Luận văn thạc sĩ đánh giá tác động của lớp phủ rừng đối với dòng chảy lưu vực sông kôn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TRẦN VĂN CHIẾN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA LỚP PHỦ RỪNG ĐỐI VỚI DỊNG CHẢY LƢU VỰC SƠNG KƠN Chuyên ngành : Địa lí tự nhiên Mã số : 84 40 217 Ngƣời hƣớng dẫn: TS NGÔ ANH TÚ e LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Đánh giá tác động lớp phủ rừng dịng chảy lưu vực sơng Kơn” cơng trình nghiên cứu khoa học nghiêm túc tác giả, với giúp đỡ người hướng dẫn Các nội dung nghiên cứu kết nghiên cứu đề tài trung thực chưa công bố Tác giả luận văn Trần Văn Chiến e LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ khoa học: “Đánh giá tác động lớp phủ rừng dòng chảy lưu vực sơng Kơn” hồn thành hướng dẫn TS Ngơ Anh Tú Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới Thầy, Người hướng dẫn sâu sắc, giúp đỡ tận tình tơi suốt q trình nghiên cứu kiến thức lẫn tinh thần Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy Khoa Địa lý- Địa chính, Trường đại học Quy Nhơn, Cục Khí tượng Thủy văn tỉnh Bình Định, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Bình Định nhiệt tình cung cấp tài liệu, tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trong khn khổ luận văn, điều kiện thời gian hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ q thầy đồng nghiệp Bình Định, ngày 24 tháng năm 2019 Học viên Trần Văn Chiến e DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Ý nghĩa AHP (Ananlyic Hierarchy Process): Phân tích thứ bậc CN (Curve number): Hệ số nhám GIS HSG (Hydrologis soil group): Nhóm đất thủy văn LPR Lớp phủ rừng R&ĐLN Rừng đất lâm nghiệp RG Rừng giàu RNS Rừng nguyên sinh RPTNG Rừng phân theo nguồn gốc 10 RT Rừng trồng 11 RTN Rừng tự nhiên 12 RTS Rừng thứ sinh 13 RN Rừng nghèo 14 RTB Rừng trung bình 15 UBND Ủy ban nhân dân (Geographical Information Systems): Hệ thống thông tin địa lý e MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Quan điểm phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 7 Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lí luận đánh giá tác động lớp phủ rừng dòng chảy 1.1.1 Các vấn đề liên quan đến lớp phủ rừng 1.1.2 Các vấn đề liên quan đến dòng chảy lưu vực sông 13 1.1.3 Vai trò lớp phủ rừng 22 1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài 29 1.2.1 Trên giới 29 1.2.2 Ở Việt Nam 31 1.2.3 Ở địa bàn tỉnh Bình Định 33 1.3 Công nghệ thuật toán sử dụng nghiên cứu 35 1.3.1 Tư liệu viễn thám hệ thống thơng tin địa lí ( GIS) 35 1.3.2.Thuật tốn tính tổn thất dịng chảy từ mưa 36 1.4 Quy trình phương pháp nghiên cứu đề tài 39 CHƢƠNG 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ-XÃ HỘI Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU ĐẾN LỚP PHỦ RỪNG VÀ DÒNG CHẢY MẶT LƢU VỰC SÔNG KÔN 41 2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 41 e 2.1.1 Vị trí địa lí 41 2.1.2 Địa hình, địa mạo 41 2.1.3 Đặc điểm khí hậu 42 2.1.4 Đặc điểm Địa chất - Thổ nhưỡng 45 2.1.5 Đặc điểm thủy văn 46 2.1.6 Thảm phủ rừng 48 2.1.7 Đánh giá chung 51 2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 52 2.2.1 Đặc điểm dân cư 52 2.2.2 Hiện trạng sử dụng đất 52 2.2.3 Tình hình phát triển kinh tế 54 2.2.4 Vấn đề giao đất, giao rừng 54 2.2.5 Các cơng trình thủy điện, thủy lợi 55 2.2.6 Đánh giá chung 56 CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA LỚP PHỦ RỪNG ĐỐI VỚI DÒNG CHẢY MẶT LƢU VỰC SÔNG KÔN 58 3.1 Xây dựng đồ lớp phủ rừng lưu vực sông Kôn 58 3.1.1 Quy trình chung xây dựng đồ lớp phủ rừng lưu vực sông Kôn 58 3.1.2 Bản đồ trạng lớp phủ rừng lưu vực 59 3.2 Xây dựng đồ biến động lớp phủ rừng lưu vực sông Kôn 62 3.2.1 Quy trình phương pháp xây dựng đồ biến động 62 3.2.2 Biến động lớp phủ rừng lưu vực sông Kôn 63 3.3 Xây dựng đồ hệ số tiềm dòng chảy mặt (CN) 70 3.3.1 Quy trình phương pháp tính hệ số CN trung bình cho lưu vực 70 3.3.2 Bản đồ hệ số tiềm dịng chảy lưu vực sơng Kơn 73 3.4 Đánh giá tác động biến động lớp phủ rừng đến dòng chảy mặt 74 3.4.1 Giai đoạn 2009 – 2013 74 3.4.2 Giai đoạn 2013 – 2018 78 e 3.4.3 Toàn giai đoạn 2009 – 2018 81 3.5 Đánh giá chung 84 3.6 Đề xuất giải pháp 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 Kết luận 89 Kiến nghị 89 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) e DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Phân bố diện tích lưu vực theo độ cao 42 Bảng 2.2 Thống kê lượng mưa địa bàn tỉnh Bình Định 45 Bảng 2.3 Đặc trưng dịng chảy lưu vực sơng Kơn 47 Bảng 2.4 Phân phối dòng chảy theo mùa trạm Bình Tường 48 Bảng 2.5 Diện tích rừng có phân theo huyện/thị xã/thành phố 49 Bảng 2.6 Thống kê diện tích rừng phân theo nguồn gốc trữ lượng gỗ 49 Bảng 2.7 Diện tích, dân số địa phương lưu vực năm 2016 52 Bảng 2.8 Hiện trạng sử dụng đất huyện năm 2016 53 Bảng 3.1 Độ xác trung bình kết phân loại 59 Bảng 3.2 Diện tích loại lớp phủ lưu vực giai đoạn 2009 - 2013 64 Bảng 3.3 Ma trận thay đổi lớp phủ giai đoạn 2009 – 2013 64 Bảng 3.4 Diện tích loại lớp phủ giai đoạn 2013 - 2018 .66 Bảng 3.5 Ma trận thay đổi lớp phủ rừng giai đoạn 2013 – 2018 .67 Bảng 3.6 Diện tích loại lớp phủ giai đoạn 2009 -2018 68 Bảng 3.7 Ma trận thay đổi lớp phủ rừng giai đoạn 2009 – 2018 .69 Bảng 3.8 Phân nhóm đất thủy văn lưu vực .71 Bảng 3.9 CN cho loại trạng lớp phủ 72 Bảng 3.10 Độ che phủ rừng hệ số CN trung bình giai đoạn 2009 – 2013 74 Bảng 3.11 Hệ số tương quan (R) hệ số xác định ( R2) 75 Bảng 3.12 Độ che phủ rừng hệ số CN giai đoạn 2013 – 2018 78 Bảng 3.13 Hệ số tương quan (R) hệ số xác định ( R2) 79 Bảng 3.14 Độ che phủ rừng hệ số CN giai đoạn 2009 – 2018 81 Bảng 3.15 Hệ số tương quan (R) giai đoạn 2009 - 2018 81 e DANH MỤC HÌNH Hình 1.2 Sơ đồ lưu vực sông 14 Hình 1.3 Sơ đồ vịng tuần hồn nước Trái Đất 17 Hình 1.4 Sơ đồ nhân tố ảnh hưởng tới mạng lưới sông .18 Hình 1.5 Sơ đồ nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ dịng chảy sơng 19 Hình 1.6 Sơ đồ nhân tố ảnh hưởng tới chế độ nước sông 20 Hình 1.7 Sơ đồ vai trị rừng thành phần tự nhiên 22 Hình 1.8 Xói mịn đất thảm thực vật bị phá hủy 24 Hình 1.9 Tốc độ dòng chảy bề mặt nơi khác nhau: 28 Hình 1.10 Sơ đồ quy trình phương pháp nghiên cứu 39 Hình 2.1 Khu vực nghiên cứu 41 Hình 2.2 Số nắng trung bình ngày Quy Nhơn 43 Hình 2.3 Thổ nhưỡng .46 Hình 2.4 Rừng bị tàn phá xã Vĩnh Sơn, huyện Vĩnh Thạnh năm 2018 51 Hình 2.5 Hiện trạng sử dụng đất năm 2016 .52 Hình 2.6 Thủy điện Ken Lút Hạ lưu vực sông Kôn (Ảnh tác giả) 56 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình xây dựng đồ trạng lớp phủ rừng .59 Hình 3.2 Hiện trạng rừng lưu vực năm 2009 60 Hình 3.3 Cơ cấu diện tích loại lớp phủ lưu vực năm 2009 60 Hình 3.4 Hiện trang rừng lưu vực năm 2013 61 Hình 3.5 Cơ cấu tích loại lớp phủ lưu vực năm 2013 61 Hình 3.6 Hiện trạng rừng lưu vực năm 2018 62 Hình 3.7 Cơ cấu diện tích loại lớp phủ 62 Hình 3.8 Sơ đồ quy trình xây dựng đồ biến động lớp phủ rừng .63 Hình 3.9 Biến động lớp phủ rừng giai đoạn 2009 - 2013 63 Hình 3.10 Biểu đồ diện tích loại lớp phủ qua năm 2009 2013 63 Hình 3.11 Biểu đồ tỉ lệ biến động diện tích loại lớp phủ 65 e Hình 3.12 Biến động lớp phủ rừng giai đoạn 2013 - 2018 66 Hình 3.13 Biểu đồ diện tích loại lớp phủ 66 Hình 3.14 Tỉ lệ biến động diện tích lớp phủ giai đoạn 2013 – 2018 .67 Hình 3.15 Biến động rừng giai đoạn 2009 - 2018 68 Hình 3.16 Biểu đồ diện tích loại lớp phủ 68 Hình 3.17 Tỉ lệ biến động diện tích lớp phủ t giai đoạn 2009 – 2018 .69 Hình 3.18 Quy trình tính hệ số CN trung bình cho tiểu lưu vực .70 Hình 3.19 Các tiểu lưu vực 73 Hình 3.20 Bản đồ hệ số tiềm dòng chảy mặt (CN) lưu vực sơng Kơn 73 Hình 3.21 Quy trình tính độ che phủ rừng .74 Hình 3.22 Đồ thị hồi quy tuyến tính qua năm 2009 2013 .75 Hình 3.23 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 76 Hình 3.24 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 77 Hình 3.25 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 77 Hình 3.26 Đồ thị hồi quy tuyến tính độ che phủ rừng hệ số CN 78 Hình 3.27 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 79 Hình 3.28 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 80 Hình 3.29 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 80 Hình 3.30 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 82 Hình 3.31 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 82 Hình 3.32 Mối quan hệ độ che phủ rừng với hệ số CN 83 Hình 3.33 Phá rừng An Lão năm 2017 87 Hình 3.34 Phá rừng Vĩnh Thạnh năm 2018 87 e Hình Lớp đất trống lộ sau rừng trồng đƣợc khai thác vùng thƣờng nguồn sơng Kơn Hình Lớp đất trống lộ sau rừng trồng đƣợc khai thác khu vực Hồ Núi Một, thị xã An Nhơn e Hình Cơng trình thủy điện Ken Lút Hạ- số 14 dự án thủy điện sơng Kơn Hình Hồ thủy điện Định Bình mùa kiệt nƣớc e Phụ lục MÃ ẢNH VỆ TINH ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI Thời điểm Tên ảnh Vệ tinh Độ mây 5/5/2009 LT05_L1TP_124050_20090505_20161101_01_T1 Landsat 11 3/3/2013 LC08_L1TP_124050_20130303_20170425_01_T1 Landsat 0.91 15/4/2018 LC08_L1TP_124050_20180415_20180501_01_T1 Landsat 17.51 14/3/2018 LC08_L1TP_124050_20180314_20180320_01_T1 Landsat 10.83 e Phụ lục KHÓA GIẢI ĐOÁN LỚP PHỦ TRÊN LƢU VỰC Loại lớp phủ Mẫu giải đoán Ảnh thực tế Tổ hợp màu Yếu tố nhận dạng 4-3-2 Màu xanh đậm 6-5-4 Màu xanh lục nhạt, phân bố theo dạng đám lớn 5-4-3 Màu đem mực, dạng tuyến vùng 6-5-4 Màu xanh chuối non, phân bố thành đám Rừng tự nhiên Rừng trồng Mặt nước Đất nông nghiệp e Dân cư, đô thị Đất trống e 5-4-3 Màu xanh ngọc nhạt, phân bố dạng cụm 6-5-4 Màu trắng xám, màu hồng tím phân bố đám Phụ lục Nhóm đất Bảng phân loại đất theo thành phần giới Hoa Kì Tên đất chi tiết Sét < 0,005mm % trọng lƣợng Limon 0,05 - 0,005mm Cát - 0,05mm Đất cát Đất cát - 20 - 20 80 - 100 Đất thịt Đất cát pha - 20 - 50 50 - 80 Đất thịt pha cát - 20 30 - 50 30 - 50 Đất thịt trung bình - 20 50 - 100 - 30 Đất thịt nặng pha cát 20 - 30 - 30 50 - 80 Đất thịt nặng 20 - 30 20 - 50 20 - 50 Đất sét nhẹ 20 - 30 50 - 80 - 30 Đất sét pha cát 30 - 50 - 20 30 - 50 Đất sét 30 - 50 - 30 - 50 Đất sét pha thịt 30 - 50 50 - 70 - 20 Đất sét nặng 50 - 100 - 50 - 50 Thịt nặng Sét pha Đất sét Bảng Cơ sở phân loại nhóm đất thủy văn theo quan bảo vệ tài ngun đất Hoa Kì Nhóm đất Điều kiện phân nhóm đất thủy văn Khả nƣớc Thốt nước tốt Nhóm A Sét < 10%, Cát sỏi > 90%, cấu trúc đất chủ yếu cát pha, thịt pha cát, thịt nhẹ thịt trung bình Nhóm B Sét từ 10 - 20% cát sỏi từ 50 - 90%, cấu trúc đất chủ Thốt nước bình yếu Thịt nhẹ, Thịt trung bình, Thịt pha sét cát thịt trung bình thường Nhóm C Sét từ 20 - 40%, cát 40% cát < 50%, cấu trúc đất chủ yếu đất sét có khả trương nở cao, đất có mực nước ngầm cao, đất có lớp sét gần bề mặt, đất nông vật liệu gần khơng thấm nước Khơng nước e Phụ lục HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ RỪNG TRÊN LƢU VỰC SÔNG KÔN Hình Hiện trạng lớp phủ rừng lƣu vực sơng Kơn năm 2009 e Hình Hiện trạng lớp phủ rừng lƣu vực sông Kôn năm 2013 e Hình Hiện trạng lớp phủ rừng lƣu vực sông Kôn năm 2018 e Phụ lục BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ RỪNG TRÊN LƢU VỰC SÔNG KÔN Hình Biến động lớp phủ rừng lƣu vực sơng Kơn giai đoạn 2009 - 2013 e Hình Biến động lớp phủ rừng lƣu vực sông Kôn giai đoạn 2013 - 2018 e Hình Biến động lớp phủ rừng lƣu vực sông Kôn giai đoạn 2009 – 2018 e Phụ lục BẢN ĐỒ HỆ SỐ TIỀM NĂNG DỊNG CHẢY MẶT LƢU VỰC SƠNG KƠN Hình Hệ số tiềm dịng chảy mặt lƣu vực sơng Kơn năm 2009 e Hình Hệ số tiềm dịng chảy mặt lƣu vực sơng Kơn năm 2013 e Hình Hệ số tiềm dịng chảy mặt lƣu vực sông Kôn năm 2018 e ... biệt khu vực nghiên cứu Xuất phát từ vấn đề nêu trên, đề tài ? ?Đánh giá tác động lớp phủ rừng dòng chảy lưu vực sông Kôn? ?? chọn nhằm đánh giá tác động lớp phủ rừng đến thay đổi dòng chảy lưu vực, định... vực sông Kôn giai đoạn 2009 - 2018 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Đề tài đánh giá tác động lớp phủ rừng dòng chảy mặt lưu vực sông, không xét đến tác động loại lớp phủ khác dòng chảy lưu vực sông Kôn QUAN... theo lưu vực cách bền vững MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu - Đánh giá tình hình biến động lớp phủ rừng lưu vực sông Kôn giai đoạn 2009 – 2018; - Đánh giá tác động lớp phủ rừng dòng chảy