Tóm tắt Luận án Nghiên cứu và dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình

t ngập là Quỳnh Phụ, Hưng Hà, Đông Hưng, Vũ Thư. Diện tích ngập trên toàn tỉnh chiếm khoảng 35 % ứng với mực nước biển dâng 85 cm (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 Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu, thủy hải văn và hoạt động khai thác đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình 3.1. Cấu trúc ĐCTV và mối quan hệ với nhân tố khí hậu, thủy văn 3.1.1. Tầng chứa nước Holocen Dựa trên kết quả khảo sát địa chất thủy văn trên toàn tỉnh cùng một số tài liệu địa chất công trình, xây dựng sơ đồ phân bố cấu trúc ĐCTV trên toàn tỉnh nhằm đánh giá toàn diện các TCN. Ngoài ra, căn cứ trên kết quả thí nghiệm đổ nước hiện trường cùng lấy mẫu phân tích thành phần thạch học trong phòng thí nghiệm, đánh giá tính thấm của TCN, tác giả đã xây dựng sơ đồ phân bố vùng thấm khu vực nghiên cứu với 3 vùng có mức độ thấm nước khác nhau. Trong đó, vùng có tính thấm trung bình tập trung chủ yếu ở khu vực phía Đông và Đông Nam vùng nghiên cứu thuộc huyện Thái Thụy, Kiến Xương, Vũ Thư. Vùng có tính thấm yếu phân bố trên toàn bộ khu vực và vùng có khả năng thấm nước kém phân bố chủ yếu phía Bắc và Tây Bắc thuộc huyện Hưng Hà và một phần huyện Vũ Thư. Từ kết quả đánh giá thành phần thạch học, cùng hiện trạng sử dụng đất, phân bố lớp phủ thực vật... tính toán phân vùng lượng bổ cập cho TCN qh. Đây là cơ sở nhằm đánh giá vai trò bổ cập của nước mưa cho TCN này. Ngoài ra, sử dụng kết quả khảo sát chất lượng NDĐ để xác định sự phân bố ranh giới mặn – nhạt của TCN nhằm đánh giá sự dịch chuyển của chúng theo thời gian (hình 3.6). Hình 3.6. Ranh giới mặn – nhạt TCN qh năm 1996 và năm 2014 Hình 3.7. Ranh giới mặn – nhạt TCN qp năm 1996 và năm 2014 So với kết quả nghiên cứu năm 1996 của Lại Đức Hùng, diện tích vùng nước mặn trên toàn tỉnh của TCN qh năm 2014 thu hẹp khoảng 180 km2 trong đó tổng diện tích vùng mặn trước đây là 700,5 km2 và diện tích vùng nhạt hiện nay là 521,1 km2. Với diện tích vùng nước mặn thu hẹp tập trung ở khu vực ven biển, theo sơ đồ phân bố vùng thấm cho thấy tại khu vực có khả năng thấm nước trung bình, ít bị che phủ bề mặt nên dễ dàng bị thấm bởi nước mưa, làm hòa tan, rửa trôi các thành phần mặn, gây nhạt hóa tầng chứa nước. Một số điểm tại khu vực huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ, diện tích vùng nước mặn bị thu hẹp không nhiều do lớp thấm nước kém lộ ngay trên bề mặt, lượng bổ cập cho TCN Holocen không lớn. 3.1.2. Tầng chứa nước Pleistocen Do được ngăn cách bởi lớp thấm nước yếu nên TCN 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 tại các giếng khoan đường kính nhỏ trên toàn bộ khu vực, tác giả đã xây dựng được bản đồ phân bố ranh giới mặn – nhạt TCN như hình 3.7. Trong đó khu vực nước nhạt phân bố chủ yếu ở phía Bắc của tỉnh. So với kết quả nghiên cứu năm 1996, ranh giới mặn – nhạt hiện nay đã có sự dịch chuyển nhưng không nhiều chủ yếu tập trung tại những khu vực có lượng khai thác nước nhiều. Diện tích vùng nước nhạt ước tính giảm 17 km2 từ 922,5 km2 năm 1996 xuống 905,4 km2. 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu tới NDĐ 3.2.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước mưa với NDĐ Để đánh giá mối quan hệ giữa nước mưa và NDĐ, tác giả đã thiết lập mối quan hệ giữa mực nước dưới đất với lượng mưa theo thời gian (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 Kết quả đánh giá cho thấy dao động mực nước tại các lỗ khoan quan trắc ở TCN Holocen trên (Q155, Q159, Q158, Q156) có xu hướng tăng, biến đổi đồng đều với lượng nước mưa. Riêng lỗ khoan quan trắc TCN Pleistocen (Q159b, Q158a, Q156a) có xu hướng giảm mạnh. Kết quả này cho thấy nước mưa có ảnh hưởng nhất định đến dao động mực nước của các lỗ khoan TCN Holocen, có vai trò bổ cập cho nước dưới đất của TCN này song chúng ít có quan hệ với TCN Pleistocen. 3.2.2. Xác định lượng bổ cập của nước mưa cho nước dưới đất - Đối với TCN Holocen: trên cơ sở tài liệu quan trắc liên tục TCN qh và nước mưa theo thời gian cùng các số liệu điều tra cơ bản, ước tính lượng y = 0.0002x + 0.9579 y = -0.0226x + 1.7022 y = 0.1186x + 117.33 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 -5.00 -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 Th 1 - 1 9 9 5 Th 7 - 1 9 9 5 Th 1 - 1 9 9 6 Th 7 - 1 9 9 6 Th 1 - 1 9 9 7 Th 7 - 19 9 7 Th 1 - 1 9 9 8 Th 7 - 1 9 9 8 Th 1 - 1 9 9 9 Th 7 - 1 9 9 9 Th 1 - 2 0 0 0 Th 7 - 2 0 0 0 Th 1 - 2 0 0 1 Th 7 - 2 0 0 1 Th 1 - 2 0 0 2 Th 7 - 2 0 0 2 Th 1 - 2 0 0 3 Th 7 - 2 0 0 3 Th 1 - 2 0 0 4 Th 7 - 2 0 0 4 Th 1 - 2 0 0 5 Th 7 - 2 0 0 5 Th 1 - 2 0 0 6 Th 7 - 2 0 0 6 Th 1 - 2 0 0 7 Th 7 - 2 0 0 7 Th 1 - 2 0 0 8 Th 7 - 2 0 0 8 Th 1 - 2 0 0 9 Th 7 - 2 0 0 9 Th 1 - 2 0 1 0 Th 7 - 20 1 0 Th 1 - 2 0 1 1 Th 7 - 2 0 1 1 Th 1 - 2 0 1 2 Th 7 - 2 0 1 2 Th 1 - 2 0 1 3 Th 7 - 2 0 1 3 Th 1 - 2 0 1 4 Th 7 - 2 0 1 4 Q155 Q156 Q156a Q158 Q158a Q159 Q159a Q159b Lượng Mưa Linear (Q159) Linear (Q159b) Linear (Lượng Mưa) Lượng mưa, mm Cốt cao mực nước, m bổ cập của nước mưa vào tầng chứa nước theo phương pháp của Bindeman và Healy & Cook. Trong đó, theo tính toán lượng nước mưa bổ cập 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 nước dưới đất bốc hơi thay đổi từ (0,000068  0,000098) m/ng. Với 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 1.542,24 km2 là 345.460 m3/ng. - Đối với TCN Pleistocen: do bị ngăn cách bởi TCN bên trên và lớp thấm nước yếu nên TCN này không chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước mưa mà chủ yếu chịu tác động của quá trình thấm xuyên từ TCN bên trên xuống do sự chênh lệch mực nước giữa các TCN trong cùng một thời gian và qua cửa sổ ĐCTV tại Vũ Thư, Quỳnh Phụ, Đông Hưng. Lượng nước thấm xuyên trung bình vào TCN ít có sự thay đổi theo mùa. Lưu lượng đơn vị bổ cập có giá trị rất nhỏ, trung bình năm từ 2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng. 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước sông, biển với nước dưới đất 3.3.1. Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với NDĐ Để đánh giá mối quan hệ giữa nước sông, biển với NDĐ, 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 TCN 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. 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 theo chu kỳ hoạt động của mặt trăng. - Đối với TCN Holocen: hầu hết mực nước tại các trạm sông – biển đều có mối quan hệ đồng biến với mực nước tại các lỗ khoan quan trắc. Trong 1 tháng mực nước biển dao động theo 2 chu kỳ và tăng dần từ đầu tháng đến cuối tháng. Ở khoảng cách (1,5 ÷ 3,0) km so với đường bờ biển, NDĐ đều có quan hệ với dao động của nước biển. Những lỗ khoan quan trắc nằm ở khu vực gần cửa sông ven biển (Q155) cũng có dao động đồng biến với nước biển. Vào sâu trong đất liền, mức độ ảnh hưởng của nước biển đến NDĐ giảm dần (hình 3.17). Để ước tính vai trò của nước biển đến TCN qh, tác giả đã thiết lập mối quan hệ giữa mức độ gia tăng mực nước biển với mức độ gia tăng mực NDĐ theo thời gian quan trắc tại khoảng cách 1,5 km so với đường bờ biển. Kết quả tính toán cho thấy khi mực nước biển tăng lên 10% thì mực NDĐ tăng lên 3,5 ÷ 4%. -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 -5 -4.8 -4.6 -4.4 -4.2 -4 -3.8 -3.6 -3.4 -3.2 -3 QT2-3 QT 2-4 QT2-5 QT2-1 QT2-11 Nước biển Mực nước dưới đất, m Mực nước biển, m Thời gian quan trắc 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 - Đối với tầng chứa nước Pleistocen: Nước dưới đất ở khoảng cách (1,5 ÷ 2,0) km so với đường bờ biển đều có quan hệ đồng biến với dao động của nước biển chứng tỏ chúng có quan hệ thủy lực với nhau do ảnh hưởng gián tiếp của quá trình truyền áp từ nước biển vào TCN (hình 3.23). 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 Càng vào sâu trong đất liền, ở khoảng cách 3,0 km trở vào, mức độ ảnh hưởng của nước biển đến NDĐ giảm dần. 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 (hình 3.24). Để đánh giá vai trò của nước biển đến 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 ở khoảng cách 1,5 km so với đường bờ biển trong đó khi mực nước biển dâng lên 10 % thì mực nước dưới đất tầng chứa nước qp tăng rất nhỏ từ 0,1 đến 0,2 %. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 QT1-1 Q 155 QT1-5 QT1-10 QT1-12 Nước biển Thời gian quan trắc Mực nước dưới đất, m Mực nước biển, m Hình 3.24. Đồ thị dao đôṇg mưc̣ nước biển và mưc̣ nước TCN qp taị lô ̃ khoan quan trắc QT2-1, Thái Thụy 3.3.2. Xác định lượng bổ cập từ nước sông, biển vào nước dưới đất Từ việc nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông, biển với các TCN, tuy nhiên do TCN qp 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 TCN qh trong phạm vi gần sông, biển trong phạm vi 3,0 km so với đường bờ. Căn cứ vào phương trình Đuypuy, với hệ số thấm trung bình của TCN là 2,8 m/ng, lưu lượng nước đơn vị sông, biển bổ cập vào TCN thay đổi từ 0,000000882 đến 0,0000032 m2/ng trong đó ở vị trí gần sông lượng bổ cập thường lớn hơn. Lượng nước bổ cập trung bình năm cho TCN qh thay đổi theo mùa trong đó lượng bổ cập vào mùa mưa thường cao hơn mùa khô. Lượng nước biển bổ cập cho TCN qh 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. Với khu vực chịu ảnh hưởng lớn của sông, biển trong phạm vi 1,5 ÷ 3,0 km so với đường bờ, tổng lượng nước bổ cập cho TCN khoảng 300 m3/ngày. 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác nước tới NDĐ Theo số liệu thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Bình, tổng lượng NDĐ khai thác trên toàn tỉnh ước tính 479.679 m3/ngđ. Lượng nước khai thác từ TCN qh2 là 205.815 m3/ngđ, qh1 là 36.857 m3/ngđ và qp là 226.933 m3/ngđ (hình 3.30). Toàn tỉnh có 288.679 giếng khoan và 71.471 giếng đào. Theo kết quả quan trắc mực NDĐ cho thấy mực nước TCN qh2 ít có sự thay đổi trong những năm trở lại đây và có xu hướng tăng nhẹ do ảnh hưởng của nước mưa, nước mặt. Tính đến năm 2014, tại công trình quan trắc mực nước qh Q156 (Thụy Hà, Thái Thụy), tốc độ gia tăng mực nước trung bình khoảng 0,038 m và tốc độ gia tăng mực nước trung bình tại công trình Q159 (Quỳnh Phụ) khoảng 0,096 m. -4.25 -4.2 -4.15 -4.1 -4.05 -4 -3.95 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Mực nước biển Mực nước tầng qp Mực nước biển, m Mực nước dưới đất, m Còn đối với TCN Pleistocen, do đang được khai thác với lưu lượng lớn gây ảnh hưởng đến quá trình hạ thấp mực NDĐ và dẫn tới sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt theo thời gian. Tính đến năm 2014, tốc độ suy giảm mực nước trung bình tại công trình quan trắc Q156a (Thái Thụy) khoảng 0,16 m/năm; Q158a (Thái Thụy) khoảng 0,13 m/năm và công trình Q159a, Q159b (Quỳnh Phụ) khoảng 0,17 m/năm. Để đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác tới NDĐ, tác giả đã tính toán lượng nước bổ cập vào TCN dựa vào sự biến đổi mực nước theo thời gian. Trong đó: - Đối với tầng chứa nước Holocen: mực nước dưới đất 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, 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. - Đối với 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. Mực nước dưới đất suy giảm trung bình từ 0,13 ÷ 0,17 m/năm, lượng nước mất đi trên toàn tỉnh với trung bình 70% diện tích đất tự nhiên ước tính đạt khoảng 354.930 m3/ng. Lượng bổ cập của quá trình thấm xuyên và từ sông, biển vào tầng chứa nước qp ước tính gần 1.000 m3/ng, chiếm một phần rất nhỏ, khoảng 1%. Do vậy, nếu tiếp tục duy trì tốc độ khai thác nước như hiện nay, trữ lượng nước dưới đất TCN qp sẽ bị ảnh hưởng và ranh giới mặn – nhạt sẽ dịch chuyển vào sâu bên trong đất liền. Như vậy, theo kết quả tính toán, tổng lượng nước mất đi do khai thác ở cả 2 tầng chứa nước ước tính đạt 443.660 m3/ng. Chương 4: Dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình Hình 3.30. Lưu lượng nước dưới đất khai thác theo đơn vị hành chính 4.1. Cơ sở dự báo ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh Thái Bình Để có cơ sở dữ liệu chạy mô hình dự báo ảnh hưởng của BĐKH&NBD đến NDĐ 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. - Đối với TCN qh: chịu ảnh hưởng chính của nước mưa và nước sông, biển ở khoảng cách 1,5 ÷ 3,0 km so với đường bờ. Từ hiện trạng sử dụng đất cùng các đặc trưng thạch học, lượng bốc hơi... xây dựng sơ đồ phân bố vùng bổ cập cho TCN Holocen, trong đó lượng bổ cập thay đổi từ 5 ÷ 25%. Từ năm 1995 ÷ 2014, 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 cho TCN ước tính khoảng (0,0003  0,00032) m/ng. - Đối với TCN qp: nước dưới đất ít có quan hệ trực tiếp với nước mưa mà một phần được bổ cập từ TCN bên trên xuống và từ bên sườn vào. Lượng nước thấm xuyên bổ cập cho TCN bên trên xuống thay đổi từ 2,03.10-7 ÷ 6,3.10-7 m/ng. Theo hiện trạng phân bố mặn – nhạt TCN qp cho thấy khu vực nước nhạt tập trung chủ yếu ở phía Bắc của tỉnh. Hiện nay, do hoạt động khai thác nước đã làm cho mực nước dưới đất hạ thấp theo thời gian, dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt với diện tích bị thu hẹp khoảng 17 km2 so với năm 1996. Dựa trên bản đồ hiện trạng khai thác cùng ranh giới mặn – nhạt TCN qp cho thấy hầu hết các điểm bị thu hẹp diện tích đều nằm gần các giếng khai thác nước của tỉnh. Từ kết quả tổng hợp nhu cầu sử dụng nước trong tương lai cùng hiện trạng khai thác nước, hiện trạng sử dụng đất, đặc trưng về điều kiện khí hậu khu vực, tác giả đã dự báo sự thay đổi của các nhân tố dưới điều kiện tự nhiên, khi chưa có tác động của BĐKH&NBD gồm: diện tích sử dụng đất, sự thay đổi lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ và sự dâng lên của mực nước biển cùng lượng bổ cập của các TCN trong tương lai. Đồng thời, dự báo sự thay đổi của các điều kiện này trong trường hợp có BĐKH&NBD để từ đó đánh giá tác động của sự thay đổi khí hậu và dâng lên của nước biển đến các TCN khu vực nghiên cứu. 4.2. Xây dựng mô hình dự báo Để xây dựng mô hình dự báo sự biến đổi ranh giới mặn – nhạt nước dưới đất trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng, tác giả sử dụng mô hình VISUAL MODFLOW với phần mềm SEAWAT. Trong đó thực hiện sơ đồ hóa điều kiện ĐCTV phản ánh điều kiện tồn tại của nước dưới đất gồm: cấu tạo địa chất, thành phần đất đá, bề dày TCN 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, hiện trạng đê biển... Xây dựng sơ đồ phân bố vùng thấm, giá trị lượng bổ cập và bốc hơi, bản đồ đẳng mực nước dưới đất cùng các điều kiện của mô hình để mô phỏng sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt NDĐ khu vực nghiên cứu. 4.3. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi mực nước dưới đất Mưc̣ nước dưới đất là môṭ yếu tố rất quan troṇg ảnh hưởng trưc̣ tiếp đến sự dịch chuyển ranh giới mặn – nhạt và thay đổi trữ lượng nước nhạt các TCN khu vực nghiên cứu. Sau khi xây dưṇg mô hình dư ̣báo, tác giả đa ̃xác điṇh đươc̣ sư ̣biến đổi mưc̣ nước ở cả 2 TCN chính khu vực nghiên cứu trong cả 2 trường hợp khi chưa có Biến đổi khí hậu và nước biển dâng cũng như đã có tác động của sự thay đổi khí hậu, nước biển dâng. 4.3.1. Đối với tầng chứa nước Holocen Tầng chứa nước qh có số lươṇg giếng khai thác không nhiều lại liên tục được bổ cập bởi nước mưa, nước mặt do đó xu thế biến đôṇg mưc̣ nước của TCN không rõ rêṭ. Theo kết quả quan trắc mực nước hiện tại ở TCN qh có xu hướng tăng rất nhẹ so với những năm trước đây, đặc biệt tại những vùng NDĐ TCN qp nhạt do tại đây đang được khai thác tập trung phục vụ sinh hoạt. Những khu vực TCN qp mặn, nước ở TCN qh nhạt, mặc dù vẫn được khai thác sử dụng nhưng mực nước có xu hướng giảm không nhiều do liên tục được bổ cập bởi nước mưa, nước mặt. - Trong trường hợp chưa có BĐKH&NBD, mực nước có sự gia tăng ở khu vực phía Bắc của tỉnh với mức tăng khoảng 0,2 ÷ 0,3 m đến năm 2100. Trong đó ở khu vực phía Nam và ven biển thì mực nước ít thay đổi theo thời gian (hình 4.16). Hình 4.16. Mực nước TCN Holocen năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD Hình 4.18. Mực nước tầng chứa nước Holocen năm 2100 theo kịch bản A2 - Theo kết quả dự báo với kịch bản BĐKH&NBD đến năm 2100, mưc̣ nước giảm trung bình từ 0,5 đến 0,8 m, như tại lỗ khoan Q158 mưc̣ nước giảm 0,52 m (từ 0,64 m thời điểm hiêṇ taị xuống 0,12 m năm 2100 theo kic̣h bản A2) (hình 4.18). 4.3.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen Tầng chứa nước Pleistocen là TCN đươc̣ khai thác chủ yếu phục vụ nhu cầu sinh hoạt, kinh tế - xã hội trong khu vưc̣ nghiên cứu. Điều này đã tác động đến sự hạ thấp mưc̣ nước của TCN trong tương lai. Theo số liệu quan trắc mực nước kết hợp đồ thị tính toán đến năm 2014, hầu hết mực nước TCN qp tại các công trình quan trắc đều suy giảm theo thời gian. Hình 4.20. Mực nước TCN Pleistocen năm 2100 khi chưa có BĐKH&NBD Hình 4.22. Mực nước tầng chứa nước Pleistocen năm 2100 theo kịch bản A2 Sự thay đổi mực nước của TCN Pleistocen ít thay đổi trong cả 2 trường hợp chưa có BĐKH&NBD và khi đã có tác động của sự thay đổi khí hậu và dâng lên của nước biển. Theo dư ̣báo mưc̣ nước của TCN qp đến năm 2100 giảm đến gần 10 m. Khu vưc̣ phía Bắc của tỉnh (các xa ̃An Quý, An Bài, huyêṇ Quỳnh Phu)̣, taị lỗ khoan Q159a, mưc̣ nước giảm từ - 2,69 m xuống -11,32 m (năm 2100) do đây là khu vực nước nhạt với các công trình cấp nước tập trung, khai thác 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 và nước biển dâng Sau khi xây dưṇg mô hình dòng chảy nước dưới đất, tiến hành dư ̣ báo sư ̣dic̣h chuyển của biên măṇ các TCN trong điều kiện chưa có thay đổi của khí hậu và sự dâng lên của nước biển và theo kịch bản BĐKH&NBD như hiện nay. Kết quả cho thấy xu thế măṇ nhaṭ biến đổi rất phức tap̣, tùy thuộc vào điều kiện hiện trạng chất lượng nước, hiện trạng sử dụng đất và hiện trạng đê điều cùng điều kiện khí hậu trong tương lai. 4.4.1. Đối với tầng chứa nước Holocen: Kết quả mô hình dự báo cho thấy với sự gia tăng của lượng nước mưa theo thời gian trong đó mực nước sông, biển có xu hướng tăng nhẹ, cao ngang bằng với mực NDĐ khu vực ven biển nên TCN Holocen có xu hướng rửa nhạt, đặc biệt ở khu vực ven sông Trà Lý thuộc Đông Hưng, Kiến Xương, Tiền Hải (bảng 4.6). 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 nên TCN qh bị nhiễm mặn vào sâu trong đất liền. 4.4.2. Đối với tầng chứa nước Pleistocen: Do 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 (bảng 4.6), chủ yếu là thu hẹp diện tích vùng nước nhạt tại các điểm tập trung các công trình khai thác nước của tỉnh. Bảng 4.6. Diện tích nước mặn các tầng chứa nước theo thời gian Thời gian Diện tích mặn các tầng chứa nước (km2) TCN Holocen TCN Pleistocen Năm Hiêṇ taị 521,132 905,375 2020 505,007 907,595 2060 453,99 917,270 2100 417,64 928,940 4.5. Kết quả mô hình dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt NDĐ trước tác động của Biến đổi khí hậu và nước biển dâng 4.5.1. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt NDĐ trong trường hợp đê biển hiện tại - Đối với tầng chứa nước Holocen: sư ̣biến đổi ranh giới mặn – nhạt rất rõ rêṭ, diêṇ tích nước măṇ tăng dần theo các giai đoaṇ, trong đó khu vưc̣ ven biển diêṇ tích nước măṇ tăng maṇh hơn, biên măṇ lấn sâu vào luc̣ điạ. Theo kic̣h bản phát thải A2, đến năm 2100 diêṇ tích nước măṇ theo dự báo là 630,869 km2, tăng lên 109,74 km2 (khoảng 20%) so với hiện tại. Bảng 4.7. Diện tích nước mặn TCN Holocen theo các kịch bản phát thải Năm Diêṇ tích nước măṇ theo kic̣h bản phát thải (km2) B1 B2 A2 2020 535,941 540,298 545,172 2060 564,023 574,519 585,108 2100 601,002 615,195 630,869 - Đối với tầng chứa nước Pleistocen: Theo kết quả nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của khí hậu và nước biển đến NDĐ khu vực cho thấy TCN qp ít chiụ ảnh hưởng của BĐKH&NBD mà chủ yếu do hoạt động khai thác. Kết quả mô hình dự báo cho thấy diêṇ tích nước măṇ trong TCN tăng dần theo các năm và theo các kic̣h bản phát thải (B1, B2, A2) (bảng 4.8). Những năm cuối của thế kỷ 21, ranh giới măṇ nhaṭ bi ̣ tác đôṇg lớn hơn, biến đổi nhanh hơn. Theo kic̣h bản phát thải cao, đến năm 2100 diêṇ tích nước măṇ theo dự báo là 935,985 km2, tăng lên 30,61 km2 (khoảng 3,5%) so với hiện tại. Bảng 4.8. Diện tích nước mặn TCN Pleistocen theo các kịch bản phát thải Năm Diêṇ tích nước măṇ theo kic̣h bản phát thải (km2) B1 B2 A2 2020 907,975 908,885 910,015 2060 917,375 919,045 921,435 2100 929,825 931,675 935,985 Dựa trên kết quả dự báo cho cả 2 TCN cho thấy sự thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa, độ bốc hơi và sự dâng cao của mưc̣ nước biển làm gia tăng diêṇ tích nước măṇ TCN Holocene và Pleistocene. Diện tích vùng nước mặn TCN qh chịu ảnh hưởng trực tiếp từ diện tích vùng ngập theo kịch bản BĐKH&NBD. Trong đó, đối với TCN qp, xu thế măṇ phân bố chủ yếu taị khu vưc̣ phía Nam - Đông Nam, diêṇ tích măṇ tăng lên tại ranh giới mặn – nhạt khu vực Đông Hưng, Thái Thụy, Hưng Hà. 4.5.2. Dự báo sự thay đổi ranh giới mặn – nhạt NDĐ trong trường hợp nâng cấp đê biển - Đối với tầng chứa nước Holocene: sư ̣biến đổi NDĐ rất rõ rêṭ, diêṇ tích nước măṇ tăng dần theo các giai đoaṇ đặc biệt tại khu vưc̣ ven biển Tiền Hải, Thái Thụy, biên măṇ lấn sâu vào luc̣ địa. Theo kic̣h bản phát thải A2, đến năm 2100, ranh giới măṇ nhaṭ biến đổi nhanh hơn do nước dưới đất chiụ ảnh hưởng maṇh của nước biển dâng. Diêṇ tích nước măṇ tăng lên 564,056 km2, tăng 42,93 km2 (khoảng 8%) so với hiện tại (bảng 4.9). Bảng 4.9. Diện