Luận án- Nghiên cứu cơ chế xâm nhập mặn và đề xuất một số giải pháp khai thác nước hợp lý cho vùng cửa sông ven biển đồng bằng sông Cửu Long

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ XÂM NHẬP MẶN VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHAI THÁC NƯỚC HỢP LÝ CHO VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Ngành:

Kỹ thuật tài nguyên nước (Mã ngành: 9 58 02 12)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung nghiên cứu cơ chế xâm nhập mặn tại vùng cửa sông ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), một khu vực có vị trí kinh tế - xã hội quan trọng nhưng thường xuyên chịu ảnh hưởng nặng nề bởi xâm nhập mặn. Các sự kiện xâm nhập mặn nghiêm trọng như năm 2016 và 2020 đã cho thấy độ mặn duy trì ở mức cao và xâm nhập sâu tới 70-85 km từ cửa sông, gây hậu quả nghiêm trọng đến đời sống và sản xuất. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về mặn, các nghiên cứu chuyên sâu về cơ chế xâm nhập mặn, sự xáo trộn, phân tầng mặn (nêm mặn) tại các cửa sông ĐBSCL còn hạn chế.

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định cơ chế xâm nhập mặn, sự hình thành phân tầng, cấu trúc, tồn tại và hoạt động của nêm mặn trong điều kiện hiện tại và dưới tác động của nước biển dâng. Đồng thời, dựa trên kết quả nghiên cứu, luận án đề xuất các giải pháp khai thác nước hợp lý cho vùng, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước và dự báo, tăng cường khả năng lấy nước theo yêu cầu về nồng độ mặn khác nhau theo không gian và thời gian.

Luận án đã đóng góp khoa học và thực tiễn bằng việc sử dụng các tham số kinh nghiệm để đánh giá sơ bộ hiện tượng phân tầng cho 7 nhánh sông Cửu Long và thiết lập mô hình toán 3 chiều (MIKE 3) để mô phỏng chi tiết đặc điểm xâm nhập mặn, phân bố mặn, cấu trúc và sự phát triển của nêm mặn tại hai nhánh sông Hậu. Kết quả nghiên cứu đã làm rõ hơn cơ chế xâm nhập mặn và biến động của phân tầng, nêm mặn, đồng thời chỉ ra khả năng lấy nước theo yêu cầu về nồng độ mặn khác nhau. Từ đó, luận án đề xuất các giải pháp khai thác nước hợp lý, bao gồm ý tưởng thiết kế, nâng cấp, vận hành công trình kiểm soát mặn (như cống KSM với cao độ đáy phù hợp, cửa van nhiều nấc, cửa van mẹ bồng con) và trạm bơm nổi di động, phù hợp với yêu cầu sản xuất khác nhau tại vùng cửa sông ĐBSCL. Nghiên cứu cũng cho thấy nước biển dâng sẽ đẩy nêm mặn vào sâu hơn trong sông, tăng thêm khoảng 7-8km đối với lớp đáy và 2-4km đối với lớp mặt.

Luận án kiến nghị cần có thêm nghiên cứu chuyên sâu về các yếu tố tác động đến cơ chế phân tầng và nêm mặn (như thay đổi dòng chảy thượng nguồn, sụt lún đáy sông), cùng với việc khảo sát thủy lực và xâm nhập mặn trên diện rộng, đa chiều để nâng cao độ chính xác của các mô hình và giải pháp đề xuất.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • 6. Những đóng góp mới của luận án

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • 1.1. Tổng quan về xâm nhập mặn tại ĐBSCL
  • 1.2. Tổng quan các nghiên cứu ở nước ngoài
    • 1.2.1. Định nghĩa về vùng cửa sông (VCS)
    • 1.2.2. Các đặc tính của cửa sông phân tầng (nêm mặn)
    • 1.2.3. Nghiên cứu liên quan đến cửa sông phân tầng một phần
    • 1.2.4. Một số nghiên cứu tính toán điển hình về xâm nhập mặn
  • 1.3. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

• CHƯƠNG 2. KHÁI QUÁT CÁC VẤN ĐỀ VỀ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG CỤ TRONG NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ XÂM NHẬP MẶN VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN

  • 2.1. Cấu tạo chung của nêm mặn vùng cửa sông
  • 2.2. Các tham số kinh nghiệm xác định sự phân tầng cửa sông
  • 2.3. Ứng dụng các tham số kinh nghiệm sơ bộ xác định cơ chế phân tầng vùng cửa sông ĐBSCL
    • 2.3.1. Tính toán cho các nhánh sông theo tham số Simmons (η)
    • 2.3.2. Tính toán phân tầng theo tham số n
    • 2.3.3. Xác định các tiêu chí phù hợp cho các cửa sông ĐBSCL
  • 2.4. Mô hình toán số trong nghiên cứu xâm nhập mặn

• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN VỀ CƠ CHẾ XÂM NHẬP MẶN TẠI VÙNG CỬA SÔNG HẬU

  • 3.1. Xây dựng mô hình nghiên cứu tính toán
  • 3.2. Kết quả tính toán đại diện
    • 3.2.1. Kết quả tính dọc theo hai nhánh sông Hậu
    • 3.2.2. Kết quả tính trên mặt cắt ngang đại diện
    • 3.2.3. Kết quả tính trên mặt bằng theo các lớp chiều sâu
  • 3.3. Kết quả tính toán trong trường hợp nước biển dâng

• CHƯƠNG 4. ĐỊNH HƯỚNG CƠ SỞ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHAI THÁC NƯỚC HỢP LÝ CHO VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

  • 4.1. Lựa chọn khả năng lấy nước theo không gian và thời gian
  • 4.2. Ứng dụng vào trong thiết kế, vận hành công trình

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ