ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN NHƢ THUẤN

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỘ MẶN TRÊN HỆ THỐNG
THỦY NÔNG VÀ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN NHƢ THUẤN

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỘ MẶN TRÊN HỆ THỐNG
THỦY NÔNG VÀ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH
Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
Mã số

: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC


1.3.1.6. Các nguồn tài nguyên.........................................................................22
1.3.1.7. Cảnh quan môi trƣờng .......................................................................22
1.3.1.8. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, tài nguyên môi trƣờng và cảnh
quan môi trƣờng ..............................................................................................23

i


1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định ............... 24
1.3.2.1. Thực trạng phát triển kinh tế ..............................................................24
1.3.2.2. Thực trạng phát triển Cơ sở hạ tầng – Hệ thống công trình Thủy lợi 26
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 32
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU .........................................................................32
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................32
2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất ................................. 32
2.2.1.1. Phƣơng pháp phân loại ảnh viễn thám ...............................................32
2.2.1.2. Phƣơng pháp đánh giá biến động .......................................................55
2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu biến đổi độ mặn .......................................... 60
2.2.2.1. Phƣơng pháp đo mặn, chế độ đo mặn ................................................60
2.2.2.2. Phƣơng pháp thu thập và xử lý số liệu ...............................................62
2.2.2.3. Thành lập bản đồ hệ thống kênh tƣới tiêu và cống tƣới ....................66
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................... 68
3.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỘ MẶN...........................................68
3.1.1. Kết quả đánh giá biến đổi độ mặn trên sông ....................................... 68
3.1.2. Kết quả đánh giá biến đổi độ mặn trên hệ thống kênh nội đồng .......... 77
3.1.3. Kết quả thành lập bản đồ hệ thống công trình thủy lợi huyện Giao Thủy 82
3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ..........................84
3.2.1. Kết quả phân loại ảnh viễn thám và thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng
đất ................................................................................................................ 84
3.2.2. Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy ................................. 94

Hình 2.16. Quá trình chọn lọc số liệu xử lý ..............................................................63
Hình 2.17. Sơ đồ thành lập bản đồ hệ thông CTTL huyện Giao Thủy .....................67
Hình 3.1. Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình và giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống
năm 1989 ...................................................................................................................70
Hình 3.2. Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình và giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống
năm 1995 ...................................................................................................................70
Hình 3.3. Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình và giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống
năm 2003 ...................................................................................................................71
Hình 3.4. Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình và giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống
năm 2007 ...................................................................................................................71

iii


Hình 3.5. Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình và giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống
năm 2010 ...................................................................................................................72
Hình 3.6. Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình và giá trị độ mặn lớn nhất tại các cống
năm 2012 ...................................................................................................................72
Hình 3.7. Xu thế biến đổi độ mặn trung bình tại các cống .......................................75
Hình 3.8. Độ mặn trung bình năm tại thời điểm đóng mở cống ...............................81
Hình 3.9. Bản đồ hệ thống công trình thủy lợi huyện Giao Thủy ............................83
Hình 3.10. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định năm
1989 ...........................................................................................................................85
Hình 3.11. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định năm
1995 ...........................................................................................................................86
Hình 3.12. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định năm
2003 ...........................................................................................................................87
Hình 3.13. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định năm
2007 ...........................................................................................................................88
Hình 3.14. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định năm

Bảng 3.5. Độ mặn trung bình các tháng có mặn tại các cống năm 2010 ..................69
Bảng 3.6. Độ mặn trung bình các tháng có mặn tại các cống năm 2012 ..................69
Bảng 3.7. Độ mặn trung bình năm tại các cống từ năm 1989 đến 2012 ...................74
Bảng 3.8. Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc các tháng trong năm 1989 ..........77
Bảng 3.9. Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc các tháng trong năm 1995 ..........78
Bảng 3.10. Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc các tháng trong năm 2003 ........78
Bảng 3.11. Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc các tháng trong năm 2007 ........79
Bảng 3.12. Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc các tháng trong năm 2010 ........79
Bảng 3.13. Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc các tháng trong năm 2012 ........80
Bảng 3.14. Thống kê phân loại lớp phủ mặt đất các năm từ 1989 đến 2010 ............90
Bảng 3.15. Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 1989-1995 ...........................100
Bảng 3.16. Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 1995-2003 ...........................101
Bảng 3.17. Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2003-2007 ...........................102
Bảng 3.18. Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2007-2010 ...........................104
Bảng 3.19. Giá trị tăng thêm của các loại hình sử dụng đất qua các giai đoạn ......105

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CN-TTCN

Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

CTTL

Công trình thủy lợi

ĐHĐT


TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

vi


MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Xâm nhập mặn hiện nay trên thế giới đƣợc xem là một tai biến môi trƣờng,
nó ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây trồng, làm giảm tính
đa dạng sinh học và gây mất cân bằng sinh thái. Mỗi năm trên thế giới có thêm
khoảng 2 triệu ha đất bị nhiễm mặn [20]. Việc nghiên cứu xâm nhập mặn đã có từ
rất sớm, cùng với sự phát triển của công nghệ, con ngƣời đã có những bƣớc tiến to
lớn trong lĩnh vực này với việc đo đạc các diện tích đất bị nhiễm mặn, các loại đất
nhiễm mặn, và tình hình nhiễm mặn hiện nay.
Việt Nam là nƣớc có đƣờng bờ biển dài, trải dài từ Bắc tới Nam, vì vậy diễn
biến xâm nhập mặn hiện nay đang là vấn đề quan trọng và cần đƣợc quan tâm sâu
sắc. Xâm nhập mặn ảnh hƣởng trực tiếp tới sản xuất nông nghiệp, tới đời sống của
nhân dân vùng ven biển. Đặc điểm của xâm nhập mặn vào vùng cửa sông của hệ
thống sông Hồng, Việt Nam đƣợc nghiên cứu dựa trên các số liệu đo nhiều năm tập
trung độ mặn tại các trạm dọc theo cửa sông và trên một mô hình số. Theo kết quả
nghiên cứu của Vũ Thanh Ca (1996), đối với đồng bằng sông Hồng, xâm nhập mặn
vào mùa khô trên sông chính là khoảng 20 km và lớn hơn 20 km đối với một số
nhánh sông. Giá trị độ mặn lớn nhất đo đƣợc tại các nhánh sông chính có lƣu lƣợng
nƣớc ngọt cao thƣờng rơi vào trong tháng một, trong khi đối với các sông nhánh lƣu
lƣợng nƣớc ngọt thấp, giá trị độ mặn lớn nhất đo đƣợc thƣờng rơi vào trong tháng
ba. [43]

ứng phó kịp thời.
Với thế mạnh của viễn thám và khả năng phân tích không gian của GIS
(Geographic Information System), nhiều năm trở lại đây thế giới đã sử dụng rất
nhiều và rất hiệu quả trong nghiên cứu đánh giá biến đổi độ mặn và biến động sử
dụng đất, ví dụ nhƣ: Graciela Metternicht J.Alfred Zinck, 2008, Remote Sensing of
Soil Salinization: Impact on Land Management; Ahmed Eldiery, Luis A. Garcia,
Robin M.Reich, 2005, Estimating Soil Salinity from Remote Sensing Data in Corn
Fields.

2


Xuất phát từ thực tiễn trên, học viên đã lựa chọn đề tài “Đánh giá biến đổi độ
mặn trên hệ thống thủy nông và biến động sử dụng đất tại huyện Giao Thủy, tỉnh
Nam Định”.
2. Mục tiêu đề tài
 Đánh giá quá trình biến đổi độ mặn nƣớc tƣới tiêu trên hệ thống thủy nông
huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định, từ năm 1989 – 2012;
 Đánh giá biến động sử dụng đất tại huyện Giao thủy, tỉnh Nam Định, từ năm
1989 -2010.
3. Kết quả và Ý nghĩa
* Kết quả nghiên cứu:
- Phân tích diễn biến xâm nhập mặn tại huyện Giao Thủy từ năm 1989 –
2012;
- Thành lập cơ sở dữ liệu hệ thống kênh, cống thủy lợi khu vực nghiên cứu;
- Tập bản đồ hiện trạng sử dụng đất các năm 1989, 1995, 2003, 2007, 2010;
- Tập bản đồ biến động sử dụng đất các giai đoạn: 1989-1995, 1995-2003,
2003-2007, 2007-2010, 1989-2010;
- Phân tích hiện trạng, diễn biến biến động sử dụng đất qua các năm.
* Ý nghĩa:

-

-

480 C (gồm các muối các-bon-nát bị ôxi hoá, I , Br , Cl

-

Thƣờng ngƣời ta xác định độ muối qua lƣợng ion Cl trong mẫu nƣớc.
C(‰) = 0,030 + 1,8050 Cl (‰)
Cl = (‰) Độ Clo tính bằng (‰)
Đây là công thức xác định mối quan hệ các đại lƣợng ở nƣớc biển đại dƣơng.
Trong sông công thức trên không thể dùng đƣợc do vậy việc xác định lƣợng
NaCl là loại muối có tỷ trọng lớn nhất trong các muối ở biển gọi là độ mặn.
Độ mặn [11]
Là tổng số gam muối NaCl trong một gam nƣớc biển, g/1000g. kí hiệu là S.
Để xác định độ mặn thƣờng dựa vào mối quan hệ giữa Clo và độ mặn nhƣ
sau:
S = 1,65 Cl
Cl = 0,607 S
S - độ mặn phần nghìn (‰)
Cl - Độ Clo phần nghìn (‰)
Phân loại nước theo độ mặn [16]
Căn cứ vào độ muối, năm 1934, Zernop đã phân chia giới hạn các loại nƣớc
tự nhiên nhƣ sau:
Nƣớc ngọt : S‰ = 0,02 - 0,5 ppt
Nƣớc lợ : S‰ = 0,5 - 16 ppt

4


5


Sự xâm nhập của nƣớc mặn trong sông ngòi là một hiện tƣợng tự nhiên do sự
khác biệt về tỉ trọng giữa nƣớc ngọt và nƣớc mặn. Hiện tƣợng này chịu ảnh hƣởng
của nhiều yếu tố nhƣ lƣu lƣợng và thời lƣợng của nƣớc sông, cao độ của đáy sông
so với mặt nƣớc biển, độ dốc của lòng sông, biên độ thủy triều, vận tốc và chiều
gió, và nhiệt độ của nƣớc. [45]
Xâm nhập mặt có thể biểu diễn theo sơ đồ của C. Ophardt c. 1997:

Hình 1.1. Sơ đồ xâm nhập mặn của C. Ophardt c. 1997
1.1.2. Tình hình xâm nhập mặn hiện nay ở Việt nam và trên thế giới
Xâm nhập mặn hiện nay trên thế giới đƣợc xem là một tai biến môi trƣờng,
nó ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng, và phát triển của cây trồng, làm giảm tính
đa dạng sinh học và gây mất cân bằng sinh thái. Mỗi năm trên thế giới có thêm
khoảng 2 triệu ha đất bị nhiễm mặn [20]. Việc nghiên cứu xâm nhập mặn đã có từ
rất sớm, cùng với sự phát triển của công nghệ, con ngƣời đã có những bƣớc tiến to
lớn trong lĩnh vực này với việc đo đạc các diện tích đất bị nhiễm mặn, các loại đất
nhiễm mặn, và tình hình nhiễm mặn hiện nay.
Nam Định là một tỉnh nằm ở phía Đông Nam đồng bằng Bắc Bộ có các cửa
sông Hồng, Ninh Cơ và Đáy đổ ra Vịnh Bắc Bộ. Ngoài các thuận lợi về tài nguyên
nƣớc trên các nguồn sông này, vùng hạ lƣu thuộc tỉnh gồm các huyện Xuân Trƣờng,

6


Giao Thuỷ, Nghĩa Hƣng và Trực Ninh luôn đối mặt với hiện tƣợng xâm nhập mặn
vào các tháng mùa cạn hàng năm. Mặn xâm nhập sâu vào trong các vùng cửa sông
làm ảnh hƣởng đến quá trình lấy nƣớc ngọt phục vụ các ngành kinh tế, trƣớc mắt
cho sản xuất nông nghiệp.

cửa sông, mặn xâm nhập sâu đến mức kỷ lục: trên sông Hồng mặn lấn sâu đến cửa
cống Hạ Miêu I với độ mặn 7,2 ‰ cách biển 26 km; trên sông Ninh Cơ mặn đã lấn
đến cửa cống Múc 2 với độ mặn 1,7 ‰, cách biển tới 37 km; trên sông Đáy mặn đã
đến cửa cống Bình Hải I với độ mặn 5 ‰, cách biển 18 km.
Đến năm 2010, độ mặn đã tăng rất cao, ở mức >10‰ đo tại cống Cồn Năm
cửa Ba Lạt thuộc huyện Xuân Thủy, điều đó có nghĩa là xâm nhập mặn đang có xu
hƣớng ngày càng bất lợi trong các năm trở lại đây, và ảnh hƣởng của xâm nhập mặn
đến sản xuất nông nghiệp và NTTS đã có những thay đổi trong các năm qua.
Trong khuôn khổ của luận văn, học viên tiến hành nghiên cứu diễn biến xâm
nhập mặn trên cách tiếp cận là sự tăng về độ mặn theo các năm trên các cửa Cống
lấy nƣớc vào nội đồng đƣợc phân bố bên sông Hồng.
Khái quát quy luật triều – mặn ở đồng bằng sông Hồng – sông Thái Bình
(xí nghiệp thủy nông Xuân Thủy).
Vịnh Bắc Bộ có chế độ nhật triều là chủ yếu có xen một ít chế độ nhật triều
không đều. Tính chất nhật triều càng kém thuần nhất có xu hƣớng dịch dần xuống
phía Nam. Độ lớn kỳ triều cƣờng cực đại có thể đạt đến 4,5m tại Hòn Dấu (1986),
kỳ nƣớc cƣờng có độ lớn triều trung bình vào khoảng 2,6 m đến 3,6 m và giảm dần
xuống phía Nam. Vào kỳ triều kém, độ lớn thuỷ triều có thể không vƣợt quá 0,5 m.
Triều mạnh nhất thƣờng vào các tháng 1, tháng 6, tháng 7 và tháng 12, trong khi
triều yếu nhất vào các tháng 3, tháng 4, tháng 8 và tháng 9 trong năm.
Thuỷ triều truyền vào trong sông xa hay gần, mạnh hay yếu phụ thuộc tƣơng
đối rõ nét cho các sông. Điều kiện địa mạo lòng sông và chế độ nƣớc sông quyết
định tính đặc thù cho mỗi nhánh sông. Trên sông Hồng, ảnh hƣởng thuỷ triều còn
đƣợc ghi nhận đến trên Hà Nội 10 km, cách biển đến 185 km. Trên sông Đáy,
khoảng cách ảnh hƣởng triều lớn nhất đến Ba Thái - Mai Lĩnh cách biển 207 km.
Tốc độ truyền triều trên sông Hồng khoảng 15 -20 km/giờ và trên suốt đoạn sông có
ảnh hƣởng thuỷ triều chỉ có một đỉnh sóng và một chân sóng do chu kỳ triều gốc là
nhật triều.

8


11,2

12,5

Các sông khác

15-20

20-27

Nhƣ vậy, ở vùng cửa sông tuy có điều kiện thuận lợi để lấy nƣớc ngọt bằng
phƣơng pháp tự chảy vào lúc đỉnh triều cƣờng nhƣng gặp khi nƣớc mặn tiến sâu vào
đất liền thì không thể lấy đủ nƣớc ngọt cho sản xuất nông nghiệp. Mỗi kỳ triều
cƣờng trong chu kỳ nửa tháng, tuỳ từng nơi có thể mở cống lấy nƣớc của 5- 7 con
triều, mỗi con triều 2 - 8 giờ tuỳ tình hình thực tế diễn biến độ mặn.

9


Trƣớc tình hình xâm nhập mặn ngày càng gia tăng tại địa bàn huyện Giao
Thủy, tỉnh Nam Định, đòi hỏi phải có các nghiên cứu để đánh giá mức độ xâm nhập
mặn qua các thời kỳ.
1.2. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN
CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ ĐÁNH GIÁ XÂM NHẬP MẶN
1.2.1. Một số khái niệm
* Khái niệm biến động sử dụng đất
Biến động sử dụng đất là do sự thay đổi từ một loại hình sử dụng đất này
sang một loại hình sử dụng đất khác qua các thời kỳ, trong một khung cảnh không
gian nào đó.

nhiệt và kênh sóng radar. Kỹ thuật xử lý ảnh sử dụng sự khác biệt này trong phân
loại, chiết tách các thông tin cần thiết đối với vùng đất nông nghiệp và đặc biệt là
vùng trồng lúa để xác định: quy mô, diện tích, tình trạng sinh trƣởng, sâu bệnh, khô
hạn, ngập úng, năng suất; từ đó đƣa ra các cảnh báo theo tần suất nhất định. Ngƣời
ta lập bản đồ các vùng sản xuất lúa bằng sử dụng độ phản xạ dải phổ quang học,
nhờ đó kiểm kê diện tích, ƣớc tính và dự báo sản lƣợng, và đánh giá mức độ thiệt hại.
Trong những năm gần đây, đã có nhiều ứng dụng viễn thám và GIS trong
nghiên cứu biến động sử dụng đất đƣợc tiến hành:
* Những nghiên cứu trên thế giới:
Trên phạm vi thế giới, các đề tài nghiên cứu về sự biến động loại hình sử
dụng đất nhằm phân tích, đánh giá, dự báo sự phát triển đã đƣợc ứng dụng khá rộng rãi.
Trong đề tài “Remote sensing-based quantification of land-cover and landuse change for planning” (Bjorn Prenzel, 2003), tác giả đã đƣa ra những cơ sở khoa
học về lựa chọn phƣơng pháp đƣợc sử dụng để đƣa ra các kết quả mang tính định
lƣợng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất dựa vào cơ
sở viễn thám. Theo đó, tùy vào trƣờng hợp mà ta sử dụng các phƣơng pháp theo
thuyết xác định hay dựa vào kinh nghiệm. Một điểm đáng chú ý mà tác giả có đề
cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biến động: dữ liệu thu thập phải có cùng
đặc điểm (về không gian, về độ phân giải phổ,…), dữ liệu phải đạt đƣợc những tiêu
chuẩn nhất định về bóng mây hay sƣơng mù, dữ liệu thu thập phải cùng khu vực
nghiên cứu. [23]

11


Trong nghiên cứu “Land Use/ Land Cover Changes Detection And Urban
Sprawl Analysis” (M. Harika, et al., 2012) đã đánh giá sự biến động loại hình sử
dụng đất/bề mặt đất tại các thành phố Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở
vùng Đông Nam Ấn Độ. Bên cạnh sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám để giải đoán, đề
tài còn kết hợp sử dụng chuỗi Markov để dự đoán các khu vực có thể bị biến đổi
trong tƣơng lai [34].

loại cao hơn hẳn so với Landsat (Kappa ~ 0,7). [10]
Trong nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ
mặt đất khu vực Chân Mây, huyện Phú Lộc, tình Thừa Thiên Huế” (Nguyễn Huy
Anh, Đinh Thanh Kiên, 2012), tác giả đã đã sử dụng phƣơng pháp phân loại gần
đúng nhất với dữ liệu ảnh Landsat TM độ phân giải 10 m, kết hợp với lấy mẫu thực
địa để phân ra 13 loại lớp phủ với độ chính xác tƣơng đối cao. [1]
Trong đề tài “Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây
trồng, lập bản đồ hiện trạng và biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai
đoạn 2008 – 2010” (Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng, 2011), tác giả đã
phân loại lớp phủ dựa trên bộ dữ liệu NDVI tổ hợp tháng theo phƣơng pháp phân
loại có kiểm định sử dụng thuật toán phân loại gần đúng nhất. Đề tài đã phân loại
đƣợc 9 loại lớp phủ với chỉ số Kappa ~ 0,9. Để đánh giá độ chính xác, tác giả đã sử
dụng kết hợp cả dữ liệu mẫu khảo sát, điều tra thực địa với bản đồ hiện trạng sử
dụng đất năm gần nhất. [8]
Riêng ở khu vực huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định, trong nghiên cứu “Thực
trạng sử dụng đất cửa Ba Lạt, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định” (Nguyễn Thị Thu
Trang, Nguyễn Hữu Thành, 2011), nhóm tác giả đã Điều tra khảo sát thực địa chỉnh
lý bản đồ hiện trạng sử dụng đất, sau đó xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất
vùng nghiên cứu tỷ lệ 1/10.000 bằng phần mềm Mapinfo, kết hợp giải đoán ảnh vệ
tinh Sport 5 độ phân giải 10m năm 2003, 2007, 2010 bằng phần mềm ENVI. Nghiên
cứu đã chỉ ra xu hƣớng biến động diện tích đất nông nghiệp giai đoạn 2007 - 2010
tại khu vực cửa Ba Lạt; đánh giá xu hƣớng biến động đất theo từng khu vực nhỏ gắn
liền với vƣờn quốc gia: 5 xã vùng đệm và khu vực khai thác tích cực, Khu vực khai
thác hạn chế và phân khu bảo vệ nghiêm ngặt, Phân khu phục hồi sinh thái. [14]

13


1.2.3. Các ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu xâm nhập mặn
Với thế mạnh của viễn thám và khả năng phân tích không gian của GIS,

Năm 2007, Nhóm tác giả Trần Quốc Đạt, Nguyễn Hiếu Trung và Kanchit
Likitdecharote thuộc trƣờng Đại học Cần Thơ và Đại học Chulalongkorn - Thái Lan
đã tiến hành nghiên cứu “Mô phỏng xâm nhập mặn đồng bằng sông Cửu Long dưới
tác động của nước biển dâng và sự suy giảm lưu lượng nước từ thượng nguồn”.
Trong nghiên cứu này, xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long đƣợc mô phỏng
cho những kịch bản khác nhau của mực nƣớc biển dâng và lƣu lƣợng thƣợng nguồn
giảm bằng mô hình MIKE11. Mô hình đƣợc xây dựng dựa trên cở sỡ dữ liệu của
hai năm 1998 và 2005. Kết quả mô phỏng xâm nhập mặn năm 1998 đƣợc chọn làm
kịch bản gốc so sánh với bốn kịch bản xâm nhập mặn vào các năm 2020 và 2030.
Bốn kịch bản này đƣợc xây dựng dựa trên kịch bản CRES B2, kịch bản tăng diện
tích nông nghiệp và kịch bản diện tích nông nghiệp không đổi. Hai kịch bản đầu là
khi mực nƣớc biển dâng 14 cm và lƣu lƣợng thƣợng nguồn giảm 11% và 22%. Kịch
bản số ba và bốn là khi mực nƣớc biển dâng 20 cm và lƣu lƣợng thƣợng nguồn
giảm 15%. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng độ mặn 2,5g/l xâm nhập 14 km sâu hơn
kịch bản gốc năm 1998. Ngoài ra xâm nhập mặn cũng tác động hầu hết các dự án
ngăn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ngay
cả khi tất cả hệ thống công trình ngăn mặn hiện thời vận hành đúng nhƣ thiết kế,
mặn vẫn xâm nhập sâu vào nội đồng và ảnh hƣởng đến hầu hết các vùng đƣợc bảo
vệ bởi dự án xâm nhập mặn.[4]
Việc phát triển hệ công cụ hỗ trợ nghiên cứu gồm 4 Modul chức năng: GIS –
Viễn thám – Modelling – Database có tên gọi là Geoinfomatics đã đƣợc Viện Môi
trƣờng và Tài nguyên Đại học Quốc gia TP.HCM nghiên cứu và áp dụng. Một trong
những ứng dụng của nó là dự báo diễn biến biên mặn trên hệ thống dòng chảy sông
Đồng Nai, sông Sài Gòn nhằm phục vụ việc quy hoạch, xác định cơ cấu cây trồng
phù hợp và triển khai hoạt động NTTS an toàn. Nghiên cứu sử dụng công cụ toán
học là phần mềm MK4 của PGS.TS Lê Song Giang. Từ dữ liệu, số liệu ban đầu của
năm 2002, phần mềm MK4 cho phép xây dựng những kịch bản diễn biến biên mặn
cho những năm tiếp theo theo mùa và theo các kịch bản xả lũ của các hồ chứa ở

15

thống sông Bến Hải và Thạch Hãn” cho kết quả tốt. Việc hiệu chỉnh và kiểm định

16


mô hình thủy lực và lan truyền chất đƣợc thực hiện với bộ số liệu đo đạc quan trắc
tháng 8 năm 2007. Để dự báo tính hình xâm nhập mặn đến năm 2020, các điều kiện
biên đƣợc kết hợp giữa việc dự báo tình hình sử dụng nƣớc thƣợng nguồn kết hợp
với các kịch bản nƣớc biển dâng. Kết quả mô phỏng bằng mô hình cho thấy, đến
năm 2020 mặn có thể xâm nhập khá sâu vào đồng bằng. Điều đó sẽ đặt ra những
thách thức cho hoạt động canh tác cây nông nghiệp sử dụng nguồn nƣớc tƣới từ
sông nhƣng đồng thời cũng tạo ra thời cơ tăng diện tích sản xuất cho ngành NTTS
nƣớc lợ.
Năm 2011, nhóm tác giả Phạm Gia Tùng, Huỳnh Văn Chƣơng, Phạm Hữu
Tỵ thuộc Khoa Tài nguyên Đất & MTNN – Trƣờng Đại học Nông lâm Huế đã thực
hiện nghiên cứu: “Ứng dụng GIS và viễn thám xây dựng bản đồ biến động quỹ đất
lúa do tác động của biến đổi khí hậu giai đoạn 2000 – 2010: trường hợp nghiên cứu
tại 3 xã thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế”. Nhóm tác giả đã sử dụng
phần mềm giải đoán ảnh Envi 4.5 để giải đoán ảnh Landsat tại các năm 2000 và
năm 2010; chuyển dữ liệu giải đoán về dạng vector và sử dụng Mapinfo 10.0 để xây
dựng các loại bản đồ biến động đất lúa do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu. Nghiên
cứu chỉ ra rằng: Giai đoạn 2000 đến năm 2010; tại các xã Phú An, Phú Mỹ và Thị
trấn Thuận An do tác động của biến đổi khí hậu đã làm 57,6 ha đất lúa không thể
sản xuất đƣợc; phải chuyển sang NTTS. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã xây
dựng bản đồ dự báo mất đất lúa do mực nƣớc biển dâng theo các kịch bản ở mức
trung bình về mực nƣớc biển dâng của Bộ Tài nguyên và môi trƣờng; đến năm 2050
khi mực nƣớc biển dâng 30 cm thì 3 xã trong vùng nghiên cứu có 264,25 ha đất tự
nhiên; trong đó đất lúa là 161,51 ha bị ngập; nếu dâng lên 75 cm vào năm 2100 thì
diện tích tƣơng ứng là 1.218,35 ha và 527,51 ha. [15]
Nhìn chung, các nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS phục vụ đánh giá