Ứng dụng mô hình SWAT khảo sát biến đổi dòng chảy do biến đổi khí hậu và sử dụng đất cho lưu vực sông thạch hãn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

NGUYỄN QUANG BẢO

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWAT KHẢO SÁT BIẾN ĐỔI
DỊNG CHẢY DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỬ DỤNG ĐẤT
CHO LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

NGUYỄN QUANG BẢO

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWAT KHẢO SÁT BIẾN ĐỔI
DỊNG CHẢY DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỬ DỤNG ĐẤT
CHO LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN

Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số:

60440224

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THANH SƠN

Hà Nội - 2013


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ...................................................................................... 1
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... 3
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 5
CHƯƠNG 1 .................................................................................................. 8
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN....................... 8
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN .........................................................................8
1.1.1. Vị trí địa lý .......................................................................................................8
1.1.2. Địa hình, địa mạo .............................................................................................8
1.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng ........................................................................................9
1.1.4. Thảm thực vật ................................................................................................ 10
1.1.5 Khí hậu ........................................................................................................... 11
1.1.6. Thủy văn ........................................................................................................ 15
1.2. HIỆN TRẠNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ ........................ 19
1.2.1. Hiện trạng phát triển kinh tế ........................................................................... 19
1.2.1.1. Những hạn chế trong phát triển kinh tế xã hội .......................................... 19
1.2.1.2. Những thuận lợi trong phát triển kinh tế xã hội ........................................ 19
1.2.2. Chiến lược phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Trị ........................................ 20
1.2.2.1. Tình hình phát triển dân số, nguồn nhân lực ............................................. 21
1.2.2.2. Xu thế phát triển kinh tế - xã hội .............................................................. 21
1.2.2.3. Quy hoạch sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu cây trồng tới năm 2010 ...... 23
1.3. CÁC HIỆN TƯỢNG THỜI TIẾT CỰC ĐOAN .................................................... 24
1.3.1. Tình trạng hạn hán ......................................................................................... 24

1.3.2. Tình trạng úng lụt ........................................................................................... 25
1.3.3. Tình trạng lũ quét ........................................................................................... 25

CHƯƠNG 2 ................................................................................................ 26
MƠ HÌNH SWAT ...................................................................................... 26
2.1 TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH MƯA – DỊNG CHẢY LƯU VỰC ......................... 26
2.1.1 Cấu trúc của mơ hình mưa - dịng chảy lưu vực ............................................... 26


2.1.2. Giới thiệu một số mơ hình mưa – dịng chảy lưu vực ...................................... 28
2.1.2.1. MIKE – SHE ........................................................................................... 28
2.1.2.2. HEC-HMS .............................................................................................. 29
2.1.2.3. NASIM ................................................................................................... 29
2.1.2.4. SAC – SMA (Sacramento)....................................................................... 30
2.1.2.5. HBV........................................................................................................ 31
2.1.2.6. Mơ hình NAM ......................................................................................... 31
2.1.2.7. Mơ hình SCS ........................................................................................... 32
2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN MƠ HÌNH SWAT ............................ 33
2.2.1 Lịch sử phát triển ............................................................................................ 33
2.2.2 Tổng quan mơ hình SWAT ............................................................................. 35
2.2.3. Các ứng dụng mơ hình SWAT trong nước và thế giới ..................................... 36
2.2.3.1. Thế giới ................................................................................................... 36
2.2.3.2. Việt Nam................................................................................................. 37
2.3 CẤU TRÚC MƠ HÌNH SWAT ............................................................................. 37
2.3.1. Mơ hình lưu vực ............................................................................................. 37
2.3.2. Mơ hình diễn tốn .......................................................................................... 38
2.4 PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH SWAT ...................................... 39
2.4.1. Dịng chảy mặt ............................................................................................... 39
2.4.1.1. Phương pháp chỉ số đường cong SCS ...................................................... 39
2.4.1.2. Phương pháp thấm Green và Ampt .......................................................... 40

2.4.1.3. Hệ số lưu lượng đỉnh lũ ........................................................................... 41
2.4.1.4. Hệ số trễ dòng chảy mặt .......................................................................... 41
2.4.1.5. Tổn thất dọc đường.................................................................................. 42
2.4.2. Bốc thốt hơi .................................................................................................. 42
2.4.2.1. Vịm cây .................................................................................................. 42
2.4.2.2. Bốc thoát hơi tiềm năng ........................................................................... 43
2.4.2.3. Bốc thoát hơi thực tế................................................................................ 43
2.4.3. Chuyển động của nước trong đất .................................................................... 45
2.4.4. Nước ngầm .................................................................................................... 45
2.4.4.1. Tầng ngậm nước nông ............................................................................. 46
2.4.4.2. Tầng ngậm nước sâu ................................................................................ 46


2.4.5. Diễn tốn dịng chảy trong sơng ..................................................................... 46
2.4.6. Diễn tốn trong hồ chứa ................................................................................. 47
2.5. THƠNG SỐ MƠ HÌNH ........................................................................................ 47
2.5.1. Thơng số tính tốn dịng chảy trực tiếp ........................................................... 47
2.5.2. Thơng số tính tốn lưu lượng đỉnh lũ .............................................................. 48
2.5.3. Thơng số tính hệ số trễ dịng chảy mặt ............................................................ 48
2.5.4. Thơng số tính tốn tổn thất dọc đường ............................................................ 48
2.5.5. Thơng số tính tốn tổn thất bốc hơi ................................................................. 48
2.5.6. Thơng số tính tốn dịng chảy ngầm ............................................................... 48
2.5.7. Thơng số diễn tốn dịng chảy trong kênh chính ............................................. 48
2.6 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MƠ HÌNH ........................................................................ 48

CHƯƠNG 3 ................................................................................................ 50
KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ SỬ DỤNG ĐẤT .......................... 50
3.1 KHÁI NIỆM KỊCH BẢN ...................................................................................... 50
3.2 KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ......................................................................... 51
3.2.1 Sơ lược tình hình biến đổi khí hậu hiện nay ..................................................... 51

3.2.2. Dao động các đặc trưng khí hậu của Quảng Trị trong 3 thập kỷ qua. ............... 52
3.2.3. Các kịch bản biến đổi khí hậu ......................................................................... 53
3.3 KỊCH BẢN SỬ DỤNG ĐẤT ................................................................................. 55
3.3.1. Kịch bản 1...................................................................................................... 55
3.3.2. Kịch bản 2...................................................................................................... 56
3.3.3. Kịch bản 3...................................................................................................... 56
3.4 LỰA CHỌN KỊCH BẢN PHÙ HỢP VỚI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................... 57
3.4.1 Lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu ................................................................. 57
3.4.2 Lựa chọn kịch bản sử dụng đất ........................................................................ 58
3.4.3. Lựa chọn kết hợp kịch bản biến đổi khí hậu và kịch bản sử dụng đất .............. 58

CHƯƠNG 4 ................................................................................................ 59
ÁP DỤNG MƠ HÌNH SWAT TÍNH TỐN ĐỐI VỚI CÁC KỊCH BẢN
ĐÃ LỰA CHỌN ......................................................................................... 59
4.1 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWAT TÍNH TỐN DỊNG CHẢY LƯU VỰC SƠNG
THẠCH HÃN .......................................................................................................................... 59


4.1.1 Số liệu đầu vào................................................................................................ 59
4.1.2 Áp dụng mơ hình để tính tốn dịng chảy cho lưu vực sơng Thạch Hãn ............ 59
4.1.3 Kết quả hiệu chỉnh bộ thông số của mơ hình .................................................... 61
4.1.4 Kết quả kiểm định mơ hình ............................................................................. 64
4.1.5 Nhận xét chung ............................................................................................... 65
4.2 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỐI VỚI DỊNG CHẢY .... 65
4.2.1 Kịch bản B2: ................................................................................................... 65
4.2.2 Kịch bản A2 .................................................................................................... 67
4.3 NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA LỚP PHỦ THỰC VẬT TỚI DÒNG CHẢY
TRÊN LƯU VỰC .................................................................................................................... 69
4.3.1 Kịch bản 1: ..................................................................................................... 69
4.3.2 Kịch bản 2....................................................................................................... 70

4.3.3 Kịch bản 3....................................................................................................... 71
4.4. NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG TỔNG HỢP CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ LỚP
PHỦ THỰC VẬT TỚI DỊNG CHẢY ..................................................................................... 72

KẾT LUẬN ................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 78


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Bản đồ lưu vực sơng Thạch Hãn .............................................................. 8
Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sơng suối và lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực
sơng Thạch Hãn ..................................................................................................... 15
Hình 2.1. Cấu trúc chung của mơ hình thủy văn .................................................... 27
Hình 2.2. Sơ đồ lịch sử phát triển của mơ hình SWAT .......................................... 33
Hình 2.3. Sự khác nhau giữa phân phối độ ẩm theo chiều sâu mơ phỏng theo
phương trình Green và Ampt và trong thực tế ........................................................ 40
Hình 3.1. Diễn biến chuẩn sai nhiệt độ trung bình tồn cầu (IPCC, 2007) .............. 51
Hình 3.2. Diễn biến lượng mưa năm ở các vùng trên thế giới (IPCC, 2007) .......... 52
Hình 3.3. Xu thế biến đổi nhiệt độ của Quảng Trị trong 3 thập kỷ qua theo số liệu
của trạm Đơng Hà ................................................................................................. 53
Hình 3.4. Dao động tổng lượng mưa năm theo số liệu trạm Gia Vòng trong 3 thập
niên qua ................................................................................................................. 53
Hình 3.5. Thay đổi diện tích sử dụng đất của kịch bản 1 so với bản đồ năm 2000 .. 56
Hình 4.1. Lưu vực sơng Thạch Hãn được chia thành 04 lưu vực cơ sở .................. 60
Hình 4.2. Tiến hành chồng ghép bản đồ sử dụng đất năm 2000 và bản đồ thảm phủ
thực vật năm 2000 của tỉnh Quảng Trị ................................................................... 61
Hình 4.3. Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo tại trạm thuỷ văn Gia
Vịng (NASH = 0,713) .......................................................................................... 63
Hình 4.4. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng tính tốn và thực đo tại trạm Gia

Vịng (NASH = 0,713) .......................................................................................... 63
Hình 4.5. Đường q trình lưu lượng tính tốn và thực đo tại trạm thuỷ văn Gia
Vòng (NASH = 0,73) ............................................................................................ 64
Hình 4.5a. Quan hệ tương quan giữa lưu lượng tính tốn và thực đo tại trạm Gia
Vịng (NASH = 0,73) ............................................................................................ 64
Hình 4.6. Thay đổi % dịng chảy tháng của thời đoạn 2020-2100 so với thời đoạn
nền 1980-1999 theo kịch bản B2 ........................................................................... 66

1


Hình 4.7. Thay đổi dịng chảy trung bình tháng của thời đoạn 2020-2100 so với thời
đoạn nền 1980-1999 theo kịch bản B2 ................................................................... 66
Hình 4.8. Thay đổi dịng chảy năm của các kịch bản biến đổi khí hậu ................... 67
Hình 4.9. Thay đổi % dòng chảy tháng của thời đoạn 2020-2100 so với thời đoạn
nền 1980-1999 theo kịch bản A2 ........................................................................... 68
Hình 4.10. Thay đổi dịng chảy trung bình tháng của thời đoạn 2020-2100 so với
thời đoạn nền 1980-1999 theo kịch bản A2............................................................ 68
Hình 4.11. Diễn biến dịng chảy tháng tương ứng với kịch bản 1 ........................... 70
Hình 4.12. Diễn biến dòng chảy tháng tương ứng với kịch bản 2 ........................... 71
Hình 4.13. Diễn biến dịng chảy tháng tương ứng với kịch bản 3 ........................... 72
Hình 4.14. Thay đổi dịng chảy năm tương ứng với kết hợp điều kiện khí hậu khác
nhau và bản đồ sử dụng đất theo kịch bản 3 ........................................................... 73
Hình 4.15. Thay đổi dịng chảy tháng giữa kịch bản kết hợp biến đổi khí hậu-sử
dụng đất so với kịch bản chỉ biến đổi khí hậu ........................................................ 74
Hình 4.16. Biến đổi % dịng chảy tháng giữa kịch bản kết hợp biến đổi khí hậu A2 –
sử dụng đất 3 so với kịch bản chỉ biến đổi khí hậu A2 ........................................... 74

2

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Diễn biến tài nguyên rừng ở Quảng Trị và hiệu quả ............................... 11
Bảng 1.2. Chuẩn mưa năm và sai số quân phương tương đối tính chuẩn mưa năm
của các trạm trên lưu vực sông Thạch Hãn ............................................................ 11
Bảng 1.3. Các cực trị của lượng mưa năm trong thời kỳ quan trắc (1977 – 2004) .. 12
Bảng 1.4. Kết quả phân mùa mưa - khô trong tỉnh Quảng Trị ................................ 12
Bảng 1.5. Phân phối mưa năm theo tháng tại các trạm đo mưa trên lưu vực sông
Thạch Hãn ............................................................................................................. 13
Bảng 1.6. Nhiệt độ bình quân tháng tại trạm ĐôngHà ............................................ 13
Bảng 1.7. Độ ẩm tương đối trạm Đơng Hà (%) ...................................................... 13
Bảng 1.8. Bốc hơi bình qn tháng trạm Đông Hà ................................................. 14
Bảng 1.9. Số giờ nắng trạm Đơng Hà .................................................................... 14
Bảng 1.10. Đặc trưng hình thái sông trong vùng nghiên cứu .................................. 16
Bảng 1.11. Kết quả phân mùa dịng chảy lưu vực sơng Thạch Hãn ........................ 16
Bảng 1.12. Phân phối dòng chảy năm theo tháng lưu vực sông Thạch Hãn ............ 17
Bảng 1.13. Trữ lượng nước hồ, đập trên lưu vực sông Thạch Hãn ......................... 17
Bảng 1.14. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Thạch Hãn ....... 18
Bảng 1.15. Dân số trung bình phân theo giới tính và phân theo khu vực ................ 21
Bảng 1.16. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân qua các thời kỳ (%) ................... 22
Bảng 1.17. Cơ cấu quỹ đất đến 2010 tỉnh Quảng Trị ............................................. 23
Bảng 1.18. Quy hoạch sử dụng đất đến 2010 của tỉnh Quảng Trị ........................... 23
Bảng 2.1. Bảng kết quả đánh giá Mơ hình bằng chỉ tiêu Nash ............................... 49
Bảng 3.1. Các kịch bản sử dụng đất ....................................................................... 56
Bảng 3.2. Gia tăng nhiệt độ theo mùa tại Bắc Trung Bộ thời đoạn 2020-2100 so với
thời đoạn 1980-1999 tương ứng với các kịch bản phát thải (A2 và B2).................. 57
Bảng 3.3. Biến đổi % lượng mưa theo mùa tại Bắc Trung Bộ thời đoạn 2020-2100
so với thời đoạn 1980-1999 tương ứng với các kịch bản phát thải (A2 và B2) ....... 58

3


Bảng 4.1. Kết quả hiệu chỉnh bộ thông số cho lưu vực sông Thạch Hãn ................ 62
Bảng 4.1a. Số liệu thực đo dịng chảy trung bình tháng của trạm Gia Vòng giai đoạn
nền 1980 - 1999 ..................................................................................................... 65
Bảng 4.2. Thay đổi dòng chảy năm theo các kịch bản biến đổi khí hậu .................. 67
Bảng 4.3. Biến đổi dịng chảy tháng so với số liệu thực đo trong thời đoạn nền ..... 67
Bảng 4.4. Thay đổi dòng chảy mùa theo kịch bản 1 ............................................... 69
Bảng 4.5. Khoảng dao động của biến đổi dòng chảy mùa của kịch bản 1 ............... 70
Bảng 4.6. Thay đổi lưu lượng theo mùa ứng với sử dụng đất theo kịch bản 2 ........ 70
Bảng 4.7. Thay đổi lưu lượng theo mùa ứng với sử dụng đất theo kịch bản 3 ........ 71
Bảng 4.8. Tỉ lệ giảm dòng chảy trong tháng mùa lũ (%) ........................................ 71
Bảng 4.9. Thay đổi dòng chảy năm giữa kịch bản kết hợp biến đổi khí hậu -sử dụng
đất so với kịch bản chỉ biến đổi khí hậu ................................................................. 73

4


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sơng Thạch Hãn là con sông lớn nhất của tỉnh Quảng Trị, diện tích lưu vực
sơng Thạch Hãn là 2660 km2, chiếm tới 56% diện tích tỉnh Quảng Trị.
Nhìn chung, dịng chảy trên lưu vực sông Thạch Hãn chia thành 2 mùa rõ rệt:
- Mùa lũ mặc dù chỉ kéo dài 4 tháng (từ tháng VIII đến tháng XI hoặc từ
tháng IX đến tháng XII) nhưng mức độ tập trung dòng chảy trong mùa lũ khá lớn,
chiếm tới 62,5 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm. Đây là thời kỳ mưa lớn trong
năm và thời kỳ này có thể xảy ra lũ quét sườn dốc gây đất đá lở hay lũ ngập tràn ở
hạ du. Lũ này thường đi liền với bão gây thiệt hại lớn cho kinh tế xã hội, gây chết
người và hư hỏng các cơng trình, cơ sở hạ tầng. Tính chất lũ kéo dài từ 5 - 7 ngày,

đỉnh lũ cao, tổng lượng lớn. Với tình hình phát triển kinh tế hiện tại lũ này chỉ có
thể tránh và chủ động làm giảm mức thiệt hại do lũ gây ra.
- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII hoặc tháng I, kết thúc vào tháng VII hoặc
VIII, kéo dài tới 8 tháng nhưng tổng lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm khoảng
20 - 37,5% tổng lượng dòng chảy cả năm. Sự phân phối không đều đã gây ảnh
hưởng lớn cho sinh hoạt và sản xuất. Tình trạng đó càng trở nên khốc liệt vào các
năm và các tháng có gió Tây Nam (gió Lào) hoạt động mạnh.
Tuy nhiên, hiện nay, việc sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực sơng Thạch
Hãn cịn tồn tại một số vấn đề sau:
- Nguồn nước đang được khai thác và sử dụng cho những mục đích riêng rẽ,
gây lãng phí và kém hiệu quả. Việc phân bổ nguồn nước cũng chưa hợp lý, chưa
đáp ứng mục tiêu cho các hộ dùng nước.
- Dấu hiệu khan hiếm nước ngày càng cao (lượng nước suy giảm về mùa
kiệt, mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, ô nhiễm nước thải và chất thải tăng .v.v…).
- Tài nguyên đất đang được khai thác và sử dụng cho nhiều mục đích khác
nhau như phát triển cơng nghiệp, dịch vụ, thủy sản, chuyển đổi giống cây trồng và
vật nuôi .v.v… cũng gây tác động rất lớn đến nguồn nước.
Sự lặp lại của các sự kiện cực đoan ở ở tỉnh Quảng Trị nói chung và lưu vực
sơng Thạch Hãn nói riêng trong thời gian gần đây đã khiến mọi người quan tâm đến
tác động của biến đổi khí hậu khu vực, sử dụng đất và những thay đổi cảnh quan do
con người gây ra đối với các hiện tượng cực đoan đó. Để chỉ ra được sự tác động đó
như thế nào thì cần phải hiểu được sự biến đổi khí hậu, sử dụng đất và thảm phủ tác
động đến dòng chảy và các hiện tượng thủy văn theo năm và mùa như thế nào. Kiến
thức này là cần thiết cho việc quy hoạch sử dụng đất để bảo vệ nguồn nước và quản
5


lý hiệu quả lưu vực. Nó cũng rất quan trọng đối với môi trường sinh thái và hoạt
động kinh tế xã hội của lưu vực.
Ngoài ra, hiện nay, trên lưu vực sơng Thạch Hãn khơng có trạm quan trắc

lưu lượng thường xuyên, duy nhất chỉ có trạm Rào Quán đo đạc từ năm 1983 1985, nhằm mục đích phục vụ việc thiết kế và thi cơng cơng trình thủy điện Rào
Qn, vì vậy đã gây nhiều khó khăn cho cơng tác tính tốn lượng nước đến trên lưu
vực cũng như dự báo lũ, kiệt; khơng có khả năng khái qt được số liệu dịng chảy
theo khơng gian và thời gian, phục vụ các mục đích nghiên cứu cũng như quy hoạch
sử dụng nước của lưu vực. Trong khi đó, các trạm đo mưa trong phạm vi tỉnh
Quảng Trị lại tương đối nhiều và tiến hành đo tương đối đồng bộ và liên tục từ năm
1977 đến nay. Hầu hết các tính tốn và đánh giá tài ngun nước trên lưu vực đều
phải sử dụng các biện pháp khôi phục số liệu dịng chảy từ mưa.
Để khảo sát bài tốn biến đổi dịng chảy ở lưu vực sơng Thạch Hãn trong
điều kiện số liệu dịng chảy khơng đầy đủ, việc sử dụng các mơ hình diễn tốn mưa
– dịng chảy là cần thiết. Một số mơ hình mưa - dịng chảy được ứng dụng nhiều
như: SWAT, HEC-HMS, MIKE-SHE, SAC-SMA, NASIM, HBV v.v… Trong đó,
Mơ hình SWAT (Arnold và cộng sự, 2002) đã được chứng minh là một công cụ
hiệu quả để đánh giá tài nguyên nước và ô nhiễm với phạm vi lớn và các điều kiện
mơi trường trên tồn cầu. Đồng thời, mơ hình SWAT cịn được xây dựng để đánh
giá tác động của việc sử dụng đất, của xói mịn và việc sử dụng hố chất trong nơng
nghiệp trên một hệ thống lưu vực sông. Từ những ưu điểm đó, sau khi cân nhắc
nghiên cứu, luận văn đã lựa chọn sử dụng mơ hình SWAT để thực hiện mục tiêu
của đề tài.
Do vậy, “Ứng dụng mơ hình SWAT khảo sát biến đổi dịng chảy do biến
đổi khí hậu và sử dụng đất cho lưu vực sông Thạch Hãn” là một đề tài có tính
khoa học và thực tiễn, góp phần giải quyết những khó khăn trên và giúp cho các
nhà quản có thể quản lý tài nguyên nước và đưa ra được những quyết định chiến
lược phát triển kinh tế xã hội có hiệu quả hơn.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
 Nghiên cứu đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Trị nói
chung và của lưu vực sơng Thạch Hãn nói riêng để phục vụ cho bài toán
quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn.
 Chứng minh mức độ phù hợp của việc ứng dụng mơ hình SWAT cho lưu
vực sơng Thạch Hãn trong tính tốn dịng chảy.

 Khảo sát tác động của sử dụng đất và biến đổi khí hậu đối với dịng chảy của
lưu vực sơng Thạch Hãn.

6


3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
 Đối tượng: Dịng chảy của sơng Thạch Hãn dưới tác động của biến đổi khí
hậu và sử dụng đất.
 Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Thạch Hãn.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Ứng dụng mơ hình SWAT
5. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Luận văn gồm 4 chương chính cùng phần mở đầu, kết luận, phụ lục, tài liệu
tham khảo:
 Chương 1: Đặc điểm tự nhiên lưu vực sơng Thạch Hãn
 Chương 2: Mơ hình SWAT
 Chương 3: Kịch bản biến đổi khí hậu và sử dụng đất
 Chương 4: Ứng dụng mơ hình SWAT tính tốn cho các kịch bản lựa chọn
Luận văn được hồn thành tại Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học,
trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Trong quá trình thực
hiện, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy, các cơ trong khoa Khí tượng –
Thuỷ văn & Hải dương học về sự hỗ trợ chuyên môn và kỹ thuật. Đặc biệt, xin bày
tỏ sự cảm ơn chân thành nhất đến hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thanh
Sơn đã tận tình chỉ đạo và góp ý để tác giả hoàn thành luận văn này.

7


CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG THẠCH HÃN

1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
1.1.1. Vị trí địa lý
Lưu vực Sông Thạch Hãn nằm trong phạm vi từ 16 018 đến 16054’ vĩ độ Bắc
và từ 106036’ đến 107018’ kinh độ Đơng. Phía đơng giáp Biển Đơng, phía tây giáp
lưu vực sơng Sê Pơn phía nam giáp lưu vực sơng Ơ Lâu và tỉnh Thừa Thiên Huế,
phía bắc giáp lưu vực sơng Bến Hải.

Hình 1.1. Bản đồ lưu vực sông Thạch Hãn

Sông Thạch Hãn bắt nguồn từ dãy Trường Sơn, có chiều dài 150 km. Dịng
chính Thạch Hãn, đoạn thượng nguồn (sông Đakrông) chảy quanh dãy núi Da Ban,
khi về tới Ba Lịng, sơng chuyển hướng Đơng Bắc và đổ ra biển tại cửa Việt với
diện tích lưu vực 2660 km2 (hình 1.1). Đặc điểm các sơng của tỉnh Quảng Trị nói
chung và sơng Thạch Hãn nói riêng là: lịng sơng dốc, chiều rộng sơng hẹp, đáy
sơng cắt sâu vào địa hình, phần đồng bằng hạ du lịng sơng mở rộng, có chịu ảnh
hưởng của thuỷ triều. [10, 13, 18]
1.1.2. Địa hình, địa mạo
Lưu vực sơng Thạch Hãn có thể phân chia thành các vùng địa hình như sau:
vùng cát ven biển, vùng đồng bằng, vùng núi thấp và đồi, vùng núi cao. [11, 12]
8


- Vùng cát ven biển chạy dọc từ cửa Tùng đến bãi biển Mỹ Thuỷ theo dạng
cồn cát. Chiều rộng cồn cát nơi rộng nhất tới 3 - 4 km, dài đến 35 km. Dốc về 2
phía: đồng bằng và biển, cao độ bình quân của các cồn cát từ 4 đến 6m. Vùng cát có
lớp phủ thực vật nghèo nàn. Cát ở đây di chuyển theo các dạng cát chảy theo dịng
nước mưa, cát bay theo gió lốc, cát di chuyển theo dạng nhảy do mưa đào bới và gió
chuyển đi; dạng cồn cát này có nguy cơ di chuyển chiếm chỗ của đồng bằng.

- Vùng đồng bằng ở đây là các thung lũng sâu kẹp giữa các dải đồi thấp và
cồn cát hình thành trên các cấu trúc uốn nếp của dãy Trường Sơn, có nguồn gốc mài
mịn và bồi tụ. Ở đây có các vùng đồng bằng rộng lớn như:
+ Đồng bằng dọc sơng Cánh Hịm: là dải đồng bằng hẹp chạy từ phía Nam
cầu Hiền Lương tới bờ Bắc sông Thạch Hãn, thế dốc của dải đồng bằng này là từ 2
phía Tây và Đơng dồn vào sơng Cánh Hịm. Cao độ bình qn dạng địa hình này từ
+0,5  1,5m. Dạng địa hình này cũng đã được cải tạo để gieo trồng lúa nước.
+ Đồng bằng hạ du sông Vĩnh Phước và đồng bằng Cam Lộ: dạng địa hình
bằng phẳng, tập trung ở Triệu Ái, Triệu Thượng (Vĩnh Phước). Cao độ bình quân
dạng địa hình này từ 1,0  3,0m. Đây là cánh đồng rộng lớn của Triệu Phong và thị
xã Đơng Hà. Địa hình đồng bằng có cao độ bình qn từ 2,0  4,0m, dải đồng bằng
này hẹp chạy theo hướng Tây - Đơng, kẹp 2 bên là các dãy đồi thấp.
+ Ngồi ra, còn một số các thung lũng hẹp cũng đã được khai thác để trồng
lúa nước.
- Vùng núi thấp và đồi có dạng đồi bát úp liên tục. Độ dốc vùng núi bình
quân từ 15  180. Địa hình này rất thuận lợi cho việc phát triển cây trồng cạn, cây
công nghiệp và cây ăn quả; cao độ của dạng địa hình này là 200 – 1000 m, có nhiều
thung lũng lớn.
- Vùng núi cao xen kẽ các cụm đá vơi được hình thành do q trình tạo sơn
xảy ra vào đầu đại mêzôzôi tạo nên dãy Trường Sơn. Dạng này phân bố phía Tây,
giáp theo biên giới Việt - Lào theo hướng Tây Bắc – Đông Nam với bậc địa hình từ
1000 - 1700 m với bề mặt bị xâm thực và chia cắt mạnh. Địa hình này thích hợp cho
cây lâm nghiệp và rừng phòng hộ đầu nguồn.
1.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng
a. Địa chất
Trên lưu vực sông Thạch Hãn, nhìn chung địa tầng phát triển khơng liên tục,
các trầm tích từ Paleozoi hạ tới Kainozoi trong đó trầm tích Paleozoi chiếm chủ
yếu, gồm 9 phân vị địa tầng, cịn lại 6 phân vị thuộc Mzoi và Kainozoi. Các thành
tạo xâm nhập phân bố rải rác, song chủ yếu ở phần Tây Nam với diện tích gần 400
km2, thuộc các hệ Trà Bồng, Bến Giàng - Quế Sơn và các đá mạch không phân chia.

Phức hệ Trà Bồng nằm trên vùng Làng Xoa (Hướng Hoá) với lộ diện 120 km2, khối
có dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam nằm dọc đứt gẫy Đakrông - A
Lưới. Phức hệ Bến Giàng - Quế Sơn nằm dọc theo dải núi và vùng Vít Thu Lu gồm
các khối Tam Kỳ, Ta Băm và động Voi Mẹp. Địa chất trong vùng có những đứt gãy
chạy theo hướng từ đỉnh Trường Sơn ra biển tạo thành các rạch sơng chính cắt theo

9


phương Tây - Đông. Tầng đá gốc ở đây nằm sâu, tầng phủ dày. Phần thềm lục địa
được thành tạo từ trầm tích sơng biển và sự di đẩy của dịng biển tạo thành. [11, 12]
b. Thổ nhưỡng
Lưu vực sơng Thạch Hãn có thể được phân chia thành các vùng thổ nhưỡng:
vùng đồng bằng ven biển, vùng gò đồi, vùng đồi núi dãy Trường Sơn. [11, 12]
- Vùng đồng bằng ven biển phân bố dọc bờ biển, địa hình đụn cát có dạng
lượn sóng, độ dốc nghiêng ra biển. Dạng trầm tích biển được hình thành từ kỷ Q. IV.
Cát trắng chiếm ưu thế, tầng dưới cùng bước đầu có tích tụ sắt, chuyển sang màu
nâu hơi đỏ. Lớp vỏ phong hoá khá dày, thành phần cơ giới trên 97% là cát.
- Vùng gị đồi: hầu hết có dạng địa hình đồi thấp, một số dạng thung lũng
sơng thuộc địa phận huyện Gio Linh, Cam Lộ trên vỏ phong hoá Mazma. Nhiều nơi
hình thành đất trống, đồi trọc. Thực vật chủ yếu là cây dạng lùm bụi, cây có gai. Đất
đai ở những nơi khơng có cây bị rửa trơi khá mạnh. Đá xuất lộ lên bề mặt tạo nên
dòng chảy mạnh gây ra xói lở.
- Vùng đồi, núi dãy Trường Sơn bị chia cắt mạnh, thực vật nghèo.
+ Tiểu vùng đất bazan Khe Sanh, Hướng Phùng thuộc các xã Tân Hợp, Tân
Độ, Tân Liên, nông trường Khe Sanh, Hướng Phùng có dạng địa hình lượn sóng,
chia cắt yếu, đất đai phù hợp cho phát triển trồng cây công nghiệp dài ngày.

+ Tiểu vùng đất sa phiến thạch thuộc địa phận Lao Bảo, Lìa: nằm trong
vùng đứt gãy dọc đường 9, giáp khu vực Lao Bảo.

1.1.4. Thảm thực vật
Trong thời gian chiến tranh, tỉnh Quảng Trị nằm trong vùng chiến tranh, huỷ
diệt khốc liệt, lớp phủ thực vật thuộc loại bị tàn phá. Ngay khi đất nước thống nhất,
kế hoạch khôi phục lớp phủ thực vật với ý nghĩa phục hồi các hệ sinh thái tối ưu, trở
thành kế hoạch hành động cụ thể và tích cực. Đến 1990, nhiều diện tích rừng trồng
và rừng tự nhiên tái sinh do khoanh nuôi bảo vệ đã xuất hiện. Rừng trồng theo
chương trình hỗ trợ của PAM (Chương trình An tồn lương thực Thế giới) dọc các
quốc lộ hoặc tỉnh lộ phát triển nhanh. Từ các Chương trình Quốc gia 327, 264 và kế
hoạch trồng rừng, trồng cây nhân dân của cấp tỉnh, phát động và đầu tư, đã nâng cao
tỷ lệ che phủ rừng khá nhanh.
Đồng thời với các kế hoạch trồng rừng, trong giai đoạn từ 1995 đến 2000,
thực hiện hạn chế khai thác rừng tự nhiên, tăng cường khoanh nuôi phục hồi rừng tự
nhiên, độ che phủ rừng đã tăng bình quân 1%/năm (bảng 1.1). Đến năm 2005 độ
che phủ của rừng đạt 43,2%. Tỉnh Quảng Trị gần như vùng đất vành đai trắng trong
thời gian chiến tranh, chỉ hơn 25 sau chiến tranh, rừng che phủ đất đai tự nhiên đã
tăng từ 7,4% lên hơn 40%, và đó là một thành quả sinh thái quan trọng. [17]

10


Bảng 1.1. Diễn biến tài nguyên rừng ở Quảng Trị và hiệu quả
Năm

1990

1995

2000

Diễn biến rừng và hiệu quả

Địa bàn tỉnh Quảng Trị

Độ che phủ rừng (%)

23,2 %

Rừng trồng (ha)

11.250 ha

Hiệu quả

Phục hồi hệ sinh thái

Độ che phủ rừng (%)

26,4 %

Rừng trồng (ha)

29.300 ha

Hiệu quả

Chống cát di động. Phục hoá đất trồng chuyển canh tác
nông nghiệp

Độ che phủ rừng (%)

29,7 %

Rừng trồng (ha)

35.064 ha

Hiệu quả

Phòng hộ ven biển, đầu nguồn

Độ che phủ rừng (%)

43,2 %

Rừng sản xuất (ha)

65.947 ha

2005 Rừng phòng hộ (ha)

108.974 ha

Rừng đặc dụng (ha)

33.593 ha

Hiệu quả

Phòng hộ ven biển, đầu nguồn

1.1.5 Khí hậu
a. Mưa
Quảng Trị nói chung và lưu vực sơng Thạch Hãn nói riêng nằm trong vùng
mưa tương đối lớn của nước ta. Lượng mưa hàng năm tính trung bình trên phạm vi
tồn lưu vực đạt trên 2400 mm, lượng mưa năm phân bố không đều theo không
gian, phụ thuộc vào hướng sườn dốc và phù hợp với xu thế tăng dần của mưa theo
độ cao địa hình. Do địa hình có xu thế tăng dần từ đông sang tây và từ bắc xuống
nam nên lượng mưa năm cũng có xu thế tăng dần từ đơng sang tây và từ bắc xuống
nam. Nơi mưa ít nhất là những thung lũng khuất gió như Khe Sanh chuẩn mưa năm
2070,3 mm, Tà Rụt chuẩn mưa năm là 1936,7 mm. Nơi mưa nhiều là khu vực núi
cao thượng nguồn các sơng Rào Qn, Cam Lộ. Kết quả tính tốn chuẩn mưa năm
của một số trạm trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.2. [8, 11]
Bảng 1.2. Chuẩn mưa năm và sai số quân phương tương đối tính
chuẩn mưa năm của các trạm trên lưu vực sông Thạch Hãn
Độ dài
TKTTĐB
(năm)

Ktb

Chuẩn
Hệ số biến
Sai số quân
đổi mưa năm mưa năm phương tương
Cvx
đối (%)
Xo (mm)

TT

Tên trạm

Thời kỳ tính
tốn đại biểu

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

78-98

21

1,00

0,21

2271,5

4,58

1 Đơng Hà

11


2 Khe Sanh

78-04

27

0,99

0,23

2070,3

4,43

3 Thạch Hãn

78-04

27

0,99

0,24

2559,8

4,62

4 Cửa Việt

79-04

26

0,99

0,22

2237,1

4,26

Xét trên toàn chuỗi quan trắc (1977-2004), lượng mưa năm cực đại tại tất cả
các trạm rất lớn, đều đạt trên 3200 mm (nhỏ nhất tại Cửa Việt: 3372.4 mm và lớn
nhất tại Thạch Hãn: 4030,3 mm). Lượng mưa năm cực tiểu tại tất cả các trạm rất
nhỏ, dao động trong khoảng từ 1153,5 mm, tại Khe Sanh đến 1719,9 mm, tại Thạch
Hãn và xuất hiện không đồng thời tại các trạm. Cực trị của lượng mưa năm được
thống kê trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Các cực trị của lượng mưa năm trong thời kỳ quan trắc
(1977 – 2004)
Trạm
Xmax

Xmin

Đông Hà

Khe Sanh

Cửa Việt

Thạch Hãn

Lượng (mm)

3458,2

3424,8

3372,4

4030,3

Năm xuất hiện

1980

1990

1999

1999

Lượng (mm)

1424,5

1153,5

1305,5

1719,9

Năm xuất hiện

1988

1993

1988

1994

2,4

3,0

2,6

2,3

Xmax/Xmin

Cũng như các nơi khác ở nước ta, lượng mưa ở tỉnh Quảng Trị nói chung và
lưu vực sơng Thạch Hãn nói riêng cũng phân phối khơng đều trong năm. Một năm
hình thành hai mùa là mùa mưa và mùa khô. Tổng lượng mưa của 3 đến 4 tháng
mùa mưa chiếm tới 68  70% lượng mưa năm. Tổng lượng mưa của 8 - 9 tháng
mùa khô chỉ chiếm khoảng 30% tổng lượng mưa năm. Kết quả phân mùa mưa mùa khô của một số trạm trên lưu vực được thể hiện trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Kết quả phân mùa mưa - khô trong tỉnh Quảng Trị
TT

Trạm

Mùa mưa

Mùa khô

Thời gian

 so với Xnăm

Thời gian

 so với Xnăm

1 Đông Hà

IX  XI

63,97

XII  X

36,03

2 Thạch Hãn

IX  XII

72,70

XII  X

27,30

3 Cửa Việt

IX  XII

72,83

XII  X

27,17

4 Tà Rụt

IX  XI

59,24

XII  X

40,76

5 Khe Sanh

VI  XI

81,15

XI  V

18,85

Sự phân hoá mưa năm theo tháng cũng khá sâu sắc. Lượng mưa của tháng
mưa nhiều nhất (tháng X) chiếm từ 20 đến 29 tổng lượng mưa năm. Lượng mưa
của tháng ít mưa nhất (I, II, III hoặc IV) rất không đáng kể, chỉ chiếm từ 0,5 đến
2,1 tổng lượng mưa năm. Ba tháng mưa nhiều nhất là các tháng IX, X, XI. Ba
12


tháng mưa ít nhất là các tháng I, II, III hoặc II, III, IV (bảng 1.5).
Bảng 1.5. Phân phối mưa năm theo tháng tại các trạm đo mưa
trên lưu vực sông Thạch Hãn
TT Trạm
1

Thạch Xth
Hãn (mm)
%
Xth
Cửa

3
Việt (mm)
%

5

I

II III IV

V

VI

Năm

VII VIII

IX

X

XI

XII

Đông Xth 46,1 36,8 35,0 60,5 128,5 87,4 67,2 167,3 394,3 609,7 438,4 183,4 2254,7
Hà (mm)
 % 2,05 1,63 1,55 2,68 5,70 3,88 2,98 7,42 17,49 27,04 19,44 8,14 100

2

4

Tháng

Đặc
trưng

Tà
Rụt

78,0 55,7 52,5 63,9 152,3 84,4 62,9 141,5 400,7 694,7 490,8 253,8 2531,1
3,08 2,20 2,07 2,52 6,02 3,34 2,48 5,59 15,83 27,45 19,39 10,03 100
64,8 49,0 37,4 59,7 118,7 64,6 59,2 158,1 374,3 575,9 454,9 234,5 2251,1
2,88 2,18 1,66 2,65 5,27 2,87 2,63 7,02 16,63 25,58 20,21 10,42 100

Xth 28,0 11,6 31,6 94,7 168,9 193,6 113,4 164,9 353,6 626,1 294,0 92,8 2149,9
(mm)
 % 1,30 0,54 1,47 4,41 7,85 9,01 5,27 7,67 16,45 29,12 13,67 4,32 100

Khe
Xth 15,7 20,4 31,3 87,4 172,2 199,4 196,4 297,6 371,7 416,1 184,9 60,0 2053,1
Sanh (mm)

Mặt khác lượng nước chênh lệch giữa hai mùa là quá lớn, do đó cần phải tính
tốn điều tiết để sử dụng nguồn nước một cách hợp lý tạo ra hiệu quả cao cho sản
xuất, chăn nuôi cũng như là dùng cho sinh hoạt.
b. Nhiệt độ khơng khí
Nhiệt độ khơng khí trong vùng thấp nhất vào mùa Đông (tháng 11 tới tháng

3). Cao nhất vào mùa Hè (tháng 5 tới tháng 8). Nhiệt độ bình quân nhiều năm vào
khoảng 24,30C. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày từ 7 tới 100C. Nhiệt độ bình quân
tháng tại trạm các trạm trong vùng nghiên cứu được thể hiện ở bảng 1.6. [7, 8]
Bảng 1.6. Nhiệt độ bình qn tháng tại trạm ĐơngHà
Trạm
Đơng Hà
Quảng Trị
Khe Sanh

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

19.2

19.4
17.6

19.3
20.4
18.4

22.5
22.6
21.8

25.6
25.6
24.4

28.2
28.1
25.6

29.3
29.4
25.6

29.6
29.5
25.3

28.8
29.0
24.6

27.1
27.1
24.0

25.1
25.1
22.8

Đơn vị: 0C
11
12
22.5
23.2
20.4

19.9
20.8
18.2

c. Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối bình quân nhiều năm nằm trong khoảng 85 tới 89%. Bảng
1.7 trích dẫn độ ẩm tương đối tại trạm Đông Hà.
Bảng 1.7. Độ ẩm tương đối trạm Đông Hà (%)
Trạm

1

2

3

4

5

6

7

13

8

9

10

11

12

TB


Đơng Hà

92

91

91

93

91

79

81

79

84

85

88

89

86,9

d. Bốc hơi
Bốc hơi bình qn nhiều năm nằm trong khoảng 1200 - 1300 mm. Ở vùng
đồng bằng bốc hơi bình quân nhiều năm cao hơn vùng núi. Lượng bốc hơi bình
qn tháng lớn nhất tại Đơng Hà là 219 mm/tháng (bảng 1.8). Lượng bốc hơi ngày
lớn nhất vào tháng 7, bình quân 1 ngày bốc hơi tới 7 mm.
Bảng 1.8. Bốc hơi bình qn tháng trạm Đơng Hà
Đơn vị: mm

Trạm
Đơng Hà

1

2

53.5 49

3
54

4

5

6

7

8

9

71.5 126

195

219

189

100

10
90

11
71

12
61

Năm
1279

e. Số giờ nắng
Bình qn số giờ nắng trong năm khoảng 1840 giờ. Tại Đông Hà số giờ nắng
trong tháng biến đổi từ 92 giờ vào tháng 2 tới 242 giờ vào tháng 7 (bảng 1.9).
Bảng 1.9. Số giờ nắng trạm Đông Hà
Đơn vị: giờ
Trạm

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Năm

Đông Hà

95

92

106

169

223

235

242

192

151

145

84

106

1840

f. Gió và bão
Các lưu vực sơng thuộc Quảng Trị nói chung và sơng Thạch Hãn nói riêng
chịu chế độ khí hậu nhiệt đới, gió mùa. Một năm có 2 chế độ gió mùa chính:
Gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh vào mùa hè từ tháng 4 đến tháng 11, tốc
độ gió bình qn 2,0  2,2m/s. Gió mùa này mang độ ẩm và gây mưa cho vùng.
Gió mùa Tây Bắc hoạt động mạnh từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, tốc độ
gió bình qn từ 1,7  1,9m/s. Thời gian chuyển tiếp các hướng gió Tây Nam và
Tây Bắc là thời gian giao thời và gió Tây khơ nóng hoạt động vào tháng 4, tháng 5
(nhân dân địa phương gọi là gió Lào). Thời kỳ có gió Lào là thời kỳ nóng nhất trong
tỉnh Quảng Trị. Bão và xốy thuận nhiệt đới là những biến động thời tiết trong mùa
hạ, hoạt động rất mạnh mẽ và thất thường. Từ tháng 5 đến tháng 8 vùng ven Thái
Bình Dương khơng khí bị nung nóng bốc lên cao tạo thành những vùng xoáy rộng

14


hàng trăm km2, tích luỹ dần và di chuyển theo hướng Tây Nam đổ bộ vào đảo Hải
Nam Trung Quốc. Tính chất của bão và áp thấp nhiệt đới ở vùng Quảng Trị cũng
rất khác nhau theo từng cơn bão và từng thời kỳ có bão. Có năm khơng có bão và áp
thấp nhiệt đới như năm 1963, 1965, 1969, 1986, 1991, 1994. Cũng có năm liên tiếp
3 cơn bão như năm 1964, 1996 hoặc 1 năm có 2 cơn bão như năm 1999. Bình qn
1 năm có 1,2  1,3 cơn bão đổ bộ vào Quảng Trị. Vùng ven biển Quảng Trị bão và
áp thấp nhiệt đới thường gặp nhau tới 78%, do vậy khi có bão thường gặp mưa lớn
sinh lũ trên các triền sông. Bão đổ bộ vào đất liền với tốc độ gió cấp 10 đến cấp 12,
khi gió giật trên cấp 12. Thời gian bão duy trì từ 8  10 giờ nhưng mưa theo bão
thường xảy ra 3 ngày liên tục. Thiệt hại về người và tài sản do bão gây ra thường rất
lớn. Đây cũng là 1 yếu tố cản trở tới tiến trình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh
Quảng Trị nói chung và lưu vực sơng Thạch Hãn nói riêng.
1.1.6. Thủy văn
a. Mạng lưới thủy văn
Hệ thống sông Thạch Hãn (cịn gọi là sơng Quảng Trị) có 37 con sơng gồm
17 sông nhánh cấp I với 3 nhánh tiêu biểu là Vĩnh Phước, Rào Quán và Cam Lộ, 13
sông nhánh cấp II, 6 sơng nhánh cấp III. Diện tích tồn lưu vực là 2660 km2, độ dài
sơng chính là 150 km, độ cao bình quân lưu vực 301 m, độ dốc bình quân lưu vực là
20,1%, độ rộng trung bình lưu vực là 36,8 km, mật độ lưới sông là 0,92 (hình 1.2 và
bảng 1.10). [18, 19]

Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sơng suối và lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực
sông Thạch Hãn

15

Bảng 1.10. Đặc trưng hình thái sơng trong vùng nghiên cứu
Tên sơng

Thạch Hãn
2

Diện tích lưu vực (km )

2660

Cửa sơng

Việt

Chiều dài dịng chính (km)

150

Cao độ bình qn lưu vực (m)

301

Độ rộng bình quân lưu vực (m)

38.6

Độ dốc bình quân lưu vực (‰)

20.1

2

Mật độ lưới sơng (km/km )

0.92

Tỷ lệ diện tích đồng bằng

17.3

b. Đặc điểm thủy văn
Nằm trong vùng mưa tương đối lớn của nước ta nên dịng chảy năm của các
sơng suối trong lưu vực sông Thạch Hãn cũng khá dồi dào. Mơđun dịng chảy năm
bình qn đạt 44,8 l/skm2, ứng với lớp dòng chảy hàng năm khoảng 1442,8 mm.
Trong phạm vi lưu vực sơng Thạch Hãn, chuẩn dịng chảy năm phân phối
không đều theo không gian, biến đổi phù hợp với sự biến đổi của lượng mưa năm,
nghĩa là cũng theo xu thế tăng dần theo độ cao địa hình với phạm vi biến đổi từ 30
l/skm2 đến 60 l/skm2. Hàng năm, trên tồn bộ sơng suối trên lưu vực sơng Thạch
Hãn có tổng lượng dịng chảy trên lưu vực khoảng 3,92 km3.
Nhìn chung, trên dịng chảy trên lưu vực sông Thạch Hãn chia thành 2 mùa
rõ rệt (bảng 1.11 và bảng 1.12). Mùa lũ mặc dù chỉ kéo dài 4 tháng (từ tháng VIII
đến tháng XI hoặc từ tháng IX đến tháng XII) nhưng mức độ tập trung dòng chảy
trong mùa lũ khá lớn, chiếm tới 62,5 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm. Mùa kiệt
bắt đầu từ tháng XII hoặc tháng I, kết thúc vào tháng VII hoặc VIII, kéo dài tới 8
tháng nhưng tổng lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm khoảng 20 - 37,5% tổng
lượng dòng chảy cả năm.
Mùa kiệt trong vùng thường chậm hơn so với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ.
Lượng nước mùa kiệt chỉ chiếm khoảng gần 30% tổng lượng dòng chảy trong năm.
Sự phân phối không đều đã gây ảnh hưởng lớn cho sinh hoạt và sản xuất. Tình trạng
đó càng trở nên khốc liệt vào các năm và các tháng có gió Tây Nam (gió Lào) hoạt

động mạnh. Tuy nhiên vào khoảng tháng 5 - 6 trong vùng thường có mưa tiểu mãn
bổ sung lượng nước cho mùa kiệt. [11, 18, 19]
Bảng 1.11. Kết quả phân mùa dòng chảy lưu vực sông Thạch Hãn

16


Tên trạm

TT

Mùa lũ
Thời gian

Mùa kiệt

 Qnăm

 Qnăm

Thời gian

1

Đông Hà

IXXII

76,9

IVIII

23,1

2

Thạch Hãn

VIIIXI

65,1

XIIVII

34,9

Bảng 1.12. Phân phối dòng chảy năm theo tháng lưu vực sông
Thạch Hãn
TT Sông - Trạm
1 Thạch Hãn Đông Hà
2 Thạch Hãn Thạch Hãn

Đặc
trưng

Tháng
I

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII

Qbq m3/s 15,2 8,20 4,94 4,06 7,56 7,00 5,68 11,8 39,0 74,8 65,8 35,2
5,45 2,94 1,77 1,45 2,71 2,51 2,03 4,21 14.0 26,80 23,6 12,6
%
m3/s
3
Qbq m /s 34,7 18,1 10,9 9,6 23,7 35,1 33,8 53,8 103 144 103 50,5
%

5,59 2,92 1,75 1,55 3,81 5,66 5,45 8,67 16,7 23,14 16,67 8,13

Lũ trên lưu vực sơng Thạch Hãn có thể xảy ra trong 3 thời kỳ trong năm:
- Lũ tiểu mãn thường xảy ra vào tháng 5, 6 và năm nào cũng xảy ra lũ tiểu

mãn. Tính chất lũ này nhỏ, tập trung nhanh, xảy ra trong thời gian ngắn, lũ đỉnh
nhọn, lên và xuống nhanh, thường xảy ra trong 2 ngày nên ít ảnh hưởng đến đời
sống dân cư, chủ yếu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản.
- Lũ sớm xảy ra vào tháng 6 đến đầu tháng 9 hàng năm. Lũ này khơng có
tính chất thường xun nhưng lũ có tổng lượng lớn hơn lũ tiểu mãn, tập trung lũ
nhanh. Thời kỳ xảy ra lũ sớm thường vào thời kỳ triều bắt đầu cao. Do vậy mực
nước lũ cao hơn lũ tiểu mãn. Lũ này ít ảnh hưởng tới dân sinh mà chủ yếu là ảnh
hưởng tới sản xuất nông nghiệp và thuỷ sản.
- Lũ chính vụ xảy ra từ trung tuần tháng 9 đến cuối tháng 11 đầu tháng 12
hàng năm. Đây là thời kỳ mưa lớn trong năm và lũ thời kỳ này có thể xảy ra lũ quét
sườn dốc gây đất đá lở hay lũ ngập tràn ở hạ du. Lũ này thường đi liền với bão gây
thiệt hại lớn cho kinh tế xã hội, gây chết người và hư hỏng các cơng trình, cơ sở hạ
tầng. Tính chất lũ kéo dài từ 5 - 7 ngày, đỉnh lũ cao, tổng lượng lớn. Với tình hình
phát triển kinh tế hiện tại lũ này chỉ có thể tránh và chủ động làm giảm mức thiệt
hại do lũ gây ra.
c. Các cơng trình thủy lợi trên lưu vực
Nhằm mục đích điều tiết nước phục vụ canh tác nông nghiệp cũng như các
hoạt động dân sinh kinh tế khác, trên lưu vực sông Thạch Hãn đã được xây dựng
một số các công trình thủy lợi, chủ yếu là các hồ chứa nước tiêu biểu liệt kê trong
bảng 1.13. [12]
Bảng 1.13. Trữ lượng nước hồ, đập trên lưu vực sông Thạch Hãn

17


TT

Tên hồ chứa

Địa điểm

Đơn vị quản lý

Gio Linh

Dung tích (triệu m3 )
Chứa

Hữu ích

XNKTN Gio Linh

18,2

15,9

Triệu Phong

-

15,5

15,3

1

Kinh Mơn

2

Ái Tử

3

Nghĩa Hy

Cam Lộ

XNKTN Đông Hà

3,27

3,24

4

Khe Mây

Đông Hà

XNKTN Đông Hà

1,2

0,8

5

Nam Thạch Hãn

Hải Lăng

XNKTN Nam Thạch Hãn

9,3

d. Tình hình tài liệu khí tượng - thủy văn
Trong lưu vực nghiên cứu có 7 trạm khí tượng và thủy văn. Trong đó có một
trạm khí tượng cấp 1 là trạm Đơng Hà, 1 trạm khí tượng cấp 2 là trạm Khe Sanh,
hai trạm khí tượng cấp 4 là trạm Ba Lịng, Tà Rụt và một trạm khí tượng cao không
là trạm Thạch Hãn. Trạm Đông Hà và Cửa Việt đây là hai trạm thủy văn cấp 3.
Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn được thể hiện trong hình 1.2 và bảng 1.14. [19]
Bảng 1.14. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sơng
Thạch Hãn
TT

Tên trạm

Vĩ độ

Kinh độ

Loại trạm

Yếu tố đo đạc

1
2

Đơng Hà

Khe Sanh

16051’
16038’

107005’
106044’

Khí tượng
Khí tượng

X, t, bốc hơi..
X, t, bốc hơi..

3

Ba Lịng

16039'

107001'

Khí tượng

X

4

Tà Rụt

16025'

107000'

Khí tượng

X

5

Đơng Hà

16o50'

107o06'

Thủy văn

X, H

1979 - 1990
1983 - 1986
1988 - 1990
1974 - nay

6

Cửa Việt

16o53'

107o10'

Thủy văn

X, H

1989 - nay

7

Thạch Hãn

o

o

Khí tượng

X

1978 - nay

16 45'

107 14'

Thời gian
quan trắc
1974 - nay

1977 - nay

Ghi chú

Hiện trên lưu vực sơng Thạch Hãn khơng có trạm quan trắc lưu lượng
thường xuyên, duy nhất chỉ có trạm Rào Quán đo đạc từ năm 1983 - 1985, nhằm
mục đích phục vụ việc thiết kế và thi cơng cơng trình thủy điện Rào Qn, vì vậy đã
gây nhiều khó khăn cho cơng tác tính tốn lượng nước đến trên lưu vực cũng như
dự báo lũ, kiệt. Hầu hết các tính tốn và đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực đều
phải sử dụng các biện pháp khơi phục số liệu dịng chảy từ mưa.

18


1.2. HIỆN TRẠNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ
Trong cơ cấu kinh tế của tỉnh hiện nay ngành nông, lâm nghiệp, thủy sản vẫn
chiếm tỷ trọng lớn; trong đó giá trị sản xuất trồng trọt chiếm tỷ trọng cao, ngành
chăn nuôi chưa phát triển tương xứng với tiềm năng. Quá trình chuyển dịch cơ cấu
kinh tế diễn ra chậm, giá trị sản phẩm trên 1 ha canh tác còn thấp, lao động nơng
thơn cịn dư thừa nhiều, thu nhập thấp, đời sống nhân dân cịn nhiều khó khăn. [9]
1.2.1. Hiện trạng phát triển kinh tế
1.2.1.1. Những hạn chế trong phát triển kinh tế xã hội
Do địa bàn tỉnh Quảng Trị nằm xa các trung tâm kinh tế lớn như Hà nội,
thành phố Hồ Chí Minh cũng như các thành phố lớn khác...nên hạn chế trong giao
lưu kinh tế. [14]
Diện tích đất canh tác ít, diện tích đất cát nhiều. Trong tỉnh Quảng Trị diện
tích đất cát khoảng 30.000 ha, lớn hơn so với diện tích đất trồng lúa màu.
Quảng Trị nằm trong vùng thiên tai khắc nghiệt nhất so với các tỉnh khác
trong cả nước. Lũ lụt, hạn hán, bão cát, cát lấp đồng ruộng xảy ra thường xuyên.
Lực lượng lao động cịn thiếu và yếu do chưa có chiến lược đầu tư dài hạn.

Trong khi đó lực lượng chưa đến tuổi lao động hoặc quá tuổi lao động nhiều.. Lực
lượng hưởng chế độ chính sách hàng năm do hậu quả của chiến tranh lớn.
Thị trường tiêu thụ sản phẩm cịn nhiều khó khăn, sản phẩm hàng hố chưa
nhiều, tỷ trọng hàng hố xuất khẩu cịn thấp.
Hệ thống cơ sở hạ tầng phục vụ sản xuất chưa đồng bộ, cịn thiếu và lạc hậu,
chưa theo kịp với tiến trình phát triển.
1.2.1.2. Những thuận lợi trong phát triển kinh tế xã hội
Lợi thế về đất đai khí hậu, nguồn nước: Tỉnh Quảng Trị có điều kiện tự nhiên
về địa hình, khí hậu, đất đai phong phú. Ở đây có cả vùng núi, trung du, đồng bằng
và ven biển; có tiềm năng để phát triển một nền nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ sản
đa dạng có hiệu quả cao. [14]
Tiểu vùng núi: miền núi Quảng Trị có diện tích 298.173 ha trải trên diện tích
của 43 xã, thị trấn miền núi, chiếm 65% tổng diện tích tự nhiên của tỉnh. Ðây là
vùng có tiềm năng phát triển cây cơng nghiệp, cây ăn quả, lâm nghiệp và chăn nuôi
đại gia súc.

19