Quan trắc xâm nhập mặn tại đồng bằng sông Cửu Long

Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia chịu tác động mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nước ta là rất nghiêm trọng, trong đó xâm nhập mặn là một trong rất nhiều hậu quả do biến đổi khí hậu gây nên. Biến đổi khí hậu làm gia tăng nhiệt độ của Trái đất, nhiệt độ Trái đất tăng làm dung tích nước của các đại dương tăng, băng từ các vùng cực tan chảy, mực nước biển dâng cao, mở rộng vùng xâm nhập mặn, thu hẹp diện tích nước ngọt và đây chính là vấn đề sống còn đối với nhân loại nói chung và đối với Việt Nam nói riêng, đặc biệt là ở vùng đồng bằng ven biển hạ lưu hệ thống sông.

1. Nước mặn là gì?

Nước mặn là thuật ngữ chung để chỉ nước chứa một hàm lượng đáng kể các muối hòa tan (chủ yếu là NaCl). Hàm lượng này thông thường được biểu diễn dưới dạng ‰ phần nghìn (ppt) hay phần triệu (ppm) hoặc phần trăm (%) hay g/l.

Khái niệm nước mặn cũng thay đổi tùy theo các quan điểm nhìn nhận. Chẳng hạn, Bách khoa Toàn thư Việt Nam coi nước mặn là tên gọi để chỉ một trong hai trường hợp:

• Nước có chứa muối NaCl hoà tan với hàm lượng cao hơn nước lợ, thường quy ước trên 10 g/l.
• Thuật ngữ gọi chung các loại nước chứa lượng muối NaCl cao hơn nước uống thông thường (> 1g/l).

Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) phân loại nước mặn dựa trên hàm lượng muối thành ba thể loại: nước hơi mặn chứa muối trong phạm vi 1 tới 3 ppt; nước mặn vừa phải chứa khoảng 3 tới 10 ppt; nước mặn nhiều chứa khoảng 10 tới 35 ppt lượng muối. Nước biển trong các đại dương là nguồn nước mặn phổ biến nhất và cũng là nguồn nước có độ mặn lớn nhất. Trong đó độ mặn trung bình của đại dương là khoảng 35 ppt, tương đương với 35 g/l. 

Dưới đây là hàm lượng độ mặn của nước theo tên gọi:

• Nước ngọt - nhỏ hơn 1g/l
• Nước hơi mặn - Từ 1g/l đến 3 g/l
• Nước mặn vừa phải - Từ 3 g/l đến 10 g/l
• Nước mặn cao - Từ 10 g/l đến 35 g/l

2. Nước mặn có ích hay không?

Trong nông nghiệp, nước nhiễm mặn với nồng độ trên 4g/l sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng và nồng độ dưới 1g/l có thể cung cấp nước sinh hoạt cho các đô thị và các mục đích khác. Tùy theo môi trường sống cũng như nhu cầu nuôi trồng hay sinh hoạt, hàm lượng muối phù hợp cho các động thực vật phát triển bình thường theo như trong bảng dưới đây:

3. Tính cấp thiết của quan trắc xâm nhập mặn

Đồng bằng ven biển ở Việt Nam có hơn 3.000 km bờ biển, liên kết với các lưu vực hoặc đồng bằng nhỏ, nơi tập trung dân cư với sản xuất lúa nước phát triển. Địa hình Việt Nam với đặc điểm núi cao phía Tây, nơi bắt nguồn của hầu hết các nhánh sông trong nước hoặc quốc tế quan trọng đi qua. Tất cả các sông chính đều đổ ra biển Đông và bồi đắp các đồng bằng, đặc biệt là đồng bằng sông Hồng với 1,2 triệu ha và đồng bằng sông Cửu Long khoảng 4 triệu ha.

Thiên tai hàng năm bao gồm lũ lụt vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và hạn hán vào mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau. Ngoài ra, hàng năm có khoảng 6 đến 7 cơn bão hình thành biển Đông, ảnh hưởng đến vùng ven biển Việt Nam khoảng 3 hoặc 4 lần với mật độ 33% ở miền Bắc và 65% ở miền Trung và dưới 2% ở miền Đông Nam bộ và Đồng bằng sông Cửu Long.

Hàng năm vào các tháng mùa khô, đặc biệt là tháng 3 và tháng 4, do lượng mưa khan hiếm, không có dòng chảy từ thượng nguồn, thủy triều đã gây ra dòng chảy bất lợi và xâm nhập mặn từ các cửa sông đã đe dọa năng suất nông nghiệp, nguồn cung cấp nước ngọt của thành phố và các mục đích khác .

Vì vậy xâm nhập nước mặn là một vấn đề cần được quản lý đối với vùng ven biển và đối với việc bảo tồn các vùng đất ngập nước nước ngọt ven biển vì nó làm giảm sự đa dạng của hệ động thực vật ở các vùng này.

4. Dự báo, cảnh báo xâm nhập mặn

Đối với ĐBSCL thì Nghị quyết số 120/NQ-CP về phát triển bền vững và thích ứng với biến đổi khí hậu thể hiện tầm nhìn chiến lược với chủ trương phát triển “thuận thiên” để chủ động hóa giải các thách thức do biến đổi khí hậu và các hoạt động khai thác, sử dụng nguồn nước sông Mê Công, tận dụng tiềm năng, thế mạnh, tạo xung lực mạnh mẽ cho phát triển ĐBSCL. Do đó công tác dự báo và cảnh báo xâm nhập mặn có vai trò hết sức quan trọng để thích nghi với điều kiện tự nhiên.

5. Giải pháp quan trắc độ mặn

5.1 Tại sao phải quan trắc độ mặn

Đất bị nhiễm mặn sẽ khó trồng trọt, bị thoái hóa và khó tiêu thoát nước và thậm chí bị rữa trôi làm ảnh hưởng đến môi trường sống chung quanh. Đó là lý do quan trọng đối với việc quản lý và giám sát chất lượng nước vùng cửa sông. Ở các vùng cửa sông, độ mặn thường cao nhất ở gần cửa sông nơi nước biển chảy vào và thấp nhất ở thượng nguồn nơi nước ngọt chảy xuống. Để đánh giá tác động của xâm nhập mặn, cần đo độ mặn của nước ở các độ sâu khác nhau và các vị trí khác nhau từ cửa sông lên thượng lưu.

Quan trắc có nghĩa là quan sát liên tục hoặc lặp lại, đo lường và đánh giá dữ liệu môi trường cho các mục đích khác nhau theo lịch trình sắp xếp trước trong không gian và thời gian, sử dụng các phương pháp quan trắc thu thập dữ liệu tại hiện trường hay đo tự động từ xa.

5.2 Quan trắc tại hiện trường và thiết bị đo

Độ mặn là thước đo nồng độ muối hòa tan trong nước. Độ mặn được đo gián tiếp thông qua kiểm tra độ dẫn điện (EC) của nước. Nước mặn dẫn điện nhiều hơn nước không có muối hòa tan. Nước ngọt hầu như không có muối hòa tan, trong khi nước biển có độ mặn trong khoảng 34 đến 36 phần nghìn (ppt). Nước lợ là hỗn hợp của nước ngọt và nước mặn. Vì vậy, người ta thường dùng máy đo độ mặn cầm tay để đo nhanh độ mặn tại hiện trường nhằm có được số liệu tức thời, phục vụ cho công công tác khảo sát, đánh giá xâm nhập mặn.

Máy đo mặn cầm tay LF40  (Xuất xứ: Đức) và Máy đo độ mặn cầm tay ACTD-DF (Xuất xứ: Nhật Bản)

5.3 Quan trắc độ mặn tự động

Để đưa ra được giải pháp ứng phó kịp thời đối với việc xâm nhập mặn từ các cửa công thì việc hình thành các hệ thống quan trắc độ mặn tự đồng nhằm cung cấp số liệu phục vụ dự báo cảnh báo về xâm nhập mặn là việc làm hết sức cần thiết. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và Bộ Tài nguyên và Môi trường là hai đơn vị được phân công nhiệm vụ đo đạc, quan trắc mặn sử dụng nguồn ngân sách nhà nước. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đo mặn chủ yếu phục vụ mục đích tưới tiêu và nuôi trông thủy sản, do đó các điểm đo mặn thường được bố trí trên các kênh, mương nội đồng. Bộ Tài nguyên và Môi trường được giao nhiệm vụ quan trắc và đánh giá chất lượng điều tra cơ bản về mặn trên hệ thống các sông chính trên cả nước trong đó có lưu vực sông

a). Trạm quan trắc mặn tự động

Tiêu chí chung để xây dựng trạm quan trắc độ mặn tự động:

• Trạm quan trắc phải đặt trong dòng chảy tự do của dòng sông, kênh (không đặt tại các vị trí giáp nước, dòng chảy yếu hay bị tù đọng)
• Không đặt trạm nơi đang có hiện tượng xói lở
• Không gần các đường ống thoát nước hoặc các hoạt động công nghiệp ven biển (ví dụ chế biến cá, chế biến gỗ), bến cảng hoặc giao thông thuyền dày đặc
• Vị trí đặt trạm không trùng lắp với vị trí trạm đo đã có
• Dễ tiếp cận, thuận tiện trong công tác bảo dưỡng, tốt nhất là trên phần đất Nhà nước sở hữu.
• Gần các cống chính, lớn của hệ thống công trình thuỷ lợi hoặc tại các vị trí lấy nước phục vụ cho dân sinh, nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản 
• Cao trình sàn nhà trạm phải lớn hơn mực nước lớn nhất tối thiểu 1,5 m; cao trình đáy sông/kênh tại vị trí đặt trạm phải thấp hơn mực nước thấp nhất tối thiểu 1,0 m

CÁC DẠNG TRẠM QUAN TRẮC CÓ THỂ NHƯ SAU:

Các kiểu trạm quan trắc xây dựng kiên cố và đơn giản

b). Thiết bị quan trắc mặn tự động

Đối với những trạm quan trắc tự động, đây hầu hết là các trạm quan trắc có tính chất lâu dài và bền vững. Do đó, chúng ta cần phải lựa chọn những thiết bị phù hợp với các tiêu chí sau:

• Thiết bị phù hợp môi trường đo, đặt biệt là các thiết bị có vật liệu phải chống lại sự ăn mòn của nước bị nhiễm mặn.
• Thiết bị sử dụng công nghệ tiên tiến để tránh lạc hậu khi thay thế, mở rộng. Nên chọn thiết bị đo độ mặn sử dụng công nghệ 4 điện cực đo hoặc 7 điện cực đo.
• Thiết bị có mức tiêu thu năng lượng thấp
• Thiết bị có chế độ bảo trì bảo dưỡng ít

Cảm biến đo độ mặn 4 điện cực LTC0,35/23 của STM và 7 điện cực A7CT-CAR/CAD của JFE Advantech