Ảnh hưởng của nước biển dâng đến xâm nhập mặn vào hệ thống thủy lợi nội đồng Nam Thái Bình

Dưới tác động của nước biển dâng, hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình được đánh giá là một trong những vùng dễ bị tổn thương nhất. Trong bài báo này, nhóm tác giả đã sử dụng mô hình MIKE 11 để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn của hệ thống Nam Thái Bình theo các kịch bản nước biển dâng. Mời bạn đọc cùng tham khảo để nắm bắt các nội dung.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của nước biển dâng đến xâm nhập mặn vào hệ thống thủy lợi nội đồng Nam Thái BìnhẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN XÂM NHẬP MẶN VÀO HỆ THỐNG THỦY LỢI NỘI ĐỒNG NAM THÁI BÌNH Nguyễn Tuấn Anh Phạm Tất ThắngTóm tắt: Dưới tác động của nước biển dâng, hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình được đánh giá làmột trong những vùng dễ bị tổn thương nhất. Trong bài báo này, nhóm tác giả đã sử dụng môhình MIKE11 để mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn của hệ thống Nam Thái Bình theo các kịchbản nước biển dâng. Kết quả mô phỏng cho thấy mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn vào hệthống phụ thuộc chủ yếu vào chế độ đóng mở của các cống lấy nước đầu mối, các kịch bản nướcbiển dâng làm thay đổi không nhiều chiều dài xâm nhập mặn trên các sông nhưng độ lớn củacác lưỡi mặn thì tăng lên đáng kể.Từ khóa: Nam Thái Bình, xâm nhập mặn, nước biển dâng, MIKE11.1. Đặt vấn đề Hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình là một trong 22 hệ thống thủy lợi lớn thuộc đồng bằngBắc Bộ nằm phía hữu sông Trà Lý, kéo dài từ 20º16’37’’ đến 20º31’28’’ vĩ độ bắc, từ106º00’11” đến 106º24’49” kinh độ Đông. Toàn bộ hệ thống được bao quanh bởi sông Trà Lý 67km (phía bắc), sông Hồng 73 km (phía tây, nam) và biển Đông 23 km (phía đông). Sông KiếnGiang chạy dọc khu Nam Thái Bình, chia khu này thành hai phần đất tương đối đều nhau (xemhình 1). Hầu hết các sông kênh đều là tưới tiêu kết hợp. Biện pháp tưới của hệ thống thủy nôngNam Thái Bình chủ yếu là tự chảy. Nước tưới được lấy trực tiếp từ các cống dưới đê. Các côngtrình thuỷ lợi chính trong hệ thống bao gồm 23 cống tưới tiêu chính dưới đê, 30 đập và cống điềutiết trên hệ thống kênh nội đồng và 8 trạm bơm tưới tiêu. Hình 1. Bản đồ hiện trạng hệ thống thủy nông Nam Thái Bình 1 Hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình bị chi phối đồng thời bởi dòng chảy phía thượng nguồnvà chế độ nhật triều của biển Đông nên chế độ thủy lực rất phức tạp, đặc biệt là về mùa kiệt.Biến đổi khí hậu – nước biển dâng cùng với sự suy giảm dòng chảy phía thượng nguồn làm chotình hình xâm nhập mặn trên hệ thống Nam Thái Bình ngày càng căng thẳng hơn, gây rất nhiềukhó khăn cho công tác thủy lợi. Theo báo cáo của Công ty Khai thác công trình thủy lợi Nam Thái Bình, về mùa kiệt độmặn 1‰ thường xuyên xâm nhập vào sâu trong nội địa. Hiện nay có 22 cống lấy nước chính vensông (bờ tả sông Hồng và bờ hữu sông Trà Lý). Tuy nhiên, trong đó có một số cống nhỏ ở bờhữu sông Trà Lý nằm trong trong phạm vi 12 km kể từ biển bị mặn đe doạ và một số cống nhỏnằm ở triền sông Hồng ở bờ tả trong phạm vi 11 km kể từ biển chỉ có thể lấy nước một vài giờtrong ngày và chất lượng nước không đảm bảo. Dưới tác động của nước biển dâng, hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình được đánh giá làmột trong những vùng dễ bị tổn thương nhất và đã được một số tác giả quan tâm nghiên cứu. Cáctác giả ThS. Phạm Tất Thắng, PGS.TS. Nguyễn Thu Hiền (Trường Đại học Thủy lợi) đã đánhgiá ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến dải ven biển đồng bằng Bắc Bộ, trong nghiên cứu nàynhóm tác giả đã mô phỏng diễn biến xâm nhập mặn cho toàn bộ các dòng chính thuộc hệ thốngsông Hồng – Thái Bình trong đó có sông Hồng và sông Trà Lý theo các kịch bản biến đổi khíhậu đến năm 2030. Tiến sĩ Bùi Nam Sách (Viện Quy hoạch Thủy lợi) đã tiến hành nghiên cứu sựbiến đổi của nhu cầu tiêu và biện pháp tiêu cho hệ thống thủy nông Nam Thái Bình có xét đếnảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu (Luận án tiến sĩ, 2010)). Gần đây nhất tác giả PGS.TS.Nguyễn Thu Hiền (Trường Đại học Thủy lợi) đã tiến hành đánh giá khả năng lấy nước của cáccống tưới của hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biểndâng, tác giả đã sử dụng mô hình Mike11 để mô phỏng khả năng lấy nước của các cống tưới hệthống thủy lợi Nam Thái Bình với năm trung bình nước và năm ít nước với điều kiện hiện trạngvà khi có xét đến kịch bản biến đổi khí hậu năm 2050. Tuy nhiên, trong nghiên cứu đã giả thiếthệ thống là khép kín nên dòng chảy phía trên đoạn phân lưu giữa sông Hồng và sông Trà Lýcùng với các cửa lấy nước trên hai sông này vào hệ thống Nam Thái Bình đều được mặc định làcác biên đóng. Do vậy, việc đánh giá xâm nhập mặn chưa đánh giá được ảnh hưởng của dòngchảy phía thượng nguồn, đồng thời mối tương tác xâm nhập mặn giữa dòng chảy bên ngoài vàdòng chảy giữa hệ thống các sông nội đồng cũng chưa được đánh giá. Hơn nữa, việc mô phỏngxâm nhập mặn cũng chỉ được mô phỏng trên 2 sông chính (Hồng và Trà Lý), các sông nội đồngchưa được xem xét. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng mô hình MIKE11 để mô phỏng diễn biếnxâm nhập mặn cho toàn bộ các sông trong hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình trên cơ sở kế thừacác nghiên cứu của các tác giả nói trên đồng thời nghiên cứu, đánh giá bổ sung những hạn chếnhư đã phân tích.2. Ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng tính toán dòng chảy kiệt và xâm nhập mặn vùngnghiên cứu2.1. Các phương án tính toán Với mục đích dự báo xu thế xâm nhập mặn cho hệ thống thủy lợi Nam Thái Bình dướiảnh hưởng của biến đổi khí hậu – nước biển dâng và chế độ vận hành của các cống trình đầumối, chúng tôi đề xuất 3 phương án tính toán để mô phỏng chế độ thủy lực và xâm nhập mặnđược đưa ra như sau: 2 Bảng 1. Các phương án tính toán Hiện trạng KB2030 KB2050 PA1 PA2 PA3Trong đó:Hiện trạng: Điều kiện dòng chảy được tính theo tần suất 85%KB2030: Mực nước biến tăng 17cm, biên trên được tính như trường hợp hiện trạng.KB2050: Mực nước biến tăng 30cm, biên trên được tính như trường hợp hiện trạng.2.2. Phạm vi nghiên cứu và các tài liệu cơ bản2.2.1. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi tính to ...