Tài nguyên nước luôn giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế – xã hội của mỗi quốc gia nhất là trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa như nước ta hiện nay. Tuy nhiên, tình trạng khai thác quá mức đang làm cho tài nguyên nước ở nhiều lưu vực sông của nước ta đứng trước nguy cơ suy thoái, cạn kiệt. Điển hình là một số khu vực xung quanh thành phố Hồ Chí Minh và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đã gây ra nhiễm mặn các tầng nước ngọt, làm mất khả năng sử dụng cho các mục đích khác nhau. Trước đây, việc nghiên cứu đưa ra các cảnh báo về khả năng xâm nhập mặn vào các công trình khai thác nước dưới đất ở nước ta được nhiều tác giả nghiên cứu bằng các phương pháp thủy địa hóa/thủy động lực, đồng vị, địa vật lý và mô hình số. Ưu điểm là xác định được ranh giới mặn-nhạt và dự báo sự dịch chuyển của ranh giới mặn-nhạt. Những quá trình hóa – lý – sinh thường diễn ra trong khoảng thời gian khá dài và chịu tác động của nhiều yếu tố tự nhiên, nhân tạo nhưng lại không được chú ý và có các lý giải khoa học một cách sâu sắc, nên các nghiên cứu còn thiếu tính định lượng. Tại nghiên cứu này đã tiến hành ứng dụng mô hình Modflow – Seawat để dự báo sớm cạn kiệt, xâm nhập mặn nước dưới đất theo thời hạn tại các vị trí dự báo ở lưu vực đồng bằng sông Cửu Long, từ đó tổng hợp và đưa ra các khuyến cáo cho việc khai thác nước dưới đất tốt nhất.
Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp điều tra thực địa: để chính xác hóa các ranh giới mặn nhạt;
– Phương pháp mô hình hóa: phương pháp mô hình số trên phần mềm FEFLOW của hãng DHI để dự báo mực nước xác định khu vực có nguy cơ suy giảm mạnh và dự báo báo xâm nhập mặn, dịch chuyển vật chất trong nước dưới đất.
Xây dựng mô hình nước dưới đất
Mô hình được xây dựng theo 5 bước:
– Xây dựng mô hình khái niệm vùng nghiên cứu: bao gồm phạm vi 17 tỉnh ĐBSCL với diện tích lập mô hình là 100.400 km2, 14 lớp (layer) thấm nước yếu và tầng chứa nước vùng Nam Bộ, các điều kiện biên bên ngoài và bên trong mô hình.
– Xây dựng và nhập dữ liệu đầu vào cho mô hình dòng chảy: lưới, bề mặt địa hình, phân tầng ĐCTV, thông số ĐCTV, điều kiện biên mô hình dòng chảy, hiện trạng khai thác nước dưới đất,…
Sơ đồ bề mặt địa hình và các lớp cấu trúc trong FEFLOW
– Dữ liệu về các thông số và điều kiện biên mô hình xâm nhập mặn
– Hiệu chỉnh mô hình: Thông qua công tác chỉnh lý mô hình để hiệu chỉnh lại hệ số thấm và hệ số nhả nước của các lớp cách nước và các tầng chứa nước sao cho phù hợp với mực nước quan trắc thực tế tại các công trình quan trắc.
– Đánh giá sai số của mô hình: Kết quả đánh giá sai số của mô hình dựa vào so sánh giữa giá trị tính toán của mô hình và giá trị quan trắc thực đo tại các lỗ khoan quan trắc.
Kết quả nghiên cứu
* Kết quả dự báo nguy cơ cạn kiệt cho nước dưới đất trong các tầng chứa nước
– Dự báo mực nước năm 2026:
+ Tầng chứa nước qp3: Kết quả cho thấy cao độ mực nước tầng chứa nước qp3 vùng Nam Bộ năm 2026 hầu hết nhỏ hơn Hcp.
+ Tầng chứa nước qp2–3: Kết quả cho thấy cao độ mực nước tầng chứa nước qp2–3 vùng Nam Bộ năm 2026 hầu hết nhỏ hơn Hcp, một số nơi vượt Hcp như: TP. Cà Mau, tỉnh Cà Mau, huyện Năm Căn, tỉnh Cà Mau.
+ Tầng chứa nước qp1: Kết quả cho thấy cao độ mực nước tầng chứa nước qp1 vùng Nam Bộ năm 2026 hầu hết nhỏ hơn Hcp, một số nơi vượt Hcp như: TP. Cà Mau, tỉnh Cà Mau, huyện Năm Căn, tỉnh Cà Mau.
+ Tầng chứa nước n22: Kết quả cho thấy cao độ mực nước tầng chứa nước n22 vùng Nam Bộ năm 2026 hầu hết nhỏ hơn Hcp, một số nơi vượt Hcp như: huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An, TP. Cà Mau, tỉnh Cà Mau, huyện Năm Căn, tỉnh Cà Mau, Hòa Long, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp, huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An.
+ Tầng chứa nước n21: Kết quả cho thấy cao độ mực nước tầng chứa nước n21 vùng Nam Bộ năm 2026 hầu hết nhỏ hơn Hcp, một số nơi vượt Hcp như: huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An, TP. Cà Mau, tỉnh Cà Mau, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp.
+ Tầng chứa nước n13: Kết quả cho thấy cao độ mực nước tầng chứa nước n21 vùng Nam Bộ năm 2026 hầu hết nhỏ hơn Hcp, một số nơi vượt Hcp như: TP. Cà Mau, tỉnh Cà Mau, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp.
– Dự báo độ hạ thấp 5 năm 2021-2026, khoanh vùng tốc độ hạ thấp:
+ Tầng chứa nước qp3: Tính được tốc độ hạ thấp giai đoạn 5 năm 2021-2026, 10 năm 2011-2021, 20 năm 2006-2021. Khoanh vùng tốc độ hạ thấp theo vùng, vùng có tốc độ hạ thấp lớn nhất (0,2m-0,3m) phân bố tập trung tại tỉnh Hậu Giang, Sóc Trăng, Trà Vinh và 1 phần tỉnh Bạc Liêu.
+ Tầng chứa nước qp2-3: Tính được tốc độ hạ thấp giai đoạn 5 năm 2021-2026, 10 năm 2011-2021, 20 năm 2006-2021. Khoanh vùng tốc độ hạ thấp theo vùng, vùng có tốc độ hạ thấp lớn nhất (0,3m-0,5m) phân bố tập trung tại tỉnh Sóc Trăng và 1 phần ven biển Bạc Liêu.
+ Tầng chứa nước qp1: Tính được tốc độ hạ thấp giai đoạn 5 năm 2021-2026, 10 năm 2011-2021, 20 năm 2006-2021. Khoanh vùng tốc độ hạ thấp theo vùng, vùng có tốc độ hạ thấp lớn nhất (0,3m-0,5m) phân bố tập trung tại tỉnh Sóc Trăng và tỉnh Cà Mau.
+ Tầng chứa nước n22: Tính được tốc độ hạ thấp giai đoạn 5 năm 2021-2026, 10 năm 2011-2021, 20 năm 2006-2021. Khoanh vùng tốc độ hạ thấp theo vùng, vùng có tốc độ hạ thấp lớn nhất (>0,5m) phân bố tập trung tại tỉnh Đồng Tháp, TP. Cần Thơ.
+ Tầng chứa nước n21: Tính được tốc độ hạ thấp giai đoạn 5 năm 2021-2026, 10 năm 2011-2021, 20 năm 2006-2021. Khoanh vùng tốc độ hạ thấp theo vùng, vùng có tốc độ hạ thấp lớn nhất (>0,5m) phân bố rộng tập trung tại tỉnh Long An, Đồng Tháp, TP. Cần Thơ, An Giang, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long.
+ Tầng chứa nước n13: Tính được tốc độ hạ thấp giai đoạn 5 năm 2021-2026, 10 năm 2011-2021, 20 năm 2006-2021. Khoanh vùng tốc độ hạ thấp theo vùng, vùng có tốc độ hạ thấp lớn nhất (>0,5m) phân bố rộng tập trung tại tỉnh Long An, Vĩnh Long.
* Kết quả dự báo nguy cơ xâm nhập mặn cho nước dưới đất trong các tầng chứa nước
+ Tầng chứa nước qp3: Nêu được hiện trạng phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước, nước mặn tập chung chủ yếu tại Đồng tháp, Cà Mau, Bến Tre, Kiên Giang, Sóc Trăng, Bến Tre, Bạc Liêu, Long An, TP. Hồ Chí Minh, dự báo vùng nguy cơ xâm nhập mặn tập chung chủ yếu tại TP. Sóc Trăng, Tiền Giang, TP. Cần Thơ, Kiên Giang, Long An, Hồ Chí Minh.
+ Tầng chứa nước qp2-3: Nêu được hiện trạng phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước: nước mặn tập chung chủ yếu tại An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Tiền Giang, Bến Tre, Long An, Kiên Giang, Sóc Trăng, Cà Mau, Long An, TP. Hồ Chí Minh, dự báo vùng nguy cơ xâm nhập mặn tập chung chủ yếu tại Hậu giang, Sóc Trăng, Trà Vinh, Cà Mau, Long An, Hồ Chí Minh.
+ Tầng chứa nước qp1: Nêu được hiện trạng phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước: nước mặn tập chung chủ yếu tại Long An, An Giang, Đồng Tháp, Kiên Giang, Hậu Giang, Cà Mau, Sóc Trăng, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, dự báo vùng nguy cơ xâm nhập mặn tập chung chủ yếu tại Vĩnh Long, Sóc Trăng, Long An, Hồ Chí Minh.
+ Tầng chứa nước n22: Nêu được hiện trạng phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước: nước mặn tập chung chủ yếu tại Đồng Tháp, Vĩnh Long, Hậu Giang, Sóc Trăng, Trà Vinh, Bến Tre, Cà Mau, Long An, TP. Hồ Chí Minh, dự báo vùng nguy cơ xâm nhập mặn tập chung chủ yếu tại Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Long An, Hồ Chí Minh.
+ Tầng chứa nước n21: Nêu được hiện trạng phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước: nước mặn tập chung chủ yếu tại Kiên Giang, Cà Mau, Sóc Trăng, Trà Vinh, Hậu Giang, Vĩnh Long, Đồng Tháp, Long An, TP. Hồ Chí Minh, dự báo vùng nguy cơ xâm nhập mặn tập chung chủ yếu tại Trà Vinh, Kiên Giang, Sóc Trăng, Cà Mau, Long An, Hồ Chí Minh.
+ Tầng chứa nước n13: Nêu được hiện trạng phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước: nước mặn tập chung chủ yếu tại Đồng Tháp, Trà Vinh, Kiên Giang, Hậu Giang, Vĩnh Long, Sóc Trăng, Cà Mau, TP. Hồ Chí Minh, dự báo vùng nguy cơ xâm nhập mặn tập chung chủ yếu tại Trà Vinh, Kiên Giang, Vĩnh Long, Sóc Trăng, Cà Mau, Long An, Hồ Chí Minh.
Bằng phương pháp mô hình hóa đã cho ra được kết quả dự báo nguy cơ cạn kiệt và xâm nhập mặn nước dưới đất. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy có độ tin cậy cao và đưa ra bức tranh tổng thể về phân vùng nguy cơ cạn kiệt và xâm nhập mặn các tầng chứa nước.
Nghiên cứu này được tiến hành trong khuôn khổ các hoạt động của đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng hệ thống giám sát nguồn nước phục vụ cảnh báo sớm cạn kiệt, xâm nhập mặn cùng đồng bằng sông Cửu Long” do Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước quốc gia chủ trì thực hiện.
