Dự báo độ mặn nền trên hệ thống sông chính vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2009 sử dụng phần mềm HydroGis và phần mềm Mike11.

Chương trình dự báo dựa trên 6 yếu tố: địa hình sông kênh và các ô đồng vùng hạ lưu sông Mêkong, nền khí hậu-thủy văn lưu vực sông Mêkong, nền khí hậu hải văn vùng biển Đông và biển Tây Nam Bộ, dao động triều tại các cửa sông Nam Bộ, quy luật vận hành của các công trình thủy lợi điều khiển dòng chảy, quá trình tích và thoát nước ngọt của mùa lũ năm trước đó tại Biển Hồ, các vùng trũng như: Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, Tây sông Hậu và các khu trũng thuộc lãnh thổ Campuchia nằm dọc sông Mêkong và sông Bassac.

Nhu cầu thực tế về dự báo độ mặn mùa khô vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) trung và dài hạn rất lớn và ngày càng trở nên cấp bách. Tuy nhiên, hiện nay dự báo xâm nhập mặn trung và dài hạn cho các sông rạch ĐBSCL phụ thuộc vào chất lượng dự báo thời tiết trung và dài hạn và sự thay đổi chế độ vận hành các công trình ngăn mặn không thể cập nhật chính xác cho khoảng thời gian dài trong tương lai. Do đó, chúng tôi đặt vấn đề dự báo độ mặn nền cho mùa khô vùng ven biển, tức là chưa tính đến sự biến thiên độ mặn do thời tiết biến động và các thay đổi trong vận hành các công trình thủy lợi trong thời gian tới.

I. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN

1. Các ý tưởng xuất phát

Giá trị độ mặn tại mỗi điểm trong mạng sông rạch ĐBSCL vào thời điểm cụ thể được tách ra hai thành phần: độ mặn nền So(x,y,t) và độ mặn biến động S’(x,y,t), trong đó: x, y là tọa độ tâm mặt cắt sông - kênh và t là thời gian.

Độ mặn nền So vào các tháng mùa khô phụ thuộc 6 yếu tố chính là:
(1) Địa hình sông, kênh và các ô đồng vùng hạ lưu sông Mêkong;
(2) Nền khí hậu - thủy văn lưu vực sông Mêkong;
(3) Nền khí hậu - hải văn vùng biển Đông và Tây Nam Bộ;
(4) Dao động triều tại các cửa sông Nam Bộ;
(5) Quy trình vận hành của các công trình thủy lợi điều khiển dòng chảy;
(6) Quy luật tích và thoát nước ngọt của mùa lũ năm trước đó tại Biển Hồ, các vùng trũng như: Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, Tây Sông Hậu và các khu trũng khác thuộc lãnh thổ Cam Pu Chia nằm dọc sông Mekong và sông Bassac

Như vậy độ mặn nền mỗi năm mỗi khác vì:
(1) Thủy triều giữa hai năm liên tiếp không giống nhau;
(2) lượng nước ngọt trữ trong Biển Hồ và các vùng trũng mỗi năm mỗi khác. Đó là chưa kể sự thay đổi hàng năm trong kết cấu hạ tầng, sông rạch, cầu, cống, chế độ vận hành các công trình thủy lợi... Hơn thế độ mặn nền biến động theo thời gian tùy vào pha triều thiên văn và quy mô tương tác giữa nước sông và nước biển (khác với khái niệm độ mặn chế độ).

Độ mặn biến động S’, ngoài 6 yếu tố nêu trên, còn phụ thuộc vào các quá trình thuộc 2 loại tác động đặc biệt quan trọng khác là:
(1) Sự thay đổi thời tiết (so với chế độ trung bình) theo thời gian và không gian (chưa thể làm dự báo trung và dài hạn cho các biến động này);
(2) Sự thay đổi trong quá trình vận hành và cấu trúc hệ thống các công trình thủy lợi (so với các quy luật và cấu trúc hệ thống đã có khi làm dự báo). Đối với ĐBSCL, S’ là một đại lượng biến thiên mạnh theo không gian và thời gian, nhất là khi có gió chướng mạnh, khô hạn kéo dài và khi các cống ngăn mặn mở cho nước chảy 2 chiều.

Để lập dự báo độ mặn nền cho vùng ven biển ĐBSCL, thứ tự các công tác cần thực hiện là:
(1) Chọn công cụ trợ giúp dự báo;
(2) Thiết lập cơ sở dữ liệu nhập;
(3) Kiểm định độ tin cậy của công cụ dự báo và bộ dữ liệu nhập;
(4) Thiết lập điều kiện đầu và điều kiện biên để chạy bài toán dự báo;
(5) Đóng gói sản phẩm để chuyển đến người dùng.

2. Công cụ lập dự báo:

Diễn biến độ mặn nền trong sông, kênh rạch ven biển ĐBSCL rất phức tạp, không thể dùng các biện pháp thủ công hay các công cụ thô sơ để lập dự báo độ mặn nền tại đây. Chúng tôi thấy mô hình thủy lực nằm trong lõi phần mềm thủy lực HydroGis thỏa mãn được yêu cầu này vì bên trong nó đã cài sẵn hệ thống dự báo mực nước triều cho thời điểm bất kỳ trên các cửa sông và kênh khu vực Nam bộ.

II. KẾT QUẢ DỰ BÁO ĐỘ MẶN NỀN MÙA KHÔ (tháng I đếnVI) NĂM 2009 VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Sau khi chạy kết hợp 2 mô hình thủy lực HydroGis và chương trình Mike 11 để tính toán dự báo mặn năm 2009 cho vùng ven biển ĐBSCL với các dữ liệu nhập nêu trên, chúng tôi xây dựng dự báo độ mặn nền cho các tháng I - VI (tháng VI là tháng chuyển tiếp sang mùa lũ) theo các cửa sông chính ở ĐBSCL như sau:

1. Dọc sông Cửa Tiểu:

Kết quả dự báo độ mặn nền dọc sông cửa Tiểu trình bày ở bảng 1. Tháng III và tháng IV là hai tháng mặn xâm nhập sâu nhất, độ mặn 10 g/l có thể xâm nhập đến vị trí cách cửa sông Cửa Tiểu từ 28-32 km. Độ mặn 4 g/l có thể xâm nhập sâu đến 35-40 km. Độ mặn 1 g/l xâm nhập sâu hơn, có thể quá 50 km tính từ cửa sông.

2. Dọc sông Cửa Đại:

Kết quả dự báo độ mặn nền dọc sông Cửa Đại trình bày ở bảng 2. Với cùng khỏang cách từ cửa sông hàm lượng mặn trên sông Cửa Đại có giá trị cao hơn sông Cửa Tiểu. Từ tháng III, độ mặn >10 g/l có thể xâm nhập tới vị trí cách cửa sông từ 35-37 km và đạt giá trị cao nhất vào tháng III. Độ mặn 4 g/l có thể xâm nhập sâu 40-42 km. Mặn 1 g/l xâm nhập sâu đến 60-65 km kể từ cửa sông. Như vậy, số liệu tính toán dự báo mặn năm 2009 cho thấy xâm nhập mặn trên sông Cửa Đại trong mùa khô năm 2009 thấp với năm 2008.

3. Dọc sông Hàm Luông:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Hàm Luông trình bày ở bảng 3. Trên sông Hàm Luông có độ mặn nền 10 g/l trong tháng III và tháng IV có thể xâm nhập đến vị trí cách cửa sông Hàm Luông khoảng 30- 33 km. Bắt đầu tháng III độ mặn 4 g/l đã xâm nhập sâu đến 50 km kể từ cửa sông. Và tháng III,IV độ mặn 1 g/l có thể xâm nhập sâu 60- 65 km trên sông Hàm Luông. Qua số liệu tính toán dự báo độ mặn nền trên sông Hàm Luông trong mùa khô năm 2009 sẽ thấp hơn năm 2008.

4. Dọc sông Cổ Chiên:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Cổ Chiên trình bày ở bảng 4. Độ mặn nền lớn hơn 10 g/l xuất hiện trong tháng III và xâm nhập sâu cách cửa sông Cổ Chiên hơn 30-35 km. Độ mặn 4 g/l có thể xâm nhập sâu đến 40-42 km kể từ cửa sông. Độ mặn 1 g/l có thể xâm nhập sâu 50-55 km trên sông Cổ Chiên. Mặn tháng III sẽ đạt giá trị cao nhất và xâm nhập sâu hơn các tháng khác. Số liệu tính toán dự báo mặn nền trên sông Cổ Chiên trong mùa khô năm 2009 nhỏ hơn năm 2008.

5. Dọc sông Cung Hầu:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Cung Hầu trình bày ở bảng 5. Trên sông Cung Hầu có độ mặn nền 10 g/l trong tháng III và tháng IV có thể xâm nhập đến vị trí cách cửa sông Cung Hầu khoảng 30- 35 km. Độ mặn 4 g/l có thể xâm nhập sâu đến 40-45 km kể từ cửa sông. Độ mặn 1 g/l có thể xâm nhập sâu 60-65 km trên sông Cung Hầu. Tháng III và IV có độ mặn nền cao nhất năm 2009. Số liệu tính toán dự báo độ mặn nền trên sông Cung Hầu trong năm 2009 nhỏ hơn trung bình nhiều năm.

6. Dọc sông Định An:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Định An trình bày ở bảng 6. Trong các tháng III, IV độ mặn nền 10 g/l có thể xâm nhập đến vị trí cách cửa sông Định An đến 30 -35 km. Trong tháng III và IV độ mặn 4 g/l có thể xâm nhập sâu đến 40 km. Độ mặn 1 g/l có thể xâm nhập sâu đến 60 km trên sông Định An. Tháng III là tháng đạt giá trị măn lớn nhất. Theo số liệu tính toán dự báo, độ mặn nền trên sông Định An trong mùa khô năm 2009 sẽ xấp xĩ năm 2008.

7. Dọc sông Trần Đề:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Trần Đề trình bày ở bảng 7. Trên sông Trần Đề độ mặn nền 10 g/l trong tháng III và tháng IV có thể xâm nhập đến vị trí cách cửa sông Trần Đề khoảng 30-32 km. Độ mặn 4 g/l có thể xâm nhập sâu khoảng 40-45 km ( Đại Ngãi) kể từ cửa sông. Tháng III, độ mặn 1 g/l có thể xâm nhập sâu 60 km trên sông Trần Đề. Tháng III có độ mặn nền cao nhất năm 2009. Số liệu tính toán dự báo mặn nền trên sông Trần Đề trong mùa khô năm 2009 xấp xĩ năm 2008.

8. Dọc sông Ông Đốc:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Ông Đốc trình bày ở bảng 8. Hiện nay công trình cống Tắc Thủ đã vận hành ngăn. Tuy nhiên, sông Ông Đốc chạy dọc theo biển Tây, chịu tác động chính của triều biển Tây, một số cửa thông ra phía biển Tây hiện nay các cửa này chưa có công trình ngăn mặn vì vậy toàn bộ tuyến sông Ông Đốc vẫn còn nhiễm mặn. Độ măn thấp nhất xuất hiện trong tháng I và tháng VI và độ mặn cao nhất diễn ra trong tháng III và IV. Độ mặn các tháng trong năm 2009 thấp hơn một ít so với cùng kỳ năm 2008.

9. Dọc sông Cái Lớn:

Số liệu độ mặn nền dự báo dọc sông Cái Lớn trình bày ở bảng 9. Trên sông Cái Lớn độ mặn nền 10 g/l trong tháng IV có thể xâm nhập sâu khoảng 10-18 km kể từ cửa sông. Độ mặn 4 g/l trong tháng IV có thể xâm nhập đến 28-30 km. Độ mặn 1 g/l có thể xâm nhập sâu 50 km trên sông Cái Lớn. Tháng IV có độ mặn nền cao nhất trong năm 2009. Độ mặn các tháng trong năm 2009 thấp hơn một ít so với cùng kỳ năm 2008.

III. NHẬN XÉT

- Với sự trợ giúp của phần mềm thủy lực HydroGis và phần mềm Mike 11, việc lập dự báo độ mặn nền trong sông rạch vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long là hoàn toàn khả thi. Các dự báo độ mặn nền có ý nghĩa thực tiễn rất lớn, cung cấp các dữ liệu đơn tính quan trọng trong việc xây dựng kế hoạch, mùa vụ trồng trọt, nuôi trồng và đánh bắt thủy sản.
- Do mùa mưa năm nay kết thúc trễ, có nhiều đợt mưa trái mùa cùng với hiện tượng La Nina đang trở lại nên dự báo tình hình khô hạn năm nay ở các tỉnh Nam bộ sẽ không gay gắt như mọi năm. Đến tháng I mực nước ở các sông ĐBSCL vẫn cao hơn so với cùng thời điểm năm trước. Theo kết quả tính dự báo trên độ mặn cao nhất năm nay rơi vào khoảng tháng 3 đến tháng 4-2009.
- Đến đầu tháng I/2009 vẫn xuất hiện mưa trên thượng nguồn ĐBSCL. Mực nước đầu nguồn trên dòng chính sông Cửu Long đầu năm 2009 cao hơn so với cùng kỳ năm 2008. Theo nhận định của Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam bộ “dự báo đỉnh điểm mùa khô năm nay rơi vào khoảng tháng ba đến giữa tháng 4-2009, cuối đợt khô đỉnh điểm này cũng sẽ xuất hiện mưa chuyển mùa. Ngoài ra từ nay đến tháng 2-2009 sẽ còn vài đợt mưa trái mùa nữa.” Do vậy, mức độ xâm nhập mặn mùa khô năm 2009 sẽ giảm hơn so với trung bình nhiều năm ở ĐBSCL.

GS.TS. LÊ SÂM
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam