Luận án: Nguồn nước và giải pháp sử dụng đất nhiễm mặn Cần Giuộc

Nguồn nước mặt bị xâm nhập mặn từ biển trong mùa khô. Thủy triều đẩy nước biển vào sâu trong đất liền. Hệ thống sông rạch khu vực cửa sông chịu ảnh hưởng trực tiếp. Nguồn nước ngầm cũng có dấu hiệu nhiễm mặn. Nước tưới tiêu chứa hàm lượng muối cao. Chất lượng nước giảm sút nghiêm trọng vào tháng 3-4 hàng năm. Độ mặn nước có thể đạt ngưỡng 4-8‰ tại khu vực ven sông. Hoạt động nuôi tôm làm tăng độ mặn đất xung quanh. Nước thải từ ao nuôi thấm vào đất canh tác. Hệ thống tưới tiêu chưa đồng bộ gây khó khăn trong kiểm soát mặn.

Đất phèn phân bố rải rác tại các vùng trũng. Đất mặn tập trung chủ yếu ở khu vực ven sông. Độ pH đất dao động từ 4.5 đến 8.5 tùy vị trí. Đất mặn có độ dẫn điện EC cao hơn 4 dS/m. Hàm lượng muối trong đất tăng mạnh mùa khô. Tầng đất mặt chịu ảnh hưởng nhiễm mặn nặng nhất. Cấu trúc đất bị thay đổi do tích tụ muối. Khả năng giữ nước của đất giảm đáng kể. Đất nhiễm mặn làm cây trồng sinh trưởng kém. Năng suất cây trồng giảm 30-50% trên đất nhiễm mặn.

Độ mặn đất biến động theo chu kỳ mùa rõ rệt. Mùa khô (tháng 12-5) độ mặn tăng cao nhất. Mùa mưa (tháng 6-11) độ mặn giảm dần. Xâm nhập mặn diễn ra mạnh nhất tháng 3-4. Nước mưa rửa trôi muối giúp cải thiện đất. Tầng đất canh tác có độ mặn dao động 2-6 dS/m. Đất ở gần sông có độ mặn cao hơn vùng nội đồng. Quá trình tích tụ muối diễn ra liên tục. Cần theo dõi thường xuyên để có biện pháp kịp thời.

Nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng trực tiếp từ chế độ thủy triều. Biên độ thủy triều dao động 3-4m tại khu vực cửa sông. Nước biển xâm nhập sâu 40-60km vào nội đồng mùa khô. Độ mặn nước mặt đạt đỉnh vào tháng 3-4 hàng năm. Hàm lượng muối có thể lên đến 8-12‰ tại vị trí gần biển. Chất lượng nước suy giảm nghiêm trọng khi triều cường. Lưu lượng nước ngọt từ thượng nguồn giảm mạnh mùa khô. Hệ thống kênh rạch dẫn nước mặn vào sâu trong đồng. Nước mặt không đảm bảo cho tưới tiêu vào mùa khô hạn.

Nguồn nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước khác nhau. Tầng nước ngầm Pleistocen là nguồn chính được sử dụng. Độ sâu khai thác dao động từ 80-150m. Chất lượng nước ngầm tương đối tốt hơn nước mặt. Hàm lượng muối trong nước ngầm thấp hơn ngưỡng cho phép. Một số khu vực có dấu hiệu nhiễm mặn nhẹ. Khai thác quá mức gây suy giảm mực nước ngầm. Cần quản lý chặt chẽ việc đào giếng khai thác. Nguồn nước ngầm là giải pháp thay thế quan trọng.

Hệ thống tưới tiêu hiện tại chưa đồng bộ và hiệu quả. Kênh mương chủ yếu phục vụ thoát nước mùa mưa. Thiếu công trình ngăn mặn kiểm soát chất lượng nước. Cống đầu mối chưa đáp ứng nhu cầu điều tiết. Nông dân chủ động bơm nước vào đồng ruộng. Khó kiểm soát chất lượng nước tưới. Cần xây dựng hệ thống cống ngăn mặn hiệu quả. Đầu tư hồ chứa nước ngọt mùa mưa. Áp dụng công nghệ tưới tiêu tiết kiệm nước.

Hydrus 1D mô phỏng dòng chảy một chiều trong đất không bão hòa. Mô hình sử dụng phương trình Richards mô tả chuyển động nước. Phương trình đối lưu-khuếch tán mô tả vận chuyển muối. Các thông số thủy lực đất được xác định theo phương pháp Van Genuchten. Điều kiện biên trên phụ thuộc vào lượng mưa và tưới. Điều kiện biên dưới liên quan đến mực nước ngầm. Mô hình tính toán cân bằng nước trong hệ thống đất-cây-khí quyển. Kết quả cho thấy sự phân bố độ ẩm và độ mặn theo độ sâu. Mô hình được kiểm định với số liệu thực đo.

Dữ liệu đất được lấy mẫu tại các điểm đại diện. Phân tích các chỉ tiêu: thành phần cơ giới, độ pH đất, độ dẫn điện EC. Xác định đường cong đặc trưng nước đất trong phòng thí nghiệm. Số liệu khí tượng thu thập từ trạm quan trắc. Lượng mưa, bốc hơi, nhiệt độ được cập nhật hàng ngày. Chế độ tưới tiêu ghi nhận từ điều tra nông hộ. Độ mặn nước tưới đo đạc định kỳ. Mực nước ngầm quan trắc qua giếng khoan. Dữ liệu được kiểm tra và làm sạch trước khi nhập mô hình.

Mô hình được hiệu chỉnh với số liệu năm 2022. Kiểm định mô hình với số liệu độc lập năm 2023. Hệ số tương quan R² đạt 0.82-0.89 cho độ ẩm đất. Sai số trung bình RMSE dưới 15% cho độ mặn đất. Mô hình mô phỏng tốt diễn biến mặn theo mùa vụ. Kết quả cho thấy độ mặn tăng mạnh từ tháng 2-4. Tầng đất 0-30cm chịu ảnh hưởng nhiễm mặn nặng nhất. Mùa mưa giúp rửa muối xuống tầng sâu hơn. Mô hình dự báo chính xác ngưỡng mặn nguy hại.

Lúa một vụ kết hợp màu hoặc thủy sản mùa khô. Chọn giống lúa chịu mặn như OM 6976, OM 9577. Trồng màu vụ đông xuân trên đất nhiễm mặn nhẹ. Cây ăn trái chịu mặn: dừa, chanh, ổi. Rau màu chịu mặn: rau muống, bắp cải. Cỏ chăn nuôi chịu mặn như cỏ sậy, cỏ lông. Luân canh cây trồng giúp cải thiện đất. Thời vụ gieo trồng phù hợp với chế độ mặn. Mật độ gieo trồng điều chỉnh theo độ mặn đất.

Rửa muối bằng nước ngọt vào đầu mùa mưa. Bón phân hữu cơ cải thiện cấu trúc đất. Sử dụng thạch cao rửa trôi natri trao đổi. Trồng cây họ đậu cố định đạm và cải tạo đất. Làm đất kỹ giúp thoát muối ra khỏi tầng canh tác. Tưới rửa định kỳ khi có nguồn nước ngọt. Bón vôi điều chỉnh độ pH đất phèn. Che phủ đất giảm bốc hơi và tích tụ muối. Kết hợp nhiều biện pháp tăng hiệu quả cải tạo.

Tưới tiêu theo nhu cầu cây trồng và độ mặn đất. Sử dụng nước tưới có chất lượng đảm bảo. Tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước trên đất mặn. Thoát nước tốt tránh ngập úng gây tích muối. Xây dựng hồ chứa nước ngọt mùa mưa. Lắp đặt cống ngăn mặn tại đầu mối kênh. Theo dõi độ mặn nước tưới thường xuyên. Lên lịch tưới phù hợp với chế độ thủy triều. Áp dụng công nghệ tưới tự động tiết kiệm.

Lúa vụ mùa (tháng 6-10) tận dụng nước mưa rửa mặn. Màu vụ đông xuân (tháng 11-3) trên đất đã cải thiện. Giống lúa OM 6976 chịu mặn 4-6 dS/m. Màu: đậu xanh, đậu phộng, ngô chịu hạn. Bón phân hữu cơ 3-5 tấn/ha cải tạo đất. Tưới bổ sung khi cần thiết. Năng suất lúa đạt 4.5-5.5 tấn/ha. Màu cho thu nhập 15-20 triệu/ha. Mô hình phù hợp vùng có nguồn nước tương đối tốt.

Lúa một vụ mùa (tháng 7-11) rửa mặn cho đất. Nuôi tôm vụ đông xuân (tháng 12-5) tận dụng độ mặn tự nhiên. Giống lúa chịu mặn ST25, OM 9577. Tôm sú, tôm thẻ chân trắng nuôi quảng canh. Mật độ thả 5-8 con/m² giảm rủi ro. Không sử dụng hóa chất độc hại. Năng suất lúa 4-5 tấn/ha. Tôm thu hoạch 300-500 kg/ha. Thu nhập 80-120 triệu/ha/năm. Mô hình thích hợp vùng chịu ảnh hưởng triều.

Dừa xiêm xanh chịu mặn đến 8 dS/m. Chanh không hạt thích nghi tốt đất mặn nhẹ. Ổi, chùm ruột chịu hạn và mặn vừa. Trồng trên đống cao thoát nước tốt. Bón phân hữu cơ thường xuyên cải tạo đất. Tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước. Dừa cho thu hoạch sau 4-5 năm. Năng suất dừa 12,000-15,000 trái/ha/năm. Thu nhập ổn định 100-150 triệu/ha/năm. Mô hình phù hợp đầu tư dài hạn.

Vùng 1: Đất nhiễm mặn nhẹ (EC < 4 dS/m), nguồn nước tốt. Diện tích khoảng 35% tổng diện tích canh tác. Phù hợp trồng lúa 2-3 vụ hoặc lúa-màu. Vùng 2: Đất nhiễm mặn trung bình (EC 4-8 dS/m). Chiếm 40% diện tích, nguồn nước mùa vụ. Thích hợp mô hình lúa-tôm luân canh. Vùng 3: Đất nhiễm mặn nặng (EC > 8 dS/m). Khoảng 25% diện tích ven sông biển. Chuyển sang nuôi thủy sản hoặc cây chịu mặn. Sử dụng GIS lập bản đồ phân vùng chi tiết.

Xây dựng hệ thống cống ngăn mặn đầu mối kênh chính. Đầu tư hồ chứa nước ngọt công suất 50,000-100,000 m³. Nạo vét kênh mương đảm bảo thoát nước mùa mưa. Lắp đặt trạm bơm cấp nước cho vùng khó. Xây dựng đê bao ngăn triều cho vùng trọng điểm. Tu bổ, nâng cấp công trình hiện có. Đầu tư thiết bị quan trắc tự động độ mặn nước. Tổng kinh phí ước tính 200-300 tỷ đồng. Ưu tiên nguồn vốn ngân sách và ODA.

Hỗ trợ 50-70% chi phí đầu tư chuyển đổi mô hình. Cung cấp giống cây trồng, con giống chất lượng cao. Đào tạo miễn phí kỹ thuật canh tác thích ứng. Tín dụng ưu đãi lãi suất 0-3%/năm. Bảo hiểm nông nghiệp cho cây trồng vật nuôi. Hỗ trợ tiêu thụ sản phẩm qua liên kết chuỗi. Ưu đãi thuế đất cho hộ chuyển đổi. Khen thưởng mô hình điển hình thành công. Giám sát đánh giá hiệu quả chính sách hàng năm.