Biến động mực nước tại các cửa sông ven Biển Đông (1988-2020)

Dưới đây là toàn văn bài viết của GS-TSKH Nguyễn Ngọc Trân:

BIẾN ĐỘNG MỰC NƯỚC TẠI CÁC CỬA SÔNG VEN BIỂN ĐÔNG(1988 – 2020)

Nguyễn Ngọc Trân [1]

Tóm tắt

Như mọi châu thổ sông, ĐBSCL là địa bàn của sự tương tác sông - biển. Vùng cửa sông là giao diện của sự tương tác này. Tại hội nghị khoa học ICEC 2018 tại Caen (Pháp), tác giả đã có bài tham luận về biến động của các mực nước đặc trưng tại 9 trạm thủy văn ven biển ở đồng bằng sông Cửu Long từ năm 1988 đến năm 2016.

Nay đã có thêm bốn năm số liệu từ 2017 đến 2020. Bài viết này cập nhật các kết luận và đi sâu vào các vấn đề đã được nêu lên, đặc biệt làm rõ xu hướng biến động trong những năm gần đây tại năm trạm thủy văn ven Biển Đông ở đồng bằng sông Cửu Long, đóng góp vào hiểu biết về sự tương tác sông-biển tại địa bàn.

Mở đầu

Chúng ta đều biết đồng bằng sông Cửu Long đang đối diện với hai thách thức lớn từ bên ngoài: biến đổi khí hậu toàn cầu, nước biển dâng và nguồn nước từ thượng nguồn chảy về.

Như mọi châu thổ sông, ĐBSCL là địa bàn của sự tương tác sông - biển. Vùng cửa sông là giao diện của sự tương tác này. Số liệu mực nước đo đạc tại vùng cửa sông là nguồn thông tin cơ bản để nhận biết về mối tương tác này.

Hiện nay các nhánh sông Tiền và sông Hậu đổ ra Biển Đông tại cửa Tiểu, cửa Đại, cửa Hàm Luông, cửa Cổ Chiên, cửa Cung Hầu, cửa Định An và cửa Trần Đề. Bồi lắng tự nhiên đã lấp mất cửa Bassac trong khi một đập ngăn mặn được xây dựng vào đầu thập niên 2000 đã bịt cửa Ba Lai.

Trổ ra Biển Đông, phía Nam sông Hậu, có sông Mỹ Thanh, sông Gành Hào và sông Cửa Lớn – sông Bồ Đề, một đường thủy nối liền Biển Đông với Biển Tây.

Trổ ra Biển Tây có các sông chính là sông Cửa Lớn, sông Bảy Háp, sông Ông Đốc, sông Cái Lớn, sông Cái Bé, và Kênh Cái Sắn lấy nguồn từ sông Hậu.

Trên địa bàn tỉnh Cà Mau còn có 27 kênh rạch các cỡ trổ ra Biển Tây. Các kênh rạch quan trọng đều có cống ngăn mặn. Trên địa bàn hai huyện An Minh và An Biên có 10 kênh rạch trổ ra Biễn Tây trên một vùng bãi bồi chạy dọc ven bờ.

Ở đồng bằng sông Cửu Long có 9 trạm thủy văn ven biển. Liệt kê theo chiều kim đồng hồ, đó là các trạm Vàm Kênh, Bình Đại, An Thuận, Bến Trại, Mỹ Thanh, Gành Hào, Sông Đốc, Xẽo Rô và Rach Giá. Trạm Năm Căn trên sông Cửa Lớn nối Biển Đông và Biển Tây được xem là trạm ven biển. Vị trí, tọa độ các trạm trong Hình 1.

Hình 1. Vị trí các trạm thủy văn ven biển ở đồng bằng sông Cửu Long

Số liệu gốc mà các trạm thủy văn đo đạc là mực nước giờ. Trạm Vàm Kênh, một trong 5 trạm thủy văn ở đồng bằng sông Cửu Long, trạm duy nhất ven biển, được Ủy hội sông Mekong trang bị máy đo tự động, số liệu được truyền trực tiếp về đài của tỉnh và về Đài khu vực Nam Bộ.

Năm 2018, trong tham luận Biến động mực nước tại các trạm thủy văn ven biển đồng bằng sông Cửu Long năm 2018 [2], tác giả trình bày diễn thế của mực nước trung bình năm, đỉnh triều cao nhất năm, chân triều thấp nhất năm và biên độ triều cao nhất năm tại chín trạm thủy văn ven biển ở đồng bằng sông Cửu Long; chỉ ra ý nghĩa thực tế của những biến động này, đồng thời nêu lên những vấn đề cần tiếp tục theo dõi.

Đến nay đã có thêm số liệu các năm 2017, 2018, 2019 và 2020. Bốn năm số liệu bổ sung cho chuỗi 29 năm là rất quý ở thời buổi biến đổi khí hậu nước biển dâng và nguồn nước sông Mekong chảy về hạ lưu vực ngày càng bất định trong xu hướng giảm [3] [4], và sự phân bổ vào các nhánh sông Tiền và sông Hậu có nhiều thay đổi [5].

Bài viết cập nhật các biến động và đi sâu vào các vấn đề đã được nêu lên bằng phân tích không-thời gian và tổng thể-lĩnh vực chuỗi số liệu tại 5 trạm nhằm đóng góp vào hiểu biết về các mực nước đặc trưng và dự báo mối tương tác sông-biển tại địa bàn.

Từ mực nước giờ sẽ tính toán các mực nước đặc trưng (MNĐT) là mực nước trung bình năm, đỉnh triều cao nhất năm, chân triều thấp nhất năm và biên dộ triều lớn nhất năm.

Xem xét tổng thể từng mực nước đặc trưng trên cả 5 trạm thủy văn trong toàn thời gian 33 năm sẽ được tiến hành trúoc tiên. Khảo sát này chỉ ra những biến động cần quan tâm của từng mực nước đặc trưng tại các trạm, vào những thời điểm nào.

Bước tiếp theo, phân tích các mực nước đặc trưng trên từng địa bàn để làm rõ biến động của từng mực nước tại mỗi trạm trong 33 năm và trong thời gian gần đây.

Kết quả và nhận xét

(1) Biến động của các mực nước trong 33 năm tại 5 trạm

Mực nước trung bình năm

Đồ thị mực nước trung bình năm (ký hiệu Htb) tại 5 trạm Vàm Kênh (Cửa Tiểu), Bình Đại (Cửa Đại), An Thuận (Cửa Hàm Luông), Bến Trại (Cửa Cổ Chiên) và Gành Hào (sông Gành Hào) được thể hiện trong Hình 2.

+ Trong chuỗi số liệu 33 năm, Htb cao nhất tại trạm Vàm Kênh là 6.02 cm (đạt năm 2020), tại Bình Đại là 20,8 cm (2017), tại An Thuận là 15,8 cm (2017), tại Bến Trại là 20,8 cm (2020), tại Gành Hào là 46.5 cm (2020).

+ Tại Vàm Kênh trong 33 năm, Htb cao nhất có trị số thấp nhất trong 5 trạm, và chỉ có 10 năm là Htb > 0, trong đó có 4 năm gần đây nhất.

Đỉnh triều cao nhất năm

Trong Hình 3 là đồ thị đỉnh triều cao nhất năm (ký hiệu HHW) tại 5 trạm trong 33 năm.

+ Trong chuỗi 33 năm số liệu, đỉnh triều cao nhất năm HHW cao nhất tại 5 trạm là Vàm Kênh 179, Bình Đại 193, An Thuận 190, Bến Trại 198, Gành Hào 250 cm. Tất cả đều đạt vào năm 2020, đồng nghĩa với các trị số này còn có thể cao hơn sắp tới.

+ Cho đến năm 2004, biên độ của sự biến động là khá lớn, đặc biệt tại trạm Vàm Kênh và trạm Bến Trại

Chân triều thấp nhất năm

Đường chân triều thấp nhất năm (ký hiệu LLW) tại 5 trạm trong 33 năm được thể hiện trong Hình 4.

+ Trong chuỗi 33 năm số liệu, LLW thấp nhất tại 5 trạm lần lượt là: Vàm Kênh -268 cm (1988), Bình Đại -246 cm (1991), An Thuận -238 cm (1991), Bến Trại -257 cm (1991), Gành Hào -245 cm (2001).

Các LLW thấp nhất đạt được không cùng năm, với xu hướng xảy đến chậm hơn dọc theo bờ biển: năm 1988 tại Vàm Kênh, năm 1991 tại Bình Đại, An Thuận, Bến Trại, và năm 2001 tại Gành Hào.

Biên độ triều lớn nhất năm

Biến động của biên độ triều lớn nhất năm (ký hiệu RoT) tại 5 trạm trong 33 năm (1988-2020) được thể hiện trong Hình 5.

+ Trong chuỗi số liệu 33 năm, biên độ triều lớn nhất năm lớn nhất tại 5 trạm là Vàm Kênh 369 cm (2012), Bình Đại 360 cm (2020), An Thuận 363 cm (2008), Bến Trại 378 cm (2004), Gành Hào 408 cm (2020).

+ Đồ thị của RoT tại 5 trạm vừa “răng cưa” vừa trồi sụt, hơn cả đồ thị của LLW. Xu hướng biến động không rõ tại trạm Bến Trại (phương trình xu hướng tuyến tính là y = 0.0418x + 272.09; R2 = 0.0019 ).

Xu hướng biến động của các mực nước dặc trưng trong 33 năm

Từ các chuỗi số liệu, xu hướng tuyến tính của các mực nước đặc trưng tại các trạm, tất cả là 20, được tính toán. Tất cả đều là xu hướng tăng trưởng dương. Hệ số góc và hệ số R2 của từng xu hướng được trình bày trong Bảng 1.

Bảng 1

Đọc Bảng 1 theo cột sẽ thấy xu hướng biến động tuyến tính của bốn MNĐT tại trạm. Đọc theo dòng sẽ biết xu hướng biến động của một MNĐT tại 5 trạm.

Khoảng cách các điểm đo phân bố hai bên đường xu hướng tuyến tính càng rộng (răng cưa) hệ số R2 càng thấp. Trong Bảng 1 có 6/20 hệ số R2 < 0.5, tập trung vào LLW tại Vàm Kênh, Bình Đại, An Thuận, và vào RoT tại Vàm Kênh, Bến Trại và Gành Hào. Htb có hệ số R2 > 0.8 tại cả 5 trạm. HHW cũng vậy nhưng chỉ > 0.7 và trên 0.5 tại Vàm Kênh và Bến Trại.