Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu. Tại vùng biển Nam Bộ nơi có chế độ bán nhật triều không đều ở Biển Đông và nhật triều không đều ở biển Tây, tại đây hàng năm thường xuất hiện các đợt triều cường lớn, cùng với xu thế biến đổi khí hậu và nước biển dâng đang diễn ra phức tạp như hiện nay đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của người dân sinh sống tại vùng bờ thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM).

Vùng bờ thành phố Hồ Chí Minh bao gồm diện tích đất liền của huyện Cần Giờ và diện tích vùng biển ven bờ ra xa 6 hải lý từ vịnh Gành Rái đến cửa Soài Rạp, có vị trí quan trọng đặc biệt đối với thành phố. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các lĩnh vực công nghiệp, sản xuất, dịch vụ và dân sinh dẫn đến chất lượng nước mặt có dấu hiệu ô nhiễm, bởi vùng bờ TP.HCM là nơi gần như tiếp nhận toàn bộ nước thải dọc theo lưu vực sông Sài Gòn. Vì vậy, trước tình hình chất lượng nước diễn ra khá phức tạp, việc hiểu rõ quy luật thủy triều trong các vùng biển và ven biển là cần thiết.

Có nhiều phương pháp được áp dụng với độ tin cậy cao sử dụng trong hầu hết các nghiên cứu cho vùng sông, cửa sông, ven biển, một trong số đó là phương pháp mô hình hóa. Hiện nay, phương pháp này được ứng dụng hiệu quả trong việc phân tích và dự báo thủy triều, mô phỏng chế độ thủy lực cũng như quá trình lan truyền nồng độ các chất. Trên thế giới, có rất nhiều nghiên cứu đã ứng dụng chỉ số WQI để xác định hiện trạng chất lượng nước: Lưu vực sông Kelani (Sri Lanka); lưu vực sông Meenachil và Pamba (Nam Ấn Độ); đánh giá chất lượng nước tại một nhà máy xử lý nước ở thành phố Delhi (Ấn Độ) và mẫu nước được thu thập hàng tháng từ giếng khoan, sông Nadas (Romania)... Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu cũng đã ứng dụng các mô hình toán trong việc đánh giá, dự báo và quản lý chất lượng nước mặt vùng bờ, trong đó phải kể đến nghiên cứu khả năng chịu tải tại ven bờ Cần Giờ bao gồm vịnh Đồng Tranh và Gành Rái; nghiên cứu kết hợp hệ số phát thải để tính tải lượng ô nhiễm do hoạt động du lịch, tàu thuyền, chăn nuôi cho vùng nước ven đảo Cát Bà; đánh giá tải lượng ô nhiễm đưa vào hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai. Trên thực tế, đã có nhiều nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE 11, MIKE 21 với môđun ECOLAB để mô phỏng, đánh giá chất lượng nước tại khu vực cửa sông Sài Gòn - Đồng Nai và vịnh Gành Rái. Bên cạnh việc đánh giá chất lượng nước, các nghiên cứu thường đánh giá chế độ thủy động lực, xu thế mực nước do đây cũng là một trong những yếu tố quan trọng gây ảnh hưởng đến chất lượng nước, phục vụ mục tiêu khai thác, sử dụng hợp lý và bền vững tài nguyên nước để phát triển kinh tế - xã hội, phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai trên lưu vực sông. Điều này chứng minh việc lựa chọn mô hình hóa để mô phỏng dòng chảy, quá trình lan truyền chất ô nhiễm tại vùng bờ TP.HCM có tính khả thi và kết quả nghiên cứu có độ tin cậy cao.

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm UTide để phân tích dao động và dự báo mực nước một số trạm khu vực Nam Bộ bằng phương pháp phân tích điều hòa. Kết quả dự báo sớm mực nước triều là dữ liệu đầu vào cho bộ mô hình MIKE bao gồm mô đun MIKE HD và ECOLAB để mô phỏng chế độ thủy động lực hai chiều (trong sông và vùng cửa sông) và tính toán mô phỏng lan truyền các chất ô nhiễm tương ứng cho mùa khô năm 2022. Từ đó đánh giá ảnh hưởng của thủy triều đến chất lượng nước vùng bờ TP.HCM, góp phần giảm thiểu tác động của thủy triều đến đời sống người dân khu vực ven biển.

Các đơn vị hành chính vùng bờ

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành đánh giá ảnh hưởng của thủy triều đến chất lượng nước vùng bờ TP.HCM bằng việc sử dụng mô hình tích hợp. Từ các kết quả kiểm định mực nước các trạm từ mô hình U-tide cho thấy, bộ thông số mô hình phù hợp để mô phỏng dự báo thủy triều cho khu vực nghiên cứu. Bộ mô hình MIKE 11 và MIKE 21 cho thấy kết quả mô phỏng thủy lực vào mùa khô khá tốt (NSE và R2 đều đạt trên 0,8).

Mô hình mô phỏng chất lượng nước MIKE 21 ECOLAB ở mức khá tốt khi khác biệt mô phỏng so với thực tế dưới 20% sai số cho thấy khả năng mô phỏng chất lượng nước của mô hình cho dự án khá bám sát so với thực tế và đủ tiêu chuẩn để mô phỏng các kịch bản phát thải tương lai. Từ đó đưa ra được cái nhìn tổng quan về chế độ dòng chảy trong sông và vùng bờ, ven biển cũng như diễn biến chất lượng nước sông khi bị ảnh hưởng bởi thủy triều

Kết quả cho thấy chất lượng nước ở các sông kênh bao quanh vùng nghiên cứu bị tác động mạnh mẽ của thủy triều. Vận tốc dòng chảy cũng là yếu tố ảnh hưởng tới việc lan truyền ô nhiễm và đồng hóa chất ô nhiễm. Hướng đến mục tiêu bảo vệ môi trường, kiểm soát ô nhiễm tại các vịnh, khu vực cửa sông, ven biển TP.HCM, các giải pháp kiểm soát nguồn thải, giám sát nguồn tiếp nhận được đề xuất với tiếp cận quản lý tổng hợp lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai và vùng bờ TP.HCM nhất là trong thời kì biến đổi khí hậu.

Trong nghiên cứu này, số liệu thu thập còn hạn chế như mật độ vị trí và tần suất quan trắc còn ít, dữ liệu nguồn thải tại các sông lớn nhiều khi chưa thu thập được đầy đủ. Để đánh giá một cách toàn diện chất lượng nước khu vực vùng bờ TP.HCM cần thu thập bổ sung thêm vị trí và thời gian quan trắc, đặc biệt là số liệu quan trắc theo ốp hoặc giờ. Tổ chức thực hiện định kỳ hoạt động điều tra khảo sát các nguồn thải gây ô nhiễm nước mặt, nhằm đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hiệu quả nguồn nước.