Tài liệu Nghiên cứu vùng cửa sông mê kông và các quá trình tương tác giữa chúng và vùng nước trồi nam trung bộ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ (VIỆT NAM – CHLB ĐỨC VỀ NGHIÊN CỨU BIỂN) BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU VÙNG CỬA SÔNG MÊ KÔNG VÀ CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC GIỮA CHÚNG VÀ VÙNG NƯỚC TRỒI NAM TRUNG BỘ Cơ quan chủ trì: VIỆN HẢI DƯƠNG HỌC Chủ nhiệm: TS. LÊ ĐÌNH MẦU 8926 Nha Trang – 10/2011 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ (VIỆT NAM – CHLB ĐỨC VỀ NGHIÊN CỨU BIỂN) BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU VÙNG CỬA SÔNG MÊ KÔNG VÀ CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC GIỮA CHÚNG VÀ VÙNG NƯỚC TRỒI NAM TRUNG BỘ CHỦ NHIỆM NHIỆM VỤ CƠ QUAN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ TS. Lê Đình Mầu VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM (Ban Kế hoạch – Tài chính) BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ (Vụ Khoa học Xã hội và Tự nhiên) Nha Trang – 10/2011 LỜI CÁM ƠN Nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo Nghị định thư: “Nghiên cứu vùng cửa sông Mê Kông và các quá trình tương tác giứa chúng và vùng nước trồi Nam Trung Bộ” được hoàn thành với sự tham gia và hợp tác nhiệt tình với trách nhiệm cao nhất từ các nhà khoa học và quản lý của Viện Hải dương học: phòng Vật lý biển, Địa chất biển, Thủy địa hóa, Sinh thái-Môi trường biển, Sinh vật phù du, Dữ liệu, Trạm thực nghiệm, Phân tích thí nghiệm, Thông tin thư viện, Quản lý tổng hợp và Lãnh đạo Viện Hải dương học, đã luôn chia sẻ những khó khăn/thách thức và sự ủng hộ tuyệt đối trong suốt quá trình thực hiện nhiệm vụ. Hoàn thành nhiệm vụ không thể thiếu sự hợp tác chặt chẽ về mặt khoa học của Viện Hải dương học (Trường Đại học Tổng hợp Hamburg, CHLB Đức) do Tiến sỹ Thomas Pohlmann chủ trì. Chúng tôi xin chân thành cám ơn. Lời chân thành cám ơn cũng được xin gửi tới sự tham gia và hợp tác có hiệu quả của các cơ quan phối hợp: Viện Tài nguyên và Môi trường biển; Trường Đại học khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội); Trường Đại học khoa học tự nhiên (Đại học QG TP. HCM); Trung tâm tư liệu KTTV (Trung tâm KTTV QG, Bộ TN &MT). Chúng tôi cám ơn sự hợp tác của các ban ngành có liên quan tại các địa phương ven biển từ Bình Thuận đến Cà Mau trong việc cung cấp dữ liệu cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho các đoàn khảo sát thực địa. Tập thể cán bộ tham gia nhiệm vụ tỏ lòng biết ơn đến Vụ Khoa học Xã hội và Tự nhiên, Vụ Hợp tác quốc tế (Bộ KH&CN); Ban Kế hoạch-Tài chính, Ban Hợp tác quốc tế (Viện KH&CN VN) đã luôn luôn quan tâm chỉ đạo sát sao và tạo điều kiện để nhiệm vụ được hoàn thành tốt nhất. Trân trọng cám ơn! Ban Chủ nhiệm MỤC LỤC MỤC LỤC....................................................................................................................i  DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT .................................iv  DANH MỤC BẢNG...................................................................................................v  DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................vii  MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1  CHƯƠNG 1: TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP........................................................13  1.1. NGUỒN TÀI LIỆU.......................................................................................13  1.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................13  1.2.1. Khảo sát thực địa.....................................................................................13  1.2.2. Phương pháp thu mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm ..................15  1.2.3. Phương pháp viễn thám và GIS ..............................................................18  1.2.4. Phương pháp xử lý thống kê và mô hình hoá .........................................20  1.2.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu và GIS..............................................................49  CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MÔI TRƯỜNG SINH THÁI TẠI VÙNG BIỂN CỬA SÔNG MÊ KÔNG.........................................50  2.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN...........................................................50  2.1.1. Đặc điểm địa chất, địa hình.....................................................................50  2.1.2. Đặc điểm khí hậu, thủy văn sông ngòi châu thổ sông Mê Kông ............55  2.1.3. Đặc điểm khí tượng-thủy văn biển..........................................................59  2.2. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CÁC ĐẶC TRƯNG MÔI TRƯỜNG, SINH THÁI TẠI VÙNG BIỂN CỬA SÔNG MÊ KÔNG ......................................67  2.2.1. Đặc điểm phân bố nhiệt độ, độ mặn........................................................67  2.2.2. Đặc điểm phân bố các muối dinh dưỡng ................................................72  2.2.3. Đặc điểm phân bố Oxy hoà tan (DO), năng suất sơ cấp (NSSC), chlorophyll-a (Chl-a), vật chất lơ lửng (VCLL)......................................77  2.2.4. Đặc điểm phân bố sinh vật phù du..........................................................82  2.2.5. Đặc điểm phân bố các đặc trưng môi trường sinh thái qua phân tích tư liệu ảnh viễn thám ........................................................................87  CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CÁC KHỐI NƯỚC VÀ FRONT TẠI VÙNG BIỂN VEN BỜ CỬA SÔNG MÊ KÔNG........................................................91  i 3.1. ĐẶC ĐIỂM CÁC KHỐI NƯỚC ...................................................................91  3.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC ĐỚI FRONT ..............97  3.2.1. Khái niệm và phân loại các front thuỷ văn .............................................97  3.2.2. Đặc điểm front tại vùng biển ven bờ cửa sông Mê Kông .......................98  3.2.3. Đặc điểm front tại vùng biển ven bờ cửa sông Mê Kông qua phân tích ảnh viễn thám..................................................................................101  3.3. ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI CỦA CÁC ĐỚI FRONT ....................................105  3.3.1. Đặc điểm sinh thái và nguồn lợi sinh học trong tại các vùng nước cửa sông Mê Kông.................................................................................105  3.3.2. Đặc điểm môi trường sinh thái tại các vùng nước ven bờ cửa sông Mê Kông ................................................................................................110  CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC THUỶ ĐỘNG LỰC................................................................................................................115  4.1. ĐÁNH GIÁ CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC THUỶ ĐỘNG LỰC TẠI VÙNG BIỂN CỬA SÔNG MÊ KÔNG ...............................................115  4.1.1. Đặc điểm phân bố dòng chảy, sóng do gió mùa ...................................115  4.1.2. Tác động của gió mùa, thuỷ triều và nước sông lên hoàn lưu vùng biển ven bờ cửa sông Mê Kông .............................................................118  4.1.3. Tương tác của các quá trình nhiệt động lực ..........................................125  4.2. ĐÁNH GIÁ CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC THUỶ ĐỘNG LỰC GIỮA NƯỚC SÔNG MÊ KÔNG VÀ VÙNG NƯỚC TRỒI NAM TRUNG BỘ..................................................................................................127  4.2.1. Những đặc trưng cơ bản của khối nước trồi Nam Trung bộ và khối nước vùng cửa sông Mê Kông.......................................................127  4.2.2. Các quá trình tương tác trong thời kỳ mùa đông ..................................130  4.2.3. Các quá trình tương tác trong thời kỳ mùa hè.......................................134  4.3. Tác động của các quá trình tương tác thuỷ động lực đến điều kiện môi trường sinh thái ............................................................................................144  CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHO VIỆC ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO NGUỒN LỢI THUỶ SẢN VÙNG NGHIÊN CỨU ...............................................................................................................146  5.1. Đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên, MTST và nguồn lợi vùng nghiên cứu ....................................................................................................146  5.1.1. Điều kiện tự nhiên, MTST .....................................................................146  5.1.2. Nguồn lợi thuỷ sản ................................................................................148  ii 5.2. Cơ sở KHKT cho việc đánh giá, dự báo nguồn lợi thuỷ sản phục vụ phát triển kinh tế ven biển theo hướng phát triển bền vững ........................150  5.2.1. Cơ sở KHKT cho dự báo nguồn lợi ......................................................150  5.2.2. Dự báo nguồn lợi thuỷ sản....................................................................155  5.3. Đề xuất giải pháp bảo vệ và phát triển bền vững nguồn lợi thuỷ sản..........158  5.3.1. Đánh giá các thách thức và định hướng chung ....................................158  5.3.2. Đề xuất giải pháp ..................................................................................159  KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT....................................................................................163  TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................167  iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt BOD5, COD BVMT; CLMT BVTV CSDL, VODC DO ĐBSCL EIA, IEIA GDP, GHCP GIS, GPS KTXH, KHKT, KTTV KTĐGN Hs, T-S MC-1, LT, MR MTST, TN&MT Mô hình: 2D, 3D N, NE, E, SE, S, SW, W, NW NTM, NTS NTTS NS, NB, NBK, NBS NTB, ĐNB NSSC PEA QLTH, PTBV ROFI SVPD, ĐVPD, TVPD SWOT TCCT TCCLMT TCCB VCLL VAC Ý nghĩa Nhu cầu oxy sinh hóa, Nhu cầu oxy hóa học Bảo vệ môi trường; Chất lượng môi trường Thuốc bảo vệ thực vật Cơ sở dữ liệu; Phần mềm quản lý CSDL của Viện Hải dương học Hàm lượng oxy hòa tan Đồng bằng sông Cửu Long Đánh giá tác động môi trường, Đánh giá tác động môi trường tổng hợp Tổng sản phẩm quốc nội, Giới hạn cho phép Hệ thông tin địa lý, Hệ thống định vị toàn cầu Kinh tế xã hội, Khoa học kỹ thuật, Khí tượng thuỷ văn Kỹ thuật đánh giá nhanh Độ cao sóng hữu hiệu, Nhiệt độ-độ mặn nước biển Mặt cắt – I, Trạm khảo sát Liên tục, Mặt rộng Môi trường-sinh thái, Tài nguyên và Môi trường Mô hình 2 chiều, 3 chiều Hướng Bắc, Đông Bắc, Đông, Đông Nam, Nam, Tây Nam, Tây, Tây Bắc Nước tầng mặt, Nước tầng sâu Nuôi trồng thuỷ sản Nước sông, Nước biển, Nước biển khơi, Nước biểnsông Nam Trung bộ, Đông Nam bộ Năng suất sơ cấp Potential Energy Anomaly Quản lý tổng hợp, Phát triển bền vững Regions of Fresh water Influence Sinh vật phù du, Động vật phù du, Thực vật phù du Strengths - Điểm mạnh, Weaknesses - Điểm yếu, Opportunities - Cơ hội và Threats - Nguy cơ Tiêu chuẩn chất thải Tiêu chuẩn chất lượng môi trường Trứng cá và cá bột Vật chất lơ lửng Vườn – Ao - Chuồng iv Đơn vị mg/l mg/l m mgC/m3, ngày mg/l DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1. Các phương pháp xử lý thống kê và mô hình hoá 21 2 Bảng 1.2. Các hằng số liên kết với khép kín thẳng đứng 23 3 Bảng 1.3. Điều kiện ban đầu của mô hình ROMS 29 4 Bảng 1.4. Lưu lượng (Q) và tổng lượng nước lũ của một số năm tại Kratie 29 5 Bảng 1.5. Mực nước đỉnh lũ một số trạm trên sông Mê Kông (cm) 29 6 Bảng 1.6. Đặc điểm phân bố trầm tích vùng biển cửa sông Mê Kông 34 7 Bảng 1.7. So sánh kết quả tính sóng bằng mô hình và đo đạc 43 8 Bảng 2.1.1. Lượng mưa trung bình tháng ở vùng châu thổ Mê Kông 56 9 Bảng 2.1.2. Chế độ lưu lượng nước các cửa sông tỉnh Bình Thuận 56 10 Bảng 2.1.3a. Lưu lượng trung bình tháng 9 (tháng đỉnh lũ) của một số năm 58 11 Bảng 2.1.3b. Tổng lượng nước chảy qua các trạm từ 2000 – 2007 58 12 Bảng 2.1.4. Một số đặc trưng thống kê gió tháng tại trạm Côn Đảo (1989 – 2008) 60 13 Bảng 2.2.1. Dao động T-S vùng ven bờ cửa sông Mê Kông 71 14 Bảng 2.2.2. Tỉ số mol N/P và N/Si trong khu vực khảo sát (9/2009 và 4/2010) 75 15 Bảng 2.2.3. Tổng quát đặc điểm phân bố DO, NSSC, Chl-a, VCLL tại vùng nghiên cứu (9/2009) 77 16 Bảng 2.2.4. Số loài và tỷ lệ phần trăm các nhóm loài ĐVPD (2008 – 2010) 82 17 Bảng 2.2.5: Số lượng loài ở các nhóm TVPD qua 2 đợt khảo sát (9/2009 và 4/2010) 85 18 Bảng 3.1.1. Các khối nước: Nước cửa sông (NS), nước biển (NB) gần cửa sông (NBS) và khơi (NBK) 96 19 Bảng 3.3.1. Chiều dài xâm nhập mặn (km) bình quân tháng 107 20 Bảng 3.3.2. Chiều dài xâm nhập mặn (km) lớn nhất tháng với mức 4g/l 107 21 Bảng 3.3.3. Hàm lượng một số thành phần chất hữu cơ trong bề mặt trầm tích tại vùng cửa sông Mê Kông (Nguyễn Tác An, 1999) 110 22 Bảng 3.3.4. Các đặc trưng MTST 111 23 Bảng 3.3.5. Các đặc trưng MTST theo tháng 113 24 Bảng 4.2.1. Giá trị nhiệt, độ dày lớp đồng nhất và giá trị gradient 128 v 25 Bảng 4.2.2. Dao động T-S vùng cửa sông Mê Kông 130 26 Bảng 5.1. Thống kê các đơn vị hành chính tại khu vực nghiên cứu 151 27 Bảng 5.2. Thống kê cơ cấu sử dụng đất (2008) 152 28 Bảng 5.3: Ước tính trữ lượng và khả năng khai thác hải sản tại vùng nghiên cứu 155 vi DANH MỤC HÌNH STT Tên bảng Trang 1 Hình 1. Vùng biển ven bờ Bình Thuận – Cà Mau 3 2 Hình 2. Sơ đồ các tuyến khảo sát trên vùng nước trồi NTB 5 3 Hình 3. Khảo sát MR và LT tại vùng biển NTB (tháng 9/2005) 6 4 Hình 4. Sơ đồ các trạm khảo sát chính của nhiệm vụ hợp tác Việt-Đức (2003-2006) 7 5 Hình 5. Sơ đồ hệ thống trạm khảo sát sự lan truyền của nước sông Mê Kông đến vùng nước trồi NTB (8/2009) 8 6 Hình 6. Sơ đồ mạng lưới trạm khảo sát (4/2007) 9 7 Hình 7. Sơ đồ mạng lưới trạm khảo sát (9/2008) 10 8 Hình 1.1. Sơ đồ vùng biển nghiên cứu và hệ thống các trạm khảo sát ViệtĐức (9/2009 và 4/2010) 15 9 Hình 1.3. Đường hồi quy tuyến tính giữa các đặc trưng MTST từ phân tích ảnh viễn thám và đo đạc thực địa 20 10 Hình 1.4. Sơ đồ so sánh giữa mực nước tính toán với mực nước thực đo tháng 7/2009 của trạm Vũng Tàu. 30 11 Hình 1.5. Lưu lượng nước và hàm lượng vật chất lơ lửng sông Mê Kông 34 12 Hình 1.6a. Thành phần theo phương vĩ tuyến của tốc độ dòng chảy (cm/s) thực đo và tính toán mô hình (u_2m_model), tầng 2m. 35 13 Hình 1.6b. Thành phần theo phương kinh tuyến của tốc độ dòng chảy (cm/s) thực đo và tính toán mô hình (v2_2m_model), tầng 2m. 35 14 Hình 1.7a. Thành phần theo phương vĩ tuyến của tốc độ dòng chảy (cm/s) thực đo (U_đo) và tính toán mô hình (U_mode), tại tầng mặt 40 15 Hình 1.7b. Thành phần theo phương kinh tuyến của tốc độ dòng chảy (cm/s) thực đo (V_đo) và tính toán mô hình (V_mode), tại tầng mặt 40 16 Hình 1.8. So sánh kết quả tính toán độ cao sóng với kết quả đo đạc 42 17 Hình 2.1.1. Các nét đặc trưng địa hình đáy biển ven bờ Vũng Tàu – Cà Mau 52 18 Hình 2.1.2. Sơ đồ vị trí các trạm thu mẫu trầm tích tầng mặt 53 19 Hình 2.1.3. Sơ đồ phân bố trầm tích tầng mặt vùng biển ven bờ Vũng Tàu Cà Mau. 54 20 Hình 2.1.4a. Biến trình lưu lượng tháng (2001 – 2007), trạm Mỹ Thuận 57 vii 21 Hình 2.1.4b. Biến trình lưu lượng tháng (2001 – 2007), trạm Cần Thơ 58 22 Hình 2.1.4c. Lưu lượng trung bình năm (2000 – 2007) trạm Mỹ Thuận và Cần Thơ 58 23 Hình 2.1.5. Hoa gió năm trạm Phú Quý (1987-2007) 59 24 Hình 2.1.6a. Hoa gió tháng I tại trạm Côn Đảo (1989 – 2008) 60 25 Hình 2.1.6b. Hoa gió tháng VIII tại trạm Côn Đảo (1989 – 2008) 61 26 Hình 2.1.6c. Hoa gió năm tại trạm Côn Đảo (1989 – 2008) 61 27 Hình 2.1.7a. Đường đi của các cơn bão tại dải ven biển Bình Thuận-Cà Mau (1945-2008) 63 28 Hình 2.1.7b. Thống kê số cơn bão hoạt động trên vùng biển từ Bình Thuận đến Cà Mau từ 1945 – 2008 theo các tháng 63 29 Hình 2.1.8. Biến đổi của mực nước tổng cộng trung bình tháng trong 20 năm tại trạm Vũng Tàu (1987 – 2006) 64 30 Hình 2.1.9. Véc tơ dòng trung bình tháng trong lớp bề mặt biển các tháng điển hình 65 31 Hình 2.2.1. Phân bố mặt rộng tầng mặt của nhiệt độ (a )và độ mặn (b) thời kỳ 4/2010 67 32 Hình 2.2.2a. Phân bố thẳng đứng nhiệt độ theo thời gian tại trạm LT-II (Cửa Cung Hầu-19h/19/4 – 17h/20/4/2010) 68 33 Hình 2.2.2b. Phân bố thẳng đứng độ mặn theo thời gian tại trạm LT-II (Cửa Cung Hầu-19h/19/4 – 17h/20/4/2010) 68 34 Hình 2.2.3. Sơ đồ phân bố theo độ sâu nhiệt độ, độ mặn tại các trạm trên MC-2 (4/2010) 70 35 Hình 2.2.4. Phân bố mặt rộng nhiệt độ (oC), độ mặn (S‰) tầng mặt (9/2009) 71 36 Hình 2.2.5. Phân bố nồng độ các muối dinh dưỡng tại các mặt cắt khảo sát 72 37 Hình 2.2.6. Biến thiên nồng độ các chất dinh dưỡng tại các trạm thu mẫu 73 38 Hình 2.2.8: Biến động DO theo mặt cắt – tháng 9/2009 78 39 Hình 2.2.9: Biến động hàm lượng chl-a theo mặt cắt – tháng 9/2009 79 40 Hình 2.2.10. Biến động NSSC theo mặt cắt – tháng 9/2009 79 41 Hình 2.2.11. Phân bố VCLL (mg/l) tầng mặt (4/2010) 80 42 Hình 2.2.13. Phân bố mặt rộng số lượng ĐVPD vào mùa lũ (9/2008) 83 43 Hình 2.2.14. Phân bố mặt rộng số lượng ĐVPD vào kỳ nước kiệt (4/2010) 83 44 Hình 2.2.15. Phân bố mật độ tế bào TVPD ở tầng mặt 86 viii 45 Hình 2.2.16. Phân bố hàm lượng VCLL trung bình tháng (mg/l) tầng mặt, năm 2008 89 46 Hình 3.1.1. Giản đồ T-S cho toàn bộ các lớp nước cho các tháng điển hình tại vùng biển ven bờ cửa sông Mê Kông 93 47 Hình 3.1.2a. Phân bố theo độ sâu của nhiệt độ ( oC) và độ mặn (S‰) nước biển (Trạm 15; 9/2009) 94 48 Hình 3.1.2b. Phân bố theo độ sâu của nhiệt độ ( oC) và độ mặn (S‰) nước biển (Trạm 6; 9/2009) 94 49 Hình 3.1.2c. Phân bố theo độ sâu của nhiệt độ ( oC) và độ mặn (S‰) nước biển (Trạm 6; 4/2010) 95 50 Hình 3.1.2d. Phân bố theo độ sâu của nhiệt độ ( oC) và độ mặn (S‰) nước biển (Trạm 4; 4/2010) 95 51 Hình 3.1.3a. Đặc trưng T-S (9/2009) 96 52 Hình 3.1.3b. Đặc trưng T-S (4/2010) 96 53 Hình 3.2.1. Vị trí front trên Biển Đông và các khối nước (a): mùa đông; (b): mùa hè (Lê Đức Tố, 1995) 98 54 Hình 3.2.2. Sự dịch chuyển và phân chia các khối nước trên cơ sở phân tích trường nhiệt độ: a- Tháng I; b- Tháng IV; c- Tháng VII; d- Tháng X 100 55 Hình 3.2.3. Sự dịch chuyển và phân chia các khối nước trên cơ sở phân tích trường độ mặn: a- Tháng I; b-Tháng IV; c- Tháng VII và Tháng X 101 56 Hình 3.2.4. Phân bố của khối nước cửa sông Mê Kông qua đặc trưng độ mặn (S‰) 103 57 Hình 3.2.5. Sự lan truyền của nước sông Mê Kông vào kỳ triều xuống (a) và kỳ triều lên (b) 104 58 Hình 4.1.1a. Hoàn lưu tổng hợp tầng mặt trên Biển Đông (trung bình mùa đông: tháng 12÷2) 115 59 Hình 4.1.1b. Hoàn lưu tổng hợp tầng mặt trên Biển Đông (trung bình mùa hè: tháng 6 ÷8) 116 60 Hình 4.1.2a. Trường độ cao sóng hữu hiệu (Hs) tại vùng biển ven bờ Bình Thuận - Cà Mau (Gió NE, cấp 5, V = 9m/s) 117 61 Hình 4.1.2b. Trường độ cao sóng hữu hiệu (Hs) tại vùng biển ven bờ Bình Thuận-Cà Mau (Gió SW, cấp 5, V = 9m/s) 118 62 Hình 4.1.6a. Trường dòng chảy tổng hợp trung bình toàn cột nước tại vùng biển ven bờ Bình Thuận-Cà Mau thời kỳ mùa đông (không có lưu lượng nước sông) 122 63 Hình 4.1.6b. Trường dòng chảy tổng hợp trung bình toàn cột nước tại vùng biển ven bờ Bình Thuận-Cà Mau thời kỳ mùa đông (có lưu lượng 122 ix nước sông) 64 Hình 4.1.6c. Trường dòng chảy tổng hợp trung bình toàn cột nước tại vùng biển ven bờ Bình Thuận-Cà Mau thời kỳ mùa hè (không có lưu lượng nước sông) 123 65 Hình 4.1.6d. Trường dòng chảy tổng hợp trung bình toàn cột nước tại vùng biển ven bờ Bình Thuận-Cà Mau thời kỳ mùa hè (có lưu lượng nước sông) 123 66 Hình 4.1.7. Các thành phần tốc độ dòng (u, v, cm/s), biến động độ mặn (DS, ‰) tầng 2 m, trạm liên tục-II, Chuyến VG. 4-2010 125 67 Hình 4.1.8. Các thành phần tốc độ dòng (u, v) và biến động độ mặn DS tầng 2m tại trạm LT-I 126 68 Hình 4.2.1a. Phân bố mặt rộng T-S trung bình tầng mặt, tháng 7 tại vùng nước trồi NTB 128 69 Hình 4.2.1b. Phân bố thẳng đứng T-S tại vùng nước trồi NTB tại mặt cắt φ=110 N (8/1993) 128 70 Hình 4.2.2a. Giản đồ T –S mùa hè vùng nước trồi từ tầng 0 -200 m ven bờ NTB 128 71 Hình 4.2.2b. Giản đồ T–S mùa đông vùng nước trồi tầng 0 -200 m ven bờ NTB 129 72 Hình 4.2.3a. Giản đồ T – S mùa hè tầng 0 -200m vùng cửa sông Mê Kông 129 73 Hình 4.2.3b. Giản đồ T – S mùa đông tầng 0 -200m vùng cửa sông Mê Kông 130 74 Hình 4.2.1. Dòng chảy tầng mặt Biển Đông trong mùa đông (Wyrtki, 1961) 131 75 Hình 4.2.2. Phân bố nhiệt độ nước tầng mặt cho các tháng I 132 76 Hình 4.2.3. Phân bố độ dày (m) của lớp nước cửa sông (4/2010) 132 77 Hình 4.2.4. Phân bố độ phân tầng của khối nước vùng cửa sông Mê Kông 01/2007 133 78 Hình 4.2.5. Dòng chảy tổng hợp và hàm lượng VCLL trung bình trên toàn cột nước trong pha triều xuống 134 79 Hình 4.2.6. Phân bố hàm lượng VCLL trung bình toàn cột nước (Mô hình HAMSOM) tại vùng biển cửa sông Mê Kông thời kỳ mùa đông (tháng I) 134 80 Hình 4.2.7. Dòng chảy tầng mặt Biển Đông trong mùa hè (Wyrtki, 1961) 135 81 Hình 4.2.8. Phân bố T-S tầng mặt (mùa hè) 136 82 Hình 4.2.9. Phân bố độ dày (m) của lớp nước cửa sông (9/2009) 137 83 Hình 4.2.10a. Nhiệt độ nước (ToC) tại trạm LT-I (14h/19/8 – 137 x 12h/20/8/2009) 84 Hình 4.2.10b. Độ mặn nước (S‰) tại trạm LT-I (14h/19/8 – 12h/20/8/2009) 138 85 Hình 4.2.11. Phân bố độ mặn (a), nhiệt độ (b) trên tuyến khảo sát Cửa Đại - La Gi (8/2009) 139 86 Hình 4.2.12. Phân bố độ mặn tầng mặt ngày 01/9/2009 139 87 Hình 4.2.13. Phân bố độ phân tầng của khối nước vùng cửa sông Mê Kông 08/2006 140 88 Hình 4.2.14. Hàm lượng VCLL (ảnh chụp ngày: 24/9/2009) 141 89 Hình 4.2.15. Dòng chảy tổng hợp và hàm lượng VCLL trung bình trên toàn cột nước trong pha triều xuống 142 90 Hình 4.2.16. Phân bố hàm lượng VCLL trung bình toàn cột nước tại vùng ven biển cửa sông Mê Kông thời kỳ mùa hè (tháng VIII) - Mô hình HAMSOM 142 91 Hình 4.2.17. Mặt cắt Long Hải (Vũng Tàu) tính toán lượng nước cửa sông Mê Kông lan truyền lên vùng nước trồi NTB 143 92 Hình 5.1a. Biến động dân số 151 93 Hình 5.2. Phân bố sản lượng hải sản các loại đánh bắt trung bình 154 94 Hình 5.3. Phân bố trung bình sản lượng mực các loại đánh bắt 154 95 Hình 5.4. Phân bố trung bình sản lượng tôm các loại đánh bắt 155 96 Hình 5.5. Năng lực khai thác thuỷ sản tại vùng nghiên cứu 157 97 Hình 5.6. Hiệu suất và tổng sản lượng khai thác thuỷ sản tại vùng nghiên cứu 157 xi MỞ ĐẦU Vùng biển ven bờ cửa sông Mê Kông (từ Vũng Tàu đến Cà Mau) là nơi tập trung các cửa sông của hệ thống sông Mê Kông và sông Đồng Nai, trong đó vai trò của hệ thống sông Mê Kông là chủ đạo. Sông Mê Kông bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng chảy qua các địa phận của Trung Quốc, Myanmar, Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam, là sông dài thứ 3 ở Châu Á (tổng chiều dài ≈ 4.200 km, phần chảy qua Việt Nam có độ dài ≈ 230 km), diện tích lưu vực ≈ 790.000 km2. Tại Phnôm Pênh lưu lượng cực đại là 39.000 m3/s (tháng 10), cực tiểu là 1.700 m3/s (tháng 5), lưu lượng trung bình là 11.000 m3/s (Nguồn: Uỷ ban sông Mê Kông). Đến Việt Nam sông Mê Kông được chia thành 2 nhánh: sông Tiền và sông Hậu đổ ra Biển Đông tại các cửa như: Tiểu, Đại, Ba Lai, Hàm Luông, Cung Hầu, Cổ Chiên, Định An, Tranh Đề. Lượng nước trung bình (cả 2 nhánh) đổ ra Biển Đông ≈ 400 tỷ m3/năm (số liệu 2000-2007) với tổng lượng phù sa ≈ 160 triệu tấn/năm (Milliman, 1983). Điều kiện môi trường sinh thái (MTST) của dải ven biển bị tác động mạnh bởi khối nước và lượng phù sa của sông Mê Kông. Do vậy, sự lan truyền và tương tác của khối nước sông Mê Kông với vùng nước ven bờ, đặc biệt là vùng nước trồi Nam Trung bộ (NTB) có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn. Năm 2003, Bộ KH&CN Việt Nam và Quỹ phát triển DFG (CHLB Đức) đã ký thoả thuận hợp tác về nghiên cứu biển với những nội dung chính sau: 9 Đánh gía tác động của những biến động ngắn và dài hạn trong mối tương tác khí quyển - đại dương - lục địa đến các quá trình thủy động lực học và năng suất sinh học vùng nước trồi NTB. Tìm hiểu và làm rõ về hậu qủa của những biến đổi môi trường tòan cầu ở Đông Nam Á nhằm tìm ra các điều chỉnh mô hình tính toán và các tác động đến môi trường, hệ sinh thái biển tại khu vực nghiên cứu. 9 Làm sáng tỏ các đặc trưng của hiện tượng nước trồi khu vực NTB và tương tác của nó với các khu vực lân cận. 9 Hợp tác trong lĩnh vực nghiên cứu biển nhằm tăng cừơng tiềm lực nghiên cứu, khả năng hội nhập của ngành NCB Việt Nam. Triển khai Nghị định thư trên, từ 2003 đến 2006 hai bên đã tiến hành Nhiệm vụ: ”Nghiên cứu hiện tượng nước trồi và các quá trình có liên quan trong khu vực thềm lục địa Nam Việt Nam”. Nhiệm vụ đã tiến hành điều tra, nghiên cứu trên qui mô lớn (với sự tham gia của tàu SONNE) tại vùng biển từ Vũng Tàu đến Phú Yên ra đến độ 1 sâu ≈ 3000m với 09 chuyến khảo sát. Kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ có giá trị khoa học và thực tiễn to lớn, góp phần làm sáng tỏ cơ chế cũng như các quá trình có liên quan đến vùng nước trồi Nam Việt Nam. Nhiệm vụ giai đoạn 2009-2010 : ” Nghiên cứu vùng cửa sông Mê Kông và các qúa trình tương tác giứa chúng và vùng nước trồi NTB” là tiếp tục triển khai nội dung hợp tác của Nghị định thư nhằm giải quyết các mục tiêu sau: 1. Đánh giá được sự tương tác giữa nước sông Mê Kông và vùng nước trồi NTB; 2. Xác định được các kiểu cấu trúc, biến động và đặc điểm sinh thái của các đới Front; 3. Bổ sung cơ sở khoa học cho việc đánh giá, dự báo nguồn lợi vùng nghiên cứu phục vụ phát triển kinh tế ven biển theo hướng phát triển bền vững; 4. Góp phần phát triển tiềm lực nghiên cứu, ứng dụng triển khai, tăng cường khả năng hội nhập, hợp tác quốc tế của Viện Hải Dương học. Vì thời gian phê duyệt nhiệm vụ không đồng thời giữa Việt Nam và CHLB Đức, nên giai đoạn 2007-2008 phía Đức và giai đoạn 2009-2010 phía Việt Nam chủ trì các nội dung nghiên cứu. Để giải quyết được các mục tiêu đề ra, phạm vi nghiên cứu của nhiệm vụ như sau: - Sông Đồng Nai với hai phân lưu chính là sông Soài Rạp và sông Lòng Tàu đổ vào vịnh Gành Rái với tổng lượng nước ≈ 32,8 tỷ m3/năm, tổng lượng phù sa ≈ 3,36 triệu tấn/năm (Vũ Tự Lập, 2007). Như vậy, tổng lượng nước và phù sa của sông Đồng Nai là khá nhỏ (< 1/10) khi so với hệ thống sông Mê Kông nên nhiệm vụ chỉ tập trung nghiên cứu tác động của khối nước sông Mê Kông. - Kết quả nghiên cứu trong giai đoạn 2007-2008 đã bổ sung một số lượng quan trọng các số liệu về thuỷ động lực nhất là nhiệt độ, độ mặn, đây là nguồn tài liệu tham khảo quan trọng trong báo cáo này. - Phạm vi nghiên cứu chung của đề tài là vùng biển ven bờ từ Bình Thuận đến Cà Mau và ra đến độ sâu ≈ 100 m. Phía lục địa chỉ giới hạn vùng ven bờ, không bao gồm khu vực bên trong cửa sông: Vĩ độ: 8oN ÷ 11,3oN; Kinh độ: 104,7oE ÷ 109oE (hình 1). Tuy nhiên, tùy từng nội dung mà phạm vi nghiên cứu có sự thay đổi để phù hợp với điều kiện thực tế và nguồn số liệu thu thập như: 9 Mô hình hóa hoàn lưu qui mô lớn: toàn bộ Biển Đông. 9 Nghiên cứu đặc trưng các khối nước: dải ven biển từ Bình Thuận – Cà Mau (ra đến độ sâu 200m). 2 9 Mô hình hóa các quá trình thủy thạch động lực, MTST vùng ven bờ: dải ven biển từ Bình Thuận – Cà Mau. 9 Khảo sát thực địa: vùng biển ven bờ từ Vũng Tàu đến Cà Mau. 9 Các chuyên đề nghiên cứu: dải ven biển từ Vũng Tàu – Cà Mau. - Nghiên cứu vùng cửa sông Mê Kông bao gồm các nội dung: + Điều kiện KTTV: gió, sóng, dòng chảy, thuỷ triều, vận chuyển bồi tích, lưu lượng nước sông. + Cấu trúc, biến động và đặc điểm sinh thái của các đới front. + Đánh giá, dự báo nguồn lợi vùng cửa sông Mê Kông. + Các quá trình tương tác thuỷ động lực. - Đánh giá sự tương tác thuỷ động lực giữa nước sông Mê Kông và vùng nước trồi NTB. - Thực hiện 02 đợt khảo sát thực địa, 01 đợt vào thời kỳ nước sông lớn nhất (tháng 9/2009) và 01 đợt vào thời kỳ nước sông nhỏ nhất (tháng 4/2010). Khu vực khảo sát là vùng biển ven bờ từ Vũng Tàu đến Cà Mau. Đặc điểm khu vực nghiên cứu thể hiện trên hình 1. Hình 1. Vùng biển ven bờ Bình Thuận – Cà Mau 3 - Tình hình nghiên cứu trong nước: Vùng nước trồi NTB và vùng biển cửa sông Mê Kông đã được điều tra nghiên cứu bởi chương trình nghiên cứu biển đầu tiên của nước Việt Nam thống nhất: Chương trình biển Thuận Hải – Minh Hải (1977-1980). Các quá trình KTTV, địa chất-địa mạo, sinh học, MTST đã được nghiên cứu đồng bộ. Kết quả nghiên cứu đã cung cấp các đặc điểm hoàn lưu, đặc trưng các khối nước, vị trí của tâm vùng nước trồi mạnh. Dựa trên đặc điểm phân bố các đặc trưng thuỷ văn và hoá học, đã phân vùng thuỷ văn cho dải ven biển Ninh Thuận-Cà Mau thành 2 vùng cơ bản với gianh giới là Hàm Tân. Khu vực phía nam Hàm Tân chịu tác động của khối nước sông Mê Kông, khu vực phía bắc chịu sự khống chế của hoàn lưu chung Tây Biển Đông mà trong đó có hiện tương nước trồi NTB (Lê Phước Trình, 1987; Võ Văn Lành, 1996; Đặng Ngọc Thanh, 2001). Tiếp tục chương trình Thuận Hải - Minh Hải là các chương trình biển : 48.06 (1981-1985), 48B (1986-1990): điều tra tổng hợp biển và thềm lục địa Việt Nam; KT.03 (1991-1995): nghiên cứu theo các chuyên đề hẹp; KHCN.06 (1996-2000): tập trung nghiên cứu xác lập các cơ sở khoa học và các giải pháp kỹ thuật phục vụ nhiệm vụ phát triển kinh tế và bảo vệ tổ quốc. Các chương trình trên đã tập trung nghiên cứu các điều kiện KTTV, MTST, địa chất-địa mạo,... trên phạm vi Biển Đông và dải ven biển miền trung (Lê Phước Trình, 2003; Phạm Văn Ninh, 2003). Tổng hợp các tài liệu khảo sát thực địa mà Viện Hải dương học đã chủ trì và tham gia của giai đoạn này bao gồm cả các số liệu khảo sát lịch sử như: - Số liệu Chương trình NAGA: 1959 – 1961. Số liệu Chương trình Thuận Hải - Minh Hải: 1977 -1980. Khảo sát vùng biển Phú Quý 1979 – 1980, 1982: tầu nghiên cứu biển Nhesmeyanov (Nga). Các đợt khảo sát của Chương trình biển 48 .06 (1981 – 1985): với 5 mặt cắt thủy văn, 33 trạm đo mặt rộng. Các mặt cắt thủy văn do tầu nghiên cứu Berlill của phân viện Viễn Đông, Viện Hàn Lâm Khoa học (HLKH) Nga, 8 -1983. Sơ đồ tổng hợp các trạm khảo thể hiện trên hình 2. 4 Hình 2. Sơ đồ các tuyến khảo sát trên vùng nước trồi NTB Nguồn : VODC - Viện Hải dương học (1960-1995) Chương trình biển giai đoạn 1996-2000 (KHCN.06) đã nghiên cứu sự phân bố trường khí áp, phân loại các loại trường gió cơ bản, tương tác biển-khí quyển, các đặc trưng thủy triều và mực nước cực trị. Về hoàn lưu Biển Đông (KHCN.06-02) đã tiến hành phân tích các số liệu đo đạc và nghiên cứu mô hình (3D) và rút ra kết luận rằng hoàn lưu Biển Đông là hoàn lưu gió mùa. Chương trình điều tra cơ bản và nghiên cứu ứng dụng công nghệ biển 2001-2005 (mã số KC.09) đã tiến hành đề tài: “ Xây dựng công nghệ dự báo liên hoàn bão, nước dâng và sóng ở Việt Nam bằng mô hình số với thời gian dự báo trước 3 ngày”. Đề tài đã xây dựng được một qui trình khép kín dự báo ngắn hạn các trường KTTV trên Biển Đông. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu trên vẫn chưa giải đáp thoả đáng về sự tồn tại hệ thống dòng chảy mạnh thường xuyên dọc bờ biển Việt Nam (dòng chảy mạnh Tây Biển Đông) với phạm vi, độ sâu, cường độ, biến động theo không gian và thời gian. Đặc biệt là việc chính xác hoá khu vực tách dòng của hệ thống các dòng chảy ven bờ. Liên quan đến hệ thống dòng chảy ven bờ còn tồn tại một số câu hỏi về khả năng vận chuyển vật liệu và lắng đọng trầm tích từ hệ thống sông Hồng và sông Mê Kông đến vùng nước trồi NTB. Trong giai đoạn này Trung tâm KTTV biển đã tiến hành 02 đợt khảo sát trên tầu Nghiên cứu biển theo 2 mùa (mùa hè và mùa đông) trên vùng biển NTB, với tổng số 56 trạm quan trắc mặt rộng theo các ô 5 ½ độ kinh vĩ về các yếu tố KTTV, môi trường. Trong đó có hai trạm liên tục 7 ngày đêm. Sơ đồ trạm khảo sát thể hiện trên hình 3. 103 105 107 109 111 113 115 22 22 20 20 18 18 16 16 14 14 1 2 6 5 8 9 4 3 12 12 7 28 27 15 14 13 12 16 17 18 19 20 26 25 23 22 24 11 103 Ghi chú : ▲ Trạm đo liên tục 7 ngày đêm • Trạm đo tổng hợp; ○: Trạm đo thủy hóa 10 21 10 8 Hình 3. Khảo sát MR và LT tại vùng biển NTB (tháng 9/2005) 10 105 107 109 111 113 115 8 Chương trình KH&CN biển phục vụ phát triển bền vững KTXH, mã số KC.09/0610 (2006-2010) đã tiến hành các đề tài có liên quan sau: 9 Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ dự báo hạn ngắn trường các yếu tố thuỷ văn biển khu vực Biển Đông (Mã số: KC.09.16/06-10). 9 Nghiên cứu quá trình tương tác biển - lục địa và ảnh hưởng của chúng đến các hệ sinh thái ven bờ Đông và bờ Tây Nam Bộ (Mã số: KC.09.12/06-10). Một phần nội dung khoa học của các đề tài trên thuộc vùng biển nghiên cứu của nhiệm vụ. Đây là những công trình nghiên cứu mới nhất của chương trình biển, tuy không sử dụng trực tiếp các kết quả nghiên cứu trên, nhưng chúng tôi đã có trao đổi về mặt khoa học những vấn đề có liên quan. Trong khuôn khổ Nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo Nghị định thư Việt Nam – CHLB Đức giai đoạn 2003-2006: “Nghiên cứu hiện tượng nước trồi và các quá trình có liên quan trên thềm lục địa Nam Việt Nam” (Bùi Hồng Long, 2006) thì vùng nước trồi NTB đã được tiến hành nghiên cứu trên qui mô lớn, đồng bộ từ Vũng Tàu đến Phú Yên ra đến độ sâu ≈ 3000m với 09 chuyến khảo sát về các đặc trưng KTTV, địa chất, sinh học, MTST. Trong đó, có 05 đợt khảo sát về vật lý, sinh học đại diện cho 02 mùa gió chính và 02 mùa chuyển tiếp; 03 đợt khảo sát thông 6