung bình

khoảng 0,13 m/năm và tại công trình quan trắc Q.159a, Q.159b (Quỳnh Phụ) tốc độ

suy giảm mực nước trung bình ước tính khoảng 0,17 m/năm. Kết quả dự báo sự

thay đổi mưc nươc TCN qp trong tương lai đươc thê hiên trong hinh 4.19, 4.20.

Hình 4.19. Mực nước TCN Pleistocen

năm 2060 khi chưa có BĐKH&NBD

Hình 4.20. Mực nước TCN Pleistocen

năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD

Kết quả dự báo cho thấy trong trường hợp không có BĐKH&NBD, mực nước

TCN qp có xu hướng giảm dần tại những khu vực khai thác nước tập trung, đặc biệt

tại khu vực phía Bắc của tỉnh với mức giảm đên năm 2100 khoảng 10 m.

4.3.2.2. Theo kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng

113

Theo kết quả đánh giá ở trên cho thấy TCN Pleistocen chu yêu chịu tác động

của hoạt động khai thác mà ít chịu ảnh hưởng của BĐKH&NBD. Do vậy trong

trường hợp sử dụng điều kiện cố định khai thác, mực nước dưới đất TCN qp hạ thấp

theo thời gian nhưng không nhiều. Kết quả dự báo côt cao mưc nươc TCN

Pleistocen khu vực nghiên cứu trong tương lai đươc thê hiên trong hinh 4.21, 4.22.

Hình 4.21. Mực nước tầng chứa nước

Pleistocen năm 2060 theo kịch bản A2

Hình 4.22. Mực nước tầng chứa nước

Pleistocen năm 2100 theo kịch bản A2

Như vậy, theo dư bao mưc nươc cua TCN qp đên năm 2100 giam đên gần 10

m. Khu vưc phia Băc của tinh (cac xa An Quy, An Bai, huyên Quynh Phu), tai lô

khoan Q159a, mưc nươc giam tư -2,69 m xuông -11,32 m (năm 2100) do đây là khu

vực nước nhạt với các công trình cấp nước tập trung, khai thác với lưu lượng lớn.

4.4. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới đất khi

chưa có biến đổi khí hậu, nước biển dâng

Sau khi xây dưng mô hinh dong chay nươc dươi đât, tác giả tiên hanh dư bao

sư dich chuyên cua biên măn trong các TCN trước sự thay đổi về các điều kiện tự

nhiên. Trong đó, khi chưa có kịch bản BĐKH&NBD, lượng mưa có xu hướng gia

tăng nhiều trong đó mực nước sông, biển dâng lên rất nhỏ, mực NDĐ gia tăng nhẹ ở

khu vực ven biển đối với TCN qh và suy giảm ở khu vực phía Bắc đối với TCN qp

dẫn đến sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt của nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

114

4.4.1. Đối với tầng chứa nước Holocen

Khi chưa có BĐKH&NBD, kết quả nghiên cứu cho thấy nước dưới đất ở TCN

qh liên tục được bổ cập bởi nước mưa, đặc biệt ở những khu vực có khả năng thấm

nước tốt: Đông Hưng, Quỳnh Phụ. Hơn nữa khi chưa có sự thay đổi của khí hậu,

mực nước sông, biển gia tăng ít, trong khi đó lượng mưa tăng nhiều làm cho mực

nước dưới đất tại các khu vực ven sông, ven biển gia tăng, cao ngang bằng với mực

nước biển làm hạn chế sự tác động của quá trình xâm nhập mặn. Giả thiết coi hoạt

động khai thác là không thay đổi theo thời gian với lưu lượng cố định như hiện nay,

tác giả đã sử dụng mô hình MODFLOW với phần mềm SEAWAT dự báo sự thay

đổi ranh giới mặn – nhạt cho tầng chứa nước này (hình 4.23).

Hiên tai

Năm 2020

Năm 2060

Năm 2100

Khu vực có TDS > 1g/l Khu vực có TDS < 1g/l

Hinh 4.23. Phân bô ranh giới măn - nhat TCN qh theo thời gian

115

Kết quả nghiên cứu dự báo mô hình cho thấy với sự gia tăng của lượng nước

mưa theo thời gian, mực nước sông, biển có xu hướng tăng nhẹ, nước dưới đất của

tầng chứa nước Holocen có xu hướng rửa mặn, đặc biệt ở khu vực ven sông Trà Lý

thuộc huyện Đông Hưng, Kiến Xương, Tiền Hải và ở khu vực bên trong đất liền,

đặc biệt là những vùng có khả năng thấm nước tốt. Trong đó, tại khu vực ven biển

Thái Thụy, do chịu ảnh hưởng của nước biển và sự xâm nhập mặn từ nước biển vào

cửa biển Thái Bình hay các cửa sông ven biển nên tầng chứa nước qh bị nhiễm mặn

vào sâu trong đất liền. Theo kết quả dự báo mô hình đên năm 2100, diện tích vùng

nước mặn của tầng chứa nước này được rửa nhạt khoảng 103,5 km2, giảm gần 20%

so với hiện nay, chi tiết trong bảng 4.6.

4.4.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen

Như trên đã đánh giá, TCN Pleistocen ít chịu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu

và nước sông, biển mà chủ yếu chịu tác động của hoạt động khai thác nước dưới

đất, do vậy xu thế biến đổi ranh giới mặn – nhạt của TCN này thay đổi không đáng

kể. Sự biến đổi ranh giới mặn – nhạt của TCN chủ yếu là thu hẹp diện tích vùng

nước nhạt tại các điểm tập trung các công trình khai thác nước. Với giả thiết cố định

lưu lượng khai thác như hiện nay thì sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt của TCN là

rất ít, kết quả dự báo mô hình được trình bày cụ thể trong hình 4.24.

Hiên tai

Năm 2020

116

Năm 2060

Năm 2100

Hinh 4.24. Phân bô ranh giới măn - nhat TCN qp theo thời gian

Căn cứ trên kết quả mô hình dự báo sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt

theo thời gian, tác giả đã ước tính sự thay đổi diện tích vùng nước mặn các TCN khi

chưa có Biến đổi khí hậu và nước biển dâng tại bảng 4.6.

Bang 4.6. Diên tich nươc măn các tầng chứa nước theo thời gian

Thời gian Diện tích mặn các tầng chứa nước (km2)

TCN Holocen TCN Pleistocen

Năm

Hiên tai 521,132 905,375

2020 505,007 907,595

2060 453,99 917,270

2100 417,64 928,940

Giai đoan

Hiên tai - 2020 16,13 2,20

2020 - 2060 51,02 9,675

2060 - 2100 36,35 11,67

Dựa trên kết quả mô hình dự báo cho thấy tầng chứa nước Pleistocen do chủ

yếu chịu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước nên nước dưới đất bị mặn hóa

dần tại khu vực phía Bắc của tỉnh. Với lưu lượng khai thác được cố định như hiện

nay, dự báo diện tích vùng nước nhạt của tầng chứa nước Pleistocen đến năm 2100

bị thu hẹp khoảng 23,55 km2, tăng 2,6% so với hiện nay.

117

4.5. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn nhạt nước dưới đất

trước tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Ngoài kết quả đánh giá sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt các TCN trong

điều kiện chưa có BĐKH&NBD, tác giả tiếp tục tiến hành dư bao sư dich chuyên

cua biên măn trong cac TCN khu vực nghiên cưu dươi anh hương cua sự thay đổi

khí hậu và nước biển dâng ưng vơi cac kich ban khac nhau đa đươc xây dưng ơ

phân trươc. Kêt qua cho thây xu thê măn nhat biên đôi tùy thuộc vào điều kiện hiện

trạng chất lượng nước, hiện trạng sử dụng đất và đê điều bảo vệ. Để dự báo sự thay

đổi ranh giới mặn – nhạt trong tương lai, tác giả đã đánh giá trong trường hợp hiện

trạng đê biển như hiện nay và trường hợp có sự nâng cấp đê bao bảo vệ các TCN.

4.5.1. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trong trường hợp

đê biển hiện tại

Với trường hợp hiện trạng đê biển như hiện nay, Bộ Tài nguyên và môi trường

đã dự báo diện tích vùng ngập của tỉnh Thái Bình trước tác động của BĐKH&NBD

theo các kịch bản phát thải khác nhau. Căn cứ vào kịch bản ngập này, tác giả đã dự

báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt cho các TCN khu vực nghiên cứu.

4.5.1.1. Đôi vơi tâng chưa nươc Holocene

Kêt qua mô hinh dư bao cho thây sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt tầng chứa

nươc Holocene rât ro rêt (hình 4.25).

Hiện tại

Năm 2020

118

Năm 2060

Năm 2100

Hinh 4.25. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qh theo kich ban phat thai A2 với

đê biển hiện tại

Diên tich nươc măn tăng dân theo cac giai đoan, trong đo khu vưc ven biển

diên tich nươc măn tăng manh hơn, biên măn lân sâu vao luc đia. Nhưng năm cuôi

cua thê ky 21, ranh giơi măn nhat bi tac đông lơn hơn do NDĐ chiu anh hương manh

cua mưc nươc biên dâng. Theo kich ban phat thai A2, đên năm 2100 diên tich nươc

măn toan vung theo dự báo là 630,869 km2, tăng lên 109,74 km2 (khoảng 20%) so

với hiện tại. So sanh sư biên đôi giữa cac kich ban phat thai cho thây diên tich nươc

măn tăng dân theo thời gian, chi tiết được trình bày trong bảng 4.7.

Bang 4.7. Diên tich nươc măn TCN qh tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich

ban phat thai với đê biển hiện tại

Thơi gian Diên tich nươc măn theo cac kich ban phat thai (km2)

B1 B2 A2

Năm

Hiên tai 521,132 521,132 521,132

2020 535,941 540,298 545,172

2060 564,023 574,519 585,108

2100 601,002 615,195 630,869

Giai đoan

Hiên tai - 2020 14,81 19,17 24,04

2020 - 2060 28,08 34,22 39,94

2060 - 2100 36,98 40,68 45,76

119

Như vậy có thể thấy rằng TCN qh chịu ảnh hưởng trực tiếp từ quá trình xâm

nhập mặn của nước biển, với diện tích vùng ngập tương ứng theo các kịch bản

BĐKH&NBD, mở rộng ranh giới vùng nước mặn ở khu vực ven sông, biển Tiền

Hải, Thái Thụy. Theo kết quả mô hình dự báo tương ứng với cac kich ban B1, B2,

A2 đên năm 2100, diên tich vùng nhạt thu hẹp khoảng là 79,9; 94,1 và 109,7 km2.

4.5.1.2. Đôi vơi tâng chưa nươc Pleistocene

Theo kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy, TCN qp chiu anh hương cua khí hậu

và nước biển đến NDĐ thông qua qua trinh truyên ap và một phần thấm xuyên từ

TCN bên trên xuống. Kêt qua mô hinh dự báo cho thây diên tich nươc măn trong

tâng tăng dân theo cac năm va theo cac kich ban phat thai (B1, B2, A2).

Hiện tại

Năm 2020

Năm 2060

Năm 2100

Hinh 4.26. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qp theo kich ban phat thai A2 với

đê biển hiện tại

120

Trong đo, xu thê măn phân bố chủ yếu tai khu vưc phía Nam - Đông Nam

vung nghiên cưu, diên tich măn tăng lên tại ranh giới mặn – nhạt khu vực Đông

Hưng, Thái Thụy, Hưng Hà. Nhưng năm thâp ky cuôi cua thê ky 21, ranh giơi măn

nhat bi tac đông lơn hơn, biên đôi nhanh hơn. Theo mô hình dự báo với kich ban

phat thai cao, đên năm 2100 diên tich vùng nươc măn TCN qp trên toàn khu vực

nghiên cưu là 935,985 km2, tăng lên 30,61 km2 (khoảng 3,5%) so với hiện tại. So

sanh sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt nươc dươi đât do BĐKH&NBD theo cac kich

ban phat thai nhân thây diên tich nươc măn tăng dân theo cac kich ban (thâp, trung

binh, cao), chi tiết đươc thê hiên trong bang 4.8.

Bang 4.8. Diên tich nươc măn TCN qp tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich

ban phat thai với đê biển hiện tại

Thơi gian Diên tich nươc măn theo cac kich ban phat thai (km2)

B1 B2 A2

Năm

Hiên tai 905,375 905,375 905,375

2020 907,975 908,885 910,015

2060 917,375 919,045 921,435

2100 929,825 931,675 935,985

Giai đoan

Hiên tai - 2020 2,60 3,51 4,64

2020 - 2060 9,40 10,16 11,42

2060 - 2100 12,45 12,63 14,55

Dựa trên kết quả mô hình dự báo cho cả 2 tâng chưa nươc Holocene va

Pleistocene cho thấy sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa, độ bốc hơi và sự dâng cao

của mưc nươc biên đã lam gia tăng diên tich vùng nươc măn khu vực nghiên cứu

đặc biệt với TCN qh do nước biển dâng cao, xâm nhập mặn sâu vào các cửa sông

ven biển cùng diện tích ngập tăng tại các vùng Tiền Hải, Thái Thụy.

4.5.2. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trong trường hợp

nâng cấp đê biển

Để hạn chế tác động của nước biển đến khu vực ven biển, tránh ngập vào sâu

trong đất liền như kịch bản BĐKH&NBD, tác giả đã sử dụng điều kiện đê điều với

sự gia cố và nâng chiều cao đê lên đồng thời dự báo sự thay đổi ranh giới mặn –

nhạt cho cả 2 TCN theo các kịch bản thay đổi khí hậu và dâng cao của nước biển.

121

4.5.2.1. Đôi vơi tâng chưa nươc Holocene

Kêt qua mô hinh dư bao cho thây diên tich nươc măn tăng dân theo thời gian

nhưng không lớn, chủ yếu tập trung tại khu vưc ven biển Tiền Hải, Thái Thụy do

biên măn lân sâu vao luc đia tại các cửa sông ven biển cùng sự dâng lên của mực

nước biển cao hơn mực nước dưới đất (xem hinh 4.27). Với kich ban phat thai A2,

đên năm 2100, diên tich vùng nươc măn toan vung tăng lên 564,056 km2, thu hẹp

diện tích vùng nước nhạt là 42,93 km2 (khoảng 8%) so với hiện tại.

Hiện tại

Năm 2020

Năm 2060

Năm 2100

Hinh 4.27. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qh theo kich ban phat thai A2 khi

nâng cấp đê biển

122

So sanh sư biên đôi nươc dươi đât do BĐKH&NBD theo cac kich ban phat

thai nhân thây diên tich nươc măn tăng dân theo cac kich ban phát thải (thâp, trung

binh, cao). Như vậy có thể thấy rằng với các điều kiện khí hậu và nước biển dâng

khác nhau đã tác động đến sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất khu

vực nghiên cứu. Dựa trên kết quả mô hình dự báo theo thời gian, ước tính diện tích

vùng nước nhạt theo các kịch bản phát thải B1, B2, A2, trong đó tính đên năm 2100

diện tích bị thu hẹp so với hiện tại tương ứng là 29,43; 33,63; 42,9 km2.

Bang 4.9. Diên tich nươc măn TCN qh tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich

ban phat thai khi nâng cấp đê biển

Thơi gian Diên tich nươc măn theo cac kich ban phat thai (km2)

B1 B2 A2

Năm

Hiên tai 521,132 521,132 521,132

2020 524,565 526,557 530,420

2060 535,997 540,148 547,510

2100 550,565 554,762 564,050

Giai đoan

Hiên tai - 2020 3,43 5,43 9,29

2020 - 2060 11,43 13,59 17,09

2060 - 2100 14,57 14,62 16,54

4.5.2.2. Đôi vơi tâng chưa nươc Pleistocene

Cũng giống như trường hợp đê biển hiện tại, TCN qp chịu ảnh hưởng của quá

trình truyền áp tuy nhiên đê biển có vai trò ngăn nước biển xâm nhập vào đất liền.

Kết quả mô hình dự báo ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến NDĐ TCN qp cho thây

diên tich nươc măn tăng dân theo cac năm (hình 4.28). Trong đo, vùng nước măn

phân bố chủ yếu tai khu vưc phía Nam - Đông Nam và tăng lên tại ranh giới mặn –

nhạt khu vực Đông Hưng, Thái Thụy, Hưng Hà. Theo kich ban phat thai A2, nhưng

năm cuôi cua thê ky 21, ranh giơi măn biên đôi nhanh hơn, diên tich nươc măn toan

vung nghiên cưu theo dự báo là 931,005 km2, tăng lên 25,6 km2 (khoảng 3%) so với

hiện tại. So sanh sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt nươc dươi đât do BĐKH&NBD

theo cac kich ban phat thai cho thây diên tich nươc măn tăng dân theo cac kich ban.

Trong đó, theo kết quả tính toán cho thấy tương ưng vơi cac kich ban B1, B2, A2

123

đên năm 2100, diện tích vùng nước nhạt bị thu hẹp không lớn, khoảng 20,5; 22,3 và

25,6 km2, chi tiết trong bảng 4.10.

Hiện tại

Năm 2020

Năm 2060

Năm 2100

Hinh 4.28. Sư biên đôi ranh giới mặn – nhạt TCN qp theo kich ban phat thai A2

khi nâng cấp đê biển

Bang 4.10. Diên tich nươc măn TCN qp tưng năm va tưng giai đoan theo cac kich

ban phat thai khi nâng cấp đê biển

Thơi gian Diên tich nươc măn theo cac kich ban phat thai (km2)

B1 B2 A2

Năm Hiên tai 905,375 905,375 905,375

2020 906,421 907,132 908,466

124

Thơi gian Diên tich nươc măn theo cac kich ban phat thai (km2)

B1 B2 A2

2060 914,865 916,015 918,925

2100 925,837 927,680 931,005

Giai đoan

Hiên tai - 2020 1,05 1,76 3,09

2020 - 2060 8,44 8,88 10,46

2060 - 2100 10,97 11,66 12,08

Với kết quả dự báo cho cả hai trường hợp đê biển hiện tại và có nâng cấp đê

biển theo thời gian có thể rút ra một số nhận xét sau:

- Vơi tai liêu khao sat, quan trắc đánh giá mối quan hệ giữa khí hậu và nước

biển với nước dưới đất khu vực nghiên cứu, khăng đinh sự thay đổi khí hậu và dâng

lên của nước biển theo thời gian co anh hương trưc tiêp tơi nươc dươi đât tâng chứa

nước Holocen va gian tiêp tơi tâng chứa nước Pleistocen;

- Sự thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa, độ bốc hơi và sự dâng cao của mưc nươc

biên theo thời gian se lam nước biển xâm nhập sâu vào đất liền, gia tăng diên tich

vùng nươc măn ở cả tâng chưa nươc Holocene va Pleistocene. Tuy nhiên, trong

trường hợp đê biển hiện tại, tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến

các tầng chứa nước lớn hơn so với trường hợp có nâng cấp, xây dựng hệ thống đê

biển. Theo kết quả tính toán, diện tích vùng nước nhạt mất đi khi chưa nâng cấp đê

biển tương ưng vơi cac kich ban B1, B2, A2 đên năm 2100 so với trường hợp có

nâng cấp đê biển ở tầng chứa nước Holocen là 50,4; 60,4; 66,8 km2 và tầng chứa

nước Pleistocen là 3,98; 4,00; 4,98 km2. Do đó, việc cải tạo, nâng cấp, xây dựng hệ

thống đê biển là giai phap công trinh có ý nghĩa nhằm giảm thiểu tác động của Biến

đổi khí hậu và nước biển dâng đên nươc dươi đât tỉnh Thái Bình.

4.6. Tiềm năng tài nguyên nước dưới đất tỉnh Thái Bình

Sau khi hoan thiên mô hinh dư bao, tác giả đã tinh toan tiềm năng tài nguyên

nươc dươi đât cua tâng chứa nước Holocene va Pleistocene theo tưng năm tương

ưng trong điều kiện chưa có sự thay đổi khí hậu và nước biển dâng cùng vơi sự biến

đổi khí hậu theo cac kich ban phát thải. Cach tinh toan như sau:

125

Đôi vơi tâng chưa nươc Holocene:

Lượng nước tĩnh tầng chứa nước Holocen tinh theo công thưc:

(m3) (4.2)

Trong đo: µ: hê sô nha nươc trong lưc cua tâng Holocene;

H: bê day tâng chưa nươc theo tưng năm tương ưng vơi cac

kich ban, đươc xac đinh băng hiêu sô giưa côt cao mưc nươc va

côt cao đay tâng chưa nươc, m;

F: diên tich phân bô nươc nhat tâng chưa nươc, m2.

Đôi vơi tâng chưa nươc Pleistocene:

V = V1 + V2 (4.3)

- V1: lương nước tinh trong lưc tâng chứa nước Pleistocene:

(m3) (4.4)

Trong đo: µ: hê sô nha nươc trong lưc cua tâng Pleistocene;

m: bê day tâng chưa nươc Pleistocene, m;

F: diên tich phân bô nươc nhat tâng chưa nươc Pleistocene, m2.

- V2: lương nước tinh đan hôi tâng chứa nước Pleistocene:

(m3) (4.5)

Trong đo: µ*: hê sô nha nươc đan hôi cua tâng Pleistocene;

ΔH: côt ap lưc tâng chưa nươc qp theo tưng năm tương ưng vơi

cac kich ban phat thai, đươc xac đinh băng hiêu sô giưa côt cao

mưc ap lưc vơi côt cao mai tâng chưa nươc, m;

F: diên tich phân bô nươc nhat tâng chưa nươc qp, m2.

Cac gia tri trên đươc xac đinh trên môi ô tương ưng vơi ô lươi cua mô hinh,

kêt qua cuôi cung la lượng nước tĩnh được tính theo tưng năm tương ưng vơi các

kich ban. Qua cach tinh toan như trên, căn cứ vào diện tích vùng nước nhạt xác định

từ mô hình cùng các đặc trưng của TCN, tác giả xac đinh đươc tài nguyên nươc

dươi đât cua tâng chưa nươc Holocene va Pleistocene theo tưng năm ưng trong cả 2

trường hợp chưa có sự thay đổi khí hậu và có biến đổi khí hậu và nước biển dâng,

kêt qua như sau:

126

4.6.1. Tâng chưa nươc Holocene

Kêt qua tinh toan cho thây lương nươc nhat tâng chứa nước Holocene co xu

hương thay đổi khi có sự tác động của BĐKH&NBD. Khi chưa có sự thay đổi khí

hậu thì nước dưới đất chủ yếu đang được rửa nhạt bởi nước mưa, lượng nước nhạt

trên toàn tỉnh có xu hướng tăng. Tuy nhiên, khi có tác động của BĐKH&NBD, xâm

nhập mặn sâu vào các vùng ven biển, lượng nước nhạt giam dân theo cac năm va

tùy thuộc vào mưc đô gia tăng phat thai khi nha kinh.

4.6.1.1. Tài nguyên nước nhạt tầng chứa nước Holocen khi chưa có biến đổi khí

hậu và nước biển dâng

Kết quả tính toán lượng nước nhạt khi chưa có sự thay đổi của khí hậu và

nước biển dâng được trình bày trong bảng 4.11.

Bang 4.11. Tài nguyên nươc nhat TCN qh khi chưa có BĐKH&NBD

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Đông Hưng 50,750 51,898 56,212 58,432

Hưng Ha 121,298 123,555 127,222 128,874

Kiên Xương 64,115 70,298 81,072 91,632

Quynh Phu 84,945 86,370 91,479 94,881

Thai Thuy 206,371 206,200 204,483 202,155

Tiên Hai 101,447 105,916 127,156 144,761

Vu Thư + Tp

Thai Binh 127,180 128,351 134,208 138,548

Tổng 756,106 772,589 821,833 859,283

Dựa vào kết quả tính toán tài nguyên nước nhạt toàn tỉnh cho thấy khi không

có biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tài nguyên nước nhạt có xu hướng tăng theo

thời gian. Trong đó, với lượng mưa tăng, mực nước biển dâng nhẹ thì nước dưới đất

tầng chứa nước Holocen đang được rửa mặn. Tuy nhiên, tại khu vực ven biển Thái

Thụy do sự xâm nhập mặn ở vùng cửa biển nên trữ lượng nước nhạt tại khu vực này

127

có sự suy giảm. Tính đến năm 2100, lượng nước nhạt trên toàn tỉnh tăng khoảng

103,18 triệu m3 so với hiện tại. Sự gia tăng lượng nước nhạt thay đổi tùy thuộc vào

các huyện trong tỉnh và theo thời gian, chi tiết trên hình 4.29.

Hình 4.29. Lượng nước nhạt TCN qh khi chưa có BĐKH&NBD

4.6.1.2. Tài nguyên nước nhạt tầng chứa nước Holocen trong trường hợp

BĐKH&NBD với đê biển hiện tại

Kết quả tính toán lượng nước nhạt dưới tác động của BĐKH&NBD được trình

bày trong bảng 4.12.

Bang 4.12. Tài nguyên nươc nhat TCN qh theo các kịch bản với đê biển hiện tại

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Kich ban B1

Đông Hưng 50,750 49,144 45,006 39,377

Hưng Ha 121,298 118,674 110,347 98,343

Kiên Xương 64,115 65,097 58,012 49,901

Quynh Phu 84,945 83,603 77,677 70,198

Thai Thuy 206,371 185,579 156,146 116,553

Tiên Hai 101,447 91,736 62,579 35,531

Vu Thư + Tp

Thai Binh 127,180 124,955 114,795 103,341

Tổng 756,106 718,788 624,562 513,243

128

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Kịch bản B2

Đông Hưng 50,750 49,188 44,838 39,207

Hưng Ha 121,298 118,662 110,299 98,295

Kiên Xương 64,115 64,742 57,492 49,439

Quynh Phu 84,945 83,656 77,623 69,382

Thai Thuy 206,371 183,047 150,161 113,696

Tiên Hai 101,447 90,067 58,480 31,667

Vu Thư + Tp

Thai Binh 127,180 124,649 114,763 103,595

Tổng 756,106 714,011 613,655 505,282

Kịch bản A2

Đông Hưng 50,750 49,212 44,450 39,037

Hưng Ha 121,298 118,667 110,200 98,185

Kiên Xương 64,115 63,990 56,842 48,955

Quynh Phu 84,945 83,395 77,569 69,382

Thai Thuy 206,371 179,777 141,078 107,254

Tiên Hai 101,447 84,109 52,717 26,436

Vu Thư + Tp

Thai Binh 127,180 124,284 114,717 103,194

Tổng 756,106 703,435 597,573 492,443

Dựa vào kết quả tính toán tài nguyên nước nhạt toàn tỉnh cho thấy lượng

nước nhạt có xu hướng suy giảm theo các kịch bản BĐKH&NBD. Trong đó, với

lượng phát thải khí nhà kính tăng cao, lượng mưa, nhiệt độ tăng, mực nước biển

dâng thì sự xâm nhập mặn tại các vùng ven biển xảy ra càng lớn. Sự suy giảm

lượng nước nhạt thay đổi tùy thuộc vào các huyện trong tỉnh và theo các kịch bản

phát thải khí nhà kính, chi tiết trên hình 4.30.

129

Hình 4.30. Lượng nước nhạt TCN qh theo kịch bản A2 với đê biển hiện tại

Theo kết quả tính toán và biểu đồ đánh giá cho thấy lượng nước nhạt tầng

chứa nước Holocen phân bố không đồng đều trên toàn tỉnh, nước nhạt phân bố với

lượng lớn tại huyện Thái Thụy, Hưng Hà, Vũ Thư và thành phố Thái Bình. Tài

nguyên nước nhạt có xu hướng giảm mạnh tại khu vực ven biển, tập trung tại hai

huyện Thái Thụy, Tiền Hải do chịu tác động mạnh của sự dâng lên của nước biển.

Ngoài ra, để so sánh sự suy giảm tài nguyên nước nhạt theo thời gian và theo

các kịch bản BĐKH&NBD, tác giả còn xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa

lượng nước nhạt theo các kịch bản như hình 4.31.

Hình 4.31. Lượng nước nhạt TCN qh theo các kịch bản với đê biển hiện tại

Như vậy có thể thấy lượng nước nhạt suy giảm mạnh theo thời gian ứng với

các kịch bản phát thải khí nhà kính và nước biển dâng. Trong đó, tính đên năm

2100, lượng nước nhạt giảm mạnh nhất theo kịch bản phát thải A2 là 263,663 triêu

m3 so vơi hiên tai.

130

4.6.1.3. Tài nguyên nước nhạt tầng chứa nước Holocen trong trường hợp

BĐKH&NBD khi nâng cấp đê biển

Khi nâng cấp hệ thống đê biển theo thời gian sẽ ngăn nước biển dâng tràn vào

ngập tại các khu vực ven biển tuy nhiên mực nước biển dâng cao hơn mực nước

dưới đất nên đã gây xâm nhập mặn vào TCN này. Căn cứ theo diện tích vùng nhạt

của TCN được tính toán ở trên, tác giả đã dự báo lượng nước nhạt theo các kịch bản

BĐKH&NBD trong trường hợp nâng cấp đê biển, chi tiết trình bày trong bảng 4.13.

Bang 4.13. Tài nguyên nươc nhat TCN qh theo cac kich ban khi nâng cấp đê biển

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Kich ban B1

Đông Hưng 50,750 49,318 45,006 39,532

Hưng Ha 121,298 118,674 110,347 98,343

Kiên Xương 64,115 66,130 63,771 55,115

Quynh Phu 84,945 83,603 77,677 69,382

Thai Thuy 206,371 192,569 164,502 139,773

Tiên Hai 101,447 96,132 73,493 56,700

Vu Thư + Tp Thai

Binh 127,180 124,955 114,795 102,361

Tổng 756,106 731,380 649,591 561,206

Kịch bản B2

Đông Hưng 50,750 49,286 44,951 39,516

Hưng Ha 121,298 118,668 110,299 98,295

Kiên Xương 64,115 66,044 63,698 55,159

Quynh Phu 84,945 83,580 77,491 69,255

Thai Thuy 206,371 191,646 162,639 137,251

Tiên Hai 101,447 95,538 71,477 55,119

Vu Thư + Tp Thai

Binh 127,180 124,665 114,779 102,348

Tổng 756,106 729,427 645,334 556,943

131

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Kịch bản A2

Đông Hưng 50,750 49,210 44,841 39,199

Hưng Ha 121,298 118,666 110,218 98,196

Kiên Xương 64,115 65,985 63,386 54,241

Quynh Phu 84,945 83,395 77,233 69,208

Thai Thuy 206,371 189,305 158,428 130,057

Tiên Hai 101,447 94,621 69,017 53,930

Vu Thư + Tp Thai

Binh 127,180 124,284 114,763 103,241

Tổng 756,106 725,465 637,886 548,073

Dựa vào kết quả tính toán trữ lượng nước nhạt toàn tỉnh cho thấy lượng nước

nhạt trên toàn tỉnh cũng có xu hướng suy giảm theo các kịch bản biến đổi khí hậu.

Trong đó, với lượng phát thải khí nhà kính tăng cao, lượng mưa, nhiệt độ tăng, mực

nước biển dâng cao thì có sự xâm nhập mặn tại các vùng ven biển. Sự suy giảm trữ

lượng nước nhạt thay đổi tùy thuộc vào các huyện trong tỉnh, chi tiết trên hình 4.32.

Trong đó, lượng nước nhạt phân bố với trữ lượng lớn tại huyện Thái Thụy, Hưng

Hà, Vũ Thư và Thành phố Thái Bình.

Hình 4.32. Lượng nước nhạt TCN qh theo kịch bản A2 khi nâng cấp đê biển

132

Trữ lượng nước nhạt có xu hướng tăng nhẹ ở khu vực sâu trong đất liền do

được rửa nhạt bởi nước mưa. Những khu vực ven biển, tập trung tại hai huyện Thái

Thụy, Tiền Hải do chịu tác động của sự dâng lên của nước biển, đất đá khu vực có

khả năng thấm nước tốt, trữ lượng nước nhạt có xu hướng suy giảm mạnh theo thời

gian và theo các mức độ phát thải khí nhà kính tương ứng (hình 4.33).

Hình 4.33. Lượng nước nhạt TCN qh theo các kịch bản khi nâng cấp đê biển

Tính đến năm 2100, với mức độ phát thải khí nhà kính cao nhất (A2), trữ

lượng nước nhạt của tỉnh trong trường hợp có nâng cấp đê biển ước tính là 548,073

triệu m3 giảm 208 triệu m3. Như vậy, nếu tăng mức đê biển cao như hiện nay, cùng

với sự giả thiết về biến đổi khí hậu và sự dâng lên của nước biển, vai trò của đê biển

đã góp phần giảm sự xâm nhập mặn của nước biển vào tầng chứa nước Holocen.

Theo kết quả tính toán, với đê biển hiện tại, giả thiết mức phát thải cao nhất A2, đến

năm 2100 lượng nước nhạt ước tính đạt 492,443 triêu m3 còn khi nâng cấp hệ thống

đê biển, lượng nước nhạt ước tính là 548,073 triệu m3. Như vậy, đê biển đã góp

phần giữ được gần 56 triệu m3 nước nhạt cung cấp cho khu vực nghiên cứu.

4.6.2. Tâng chưa nươc Pleistocene

Dựa trên kết quả mô hình dự báo sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt nước

dưới đất khu vực nghiên cứu cho thấy lương nươc nhat tâng chứa nước Pleistocen

trên toàn tỉnh co xu hương giam dân theo thời gian va theo mưc đô phat thai khi nha

kinh. Lượng nước nhạt tính toán trên toàn tỉnh và theo từng kịch bản khác nhau

tương ứng với trường hợp đê biển hiện tại và có nâng cấp hệ thống đê biển. Cụ thể:

133

4.6.2.1. Tài nguyên nước nhạt TCN Pleistocen khi không có BĐKH&NBD

Kết quả tính toán lượng nước nhạt khi chưa có sự thay đổi của khí hậu và

nước biển dâng được trình bày trong bảng 4.14.

Bang 4.14. Tài nguyên nươc nhat TCN qp khi không có BĐKH&NBD

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Đông Hưng 288,458 285,975 274,757 256,356

Hưng Ha 377,197 374,591 366,690 356,528

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

Quynh Phu 422,210 420,772 413,583 404,955

Thai Thuy 78,769 77,497 64,193 56,242

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp

Thai Binh 3,854 3,846 3,782 3,717

Tổng 1.173,007 1.165,195 1.125,475 1.080,227

Dựa vào kết quả tính toán tài nguyên nước nhạt toàn tỉnh cho thấy khi không có

BĐKH&NBD, tài nguyên nước nhạt có xu hướng giảm theo thời gian. Trong đó, với

lượng mưa tăng, mực nước biển dâng nhẹ, lưu lượng khai thác cố định thì nước dưới

đất TCN Pleistocen đang bị nhiễm mặn. Tính đến năm 2100, lượng nước nhạt trên

toàn tỉnh giảm khoảng 92,78 triệu m3 so với hiện tại. Sự gia tăng lượng nước nhạt

thay đổi tùy thuộc vào các huyện trong tỉnh và theo thời gian, chi tiết trên hình 4.34.

Hình 4.34. Lượng nước nhạt TCN qp khi không có BĐKH&NBD

134

4.6.2.2. Tài nguyên nước nhạt tầng chứa nước Pleistocen với đê biển hiện tại

Kết quả tính toán lượng nước nhạt theo các kịch bản biến đổi khí hậu và nước

biển dâng được trình bày trong bảng 4.15.

Bang 4.15. Tài nguyên nươc nhat TCN qp theo cac kich ban với đê biển hiện tại

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Kich ban B1

Đông Hưng 288,458 285,503 273,510 255,324

Hưng Ha 377,197 374,678 366,795 356,755

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

Quynh Phu 422,210 420,772 413,583 404,955

Thai Thuy 78,771 77,210 65,397 55,524

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp Thai Binh 3,853 3,845 3,780 3,715

Tổng 1.173,007 1.164,522 1.125,536 1.078,702

Kịch bản B2

Đông Hưng 288,458 285,358 272,982 253,998

Hưng Ha 377,197 374,617 366,445 356,581

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

Quynh Phu 422,210 420,772 413,583 404,955

Thai Thuy 78,771 75,622 63,127 53,753

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp Thai Binh 3,853 3,845 3,780 3,715

Tổng 1.173,007 1.162,728 1.122,388 1.075,431

Kịch bản A2

Đông Hưng 288,458 284,716 271,699 251,859

Hưng Ha 377,197 374,448 366,339 356,397

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

135

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Quynh Phu 422,210 420,772 413,583 404,955

Thai Thuy 78,769 74,319 60,075 50,073

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp Thai Binh 3,854 3,846 3,782 3,717

Tổng 1.173,007 1.160,615 1.117,948 1.069,430

Dựa vào hiện trạng phân bố mặn – nhạt nước dưới đất tầng chứa nước

Pliestocen cùng kết quả tính toán tài nguyên nước nhạt trên toàn tỉnh cho thấy phía

Nam và Đông Nam của tỉnh, huyện Tiền Hải, Kiến Xương, Vũ Thư và thành phố

Thái Bình, nước hầu hết là mặn. Sự thay đổi lượng nước nhạt trên toàn tỉnh cũng có

xu hướng suy giảm theo các kịch bản biến đổi khí hậu nhưng không nhiều do nước

dưới đất tại tầng chứa nước này nằm dưới sâu. Sự suy giảm lượng nước nhạt thay đổi

tùy thuộc vào các huyện trong tỉnh, chi tiết trên hình 4.35.

Hình 4.35. Lượng nước nhạt TCN qp theo kịch bản A2 với đê biển hiện tại

Dựa trên kết quả tính toán cho thấy nước mặn xâm nhập sâu vào trong đất

liền, tác động đến các khu vực Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Đông Hưng, Hưng Hà và

làm suy giảm lượng nước nhạt ở những khu vực này. Lượng nước nhạt có xu hướng

giảm dần theo thời gian ứng với mức độ phát thải khí nhà kính khác nhau nhưng

không lớn (xem hình 4.36).

136

Hình 4.36. Lượng nước nhạt TCN qp theo các kịch bản với đê biển hiện tại

Lượng nước nhạt bị mất đi theo kịch bản phát thải cao nhất A2 tính đến năm

2100 so với hiện tại là 103,6 triệu m3.

4.6.2.3. Tài nguyên nước nhạt tầng chứa nước Pleistocen khi nâng cấp đê biển

Theo nghiên cứu đánh giá vai trò của nước biển đến nước dưới đất tầng chứa

nước Pleistocen cho thấy nước dưới đất chịu tác động của quá trình truyền áp trong

phạm vi gần biển, càng vào sâu trong đất liền, nước dưới đất chịu tác động chính

của hoạt động khai thác. Do đó vai trò của đê biển chỉ có tác động với các khu vực

ven biển. Kết quả tính toán lượng nước nhạt theo các kịch bản biến đổi khí hậu và

nước biển dâng được trình bày trong bảng 4.16.

Bang 4.16. Tài nguyên nươc nhat TCN qp theo cac kich ban khi nâng cấp đê biển

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Kich ban B1

Đông Hưng 288,458 287,407 274,670 259,016

Hưng Ha 377,197 375,316 366,847 355,442

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

Quynh Phu 422,210 420,772 413,583 404,955

Thai Thuy 78,771 77,291 68,896 60,256

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp Thai Binh 3,853 3,845 3,780 3,715

137

Huyện Tài nguyên nươc nhat (triêu m3)

Hiên tai Năm 2020 Năm 2060 Năm 2100

Tổng 1.173,007 1.167,145 1.130,247 1.085,813

Kịch bản B2

Đông Hưng 288,458 287,333 273,261 257,331

Hưng Ha 377,197 375,041 366,784 354,772

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

Quynh Phu 422,210 420,772 413,583 404,955

Thai Thuy 78,771 76,261 68,421 59,518

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp Thai Binh 3,853 3,845 3,780 3,715

Tổng 1,173.007 1,165.766 1,128.300 1,082.719

Kịch bản A2

Đông Hưng 288,458 286,477 271,546 255,606

Hưng Ha 377,197 374,439 365,794 353,310

Kiên Xương 2,518 2,514 2,471 2,429

Quynh Phu 422,210 420,772 411,697 404,955

Thai Thuy 78,771 75,310 67,769 58,751

Tiên Hai 0,000 0,000 0,000 0,000

Vu Thư + Tp Thai Binh 3,853 3,845 3,780 3,715

Tổng 1.173,007 1.163,357 1.123,057 1.078,766

Hình 4.37. Lượng nước nhạt TCN qp theo kịch bản A2 khi nâng cấp đê biển

138

Cũng giống như trường hợp đê biển hiện nay, biến đổi khí hậu và nước biển

dâng ít gây ảnh hưởng đến nước dưới đất tầng chứa nước qp. Trong đó, khu vực ven

biển Tiền Hải, Thái Thụy, Vũ Thư, Kiến Xương vẫn bị mặn và suy giảm lượng

nước nhạt tại huyện Quỳnh Phụ, Đông Hưng, Hưng Hà và một phần huyện Thái

Thụy chủ yếu do hoạt động khai thác. Theo biểu đồ biểu diễn cho thấy lượng nước

nhạt có xu hướng giảm theo thời gian và theo các giả thiết về phát thải khí nhà kính

khác nhau nhưng rất nhỏ.

Hình 4.38. Lượng nước nhạt TCN qp theo các kịch bản khi nâng cấp đê biển

Theo kết quả tính toán, lượng nước nhạt bị mất đi theo kịch bản phát thải khí

cao nhất A2 tính đến năm 2100 so với hiện tại là 94,2 triệu m3. Như vậy, đê biển có

vai trò làm giảm quá trình ảnh hưởng của nước biển đến nước dưới đất tầng chứa

nước này. Lượng nước nhạt được đê biển giữ lại là 9,4 triệu m3 trong trường hợp

phát thải khí nhà kính lớn nhất A2 tính đến năm 2100.

4.7. Đề xuất giải pháp quản lý, khai thác hợp lý tài nguyên nước dưới đất

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu và xác định ảnh hưởng của biến đổi khí

hậu, nước biển dâng tới nước dưới đất khu vực nghiên cứu cho thấy ranh giới mặn –

nhạt NDĐ đã bị thay đổi, đặc biệt đối với TCN Holocen. Từ hiện trạng phân bố

mặn – nhạt cùng sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt các tầng chứa nước trong

vùng nghiên cứu trước tác động của BĐKH&NBD, các giải pháp khắc phục, hạn

chế quá trình xâm nhập mặn được đề xuất trên cơ sở nguyên tắc chung sau:

139

- Ngăn ngừa, hạn chế tác động của nước biển xâm nhập vào các tầng chứa

nước khu vực ven biển;

- Tăng cường lưu giữ và bổ cập nguồn nước nhạt cho nước dưới đất, đặc biệt

từ nước mưa, nước sông;

- Giảm chênh lệch mực nước giữa nước biển và nước dưới đất để ngăn ngừa

quá trình dịch chuyển của nước biển vào các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu.

4.7.1. Các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu tác động của nước biển đến nước

dưới đất

4.7.1.1. Nâng cấp, xây dựng hệ thống đê biển

Theo kết quả nghiên cứu, ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau,

khả năng xâm nhập mặn của nước biển vào nước dưới đất khác nhau. Con đường

xâm nhập mặn ở đây chủ yếu được thông qua 2 con đường:

- Nước biển dâng cao vượt qua cao trình của đê cũ, tràn vào khu vực ven biển

Tiền Hải, Thái Thụy và ngấm xuống đất gây nhiễm mặn các tầng chưa nước;

- Nước biển dâng cao hơn mực nước dưới đất khu vực ven biển, làm tăng sự

chênh lệch áp lực của dòng mặt với nước dưới đất thúc đẩy quá trình xâm nhập mặn

sâu vào trong đất liền tại các cửa sông ven biển và những khu vực có quan hệ thủy

lực giữa nước mặt, nước biển với nước dưới đất.

Ngoài ra, theo kết quả đánh giá hiện trạng dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt

trong trường hợp có đê chắn sóng cho thấy đê biển đã góp phần hạn chế quá trình

xâm nhập mặn của nước biển tại khu vực ven biển. Hiện tại, hầu hết khu vực ven

biển tỉnh Thái Bình đã có đê biển. Tuy nhiên để đảm bảo điều kiện hoạt động, tránh

quá trình xâm nhập mặn của nước biển dâng đến nước dưới đất đồng thời hạn chế

sự dâng cao của nước biển tràn vào đất liên cần đánh giá hiện trạng đê điều, điều tra

khảo sát chi tiết lập các phương án, kế hoạch xây dựng hệ thống đê biển dự phòng,

nâng cao trình mặt đê trong thời gian sớm nhất ở những đoạn chưa đạt cao trình

thiết kế, tăng cường đắp và thường xuyên gia cố đê biển, đê sông, nâng cao trình

của đê biển lên cao thêm 4 ÷ 5 m. Hơn nữa cần liên tục nâng cấp, xây dựng các

140

cống ngăn mặn và thoát nước trong những ngày mưa lũ, đảm bảo tiêu thoát nước

hợp lý, tránh xâm nhập của nước biển vào sâu trong đất liền.

4.7.1.2. Quy hoạch khai thác hợp lý

Hiện nay, công tác quy hoạch, quản lý khai thác sử dụng nguồn nước dưới

đất của tỉnh còn có nhiều bất cập, mang tính tự phát, chưa phù hợp với điều kiện tự

nhiên và hiện trạng phân bố nước nhạt dẫn đến quá trình xâm nhập mặn của nước

biển vào các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu. Vì vậy, để ngăn ngừa, giảm thiểu

sự xâm nhập mặn của nước biển vào nước dưới đất cần đưa ra một số giải pháp quy

hoạch và điều chỉnh chế độ khai thác như sau:

- Hạn chế khai thác nước ở vùng nước nhạt đối với tầng chứa nước Pleistocen,

đặc biệt tại khu vực phía Bắc của tỉnh (như Hưng Hà, An Bài, Đông Hưng và một

phần huyện Quỳnh Phụ) nhằm giảm sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt và khắc

phục tình trạng xâm nhập mặn trong vùng nghiên cứu;

- Khai thác nước mặn, nước lợ ở khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy để

nuôi trồng thủy sản hoặc các ngành công nghiệp phụ trợ có sử dụng nước mặn... tuy

nhiên cần có các biện pháp gia cố, bảo vệ, ngăn ngừa xâm nhập mặn vào TCN;

- Tăng cường công tác quản lý và quy hoạch khai thác hợp lý tài nguyên nước

dưới đất cho địa phương.

Hiện nay, trong vùng nghiên cứu không có nhiều công trình khai thác nước tập

trung, mang tính công nghiệp, chủ yếu mới có tại huyện Hưng Hà. Các công trình

khai thác trong vùng chủ yếu là các lỗ khoan đường kính nhỏ (kiểu UNICEF) do

nhân dân tự khoan phục vụ cung cấp nước phục vụ ăn uống sinh hoạt cho hộ gia

đình. Hiện nay, trong khu vực phía Bắc của tỉnh như huyện Quỳnh Phụ, Hưng Hà,

Đông Hưng và các khu vực khác như Vũ Thư, Kiến Xương và một phần Thái Thụy,

loại hình khai thác nước dưới đất bằng lỗ khoan đường kính nhỏ khá phổ biến.

Trung bình cứ 2 đến 3 hộ gia đình có một lỗ khoan. Các lỗ khoan này chủ yếu là kết

quả của chương trình hỗ trợ cấp nước nông thôn do UNICEF tài trợ. Lưu lượng khai

thác của mỗi giếng rất khác nhau nhưng thường nhỏ chỉ vài m3. Tổng công suất khai

thác nước dưới đất của tỉnh được ước tính vào khoảng 479.679 m3/ngđ. Trong điều

141

kiện hiện nay, việc khống chế, kiểm soát lưu lượng, chế độ khai thác tại các lỗ

khoan của các hộ gia đình là rất khó thực hiện. Do vậy, giải pháp khai thác, sử dụng

hợp lý nguồn tài nguyên nước dưới đất trong vùng nghiên cứu là quy hoạch, chuyển

đổi hình thức khai thác riêng lẻ, tự do, không kiểm soát được tại các hộ dân sang

hình thức khai thác nước tập trung có xây dựng hệ thống xử lý đi kèm sẽ cung cấp

nguồn nước ăn uống sinh hoạt đảm bảo chất lượng cho nhân dân.

Tại những khu vực chưa chưa đủ điều kiện đầu tư các công trình khai thác

nước tập trung thì các cơ quan quản lý tài nguyên các cấp cần thúc đẩy công tác

cấp phép khai thác NDĐ cho từng chủ hộ khai thác và thu thuế tài nguyên nhằm

hạn chế được việc khai thác và sử dụng lãng phí tài nguyên NDĐ và hạn chế xâm

nhập mặn trong vùng. Những khu vực có các công trình khai thác đã không sử

dụng nữa cần tiến hành trám lấp lỗ khoan đúng tiêu chuẩn để tránh nhiễm bẩn và

xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước bên dưới.

Căn cứ trên hiện trạng phân bố chất lượng mặn – nhạt nước dưới đất của tỉnh,

tác giả đã đưa ra chiều sâu và phương thức khai thác hợp lý nguồn tài nguyên này

trên địa bàn tỉnh Thái Bình, cụ thể:

- Ở khu vực phía Tây Bắc của tỉnh (huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ), khu vực ven

biển Tiền Hải và một phần huyện Thái Thụy có thể tiến hành khai thác nước tập

trung bằng các giếng khoan đường kính nhỏ trong tầng chứa nước qh ở chiều sâu 20

30 m để đảm bảo nguồn nước phục vụ ăn uống sinh hoạt cho người dân trong tỉnh;

- Đối với những khu vực nước dưới đất tầng chứa nước Holocen không đáp

ứng yêu cầu chất lượng, trữ lượng như một phần huyện Đông Hưng, Quỳnh Phụ,

Thái Thụy có thể tiến hành khai thác nước trong TCN qp bằng các giếng khoan

đường kính nhỏ với chiều sâu 60 90 m hoặc các công trình cấp nước tập trung với

các lỗ khoan khai thác có chiều sâu 60 150 m tuy nhiên số lượng cũng không lớn

để đảm bảo tránh dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt tầng chứa nước Pleistocen;

- Đối với những khu vực khó khăn về nguồn nước dưới đất như không đảm

bảo chất lượng, nước bị mặn ở hầu hết các tầng chứa nước, khó khai thác hay nhiễm

nhiều sắt… khuyến cáo người dân có thể sử dụng nước mưa để ăn uống, sử dụng

142

nước từ giếng đào, ao, hồ… để sinh hoạt (tắm giặt, rửa, vệ sinh…) và sử dụng

nguồn nước mặt từ sông về lọc, lắng sơ bộ, xử lý bằng các trạm cấp nước tập trung

để cung cấp cho ăn uống, sinh hoạt hàng ngày cho người dân địa phương như xã

Đông Phong, Đông Hưng, khu vực Kiến Xương, Tiền Hải.

4.7.1.3. Xây dựng các hồ chứa nước nhân tạo và giải pháp tăng cường bổ sung

nhân tạo cho nước dưới đất

Để ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tránh quá trình xâm

nhập mặn của nước biển vào các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu cần tích cực

thực hiện một số giải pháp sau:

- Do quá trình đô thị hóa cao, dân sô tăng nhanh cùng sự phát triển hoạt động

xây dựng nhà ở, cơ sở hạ tầng, các khu công nghiệp làm thu hẹp diện tích bề mặt

đất nông nghiệp, sông, hồ dẫn đến sự suy giảm nguồn bổ cập của nước mưa cho

nước dưới đất. Điều này đã gop phân làm tăng quá trình xâm nhập mặn từ tầng chứa

nước bên trên xuống và từ nước biển vào nước dưới đất. Xuất phát từ thực tế đó, để

cân bằng nước mặn và nước nhạt, đẩy biên mặn ra xa cần liên tục bổ cập nguồn

nước nhạt cho nước dưới đất và một trong những giải pháp hiệu quả là tăng cường

cải tạo, nâng cấp và xây dựng mới các hồ chứa. Vấn đề này cần được thực hiện

đồng thời với quy hoạch sử dụng đất trên toàn tỉnh trong đó cần đảm bảo một tỷ lệ

ao hồ nhất định để phục vụ cấp và tiêu thoát nước hợp lý;

- Cải tạo, nâng cấp, phát triển mạng lưới kênh mương thủy lợi để đảm bảo tiêu

thoát nước, phục vụ tưới tiêu, cung cấp nguồn nước nhạt bổ sung cho các tầng chứa

nước khu vực nghiên cứu;

- Ngoài ra, để đảm bảo và duy trì được trữ lượng nguồn nước nhạt cho địa

phương, cần có những chiến lược trong nghiên cứu khoa học công nghệ, đưa ra các

giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm tăng cường bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất của

tỉnh Thái Bình, tránh xâm nhập mặn và rửa nhạt cho các khu vực nước dưới đất

đang bị nhiễm mặn.

4.7.2. Các giải pháp duy trì, bảo vệ nước dưới đất

4.7.2.1. Xây dựng các quy định nhằm duy trì, bảo vệ nước dưới đất

143

Trong những năm qua, công tác bảo vệ môi trường, đặc biệt là môi trường

nước đã được Nhà nước rất quan tâm, nhiều văn bản, qui phạm pháp luật đã được

ban hành như Luật Bảo vệ môi trường, Luật Tài nguyên nước… Tuy nhiên, hệ

thống các văn bản đề cập đến công tác bảo vệ môi trường nước dưới đất đặc biệt

trước các tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng vẫn chưa nhiều cùng với

đó vấn đề triển khai thực hiện còn chưa được sâu, rộng, còn nhiều bất cập. Vì vậy,

cần nghiên cứu và xây dựng các văn bản, quy phạm, quy định cụ thể cho công tác

bảo vệ tài nguyên nước dưới đất, trong đó tập trung vào những vấn đề sau:

- Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ, duy trì miền cấp – thoát

nước cùng nguồn bổ cập cho nước dưới đất tại các miền cấp và các khu vực bổ sung

nhân tạo;

- Ban hành các quy định và hướng dẫn chi tiết trong đánh giá tác động môi

trường cho các công trình khai thác nước dưới đất. Đưa ra chiến lược tổng thể mang

tính liên vùng trong khai thác nước dưới đất;

- Quy định và hướng dẫn cụ thể công tác trám lấp các lỗ khoan không được sử

dụng đặc biệt tại khu vực ven biển Tiền Hải, Thái Thụy đồng thời đưa ra các văn

bản hướng dẫn quy trình giám sát thi công các giếng khai thác nước và các công

trình phục vụ bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất.

4.7.2.2. Xây dựng các quy định về bảo vệ tài nguyên nước dưới đất đồng thời với

quy hoạch phát triển địa phương

Hiện nay, trong công tác quy hoạch, thiết kế mạng lưới các công trình khai

thác nước dưới đất tại địa phương mới chỉ tập trung vào các khu vực có nguồn tài

nguyên nước nhạt phong phú (huyện Hưng Hà) hay mới chỉ chú ý đến vị trí các

công trình khai thác sao cho thuận tiện việc cung cấp nước cho các hộ gia đình, các

cơ sở sản xuất… mà chưa quan tâm đến việc khai thác kết hợp với bảo vệ nguồn bổ

cập cho nước dưới đất, chưa chú ý đến hiện trạng ranh giới mặn - nhạt nhằm bảo vệ

nguy cơ cạn kiệt và hạn chế quá trình xâm nhập mặn. Kết quả là nhiều công trình

khai thác nước dưới đất bị thu hẹp không còn đủ diện tích để bổ cập hay nhiều công

trình khai thác bị nhiễm mặn… Bên cạnh đó, việc quy hoạch, phát triển địa phương,

144

xây dựng nông thôn mới... còn chưa có sự phối hợp giữa quy hoạch xây dựng với

quy hoạch khai thác nước dưới đất nhằm bảo vệ nguồn nước khỏi cạn kiệt, ô nhiễm

và nhiễm mặn. Do đó, để bảo vệ nguồn nước dưới đất cần có sự phối hợp trong quy

hoạch, định hướng phát triển địa phương với quy hoạch bảo vệ nguồn nước dưới

đất, từ đó xây dựng và ban hành các Quy định, Thông tư, Nghị định liên quan, trong

đó cần tập trung vào các vấn đề sau:

- Quy định xây dựng mạng lưới lỗ khoan khai thác nước dưới đất và lỗ khoan

quan trắc với quy hoạch xây dựng, phát triển địa phương và các ngành kinh tế;

- Quy định xây dựng đới phòng hộ vệ sinh cho miền cấp nước và các công

trình khai thác, sử dụng nguồn nước với quy hoạch xây dựng, phát triển địa phương.

4.7.2.3. Điều tra, đánh giá tiềm năng nước dưới đất vùng ven biển và quản lý tổng

hợp các nguồn nước

Hiện nay, công tác điều tra đánh giá, tiềm năng tài nguyên nước vùng ven

biển chủ yếu sử dụng các kết quả nghiên cứu từ nhiều năm trước đây trong đó chưa

xét đến các tác động của yếu tố thời tiết, nước biển dâng cùng định hướng, phát

triển kinh tế vùng, các công trình xây dựng... nên chưa đánh giá được sự biến động

tài nguyên nước dưới đất. Ngoài ra, hiện nay trên địa bàn tỉnh đang phát triển nhiều

hoạt động công nghiệp, kinh tế làm gia tăng các công trình khai thác nước đơn lẻ,

lưu lượng lớn trong đó chưa tính đến tính chất liên vùng, toàn cục cùng tác động

của biến đổi khí hậu, điều này ảnh hưởng không nhỏ đến trữ lượng và chất lượng

nước dưới đất trong vùng nghiên cứu. Ngoài ra, việc phát triển xây dựng các công

trình hiện đại như nhà cửa, đường sá... ngày một gia tăng đã dẫn đến hạn chế nguồn

bổ cập cho các công trình khai thác nước dưới đất làm nguồn tài nguyên này dần bị

cạn kiệt và giảm quá trình rửa mặn. Vì vậy, việc quy hoạch khai thác nước dưới đất

phục vụ cấp nước đặc biệt khu vực ven biển cần có sự đánh giá tổng hợp tiềm năng

nước dưới đất trong tương lai mang tính chiến lược liên vùng, liên huyện nhằm định

hướng khai thác, sử dụng hợp lý. Để đạt được các yêu cầu này cần tập trung đánh

giá các vấn đề sau:

145

- Tổ chức điều tra đánh giá tổng thể tài nguyên nước mang tính liên vùng, liên

huyện đảm bảo nguồn cấp hợp lý, hạn chế xâm nhập mặn. Quy hoạch, định hướng

khai thác sử dụng tài nguyên nước dưới đất đảm bảo tính bền vững;

- Dự báo, đánh giá trữ lượng và chất lượng tài nguyên nước dưới đất đồng thời

tính toán cân bằng và định hướng quy hoạch quản lý tổng hợp tài nguyên nước cho

các lưu vực, đáp ứng nhu cầu phát triển của tỉnh ứng với các kịch bản biến đổi khí

hậu và nước biển dâng trong 30 - 50 - 100 năm sau;

- Điều tra, đánh giá và xác định nguồn tài nguyên nước dưới đất nhạt vùng ven

bờ biển nhằm tính toán và thiết lập mạng lưới các công trình khai thác nước dưới

đất tối ưu cho vùng nghiên cứu.

4.7.2.4. Đánh giá khả năng tự bảo vệ của các tầng chứa nước trước tác động của

biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Để hạn chế tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới

đất cần tập trung đánh giá, khoanh vùng khả năng tự bảo vệ của các tầng chứa nước

khu vực nghiên cứu, trong đó tập trung vào các vấn đề sau:

- Nghiên cứu xác định cấu trúc địa chất, ĐCTV, bề dày và đặc trưng thấm

nước của các tầng chứa nước cũng như những vị trí dễ bị tác động của các nhân tố

bên ngoài dẫn tới quá trình xâm nhập mặn;

- Xác định các nguồn cấp nước và con đường di chuyển mặn từ nước biển vào

các tầng chứa nước trong đất liền khi nước biển dâng lên;

- Đánh giá, phân vùng khả năng tự bảo vệ nước dưới đất hay những vùng nước

biển có khả năng xâm nhập vào nước dưới đất trước tác động của Biến đổi khí hậu

và nước biển dâng;

- Trên cơ sở phân vùng, xây dựng và thực hiện các giải pháp bảo vệ tài nguyên

nước dưới đất ứng với từng khu vực có mức độ tự bảo vệ khác nhau theo kịch bản

biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

4.7.2.5. Thúc đẩy công nghệ xử lý nước hoặc tái sử dụng nguồn nước

Hiện nay, trên thế giới do nguồn nước nhạt phục vụ sinh hoạt còn khan hiếm

nên nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện nhằm đưa ra các giải pháp công

146

nghệ xử lý nước thải, nước đã qua sử dụng tái tuần hoàn trở lại nhằm tiết kiệm tối

đa nguồn nước, sử dụng nguồn nước mặt. Với hiện trạng phân bố mặn – nhạt hiện

nay tại Thái Bình, để đảm bảo lượng nước cấp phục vụ dân sinh đặc biệt trước tác

động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng cần phát triển các nghiên cứu khoa

học, tăng cường đầu tư nghiên cứu, xử lý nguồn nước mặt, nước sông đạt tiêu chuẩn

phục vụ cấp nước cho người dân địa phương cũng như áp dụng các công nghệ xử

lý, tuần hoàn, tái sử dụng các nguồn nước nhạt để tiết kiệm nguồn nước.

4.7.2.6. Đánh giá tác động môi trường chiến lược cho các phương án khai thác sử

dụng nước dưới đất

Hiện nay, đồng thời với xu thế phát triển mạnh mẽ tại địa phương, nhiều các

khu dân cư, các khu công nghiệp được xây dựng dẫn tới sự gia tăng các công trình

khai thác nước đơn lẻ hoặc cụm lỗ khoan khai thác tập trung. Trong đó hầu hết các

công trình khai thác nước dưới đất đều không được đánh giá tác động môi trường,

hoặc chỉ đánh giá đối với từng công trình đơn lẻ, chưa quan tâm đến các tác động

mang tính tổng thể toàn vùng dẫn đến sự suy thoái tài nguyên nước dưới đất. Trong

những năm gần đây, ở Việt Nam đã quan tâm và tiến hành triển khai việc đánh giá

tác động môi trường chiến lược cho các dự án phát triển kinh tế - xã hội tuy nhiên

với dự án khai thác tài nguyên nước dưới đất vẫn chưa được đánh giá. Vì vậy, trước

nhu cầu thực tiễn hiện nay đặc biệt trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước

biển dâng, cần phải tiến hành đánh giá tác động môi trường chiến lược có tính liên

vùng để bảo vệ tốt tài nguyên nước dưới đất cho khu vực nghiên cứu.

4.7.2.7. Đầu tư phát triển mạng lưới quan trắc động thái nước dưới đất

Ở nước ta hiện nay, việc thiết lập mạng lưới quan trắc nước dưới đất đã và

đang được thực hiện ở nhiều nơi trên cả nước tuy nhiên mạng lưới quan trắc vẫn

còn thưa đặc biệt chưa đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu - nước biển

dâng tới nước dưới đất. Riêng tại Thái Bình, hệ thống quan trắc nước dưới đất phân

bố tập trung tại khu vực ven biển Thái Thụy và Quỳnh Phụ với 8 giếng quan trắc

tập trung cho các tầng chứa nước khác nhau. Tuy nhiên, số lượng giếng khai thác

còn thưa, các giếng quan trắc phân bố không đều trên toàn tỉnh. Vì vậy, để đánh giá

147

hết trữ lượng và chất lượng nước dưới đất cần tăng cường năng lực hệ thống quan

trắc hiện có phục vụ nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - nước

biển dâng đến nước dưới đất đồng thời bổ sung thêm các giếng quan trắc cho các

khu vực khác trong tỉnh, trong đó cần tập trung vào các vấn đề sau:

- Rà soát, đánh giá hiệu quả hoạt động của các giếng quan trắc hiện có của tỉnh;

- Thiết kế, xây dựng bổ sung thêm các lỗ khoan quan trắc cho các khu vực

khác trong tỉnh, đặc biệt tại khu vực gần ranh giới mặn nhạt và khu vực động thái

ven bờ để thu thập thêm các thông tin về trữ lượng và chất lượng nước dưới đất;

- Đầu tư lắp đặt các thiết bị, hệ thống quan trắc tự động;

- Tổ chức đào tạo nhân lực thực hiện quan trắc động thái nước dưới đất thường

xuyên đảm bảo chất lượng;

- Xây dựng các quy định, hướng dẫn quan trắc (kỹ thuật, nội dung quan trắc,

các chỉ tiêu phân tích, tần suất quan trắc...), nguồn kinh phí cho quan trắc, bảo quản

và lưu giữ số liệu quan trắc đảm bảo kỹ thuật;

- Thu thập, tổng hợp số liệu quan trắc và kết nối liên vùng đảm bảo đánh giá

chính xác động thái nước dưới đất khu vực nghiên cứu.

4.7.2.8. Xây dựng hệ thống thông tin dữ liệu để quản lý khai thác, sử dụng nước

dưới đất

Hiện nay, việc lưu giữ thông tin, dữ liệu có ý nghĩa quan trọng trong quản lý

tài nguyên nước dưới đất nhằm tổng hợp các biến đổi về động thái nước dưới đất,

sự thay đổi về trữ lượng và chất lượng nước để từ đó đưa ra các giải pháp quản lý

và xử lý phù hợp, kịp thời. Hệ thống thông tin dữ liệu được cập nhật, lưu giữ còn có

ý nghĩa quan trọng giúp các nhà quản lý đưa ra các chính sách bảo vệ tài nguyên

nước, các quyết định cấp phép, quản lý tài nguyên nước dưới đất ở vùng nghiên

cứu… Việc lưu giữ các thông tin, dữ liệu tài nguyên nước dưới đất bao gồm các nội

dung chủ yếu sau:

- Xây dựng chương trình phần mềm quản lý dữ liệu tài nguyên nước dưới đất,

chia sẻ thông tin về diễn biến biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho địa phương;

148

- Tăng cường đầu tư trang, thiết bị máy móc, xử lý thông tin dữ liệu cho hệ

thống thông tin;

- Tổ chức nối mạng liên vùng và giữa địa phương với cơ quan quản lý tài

nguyên nước Trung ương để có nhiều nguồn thông tin với quy mô trên diện rộng;

- Tổ chức vận hành hệ thống thông tin dữ liệu phục vụ việc quản lý khai thác,

sử dụng hợp lý tài nguyên nước dưới đất.

4.7.2.9. Nâng cao nhận thức cộng đồng về biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Tài nguyên nước dưới đất tỉnh Thái Bình có nhiều biến đổi phức tạp và khan

hiếm. Việc bảo vệ và sử dụng tiết kiệm, hợp lý nguồn tài nguyên này có ý nghĩa

quan trọng và cần được sự ủng hộ của cộng đồng. Do vậy việc trang bị, cung cấp

các thông tin, kiến thức nhằm nâng cao nhận thức, năng lực cho cán bộ, người dân

về biến đổi khí hậu - nước biển dâng, ảnh hưởng của nó tới nước dưới đất và về

việc sử dụng tiết kiệm, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất có ý nghĩa rất lớn với tỉnh

Thái Bình, bao gồm các nội dung chính như sau:

- Xác định các đối tượng chính cần được đào tạo, nâng cao nhận thức;

- Xây dựng các chương trình, nội dung giáo dục, tuyên truyền phù hợp nhằm

nâng cao nhận thức của cộng đồng về ý nghĩa của việc bảo vệ nguồn tài nguyên

nước dưới đất trước tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng;

- Tăng cường năng lực (con người, thiết bị, cơ sở vật chất...) cho công tác

tuyên truyền, giáo dục nhằm nâng cao nhận thức của cộng đồng về bảo vệ nguồn tài

nguyên nước dưới đất khu vực nghiên cứu;

- Tổ chức đào tạo nâng cao nhận thức về bảo vệ tài nguyên nước dưới đất cho

các cơ quan quản lý địa phương, cán bộ chuyên trách và người dân.

149

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

1. Nước dưới đất của tỉnh Thái Bình được hình thành do các tác động của chu

kỳ tiến hóa địa chất, mưa và các kỳ lũ lụt trong năm với 3 tầng chứa nước chính là :

Neogen, Pleistocen và Holocen. Tầng chứa nước trên cùng Holocen được hình

thành do tác động của quá trình xâm thực, bóc mòn bởi mưa lớn xảy ra không đồng

đều trên toàn bộ khu vực cùng mạng lưới sông ngòi dày đặc với đặc trưng nước

mặn và nhạt đan xen. Trong khu vực có hai khoảnh mặn tiêu biểu là khoảnh Quỳnh

Phụ - Đông Hưng và khoảnh mặn phân bố ở khu vực giữa sông Hồng và sông Trà

Lý thuộc địa phận huyện Tiền Hải, Kiến Xương và một phần huyện Vũ Thư. Khu

vực nước nhạt phân bố chủ yếu ở phía Bắc của tỉnh, tập trung ở khu vực huyện

Hưng Hà, Đông Hưng và một phần huyện Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Kiến Xương.

Diện tích vùng nước mặn năm 2014 đã thu hẹp lại khoảng 180 km2 so với năm

1996, trong đó tổng diện tích vùng mặn trước đây là 700,5 km2 và diện tích vùng

nước mặn hiện nay là 521,13 km2. Tầng chứa nước này chịu ảnh hưởng lớn của

nước mưa và nước sông, biển. Trong đó, lượng nước mưa bổ cập cho tầng chứa

nước qh vào mùa mưa ước tính chiếm khoảng (25 27) % với tổng lượng nước bổ

cập khoảng (0,0003 0,00032) m/ng. Nước sông, biển có ảnh hưởng đến tầng chứa

nước Holocen trong phạm vi từ 1,5 ÷ 3,0 km so với đường bờ. Khi mực nước biển

tăng lên 10% thì mực nước dưới đất ở phạm vi chịu ảnh hưởng tăng lên 0,1 ÷ 0,2%.

Lưu lượng nước đơn vị bổ cập trung bình từ sông, biển vào tầng chứa nước ước tính

khoảng từ 0,000000882 đến 0,0000032 m2/ng. Tổng lượng nước bổ cập cho TCN

qh khoảng 345.460 m3/ngày.

2. Nước trong TCN Pliestocen hình thành trong 3 giai đoạn Lệ Chi, Hà Nội và

Vĩnh Phúc. Nước có chất lượng phân bố không đồng đều với 2 vùng mặn – nhạt

trong đó khoảnh nước nhạt phân bố tập trung ở phần phía Bắc của tỉnh thành một

dải kéo dài liên tục trong phạm vi các huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Quỳnh Phụ và

một phần huyện Thái Thuỵ. Ranh giới mặn – nhạt hiện nay có sự dịch chuyển so với

kết quả nghiên cứu năm 1996 của tác giả Lại Đức Hùng tuy nhiên sự thay đổi không

150

đáng kể, diện tích vùng nước nhạt hiện nay là 905,4 km2. Ở tầng chứa nước

Pleistocen, nước biển có ảnh hưởng trong phạm vi 1,5 km so với đường bờ biển.

Chúng đóng vai trò truyền áp và phần nào tác động đến sự hình thành đới nước mặn

dưới đất khu vực ven biển. Khi mực nước biển tăng lên 10% thì mực nước dưới đất

ở phạm vi chịu ảnh hưởng tăng lên 3,5 ÷ 4%. Tầng chứa nước Pleistocen còn chịu

ảnh hưởng của quá trình thấm xuyên và hoạt động khai thác. Lưu lượng bổ cập đơn

vị từ tầng chứa nước Holocen qua tầng thấm nước yếu là 2,30.10-7 ÷ 6,30.10-7 m/ng.

Tổng lưu lượng thấm xuyên khoảng 1.000 m3/ng. Nhìn chung, tầng chứa nước qp

chịu ảnh hưởng chính của hoạt động khai thác. Với tổng lượng nước dưới đất khai

thác trên toàn tỉnh ước tính là 479.679 m3/ng đã gây hạ thấp mực nước dưới đất theo

thời gian, bổ sung nước mặn từ tầng chứa nước bên trên xuống gây dịch chuyển

ranh giới mặn – nhạt, hầu hết các khu vực bị thu hẹp vùng nước nhạt hiện nay đều

chịu ảnh hưởng của các giếng khai thác nước của tỉnh.

3. Để dự báo ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến nước dưới đất khu vực nghiên

cứu, tác giả đã sử dụng mô hình MODFLOW, phần mềm SEAWAT để tính toán sự

dịch chuyển ranh giới mặn - nhạt theo các điều kiện khí hậu. Kết quả dự báo được

xây dựng trong trường hợp chưa có sự thay đổi khí hậu và nước biển dâng cho thấy

nếu tiếp tục gia tăng lượng mưa như hiện nay, tầng chứa nước Holocen đang rửa mặn

theo thời gian với diện tích vùng nước mặn đến năm 2100 được thu hẹp khoảng 103,5

km2, lượng nước nhạt ước tính đạt 103,18 triệu m3. Tuy nhiên, dưới tác động của

BĐKH&NBD, với lượng mưa tăng song mực nước biển dâng cao, ngập ở những khu

vực ven biển nên xâm nhập mặn tiến sâu vào đất liền, ảnh hưởng chính đến tầng chứa

nước qh. Tính đến năm 2100, với kịch bản phát thải A2, diên tich vùng nươc măn

TCN qh theo dự báo là 630,869 km2, thu hẹp diện tích vùng nước nhạt khoảng 109,7

km2 so với hiện tại. Đối với tầng chứa nước Pleistocen, diện tích vùng nước nhạt thu

hẹp khoảng 30,6 km2 so với hiện nay. Từ đó mô hình đã ước tính được lượng nước

nhạt đến năm 2100 với mức phát thải cao nhất A2 đối với tầng chứa nước qh là

492,443 triêu m3 và tầng chứa nước qp là 1.069,43 triệu m3.

4. Trong trường hợp nâng cấp hệ thống đê biển, tương ưng vơi kich ban phát thải

A2 đên năm 2100, diên tich nươc măn tâng chứa nước Holocen la 564,050 km2, thu

151

hẹp diện tích vùng nước nhạt so với hiện tại là 42,9 km2. Ở tầng chứa nước

Pleistocen, với lưu lượng khai thác cố định, diên tich vùng nươc nhạt bị thu hẹp

nhưng không lớn, khoảng 25,6 km2. Trữ lượng nước nhạt bị mất đi theo kịch bản phát

thải cao nhất A2 tính đến năm 2100 đối với tầng chứa nước qh ước tính là 548,073

triệu m3 và tầng chứa nước qp là 1.078,77 triệu m3. Như vậy, đê biển đã góp phần giữ

được gần 56 triệu m3 nước nhạt cho tầng chứa nước qh và gần 9,4 triệu m3 cho tầng

chứa nước qp khu vực nghiên cứu.

5. Luận án đã đưa ra một số giải pháp trong quản lý, ngăn ngừa, giảm thiểu, hạn

chế sự xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước ven biển, cải tạo, nâng cấp, xây dựng

hệ thống đê biển, quy hoạch, điều chỉnh chế độ khai thác phù hợp, tăng cường xây

dựng các hồ chứa nhân tạo, phát triển kênh mương thủy lợi để tăng cường bổ sung

nước nhạt cho nước dưới đất đồng thời đẩy mạnh nghiên cứu khoa học, đưa ra các

công nghệ xử lý, bảo vệ nguồn tài nguyên nước dưới đất. Xây dựng, phát triển hệ

thống thông tin phục vụ dự báo các tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng

đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình.

Kiến nghị

1. Kết quả nghiên cứu hiện trạng phân bố mặn – nhạt nước dưới đất của tỉnh

Thái Bình cùng những dự báo về sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt trước tác

động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng có thể được sử dụng trong quản lý tài

nguyên nước của tỉnh Thái Bình nhằm định hướng, quy hoạch, điều chỉnh khai thác

hợp lý và đưa ra các chiến lược bảo vệ các tầng chứa nước trước nguy cơ dịch

chuyển sâu của ranh giới mặn vào đất liền;

2. Để giảm thiểu các tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước

dưới đất tỉnh Thái Bình, các nhà quản lý cần tập trung xây dựng, bảo vệ, nâng cấp

hệ thống đê điều giúp ngăn nước biển xâm nhập sâu vào đất liền, tăng cường giải

pháp bổ sung nhân tạo nước dưới đất cho các vùng bị nhiễm mặn nhiều, phát triển

mạng lưới quan trắc tự động, hệ thống thông tin địa lý trong quản lý và bảo vệ tài

nguyên nước đồng thời thực hiện đánh giá tác động môi trường chiến lược cho tất

cả các phương án khai thác sử dụng nước dưới đất tại khu vực nhằm quản lý tốt

nguồn tài nguyên thiên nhiên này.

152

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

1. Nguyễn Tuấn Anh, Phạm Tất Thắng (2014), Ảnh hưởng của nước biển dâng đến

xâm nhập mặn vào hệ thống thủy lợi nội đồng Nam Thái Bình, Tạp chí khoa học

trường Đại học thủy lợi, Hà Nội.

2. Nguyễn Biểu (2001), Bản đồ địa chất ven bờ Việt Nam, Cục Địa chất và

Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội.

3. Đỗ Văn Bình (2014), Nghiên cứu và lập lại điều kiện cổ khí hậu trong kỷ đệ tứ

vùng đồng bằng Bắc Bộ bằng phương pháp đồng vị nhằm phục vụ dự báo biến

đổi khí hậu đến năm 2050, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ trọng điểm, mã số

B2010-02-107TĐ, Hà Nội.

4. Đoàn Văn Cánh (2015), Nghiên cứu đề xuất các tiêu chí và phân vùng khai thác

bền vững, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng

Nam Bộ, Đề tài cấp Bộ mã số KC.08.06/11-15, Hà Nội.

5. Đỗ Huy Cường (2012), Nghiên cứu các dạng tai biến tự nhiên tiềm năng do Biến

đổi khí hậu và các giải pháp chiến lược thích ứng đối với cộng đồng dân cư vùng

lưu vực Sông Hồng, Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Viện hàn lâm khoa học

Việt Nam, Hà Nội.

6. Nguyễn Cao Đơn (2013), Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng tài nguyên

nước tới chế độ nước dưới đất và vấn đề xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước

vùng đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận, Tạp chí Khoa học thủy lợi và môi trường,

số 39 (12/2012).

7. Nguyễn Thị Hạ (2007), Mối quan hệ giữa địa tầng, cổ địa lý với thành phần hóa

học nước dưới đất trong các trầm tích đệ tứ vùng đồng bằng Bắc Bộ, Liên đoàn

Địa chất thủy văn – ĐCCT miền Bắc, Hà Nội.

8. Nguyễn Thị Hạ (2016), Phát triển và thực hiện các giải pháp thích ứng với biến

đổi khí hậu cấp địa phương khu vực ven biển Việt Nam (Vietadapt II), Trung tâm

Cảnh báo và dự báo tài nguyên nước, Hà Nội.

9. Khương Văn Hải (2011), Ảnh hưởng nước biển dâng đến tài nguyên nước ngầm

trên huyện đảo Phú Quý, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội.

153

10. Vũ Hoàng Hoa, Lương Hữu Dũng (2010), Nghiên cứu, dự báo xu thế diễn biến

xâm nhập mặn do nước biển dâng cho vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ, Tạp

chí khoa học trường Đại học thủy lợi, Hà Nội.

11. Hoàng Văn Hoan (2014), Nghiên cứu cơ chế xâm nhập mặn nước dưới đất

tỉnh Nam Định, Luận án Tiến sĩ Địa chất, Hà Nội.

12. Nguyễn Văn Hoàng (2011), Mô hình số lan truyền chất ô nhiễm trong

NDĐ, Giáo trình Đại học và Sau Đại học, Khoa Môi trường, Trường Đại

học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.

13. Nguyễn Văn Hoàng và nnk (2012), Nghiên cứu, đánh giá tác động của Biến

đổi khí hậu tới tỉnh Thái Bình, đề xuất các giải pháp thích ứng, giảm thiểu

thiệt hại, Viện Khoa học Việt Nam, Hà Nội.

14. Bùi Học và nnk (2005), Đánh giá tính bền vững của việc khai thác sử dụng tài

nguyên nước ngầm lãnh thổ Việt Nam. Định hướng chiến lược khai thác và

bảo vệ tài nguyên nước ngầm đến năm 2020, Đề tài cấp độc lập cấp Nhà nước,

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội.

15. Lại Đức Hùng (1996), Báo cáo thành lập Bản đồ Địa chất thủy văn tỷ lệ

1:50.000 vùng Thái Bình, Hà Nội.

16. Nguyễn Minh Khuyến (2015), Nghiên cứu đặc điểm hình thành trữ lượng

nước dưới đất lưu vực sông ven biển tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận, Luận án

Tiến sĩ Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

17. Hoàng Ngọc Kỷ (1976), Trầm tích Nhân sinh và sự hình thành đồng bằng Bắc

Bộ (Anthropogene sediments and the formation of the Bắc Bộ Plain), Địa chất,

126:3-8, Hà Nội.

18. Hoàng Ngọc Kỷ (1978), Những nét chính địa chất Đệ tứ đồng bằng Bắc Bộ

(Main features of Quaternary geology of the Bắc Bộ plain), Bản đồ ĐC, 37 :

14-22. Liên đoàn BĐĐC, Hà Nội.

19. Doãn Đình Lâm (2003), Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen châu thổ sông

Hồng, Luận án Tiến sĩ địa chất, Hà Nội, 2003.

20. Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Hoàng Văn Hoan (2006), Tính

toán sự dịch chuyển ranh giới mặn - nhạt của nước ngầm TCN qp Hải Triều,

Tiên Lữ, Hưng Yên, Báo cáo hội nghị khoa học lần thứ 17, ĐH Mỏ - Địa chất.

154

21. Nguyễn Văn Lâm (2012), Bài giảng Địa chất thủy văn môi trường, Trường

Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

22. Nguyễn Văn Lâm (2015), “Nghiên cứu đặc điểm địa chất thủy văn và đánh

giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất

vùng ven biển Bắc Bộ, Đề tài cấp Bộ MS: CTB- 2012-02-04, Trường Đại học

Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

23. Vũ Quang Lân, Vũ Nhật Thắng (1997), Những dẫn liệu mới về địa chất Đệ tứ

vùng Thái Bình - Nam Định và phụ cận, Tạp chí Bản đồ Địa chất, 1/1997:48-

52, Hà Nội.

24. Trần Minh (1994), Luận án Tiến sĩ “Trữ lượng động tự nhiên của nước dưới

đất trong trầm tích đệ tứ đồng bằng Bắc Bộ và vai trò của nó trong hình thành

trữ lượng khai thác”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

25. Phan Chu Nam (2010), Luận án Tiến sĩ “Sự hình thành trữ lượng khai thác

nước dưới đất vùng thành phố Hồ Chí Minh và đề xuất các giải pháp khai thác

hợp lý”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

26. Trần Nghi, Ngô Quang Toàn (1991), Đặc điểm các chu kỳ trầm tích và lịch sử

tiến hoá địa chất Đệ tứ của đồng bằng sông Hồng, Tạp chí Địa chất, 206-

207:65-77, Hà Nội.

27. Trần Nghi (1995), Mối quan hệ giữa đặc điểm tướng trầm tích và nước ngầm

của trầm tích đệ tứ đồng bằng sông Hồng, Tạp chí địa chất, số 226 (1-2):11-18,

Hà Nội.

28. Trần Nghi (2010), Nghiên cứu địa tầng phân tập các bể trầm tích sông Hồng,

Cửu Long, Nam Côn Sơn nhằm đánh giá tiềm năng khoáng sản, Đề tài NCKH

cấp Nhà nước KC.09.20/06-10, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội.

29. Nguyễn Kim Ngọc (chủ biên) và nnk (2005), Thủy địa hóa học, Nhà xuất bản

Giao thông vận tải, Hà Nội.

30. Nguyễn Đình Nguyên (2014), Nghiên cứu địa tầng phân tập trầm tích Pliocen

– Đệ tứ bể sông Hồng, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học tự nhiên,

Hà Nội.

155

31. Phạm Quý Nhân (1997), Luận án Tiến sĩ “Sự hình thành và trữ lượng nước

dưới đất trong các trầm tích đệ tứ đồng bằng sông Hồng và ý nghĩa của nó

trong nền kinh tế quốc dân”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

32. Đặng Hữu Ơn (1996), Dự báo trữ lượng khai thác và khả năng xâm nhập của

nước mặn đến công trình khai thác nước Mỹ Xuân (Bà Rịa - Vũng Tàu), Báo

cáo NCKH lần thứ 12 trường ĐH Mỏ - Địa chất, 200-203, Hà Nội.

33. Đặng Hữu Ơn (2003), Bài giảng Động lực học nước dưới đất, Trường Đại học

Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

34. Đặng Hữu Ơn (2003), Bài giảng Tính toán Địa chất thủy văn, Trường Đại học

Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

35. Đặng Hữu Ơn và nnk (2005), Phương pháp xác định chu kỳ dao động mực

nước theo tài liệu quan trắc động thái nước dưới đất ở đồng bằng Nam Bộ, Tạp

chí địa chất, số 288, tr.61-65.

36. Đặng Đình Phúc (1997), Sử dụng mô hình nhiễm bẩn một chiều để dự báo xâm

nhập mặn nước dưới đất, Tuyển tập các công trình KH, Đại học Mỏ - Địa chất,

Hà Nội.

37. Đặng Đình Phúc (2000), Nghiên cứu đánh giá tiềm năng, hiện trạng khai

thác và dự báo cạn kiệt, xâm nhập mặn nước dưới đất khu vực Hải Hậu -

Giao Thủy, thuộc vùng duyên hải tỉnh Nam Định, Báo cáo đề tài, Hà Nội.

38. Nguyễn Đức Rỡi (2006), Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Sự hình thành trữ lượng

khai thác nước dưới đất thấu kính nước nhạt trong thành tạo Pleistocen vùng

ven biển Nam Định – Ninh Bình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

39. Nguyễn Sơn (2007), Dự báo sự xâm nhập mặn đến các giếng khoan lưu

vực sông Nhuệ và sông Đáy bằng phần mềm Visual Modflow 2.8.2, Tạp

chí Biển Việt Nam 5/07, tr.15-18.

40. Nguyễn Sơn, Trịnh Ngọc Tuyến (2010), Dự báo sự xâm nhập mặn đến

các giếng khoan khai thác nước ngầm dải ven biển Quảng Bình bằng phần

mềm Visual Modflow 2.8.2, Báo cáo Hội nghị khoa học Địa lý toàn quốc

lần thứ 5, Hội Địa lý Việt Nam, Hà Nội.

156

41. Đỗ Trọng Sự, Phạm Quý Nhân (2003), Nghiên cứu đặc điểm thủy địa

hóa vùng đồng bằng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, Đề tài nghiên cứu

cấp Bộ, Hà Nội.

42. Lê Thị Thanh Tâm và nnk (2011), Nghiên cứu đánh giá thực trạng suy thoái, ô

nhiễm môi trường nước dưới đất tỉnh Thái Bình và đề xuất các giải pháp khai

thác, sử dụng hợp lý nguồn nước dưới đất trên quan điểm phát triển bền vững,

Viện Khoa học Việt Nam, Hà Nội.

43. Tống Duy Thanh, Vũ Khúc và nnk (2012), Các phân vị địa tầng Việt Nam,

Nhà xuất bản Đại học quốc gia, Hà Nội.

44. Trần Đức Thạnh (1988), Dẫn liệu về đợt hạ thấp mực biển vào cuối Holocen

giữa - đầu Holocen muộn ở vùng ven bờ Đông Bắc, Tạp chí các khoa học về

Trái đất, 10/3-4: 50-53, Hà Nội.

45. Vũ Nhật Thắng (1996), Bản đồ Địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ

Thái Bình – Nam Định, Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

46. Nguyễn Đình Tiến, Phạm Đình Chuy (2007), Các nhân tố cơ bản ảnh hưởng

đến nước dưới đất vùng ven biển tỉnh Thừa Thiên Huế, Trường Đại học Khoa

học, Đại học Huế.

47. Trịnh Hoài Thu (2014), Luận án Tiến sĩ “Đánh giá hiện trạng và dự báo xâm

nhập mặn tầng nước ngầm Pleistocen do khai thác nước ngầm vùng ven biển

đồng bằng sông Hồng”, Trường Đại học khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia

Hà Nội.

48. Nguyễn Thị Thanh Thuỷ (2007), Đánh giá thành phần hoá học của nước mưa

tham gia vào nước dưới đất vùng Hà Nội, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa

chất, 20 (Số chuyên đề kỷ niệm 40 năm thành lập Bộ môn Địa chất thủy văn),

tr.75-81, Hà Nội.

49. Nguyễn Thị Thanh Thủy, Kiều Vân Anh (2009), đề tài cấp Bộ Nghiên cứu

thành phần hóa học của nước khu vực Thanh Trì – Hà Nội để góp phần làm

sáng tỏ mối quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất, Trường Đại học

Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

157

50. Nguyễn Như Trung, Nguyễn Văn Nghĩa, Nguyễn Bá Minh (2007), Dự báo

xâm nhập mặn nước ngầm vùng Hải Phòng bằng phương pháp mô hình hóa

điện trở và ĐCTV, Tạp chí Các khoa học về Trái đất, T.29, số 3, 277-283.

51. Chu Thế Tuyển và nnk (1984), Báo cáo kết quả phương án: Tìm kiếm nước

dưới đất vùng Thái Bình, Đoàn 58, Liên đoàn Địa chất Thủy văn - Địa chất

Công trình miền Bắc, Hà Nội.

52. Phạm Quang Vũ, Phí Thị Hằng (2013), Tình hình xâm nhập mặn các sông ven

biển đồng bằng sông Hồng, Tạp chí khoa học Viện Nước, tưới tiêu và Môi

trường, Hà Nội.

53. Bùi Trần Vượng (2013), Đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên

nước dưới đất vùng đồng bằng sông Cửu Long, đề xuất giải pháp ứng phó, Liên

đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyên nước miền Nam, TP Hồ Chí Minh.

54. Trần Thanh Xuân, Lê Văn Nghĩa (2011), Tác động của Biến đổi khí hậu đến

một số yếu tố khí hậu chính và tài nguyên nước trên địa phận thành phố Hà

Nội, Hà Nội.

55. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển

dâng cho Việt Nam, Hà Nội.

56. Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Bình (2010), Báo cáo hiện trạng môi

trường tỉnh Thái Bình, Thái Bình.

57. Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Bình (2012), Báo cáo tổng hợp kết quả

thực hiện nhiệm vụ điều tra, đánh giá hiện trạng khai thác, sử dụng tài nguyên

nước dưới đất tỉnh Thái Bình, Thái Bình.

58. Sở Xây Dựng tỉnh Thái Bình (2009), Báo cáo tình hình cấp nước đô thị, Công

ty cấp nước Thái Bình, Thái Bình.

59. Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam (2007), Địa chất và tài nguyên dầu khí

Việt Nam, Hà Nội.

60. Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Thái Bình (2010),

Danh mục trạm cấp nước tập trung tỉnh Thái Bình, Thái Bình.

61. Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia (2015), Báo cáo kết quả quan trắc khí

tượng thủy văn tỉnh Thái Bình năm 1960 đến năm 2015, Hà Nội.

158

62. Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên nước quốc gia (2014), Kết quả

quan trắc nước dưới đất tại các lỗ khoan quan trắc tỉnh Thái Bình, Hà Nội.

63. Viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường (2009), Tác động của BĐKH

đến tài nguyên nước ở Việt Nam và các biện pháp thích ứng, Hà Nội.

64. Viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường (2010), Biến đổi khí hậu và

tác động ở Việt Nam, Hà Nội.

65. Viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường (2010), Điều tra, đánh giá

và cảnh báo biến động của các yếu tố khí tượng thủy văn có nguy cơ gây tổn

thương tài nguyên - môi trường vùng biển và dải ven biển Việt Nam, đề xuất

các giải pháp phòng tránh và ứng phó, Báo cáo kết quả thực hiện dự án năm

2009, Hà Nội.

66. Viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường (2011), Hướng dẫn Đánh giá

tác động của Biến đổi khí hậu và xác định các giải pháp thích ứng, Hà Nội.

Tiếng Anh:

67. Adrian D.Werner, Craig T.Simmons (2009), Impact of Sea-level Rise on Sea

water Intrusion in Coastal Aquifers, United Kingdom.

68. Allen, D. M., Mackie, D. C., Wei, M. (2004), Groundwater and climate

change: a sensitivity analysis for the Grand Forks aquifer, southern British

Columbia, Canada, Hydrogeology Journal, Vol. 12, pp. 270-290.

69. Beatrice M.S. Giambastiani, Marco Antonellini, Gualbert H.P. Oude Essink,

Roelof J. Stuurman (2007), Saltwater instrution in the unconfined coastal aquifer

of Ravenna (Italy): A numerical model, Journal of Hydrology 340, 91-104.

70. Bach Thao Nguyen (2016), Coupling geophysical and isotope approachs to

better simulate salt water instrusion into coastal aquifer. Apply to the Crau

aquifer. Doctor Thesis, France.

71. Chyan – Deng Jan, Tsung – Hsien Chen, Wei-Cheng Lo (2007), Effect of

rainfall intensity and distribution on groundwater level fluctuations, Journal of

Hydrology, page 348 – 360.

72. C.W.Fetter (2008), Contaminant hydrogeology, Second Edition, Waveland Pr

Inc, (ISBN: 9781577665830), United Kingdom.

159

73. C.P Appelo, D. Postma (2007), Geochemistry, Groundwater and Pollution, 2nd

edition, A.A Balkema Publishers.

74. Dausman và Langevin (2005), Movement of the Saltwater Interface in the

Surficial Aquifer System in Response to Hydrologic Stresses and Water

Management Practices, Broward County, Florida, US Geological Survey, Miami.

75. Dough Weatherill, John Paul Williams, Chris Duesterberg, Agathe Boronkay,

Michael Williams, Brian Barnett (2005), Modelling Impacts of Climate

Change and Groudwater Extraction on Coastal Groundwater Quality and

Groundwater Dependent Ecosystems of New South Wales.

76. Eckhardt và Ulbrich (2003), Potential impacts of climate change on

groundwater recharge and streamflow in a central European low mountain

range, Journal of Hydrology, 284(1): 244-252, December 2003.

77. Ghosh Bobba, A. (2002), Numerical modelling of salt-water intrusion due to

human activities and sea-level change in the Godavari Delta, India,

Hydrological Sciences Journal, Vol. 47(S), August 2002, pp. 67-80.

78. Gurdak, Hanson (2008), Effects of climate variability and change on

groundwater resources of the United Sates, US Geological Survey Fact sheet,

2009 - 3074.4pp

79. Haruyama S., Doãn Đình Lâm, Nguyễn Địch Dỹ (2001), Ranh giới

Pleistocen/Holocen và địa tầng Holocen ở đồng bằng Bắc Bộ, Tạp chí Địa

chất, B/17-18: 1-10. Hà Nội.

80. Holger Treidel, Jose Luis Martin – Bordes, Jason J.Gurdak (2012), Climate

change effects on groundwater resources, International association of

hydrogeologists, Netherlands.

81. Holman, I. P. (2006), Climate change impacts on groundwater recharge -

uncertainty, shortcomings, and the way forward, Hydrogeology Journal, Vol.

14, pp. 637–647.

82. Hori K., Tanabe S., Saito Y., Haruyama S., Viet N., Kitamura A. (2004), Delta

initiation and Holocene sea - level change: Example from the Song Hong (Red

River) Delta, Vietnam, Sed. Geol., 164: 237-249.

160

83. Hong Wang, Jian En Gao, Meng-jie Zhang, etc (2015), Effects of rainfall

intensity on groundwater recharge based on simulated rainfall experiments and

a groundwater flow model, Elsevier Science.

84. Karl K. Lee và John C. Risley (2002), Estimates of groundwater recharge, base

flow, and stream reach gains and losses in the Willamette River Basin,

Oregon, Water – Resources investigations Report 01- 4215.

85. Kevin Hiscock, Yu Tanaka (2006), Potential impacts of Climate change on

groundwater resources: from the high plains of the US to the Flatlands of the

UK, National Hydrology Seminar, United Kingdom.

86. Loaiciga, Hugo A, Pingel, Thomas J (2009), Assessment of Seawater

Instrution Potential from Sea level rise in coastal aquifers of California, UC

Berkeley: University of California Water Resources Center.

87. Matt D.Webb, Ken W.F. Howard (2011), Model the transient response of

saline instrusion to rising sea – levels, Journal ground water, Vol. 49, No. 4,

pages 560 – 569.

88. Melloul và Collin (2006), Hydrogeological changes in coastal aquifers due to

sea level rise, Ocean and Coastal Management, 49 (5-6), 281 – 297.

89. N Mzila, E B Shuy (2003), Studies on Groundwater salinity distribution in a

coastal reclaimed land in Singapore, International Conference on Estuaries and

coasts, China.

90. Nguyen Cao Don, Araki H., Yamanishi H. and Koga K. (2005), Simulation of

Groundwater Flow and Environmental effects resulting from pumping, Journal

of Environmental Geology, an International Journal of Geosciences, Vol. 47,

No.3, pp 361-374. ISSN: 0943-0105, published by Spinger.

91. Oude Essink, E. S. Van Baaren và P. G. B. de Louw (2010), Effects of climate

change on coastal groundwater systems: A modeling study in the Netherlands,

American Geophysical Union.

92. Ousmane Coly Diouf et al (2012), Combine uses of water – table fluction

(WTF), chloride mass balance (CMB) and environmental isotopes methods to

investigate groundwater recharge in the Thiaroye sandy aquifer (Dakar,

161

Senegal), African Journal of Environmental Sience and technology Vol 6 (11),

pp 425 – 437.

93. O. Batellan và S.T. Woldeamlak (2007), Arcview interface for Wetpass, Vrije

University Brussel, Department of Hydrology and hydraulic engineering,

Belgium.

94. Philip M.Nyenje, Okke Batelaan (2009), Estimating the effects of climate

change on groundwater recharge and baseflow in the upper Ssezibwa

catchment, Uganda, Hydrological Sciences - Journal - des Sciences

Hydrologiques, 54(4), Special issue: Groundwater and Climate in Africa.

95. Priyantha Ranjan, So Kazama, Masaki Sawamoto (2006), Effects of climate

change on coastal fresh groundwater resources, Japan.

96. Rasmussen, Sonnenborg, Goncear, Hinsby (2013), Assessing impacts of

climate change, sea level rise, and drainage canals on saltwater instrusion to

coastal aquifer, Hydrology and Earth system Siences.

97. Richard W. Healy, Peter G.Cook (2002), Using groundwater levels to

estimate recharge, Journal of Hydrology, Vol.10, No. 1, pp 91-109.

98. Samrit Luoma, Jarkko Okkonen (2014), Impacts of Future Climate Change

and Baltic Sea Level Rise on Groundwater Recharge, Groundwater Levels,

and Surface Leakage in the Hanko Aquifer in Southern Finland, Water, 6,

pages 3671-3700.

99. Sahli H., Tagorti M.A., Tlig S. (2013), Groundwater hydrochemistry and mass

transfer in a stratified quifer system (Jeffara – Gabes basin, Tunisia), Larhyss

Journal, No 12, Page 95-108.

100. Sherif, Mohsen M., Singh, Vijay P. (1999), Effect of climate change on sea water

intrusion in coastal aquifers, Hydrological Processes, Vol. 13, pp.1277-1287.

101. Shwan Seeyan, Broder Merkel (2015), Groundwater recharge estimation for

shaqlaw – harrir basin in Kurdistan region, Iraq, Journal of Environmental

Hydrology, Vol 23, Page 4.

102. Singh và C.P Kumar (2008), Impact of climate change on groundwater

resources, National Institute of Hydrology, Uttarakhand.

162

103. Sun Woo Chang, T. Prabhakar Clement, Matthew J. Simpson, Kang - Kun Lee

(2011), Does sea – level rise have an impact on saltwater instrution, Advances

in water resources 34 (1283 – 1291).

104. Tanabe S., Hory K., Saito Y., Haruyama S., Doanh L.Q., Sato Y., Hiraide S.

(2003), Sedimentary facies and radiocarbon dates of the Nam Dinh - 1 core

from the Song Hong (Red River) delta, Viet Nam, J. of Asian Earth Sci., 21:

503-513.

105. Tanabe S., Hory K. Saito Y., Haruyama S., Van Phai Vu & Kitamura A.,

(2003), Song Hong (Red River) delta evolution related to millenium-scale

Holocene sea-level change, Quaternary Sci. Rev., 22: 2345-2361.

163

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ

Tiếng Việt:

1. Trần Thị Thanh Thủy, Đỗ Văn Bình (2012), Đánh giá hiện trạng môi trường

nước tỉnh Thái Bình. Đề xuất các giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý, Hội

nghị Khoa học lần thứ 20 Trường Đại học Mỏ - Địa chất, trang 145 – 151.

2. Trần Thị Thanh Thủy, Nguyễn Chí Nghĩa (2012), Nghiên cứu sự biến đổi của

khí tượng đến dao động mực nước dưới đất tỉnh Thái Bình, Hội nghị Khoa học

lần thứ 20 Trường Đại học Mỏ - Địa chất, trang 124 – 130.

3. Tran Thi Thanh Thuy, Do Van Binh (2012), Features of the water environment

at Thai Binh province and the solution for it sustainable mining and utilization,

Conference of Mining, page 469 – 475.

4. Trần Thị Thanh Thủy, Nguyễn Văn Lâm, Đặng Hữu Ơn (2014), Hiện trạng phân

bố mặn – nhạt nước dưới đất tỉnh Thái Bình và đề xuất giải pháp khai thác hợp lý,

Hội nghị Khoa học lần thứ 21 Trường Đại học Mỏ - Địa chất, trang 389 – 396.

5. Trần Thị Thanh Thủy (2015), Đánh giá mối quan hệ giữa mực nước sông, nước biển

với nước dưới đất tỉnh Thái Bình, Hội thảo kỷ niệm 10 năm thành lập BM Địa sinh

thái và Công nghệ môi trường, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, trang 55 – 62.

6. Trần Thị Thanh Thủy (2015), “Nghiên cứu mối quan hệ thủy địa hóa giữa nước

biển và nước dưới đất tầng chứa nước Pleistocen khu vực ven biển tỉnh Thái

Bình”, Đề tài cấp cơ sở MS: T15 - 23, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

7. Trần Thị Thanh Thủy (2016), Đánh giá mối quan hệ thủy lực giữa nước biển với

nước dưới đất tỉnh Thái Bình, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 3, trang 19 - 26.

8. Trần Thị Thanh Thủy (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng mưa đến tài nguyên

nước dưới đất tỉnh Thái Bình, Tạp chí khí tượng thủy văn, số 670, trang 33 – 39.

9. Trần Thị Thanh Thủy (2017), Nghiên cứu chất lượng mặn – nhạt tầng chứa nước

Holocen tỉnh Thái Bình, Tạp chí Tài nguyên và môi trường, số 5, trang 16 – 18.

Tiếng Anh:

10. Tran Thi Thanh Thuy, Nguyen Van Lam, Dang Huu On (2014), Distribution of

saline and freshwater in groundwater in Thai Binh province and solution for

reasonable exploitation, Proceeding of 2nd DAAD Alumni Workshop, Journal

of VietNamese environment, vol 6, page 120 – 125.

11. Tran Thi Thanh Thuy, Do Van Binh (2017), Study the impact of climate change

and sea level rise on groundwater resources in Thai Binh province, Viet Nam,

Proceeding of international conference on Geo-spatial technologies and earth

resources (GTER 2017), Ha Noi, Vietnam, page 797 – 803.