(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng mô hình MIKE SHE để đánh giá cân bằng nước tự nhiên trên Lưu vực sông La

f

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

PHẠM QUANG KHÁNH
TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE SHE
ĐỂ ĐÁNH GIÁ CÂN BẰNG NƢỚC TỰ NHIÊN
CHO LƢU VỰC SÔNG LA
Chuyên ngành: Thủy văn học

LUẬN VĂN THẠC SĨ THỦY VĂN HỌC

HÀ NỘI - 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

PHẠM QUANG KHÁNH
TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE SHE
ĐỂ ĐÁNH GIÁ CÂN BẰNG NƢỚC TỰ NHIÊN
CHO LƢU VỰC SÔNG LA
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 8440224

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: PGS.TS. HOÀNG ANH HUY

HÀ NỘI – 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn
của PGS.TS. Hoàng Anh Huy với đề tài nghiên cứu: “Ứng dụng mô hình
MIKE SHE để đánh giá cân bằng nước tự nhiên trên Lưu vực sông La”.
Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với các đề tài luận văn nào
trước đây, Do đó đây không phải là bản sao chép của bất kỳ luận văn nào. Nội
dung của luận văn được thể hiện theo đúng quy định. Các số liệu, nguồn thông
tin trong luận văn là do tôi thu thập, trích dẫn và đánh giá. Việc tham khảo các
nguồn tài liệu tôi đã trích dẫn và ghi rất rõ nguồn tài liệu tham khảo theo đúng
quy định.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung tôi đã trình bày trong luận
văn này.
Hà Nội, ngày 07 tháng 05 năm 2019
Ngƣời viết cam đoan

Phạm Quang Khánh


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong cuộc sống không có thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ
trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của tổ chức, cá nhân,
người thân, bạn bè đồng nghiệp. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập,

nghiên cứu tại Trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp
đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin
gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên
và Môi trường Hà Nội đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt
vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập.
Đặc biệt, trong thời gian làm Luận văn tốt nghiệp nếu không có những lời
hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô thì Luận văn của em rất khó có thể hoàn
thiện được. Để hoàn thành Luận văn này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
PGS.TS. Hoàng Anh Huy – Hiệu trưởng Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn tốt
nghiệp.
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và làm Luận văn tốt nghiệp còn nhiều
thiếu sót, em rất mong các Thầy, Cô rộng lòng cảm thông. Đồng thời do năng
lực nghiên cứu cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên Luận văn
không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp
của các Thầy, Cô để em hoàn thành tốt hơn Luận văn tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Học viên

Phạm Quang Khánh


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii
THÔNG TIN LUẬN VĂN ................................................................................ v
DANH SÁCH CÁC BẢNG..............................................................................vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH............................................................................. vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ x
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI THIỆU LƢU VỰC
SÔNG LA ........................................................................................................... 3
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ................................................................... 3
1.1.1 Trên thế giới ............................................................................................... 3
1.1.2 Trong nước ................................................................................................. 7
1.2 Giới thiệu lưu vực sông La ........................................................................... 8
1.2.1 Lưu vực sông Cả ........................................................................................ 8
1.2.2 Lưu vực sông La ...................................................................................... 10
1.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu .................................................................... 11
1.3.1 Điều kiện địa lý tự nhiên .......................................................................... 11
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH MIKE SHE VÀ YÊU CẦU
SỐ LIỆU SỬ DỤNG ....................................................................................... 24
2.1 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE SHE .......................................................... 24
2.1.2 Các quá trình cơ bản trong mô hình MIKE SHE ..................................... 24
2.1.3 Cơ sở lý thuyết các quá trình mô phỏng .................................................. 27
CHƢƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE SHE ĐÁNH GIÁ CÂN
BẰNG NƢỚC TỰ NHIÊN CHO LƢU VỰC SÔNG LA ............................ 41
3.1 Thiết lập chung ............................................................................................ 41
3.2 Thiết lập các dữ liệu đầu vào cho mô hình ................................................. 42


iv

3.3 Ứng dụng mô hình mike she mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy trên lưu
vực sông la......................................................................................................... 53
3.4 Đánh giá cân bằng nước cho lưu vực sông la ............................................. 57
3.5 Đánh giá sai số của mô hình ....................................................................... 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 81

v

THÔNG TIN LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Phạm Quang Khánh
Lớp: CH1T ; Khoá: 1
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Hoàng Anh Huy
Tên đề tài: Ứng dụng mô hình MIKE SHE để đánh giá cân bằng nước tự
nhiên trên Lưu vực sông La.
Tóm tắt:
Để giải quyết bài toán cân bằng nước lưu vực hiện nay có một số mô hình
sử dụng phổ biến ở Việt Nam và thế giới như: mô hình IQQM, MIKE BASIN,
WEAP, MIKE SHE… Trong đó, MIKE SHE là mô hình thuỷ văn phân bố do
Viện Thủy lực Đan Mạch nghiên cứu xây dựng.
Sông La là một nhánh lớn của sông Cả. Lưu vự sông La đóng vai trò quan
trọng đối với phát triển KTXH, an ninh - quốc phòng của tỉnh Hà Tĩnh. Tuy
nhiên, tài nguyên nước trên lưu vực phân bố không đều; mùa lũ chiếm trên
75% tổng lượng nước cả năm, thường xảy ra ngập lụt, lũ quét, sạt lở đất ; trong
khi đó mùa cạn chỉ chiếm khoảng 25% tổng lượng nước cả năm, thường xảy
ra hạn hán, thiếu nước.
Đã có một số công trình nghiên cứu của, Viện Qui hoạch thủy lợi, Viện
Khoa học KTTV BĐKH, Trường Đại học Thủy lợi, Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội về cân bằng
nước tự nhiên, cân bằng nước hệ thống các lưu vực sông trên phạm vi cả nước.
Tuy nhiên, với đề tài “Ứng dụng mô hình MIKE SHE để đánh giá cân bằng
nước tự nhiên trên Lưu vực sông La“, học viên muốn tìm hiểu và ứng dụng mô
hình MIKE SHE để tính toán cân bằng nước tự nhiên cho lưu vực sông La

vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Các thông số chính cho mô hình MIKE SHE ............................................. 38
Bảng 3.1 Phân loại đất trên lưu vực sông La theo thành phần cơ giới ....................... 47
Bảng 3.2. Lịch thời vụ trên lưu vực sông La .............................................................. 50
Bảng 3.3 Các chỉ số đánh giá kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình ....................... 56
Bảng 3.4 Các chỉ số đánh giá kết qu PGS.TS. Hoàng Anh Huy ả mô phỏng theo mùa57
Bảng 3.5. Thống kê các yếu tố cân bằng nước trên toàn lưu vực sông La ................. 65
Bảng 3.6 Thống kê các loại tổ hợp thổ nhưỡng – địa hình trên lưu vực sông La ....... 71
Bảng 3.7 Sai số thành phần trên lưu vực (đơn vị: mm) .............................................. 78
Bảng 3.8 So sánh sai số của số lần lặp giới hạn khác nhau tới kết quả mô hình ........ 78


vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hệ thống mạng lưới sông LVS Cả ...................................................... 9
Hình 1.2: Mạng lưới sông LVS La ................................................................... 11
Hình 1.3 Bản đồ mạng lưới thủy văn lưu vực sông La ..................................... 12
Hình 1.4. Sơ đồ tính toán cân bằng nước bằng mô hình MIKE SHE ............... 23
Hình 2.1. Sơ đồ ba chiều mô tả các quá trình thủy văn được mô phỏng bằng
MIKE SHE ........................................................................................................ 26
Hình 3.1 Sơ đồ tính toán và các mô đun được sử dụng trong nghiên cứu ........ 41
Hình 3.2 Sơ đồ phân phối mưa trên lưu vực theo phương pháp đa giác Thiessen .. 43
Hình 3.3 Địa hình và đường bao giới hạn lưu vực nghiên cứu ......................... 44
Hình 3.4 Sơ đồ mạng lưới sông được sử dụng trong mô hình .......................... 45
Hình 3.5 Bản đồ thổ nhưỡng lưu vực sông La .................................................. 46
Hình 3.6 Sơ đồ phân loại đất theo thành phần cơ giới – USDA ....................... 48
Hình 3.7 Bản đồ phân loại đất theo USDA cho lưu vực sông La ..................... 49

Hình 3.8. Bản đồ phân vùng sử dụng đất theo khả năng trữ nước tỉnh Hà Tĩnh51
Hình 3.9. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2009 trên lưu vực sông La ....... 52
Hình 3.10 Sơ đồ phân bố hệ số nhám Manning’s M trên bề mặt lưu vực ........ 52
Hình 3.11 Đường hiệu chỉnh quá trình lưu lượng tính toán và thực đo trạm
Sơn Diệm (01/01/2002 – 31/12/2004) ........................................................................54

Hình 3.12 Đường hiệu chỉnh quá trình lưu lượng tính toán và thực đo trạm trạm
Hòa Duyệt (01/01/2002 – 31/12/2004) ............................................................. 54
Hình 3.13 Đường kiểm định quá trình lưu lượng tính toán và thực đo trạm Sơn
Diệm và trạm Hòa Duyệt (01/01/2007 – 31/12/2008) ...................................... 55
Hình 3.14 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước qua các năm trên LVS La . 58
Hình 3.15 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước trung bình năm trên LVS La .... 59
Hình 3.16. Sơ đồ thể hiện tỷ lệ đóng góp trong cân bằng nước trên lưu vực
sông La .............................................................................................................. 59


viii

Hình 3.17 Sơ đồ phân chia các tiểu lưu vực trên sông La ................................ 60
Hình 3.18 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước qua các năm trên tiểu lưu
vực 1 .......................................................................................................... 61
Hình 3.19. Biểu đồ các thành phần cân bằng nước trung bình năm trên tiểu lưu
vực 1 .................................................................................................................. 61
Hình 3.20 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước qua các năm trên tiểu lưu
vực 2 .......................................................................................................... 62
Hình 3.21 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước trung bình năm trên tiểu lưu
vực 2 .................................................................................................................. 63
Hình 3.22 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước qua các năm trên tiểu lưu
vực 3 .......................................................................................................... 64
Hình 3.23 Biểu đồ các thành phần cân bằng nước trung bình năm trên tiểu lưu

vực 3 .................................................................................................................. 64
Hình 3.24 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ tại vị trí trạm Sơn Diệm .......... 66
Hình 3.25 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ tại vị trí trạm Hòa Duyệt ......... 66
Hình 3.26 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ tại vị trí trạm Hương Khê ....... 66
Hình 3.27 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ tại vị trí trạm Linh Cảm .......... 67
Hình 3.28 Sơ đồ phân bố ẩm tầng không bão hòa trong mùa khô tháng 06/2006
(a) và tháng 07/2007 (b) .................................................................................... 68
Hình 3.29 Sơ đồ phân bố ẩm tầng không bão hòa thời điểm trước và sau lũ năm
2002 (a - 17/09/2002; b - 27/09/2002) .............................................................. 69
Hình 3.30 Sơ đồ phân bố ẩm tầng không bão hòa thời điểm trước và sau lũ năm
2007 (a - 02/08/2007; b - 12/08/2007) .............................................................. 70
Hình 3.31 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp C-I .................. 72
Hình 3.32 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp C-II ................. 72
Hình 3.33 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp CL-I ................ 73
Hình 3.34 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp CL-II............... 73
Hình 3.35 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp CL-III ............. 74


ix

Hình 3.36 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp L-I................... 74
Hình 3.37 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp SCL-I.............. 75
Hình 3.38 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp SCL-II ............ 75
Hình 3.39. Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp SCL-III .......... 76
Hình 3.40 Sự thay đổi lượng ẩm trong tầng rễ ứng với tổ hợp L-I................... 76
Hình 3.41 Kết quả mô phỏng lưu lượng thử nghiệm chưa qua hiệu chỉnh trạm
Sơn Diệm và Hòa Duyệt (01/01/2000 – 31/12/2008) ...................................... 79


x

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Dịch nghĩa

Chữ viết tắt

1

AMC

Độ ẩm kỳ trước của lưu vực

2

AROOT

Độ sâu rễ

3

DEM - 30

Bản đồ độ cao số độ phân giải 30x30 m

4

E+max

Sai số mô phỏng vượt lớn nhất

5

E-max

Sai số mô phỏng hụt lớn nhất

6

ET

Bốc thoát hơi nước
Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc -

7

FAO

Food and Agriculture Organization of the United
Nations

8

GRDP

Tăng trưởng tổng sản phẩm trên địa bàn

9

KTTV

Khí tượng thủy văn

10

LAI

Chỉ số diện tích lá

11

LVS

Lưu vực sông

12

MAE

Sai số tuyệt đối trung bình

13

ME

Sai số trung bình

14

NN&PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

15

NTTS

Nuôi trổng thủy sản

16

PCG

Phương pháp liên hợp có điều kiện trước

17

RMSE

Sai số quân phương

18

SCS

19

TNMT

20

USDA

Cơ quan Bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ - Soil
Conservation Service
Tài nguyên môi trường
Cơ quan Nông nghiệp Hoa Kỳ - United States
Department of Agriculture


1

MỞ ĐẦU
Nước là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, cần thiết cho mọi hoạt động
sống. Cùng với sự phát triển nhanh chóng về kinh tế - xã hội, nhu cầu dùng nước
cũng ngày càng tăng trong khi nguồn nước đến có hạn, đòi hỏi chúng ta sử dụng
nguồn nước hợp lý và có hiệu quả. Trong quy hoạch và quản lý tài nguyên nước cho
lưu vực, vấn đề đánh giá, tính toán cân bằng nguồn nước là một trong những chủ đề
được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam quan tâm.
Trong những năm qua, các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên các lưu
vực sông ở nước ta diễn ra ngày càng mạnh mẽ; khiến cho nhu cầu sử dụng nước
ngày càng tăng. Trong khi nguồn tài nguyên nước nói chung, nước mặt nói riêng
ngày càng trở nên khan hiếm do tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và
nguy cơ ô nhiễm, suy thoái nguồn nước. Việc nghiên cứu tính toán cân bằng nước tự
nhiên và cân bằng nước hệ thống các lưu vực giúp các nhà kỹ thuật, các nhà quản lý
nắm được tiềm năng, diễn biến tài nguyên nước, từ đó xây dựng các qui hoạch phát
triển kinh tế - xã hội và quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
Để giải quyết bài toán cân bằng nước lưu vực hiện nay có một số mô hình sử

dụng phổ biến ở Việt Nam và thế giới như: mô hình IQQM, MIKE BASIN, WEAP,
MIKE SHE… Trong đó, MIKE SHE là mô hình thuỷ văn phân bố do Viện Thủy lực
Đan Mạch nghiên cứu xây dựng.
Sông La là một nhánh lớn của sông Cả. Lưu vự sông La đóng vai trò quan
trọng đối với phát triển KTXH, an ninh - quốc phòng của tỉnh Hà Tĩnh. Tuy nhiên,
tài nguyên nước trên lưu vực phân bố không đều; mùa lũ chiếm trên 75% tổng lượng
nước cả năm, thường xảy ra ngập lụt, lũ quét, sạt lở đất ; trong khi đó mùa cạn chỉ
chiếm khoảng 25% tổng lượng nước cả năm, thường xảy ra hạn hán, thiếu nước.
Đã có một số công trình nghiên cứu của, Viện Qui hoạch thủy lợi, Viện Khoa
học KTTV BĐKH, Trường Đại học Thủy lợi, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội về cân bằng nước tự nhiên, cân
bằng nước hệ thống các lưu vực sông trên phạm vi cả nước. Tuy nhiên, với đề tài
“Ứng dụng mô hình MIKE SHE để đánh giá cân bằng nước tự nhiên trên Lưu vực


2

sông La“, học viên muốn tìm hiểu và ứng dụng mô hình MIKE SHE để tính toán cân
bằng nước tự nhiên cho lưu vực sông La
Phạm vi nghiên cứu của luận văn giới hạn trên dòng chính của lưu vực Sông
La, cụ thể là toàn bộ lưu vực sông Ngàn Phố.
Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu đề ra, luận văn đã tiến hành thực hiện
các nội dung nghiên cứu sau:
1) Tổng quan nghiên cứu về mô phỏng dòng chảy mặt và điều kiện tự nhiên, tình
hình phát triển KTXH của vùng nghiên cứu.
2) Thiết lập mô hình MIKE SHE cho dòng chính lưu vực sông La và khai thác
khả năng áp dụng mô hình để mô phỏng dòng chảy lưu vực.
3) Tính toán cân bằng nước tự nhiên trên lưu vực sông La.
Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng chính mà luận văn sử dụng là:
1) Phương pháp thống kê để thu thập, tổng hợp, sử lý các số liệu tạo tệp đầu vào

cho mô hình MIKE SHE.
2) Phương pháp mô hình toán ứng dụng mô hình MIKE SHE để tính toán dòng
chảy mặt, sát mặt, ngầm từ mưa ; từ đó tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông La.
3) Kỹ thuật GIS thể hiện các bản đồ phục vụ phân tích số liệu đầu vào và đầu ra
mô hình MIKE SHE.
Bó cục luận văn gồm 3 chương cụ thể như sau:
Chương 1. Tổng quan nghiên cứu và giới thiệu lưu vực sông La: giới thiệu các
nghiên cứu về mô phỏng dòng chảy trong và ngoài nước; các phương pháp tính thấm
và giới thiệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển KTXH của vùng nghiên cứu;
Chương 2. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE SHE và yêu cầu số liệu sử dụng:
giới thiệu chung về mô hình MIKE SHE, các cơ sở lý thuyết toán học của mô hình và
các yêu cầu đầu vào của mô hình.
Chương 3. Ứng dụng mô hình MIKE SHE để đánh giá cân bằng nước tự nhiên
trên Lưu vực sông La


3

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI THIỆU
LƢU VỰC SÔNG LA
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Khi đánh giá nguồn nước của một khu vực, vùng lãnh thổ hay một quốc gia,
sông ngòi là đối tượng được chú ý nhiều nhất vì vị trí quan trọng của nó. Một vùng
đất không có hoặc có rất ít dòng chảy sông ngòi thường là vùng đất kém phát triển ở
tất cả các phương diện. Dòng chảy sông ngòi là yếu tố chính trong phương trình
cân bằng nước của một lưu vực sông vì nó bao hàm các đặc điểm của lượng mưa
rơi trên khu vực, khả năng tập trung, tích tụ và vận chuyển nước ở trên mặt, dưới
lòng đất và trao đổi với biển. Hệ thống sông phải bao gồm tất cả các sông, suối,
ao hồ, đầm lầy, đồng trũng và cửa ra của lưu vực. Dòng chảy của sông càng
phong phú về nguồn nước thì càng chứng tỏ sự phát triển về mặt tự nhiên và

nhân tạo ở nơi chúng chảy qua.
Hầu hết các con sông đều cong, uốn lượn, không cân đối về mặt cắt ngang ở
hai bên bờ và thay đổi bề rộng sông dọc theo chiều dòng chảy. Sự thay đổi hình thể
sông rạch và dòng chảy thường xảy ra liên tục trong suốt quá trình lịch sử tiến triển
của tự nhiên. Tiến trình thay đổi này thường diễn ra từ từ, rất chậm so với với thời
gian của đời người. Tuy nhiên, khi con người áp đặt các công trình trên hệ thống
sông thì sự thay đổi trực tiếp và gián tiếp dòng chảy và quá trình biến hình lòng dẫn,
do xói lở hay bồi lắng hoặc đổi dòng, sẽ xảy ra rất nhanh, có thể là tức thời hoặc chỉ
trong một thời gian ngắn. Trong khi đó, các thay đổi khác về chất lượng nước, đa
dạng sinh học, hình dạng dòng sông... cả về phía thượng lưu và hạ lưu có thể diễn ra
trong một thời gian dài hơn.
1.1.1 Trên thế giới
Từ những năm đầu của thập kỷ 60 thế kỷ 20 đã diễn ra sự phát triển sâu rộng
việc mô hình hóa dòng chảy sông ngòi. Vấn đề mô hình hóa dòng chảy được thảo
luận trên nhiều hội nghị Quốc tế, lượng mô hình hoá dòng chảy đã tăng lên không
ngừng. Các mô hình toán thuỷ văn đã được nhanh chóng ứng dụng trong công tác
quy hoạch và quản lý nguồn nước cũng như trong thiết kế công trình thuỷ lợi. Các
mô hình toán thuỷ văn không những giúp ta phân tích sâu hơn bản chất hiện tượng


4

thuỷ văn mà còn làm tăng tính hiệu quả và độ tin cậy trong quá trình quy hoạch, thiết
kế và quản lý hệ thống nguồn nước. Trong những năm gần đây các mô hình toán thuỷ
văn phát triển rất mạnh và đã được ứng dụng rộng rãi trong quy hoạch và thiết kế các
công trình thuỷ lợi.
Mô phỏng hệ thống là phương thức mô tả một hệ thống bằng một hệ thống
không thực do người nghiên cứu tạo ra. Trên hệ thống nhân tạo, các quá trình vật lý
của mô hình thực được mô tả gần đúng hoặc tương tự. Các quy luật vật lý của hệ
thống thực được suy ra từ những kết quả nghiên cứu trên hệ thống do người nghiên

cứu tạo ra. Có nhiều cách mô phỏng, bao gồm: mô hình vật lý, mô hình toán
v..v...Chẳng hạn quá trình tập trung nước trên lưu vực có thể mô tả bằng mô hình
tương tự điện. Các quy luật chuyển động nước trong lòng dẫn có thể mô tả bằng các
mô hình vật lý được xây dựng trong phòng thí nghiệm theo các tiêu chuẩn tương tự.
Khi nghiên cứu các hệ thống kỹ thuật và hệ nguồn nước người ta sử dụng mô phỏng
toán học. Mô phỏng toán học là sự biểu đạt các quy luật vật lý và quá trình hoạt động
của hệ thống bằng các biểu thức toán học bao gồm các hàm số, các công thức toán
học, các biểu thức logic, các bảng biểu và các biểu đồ.
Mô hình thông số phân bố thuộc nhóm mô hình tất định. Mô hình thông số
phân phối lại được chia làm 3 loại: mô hình sóng động học, mô hình sóng động lực
và mô hình sóng khuếch tán.
Khi sử dụng mô hình thông số phân bố thì dòng chảy được coi là hàm của cả
không gian và thời gian trên toàn hệ thống, tức là người ta xem xét diễn biến của các
quá trình dòng chảy tại các vị trí khác nhau trong không gian. Trên cơ sở phân tích
các hiện tượng vật lý tạo nên quá trình hình thành dòng chảy để xây dựng những quy
luật tương ứng, được biểu diễn dưới dạng các phương trình, các biểu thức toán học
dựa trên 3 quy luật chung nhất của vật lý là:
- Bảo toàn vật chất (phương trình liên tục hay phương trình cân bằng nước);
- Bảo toàn năng lượng (phương trình cân bằng động lực hay phương trình
chuyển động thể hiện nguyên lý Dalambera);
- Bảo toàn động lượng (phương trình động lượng).


5

Trong trường hợp tổng quát, những công thức được biểu diễn dưới dạng các
phương trình vi phân đạo hàm riêng thì đặc trưng địa hình - thủy địa mạo lòng sông
đóng vai trò các thông số phương trình (các hằng số, hoặc trong trường hợp chung sẽ
biến đổi theo thời gian), quá trình dòng chảy tại các nút vào hoặc nút ra của hệ thống
sông là điều kiện biên, còn trạng thái dòng chảy ban đầu gọi là những điều kiện ban

đầu. Hệ phương trình Saint -Venant được giải bằng phương pháp số là một điển hình
về cách tiếp cận này. Bởi vậy, mô hình thông số phân bố còn được gọi là mô hình vật
lý - toán hoặc còn gọi là mô hình thủy lực.
Các mô hình thông số phân bố có thể được dùng để diễn toán dòng chảy
trong hệ thống lòng dẫn, diễn toán dòng chảy chậm như nước tưới được cấp qua một
hệ thống kênh hay hệ thống sông. Quá trình dòng chảy trong cả hai ứng dụng trên
biến đổi trong một không gian 3 chiều. Chẳng hạn vận tốc trong một con sông thay
đổi theo chiều dọc, theo chiều ngang của sông và cũng thay đổi theo chiều sâu từ mặt
thoáng tới đáy sông. Tuy nhiên đối với nhiều mục đích tính toán thực tế, sự thay đổi
theo không gian của vận tốc theo chiều ngang của lòng dẫn và theo chiều sâu có thể
được bỏ qua để cho quá trình dòng chảy được xấp xỉ coi như biến đổi theo không
gian một chiều, dọc theo dòng chảy trong kênh sông hay theo chiều dòng chảy. Hệ
phương trình Saint -Venant mô tả dòng không ổn định một chiều trong lòng dẫn hở
có thể được áp dụng cho trường hợp này. Bằng việc sử dụng phương trình liên tục
dạng đầy đủ và loại trừ một số thành phần trong phương trình động lực ta sẽ có các
dạng mô hình thông số phân bố khác nhau. Các mô hình sóng động học, sóng khuếch
tán, sóng động lực là những ví dụ điển hình về mô hình diễn toán dòng không ổn
định phân bố, một chiều này.
Trên thế giới, công trình đầu tiên nghiên cứu về đặc trưng thấm của đất là của
nhà bác học Darcy vào năm 1856, ông đã đưa ra Định luật Darcy để tính lượng nước
thấm vào đất. Sau này có rất nhiều mô hình thấm nước của đất đã được phát triển dựa
vào việc đơn giản hóa quá trình vật lý và mô hình kinh nghiệm. Đáng chú ý là mô
hình thấm của Green – Ampt (1911), Horton (1933), Philip (1957), Smith (1972) và
Smith and Parlange (1978). Mô hình Green - Ampt được xây dựng dựa trên cơ sở của
định luật Darcy. Horton (1933) (Surendra Kumar Mishra and Vijay P.Singh, 2003)


6

lại dựa vào tốc độ thấm khởi đầu, ổn định xây dựng mô hình thấm. Philip (1957) lại

sử dụng tỉ lệ hút nước và tốc độ thấm nước ổn định rồi thiết lập mô hình thấm nước.
Smith (1972) thì xây dựng công thức tính tốc độ thấm và được cải tiến cùng với
Parlange (1978). Ngoài ra còn các mô hình thấm nước được các tác giả và tổ chức
khác xây dựng như Zhao (1981), HEC (1981), Simgh and Yu (1990), Mishra and
Singh (2002).
Những mô hình thấm và khả năng trữ nước đã đạt được những thành công khá
lớn và đã đặt tiền đề vững chắc cho các nghiên cứu các lĩnh vực khác nhau như khí
tượng, thủy văn, nông nghiệp, rừng,... Trong đó những công trình nghiên cứu về độ
ẩm đất phục vụ khí tượng thủy văn đã có từ rất sớm như nghiên cứu của T.C.Yeh,
R.T.Wetherald and S.Manabe (1983) về tác động của độ ẩm đất đến biến đổi khí
tượng thủy văn khu vực. Tác giả đã miêu tả hàng loạt các mô phỏng kinh nghiệm cho
3 khu vực vĩ độ khác nhau 30oN-60oN, 0-30oN, và 15oS-15oN để cho thấy sự biến
đổi của chu trình thủy văn trong nhưng khu vực này. Năm 1988, Thomas L,
Delwworth and Syukuro Manabe lại có nghiên cứu về ảnh hưởng của bốc hơi tiềm
năng đến biến đổi khí tượng và độ ẩm đất.
Năm 1994 Alan Robock, Vinnikov và Adam Schlosser sử dụng độ ẩm đất
trung độ và dữ liệu khí tượng quan trăc để mô phỏng độ ẩm đất với mô hình
Biosphere và Bucket. Sau đó G.Srinivasan, Alan Robock và nnk (2000) đã mô phỏng
độ ẩm đất dựa trên mô hình so sánh khí quyển (AMIP). Tác giả đã mô phỏng và so
sánh độ ẩm đất tính toán với độ ẩm đất thực tế của các khu vực trên thế giới.. Năm
2001, Zaitao Pan, Raymond .Wrritt và nnk đã mô phỏng và dự báo độ đẩm đất dựa
trên mô hình khí hậu khu vực.
Năm 2002 V.A. Bell, E.M. Blyth and R.J. Moore đã sử dụng độ ẩm đất để dự
báo thủy văn. Trong nghiên cứu dữ liệu độ ẩm đất được xác định từ mô hình khí
tượng và sau đó được đưa vào mô hình thủy văn để hiệu chỉnh kiểm định cho khu
vực lưu vực sông Thames. Kết quả độ ẩm đất phù hợp với mô hình tạo kết quả tính
toán tương đối chính xác cho mô hình thủy văn. Trên cơ sở nghiên cứu đó cho thấy
dóng chảy bề mặt khá nhạy cảm với các tính chất của đất thương lưu hay là độ ẩm
đất, cũng như các thông số trong mô hình mưa rào dòng chảy.

7

Nhiều công trình nghiên cứu khác về mô phỏng độ ẩm đất như Masimiliano
Zappa và Joachim Gurtz (2003) đã mô phỏng độ ẩm đất và bốc thoát hơi trong năm
1999 cho Riviera Campaign. Haibin Li, Alan Robock, Suxia Liu, Xingguo Mo và
Pedro Viterbo (2004) đã ước tính mô phỏng lại độ ẩm đất để cập nhật lại dữ liệu quan
trắc độ ẩm đất cho Trung Quốc. Sau đó Cheng Hsuan Lu và nhóm nghiên cứu (2005)
cũng được tính độ đẩm đất trong phân tích toàn cầu NCEP-NCAR và NCEP-DOE.
Lei Meng và Steven M.Quiring (2008) đã so sánh giữa mô hình độ ẩm đất sử dụng
mạng quan trắc phân tích khí hậu. Gần đây nhất là các công trình nghiên cứu của
V.Sipek và M.Tesar (2013) mô phỏng độ ẩm đất dựa trên tiếp cận hai mô hình khác
nhau. Youlong Xia, Justin Sheffield và nnk (2014) đã nghiên cứu ước tính mô phỏng
độ ẩm đất trong NLDAS -2
1.1.2 Trong nước
Thông thường khi nghiên cứu, đánh giá nguồn nước của một lưu vực sông bất
kì, các nhà thủy văn học đã chỉ ra rằng mưa và mặt đệm là 2 nhân tố chủ đạo, có tác
động trực tiếp đến nguồn nước. Tuy nhiên các nghiên cứu trước đây đối với lưu vực
sông Lam thì nhân tố mặt đệm được xem xét ở góc độ tổng hợp, đưa tất cả các yếu tố
của mặt đệm như đặc trưng lưu vực sông, điều kiện thảm phủ thực vật, sự phát triển
của kinh tế - xã hội... gộp chung vào 1 hệ số gọi là thông số tập chung. Điều này đã
phần nào hạn chế trong việc xem xét chi tiết đến quá trình hình thành, phát triển và
suy giảm dòng chảy. Và cũng chính vì vậy phần nào chưa đánh giá được chính xác
nguồn nước trên lưu vực. Những nghiên cứu trong nước có thể kể đến như:
Áp dụng công nghệ tin học xây dựng ngân hàng dữ liệu các đặc trưng hình
thái lưu vực sông do Hoàng Minh Tuyển làm chủ nhiệm đã sử dụng thành công công
nghệ tin học đối với bài toán xây dựng dữ liệu về các đặc trưng lưu vực sông. Tuy
nhiên, trong đề tài này các đặc trưng lưu vực vẫn mang tính thời điểm, chưa đánh giá
được sự thay đổi cũng như tác động của chúng đến phát triển nguồn nước;
Nghiên cứu xây dựng khung hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tài nguyên

nước lưu vực sông Cả năm 2007 đã xây dựng được bộ mô hình tính toán phục vụ
quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Cả; đưa ra khung hỗ trợ ra quyết định cho lưu
vực sông Cả; bộ phần mềm bao gồm ngân hàng dữ liệu liên kết với các mô hình toán,


8

mô đun phân tích trình diễn trên cơ sở GIS phục vụ cho việc quản lý tài nguyên nước
sông Cả, tập trung vào nguồn nước mặt về số lượng; các bản đồ cần thiết phục vụ cho
quản lý tài nguyên nước số hoá, được lưu trữ trong GIS. Các kết quả đạt được của đề
tài có được sự hỗ trợ của công nghệ GIS trong vấn đề lưu trữ và sử dụng. Tuy nhiên,
tài nguyên nước được quản lý chủ yếu là về lượng dòng chảy mặt với những số liệu
đo đạc thực tế, trong khi vấn đề cảnh báo xu thế thay đổi của dòng chảy mặt làm căn
cứ đưa ra các giải pháp phát triển bền vững thì chưa thực hiện được, và cũng như các
nghiên cứu trước đây, vấn đề tác động của đặc trưng lưu vực sông đến nguồn nước
cũng không được đề cập đến.
Nghiên cứu nhận dạng lũ lớn, phân vùng nguy cơ lũ lớn và xây dựng bản đồ
ngập lụt phục vụ cảnh báo lũ lớn lưu vực sông Lam do Trần Duy Kiều làm chủ
nhiệm đã hoàn thiện việc phân vùng nguy cơ lũ lớn và xây dựng bản đồ ngập lụt, kết
quả này cũng đã phần nào hỗ trợ đắc lực cho công tác dự báo và cảnh báo lũ.Tuy
nhiên, trong đề tài này vẫn chưa xem xét được sự thay đổi của một số hình thái lưu
vực đối với quá trình biến đổi của dòng chảy.
Nghiên cứu xây dựng thang mức độ rủi ro do thiên tai lũ, ngập lụt hạ lưu lưu
vực sông Cả do Trần Duy Kiều làm chủ nhiệm đã xây dựng được thang mức độ rủi
ro thiên tai do lũ, đã xây dựng bản đồ cảnh báo mức độ rủi ro thiên tai cho hạ lưu
sông Cả theo một số trận lũ lớn điển hình. Tuy nhiên, sản phẩm đạt được của đề tài
được xây dựng dựa trên bản đồ nền hiện trạng của một năm đại biểu, cũng chưa xem
xét đến sự thay đổi của đặc trưng lưu vực theo thời gian và không gian.
1.2 Giới thiệu lƣu vực sông La
1.2.1 Lưu vực sông Cả

Dòng chính sông Cả bắt nguồn từ vùng núi Mường Khút, Mường Lập, cao
(1.8002.000) m trên lãnh thổ nước Lào. Ở đây, sông Cả do 2 sông Nậm Nơn và
Nậm Mộ hợp thành. Sau đó, sông Cả chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam chảy
vào lãnh thổ Việt Nam tại Keng Du thuộc huyện Kỳ Sơn tỉnh Nghệ An, rồi chảy qua
các huyện Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng
Nguyên, thành phố Vinh rồi đổ ra vịnh Bắc Bộ tại Cửa Hội. Dòng chính sông Cả dài
531 km, trong đó có 361 km trong lãnh thổ nước ta.
Lưu vực sông Cả có dạng thon dài với độ rộng trung bình khoảng 89 km, độ
cao trung bình 294 m, độ dốc trung bình 18,3% và mật độ lưới sông 0,60 km/km2.


9

Diện tích lưu vực 27.200 km2, trong đó 9.470 km2 ở Lào. Sông Cả có những nhánh
sông chính như: Nậm Mô (F=3.930 km2), Huổi Nguyên (F=800 km2), Khe Choang
(F=431 km2, sông Giăng (F=1.050 km2), Rào Cái (F=500 km2). Lưới sông phát triển
tương đối đều. Lưu vực sông Cả thuộc lãnh thổ nước ta, tính đến nay đã xây dựng
660 hồ chứa loại vừa và nhỏ, 341 đập dâng, 556 trạm bơm, 2 hệ thống thuỷ nông lớn.

Nậm Mộ là một nhánh lớn của sông Cả, có diện tích lưu vực là 3930 km2
chiếm 14,5% diện tích lưu vực sông Cả. Sông Nậm Mộ dài 160 km, độ dốc
trung bình lòng sông từ 0,33-0,35%. Sông Nậm Mộ nhập vào sông Cả tại Cửa
Rào, Tương Dương.
Nậm Nơn là nhánh của sông Cả chảy dọc theo biên giới theo hướng Tây Đông.
Đoạn từ biên giới Việt Lào đến Cửa Bào, sông khá thẳng, chảy theo hướng Tây Bắc Đông Nam là chủ yếu, độ dốc đáy sông khoảng 3‰. Lòng sông có nhiều thác ghềnh.
Tới gần Cửa Bào, thung lũng sông mở rộng, nhiều bồn địa.

Hình 1.1: Hệ thống mạng lƣới sông LVS Cả

10

Trung lưu sông Cả kể từ trên Con Cuông đến dưới Anh Sơn, thung lũng sông
mở rộng rõ rệt, độ dốc đáy khoảng 0,6‰ - 0,7‰. Phía dưới Con Cuông có sông Hiếu
là phụ lưu lớn nhất ở bờ trái đã bổ sung cho sông Cả. Hạ lưu sông Cả có thể kể từ Đô
Lương Tại đây sông Cả chảy trong vùng đồng bằng mài mòn bồi tụ xen kẽ và cuối
cùng là đồng bằng tam giác châu sông Cả.
1.2.2 Lưu vực sông La

Sông La là sông lớn nhất của Hà Tĩnh và là hợp lưu của sông Ngàn Phố
và Ngàn Sâu (Hình ). Diện tích lưu vực sông La là 3.210 km2,;chiều dài sông
135 km (tính từ đầu nguồn sông Ngàn sâu), chiều dài lưu vực 69 km, chiều rộng
bình quân lưu vực 46,6 km, độ cao bình quân 362 m, độ dốc bình quân 2,82%, hệ số
hình dáng lưu vực 0,68.
Sông Ngàn Phố: bắt nguồn từ dãy núi Bù Nu có độ cao đỉnh núi là 1.136 m
thuộc dãy Trường Sơn. Sông có diện tích lưu vực là 1.060 km2, chiều dài sông là 70
km, độ cao trung bình 331 m, độ dốc trung bình 25,2%. Mật độ sông suối 0,91
km/km². Tổng lượng nước 1,40 km³ tương ứng với lưu lượng trung bình 45,6 m³/s.
Sông Ngàn Phố chảy gần như theo hướng Tây-Đông tới ngã ba Tam Soa, giáp ranh
các xã Sơn Tân, Sơn Long (huyện Hương Sơn) với các xã Trường Sơn, Tùng Ảnh
(huyện Đức Thọ). Tại đây, hợp lưu với sông Ngàn Sâu từ các huyện Hương Khê, Vụ
Quang chảy từ phía Nam lên để tạo thành sông La, một phụ lưu của sông Lam.

Sông Ngàn Sâu: có diện tích tính tới chỗ hợp lưu là 2.060 km2, dài 100
km bắt nguồn từ dãy núi Giăng Màn trên đỉnh Trường Sơn có độ cao 1.047 m
chảy theo hướng Nam Bắc và tới Linh Cảm gặp sông Ngàn Phố tạo nên dòng
chính sông La đổ vào sông Cả tại Chợ Tràng. Sông chảy qua vùng có lượng
mưa năm lớn từ 2.200 - 2.400 mm, mô số dòng chảy năm đạt 64,1 l/s.km2.

11

Hình 1.2: Mạng lƣới sông LVS La
Thượng nguồn sông Ngàn Phố có mật độ lưới sông khá dày (0.91) với nhiều
khe suối, chiều dài chảy tràn ngắn vì thế dòng chảy tập trung rất nhanh và dễ sinh ra
lũ lớn. Các khe suối ở đây được hình thành chủ yếu do quá trình bào mòn của dòng
nước trên bề mặt, mặt cắt ngang suối có dạng chữ V với bờ dốc đứng, chiều rộng rất
hẹp và tương đối thẳng, độ dốc địa hình lớn, chiều dài ngắn, cường độ mưa lớn, dễ
phát sinh lũ đột ngột dẫn đến lũ quét.
1.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu
1.3.1 Điều kiện địa lý tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Hệ thống sông La là nhánh sông chính nằm ở phía hữu hạ du sông Cả do 2
nhánh sông chính là Ngàn Phố và Ngàn Sâu nhập lưu tại ngã ba Linh Cảm, từ Linh
Cảm đến Chợ Tràng được gọi là sông La. (Hình 1.3).


12

Hình 1.3 Bản đồ mạng lƣới thủy văn lƣu vực sông La
Trong lưu vực có các huyện Hương Sơn, Hương Khê, Vũ Quang, Đức Thọ,
Nghi Xuân, Thị xã Hồng Lĩnh, bắc Thạch Hà, bắc Lộc Hà.
b. Đặc điểm địa hình, địa mạo
LVS La gần như nằm hoàn toàn trong phạm vi của tỉnh Hà Tĩnh nên mang đực
trưng về địa hình và địa mạo của tỉnh Hà Tĩnh. Nằm ở phía Đông dãy Trường Sơn,
khu vực có địa hình hẹp và dốc, nghiêng dần từ Tây sang Đông. Địa hình bị chia cắt
bởi nhiều sông suối, có 137 km bờ biển, nhiều sông, cửa lạch và các bãi biển đẹp.
Địa hình đồi núi chiếm 80% diện tích tự nhiên, đồng bằng có diện tích nhỏ, bị chia
cắt bởi các dãy núi, sông suối, có 4 dạng địa hình sau:
- Vùng núi cao: Địa hình vùng núi cao thuộc phía Đông của dãy Trường Sơn

bao gồm các xã phía Tây của các huyện Hương Sơn, Hương Khê, Kỳ Anh. Địa hình
dốc bị chia cắt mạnh, hình thành các thung lũng nhỏ hẹp chạy dọc theo các triền sông
lớn của hệ thống sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu, Rào Trổ.
- Vùng trung du và bán sơn địa: Đây là vùng chuyển tiếp từ vùng núi cao
xuống vùng đồng bằng. Vùng này chạy dọc phía Tây Nam đường Hồ Chí Minh bao
gồm các xã vùng thấp của huyện Hương Sơn, các xã thượng Đức Thọ, thượng Can


13

Lộc ven Trà Sơn, của các huyện Thạch Hà, Cẩm Xuyên, Kỳ Anh. Địa hình có dạng
xen lẫn giữa các đồi trung bình và thấp với đất ruộng.
- Vùng đồng bằng: Là vùng chạy dọc giữa đường Hồ Chí Minh và Quốc lộ 1A
theo chân núi Trà Sơn và vùng ven biển bao gồm các xã vùng giữa của huyện Đức Thọ,
Can Lộc, thị xã Hồng Lĩnh, Thạch Hà, thành phố Hà Tĩnh, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh.
- Vùng ven biển nằm ở phía đông đường quốc lộ 1A chạy dọc theo bờ biển
gồm các xã của huyện Nghi Xuân, Can Lộc, Thạch Hà, Cẩm Xuyên, Kỳ Anh. Địa
hình được tạo bởi những đụn cát, các vùng trũng được lấp đầy trầm tích đầm phá hay
phù sa được hình thành do các dãy đụn cát chạy dài ngăn cách bãi biển. Ngoài ra
trong vùng còn xuất hiện các dãy đồi núi sót chạy dọc ven biển do kiến tạo của dãy
Trường Sơn Bắc.
c. Đặc điểm thổ nhưỡng
Theo số liệu kiểm kê đất đai và hiện trạng sử dụng đất năm 2015, tổng diện
tích tự nhiên của tỉnh Hà Tĩnh là 599.717,66 ha, chiếm 1,8% tổng diện tích cả nước,
trong đó đất nông nghiệp 477.000,55 ha, đất phi nông nghiệp 84.051,93 ha, đất chưa
sử dụng 38.665,18 ha. Do đặc điểm cấu trúc địa chất, địa hình và khí hậu, tài nguyên
đất tỉnh Hà Tĩnh có 9 nhóm đất với đặc điểm phát sinh và sử dụng khá đa dạng.
Trong đó, nhóm đất đỏ vàng là nhóm phổ biến và chiếm ưu thế nhất với tỷ lệ 51,6%
so với tổng diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh.
* Nhóm đất cát

Nhóm đất cát có diện tích chiếm khoảng 6,3% diện tích toàn tỉnh, trong đó chủ
yếu là đất cát biển, còn lại là đất cồn cát. Loại đất này thường được sử dụng để trồng
đậu, lạc, khoai, rừng phòng hộ…
* Nhóm đất mặn
Nhóm đất này chiếm khoảng 0,7 % diện tích toàn tỉnh, phân bố rải rác ven
theo các cửa sông của các huyện Nghi Xuân, Lộc Hà, Thạch Hà, Cẩm Xuyên, Kỳ
Anh. Đất bị nhiễm mặn do ảnh hưởng của nước biển xâm nhập và tích luỹ trong đất,
do mặn tràn, hoặc ngầm theo mạch ngang trong đất.
* Nhóm đất phèn mặn