Đánh giá ảnh hưởng của biến động lớp phủ thực vật đến dòng chảy lưu vực sông lại giang, tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

TRẦN VĂN BÌNH

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỘNG
LỚP PHỦ THỰC VẬT ĐẾN DỊNG CHẢY LƯU
••

VỰC SƠNG LẠI GIANG, TỈNH BÌNH ĐỊNH
•

•

7

Chun ngành : Địa lí tự nhiên
Mã số

: 84 40 217

Người hướng dẫn: TS. NGƠ ANH TÚ

•


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “Đánh giá ảnh hưởng của biến động lớp
phủ thực vật đến dòng chảy lưu vực sơng Lại Giang, tỉnh Bình Định” là cơng
trình nghiên cứu khoa học nghiêm túc của tác giả, với sự giúp đỡ của người
hướng dẫn. Các nội dung nghiên cứu và kết quả nghiên cứu trong đề tài này là

trung thực và chưa từng được công bố.
rri r ___ • 2__1____
Tác giả luận văn

Trần Văn Bình


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ khoa học: “Đánh giá ảnh hưởng của biến động lớp
phủ thực vật đến dòng chảy lưu vực sơng Lại Giang, tỉnh Bình Định” được
hồn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Ngô Anh Tú. Tơi xin bày tỏ lịng cảm
ơn chân thành tới Thầy, Người đã hướng dẫn sâu sắc, giúp đỡ tận tình tơi trong
suốt q trình nghiên cứu cả về kiến thức lẫn tinh thần.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến q thầy cơ trong Bộ mơn
Địa lí - Quản lý tài nguyên và môi trường, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường
đại học Quy Nhơn; Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Bình Định, Phịng tài ngun
các huyện: An Lão, Hồi Nhơn và Hồi Ân tỉnh Bình Định đã nhiệt tình cung
cấp tài liệu, tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Trong khn khổ luận văn, do điều kiện thời gian hạn chế nên không
tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tơi rất mong nhận được những ý kiến đóng
góp q báu từ q thầy cơ và đồng nghiệp.
Bình Định, ngày 10 tháng 9 năm 2020
Học viên

Trần Văn Bình


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu

Ý nghĩa

1.

CN

(Curve number): Hệ số nhám

2.

LVS

Lưu vực sơng
(Geographical Information Systems): Hệ thống

.
.
.
.
.

3.

GIS

4.

HSG

(Hydrologis soil group): Nhóm đất thủy văn

5.

TM

Thematic Mapper: Bản đồ chuyên đề

6.
7.

R&ĐLN

Rừng và đất lâm nghiệp

RG

Rừng giàu

8.
9.

RNS

Rừng nguyên sinh

RPTNG

Rừng phân theo nguồn gốc

10

RT

Rừng trồng

thông tin địa lý

11. RTN
12 RTS

Rừng tự nhiên

13

RN

Rừng nghèo

14

RTB

Rừng trung bình

15

UBND

Ủy ban nhân dân

Rừng thứ sinh


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)

DANH MỤC BẢNG
•


DANH MỤC HÌNH


7

MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Lớp phủ thực vật là thành phần quan trọng của thể tổng hợp địa lý tự
nhiên, là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá mà thiên nhiên đã ban tặng
cho con người. Hiện nay, do yêu cầu của sự phát triển kinh tế và xã hội đã tạo
ra những áp lực lớn đến sự biến động lớp phủ mặt đất. Sự tăng dân số, sự phát
triển của các đô thị, sự tăng trưởng kinh tế và một số vấn đề khác đã và đang
tác động rất lớn đến hiện trạng sử dụng đất, điều này đã ảnh hưởng rất lớn đến

biến động dòng chảy của hệ thống sông đặc biệt vùng hạ lưu.
Sông Lại Giang gồm hai nhánh: sông An Lão bắt nguồn từ vùng núi
phía Bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi chảy qua huyện An Lão theo hướng Bắc - Nam;
sông Kim Sơn bắt nguồn từ vùng núi huyện Hoài Ân chảy theo hướng Tây
Nam - Đông Bắc. Hai sông này nhập lưu tại ngã ba cách cầu Bồng Sơn khoảng
2km về phía Tây rồi đổ ra biển qua cửa An Dũ. Diện tích lưu vực tính đến ngã
ba nhập lưu của sơng An Lão và sông Kim Sơn là 1272km 2. Diện tích tồn bộ
lưu vực là 1466 km2 nhưng ranh giới phía Bắc với vùng ngập lụt Tam Quan
(thuộc lưu vực sơng Xưởng) khơng rõ ràng. Trong đó: Nhánh sơng An Lão có
chiều dài khoảng 85 km và lưu vực rộng khoảng 697 km 2, nhánh sơng Kim
Sơn có chiều dài khoảng 64 km với lưu vực rộng khoảng 575 km2. Hai dịng
sơng An Lão và Kim Sơn gặp nhau tại vùng giáp ranh giữa hai huyện Hoài Ân
và Hoài Nhơn để trở thành sông Lại Giang, điểm gặp nhau này cách cầu Bồng
Sơn khoảng 2 km về hướng tây. Sông Lại Giang chảy theo hướng Tây Nam Đông Bắc và đổ ra biển Đơng qua cửa An Dũ. Sơng có độ cao 400-825 m.
Diện tích tồn lưu vực khoảng 1.269 km2; độ cao trung bình của lưu vực là 300
m; độ dốc bình quân của lưu vực nhỏ hơn 0,25.
Đã có nhiều đề tài nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ đến
dịng chảy của lưu vực sơng ở cả trong và ngoài nước như [12], [13], [17],
[49],... các đề tài này là tiền để về cơ sở khoa học để nghiên cứu phát triển và
áp dụng tại khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên, với điều kiện vị trí địa lý, sự phát


8

triển kinh tế - xã hội của lưu vực sông Lại Giang thì các đề tài nghiên cứu về
sơng Lại Giang chủ yếu đánh giá tác động của lũ lụt, dự báo nguy cơ lũ lụt, xói
mịn đất, biến động rừng,... ở lưu vực sông Lại Giang dưới sự hỗ trợ của các
mơ hình thủy văn, thủy lực, phân tích khơng gian từ cơng nghệ G1S,... Cịn
hướng nghiên cứu đánh giá biến động lớp phủ sử dụng đất và tác động của nó
tới sự thay đổi dịng chảy lưu vực sơng dựa trên tư liệu viễn thám đa thời gian

tích hợp mơ hình thủy văn dưới góc nhìn của Địa lí tự nhiên hiện rất ít cơng
trình, đặc biệt là ở khu vực nghiên cứu.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của
biến động lớp phủ thực vật đến dịng chảy lưu vực sơng Lại Giang, tỉnh
Bình Định” được chọn nhằm đánh giá tác động của biến động lớp phủ thực
vật đến sự thay đổi dòng chảy lưu vực, cũng như định hướng quy hoạch trong
tương lai đến tài nguyên rừng và nguồn nước mặt trên lưu vực sơng Lại Giang.
Từ đó, tạo cơ sở khoa học hỗ trợ cho công tác quy hoạch sử dụng đất rừng, sử
dụng hợp lý tài nguyên đất, đảm bảo cân bằng nước, hướng đến việc khai thác
sử dụng tài nguyên thiên nhiên theo lưu vực một cách bền vững.
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
2.1.

Mục tiêu

- Phân tích, đánh giá được thực trạng, nguyên nhân gây biến động lớp phủ
thực vật giai đai đoạn 2010-2019 và ảnh hưởng đến sự biến đổi dịng
chảy lưu vực sơng Lại Gang.
- Đề xuất các giải pháp sử dụng đất hợp lý, giảm thiểu ảnh hưởng thiệt hại
dòng chảy mùa lũ ở lưu vực sông Lại Giang.
2.2.

Nhiệm vụ

- Xác định cơ sở lí luận liên quan đến các vấn đề nghiên cứu;
- Đánh giá điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, hiện trạng lớp
phủ thực vật, dòng chảy trên lưu vực nghiên cứu;


9

- Đánh giá hiện trạng và biến động lớp phủ thực vật trong giai đoạn
2010-2019;
- Xác định biến động dòng chảy mặt mùa khô và mùa mưa do ảnh hưởng
của biến động lớp phủ thực vật;
- Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên đất và nước
mặt.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1.

Đối tượng

Lớp phủ thực vật; Dịng chảy lưu vực sơng và sự tác động của biến động
lớp phủ thực vật đến dòng chảy lưu vực sông.
3.2.

Phạm vi nghiên cứu

- Về nội dung: Tập trung phân tích, đánh giá dịng chảy mặt sơng Lại
Giang; Hiện trạng lớp phủ thực vật lưu vực sông Lại Giang; Đánh giá ảnh
hưởng biến động lớp phủ thực vật đến dịng chảy nước mặt lưu vực sơng Lại
Giang;
- Về không gian: Phạm vi lưu vực sông Lại Giang;
- Về thời gian: Sử dụng số liệu và tài liệu liên quan đến lớp phủ, lưu
lượng dòng chảy mặt giai đoạn năm 2010-2019.
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đề tài đánh giá tác động của biến động lớp phủ thực vật đối với dịng
chảy mặt lưu vực sơng Lại Giang.
5. QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1.

Quan điểm nghiên cứu

5.1.1.

Quan điểm hệ thống

Trong tự nhiên, bất cứ lãnh thổ nào cũng gồm nhiều thành phần tự nhiên
ảnh hưởng qua lại, phụ thuộc nhau. Nếu một thành phần thay đổi sẽ kéo theo


10

sự thay đổi của các thành phần còn lại và của cả lãnh thổ. Lưu vực sông Lại
Giang thuộc sườn Đông của vùng núi Trường Sơn Nam và nằm trong hệ thống
của xứ địa tào Đông Dương nên mang đầy đủ đặc điểm về tự nhiên của khu
vực này. Do đó khi nghiên cứu, cần dựa trên quan điểm hệ thống để nghiên
cứu, đánh giá sự tác động và ảnh hưởng của các thành phần tự nhiên trong khu
vực.
5.1.2.

Quan điểm lãnh thổ

Nếu nghiên cứu sự vật, hiện tượng cần phải xuất phát từ quan điểm lãnh
thổ, nơi mà lưu vực hình thành phát sinh, phát triển thì sẽ đánh giá được tính
đặc thù của nó đặc biệt là sự vật, hiện tượng địa lí. Vận dụng quan điểm này
khi nghiên cứu biến động lớp phủ và biến động dòng chảy, đề tài cần tìm ra
những nét đặc trưng đặc điểm về tự nhiên, kinh tế xã hội, công tác quản lý đất
đai của địa phương nơi có lưu vực, từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp.
5.1.3.

Quan điểm tổng hợp

Mỗi thành phần tự nhiên có quy luật và đặc thù riêng, nhưng các thành
phần có mối quan hệ hữu cơ, chặt chẽ với nhau, có tác động lẫn nhau một cách
sâu sắc. Do vậy, cần nghiên cứu tài nguyên lớp phủ và biến động dòng chảy
trên quan điểm tổng hợp với nhiều thành phần tự nhiên khác để thấy được nét
đặc thù của tài nguyên này và xu hướng biến động của nó.
5.1.4.

Quan điểm phát triển bền vững

Quan điểm phát triển bền vững được vận dụng trong đánh giá tác động
của biến động lớp phủ đối với dòng chảy lưu vực sơng có tính chất định hướng
điều chỉnh sử dụng nguồn tài nguyên đất, nguồn nước mặt phải gắn với tính
hiệu quả kinh tế và ổn định xã hội, song vẫn đảm bảo được yếu tố môi trường.
5.1.5.

Quan điểm lịch sử

Các sự vật, hiện tượng mà địa lí nghiên cứu là những hiện tượng có tính
lịch sử, tức là chúng có sự vận động, phát triển theo thời gian.


11

Đề tài đã tiến hành thu thập ảnh viễn thám qua nhiều năm để thấy được
hiện trạng sử dụng đất, làm cơ sở xác định xu hướng thay đổi lớp phủ qua giai
đoạn 2010 - 2019.
5.1.6.

Quan điểm sinh thái

Hiện trạng lớp phủ và dịng chảy của sơng có mối quan hệ chặt chẽ với
nhau đồng thời có mối quan hệ chặt chẽ với các thành phần tự nhiên khác: khí
hậu, địa hình, thủy văn. Lớp phủ ở đây được xem là lớp bề mặt đất suy thoái sẽ
tác động xấu đến các thành phần khác. Ngược lại, khi các thành phần khác bị
suy thoái cũng sẽ ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của bề mặt sử dụng đất.
Chính vì thế, việc đảm bảo cân bằng sinh thái là điều hết sức cần thiết.
5.2.

Phương pháp nghiên cứu.

5.2.1.

Phương pháp thu thập, phân tích và xử lý tư liệu

Bao gồm các tư liệu và bản đồ như: Hiện trạng lớp phủ thực vật, sử
dụng đất, địa hình, khí hậu, thủy văn,...; các tư liệu ảnh vệ tinh giai đoạn 20102019 từ nguồn của Landsat TM, Landsat 8; các thông tin về dân sinh, kinh tế xã hội: dân cư, tập quán sử dụng đất đai; các tài liệu thuộc các chương trình,
dự án phát triển kinh tế - xã hội của địa phương... thông qua số liệu niên giám
thống kê, báo cáo tổng kết tại các huyện thuộc lưu vực sông Lại Giang. Tất cả
các nguồn tư liệu có liên quan đến đối tượng và lãnh thổ nghiên cứu được đề
tài tiếp cận và vận dụng có chọn lọc trong nghiên cứu.
5.2.2.

Phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám

Phương pháp ứng dụng cơng nghệ viễn thám đóng vai trị rất quan trọng
trong nghiên cứu biến động lớp phủ. Thông qua tư liệu ảnh vệ tinh đa thời gian
kết hợp điều tra tạo mẫu khóa giải đốn ảnh nhằm phân loại, chỉ ra các đối

tượng khác nhau có biến động theo thời gian nhằm xác định biến động lớp phủ
thông qua hiện trạng lớp phủ thực vật giai đoạn 2010-2019.


12

5.2.3.

Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Phương pháp này có ưu điểm là phân tích dữ liệu khơng gian rất tốt
nhằm cho số liệu chính xác đặc biệt trong đánh giá biến động. Ngoài ra,
phương pháp này dùng để trình bày và biên tâp bản đồ lớp phủ thực vật cũng
như bản đồ biến động lớp phủ thực vật khu vực nghiên cứu giai đoạn 2010 2019.
5.2.4.

Phương pháp mơ hình tốn thủy văn

Mơ hình tốn học trong tính tốn thủy văn là tập hợp các phương trình
tốn học, các mệnh đề logic thể hiện các quan hệ giữa các biến và các thông số
của mô hình để mơ phỏng hệ thống tự nhiên hay nói cách khác mơ hình tốn
học là một hệ thống biến đổi đầu vào (hình dạng, điều kiện biên, lực v.v...)
thành đầu ra (tốc dộ chảy, mực nước, áp suất v.v...). Trong luận văn này đã sử
dụng các mơ hình thủy văn kết hợp mặt cắt ngang và cắt dọc lòng sơng nhằm
đánh giá sự biến động lưu lượng dịng chảy mặt do ảnh hưởng của biến động
lớp phủ.
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
6.1.

Ý nghĩa khoa học

- Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần thêm vào việc hồn thiện cơ sở
lí luận đánh giá tác động của biến động lớp phủ đối với dòng chảy lưu
vực sông, thấy được mối quan hệ chặt chẽ, thống nhất giữa các hợp phần
tự nhiên trong lớp vỏ địa lí, đặc biệt là vai trị điều hịa dịng chảy sơng
ngịi của lớp phủ thực vật, đặc biệt là vai trò của rừng ở thượng nguồn.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần nâng cao vai trị của các
phương pháp nghiên cứu dựa trên cơng nghệ hiện đại kết hợp mơ hình
tốn học trong đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ thực vật tới dòng chảy
lưu vực sơng, thể hiện tính hiện đại, cập nhật của phương pháp nghiên
cứu địa lí tự nhiên theo xu hướng mới.


13

6.2.

Ý nghĩa thực tiễn

- Đề tài góp phần xây dựng được các bản đồ lớp phủ đất ở lưu vực sơng
Lại Giang, tỉnh Bình Định ở giai đoạn 2010-2019, xây dựng được bản
đồ biến động lớp phủ đất giai đoạn 2010-2019. Từ đó đánh giá được tác
động của biến động sử dụng đất đối với sự thay đổi dòng chảy mặt lưu
vực sông.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu tham khảo cho các cơng
trình trong nghiên cứu về ảnh hưởng của biến động lớp phủ đất đối với
dòng chảy cũng như đối với các các hợp phần tự nhiên khác.
7. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được cấu
trúc trong ba chương gồm:

Chương 1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu.
Chương 2. Đánh giá ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội
ở khu vực nghiên cứu đến lớp phủ thực vật và dịng chảy mặt lưu vực sơng Lại
Giang.

Chương
3.lưu
Đánh
giá
tácLại
động
của lớp phủ thực vật đối với dịng
chảy
mặt
vực
sơng
Giang.


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.

Cơ sở lí luận đánh giá tác động của lớp phủ thực vật đối với

dịng chảy lưu vực sơng
1.1.1.

Các vấn đề liên quan đến lớp phủ

1.1.1.1. Lớp phủ mặt đất (land cover)

Theo tổ chức lương thực và Nông nghiệp thế giới (FAO) được định
nghĩa lớp phủ (Land cover): là những đối tượng vật chất quan sát được, nhìn
thấy được từ mặt đất bằng viễn thám. Kể cả thực vật (tự nhiên hay canh tác),
các cơng trình nhân tạo như nhà cửa, đường xá bao trùm lên bề mặt đất; nước,
băng đá đều được tính là lớp phủ.
1.1.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất
Việc phân loại lớp phủ mặt đất phụ thuộc vào quy mô và độ phân giải
ảnh vệ tinh nhằm chia ra các cấp trong phân loại lớp phủ. Trong phạm vi
nghiên cứu của luận văn này sử dụng hệ thống phân loại phân cấp, có tham
khảo theo hệ thống phân loại của Mỹ [56], được tổng hợp có chọn lọc phù hợp
với điều kiệu thực tiễn ở Việt Nam của Nguyễn Ngọc Thạch (2017).
Bảng 1.1. Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất sử dụng với viễn thám [25]

Cấp I

1. Đất đô thị hoặc thành phố

2. Lúa-hoa màu

3. Đất bỏ hoang
Cấp I

Cấp II
1.1 Khu dân cư
1.2 Khu thương mại và dịch vụ
1.3 Nhà máy công nghiệp
1.4 Giao thông
1.5 Cơng trình cơng cộng
1.6 Cơng trình phúc lợi
1.7 Khu giải trí thể thao

1.8 Khu hỗn hợp
1.9 Đất trống và các đất khác
2.1. Mùa màng và đồng cỏ
2.2 Cây ăn quả
2.3 Chuồng trại gia súc
2.4 Nông nghiệp khác
3.1 Đất đồng cỏ
3.2 Đất cây bụi
3.3 Đất hỗn tạp
Cấp II


4. Đất rừng

5. Mặt nước

6. Đất ướt
7. Đất hoang

4.1 Rừng thường xanh
4.2.
Rừng rụng lá
4.3.
Rừng hỗn giao
4.4.
Rừng chặt trụi cây
4.5.
Vùng rừng bị cháy
5.1. Suối và kênh
5.2 Hồ và hố nước

5.3.
Bồn thu nước
5.4.
Vịnh và cửa sơng
5.5.
Nước biển
6.1.
Đất ướt có thực vật tạo
rừng
6.2.
Đất ướt có thực vật khơng
7.1.
Hồ bị khơ
7.2.
Bãi biển

ì.1.1.2. Sử dụng đất
Khái niệm sử dụng đất (Land use) được thể hiện khơng gian chức năng
tương ứng với các mục đích kinh tế - xã hội. Theo một cách tiếp cận khác, sử
dụng đất chỉ các hoạt động của loài người trên mặt đất với mục đích tạo ra các
sản phẩm hoặc lợi ích thơng qua việc sử dụng tài ngun đất [25]. ì.1.1.3. Biến
động lớp phủ/sử dụng đất
Biến động lớp phủ/sử dụng đất là một yếu tố thể hiện sự thay đổi bề mặt
lớp phủ mặt đất dưới sự tác động của các hoạt động của con người cũng như
các thay đổi do tai biến thiên nhiên gây ra một cách trực tiếp hoặc gián tiếp gây
sự chuyển đổi từ dạng sử dụng đất này sang dạng sử dụng đất khác về diện tích
và bề mặt lớp phủ.
1.1.2.
Các vấn đề liên quan đến dịng chảy lưu vực sơng
1.1.2.1. Lưu vực sơng

Lưu vực sơng là vùng địa lí được giới hạn bởi đường chia nước (hay còn
gọi là đường phân thủy) trên mặt và dưới đất. Đường chia nước trên mặt (hay
còn gọi là đường phân nước mặt) là đường nối các đỉnh cao của địa hình. Trên
lưu vực sơng, ngồi các diện tích đất trên cạn cịn có các phần chứa nước trong
lịng sơng, hồ và các vùng đất ngập nước theo từng thời kỳ. Tất cả phần bề mặt
lưu vực cả trên cạn và dưới nước là môi trường cho các loài sinh sống


Đường chia nước dưới đất (hay còn gọi đường phân nước ngầm) là
đường giới hạn trong lòng đất mà theo đó nước ngầm chảy về hai phía đối lập
nhau. Đường phân nước mặt và đường phân nước ngầm nhìn chung là khơng
trùng nhau, do đó sẽ có hiện tượng nước từ lưu vực này chuyển sang lưu vực
khác [8].

Hình 1.1. Sơ đồ lưu vực sơng

(Nguồn: />Về mặt hình thái, một con sơng có thể chia thành các vùng thượng lưu,
trung lưu và hạ lưu như sau:
- Vùng thượng lưu của sơng thường là các vùng cao với địa hình dốc,
chia cắt phức tạp. Đây là nơi khởi nguồn của các dịng sơng và bề mặt thường
bao phủ bằng những cánh rừng được ví như những “kho nước xanh” có vai trò
điều hòa dòng chảy, làm giảm dòng chảy đỉnh lũ và tăng lượng dòng chảy mùa
cạn cho khu vực hạ lưu.
- Vùng trung lưu các con sông thường là vùng đồi núi hoặc cao ngun
có địa hình thấp và thoải hơn, là vùng trung gian chuyển nước xuống vùng hạ
lưu. Tại vùng trung lưu, các con sơng thường có độ dốc nhỏ hơn, lịng sơng bắt
đầu mở rộng ra và bắt đầu có bãi, đáy sơng có nhiều cát mịn. Các bãi ven sơng
thường có nguy cơ bị ngập nước tạo thành các bãi chứa lũ tạm thời.
- Hạ lưu sông là vùng thấp nhất của lưu vực sông, phần lớn là đất bồi tụ
lâu năm có thể tạo nên các vùng đồng bằng rộng. Nhìn chung các sơng khi

chảy đến hạ lưu thì mặt cắt sơng mở rộng, sơng thường phân thành nhiều


nhánh đổ ra biển [8].
1.1.2.2. Các đặc trưng hình thái của lưu vực sơng
Diện tích lưu vực: là diện tích hứng nước mưa tính đến một vị trí nào đó
của sơng. Diện tích lưu vực được giới hạn bởi đường chia nước, đường phân
chia này càng lớn thì nguồn cung cấp nước cho sông càng lớn.
Chiều dài lưu vực: là khoảng cách theo đường gấp khúc qua các điểm
giữa của đoạn thẳng cắt ngang qua lưu vực và vng góc với hướng dòng chảy
đi từ nguồn nước. Trong thực tế lấy chiều dài sơng chính là chiều dài lưu vực.
Chiều rộng lưu vực: chiều rộng lưu vực sông không cố định mà thay đổi
theo chiều dài sông. Sự thay đổi của nó ảnh hưởng đến sự tập trung nước trong
lưu vực.
Độ cao bình quân lưu vực: ảnh hưởng đến điều kiện thủy văn khí hậu.
Độ cao bình qn của lưu vực có ảnh hưởng rất lớn tới các nhân tố khí hậu,
đặc biệt là đối với các lưu vực rộng lớn.
Độ dốc trung bình lưu vực: ảnh hưởng rất quan trọng tới q trình tập
trung dịng chảy, sự tạo thành lũ và tính chất lũ trong lưu vực. Lưu vực càng
dốc thì dịng chảy tập trung càng nhanh và lũ lên càng nhanh.
Mật độ lưới sông: mật độ lưới sông bằng tổng chiều dài của tất cả các
sông suối trên lưu vực chia cho diện tích của nó [43].
1.1.2.3. Dịng chảy sơng

• Khái niệm
Sơng là dịng chảy thường xun, tương đối ổn định trên bề mặt các lục
địa được nguồn nước mưa, nước ngầm, nước băng tuyết tan nuôi dưỡng. Dịng
nước tự nhiên chảy theo chỗ trũng của địa hình, có lịng dẫn ổn định và có
nguồn cung cấp nước mặt và nước ngầm gọi là sơng [44].

• Đặc trưng của dịng chảy sơng
- Lượng mưa ngày Hp (mm): Lượng mưa rơi xuống mặt đất lưu vực tính
bằng mm, có thể đo bằng thùng đo mưa thông thường, hoặc bằng máy đo mưa
tự ghi.


- Lưu lượng Q (m3/s): Là lượng nước chảy qua mặt cắt trong một đơn vị
thời gian (m3/s hoặc l/s). Lưu lượng trên sông thay đổi theo thời gian. Đồ thị
biểu thị sự thay đổi đó gọi là đường quá trình lưu lượng Q(t).
- Tổng lượng dịng chảy W (m3): Là lượng nước chảy ra mặt cắt cửa ra
trong thời gian AT nào đó (tháng, mùa, năm).
- Độ sâu dịng chảy của lưu vực Y (mm): Độ sâu dòng chảy lưu vực là tỷ
số giữa tổng lượng dòng chảy W(m3) với diện tích lưu vực F (km2) .
- Modun dịng chảy M (l/s - km2): Modun dòng chảy là lưu lượng dịng
chảy trên một đơn vị diện tích của lưu vực:
M=

10 Q

. (l/s - km2) Trong đó: Q (m3/s), F (km2)

(1)

F
Modun dòng chảy đánh giá độ lớn của dòng chảy.
- Hệ số dòng chảy a: Hệ số dòng chảy là tỷ số giữa lưu lượng dòng chảy
và lượng mưa a = Y Trong đó: Hp (mm), Y (mm) (2)
H

p

a phản ảnh tình hình tổn thất dịng chảy trên lưu vực. a lớn chứng tỏ tổn thất ít
và ngược lại [31].
ì.1.2.4. Cân bằng nước
Một lưu vực có thể đồng thời tiêu và chi nước theo nhiều con đường
khác nhau. Tổng đại số của các quá trình thu và chi nước của lưu vực được gọi
là phương trình cân bằng nước, dạng tổng quát có thể viết như sau:
X + Z1 + Y1 + W1 = Z2 +Y2 + W2 +U - U1,
(3)
Trong đó:
X: lượng mưa rơi xuống lưu vực; Z 1: lượng nước ngưng kết trong khí
quyển và đọng lại trong lưu vực; Y 1: lượng dòng chảy mặt vào lưu vực; W 1:
lượng dòng chảy ngầm vào lưu vực; Z 2: lượng nước bốc hơi khỏi lưu vực; Y 2:
lượng dòng chảy mặt ra khỏi lưu vực; W2: lượng dòng chảy ngầm ra khỏi lưu
vực; U1: lượng nước trữ trong lưu vực đầu thời gian tính tốn; U2: lượng nước


trữ trong lưu vực vào cuối thời gian tính tốn.
Ngun lý của cân bằng nước có thể phát biểu như sau: “Trên một lưu
vực nhất định, trong một khoảng thời gian nhất định tổng lượng nước đi vào
lưu vực cân bằng với tổng lượng nước bị giữ lại trên lưu vực” [27, 43]. ì.1.2.5.
Hệ thống thủy văn
Là các quá trình thuỷ văn (chu trình thuỷ văn) trên một vùng khơng gian
nhất định và đó là các hệ thống thực. Có thể coi tuần hoàn thuỷ văn như một hệ
thống với các thành phần là nước, bốc hơi, dòng chảy và các pha khác nhau
của chu trình. Các thành phần này lại có thể tập hợp thành các hệ thống con
của chu trình lớn. Để phân tích hệ thống tồn cục ta tiến hành xử lý, phân tích
riêng rẽ các hệ thống con đơn giản hơn và tổng hợp các kết quả dựa trên mối
quan hệ qua lại giữa chúng [9].

Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống thủy văn tồn cầu

(Nguồn:[9])
ì.1.2.6. Các nhân tố ảnh hưởng tới dịng chảy sơng

• Các nhân tố ảnh hưởng đến mạng lưới sơng ngịi


Mạng lưới sơng ngịi phát triển phụ thuộc vào nhiều nhân tố như địa
chất, địa hình, khí hậu, nguồn cung cấp nước, lớp phủ, con người ...

Hình 1.3. Sơ đồ minh họa các nhân tố ảnh hưởng tới mạng lưới sơng

- Khí hậu: Nơi mưa nhiều thì mạng lưới sơng ngịi chi chít và phát triển
hơn những nơi mưa ít. Nếu lượng mưa phân bố khơng đều theo lãnh thổ
thì mật độ sơng ngịi cũng phân bố khơng đều. Nhiệt độ ảnh hưởng đến
lượng bốc hơi, làm giảm lượng nước trong sơng và từ đó cũng có ảnh
hưởng đến sự phát triển của mạng lưới sơng ngịi.
- Nguồn cung cấp nước: Một con sơng chảy trong vùng khí hậu khơ hạn ít
mưa nhưng mạng lưới sơng ngịi vẫn có thể phát triển nếu có nguồn
cung cấp nước ổn định.
- Độ thấm của nham thạch: Tùy độ thấm nước của nham thạch khác nhau
mà ở mỗi khu vực sơng ngịi có mật độ khác nhau. Ví dụ: do tính ít thấm
nước của phiến thạch nhất là phiến thạch sét cho nên mật độ ở những
miền này rất dày, nhưng những nham thạch dễ thấm nước hay có nhiều
kẽ nứt thì mật độ ở nơi ấy thưa hẳn.
- Hoạt động sản xuất: Thơng qua các hoạt động sản xuất con người có
thể làm tăng nhưng cũng có thể làm giảm mật độ sơng ngịi. Ví dụ ở nhiều
vùng con người đã đào các sông nhân tạo và làm tăng mật độ sông cho các

vùng đó [44].

• Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ dịng chảy sơng ngịi
- Độ dốc lịng sơng: Nước sông chảy nhanh hay chậm là tùy thuộc vào
độ dốc của lịng sơng, nghĩa là tùy theo độ chênh của mặt nước. Độ chênh của
mặt nước càng nhiều thì tốc độ dịng chảy càng lớn.

Hình 1.4. Sơ đồ minh họa các nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ dòng chảy sơng

- Chiều rộng lịng sơng: Nước sơng chảy nhanh hay chậm là tùy thuộc vào
bề ngang của lịng sơng là hẹp hay rộng. Ở khúc sông rộng nước chảy
chậm, đến khúc sơng hẹp nước chảy nhanh hơn [44].

• Các nhân tố ảnh hưởng đến chế độ nước sông
- Nguồn cung cấp nước: Nguồn cung cấp nước là nước mưa thì chế độ
nước sông phụ thuộc vào chế độ mưa, nguồn cung cáp nước là băng
tuyết tan thì chế độ nước sông phụ phuộc vào mùa băng tuyết tan. Ở
nhưng nơi đất đá thấm nước nhiều, nước ngầm có vai trị đáng kể trong
việc điều hịa chế độ nước sơng [31].


Hình 1.5. Sơ đồ các nhân tố ảnh hưởng tới chế độ nước sơng

- Độ dốc của dịng sơng, thực vật, hồ đầm: Độ dốc của dịng sơng (độ
chênh của mặt nước giữa nguồn và cửa sơng) càng lớn thì nước càng lên
nhanh và rút cũng nhanh. Thực vật ở lưu vực sơng cũng góp phần điều
hịa chế độ nước của sông. Khi nước mưa rơi xuống, một phần lượng
nước khá lớn được giữ lại ở tán cây, phần còn lại khi xuống tới bề mặt
đất một phần được lớp thảm mục giữ lại, một phần len lỏi qua các rễ cây

thấm dần xuống đất tạo nên các mạch nước ngầm, điều hịa dịng chảy
cho sơng ngịi, giảm lũ lụt. Hồ, đầm nối với sơng cũng có tác dụng điều
hịa chế độ nước sông. Khi nước sông lên một phần chảy vào hồ, đầm.
Khi nước xuống thì nước ở hồ, đầm lại chảy ra làm cho nước sơng đỡ
cạn. Ví dụ chế độ nước sơng Mê Kơng khá điều hịa, một phần nhờ bể
chứa nước thiên nhiên khổng lồ là hồ Tôn-lê- sáp ở Campuchia [32].
- Đất đá: Đất đá khác nhau cũng là nguyên nhân khiến cho dòng chảy
khác nhau. Dịng sơng chảy qua miền đất đá khó thấm nước như đá kết
tinh, đất sét do khó thấm nước nên mạch ngầm ít. Sau mỗi trận mưa
nước dồn xuống lịng sơng, độ thấm nước chậm khiến nước dâng cao
nhanh, chế độ nước sơng ở vùng đất đá ít thấm nước thường có tính chất
cực đoan. Dịng sơng chảy qua miền đất đá dễ thấm nước như vùng đất
bazan, vùng này thường có lớp vỏ phong hóa dày, khả năng thấm nước
lớn và có nhiều mạch nước ngầm, nước ngấm sâu và tỏa ra những vùng


đất xung quanh, vì thế khi mưa nước sơng lên chậm hơn, hết mưa cũng
rút nước chậm hơn do đó chế độ nước sơng cũng điều hịa hơn [17] .
- Lưu vực sông: Lưu vực sông lớn hay nhỏ cũng ảnh hưởng đến chế độ
nước sơng. Những con sơng có lưu vực nhỏ lại nằm ở trong khu vực gió
mùa hoặc khu vực khí hậu Địa Trung Hải thường có lũ dữ dội (lũ lên rất
nhanh), vì các phụ lưu đều nhận được nước vào thời gian như nhau
(cùng một thời gian), do đó lũ lên dữ dội vào các tháng mưa nhiều và
xuống rất thấp vào các tháng mưa ít. Những sông chảy trong lưu vực dài
và rộng, hạ lưu nhận được nước của nhiều phụ lưu cung cấp nước đặc
biệt là những con sông chảy dài theo vĩ độ như sơng Nin, Mê Kơng ...thì
các phụ lưu cung cấp nước cho sơng có thời gian lũ cao nhất khác nhau
(vì các tháng mưa cao nhất ở từng khu vực của các phụ lưu khác nhau)
nên chế độ nước sơng thường điều hịa hơn.
- Hình dạng lưới sơng: Hình dạng lưới sơng có tác động nhất định đến chế

độ nước sơng vì hình dạng lưới sơng ảnh hưởng đến q trình tập trung
nước và đặc điểm lũ trên sơng. Ví dụ: thơng thường sơng có hình dạng
nan quạt với nhiều phụ lưu cung cấp nước cho sơng nhưng ít chi lưu tiêu
thoát nước nên thường gây lũ lớn, kéo dài [45].
- Con người: Con người tác động gián tiếp đến chế độ nước sông thông
qua việc con người tác động đến một số nhân tố trên như tăng hoặc giảm
tỉ lệ che phủ rừng (thực vật), xây dựng hồ nhân tạo điều tiết nước, hoặc
đào sơng tiêu thốt nước nhân tạo, ... Ví dụ ở nước ta hồ Hịa Bình trên
sơng Đà có thể làm giảm mực nước lũ lớn nhất từ 14,1 m (năm 1945)
xuống còn 12 m; đồng thời làm tăng mực nước mùa cạn từ 1,7 m lên tới
4,5 m cho Hà Nội ở phía hạ lưu. Không những vậy, việc sử dụng nước
của con người vào các hoạt động sản xuất và sinh hoạt ở thượng và
trung lưu của các con sông cũng làm giảm bớt lưu lượng nước ở phần hạ


lưu sơng [42, 45].
1.1.3. Vai trị của sử dụng đất đối với dịng chảy lưu vực
• Ảnh hưởng của sử dụng đất đến cân bằng nước
Cân bằng nước ở rừng có thể biểu thị theo cơng thức
X = I + E1 + E2 + T + Y + Z ± W

(4)

Trong đó:
X: Lượng mưa, (mm); I: Lượng nước do tán rừng giữ lại, (mm); E 1:
Lượng bốc hơi từ bề mặt đất, (mm); E2: Lượng thoát hơi nước của lớp thảm cỏ,
(mm); T: Lượng thoát hơi nước của quần thụ, cây gỗ non và cây bụi; Y: Dòng
chảy bề mặt, (mm); Z: Dòng chảy ngầm, mm; W: Sự thay đổi chế độ ẩm trong
đất, (mm).
Mưa rơi trên lãnh thổ có rừng bị phân chia thành bốc hơi nước tổng số

(bốc hơi nước vật lý và thoát hơi nước của thực vật) và các dịng chảy. Bốc hơi
nước có thể chia ra các thành phần sau đây: sự ngăn đón nước mưa bởi tán
rừng, sự bốc hơi của đất và cây tầng thấp và sự thốt hơi nước của quần thụ.
Dịng chảy có hai dạng là dịng chảy bề mặt và dòng chảy ngầm.
Lượng nước do tán rừng giữ lại phụ thuộc vào kiểu rừng, kết cấu và cấu
trúc rừng, điều kiện thời tiết, loại mưa và cường độ mưa...Lượng nước trung
bình được tán rừng giữ lại là 20 - 30% so với tổng lượng giáng thủy. Rừng lá
kim kín tán giữ lại 20 - 40%, rừng lá rộng từ 15 - 25% so với tổng lượng mưa.
Rừng thưa cây lá rộng chỉ giữ lại ở lớp tán lá từ 8 - 12%, còn rừng thưa cây lá
kim là 20% tổng lượng mưa hàng năm. Rừng lá kim dày rậm có thể giữ lại 40 50% tổng lượng mưa [37].
Các thành phần E1, E2 nhỏ hơn rất nhiều so với đất trống. Điều đó xảy ra
là vì tán rừng làm giảm độ chiếu nắng, sự chênh lệch bảo hòa hơi nước, tốc độ
gió và nhiệt độ đất. Bốc hơi nước từ mặt đất, từ thảm cây bụi và thảm cỏ có thể
đạt 25% tổng lượng mưa. So với đất trống, bốc hơi từ bề mặt đất rừng giảm đi


3 lần.
Lượng nước do thoát hơi nước từ quần thụ chiếm phần lớn trong tổng
lượng bốc hơi nước ở nơi có rừng. Trị số này biến đổi tùy thuộc vào kiểu rừng,
kết cấu và cấu trúc rừng, tuổi rừng và vị trí của rừng trên trái đất, điều kiện khí
hậu. Thoát hơi nước của quần thụ trong một số trường hợp đạt 50% tổng lượng
bốc hơi. Lượng thoát hơi nước của quần thụ phụ thuộc chặt chẽ vào khối lượng
lá, đặc biệt có quan hệ chặt chẽ với lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm.
Những số liệu đo đếm phần lãnh thổ châu Âu thuộc Liên bang Nga cho thấy,
khi lượng mưa hàng năm là 500 - 580 mm, thì lượng thoát hơi nước của một số
quần thụ như sau: Rừng thông từ 125 - 250 mm, rừng vân sam từ 188 - 300
mm, rừng bạch dương 146 - 309 mm, rừng sồi từ 252 - 352 mm.
Bốc hơi nước tổng số phụ thuộc vào vùng địa lí, cịn trong một khu vực
nó phụ thuộc vào kiểu rừng, kết cấu và tuổi rừng. Nhiều vùng của trái đất có
lượng thốt hơi nước của rừng cao hơn lượng mưa hàng năm. Thoát hơi nước

của rừng trung niên đang tăng trưởng mạnh cao hơn 90 - 140 mm so với rừng
thành thục. Biên độ thoát hơi nước như trên là cơ sở khoa học để tuyển chọn
loài cây và loại rừng nhằm mục đích điều chỉnh cân bằng nước. Trong vùng
khơ hạn, việc điều chỉnh chế độ nước của đất có thể bằng biện pháp chặt nuôi
dưỡng rừng. Tùy theo cường độ chặt nuôi dưỡng rừng, sự thu nhận nước mưa
vào đất rừng lá kim đạt 25 - 55 mm, ở rừng lá rộng là 20 - 25 mm. Điều đó đã
ngăn ngừa q trình làm khơ đất vào thời kỳ mùa khơ và đảm bảo tăng trưởng
của rừng.
Dịng chảy bề mặt ở rừng không lớn hơn 2% so với tổng lượng mưa.
Nhưng khi rừng bị phá hủy, dòng chảy bề mặt tăng lên rất lớn. Rừng tạo ra
điều kiện tốt để chuyển dòng chảy bề mặt thành dòng chảy ngầm. Tỷ lệ dịng
chảy ngầm trong phương trình cân bằng nước của rừng do bốc hơi tổng số chi
phối. Nếu bốc hơi nước tổng số càng lớn thì dịng chảy ngầm càng nhỏ. Ảnh