Dòng chảy ngược tại Châu Đốc, Tân Châu và Vàm Nao

27/05/2020 - 14:30

Báo Đất Việt xin trân trọng giới thiệu bài viết của GS.TSKH Nguyễn Ngọc Trân.

A A

DÒNG CHẢY NGƯỢC TẠI CHÂU ĐỐC, TÂN CHÂU VÀ VÀM NAO 

Nguyễn Ngọc Trân

Tóm tắt. Vào mùa khô hàng năm có những giai đoạn nước từ sông Tiền, sông Hậu chảy ngược về phía thượng nguồn. Tác giả, qua số liệu lưu lượng giờ đo đạc trong 24 năm, xem xét hiện tượng này tại các trạm Tân Châu, Châu Đốc và Vàm Nao, xác định tai các trạm đó có dòng chảy ngược vào lúc nào, trong thời gian bao lâu, với lưu lượng bao nhiêu và xu hướng diễn biến trong những năm gần đây. Bài viết còn cho thấy, đi đôi với chức năng chuyển nước từ sông Tiền sang sông Hậu, sông Vàm Nao còn truyền triều Biển Đông từ sông Hậu sang sông Tiền. 

Mở đầu.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, nước biển dâng và nhiều đập thủy điện được xây dựng trên thượng nguồn, tác giả đã xem xét mực nước đo đạc, do Ủy hội sông Mekong công bố tại một số trạm thủy văn trên dòng chính sông Mekong và sông Bassac đến Tân Châu và Châu Đốc ở thời điểm giữa mùa khô năm 2019-2020 ngay sau khi đập thủy điện Xayaboury đi vào hoạt động. Bài viết đã chỉ ra rằng biên độ mực nước cao nhất tháng trong bốn tháng đầu mùa khô những năm gần đây tại các trạm Châu Đốc và Tân Châu cho thấy triều Biển Đông truyền đến các trạm này ngày càng sớm hơn, với biên độ mực nước rộng hơn. Những thay đổi này rõ nét hơn trên sông Bassac [2].

Một bài viết khác sau đó đã phân tích, thông qua lưu lượng giờ thực đo, những diễn biến gần đây của nguồn nước về đồng bằng sông Cửu Long, trong cả năm, trong 6 tháng mùa mưa và trong 6 tháng mùa khô [3]. Một trong những kết quả của phân tích cho thấy chức năng chuyển tải nguồn nước cho vùng hạ của châu thổ theo nhánh Bassac – sông Hậu đang ngày càng suy giảm.

Tiếp tục theo dõi diễn biến của chế độ thủy văn tại các trạm thủy văn đầu nguồn của đồng bằng sông Cửu Long, trong bài viết này, tác giả xem xét dòng chảy tại ba trạm Tân Châu, Châu Đốc và Vàm nao. Trạm Vàm Nao được đưa vào khảo sát vì một vai trò quan trọng của nó: chuyển một lượng nước đáng kể từ sông Tiền sang sông Hậu. Bài viết đặc biệt làm rõ diễn biến của dòng chảy ngược trong mùa khô, làm sáng tỏ thêm các nhận xét đã nêu trên đây, và chức năng truyền triều Biển Đông từ sông Hậu sang sông Tiền.

Số liệu thực đo, vị trí ba trạm thủy văn Tân Châu, Châu Đốc và Vàm Nao

Số liệu được bài viết xem xét là lưu lượng giờ thực đo tại ba trạm thủy văn Tân Châu, Châu Đốc và Vàm Nao (Hình 1) trong 23 năm 6 tháng, từ 0giờ ngày 01.01.1996 đến 23giờ ngày 30.06.2019 [4].

Ở mỗi trạm có 205.968 số liệu lưu lượng giờ thực đo, ký hiệu Qijk. Chỉ số i chỉ giờ chạy từ 0 đến 23. Chỉ số j chỉ ngày, chạy từ 1 đến 365/366. Có thể chia 365/366 ngày thành 12 tập con là 12 tháng, ký hiệu từ I đến XII. Chỉ số k chỉ năm từ 1996 đến 2019. 

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Hình 1. Tọa độ ba trạm thủy văn. (Ảnh vệ tinh nền từ Google Map)

 Lưu lượng giờ được đo theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quan trắc thủy văn, QCVN 47: 2012/BTNMT [5].

Chế độ đo, thực hiện chung cho ba trạm Tân Châu, Châu Đốc, Vàm Nao, được chia hai thời kỳ mùa cạn và mùa lũ.

Mùa cạn, từ ngày 15/11 năm trước đến 31/7 năm sau (8 tháng rưỡi). Mùa lũ, từ ngày 01/8 đến 15/11 hàng năm (3 tháng rưỡi).

Thời gian chuyển chế độ đo giữa hai mùa còn tùy theo diễn biến lũ hàng năm. Trạm Châu Đốc chuyển sang chế độ đo lũ trễ hơn Tân Châu trung bình khoảng 10 ngày, và sang chế độ đo cạn sớm hơn trạm Tân Châu cũng trung bình khoảng 10 ngày. Hai trạm Tân Châu và Vàm Nao chuyển chế độ đo cùng ngày.

Theo quy ước của ngành KTTV, nếu Q > 0 tại một thời điểm tại một trạm thì tại thời điểm đó dòng sông chảy xuôi qua trạm từ thượng lưu xuống hạ lưu. Điều này cũng có nghĩa là nếu Q < 0, tại một thời điểm tại một trạm thì tại thời điểm đó, qua trạm đó, dưới tác động của thủy triều, dòng sông chảy trong chiều ngược lại.

Bảng 1 minh họa một mảng số liệu lưu lượng giờ thực đo trong đó có các trị số âm (nền màu tím do tác giả tô)

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 1.

Tìm dòng chảy ngược từ tập dữ liệu Qijk

Khảo sát dòng chảy ngược tại một trạm là tìm xem tai trạm đó có hay không dòng chảy ngược, vào lúc nào, trong thời gian bao lâu, với lưu lượng giờ là bao nhiêu. Bài toán được đưa về tìm tại trạm đó trong số 205.968 trị số lưu lượng giờ Qijk tất cả các trị số âm. Thuật toán để giải rất cơ bản trong Tin học.

(1) Bảng dòng chảy ngược mạnh nhất theo giờ trong tháng

Bảng 3 là kết quả tìm dòng chảy ngược mạnh nhất theo giờ trong 12 tháng của năm 2017 tại trạm Vàm Nao.

Các dòng của Bảng 3 là 12 tháng. Các cột là 24 giờ trong ngày. Trị số ở mỗi ô (j, i) là Min của lưu lượng giờ tháng j, vào giờ i. 

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 3.

Các ô có trị số âm (màu nền tím) là lưu lượng của dòng chảy ngược mạnh nhất vào giờ i và tháng j.

Trong Hình 2, bên trái là đường lưu lượng ở giờ thứ 8, tháng 1 năm 2017, tại trạm Vàm Nao. Min của lưu lượng giờ thứ 8 trong tháng 1/2017 là -459 m3/s, 

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Hình 2. Đường lưu lượng giờ thứ 8 trong tháng I/2017 tại trạm Vàm Nao (trái);

Quá trình lưu lượng giờ ngày 31/1/2017 tại trạm Vàm Nao (phải)

(2) Bảng dòng chảy ngược mạnh nhất trong tháng của năm

Bảng 3a cung cấp thông tin vể dòng chảy ngược tại trạm Châu Đốc. Các dòng là 24 năm từ 1996 đến 2019. Các cột là 12 tháng, từ tháng I đến tháng XII.

Trị số tại một ô (k, j) là lưu lượng giờ nhỏ nhất tại trạm trong tháng j, năm k. Nếu trị số là âm (ô có nền màu cam), trị số ghi trong ô là lưu lượng giờ dòng chảy ngược lớn nhất trong tháng j, năm k. Ví dụ trị số trong ô (IV, 2017) là -1740 m3/s.

Bảng 3b và 3c, có cấu trúc tương tự với 3a, trình bày về dòng chảy ngược tại hai trạm Tân Châu và Vàm Nao. 

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 3a

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 3b

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 3c

(3) Tháng bắt đầu có dòng chảy ngược và tháng kết thúc DCN tại ba trạm

+ Tại Châu Đốc, dòng chảy ngược bắt đầu vào tháng XII năm 2004, 2010, 2012 và từ 2014-2018. Năm 2015, năm hạn hán gay gắt, dòng chảy ngược bắt đầu từ tháng XI. Có dòng chảy ngược trong tháng I trong tất cả các năm trừ 1996, 1997, 2000 – 2003. Từ tháng II đến tháng VI trong tất cả cac năm đều có dòng chảy ngược trừ tháng 6 hai năm 1999, 2000. Trong 13/23 năm trong tháng VII có dòng chảy ngược. Từ tháng VIII đến tháng X không có dòng chảy ngược tại Châu Đốc.

+ Tại Tân Châu, dòng chảy ngược bắt đầu vào tháng XII năm 2015. 8/24 năm, dòng chảy ngược bắt đầu trong tháng I. 19/24 năm dòng chảy ngược bắt đầu trong tháng II, liên tục từ năm 2003 đến 2018. Trong các tháng III, IV, V tất cả 24 năm đều có dòng chảy ngược. Trong tháng VI còn dòng chảy ngược trong 10/24 năm. Duy nhất trong tháng VII năm 2010 là còn dòng chảy ngược. Các tháng còn lại, không còn dòng chảy ngược.

+ Tại Vàm Nao, dòng chảy ngược bắt đầu vào tháng XII ba năm 2014, 2015, 2018. Có dòng chảy ngược trong tháng I trong 14/24 năm; trong tháng II trong 23 năm trừ năm 1997. Trong 24 năm có dòng chảy ngược trong các tháng III, IV, V. Trong 19/24 có dòng chảy ngược trong tháng VI (trừ các năm 1998 – 2000 và 2017). Trong 3/24 năm có dòng chảy ngược trong tháng VII. Từ tháng VIII không còn dòng chảy ngược tại Vàm Nao.

Một số đặc trưng của dòng chảy ngược tại ba trạm

(1) Dòng chảy ngược diễn ra sớm nhất và kết thúc muộn nhất tại trạm Châu Đốc. 

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 4

Bảng 4 cho thấy từ tháng II, tại Châu Đốc, 24/24 năm (100%) đã có dòng chảy ngược. 24/24 năm tháng III, IV, V tại ba trạm đều có dòng chảy ngược.

(2) Dòng chảy ngược có lưu lượng giờ lớn nhất tháng vào tháng III tại cả ba trạm với ngoại lệ tại trạm Tân Châu, năm 2016, tháng V (-4780 m3/s).

(3) Lưu lượng giờ lớn nhất tháng của dòng chảy ngược từ tháng I đến tháng VI có xu hướng ngày càng tăng.

Xu hướng biến động tuyến tính của lưu lượng giờ lớn nhất tháng của dòng chảy ngược từ tháng I đến tháng VI trong 24 năm (1996-2019) tại ba trạm Châu Đốc, Tân Châu và Vàm Nao được trình bày trong Bảng 5. 

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Bảng 5. Xu hướng biến động tuyến tính của Qgiờ lớn nhất của dòng chảy ngược tại Châu Đốc, Tân Châu, Vàm Nao, từ tháng I đến tháng VI trong 24 năm (1996-2019)

Xu hướng biến động tuyến tính của lưu lượng giờ lớn nhất tháng, từ tháng I đến tháng VI tại trạm Châu Đốc, có hệ số R2 khá cao, từ 0.711 đến 0.863.

Tại trạm Tân Châu trong 3 tháng II, III, IV hệ số R2 là 0.5148, 0.5085 và 0.51.

Tại trạm Vàm Nao, trong 4 tháng II, III, IV, V, hệ số R2 là 0.4992, 0.5622, 0.4926 và 0.5434.

Đồ thị của lưu lượng giờ lớn nhất tháng, tháng II, III, IV, V và đường xu hướng tuyến tính tai Châu Đốc, Tân Châu và Vàm Nao được thể hiện trong các Hình 3a và 3b.  

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Hình 3a. Qgiờ lớn nhất tháng của DCN tháng II, III tại Châu Đốc, Vàm Nao, Tân Châu

Dong chay nguoc tai Chau Doc, Tan Chau va Vam Nao

Hình 3b. Qgiờ lớn nhất tháng của DCN tháng IV, V tại Châu Đốc, Vàm Nao, Tân Châu

Thảo luận

(1) Tuy có hai quy cách đo khác nhau ở mùa cạn và mùa lũ, nhưng trong thời gian diễn ra dòng chảy ngược tại ba trạm, số liệu lưu lượng giờ được đo với quy cách mùa cạn. Mặt khác, thời điểm bắt đầu và thời điểm kết thúc quy cách đo mùa lũ tại Châu Đốc tuy có khác với tại hai trạm Tân Châu và Vàm Nao, sự chênh lệch này càng khẳng định dòng chảy ngược diễn ra sớm nhất và kết thúc muộn nhất tại trạm Châu Đốc.

(2) Liên thông giữa sông Tiền và sông Hậu, đi đôi với chức năng chuyển nước từ sông Tiền sang sông Hậu, sông Vàm Nao còn có chức năng gắn liền theo đó, là truyền triều Biển Đông từ sông Hậu sang sông Tiền vào mùa khô.

Kết quả khảo sát tại trạm Vàm Nao thể hiện khá rõ sự liên thông này. Vàm Nao là trạm thủy văn duy nhất ở ĐBSCL mà dòng chảy ngược chịu ảnh hưởng vừa của sông Hậu, vừa của sông Tiền. Ngược lại, thông qua sông Vàm Nao, vào mùa khô, chế độ triều sông Hậu cũng ảnh hưởng đến dòng chảy của sông Tiền.

Đi đôi với chức năng chuyển nước từ sông Tiền sang sông Hậu (được nói đến nhiều), sông Vàm Nao còn có chức năng gắn liền theo đó, là truyền triều Biển Đông từ sông Hậu sang sông Tiền vào mùa khô (hầu như không được nói đến).

(3) Xác nhận yếu tố triều tại các trạm Châu Đốc và Tân Châu những năm gần đây

Bài viết đã trích dẫn ở phụ chú 2, thông qua khảo sát mực nước thực đo đã đi đến nhận xét triều Biển Đông truyền đến các trạm Châu Đốc và Tân Châu ngày càng sớm hơn, với biên độ mực nước rộng hơn. Những thay đổi này rõ nét hơn trên sông Bassac. Nguyên nhân của dòng chảy ngược là truyền triều. Như vậy thông qua khảo sát lưu lượng thực đo các kết quả (1), (2), (3) trên đây xác nhận nhận xét này.

(4) Truyền triều đến sớm hơn, dòng chảy ngược với lưu lượng ngày càng tăng có nghĩa là trong tương quan giữa Sông và Biển, yếu tố sông đang yếu đi và/hoặc yếu tố biển đang mạnh lên.

Trong cả hai tình huống, có nguyên nhân khách quan như hạn hán, lượng mưa trên lưu vực sông, biến đổi khí hậu toàn cẩu, nước biển dâng, đồng thời có nguyên nhân do hoạt động của con người trong lưu vực, từ thượng nguồn và tại châu thổ gây ra. Vấn đề quan trọng này cần được làm rõ, không chỉ về học thuật bởi lẽ nó rất thiết thân đối với việc sử dụng có hiệu quả đầu tư công trong xây dựng hạ tầng cơ sở, và khái quát hơn, đối với sự phát triển bền vững đồng bằng sông Cửu Long đúng với tinh thần của Nghị quyết 120/NQ-CP của Chính phủ./

CHÚ THÍCH:

[1] Giáo sư đại học, Đại biểu Quốc hội (1992-2007).

[2] Nguyễn Ngọc Trân, Sông Mekong, đập Xayaboury và ĐBSCL ở nửa đầu mùa khô 2019-2020, 19.03.2020:  https://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/Song-Mekong-dap-Xayaboury-va-DBSCL-o-nua-dau-mua-kho-20192020-23073.

[3] Nguyễn Ngọc Trân, Nguồn nước về ĐBSCL, những diễn biến gần đây, 28.04.2020:

https://baodatviet.vn/dien-dan-tri-thuc/nguon-nuoc-ve-dbscl-nhung-dien-bien-gan-day-3401121/

[4] Tác giả chân thành cảm ơn Đài Khí tượng thủy văn tỉnh An Giang và Đài Khí tượng thủy văn Nam Bộ đã tạo điều kiện để tác giả tham khảo và kiểm tra số liệu.

[5] QCVN 47: 2012/BTNMT được ban hành theo Thông tư số 26/2012/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2012.

Theo Báo Đất Việt