Mô phỏng ảnh hưởng của sông và cống lên quá trình xâm nhập mặn tại đồng bằng sông Cửu Long

358 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT Tập 7, Số 3, 2017 358–378 
MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA SÔNG VÀ CỐNG LÊN QUÁ 
TRÌNH XÂM NHẬP MẶN TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 
Hoàng Ngọc Hiểna*, Ngô Đức Lưua, Huỳnh Xuân Hiệpb 
aKhoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Bạc Liêu, Bạc Liêu, Việt Nam 
bKhoa Công nghệ Thông tin và Truyền thông, Trường Đại học Cần Thơ, Cần Thơ, Việt Nam 
Lịch sử bài báo 
Nhận ngày 05 tháng 01 năm 2017 | Chỉnh sửa ngày 05 tháng 05 năm 2017 
Chấp nhận đăng ngày 07 tháng 07 năm 2017 
Tóm tắt 
Trong bài viết này, với tình trạng xâm nhập mặn diễn biến phức tạp trên hệ thống sông và 
cống ngăn mặn tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long hiện nay, chúng tôi đề xuất một tiếp cận 
mới bằng cách xây dựng mô hình và mô hình hóa xâm nhập mặn dựa trên kỹ thuật đa tác tử 
và mô phỏng dựa trên nền tảng mô phỏng Gama. Mô hình mô phỏng xâm nhập mặn ảnh 
hưởng của hệ thống sông và cống ngăn mặn tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long được kiểm 
thử trên cơ sở dữ liệu trong quá khứ và đưa ra kịch bản mô hình dự kiến cho tương lai. Kết 
quả mô phỏng là bản đồ xâm nhập mặn gắn với hệ thống sông và cống ngăn mặn theo thời 
gian và thống kê mức xâm nhập mặn theo thời gian cho các đơn vị hành chính. Các kết quả 
về mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn cũng được đánh giá so sánh với thực tế nhằm hỗ 
trợ cho các giải pháp làm giảm thiệt hại của xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu. 
Từ khóa: Bản đồ xâm nhập mặn; Đa tác tử; Gama; Mô phỏng; Thống kê mức xâm nhập 
mặn. 
1. GIỚI THIỆU 
Hiện nay, tình hình xâm nhập mặn diễn biến phức tạp đang tác động và ảnh hưởng 
mạnh mẽ tới tài nguyên thiên nhiên, con người, kinh tế - xã hội, vvở các vùng đất thấp, 
vùng trũng ven hạ lưu sông và nhất là vùng ven biển. Đồng bằng sông Cửu Long 
(ĐBSCL) đang bị ảnh hưởng xấu của xâm nhập mặn (Phạm, 2012), nhất là vào các tháng 
mùa khô (từ tháng 1 đến tháng 5) diện tích nhiễm mặn càng rộng và sâu vào nội đồng. 
Xâm nhập mặn làm thiệt hại đến sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, nguồn nước 
sinh hoạt của người dân không còn, dẫn đến kinh tế bị giảm sút không phát triển (IPCC 
WGII AR5, 2014). 
*Tác giả liên hệ: Email: hnhien@blu.edu.vn 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 359 
Việc quy hoạch hệ thống sông và cống ngăn mặn ở ĐBSCL hiện nay đang được 
vận hành và xây dựng mới với mục đích làm giảm tác hại của vấn đề xâm nhập mặn trong 
biến đổi khí hậu (Hoang, Huynh, & Nguyen, 2012). ĐBSCL có địa hình thấp, bị chia cắt 
mạnh bởi một mạng lưới sông ngòi chằng chịt với chiều dài tổng cộng trên 5000 km, có 
chiều rộng từ vài chục mét đến vài km, có hình dáng dạng bán đảo ba mặt giáp biển 
(Nguyễn và ctg., 2010). 
Với tình hình xâm nhập mặn ở ĐBSCL diễn biến như hiện nay, việc sử dụng hệ 
thống sông và vận hành hệ thống cống ngăn mặn chưa hợp lí (do người dân tự ý lấy nước 
mặn vào vùng ngọt) nên việc sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản gặp nhiều bất 
lợi, mùa vụ thất bát, đời sống người dân gặp khó khăn (IPCC WGII AR5, 2014). Việc 
người dân có xu hướng đổ xô lên các thành phố để lao động đã gây khó khăn cho việc 
quản lí con người. Các nhà quản lý, nhà khoa học đã và đang nghiên cứu đưa ra những 
giải pháp trong việc quy hoạch hệ thống sông và cống ngăn mặn để nhằm khắc phục và 
phòng chống xâm nhập mặn. 
Chúng tôi nghiên cứu và đề xuất một cách tiếp cận mới cho việc xây dựng mô 
hình xâm nhập mặn do ảnh hưởng của hệ thống sông và cống ngăn mặn cho vùng ĐBSCL. 
Chúng tôi tiến hành: Mô hình hóa và mô phỏng dựa trên trên kỹ thuật đa tác tử và mô 
phỏng dựa trên nền tảng mô phỏng bằng công cụ Gama; Tiến hành xây dựng thiết lập 
được hệ thống thông tin mô phỏng, với mô hình xâm nhập mặn ảnh hưởng bởi hệ thống 
sông và cống ngăn mặn, trên cơ sở dữ liệu trong quá khứ để kiểm tra tính đúng của mô 
hình và đưa ra kịch bản dự đoán cho tương lai; Đưa ra những mô hình về mặt công nghệ 
thông tin cho xâm nhập mặn thực tế nhằm đề xuất hỗ trợ phù hợp với thực tế nhằm giảm 
thiệt hại của xâm nhập mặn cũng như biến đổi khí hậu cho vùng ĐBSCL. 
Bài viết được tổ chức thành năm phần: Phần thứ nhất giới thiệu chung về xâm 
nhập mặn vùng ĐBSCL và hướng giải quyết. Phần thứ hai trình bày cách xây dựng mô 
hình xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và cống ngăn mặn. Phần thứ ba trình 
bày cách mô phỏng mô hình xâm nhập mặn trên hệ thống sông và cống ngăn mặn. Phần 
thứ tư thực nghiệm mô phỏng mô hình xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và 
360 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
cống ngăn mặn bằng công cụ Gama. Tóm tắt kết quả quan trọng và hướng phát triển được 
nêu ra ở phần cuối cùng. 
2. NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 
Vấn đề biến đổi khí hậu vùng ven biển ĐBSCL đã và đang được nghiên cứu và 
ứng phó. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam của Phạm (2012) đã 
đưa ra những thông tin cơ bản về xu thế biến đổi khí hậu, nước biển dâng của Việt Nam 
trong tương lai, tương ứng với các kịch bản khác nhau về phát triển kinh tế - xã hội toàn 
cầu dẫn đến các tốc độ phát thải khí nhà kính khác nhau. Các kịch bản phát thải của nhiệt 
độ, lượng mưa, mực nước biển theo kịch bản phát thải thấp/trung bình/cao đã cho thấy 
được mức nước biển dâng trong tương lai thông qua hình ảnh bản đồ và bảng số liệu. 
 Hoàng, Triệu, Phan, và Huỳnh (2014) đã nghiên cứu mô phỏng mô hình ngập địa 
hình do nước biển dâng trên địa bàn khu vực ĐBSCL trong bối cảnh khu vực này đang 
chịu tác động mạnh của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu của Hoàng và ctg. (2014) cũng đã 
tiến hành xây dựng bản đồ số thể hiện quá trình ngập địa hình do nước biển dâng thông 
qua bản đồ ngập/nguy cơ ngập theo thời gian. Các thống kê về diện tích ngập theo thời 
gian theo từng đơn vị hành chính (cấp tỉnh, cấp huyện) trên địa bàn khu vực ĐBSCL cũng 
đã được mô tả chi tiết trên cơ sở các kịch bản ngập địa hình do nước biển dâng trong quá 
khứ và cho các giai đoạn trong tương lai. 
Mô phỏng quá trình xâm nhập mặn tại vùng ĐBSCL trong nghiên cứu của Hoàng, 
Dương, Nguyễn, và Huỳnh (2014) cho thấy quá trình xâm nhập mặn được mô phỏng trên 
hệ thống sông/kênh và trên diện tích của tỉnh Bạc Liêu (thiết kế từ GIS) chạy trên nền mô 
phỏng Gama. Nghiên cứu cũng đã tiến hành xây dựng bản đồ số thể hiện quá trình 
nhiễm/xâm nhập mặn đã được hình thành và sự thay đổi đường đẳng mặn theo thời gian. 
Các thống kê về diện tích nhiễm mặn theo thời gian và thống kê độ mặn trung bình theo 
từng đơn vị hành chính (cấp tỉnh, cấp huyện). Kết quả mô phỏng sẽ cho ra các đường 
đẳng mặn, diện tích mặn, thống kê độ mặn trung bình giữa các vùng, thống kê độ xâm 
nhập mặn qua các giai đoạn 2000-2010 và 2011-2020. 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 361 
3. MÔ HÌNH XÂM NHẬP MẶN ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG SÔNG VÀ 
CỐNG NGĂN MẶN 
3.1. Mô hình hệ thống sông 
Để nghiên cứu dự báo độ mặn trên sông, thông thường dòng sông và dòng kênh 
được chia ra nhiều đoạn, mỗi đoạn khoảng 10 km, tại mỗi nút ứng với các trạm đo thực 
tế (Hoàng và ctg., 2014). Vì nghiên cứu trên địa bàn nhỏ, nên chúng tôi đã chia sông/kênh 
ra các đoạn khoảng 5 km để tăng độ chính xác. Khu vực nghiên cứu địa hình tương đối 
bằng phẳng nên sông/kênh được chia ra cứ khoảng 5 km thực tế sẽ mang 1 hệ số, vùng 
gần sát biển hệ số càng cao và giảm dần khi đi vào sâu trong nội đồng. Sông có hệ số cao 
vì lòng sông rộng, lượng nước nhiều và vận tốc chảy cao. Còn các kênh thì nhỏ hẹp, lượng 
nước ít, vận tốc chảy thấp nên có hệ số thấp hơn. 
Sau khi tiến hành chia sông và kênh theo chiều dài mỗi đoạn tương ứng 5 km thực 
tế, chúng tôi đã đánh hệ số sông f1 và f2 (f1 > f2) cho từng đoạn. Theo hướng xâm nhập 
mặn từ biển vào nội đồng qua dòng sông và dòng kênh, các đoạn sẽ được đánh số theo 
thứ tự giảm dần (10, 9) và sông lớn vào sông nhỏ (5, 4) (Hình 1). 
Hình 1. Xây dựng hệ số phân chia trên hệ thống sông 
3.2. Mô hình hệ thống cống ngăn mặn 
Trong thực tế, việc xây dựng hệ thống cống ngăn mặn để chặn ngang các con sông 
và dòng kênh sẽ được quy hoạch theo hệ thống chạy dài, phân chia khu vực ngọt và mặn 
ra riêng biệt với hệ thống cống ngăn sông chạy dọc theo các con đê hoặc các con đường. 
Chúng tôi xem hệ thống cống ngăn mặn là vách ngăn cách giữa vùng ngọt hóa và vùng 
362 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
mặn. Khi mở hệ thống cống ngăn mặn thì vùng ngọt hóa sẽ trở thành vùng mặn (cống trở 
nên không có tác dụng) và khi đóng hệ thống cống ngăn mặn thì vùng ngọt hóa sẽ được 
khu biệt. 
Hệ thống cống ngăn mặn (tính cho tất cả các cống trong hệ thống) tại một thời 
điểm có một trong hai chế độ đóng cống (on) hoặc mở cống (off). Chế độ cống sẽ ảnh 
hưởng đến hệ số sông của các vùng khác nhau cho phù hợp với mô hình trong thực tế. 
Hình 2. Hệ thống cống ngăn mặn phân chia vùng mặn và vùng ngọt hóa 
3.3. Phương trình cho mô hình xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và 
cống ngăn mặn 
Hướng xâm nhập mặn theo hệ thống sông từ biển đi vào nội đồng theo địa hình 
thực tế (Trần, 2008). Từ hệ thống cống thực tế, chúng tôi tiến hành xác định vách ngăn 
phân chia riêng biệt vùng mặn và vùng ngọt hóa. Nước biển theo dòng sông hoặc dòng 
kênh đi vào trong nội đồng khi gặp hệ thống cống (vách ngăn) sẽ không đi tiếp mà chỉ 
dâng và tràn ra xung quanh địa hình. Hướng xâm nhập mặn qua hệ thống sông và cống 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 363 
ngăn mặn trên thực tế địa hình có thể chia ra nhiều vùng ngọt hóa (mỗi vùng hệ thống 
sông có hệ số khác nhau do lượng nước tràn vào khác nhau). 
Từ thực tế xâm nhập mặn trên hệ thống sông và cống ngăn mặn (chịu ảnh hưởng 
của các yếu tố chính là mực nước biển đi vào làm độ mặn tăng lên), chúng tôi xây dựng 
và đề xuất phương trình cho xâm nhập mặn trên hệ thống sông và cống ngăn mặn với 
phương pháp quy trình như trong Hình 3. 
Hình 3. Xây dựng phương trình cho mô hình 
Các yếu tố biến chính (do chúng tôi chỉ thu được số liệu về các yếu tố này) tham 
gia phương trình: Mực nước biển S; Hệ số sông f; Hệ số hiệu chỉnh mô hình h. Ta có 
phương trình cho mô hình xâm nhập mặn do ảnh hưởng của hệ thống sông và cống ngăn 
mặn được như sau: 
Y = (S x f) x h (1) 
Phương trình (1) được đề xuất do được xây dựng sát với thực tế và số liệu hiện 
có. Tuy còn thiếu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xâm nhập mặn (do không có số 
liệu) nhưng mô hình này vẫn cho kết quả phù hợp với thực tế. 
4. MÔ PHỎNG XÂM NHẬP MẶN ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG SÔNG 
VÀ CỐNG NGĂN MẶN 
4.1. Diễn biến quá trình xâm nhập mặn trên sông và cống 
Quá trình xâm nhập mặn trên hệ thống sông và cống ngăn mặn diễn biến như sau: 
Nước biển từ các cửa sông sẽ chảy theo sông vào phía trong nội đồng. Càng vào trong thì 
364 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
độ mặn giảm tương ứng với hệ số dòng sông giảm do lưu lượng nước mặn giảm và hòa 
tan với nước ngọt. Nước mặn chảy theo dòng sông/kênh sẽ thấm vào đất hoặc tràn lên đất 
(nếu mực nước cao hơn độ cao của địa hình) làm cho đất bị nhiễm mặn. Mức độ xâm 
nhập mặn và nhiễm mặn phân bổ theo màu khi thực nghiệm mô phỏng cả trên sông và 
trên địa hình. Khi hệ thống cống ngăn mặn được vận hành (đóng cống ngăn mặn) thì nước 
mặn sẽ bị chặn lại, và không vào được ranh giới vùng ngọt hóa từ vách ngăn (Hình 4). 
Với hướng xâm nhập mặn như mô tả, chúng tôi áp dụng phương trình (1) để tính 
toán độ mặn trên sông và trên đất (độ mặn chỉ đo trên sông trong thực tế). 
Hình 4. Quá trình xâm nhập mặn trên hệ thống cống 
4.2. Quá trình xâm nhập mặn khi hệ thống cống ngăn mặn vận hành (đóng cống) 
Khi đóng hệ thống cống thì hệ thống cống sẽ phát huy tác dụng làm vách ngăn 
nước mặn đi qua nên hướng xâm nhập mặn sẽ dừng lại trước hệ thống cống. Việc gán hệ 
số cho dòng sông theo hướng xâm nhập mặn tùy thuộc vào vùng ngọt và vùng mặn. 
Hình 5. Hướng xâm nhập mặn khi đóng hệ thống cống 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 365 
Áp dụng phương trình (1) vào mô hình xâm nhập mặn trên hệ thống cống như 
sau: Khi hệ thống cống có chế độ đóng cống (on), thì vùng mặn f = f1 và vùng ngọt hóa 
f = f2. 
4.3. Quá trình xâm nhập mặn khi nước mặn tràn qua hệ thống cống ngăn mặn 
Khi nước biển dâng cao hơn độ cao của hệ thống cống ngăn mặn (trong đó có hệ 
thống đê) thì nước mặn sẽ tràn vào các vùng ngọt hóa. Lúc này hệ số ở vùng ngọt hóa sẽ 
thấp hơn vùng mặn vì chỉ có lượng nước mặn vượt qua vách ngăn mới vào được chứ 
không vào toàn bộ. Chúng tôi áp dụng đưa phương trình (1) vào mô hình xâm nhập mặn 
trên hệ thống sông và cống ngăn mặn như sau: Khi hệ thống cống có chế độ đóng cống 
(on), thì vùng mặn f = f1 và vùng ngọt hóa bị nước mặn tràn vào nên f = (f1 + f2)/2. 
Hình 6. Hướng xâm nhập mặn vượt qua khi đóng hệ thống cống 
4.4. Công cụ sử dụng cho mô hình 
4.4.1. Công cụ Geographic Information System (GIS) 
Sử dụng công cụ GIS (Taillandier & Drogoul, 2010) để xây dựng và thiết kế các 
tác tử sông/kênh cho tất cả con sông/kênh. Xây dựng và thiết kế các tác tử gán cho các 
366 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
cell (bản đồ được chia thành các ô nhỏ). Trong cơ sở dữ liệu GIS có độ cao địa hình, chia 
vùng theo đơn vị hành chính cấp huyện được gán cho tác tử cell và được lưu trữ các dữ 
liệu đó. Các cell tương ứng với điểm tọa độ bản đồ trên thực tế. 
Hình 7. Tác tử hệ thống sông/kênh và hệ thống cống và cơ sở dữ liệu GIS 
4.4.2. Công cụ lập trình Gama 
Quá trình mô phỏng được thực hiện trên nền công cụ Gama với bước đầu tiên là 
nạp dữ liệu bản đồ (địa lý, hệ thống sông, cống ngăn mặn) được xây dựng từ GIS. Bản đồ 
lưu trữ dữ liệu độ cao địa hình, độ thấm địa hình được tính toán và phân chia hợp lí cho 
các vùng khác nhau, các đơn vị huyện khác nhau. Tiếp theo phải khai báo lấy các trường 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 367 
từ dữ liệu là độ cao địa hình, độ thấm địa hình chính là các biến, được phân chia các khu 
vực nhỏ theo hệ thống đê, hệ thống cống ngăn mặn (đóng hoặc mở) và các đơn vị huyện. 
Hình 8. Đưa dữ liệu bản đồ GIS vào Gama 
Chuyển phương trình thành giải thuật phương trình cụ thể của lập trình với các 
thông số là các biến số liệu được nạp vào từ dữ liệu GIS và cơ sở dữ liệu. Phương trình 
sẽ tính toán kết quả khi chạy mô phỏng theo thời gian để cho ra kết quả là các mức độ 
xâm nhập mặn. Xuất các kết quả đầu ra cho mô phỏng, đầu ra kết quả bản đồ xâm nhập 
mặn theo từng tháng diễn biến trong từng năm ở 3 mức thấp, trung bình, và cao. Tương 
ứng theo đó là bản thống kê diện tích bị xâm nhập mặn ở 3 mức thấp, trung bình, và cao 
cho các đơn vị huyện và cả tỉnh. 
368 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
Hình 9. Áp dụng phương trình và hiển thị các kết quả đầu ra trong Gama 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 369 
5. THỰC NGHIỆM 
5.1. Khu vực dữ liệu nghiên cứu 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chọn tỉnh Bạc Liêu làm thí điểm đại diện cho 
vùng ĐBSCL. Bạc Liêu là tỉnh nằm ở phía Tây Nam của Việt Nam, trong khu vực 
ĐBSCL, với tọa độ từ 9000’00’’ đến 9037’30’’ vĩ độ Bắc và từ 105015’00” đến 
105052’30” ...  -30 
04/01/2012  956 40 124 -59 
05/01/2012  946 39 127 -97 
26/01/2012  1302 54 178 -133 
27/01/2012  1348 56 175 -113 
28/01/2012  1029 43 146 -112 
29/01/2012  1080 45 151 -67 
30/01/2012  1270 53 147 -23 
31/01/2012  1212 51 138 -26 
B
ả
n
g
 1
. S
ố
 liệu
 m
ự
c n
ư
ớ
c đ
o
 ở
 trạ
m
 th
ủ
y
 v
ă
n
T
rạm
 th
ủ
y
 v
ăn
 G
àn
h
 H
ào
H
ệ đ
ộ
 cao
: N
h
à n
ư
ớ
c 
Đ
ơ
n
 v
ị: c
m
N
g
à
y
 / g
iờ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
0
1
/0
1
/2
0
1
2
6
1
3
5
2
1
1
9
3
2
5
8
7
0
7
6
7
2
5
6
3
4
7
-2
4
-3
6
-3
9
-3
0
1
3
5
8
8
7
1
1
8
1
3
7
1
4
2
1
3
7
1
1
7
0
2
/0
1
/2
0
1
2
8
5
4
9
2
0
-1
-7
6
1
6
2
6
3
7
4
3
4
1
3
5
2
5
1
4
8
1
3
2
9
5
1
7
2
1
0
5
1
2
7
1
3
5
1
3
9
1
2
7
0
3
/0
1
/2
0
1
2
1
0
0
6
6
3
2
1
-2
4
-3
0
-2
1
-6
1
2
3
2
4
2
4
7
4
4
4
3
4
0
3
6
3
9
4
5
6
1
8
5
1
0
9
1
2
3
1
2
8
1
2
7
0
4
/0
1
/2
0
1
2
1
0
4
7
2
3
0
-7
-3
4
-5
0
-5
9
-5
0
-3
1
-4
2
4
4
4
5
5
6
3
6
3
5
7
5
5
5
4
6
0
6
9
9
0
1
0
7
1
2
0
1
2
4
0
5
/0
1
/2
0
1
2
1
1
9
1
0
2
7
0
2
7
-2
2
-6
2
-9
3
-9
7
-8
1
-5
2
-1
4
2
5
5
8
7
8
8
7
8
9
8
6
7
5
6
7
7
1
7
7
9
2
1
1
7
1
2
7
2
6
/0
1
/2
0
1
2
4
5
9
4
1
4
0
1
7
0
1
7
8
1
6
4
1
2
6
5
7
-1
0
-7
8
-1
1
8
-1
3
3
-1
1
2
-6
5
8
8
0
1
2
6
1
5
1
1
5
1
1
3
2
1
0
2
6
2
2
3
9
2
7
/0
1
/2
0
1
2
2
4
6
6
1
1
5
1
4
9
1
7
5
1
7
0
1
4
0
9
6
4
1
-3
4
-8
0
-1
1
3
-1
1
0
-7
7
-1
6
5
2
1
1
5
1
4
9
1
5
8
1
4
0
1
1
1
6
7
2
6
-1
6
2
8
/0
1
/2
0
1
2
-2
1
8
4
4
9
3
1
2
4
1
3
9
1
3
1
1
0
0
5
0
-6
-6
0
-9
4
-1
1
2
-8
2
-3
6
2
2
8
4
1
3
3
1
4
6
1
3
8
1
1
9
8
4
3
6
-1
1
2
9
/0
1
/2
0
1
2
-4
4
-3
7
-5
2
8
6
0
9
7
1
1
9
1
0
8
7
9
3
9
-2
-4
0
-6
7
-6
1
-3
5
1
2
6
5
1
1
6
1
4
1
1
5
1
1
3
8
1
0
8
7
5
3
5
3
0
/0
1
/2
0
1
2
-3
-2
3
-1
4
4
2
8
6
2
8
7
8
7
7
6
5
3
2
7
-3
-1
6
-1
9
2
3
4
7
1
1
1
0
1
3
3
1
4
7
1
4
0
1
2
8
1
0
0
5
9
3
1
/0
1
/2
0
1
2
2
2
-1
2
-2
6
-2
3
-8
2
2
4
3
6
1
6
8
6
0
5
2
4
1
2
3
1
4
7
2
3
5
2
8
0
1
1
0
1
3
0
1
3
8
1
3
2
1
1
9
8
4
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 371 
Bảng 2. Số liệu mực nước được xử lý 
ID_year ID_month Avg_water Max_water Min_water 
2000 1 144.0 180.0 124.0 
2000 2 141.0 165.0 103.0 
2000 3 130.0 164.0 82.0 
2000 4 121.0 157.0 67.0 
2000 5 118.0 152.0 89.0 
2000 6 109.0 150.0 76.0 
2000 7 112.0 154.0 77.0 
2000 8 104.0 143.0 77.0 
2000 9 122.0 167.0 50.0 
2000 10 137.0 177.0 77.0 
2000 11 154.0 186.0 102.0 
2000 12 144.0 177.0 102.0 
2015 1 181.6 181.8 181.4 
2015 2 174.5 174.7 174.3 
2015 3 174.2 174.4 174.0 
2015 4 170.5 170.7 170.3 
2015 5 157.8 158.0 157.6 
2015 6 145.3 145.5 145.1 
2015 7 146.0 146.2 145.8 
2015 8 152.3 152.5 152.1 
2015 9 172.3 172.5 172.1 
2015 10 193.5 193.7 193.3 
2015 11 193.8 194.0 193.6 
2015 12 186.7 186.9 186.5 
 Trích xuất các giá trị lớn nhất ngày tháng (chuỗi A); 
 Từ chuỗi A tiếp tục tính: Chọn giá trị lớn nhất của chuỗi; Chọn giá trị nhỏ nhất 
của chuỗi; Tính giá trị trung bình của chuỗi; 
 Tính toán như trên cho các tháng còn lại của năm và cho toàn bộ bảng số liệu; 
 Dùng số liệu theo bảng đã tính toán để làm đầu vào cho mô hình, trong đó: Mô 
372 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
phỏng ở mức thấp; Mô phỏng ở mức trung bình; và Mô phỏng ở mức cao; 
 Kiểm tra tính toán cho mô hình: Từ số liệu đã xử lý kết hợp với số liệu dự đoán 
mực nước biển dâng để tính cho kịch bản tương lai. 
5.2. Xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và cống ngăn mặn giai đoạn 
2000-2015 
Kết quả mô phỏng là bản đồ xâm nhập mặn và kết quả thống kê theo thời gian. 
Chúng tôi mô phỏng lại cho giai đoạn 2000-2015, thấy rằng biến đổi khí hậu làm xâm 
nhập mặn ngày càng cao và phức tạp trong những năm gần đây. Điển hình là năm 2015 
có mức độ ngập xâm nhập mặn vào tháng cao nhất 2015. 
Hình 11. Mức độ xâm nhập mặn tháng cao nhất năm 2015 
Chúng tôi tiến hành chạy mô phỏng theo từng tháng qua các năm từ số liệu 2000-
2015, sau đó tiến hành thống kê diện tích xâm nhập mặn cho giai đoạn 2000-2015. Kết 
quả thống kê cho thấy đường biên ngày càng rộng và cao lên ứng với tình hình xâm nhập 
mặn ở tỉnh Bạc Liêu có xu thế tăng và đi sâu vào trong nội đồng. Năm 2000, độ mặn trung 
bình của tháng cao nhất chỉ có 10 gam/lít (g/l); Tăng lên mức hơn 12 g/l trong năm 2005; 
13 g/l vào năm 2009; và gần 15 g/l trong năm 2015. Mực nước biển ngày càng tăng lên 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 373 
cho thấy tình hình xâm nhập mặn trên hệ thống sông và cống ngăn mặn ở khu vực này sẽ 
diễn biến rất phức tạp trong tương lai. 
Hình 12. Thống kê mức độ xâm nhập mặn giai đoạn 2000-2015 
Nhìn chung, kết quả mô phỏng cho thấy độ mặn trên sông chính và các kênh thông 
ra biển trong các năm qua có xu hướng tăng nhưng không nhiều. Trong nội đồng độ mặn 
có xu thế giảm nhờ các công trình thuỷ lợi đưa nước ngọt từ Sông Hậu về và hệ thống 
cống ngăn mặn không cho nước mặn vào vùng ngọt hóa. Ở khu vực quy hoạch vùng ngọt 
hóa gồm các huyện Vĩnh Lợi (50% diện tích), Phước Long (50% diện tích), Hồng Dân 
(30% diện tích), Hòa Bình (40% diện tích), Giá Rai (20% diện tích) để trồng lúa độ mặn 
luôn dữ ở mức dưới 4 g/l. Khoảng 1/3 diện tích vùng mặn sát biển có độ mặn cao, phù 
hợp để nuôi tôm, bao gồm các huyện Hòa Bình (60% diện tích), thành phố Bạc Liêu, 
Đông Hải. Ở khu vực này vào các tháng mùa khô thì độ mặn trên 28 g/l, ăn sâu vào cách 
bờ biển khoảng 5 km. 
Việc kiểm thử chạy mô phỏng mô hình xâm nhập mặn trên hệ thống sông và cống 
ngăn mặn cho thấy gần sát với thực tế ở giai đoạn 2000-2015. Phương pháp xây dựng mô 
hình này đã đáp ứng được việc mô phỏng xâm nhập mặn qua việc quy hoạch hệ thống 
sông và vận hành hệ thống cống ngăn mặn hiện tại của tỉnh Bạc Liêu nói riêng và của 
vùng ĐBSCL nói chung. 
374 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
Hình 13. Thống kê mức xâm nhập độ mặn cho các huyện giai đoạn 2000-2015 
5.3. Kịch bản xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và cống ngăn mặn 
giai đoạn 2016-2030 
Qua mô phỏng kiểm thử giai đoạn 2000-2015 ở trên và kết hợp với dự đoán mực 
nước biển dâng lên trong tương lai của Phạm (2012), chúng tôi đề xuất kịch bản “Xâm 
nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và cống ngăn mặn giai đoạn 2016-2030” để cho 
thấy mức độ xâm nhập mặn trong tương lai tăng lên rất cao theo từng năm, tiềm ẩn nguy 
cơ phức tạp của biến đổi khí hậu. Chúng tôi mô phỏng và chọn năm 2030 làm năm điển 
hình để thể hiện bản đồ xâm nhập mặn khi có sự hoạt động của hệ thống cống ngăn mặn 
được đóng để ngăn mặn. Trong năm 2030 vào mùa khô, từ tháng 2 đến tháng 5 có mức 
độ mặn cao nhất do lượng mưa ít, khô hạn, nước biển đi vào khi gặp hệ thống cống ngăn 
mặn sẽ bị ngăn lại. Mùa mưa, từ tháng 7 đến tháng 10 lượng mưa nhiều nên độ mặn giảm 
mạnh vì nước ngọt trong vùng ngọt hóa được xả ra vùng mặn. 
Khi hệ thống cống ngăn mặn hoạt động (đóng cống khi nước mặn vào) vào các 
tháng mùa khô thì diện tích xâm nhập mặn có độ mặn trên 4 g/l chiếm hơn trên 50% - 
60% diện tích của tỉnh. Do vậy trong các tháng này, diện tích canh tác nông nghiệp rất ít 
và khó khăn ở vùng mặn, hầu hết diện tích chỉ có thể nuôi thủy sản. Các tháng trong mùa 
mưa (từ tháng 7 đến tháng 11), diện tích xâm nhập mặn có độ mặn trên 4 g/l còn khoảng 
30% diện tích toàn tỉnh. Vào mùa này, một nửa diện tích (độ mặn > 4 g/l) thích hợp để 
nuôi thủy sản và phần diện tích còn lại có thể dung cho sản xuất nông nghiệp hoặc kết 
hợp mô hình lúa - tôm. 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 375 
Hình 14. Kết quả mô phỏng kịch bản xâm nhập mặn tháng cao nhất năm 2030 
Hình 15. Kết quả mô phỏng kịch bản thống kê xâm nhập mặn 
giai đoạn 2016-2030 
Mặc dù có sự hỗ trợ của hệ thống sông và cống ngăn mặn nhưng vào các tháng 
mùa khô thì diện tích có độ mặn cao hơn 4 g/l vẫn chiếm diện tích của toàn tỉnh. Các khu 
vực quy hoạch vùng ngọt hóa vẫn bị nhiễm mặn, nguồn nước ngọt cạn kiệt dẫn đến thiếu 
nước sản xuất. Diện tích nhiễm mặn tăng nhiều có thể quy hoạch để nuôi trồng thủy sản 
sao cho hợp lý và hiệu quả. Vấn đề sản xuất nông nghiệp vào mùa khô là rất khó khăn 
nhưng nếu vận hành tốt hệ thống cống ngăn mặn trữ nước ngọt và ngăn không cho nước 
376 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
mặn xâm nhập thì sẽ làm giảm thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp và tăng số vụ mùa trong 
sản xuất. Do vậy, trong tương lai, các cơ quan quản lí cần kết hợp với các nhà khoa học 
để có những dự án quy hoạch sao cho phù hợp cho từng vùng để phát triển kinh tế góp 
phần nâng cao đời sống người dân. 
6. KẾT LUẬN 
Chúng tôi đã nghiên cứu mô phỏng mô hình xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ 
thống sông và cống ngăn mặn tại khu vực ĐBSCL trong bối cảnh vùng ĐBSCL chịu tác 
động mạnh của xâm nhập mặn trong biến đổi khí hậu. Hướng xâm nhập mặn được xác 
định theo tuyến hệ thống sông có gắn với hệ thống cống ngăn mặn. Trên cơ sở kết quả 
mô phỏng, nghiên cứu cũng đã tiến hành xây dựng hệ thống sông và hệ thống cống ngăn 
mặn trên khu vực nghiên cứu. Kết quả mô phỏng là bản đồ xâm nhập mặn gắn với sự ảnh 
hưởng của hệ thống sông và hệ thống cống theo thời gian và thống kê mức xâm nhập mặn 
ảnh hưởng của hệ thống sông và hệ thống cống theo thời gian cho các đơn vị hành chính 
(huyện, tỉnh) trên địa bàn một tỉnh được chọn thí điểm (tỉnh Bạc Liêu) của khu vực 
ĐBSCL. Bài báo cũng đã mô tả chi tiết xâm nhập mặn ảnh hưởng của hệ thống sông và 
hệ thống cống với dữ liệu trong quá khứ và đưa ra kịch bản dự kiến cho tương lai. Trong 
thời gian tới, chúng tôi sẽ mở rộng nghiên cứu này để mô phỏng xâm nhập mặn cho cả 
khu vực ĐBSCL, gắn với vấn đề tác động của thời tiết và biến đổi khí hậu. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
David, J. L. (2015). Coping with climate change: The role of spatial decision support 
tools in facilitating community adaptation. Environmental Modelling & Software, 
68(5), 98-109. 
Donna, K., & Michelle, C. (2013). Visualizing complexity and uncertainty about climate 
change and sea level rise. Communication Design Quarterly Review, 1(3), 46-53. 
Hoàng, N. H., Dương, V. H., Nguyễn, H. T., & Huỳnh, X. H. (2014). Mô phỏng xâm nhập 
mặn trên hệ thống sông tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Bài báo được trình 
bày tại Hội nghị FAIR’2014, Việt Nam. 
Hoang, N. H., Huynh, X. H., & Nguyen, H. T. (2012). Simulation of salinity intrusion in 
the context of the Mekong delta region (Vietnam). Paper presented at The 
Research, Innovation, and Vision for the Future (RIVF), Vietnam. 
Hoàng, N. H., Triệu, Y. Y., Phan, V. S., & Huỳnh, X. H. (2014). Mô phỏng hiện trạng 
ngập địa hình do nước biển dâng tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Bài báo 
Hoàng Ngọc Hiển, Ngô Đức Lưu và Huỳnh Xuân Hiệp 377 
được trình bày tại Hội nghị GIS’2014, Việt Nam. 
IPCC WGII AR5. (2014). Climate change 2014: Impacts, adaptation, and vulnerability. 
Retrieved from  
Jason, R., & Merrick, W. (2013). Aggregation of forecasts from multiple simulation 
models. Paper presented at The 2013 Winter Simulation Conference, USA. 
Lê, Q. C., Lê, V. T., & Nguyễn, H. A. (2012). Ứng dụng GIS xây dựng bản đồ bị tổn 
thương do nước biển dâng gây ra đối với diện tích đất trồng lúa ở dải ven biển 
tỉnh Phú Yên. Tạp chí Khoa học Đại học Huế, 74(5), 17-24. 
Nguyễn, V. T., Nguyễn, T. H., Trần, T., Phạm, T. T. H., Nguyễn, T. L., & Vũ, V. T. 
(2010). Biến đổi khí hậu và tác động ở Việt Nam. Hà Nội, Việt Nam: NXB Khoa 
học và Kỹ thuật. 
Phạm, K. N. (2012). Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam. Hà Nội, 
Việt Nam: NXB Tài nguyên Môi trường và Bản đồ Việt Nam. 
Phạm, T. T., & Nguyễn, T. H. (2012). Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu - Nước biển dâng 
đến tình hình xâm nhập mặn dải ven biển Đồng bằng Bắc Bộ. Tạp chí Khoa học 
Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 12(37), 34-39. 
Pelling, H. E., Mattias, J. A., & Ward, S. L. (2013). Modelling tides and sea-level rise: 
To flood or not to flood. Ocean Modelling, 63(7), 21-29. 
Reza, A., Agnieszka, I. O., Michael, H., & Roger, A. F. (2014). Sea level rise in the 
Severn Estuary and Bristol channel and impacts of a Severn Barrage. Journal 
Computers & Geosciences, 66, 94-105. 
Taillandier, P. & Drogoul, A. (2010). From GIS data to GIS agents, modeling with the 
Gama simulation platform. Retrieved from https://www.irit.fr/TFGSIM/DOCS/ 
PatrickTaillandier_GAMASimulationPlatform.pdf 
Trần, Đ. H. (2008). Nghiên cứu công nghệ để thiết kế xây dựng các công trình ngăn sông 
lớn vùng triều. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 8(7), 21-28. 
Trần, T. X., Trần, T., & Hoàng, M. T. (2011). Tác động của biến đổi khí hậu đến tài 
nguyên nước ở Việt Nam. Hà Nội, Việt Nam: NXB Khoa học Công nghệ. 
Xia, J. Q., Falconer, R. A., Lin, B., & Tan, G. (2011). Estimation of future coastal flood 
risk in the Severn Estuary due to a barrage. Journal Flood Risk Manage, 4(3), 
247-259. 
378 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT [CHUYÊN SAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ] 
SIMULATION OF THE EFFECTS OF RIVERS AND 
SLUICES ON THE PROCESS OF SALTWATER INTRUSION IN 
THE MEKONG RIVER DELTA 
Hoang Ngoc Hiena*, Ngo Duc Luua, Huynh Xuan Hiepb 
aThe Faculty of Information Technology, Baclieu University, Baclieu, Vietnam 
bThe Faculty of Information Technology & Communications, Cantho University, Cantho, Vietnam 
*Corresponding author: Email: hnhien@blu.edu.vn 
Article history 
Received: January 05th, 2017 | Received in revised form: May 05th, 2017 
Accepted: July 07th, 2017 
Abstract 
In this paper, facing the reality of saltwater intrusion developments in the river and sluice 
system in the Mekong Delta region today, we propose new approaches by building models 
and modeling saltwater intrusion, based on the multi-agent technique and the simulation of 
Gama. Simulation of the effects of rivers and sluices on saltwater intrusion in the Mekong 
Delta region was tested on the basis of previous data and a proposed model was made. The 
simulation results were maps of saltwater intrusion associated with the river and sluice 
systems over time and statistics on the saltwater intrusion for administrative units. The results 
on degree of influence of saltwater intrusion were also evaluated compared to the reality for 
solutions to reduce losses due to saltwater intrusion and climate change. 
Keywords: Gama; Maps salinisation; Multi-agent; Statistical level the saltwater intrusion; 
Simulation.