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:


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

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 tầ ng 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. Tầ ng chứa nước Holocene ...........................................................................126
4.6.2. Tầ ng chứa nước 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



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


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

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

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 đô ̣ng mực nước biể n và mực nước TCN qp ta ̣i vi ̣ trí lỗ 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. Các lớp trong mô hình dự báo...........................................................................98
Hình 4.2. Mô hình số độ cao vùng ven biển Bắc Bộ .......................................................99
Hình 4.3. Sơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng chứa nước Holocen .................................101
Hình 4.4. Sơ đồ phân vùng 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
Hình 4.8. Các loa ̣i biên trong mô hin
̀ h ............................................................................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 4.31. 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

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

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:

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

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.

- 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


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

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