TỔNG QUAN
TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH XÂM NHẬP MẶN
1.1.1 Định nghĩa về quá trình xâm nhập mặn
Xâm nhập mặn là hiện tượng nước biển xâm nhập vào các vùng nội đồng qua sông ngòi, thường xảy ra khi thủy triều dâng cao, trong các trận mưa bão làm vỡ đê biển, hoặc vào mùa khô khi lưu lượng nước ngọt từ các con sông giảm Khi nước ngọt không đủ mạnh để đẩy nước biển, hiện tượng xâm nhập mặn có thể xảy ra qua các mao mạch, đường nứt trong đất, và thậm chí qua các đê biển, làm cho đất đai bị nhiễm mặn sâu vào nội địa.
Hình 1.1: Quá trình nước biển xâm nhập
1.1.2 Khái quát về độ mặn [5] Độ muối hay độ mặn là hàm lƣợng tổng cộng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn (các muối) hoà tan có trong 1000 gam nước biển với điều kiện: các halogen được thay bằng lượng clo tương đương, các muối cacbonat đƣợc chuyển thành ôxít, các chất hữu cơ bị đốt cháy ở 480⁰C." Độ muối đƣợc ký hiệu là S‰, độ Clo - Cl‰ và mối liên hệ giữa hai đại lƣợng này là:
S‰ = 0,030 + 1,8050 Cl‰, trong đó ‰ hay ppt (phần nghìn) không phải là đơn vị đo độ muối, mà chỉ là ký hiệu biểu diễn nồng độ (g/kg) của các muối hòa tan.
Độ muối trong nước biển không nên đồng nhất với "độ mặn" như một số địa phương hiểu, mà được xác định thông qua hàm lượng clo bằng phương pháp phân tích hóa học, cụ thể là phương pháp Knudsen hay chuẩn độ bạc nitrat Độ mặn là chỉ tiêu quan trọng trong phân tích và đánh giá chất lượng nước, chủ yếu dựa vào sự hiện diện của clorua và sunfat Hàm lượng clorua và sunfat trong nước quyết định mức độ mặn trên sông.
Clorua là anion chủ yếu trong nước thiên nhiên và nước thải, với vị mặn thay đổi theo hàm lượng và thành phần hóa học Thông thường, khi mẫu nước chứa khoảng 250 mg Cl-/l, vị mặn đã có thể nhận ra, mặc dù nước có thể chứa đến 1000 mg Cl-/l Hàm lượng clorua cao có thể gây tổn hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người Clorua có thể xuất phát từ nhiều nguồn cung cấp khác nhau.
Nước mặn từ biển theo các cửa sông xâm nhập vào các sông rạch, mang theo hàm lượng clorua cao Bên cạnh đó, ở những khu vực ven biển, nước mưa cũng chứa một lượng clorua lớn, góp phần cung cấp clorua cho các sông rạch.
Clo có nguồn gốc từ các chất thải, nước thải công nghiệp và sinh hoạt của con người Theo thống kê, mỗi người có thể thải ra một lượng clo nhất định qua nước tiểu hàng ngày.
6g NaCl/ngày Do vậy, đây cũng là một trong những nguồn cung cấp clorua thường xuyên cho các khu vực tiếp nhận nước thải, chất thải
Các vùng ven biển thường có cấu trúc địa chất bao gồm cồn cát, bùn và phù sa mềm, cho phép nước biển dễ dàng xâm nhập vào đất liền thông qua khả năng mao dẫn của chúng.
Ảnh hưởng của mặn đến cây trồng
Đất mặn gây hạn chế cho cây trồng, đặc biệt trong mùa nắng khi không có nước ngọt cung cấp Lượng muối hòa tan trong đất ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng của cây, với mức độ thiệt hại phụ thuộc vào loại cây, giống cây, thời gian sinh trưởng và các yếu tố môi trường Thiệt hại do mặn thường thể hiện qua việc giảm diện tích lá; trong điều kiện nhẹ, trọng lượng khô có thể tăng tạm thời nhưng sẽ giảm nghiêm trọng sau đó Khi thiệt hại nặng hơn, trọng lượng khô của chồi và rễ cũng giảm tương ứng Đặc biệt, trong giai đoạn mạ của lúa, lá già thường chết sớm hơn lá non Mặn gây hại cho cây trồng chủ yếu qua hai hình thức: hạn sinh lý và kìm hãm sự phát triển.
Độ mặn trong đất gây hạn sinh lý cho cây trồng do làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch đất Cây chỉ có thể hấp thu nước và khoáng chất khi nồng độ muối trong đất thấp hơn nồng độ dịch bào của rễ Khi độ mặn tăng cao, sức hút nước của đất có thể vượt quá sức hút của rễ, khiến cây không chỉ không lấy được nước mà còn mất nước vào đất Mặc dù quá trình thoát hơi nước của lá vẫn diễn ra, nhưng sự mất cân bằng nước này dẫn đến hạn sinh lý Tăng áp suất thẩm thấu trong đất mặn là nguyên nhân chính gây hại cho cây trồng.
Sự ức chế sinh trưởng của cây do nhiễm mặn là một hiện tượng rõ rệt Các thực vật kém chịu mặn thường ngừng phát triển trong môi trường đất mặn, vì các chức năng sinh lý của chúng bị kìm hãm Đặc biệt, nồng độ muối càng cao thì mức độ ức chế sinh trưởng càng gia tăng.
Cây lúa bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi độ mặn, dẫn đến nhiều triệu chứng như đầu lá trắng, cháy chóp lá, màu nâu của lá và chết lá Sự sinh trưởng của cây bị ức chế, số chồi giảm, rễ phát triển kém, lá cuộn lại, và tăng số hạt bất thụ Điều này cũng làm giảm số hạt trên bông, trọng lượng hạt, thay đổi thời gian trổ, chỉ số thu hoạch và cuối cùng là năng suất hạt.
1.1.3 Các phương pháp xác định độ mặn
1.1.3.1 Phương pháp chuẩn độ mẫu nước bằng dung dịch bạc nitrat Để xác định hàm lượng ion Clo trong nước biển, người ta cho dung dịch
Bạc Nitrat (AgNO3) phản ứng với mẫu nước có nồng độ biết trước, dẫn đến việc ion Clo trong mẫu bị kết tủa thành AgCl màu trắng sữa Tuy nhiên, trong nước biển còn chứa các halogen khác như F-, Br-, I-, nên kết tủa trắng sữa này không chỉ bao gồm AgCl mà còn có AgF, AgBr và AgI Phản ứng thu gọn của quá trình này với ion Clo có thể được mô tả như sau:
Phản ứng Ag + + Cl - → AgCl↓ (trắng sữa) cho phép xác định hàm lượng tổng cộng của các halogen trong mẫu nước bằng cách đo thể tích dung dịch AgNO3 đã sử dụng để kết tủa Để xác định chính xác thời điểm các halogen bị kết tủa hoàn toàn, hay còn gọi là thời điểm tương đương, người ta sử dụng dung dịch Kali để theo dõi sự biến mất của các ion halogen tự do trong quá trình chuẩn độ.
Cromat (K2CrO4) được sử dụng làm chỉ thị màu trong quá trình chuẩn độ mẫu nước Khi thêm vài giọt chỉ thị màu vào mẫu, kết tủa màu da cam (Ag2CrO4) sẽ hình thành cùng với kết tủa trắng sữa Tuy nhiên, do tính không bền vững của Ag2CrO4, nó sẽ phân ly, dẫn đến việc các ion bạc mới tái tạo tiếp tục kết hợp với các halogen tự do trong mẫu nước, làm cho màu da cam biến mất Màu da cam sẽ trở nên ổn định khi điều kiện phù hợp được thiết lập.
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP CỦA KHU VỰC ĐIỆN NAM - ĐIỆN NGỌC
NÔNG NGHIỆP CỦA KHU VỰC ĐIỆN NAM - ĐIỆN NGỌC
Hình 1.3: Vị trí địa lí của khu vực Điện Nam – Điện Ngọc
Khu vực Điện Nam – Điện Ngọc gồm 4 xã: Điện Ngọc, Điện Nam Bắc, Điện Nam Trung, Điện Nam Đông:
- Phía bắc giáp thành phố Đà Nẵng (khu vực Non Nước – Hòa Quý – Hòa Hải)
- Phía nam giáp ngoại thị thị xã Hội An (xã Cẩm An và Cẩm Hà)
- Phía đông giáp biển đông
- Phía tây giáp tuyến đường Đà Nẵng – Hội An
Khu vực Điện Nam - Điện Ngọc thuộc tỉnh Quảng Nam, có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng với bức xạ dồi dào, nắng nhiều và nhiệt độ cao Tại đây, lượng mưa phong phú nhưng sự phân bố khí hậu lại rất phức tạp theo không gian và thời gian.
- Nhiệt độ không khí trung bình: 25,6 o C
- Nhiệt độ cao nhất trung bình: 29,8 o C
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình: 22,8 o C
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 40,9 o C
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 11 o C
- Độ ẩm không khí trung bình năm: 82%
- Độ ẩm không khí cao nhất trung bình: 90%
- Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình: 75%
* Mƣa: Quảng Nam có 2 mùa khô và mùa mƣa rõ rệt: Mùa khô kéo dài trong 8 tháng (từ tháng 2 đến tháng 9), mùa mƣa từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau
- Lƣợng mƣa trung bình năm: 2066mm
- Số ngày có mƣa trung bình năm: 147 ngày
- Lƣợng mƣa lớn nhất năm: 3307mm
- Lƣợng mƣa ngày lớn nhất: 332mm
- Tháng có ngày mƣa trung bình nhiều nhất: tháng 10
- Lƣợng bốc hơi trung bình: 2107mm/năm
- Lƣợng bốc hơi tháng lớn nhất: 241mm (tháng 5)
- Lƣợng bốc hơi tháng ít nhất: 119mm (tháng 5)
- Số giờ chiếu nắng trung bình hằng năm: 2158 giờ
- Số giờ chiếu nắng tháng lớn nhất: 248 giờ (tháng 5)
- Số giờ chiếu nắng tháng ít nhất: 12 giờ (tháng 12)
1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội [7]
Theo thống kê năm 2013 từ cục thống kê huyện Điện Bàn, khu vực Điện Nam - Điện Ngọc bao gồm 4 xã: Điện Ngọc, Điện Nam Bắc, Điện Nam Đông và Điện Nam Trung, với tổng dân số khoảng 42.016 người và mật độ dân số trung bình khoảng 922 người/km².
Khu vực Điện Nam Điện Ngọc được xem là một trong những vùng kinh tế trọng điểm của huyện Điện Bàn, nơi có sự phát triển vượt bậc ở nhiều lĩnh vực kinh tế Các ngành tiêu biểu bao gồm công nghiệp, dệt may, dịch vụ thương mại và giao thông vận tải, đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế của địa phương.
Ngành công nghiệp là một thế mạnh của khu vực, với Khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc có diện tích 390 ha, trong đó 341 ha đã được lấp đầy (87,4%) Khu công nghiệp này bao gồm 193,16 ha đất sản xuất với 49 dự án đầu tư, trong đó 45 doanh nghiệp đã hoạt động Ngoài ra, khu vực còn có 06 cụm công nghiệp với tổng diện tích 210 ha, trong đó 38,26 ha đã lấp đầy, với 9 doanh nghiệp đang hoạt động trên tổng số 16 dự án Ngành công nghiệp đã tạo ra gần 24.000 việc làm cho lao động địa phương và mang lại nguồn ngoại tệ đáng kể hàng năm cho khu vực.
14 cũng góp một phần lớn đƣa huyện Điện Bàn lên đơn vị dẫn đầu toàn tỉnh Quảng Nam về sản xuất ngành công nghiệp
Các sản phẩm chủ yếu đóng góp giá trị cho ngành công nghiệp của huyện bao gồm giày da, may mặc, vật liệu xây dựng, bia, nước ngọt và hải sản đông lạnh.
Diện tích đất canh tác nông nghiệp tại 4 xã đạt 1666,91 ha, chủ yếu trồng lúa và rau màu, nhưng năng suất rất thấp, thấp nhất huyện Năm 2013, năng suất lúa ở các xã như Điện Ngọc (44,6 tạ/ha), Điện Nam Bắc (49,3 tạ/ha), Điện Nam Trung (42,2 tạ/ha) và Điện Nam Đông (43,5 tạ/ha) đều dưới mức trung bình huyện (54,4 tạ/ha) Mặc dù chăn nuôi bò, lợn và nuôi trồng thủy sản đang phát triển, với 2312 con bò và 6440 con lợn ở Điện Ngọc cùng 44,08 ha nuôi trồng thủy sản, nhưng sản xuất nông nghiệp tại khu vực này đang gặp khó khăn lớn Diện tích đất canh tác ngày càng bị bỏ hoang, năng suất cây trồng giảm do nguồn nước tưới bị nhiễm mặn, khiến nhiều loại cây trồng khó sống, dẫn đến tình trạng đất bỏ hoang.
* Ngành thương mại – dịch vụ
Tính đến năm 2013, khu vực Điện Nam - Điện Ngọc có 2.489 cơ sở kinh doanh với 4.019 lao động Khu đô thị mới Điện Nam - Điện Ngọc đang được hình thành trên diện tích 2.700 ha, trong đó đã xây dựng hạ tầng 788,131 ha với 36 dự án Khu vực này có lợi thế từ bờ biển dài 8 km, hiện có 2 resort 5 sao hoạt động và 15 resort - khách sạn cao cấp khác đang trong quá trình đầu tư, cùng với 1 sân golf 18 lỗ.
15 vực này đƣợc xác định là khu vực tập trung phát triển đô thị - công nghiệp – du lịch làm động lực tan tỏa lên các khu vực còn lại.
SÔNG VĨNH ĐIỆN
1.3.1 Giới thiệu về sông Vĩnh Điện
Hình 1.4: Bản đồ vị trí sông Vĩnh Điện
Sông Vĩnh Điện dài 12 km, bắt đầu tại km 43 + 500 của sông Thu Bồn và kết thúc tại cầu Tứ Câu, được quản lý bởi địa phương Là một sông cấp V, sông chảy qua 5 xã và 1 thị trấn thuộc huyện Điện Bàn, với đoạn sông hẹp và dòng chảy ổn định, rất thuận lợi cho việc khai thác vận tải thủy Sông Vĩnh Điện kết nối sông Thu Bồn và sông Hàn, tạo thành tuyến vận tải thủy quan trọng giữa thị xã Hội An, Vĩnh Điện và Đà Nẵng.
Hình 1.5: Quan cảnh sông Vĩnh Điện
Mùa cạn diễn ra từ tháng II đến tháng IX, với dòng chảy chỉ chiếm khoảng 25 đến 30% tổng dòng chảy hàng năm Trong thời gian này, lưu lượng nước của sông thay đổi liên tục theo từng giờ, từng ngày và từng tháng, phụ thuộc vào chu kỳ của chế độ triều.
Mùa lũ thường diễn ra từ tháng X đến tháng XII, với thời gian chính kéo dài khoảng ba tháng Tháng IX và tháng I được coi là các tháng chuyển tiếp giữa mùa lũ và mùa cạn.
Chịu ảnh hưởng của chế độ triều bán nhật triều không đều Trung bình mỗi tháng có 3 ngày chịu ảnh hưởng của chế độ nhật triều, tháng nhiều nhất
17 có 8 ngày, tháng ít nhất có 1 ngày, thời gian còn lại chịu ảnh hưởng của chế độ bán triều không đều
Chế độ triều phức tạp, bao gồm chế độ nhật triều và bán nhật triều, dẫn đến sự biến đổi trong thời gian triều lên và triều xuống Trong những ngày nhật triều, thời gian triều lên dài nhất có thể lên đến 18 giờ, trung bình là 13,3 giờ, và ngắn nhất là 12 giờ Đối với thời gian triều xuống, dài nhất là 15 giờ, trung bình 11,5 giờ, và ngắn nhất là 9 giờ Trong khi đó, trong những ngày bán nhật triều, thời gian triều lên dài nhất là 9 giờ, trung bình 5,4 giờ, và ngắn nhất là 2 giờ Thời gian triều xuống cũng tương tự, dài nhất là 9 giờ, trung bình 5,5 giờ, và ngắn nhất là 2 giờ.
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Nồng độ mặn của nước sông Vĩnh Điện tại trạm bơm Tứ Câu (Điện Ngọc), và trạm bơm Cẩm Sa (Điện Nam)
- Đời sống và hoạt động sản xuất nông nghiệp của nhân dân khu vực Điện Nam – Điện Ngọc
- Trạm bơm Tứ Câu (Điện Ngọc)
- Trạm bơm Cẩm Sa (Điện Nam)
- Đời sống và hoạt động sản xuất nông nghiệp của người dân khu vực Điện Nam – Điện Ngọc.
NỘI DUNG
2.2.1 Thu nhập các số liệu có liên quan
Thu thập dữ liệu về nồng độ mặn tại các trạm bơm Tứ Câu và Cẩm Sa, đồng thời tiến hành lấy mẫu kiểm chứng và đo đạc để đánh giá mức độ nồng độ mặn của sông.
Số lượng: 3 mẫu nước sông tại 3 vị trí khác nhau:
- 200ml mẫu nước sông tại vị trí cách đáy 0,2 H
- 200ml mẫu nước sông tại vị trí cách đáy 0,6 H
- 200ml mẫu nước sông tại vị trí cách đáy 0,8 H
* Ghi chú: H là chiều cao lớp nước Địa điểm:
- Trạm bơm Tứ Câu (Điện Ngọc)
- Trạm bơm Cẩm Sa (Điện Nam)
Quá trình khảo sát và lấy mẫu trong 8 đợt:
- 4 Đợt đầu: Khảo sát và lấy mẫu vào thời gian trước khi đắp đập ngăn mặn trên sông Vĩnh Điện (ngày 18/2/2015, 20/2/2015, 22/2/2015 và 28/2/2015)
- 4 Đợt sau: Khảo sát và lấy mẫu vào thời gian sau khi đắp đập ngăn mặn trên sông Vĩnh Điện ( Ngày 12/3/2015, 14/3/2015, 16/3/2015 và 19/3/2015)
2.2.2 Đánh giá hiện trạng môi trường nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện
Để đánh giá hiện trạng nồng độ mặn, cần tìm hiểu và lựa chọn các số liệu thực nghiệm phù hợp, xác định vị trí lấy mẫu nước, sau đó tiến hành thu thập mẫu nước.
- Xác định nồng độ mặn trên máy đo
Hình 2.1: Vị trí lấy mẫu và tiến hành đo độ mặn trên máy
2.2.3 Điều tra, phỏng vấn trực tiếp và lấy ý kiến người dân Điều tra sự hiểu biết và biện pháp ứng phó xâm nhập mặn của người dân khu vực Điện Nam - Điện Ngọc.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu
- Phương pháp này dựa trên nguồn thông tin thu thập được những tài liệu tham khảo có sẵn (sách, luận văn, ….) để xây dựng cơ sở nội dung
- Phương pháp thống kê, kế thừa (Thu thập, tổng hợp các thông tin có liên quan về sông và sông bị nhiễm mặn)
- Phương pháp lấy mẫu-phân tích (Lấy mẫu nước sông để xác định các thông số ô nhiễm )
- Phương pháp xử lý số liệu;
Tiến hành khảo sát, lấy mẫu đo đạc để kiểm chứng mức độ nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện
2.3.3 Phỏng vấn trực tiếp và lấy ý kiến người dân
Chúng tôi đã tiến hành điều tra tại 4 xã: Điện Ngọc, Điện Nam Bắc, Điện Nam Trung và Điện Nam Đông thông qua phương pháp phỏng vấn trực tiếp Sử dụng phiếu câu hỏi có cấu trúc, chúng tôi đã phỏng vấn 100 người dân Mẫu phiếu điều tra được đính kèm ở phụ lục 1, và danh sách các cá nhân được phỏng vấn có trong phụ lục 2.
2.3.4 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích mẫu
Sử dụng phương pháp thủ công trong quá trình lấy mẫu
Chọn địa điểm lấy mẫu và bảo quản mẫu là rất quan trọng, đảm bảo rằng mẫu nước được lấy tại nơi đó phản ánh chính xác chất lượng nước của toàn bộ sông Thể tích mẫu cần đủ lớn để tiến hành đo nồng độ mặn theo các tiêu chuẩn áp dụng.
- TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước- Lấy mẫu Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu
- TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) - Chất lượng nước- Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu
- TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005) - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối
- TCVN 6194-1996 (ISO 9297-1989) - Chất lượng nước – Xác định Clorua Phương pháp chuẩn độ bạc nitrat với chỉ thị cromat (phương pháp MO)
2.3.5 Tổng hợp tài liệu và viết báo cáo
Dựa trên tài liệu thu thập và số liệu đo đạc, bài viết đánh giá tình hình nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện, nêu rõ những nhận xét về mức độ và nguyên nhân của hiện tượng này.
Báo Cáo đƣợc viết và xử lí số liệu dựa trên phần mềm Microsoft word và Microsoft Excel
