tính nhu cầu dùng nước trong trồng trọt của lưu vực sông Bến Hải, tỉnh Quảng Trị năm 2005

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Mở đầu Tài nguyên nước là một dạng tài nguyên quan trọng để phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Tài nguyên nước liên quan hàng ngày đến các hoạt động sống và hoạt động kinh tế của con người trong nhiều lĩnh vực, đáng kể nhất là nông nghiệp, ngư nghiệp, lâm nghiệp và du lịch, công nghiệp và đô thị hoá. Các kết quả tính toán sử dụng nhu cầu dùng nước là thành phần số liệu đầu vào quan trọng trong các bài toán thiết kế hồ chứa, tưới tiêu, xây dựng nhà máy nước…Có thể nói nhu cầu sử dụng nước có vai trò to lớn trong bài toán quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. Tuy nhiên, trong niên luận này chỉ tập trung tính toán nhu cầu nước cho trồng trọt của lưu vực sông Bến Hải, tỉnh Quảng Trị thông qua chương trình CROPWAT 4.3. Niên luận này có 2 phần chính sau: Phần I: Đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Bến Hải, tỉnh Quảng Trị. Phần II: ứng dụng mô hình CROPWAT 4.3 để tính nhu cầu dùng nước trong trồng trọt của lưu vực sông Bến Hải, tỉnh Quảng Trị năm 2005. Để hoàn thành được niên luận này, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn, các thầy cô giáo trong khoa Khí tượng – Thuỷ văn – Hải dương học đã dìu dắt, dạy dỗ giúp em có những kiến thức chuyên ngành về thuỷ văn. Tuy nhiên do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên bài niên luận này không tránh khỏi những khuyết điểm. Em rất mong sự góp ý chân thành của các thầy cô và bạn bè. 1 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Phần I Đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực sông bến hảI 1.1. Vị trí địa lý - Lưu vực sông Bến Hải với: + kinh độ từ 106 0 38 ’ 53 ’’ E đến 107 0 08 ’ 53 ’’ + vĩ độ từ 16 0 47 ’ 37 ’’ đến 17 0 11 ’ 37 ’’ , + phía Bắc và Tây Bắc giáp với tỉnh Quảng Bình + phía Tây giáp với lưu vực sông Xê Păng Hiêng + phía Nam giáp với lưu vực sông Thạch Hãn + phía Đông giáp biển - Lưu vực sông Bến Hải nằm về phía Bắc tỉnh Quảng Trị có diện tích là 1066,89 km 2 , nằm trên địa bàn các huyện Vĩnh Linh (624.83 km 2 ), Gio Linh (410.99 km 2 ) và Cam Lộ (31,07 km 2 ). Theo tính chất cấp nước cho nông nghiệp lưu vực có thể phân thành 4 tiểu lưu vực: Sa Lung, Thượng Bến Hải, Hạ Bến Hải và Hà Thượng - Trúc Kinh. 2 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 - Hệ thống sông Bến Hải: có thượng nguồn là dãy núi cao trên dưới 1000m nằm ở phía Tây Bắc Quảng Trị và đổ ra biển qua Cửa Tùng. Sông Bến Hải chảy dọc theo vĩ tuyến 17. Có tất cả 14 phụ lưu, trong đó đáng chú ý là sông Bàn Xen (gọi là sông La Lung) và Rào Thanh (gọi là sông Bến Hải). Hình 1.1 Bản đồ lưu vực sông Bến Hải 3 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 1.2. Địa hình, địa mạo Vùng nghiên cứu có thế dốc chung từ đỉnh Trường Sơn đổ ra biển. Do sự phát triển của các bình nguyên đồi thấp nên địa hình ở vùng này rất phức tạp. Theo chiều Bắc Nam, phần đồng bằng địa hình có dạng đèo thấp, thung lũng sông - đèo thấp. Theo chiều Tây - Đông, địa hình ở đây có dạng núi cao, đồi thấp, nhiều khu theo dạng bình nguyên - đồi, đồng bằng, đồi thấp ven biển. Có thể phân chia địa hình ở đây theo các dạng đặc trưng sau: - Vùng cát ven biển: dải cát này 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 +6 ÷ +4 m. Vùng cát có lớp phủ thực vật nghèo nàn. Cát ở đây di chuyển theo các dạng cát chảy theo dòng 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. Tuy nhiên, dạng địa hình này có khả năng cải tạo thành vùng trồng cây trồng cạn nếu như có nước để cải tạo. - Vùng đồng bằng: dạng 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 mòn và bồi tụ. Đồng bằng hạ du sông Bến Hải, cao độ biến đổi từ +1,0 ÷ 2,5 m; địa hình bằng phẳng, đã được khai thác từ lâu đời để sản xuất lúa nước. Xuôi theo chiều dài dòng chảy của sông Sa Lung, dạng đồng bằng này có tới gần 8.000 ha. - Vùng núi thấp và đồi: Địa hình vùng đồi ở đây có dạng đồi bát úp liên tục, có những 4 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 khu nhỏ dạng bình nguyên như khu đồi Hồ Xá (Vĩnh Linh) và khu Cùa (Cam Lộ). Độ dốc vùng núi bình quân từ 15 ÷ 18 0 . 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. Đây là dạng địa hình có thế mạnh của tỉnh Quảng Trị nói chung và lưu vực sông Bến Hải nói riêng. Dạng địa hình này chiếm tới 50% diện tích tự nhiên của các lưu vực sông, thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa nước phục vụ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản. Trên bậc địa hình này thích hợp với các loại cây lâu năm như hồ tiêu, cao su, cà phê và các loại cây ăn quả … - Vùng núi cao: Do chiều ngang hẹp, từ dải Trường Sơn ra đến biển khoảng 100km, núi cao nên địa hình này dốc, hiểm trở; các triền núi cao có xen kẽ các cụm đá vôi được hình thành do quá trình tạo sơn xảy ra và 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 – 1700m 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. Tóm lại, địa hình vùng nghiên cứu rất phức tạp, khó khăn cho công tác thuỷ lợi và cũng có rất nhiều tiềm năng để phát triển một nền kinh tế nông nghiệp đa dạng và một nền kinh tế hàng hoá có giá trị cao. 1.3. Địa chất, thổ nhưỡng 5 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 1. Địa chất Địa tầng phát triển không liên tục, các trầm tích từ Paleozoi hạ tới Kainozoi trong đó trầm tích Paleozoi chiếm chủ yếu, gồm 9 phân vị địa tầng, còn lại 6 phân vị thuộc Meôzoi và Kainozoi. Địa chất trong vùng có những đứt gãy chạy theo hướng từ đỉnh Trường Sơn ra biển tạo thành các rạch sông chính cắt theo phương Tây Đông. Tầng đá gốc ở đây nằm sâu, tầng phủ dày. Theo đánh giá của ngành địa chất, trong vùng này có rất nhiều quặng nhưng phân bố rất phân tán, không thành khu tập trung, do vậy khi xây dựng công trình thuỷ lợi ở vùng này ít bị ảnh hưởng. Phần thềm lục địa được thành tạo từ trầm tích sông biển và sự di đẩy của dòng biển tạo thành. 2. Thổ nhưỡng - Vùng đồng bằng ven biển: bao gồm các xã nằm phía Đông quốc lộ 1A kéo dài từ Vĩnh Linh đến Hải Lăng. Vỏ phong hoá chủ yếu phát triển trên đất đá bazan (Vĩnh Linh) vùng trầm tích biển và phù sa sông. - Vùng gò đồi: hầu hết có dạng địa hình đồi thấp, một số dạng thung lũng sông thuộc địa phận huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Cam Lộ trên vỏ phong hoá magma. 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 không có cây bị rửa trôi khá mạnh. - Vùng đồi, núi dãy Trường Sơn: ở đây núi cao bị chia cắt mạnh, thực vật nghèo. Tiểu vùng đất sa phiến thạch thuộc địa phận Lao Bảo, Lìa: nằm trong vùng đứt gãy dọc đường 9, 6 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 giáp khu vực Lao Bảo. Địa hình ở đây thấp, trũng, đồi lượn sóng. Đất phát triển trên phiến thạch sét biến chất. ở những khu đất nhiều phù sa thuận lợi phát triển các cây nông nghiệp, vùng cao hơn rất thuận lợi cho phát triển cây công nghiệp dài ngày như hồ tiêu, càfê. 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 toàn lương thực Thế giới) dọc các quốc lộ hoặc tỉnh lộ phát triển nhanh và có hiệu quả môi trường rõ rệt. 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. Đến năm 2003 độ che phủ của rừng hiện nay đạt 36,5%. Tỉnh Quảng Trị gần như vùng đất vành đai trắng trong thời gian chiến tranh, chỉ sau hơn 25 sau chiến tranh, rừng che phủ đất đai tự nhiên từ 7,4% lên hơn 35%là một thành quả sinh thái quan trọng. 1.5. Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn Trên lưu vực sông Bến Hải, việc nghiên cứu đo đạc các yếu tố khí tượng thuỷ văn đã 7 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 được quan tâm từ đầu thế kỷ XX. Tuy nhiên, tài liệu đầy đủ và đảm bảo chất lượng phục vụ nghiên cứu tính toán thuỷ văn công trình là tài liệu đo đạc từ năm 1958 tới nay. Lưới trạm quan trắc các yếu tố khí tượng thuỷ văn trên lưu vực phân bố không đều. Các trạm đo mưa phân bố khá dày ở trung du và hạ du lưu vực còn thượng nguồn có rất ít trạm đo mưa nên việc đánh giá trường mưa và nguồn nước rất khó khăn. Các trạm thuỷ văn bố trí thưa thớt, thiếu đồng bộ. Trên lưu vực sông Bến Hải số liệu khí tượng được lấy của trạm Đông Hà, số liệu thuỷ văn thì có trạm Hiền Lương (sông Bến Hải) và trạm Bến Thiêng (sông Sa Lung) là đo đạc đầy đủ các yếu tố và chất lượng đảm bảo cho tính toán thuỷ văn và nghiên cứu khoa học. 1.6. Khí hậu Tỉnh Quảng Trị nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng, ẩm mang đầy đủ sắc thái khí hậu các tỉnh miền Trung Việt Nam. Trong năm có hai mùa rõ rệt, mùa khô và mùa mưa. Mùa khô từ tháng 12 tới tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 tới tháng 11. Từ tháng 3 đến tháng 8 chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khô và nóng. Từ tháng 9 đến tháng 2 năm sau chịu ảnh hưởng của gió Đông Bắc đi liền với mưa phùn và rét đậm. 1. Mưa Tổng lượng mưa 9 tháng mùa khô chỉ chiếm 30% tổng lượng mưa năm. Trong các tháng mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 thường có những trận mưa rào nhẹ cách nhau từ 7 đến 8 ngày với lượng mưa trần từ 20 ÷ 30mm. Do vậy, trong vụ đông xuân thường ít phải tưới hơn vụ hè 8 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 thu. Giữa 2 mùa khô có 1 thời kỳ mưa lớn là tháng 5 và tháng 6 gọi là mưa tiểu mãn. Nhờ có mưa này mà vụ hè thu, nhu cầu nước cho con người và cây trồng đỡ căng thẳng hơn. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 11, thậm chí có năm mùa mưa kéo dài đến tận tháng 12. Đây là thời gian bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động mạnh ở khu vực miền Trung. Do đặc điểm địa hình chia cắt nên mưa trong mùa mưa cũng ít khi đồng đều trên toàn lưu vực. Theo thống kê lượng mưa bình quân nhiều năm của các trạm thể hiện. Bảng 1.1: Mưa bình quân nhiều năm Đơn vị: mm T r ạ m 1 2 3 4 5 6 V ĩ n h L 1 2 9 . 9 8 3 . 3 4 8 . 6 5 1 . 9 1 0 0 . 5 9 7 . 8 9 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 i n h G i a V ò n g 6 0 . 1 4 7 . 9 3 5 . 4 6 4 . 1 1 4 3 . 6 1 0 1 . 4 Đ ô n g H à 4 8 . 2 3 4 . 1 3 0 . 8 6 0 . 7 1 1 9 . 3 8 3 . 0 T h 8 4 6 0 4 8 6 3 1 3 1 0 10 [...]... kế hoạch cân đối và sử dụng nước hợp lý Phần II ứng dụng mô hình Cropwat để tính nhu cầu dùng nước trong trồng trọt của lưu vực sông Bến HảI nam 2005 2.1 Cở sở lý thuyết của mô hình Nhu cầu tưới nước tại mặt ruộng được tính toán theo chương trình CROPWAT (version 4.3) Đây là chương trình tính nhu cầu tưới, chế độ tưới và kế hoạch tưới tại mặt ruộng cho các loại cây trồng trong các điều kiện khác nhau;... núi nên tính chất dòng chảy cũng có sự phân hoá theo không gian rõ rệt Một số đặc trưng dòng chảy năm của lưu vực sông Bến Hải và một số lưu vực sông khác thuộc tỉnh Quảng trị được thể hiện: Bảng1.6 Một số đặc trưng dòng chảy năm các lưu vực sông thuộc tỉnh Quảng Trị S T T T ê ê Các đặc trưng dòng chảy lưu vực 16 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Q M Y 0 0 0 ( ( (... ruộng của cây trồng, IRReq, được xác định bằng hiệu số giữa nhu cầu nước của cây và lượng mưa hiệu quả Nhu cầu nước của cây lúa nước khác với của các cây trồng cạn Nhu cầu nước của cây trồng cạn chỉ là lượng nước cần để bù vào tổn thất do bốc thoát hơi nước, ETcrop Việc tính toán nhu cầu dùng nước cho cây trồng được dựa vào yếu tố 20 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368... tích trồng cỏ rộng lớn mà tại đó, cỏ có chiều cao 8 - 15 cm, mọc tốt, phủ kín hết mặt đất và luôn luôn đủ nước Lượng bốc thoát hơi nước của cây trồng được xác định theo công thức: ETcrop = Kc ETo (2.1) trong đó Kc là hệ số cây trồng, ETo là lượng bốc hơi mặt ruộng chuẩn ETo Nhu cầu nước của các cây trồng cạn chỉ bằng lượng bốc thoát hơi nước của cây, ETcrop Nhu cầu nước của cây lúa (RiceRq) bằng tổng của. .. do nhu cầu tưới của cây lúa nước khác với của các cây trồng cạn nên nó được tính theo một chương trình riêng và yêu cầu số liệu đầu vào cũng khác Chương trình con riêng tính nhu cầu tưới cho cây lúa nước được tự động gọi khi tên cây trồng là RICE hay PADDY Chương trình tính Nhu cầu tưới tại mặt ruộng cho cây trồng cạn yêu cầu số liệu đầu vào bao gồm: số liệu khí hậu, khí tượng và số liệu về cây trồng. .. còn nhu cầu tưới nước tại mặt ruộng của cây lúa nước IRReq bằng hiệu số giữa nhu cầu nước của cây lúa RiceRq và lượng mưa hiệu quả Peff , tức là: IRReq = RiceRq - Peff (2.4) Tính toán nhu cầu tưới nước tại mặt ruộng: được tiến hành theo 3 bước nhờ thực hiện 3 21 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 chương trình tính tương ứng: tính ETo, tính lượng mưa hiệu quả và tính. .. chương trình tính CROPWAT 4.3 cho lưu vực sông Bến Hải, các số liệu khí hậu lấy theo hai trạm Đông Hà với các loại cây trồng và thời vụ tương ứng trên địa bàn tỉnh 25 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 2.2 Tình hình số liệu 2.2.1 Số liệu về cây trồng 1) Số liệu về diện tích cây trồng được lấy theo Niên giám thống kê thuỷ văn năm 2005 của tỉnh Quảng Trị Ta có bảng... lúa (RiceRq) bằng tổng của 3 đại lượng: lượng bốc thoát hơi nước của cây (ETcrop), lượng nước thấm do ruộng bị ngập nước (Perc), lượng nước cần để làm mạ và làm đất trước khi cấy lúa (LPrep), tức là: RiceRq = ETcrop + Perc + LPrep (2.2) Bởi vậy, nhu cầu tưới nước tại mặt ruộng của cây trồng cạn IRReq bằng hiệu số giữa nhu cầu nước của cây trồng cạn ETcrop và lượng mưa hiệu quả P eff (lượng mưa sau... cụng nghiệp hàng năm / 1 u u /1 1 ố 5 Cõy cụng nghiệp lõu năm ố 5 2 2 1 2 2 9 u u u Cõy ăn quả u u u u 34 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 M ớ u 2.2.2 Số liệu về khí hậu 1) Số liệu về mưa - Ta có số liệu mưa nhiều năm từ năm 1974 đến năm 2004 được đo bởi trạm Đông Hà, tỉnh Quảng Trị - Số liệu mưa năm 2005 của trạm Đông Hà, tỉnh Quảng Trị (thể hiện trong bảng 2.3)... lớp phủ thực vật trên lưu vực là tốt Các tháng nhiều nước rơi vào tháng 9, 10, 11, 12, tháng ít nước rơi vào các tháng còn lại Các tháng nhiều nước chiếm khoảng 70 - 75% tổng lượng nước cả năm, còn các tháng ít nước là 25 - 30% Mực nước lũ hè thu trên các triền sông chỉ dao động từ 1,5 - 1,7 m; ít khi mực nước lũ hè thu trên các triền sông lên cao trên 1,7 m Hướng chuyển của lũ ở trong vùng hạ du cũng