Ứng dụng gis và mô hình swat trong mô phỏng lớp dòng chảy mặt trên lưu vực sông bung phục vụ công tác quản lý lưu vực sông

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA ĐỊA LÝ ------ ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG GIS VÀ MÔ HÌNH SWAT TRONG MÔ PHỎNG LỚP DÒNG CHẢY MẶT TRÊN LƯU VỰC SÔNG BUNG PHỤC

Trang 1

1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA ĐỊA LÝ - -

ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG GIS VÀ MÔ HÌNH SWAT TRONG MÔ PHỎNG LỚP DÒNG CHẢY MẶT TRÊN LƯU VỰC SÔNG BUNG PHỤC VỤ

CÔNG TÁC QUẢN LÝ LƯU VỰC SÔNG

Trang 2

2

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

(Geographic Information System)

(Digital Elevation Model)

(Hydrologic Response Units)

(Agricultural Research Service)

(United States Department of Agriculture)

CREAMS Quản lý Nông nghiệp về hóa chất - dòng chảy

Trang 3

3

(World Wide Fund For Nature)

IUCN

Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và

Tài nguyên Thiên nhiên

(International Union for Conservation of Nature and Natural Resources)

Trang 4

4

DANH MỤC BẢNG

1 Bảng 2.1 Lượng mưa trung bình tháng, năm (mm) 18

2 Bảng 2.2 Lượng bốc hơi trung bình tháng của các trạm (mm) 19

3 Bảng 2.3 Bảng phân phối tổn thất bốc hơi trong năm tại hồ Sông

4 Bảng 2.4 Đặc trưng địa lý thủy văn Sông Bung 20

5 Bảng 2.5 Các đặc trưng dòng chảy năm tại khu vực nghiên cứu 21

7 Bảng 2.7 Tổng lượng lũ theo các tần suất tại trạm 22

8 Bảng 2.8 Lưu lượng dòng chảy kiệt thiết kế tại tuyến đập Qk

10 Bảng 2.15 Tổng hợp taxon khu hệ động vật vùng nghiên cứu 25

12 Bảng 2.16 Dân tộc thiểu số và tỷ lệ dân nghèo của huyện Nam

13 Bảng 2.18 Phân chia dân số theo dân tộc và giới tính của huyện

14 Hình 3.5 Bảng xử lý các thông số thời tiết tại trạm Thành Mỹ 37

15 Bảng 2.12 Mức độ mô phỏng của mô hình tương ứng chỉ số R 2 54

16 Bảng 3.1 Bảng thống kê diện tích các tiểu lưu vực trong Sông

17 Bảng 3.2 Thống kê giá trị lớp dòng chảy mặt từ năm 2000 – 2015

18 Bảng 3.3 Thống kê giá trị lớp dòng chảy mặt trong 12 tháng từ

Trang 5

5

19 Bảng 3.3.1 Biểu diễn giá trị lớn nhất và nhỏ nhất lớp dòng chảy

trong các tháng và năm của tháng đó ( đơn vị : mm) 59

mặt trong từng năm và tháng của năm đó (đơn vị:mm) 60

21 Bảng 3.4 Thống kê giá trị lớp dòng chảy của 13 tiểu lưu vực Sông

22 Bảng 3.4.1 Tiểu Lưu vực có giá trị lớp dòng chảy mặt (đơn vị:

mm) lớn nhất và nhỏ nhất từ 2000- 2015 của sông Bung 62

23 Bảng 3.4.2 Năm có giá trị lớp dòng chảy mặt lớn nhất và nhỏ

nhất (đơn vị: mm) của 13 tiểu lưu vực sông Bung từ 2000-2015 62

24 Bảng 3.5 Thông kê giá trị lớp dòng chảy mặt từ 2000 – 2015 trên

25 Bảng 3.6 Thống kế giá trị lớp dòng chảy của 12 tháng từ

trong các tháng và năm của tháng đó (đơn vị: mm) 65

mặt trong từng năm và tháng của năm đó (đơn vị: mm) 66

28 Bảng 3.7 Thống kê giá trị lớp dòng chảy của 13 tiểu lưu vực sông

29 Bảng 3.7.1 Tiểu lưu vực có giá trị lớp dòng chảy mặt (đơn vị:

mm) lớn nhất và nhỏ nhất từ 2000-2015 của sông Bung 68

30

Bảng 3.7.2 Năm có giá trị lớp dòng chảy mặt lớn nhất và nhỏ

nhất (đơn vị:mm) của 13 tiểu lưu vực sông Bung từ 2000-2015 68

31 Bảng 3.8 Bảng biến động lớp dòng chảy mặt năm 2000 theo hai

32 Bảng 3.9: Bảng biến động lớp dòng chảy mặt năm 2015 theo hai

Trang 6

6

DANH MỤC HÌNH

2 Hình 1.2 Sơ đồ vòng tuần hoàn thủy văn 11

3 Hình 2.1 Sơ đồ thổ nhưỡng của lưu vực sông Bung 24

4 Hình 2.2: Sơ đồ bậc thang thủy điện trên sông Bung 30

6 Hình 3.2 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Nam Giang, tỉnh

8 Hình 3.4 Cấu trúc tổng thể dữ liệu thời tiết 36

9 Hình 3.5 Bảng xử lý các thông số thời tiết tại trạm Thành Mỹ 37

10 Hình 3.6 Hiển thị phần dữ liệu lưu lượng dòng chảy trạm Thành

12 Hình 3.8 Quy trình thực hiện mô phỏng 40

14 Hình 3.10 Chức năng phân chia lưu vực 42

15 Hình 3.11 Bản đồ ranh giới, tiểu lưu vực sông Bung 43

17 Hình 3.13 Tính toán tiểu lưu vực sông Bung, huyện Nam Giang 44

19 Hình 3.14 Định nghĩa lớp sử dụng đất (Land use Data) 45

20 Hình 3.15 Kết quả dữ liệu Land Use Data 46

Trang 7

7

21 Hình 3.16 Định nghĩa lớp thổ nhưỡng (Soil Data) 46

24 Hình 3.19 Kết quả bản đồ dữ liệu Slope 48

30 Hình 3.23 Hộp thoại mô phỏng các kết quả của mô hình SWAT 51

31 Hình 3.24 Hộp thoại mô phỏng giá trị thủy văn trên lưu vực 51

32 Hình 3.25 Mô phỏng tóm tắt giá trị sử dụng đất 52

33 Hình 3.26 Mô phỏng giá trị trầm tích trên lưu vực sông Bung 52

34 Hình 3.27 Tương quan giữa xói mòn đất trên lưu vực sông 53

35 Hình 3.28 SWAT Graph hiển thị kết quả trích xuất dưới dạng đồ

36 Hình 3.29 SWAT Graph hiển thị kết quả so sánh hệ số tương

37 Hình 3.30 Bản đồ lưu vực sông Bung và các tiểu lưu vực 57

38 Hình 3.31 Biểu đồ thể hiện giá trị lớp dòng chảy mặt trong 12

39 Hình 3.32 Biểu đồ thể hiện sự tương quan về giá trị lớp dòng

chảy mặt của 13 tiểu lưu vực từ năm 2000-2015 61

40 Hình 3.33 Bản đồ lớp dòng chảy mặt theo hiện trạng sử dụng đất

Trang 8

8

chảy mặt của 13 tiểu lưu vực từ 2000-2015 (đơn vị: mm) 67

chảy mặt của 13 tiểu lưu vực từ năm 2000-2015 61

chảy mặt của 13 tiểu lưu vực từ 2000-2015 (đơn vị: mm) 67

5 Hình 3.47 Biểu đồ biến động lớp dòng chảy mặt năm 2000 theo 2

6 Hình 3.48: Biểu đồ biến động lớp dòng chảy mặt năm 2015 theo 2

Trang 9

9

DANH MỤC BẢN ĐỒ

1 Hình 2.2 Bản đồ hành chính Huyện Nam Giang, tỉnh Quảng 16

4 Hình 3.13 Bản đồ ranh giới, tiểu lưu vực sông Bung 57

5 Hình 3.40 Bản đồ lưu vực sông Bung và các tiểu lưu vực 63

Trang 10

10

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này và có kiến thức như ngày hôm nay, em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu cùng toàn thể Thầy Cô Khoa Địa, trường Đại Học Sư Phạm Đại Học Đà Nẵng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Em xin chân thành cảm ơn Cô Th.S Nguyễn Thị Diệu giảng viên Khoa Địa đã hướng dẫn em hoàn thành báo cáo này Cảm ơn Cô đã tận tình chỉ bảo, hỗ trợ và động viên em trong suốt thời gian thực tập

Em cũng xin chân thành gởi lời cảm ơn, lời tri ân sâu sắc đến cán bộ Đinh Văn Tùng, phó phòng Phát Triển Công Nghệ, Trung Tâm Công Nghệ Thông Tin Tài Nguyên Môi Trường Đà Nẵng, đã hỗ trợ em rất nhiều để hoàn thành bài báo cáo này

Tuy đã hoàn thành tốt đề tài nhưng cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định trong quá trình nghiên cứu, rất mong được sự thông cảm và chia sẻ quý báu của quý Thầy Cô và Bạn bè

Em xin gửi lời chúc đến tất cả Thầy Cô Khoa Địa và các Cán bộ công tác tại Phòng Phát Triển Công Nghệ cùng các Bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công

Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện

Trang 11

11 Sông Vu Gia là một trong hai sông hợp thành hệ thống sông Thu Bồn Lưu vực sông

Vu Gia nằm về phía bắc lưu vực sông Thu Bồn thuộc địa phận các huyện Đông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Đại Lộc, Điện Bàn tỉnh Quảng Nam và huyện Hòa Vang thành phố Đà Nẵng Trong đó sông Bung là phụ lưu quan trọng bậc nhất của hệ thống sông

Vu Gia Tài nguyên nước trên lưu vực sông Bung được sử dụng đa mục tiêu như cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, tưới tiêu trong nông nghiệp và cung cấp nguyên liệu cho hệ thống thủy điện như Sông Bung 2, Sông Bung 4 Có thể nói quản lý nguồn nước mặt trên lưu vực sông Bung đang là vấn đề cần thiết hiện nay

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, hệ thống thông tin địa lý (GIS) ngày càng có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khoa học Từ sự phát triển của công nghệ GIS nhiều mô hình thủy văn đã ra đời cho phép tính toán lưu lượng dòng chảy một cách chính xác, dễ dàng và nhanh chóng hơn so với phương pháp quan trắc truyền thống Một trong số đó là mô hình SWAT, mô hình ở cấp độ lưu vực sông có khả năng tích hợp với GIS, nhờ đó nâng cao độ chính xác của kết quả mô phỏng các quá trình thủy văn diễn

ra trên bề mặt đất, trong lòng đất và trong dòng chảy Nó cho phép đánh giá tiềm năng nước mặt cũng như nước ngầm trên lưu vực, các đặc trưng vật lý trên lưu vực Ứng dụng

mô hình SWAT để phân tích và đánh giá dòng chảy tại lưu vực sông Bung là phương

Để thực hiện được mục tiêu trên, đề tài phải thực hiện được các nhiệm vụ sau:

- Tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

- Khái quát điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm dòng chảy của khu vực nghiên cứu

- Tìm hiểu về công nghệ GIS và mô hình SWAT

Trang 12

12

- Đánh giá tác động dòng chảy và sự thay đổi dòng chảy mặt do các yếu tố tự nhiên – con người bằng mô hình SWAT

- Đề xuất các giải pháp hạn chế và thích ứng

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu những vấn đề về lý luận và thực tiễn vai trò của dòng chảy mặt đến hoạt động khai thác, quản lý tài nguyên nước mặt Đồng thời phân tích tác động ngược lại của các hoạt động khai thác đến quá trình thay đổi dòng chảy mặt tại khu vực nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là dòng chảy mặt tại lưu vực sông Bung

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Việc mô phỏng dòng chảy mặt và tác động qua lại của nó với môi trường tự nhiên – hoạt động phát triển kinh tế ở lưu vực sông Bung, đề tài đã lựa chọn những phương pháp nghiên cứu chính sau:

4.1 Phương pháp thu thập số liệu

Đây là phương pháp thu thập toàn bộ số liệu, thông tin có liên quan đến đề tài, sau đó

sẽ tiến hành tiến hành xử lý, đánh giá tài liệu thu thập được Phần số liệu này được tôi thu thập từ cơ quan đó là: Trung tâm khí tượng thủy văn Trung Trung Bộ, Sở Tài nguyên

và Môi trường tỉnh Quảng Nam Mục đích nhằm giảm bớt thời gian thực hiện và công sức cũng như làm tăng tính khoa học và thuyết phục của đề tài

Ngoài các số liệu thu thập ở các cơ quan, chúng tôi còn khai khác những thông tin qua các kênh thông tin, đặc biệt là internet, sách báo

4.2 Phương pháp tổng hợp xử lý và phân tích số liệu

Bản thân số liệu chỉ là các số liệu thô, qua xử lý, phân tích trở thành thông tin và sau

đó trở thành tri thức Đây chính là điều mà tất cả các nghiên cứu đều muốn hướng đến

Xử lý và phân tích số liệu hay dữ liệu là một trong các bước cơ bản của một nghiên cứu

4.3 Phương pháp bản đồ kết hợp với GIS

Từ các số liệu và bản đồ thu thập được trong quá trình nghiên cứu Với sự hỗ trợ của

mô hình SWAT và các phần mềm GIS (ArcGIS) để xử lý và thiết lập các bản đồ thành

Trang 13

13 phần Từ đó thành lập bản đồ dữ liệu địa hình, thời tiết, phân định lưu vực và dòng chảy mặt của lưu vực Sông Bung Trên cơ sở đó, đề tài sử dụng các công cụ phân tích, thống

kê trên mô hình SWAT, phần mềm GIS để đánh giá tác động trên Đây là phương pháp chủ đạo trong quá trình nghiên cứu của đề tài

Bản đồ sẽ được sử dụng trong suốt quá trình thực hiện đề tài Bản đồ có tác dụng cụ thể hóa các vấn đề nghiên cứu, đồng thời góp phần thúc đẩy cho công tác nghiên cứu địa lý tiến triển tốt hơn

4.4 Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp này giúp thu thập các thông tin bổ sung cần thiết cho đề tài mà phương pháp thu thập chưa đạt yêu cầu Phương pháp giúp kiểm chứng độ chính xác của số liệu

và thông tin đã thu thập được

5 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

Việc ứng dụng GIS và mô hình SWAT để nghiên cứu các vấn đề về môi trường đã

có một số tác giả thực hiện, cụ thể như sau:

- Đề tài “GIS và mô hình hóa SWAT trong đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến lưu lượng dòng chảy lưu vực sông Bé” của tác giả Nguyễn Thị Kim Nga

- Đề tài “Ứng dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT đánh giá lưu lượng dòng chảy lưu vực sông Bé” của nhóm tác giả Nguyễn Duy Liêm, Nguyễn Thị Hồng, Trương Phước Minh, Nguyễn Kim Lợi

- Đề tài “Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá lưu lượng dòng chảy và bồi lắng tại tiểu lưu vực sông La Ngà” của nhóm tác giả Nguyễn Kim Lợi và Nguyễn Hà Trang

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

6.1 Ý nghĩa khoa học

Đề tài đã một lần nữa khẳng định tính ưu việt trong việc sử dụng mô hình SWAT để

mô phỏng đánh giá lớp dòng chảy trên lưu vực sông Bung, là phương pháp tiếp cận có

độ chính xác khá tốt đem lại hiệu quả cao

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Việc đánh giá diễn biến lớp dòng chảy mặt sẽ giúp cho các nhà quản lý có cái nhìn

cụ thể và chi tiết hơn về tình hình tài nguyên nước trên lưu vực Qua đó đưa ra những giải pháp hạn chế và quy hoạch sử dụng nguồn nước hiệu quả, đem lại phúc lợi cho xã hội , phát triển kinh tế cho vùng và đất nước

Trang 14

14

7 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và thảm thực vật, lưu vực sông Bung

- Tìm hiểu lý thuyết về dòng chảy và lưu vực sông

- Tìm hiểu lý thuyết về GIS

- Tìm hiểu lý thuyết về mô hình SWAT

- Tính toán – mô phỏng lớp dòng chảy mặt sông Bung ở giai đoạn hiện trạng (2000

Trang 15

15

B PHẦN NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 CÁC ĐẶC TRƯNG HIỂN THỊ DÒNG CHẢY, LỚP DÒNG CHẢY VÀ LƯU VỰC SÔNG

1.1.1 Đặc trưng hiển thị lưu vực sông

- Diện tích lưu vực (km 2 ): là diện tích hứng nước mưa tính đến một vị trí nào đó

của sông Diện tích lưu vực được giới hạn bởi đường phân nước càng lớn thì nguồn cung cấp nước cho sông càng lớn

- Chiều dài lưu vực (km): là khoảng cách theo đường gấp khúc qua các điểm giữa

của đoạn thẳng cắt ngang qua lưu vực và vuông góc với hướng dòng chảy đi từ nguồn nước Trong thực tế lấy chiều dài sông chính là chiều dài lưu vực

- Chiều rộng lưu vực B (km): được xác định theo công thức: B = F / L 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 sông

- Độ cao bình quân lưu vực Hbq (m): ảnh hưởng đến điều kiện thủy văn khí hậu

Độ cao bình quân của lưu vực có ảnh hưởng rất lớn tới các nhân tố khí hậu, đặc biệt

là đối với các lưu vực rộng lớn

𝑯𝒃𝒒 = ∑ 𝒇𝒊𝒉𝒊

𝒏 𝒊=𝟏

(∑𝒏𝒊=𝟏𝒇𝒊 = 𝑭 )Trong đó:

h: cao trình bình quân giữa hai đường đồng mức (m); f i diện tích giữa hai đường đồng mức (m2);

n: số mảnh diện tích

e: Độ dốc trung bình lưu vực (Jtb): ảnh hưởng rất quan trọng tới quá trình tập trung dòng chảy, sự tạo thành lũ và tính chất lũ trong lưu vực Lưu vực càng dốc thì dòng chảy tập trung càng nhanh và lũ lên càng nhanh

1.1.2 Đặc trưng hiển thị dòng chảy và lớp dòng chảy

- Lưu lượng nước

Lưu lượng nước Q (water discharge): là lượng nước chảy qua mặt cắt cửa ra trong một đơn vị thời gian là 1 giây (m3/s) Lưu lượng là tích số của vận tốc trung bình dòng chảy nhân cho diện tích mặt cắt ướt của dòng chảy

Trang 16

16 Lưu lượng nước tại một thời điểm bất kỳ gọi là lưu lượng tức thời Quá trình thay đổi của lưu lượng nước theo thời gian tại tuyến cửa ra gọi là quá trình lưu lượng, ký hiệu là Q(t) hoặc Q ~ t

Lưu lượng bình quân trong một khoảng thời gian T bất kỳ là giá trị trung bình của lưu lượng nước trong khoảng thời gian đó Lưu lượng bình quân được tính theo công thức tích phân hoặc biểu thức sau:

𝑸 ̅ = 𝟏

𝑻× ∫ 𝑸(𝒕)𝒅𝒕𝟎𝑻 hoặc 𝑸 ̅ = ∑𝒏𝒊=𝟏𝑸𝒊

𝒏

Trong đó:

𝑄̅ : Là giá trị bình quân của lưu lượng m3/s;

N : số thời gian tính toán (s);

Qi : lưu lượng bình quân tại mỗi thời đoạn thứ i bất kỳ (m3/s)

Từ các công thức trên, ta có dạng các biến đổi sau:

𝑾 = 𝒀×𝑭×𝟏𝟎𝟑

Và 𝒀 = 𝑴×𝑻×𝟏𝟎𝟔Trong đó: Q: lưu lượng (m3/s);

Trang 17

17

Hệ số α càng lớn, tổn thất dòng chảy càng nhỏ và ngược lại Bởi vậy, α phản ánh tình hình sản sinh dòng chảy trên lưu vực Module dòng chảy M phản ánh khả năng phong phú của nguồn nước trong một lưu vực Tương tự, độ sâu dòng chảy

Y càng lớn thì lượng nước càng nhiều Để so sánh mức độ dồi dào nguồn nước, hai trị số M và Y thường được sử dụng

- Dòng chảy mặt

Dòng chảy mặt xảy ra khi đất có lượng nước cung cấp vượt quá độ thấm tối đa, nước này có thể là nước mưa, nước tan ra hoặc nước từ nguồn khác chảy qua đất Đây là một phần chính của vòng tuần hoàn nước và là tác nhân của nước xói mòn Nguồn gốc:

• Dòng chảy mặt khi đất được bão hòa

Dòng chảy mặt xảy ra khi cường độ mưa vượt quá tốc độ thấm của đất và tổng lượng mưa lớn hơn độ thiếu bão hòa của đất Thường xảy ra trong đất khô cằn và bán khô hạn, nơi có cường độ mưa cao và khả năng thấm nước kém

• Bão hòa dòng chảy trên mặt dư thừa

Khi đất bão hòa và lưu trữ đầy và tiếp tục mưa, lượng mưa sẽ ngay lập tức tạo ra dòng chảy bề mặt Mức độ ẩm của đất tiền đề là một yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cho đến khi đất trở nên bão hòa Dòng chảy này được gọi là bão hòa dòng chảy trên mặt dư thừa hoặc bão hòa dòng chảy trên mặt Nó còn được gọi là Hewlettian dòng chảy

• Độ ẩm tiền đề của đất

Đất sẽ có một độ ẩm sau khi nhận nước mưa, độ ẩm ảnh hưởng đến khả năng thấm nước Trong cơn mưa tiếp theo, độ ẩm của đất này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ bão hòa của đất Một khi đất đã bão hòa mà vẫn nhận được nguồn nước cung cấp thì dòng chảy mặt sẽ xảy ra

- Lớp dòng chảy mặt:

Trong thủy văn học, lớp dòng chảy của một lưu vực từ nước mưa, nước tan ra hoặc nước từ nguồn khác chảy qua đất trong một thời đoạn (giai đoạn) là lớp nước giả định thu được nếu ta lấy toàn bộ tổng lượng dòng chảy của lưu vực trong thời đoạn đó rải đều trên bề mặt lưu vực Lớp dòng chảy được tính bằng tỉ số giữa tổng lượng dòng chảy chia cho diện tích lưu vực

𝒚 = 𝒌×𝑾

𝑭Trong đó:

y: là lớp dòng chảy W: là tổng lượng dòng chảy

Trang 18

18 F: là diện tích lưu vực

k: là hệ số chuyển đơn vị, không thứ nguyên

Nếu y tính bằng mm, W tính theo m3, F tính theo km2 thì k = 0.001

1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS

1.2.1 Định nghĩa

Thuật ngữ GIS được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như địa lý, kỹ thuật tin học, quản lý môi trường và tài nguyên, khoa học xử lý về dữ liệu không gian,…Sự đa dạng trong các lĩnh vực ứng dụng dẫn đến có rất nhiều định nghĩa về GIS

Theo Burrough (1986), GIS là một hộp công cụ mạnh được dùng để lưu trữ và truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt

Theo Smith (1987), GIS là hệ thống cơ sở dữ liệu mà các dữ liệu gắn liền với vị trí không gian và qui trình hoạt động của nó nhằm đáp ứng những yêu cầu của đối tượng không gian trong cơ sở dữ liệu

GIS là một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích,

cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận; lưu trữ; quản lý; xử lý; phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực,

để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra như

hỗ trợ việc ra quyết định cho vấn đề quy hoạch; quản lý; sử dụng đất; tài nguyên thiên nhiên;

Trang 19

19

Hình 1.1 Thành phần trong GIS

1.2.3 Cơ sở dữ liệu

Có hai thành phần quan trọng của dữ liệu địa lý:

• Dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ): biểu diễn các đối tượng không gian dưới dạng điểm, đường, vùng hoặc biểu diễn bề mặt

• Dữ liệu thuộc tính: lưu trữ các thuộc tính của đối tượng không gian như thuộc tính không gian (tọa độ, chu vi, diện tích, mối quan hệ không gian, ) và thuộc tính mô tả (thuộc tính phân loại và các thông tin khác liên quan đến đối tượng)

Mô hình biểu diễn dữ liệu không gian có hai loại là Vector và Raster

1.2.4 Các chức năng của GIS

GIS có 4 chức năng cơ bản:

• Thu thập - lưu trữ dữ liệu: dữ liệu được sử dụng trong GIS đến từ nhiều nguồn khác nhau, có nhiều dạng và được lưu trữ theo nhiều cách khác nhau GIS cung cấp công cụ

để tích hợp dữ liệu thành một định dạng chung để so sánh và phân tích

• Quản lý dữ liệu: sau khi dữ liệu được thu thập và tích hợp, GIS cung cấp chức năng lưu trữ và duy trì dữ liệu Hệ thống quản lý dữ liệu hiệu quả phải đảm bảo các điều kiện

về an toàn dữ liệu, toàn vẹn dữ liệu, lưu trữ và trích xuất dữ liệu, thao tác dữ liệu

• Phân tích không gian: đây là chức năng quan trọng nhất của GIS, cung cấp các chức năng như nội suy không gian, tạo vùng đệm và chồng lớp

Trang 20

20

• Hiển thị kết quả: với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối c ng được hiển thị tốt nhất ở dạng bản đồ hoặc biểu đồ GIS cung cấp nhiều công cụ mới và thú vị để

mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ

1.3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT TRONG NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG

1.3.1 Tổng quan về mô mình SWAT

Mô hình SWAT có thể mô phỏng một số quá trình vật lý khác nhau trên lưu vực sông Một lưu vực có thể được phân chia thành nhiều lưu vực con Việc phân chia này đặc biệt có lợi khi những vùng khác nhau của lưu vực có những thuộc tính khác nhau

về đất, thảm phủ,… Thông tin đầu vào cho mỗi lưu vực con được tổ chức thành các yếu tố khí hậu, thông số của các đơn vị thuỷ văn (HRUs), hồ hay các vùng chứa nước, nước ngầm, kênh chính hoặc sông nhánh, hệ thống tiêu nước Những đơn vị thuỷ văn

sẽ được tổng hợp thành các lưu vực con, các lưu vực con này được xem là đồng nhất

về thảm phủ, thổ nhưỡng và chế độ sử dụng đất (Rallison, R.E and N Miller, 1981) Các số liệu đầu vào của mô hình:

• Số liệu không gian dưới dạng bản đồ bao gồm: bản đồ độ cao số DEM, bản đồ thảm phủ, bản đồ loại đất, bản đồ mạng lưới sông; suối; hồ chứa trên lưu vực

• Số liệu thuộc tính bao gồm: số liệu về khí tượng (nhiệt độ không khí, bức xạ, tốc

độ gió, mưa), số liệu về thuỷ văn (dòng chảy, bùn cát, hồ chứa, ), số liệu về đất (loại đất, đặc tính loại đất theo lớp của các phẫu diện đất, ), số liệu về loại cây trồng trên lưu vực, độ tăng trưởng của cây trồng, số liệu về loại phân bón trên lưu vực canh tác,

• Các kết quả đầu ra của mô hình: đánh giá cả về lượng và chất của nguồn nước, lượng bùn cát vận chuyển trên lưu vực, quá trình canh tác đất thông qua module chu trình chất dinh dưỡng, công tác quản lý lưu vực

Chu trình thủy văn có thể chia thành hai pha (Susan L Neitsch et al., 2009):

• Pha thứ nhất: được gọi là pha đất của chu trình thuỷ văn hay còn gọi là mô hình

thuỷ văn Pha đất sẽ tính toán tổng lượng nước, bùn cát, chất dinh dưỡng và hoá chất tới kênh chính của từng lưu vực

• Pha thứ hai: được gọi là pha nước hay pha diễn toán của chu trình thuỷ văn hay

còn gọi là mô hình diễn toán Pha nước sẽ tính toán các thành phần qua hệ thống mạng lưới sông suối tới mặt cắt cửa ra

Trang 21

mô hình của USDA - ARS, bao gồm mô hình Hệ thống Quản lý Nông nghiệp về hóa chất - dòng chảy và xói mòn (CREAMS), mô hình Hệ thống Quản lý Nông nghiệp về ảnh hưởng của sự tích trữ nước ngầm (GLEAMS) và mô hình Chính sách Khí hậu về tác động Môi trường (EPIC)

Từ khi SWAT ra đời vào đầu những năm 1990, nó đã liên tục trải qua nhiều lần được xem xét, đánh giá và cải tiến nhằm mở rộng khả năng mô phỏng (Rallison, R.E and N Miller, 1981) Những cải tiến đáng kể nhất của các mô hình theo các phiên bản khác nhau bao gồm:

SWAT 94.2: bổ sung khái niệm đơn vị đồng nhất về phản ứng thuỷ văn (HRUs: Hydrologic Response Units)

Trang 22

22 SWAT 96.2: phương án tự động bón phân và tưới nước được thêm vào như là những quản lý tùy chọn, tính toán lượng nước do tán lá cây lưu trữ, thành phần mô phỏng CO2

trong mô hình tăng trưởng cây trồng phục vụ các nghiên cứu về BĐKH

SWAT 98.1: cải tiến chương trình con về mô phỏng lượng tuyết tan, cải thiện tính toán chất lượng nước trong dòng sông suối, mở rộng tính truyền vòng tuần hoàn chất dinh dưỡng, sửa đổi mô hình để có thể áp dụng ở khu vực Nam bán cầu

SWAT 99.2: cải tiến tính truyền vòng tuần hoàn chất dinh dưỡng, bổ sung phần ước tính lượng tổn thất chất dinh dưỡng do quá trình bồi lắng trong hồ chứa/ao/đầm lầy, bổ sung phương trình ảnh hưởng các khu đô thị lên dòng chảy từ mô hình SWMM (Storm Water Management Model)

SWAT 2000: bổ sung phương trình thấm Green & Ampt, cải thiện mô hình mô phỏng thời tiết, cho phép đọc vào hoặc mô phỏng dữ liệu bức xạ Mặt Trời hàng ngày,

độ ẩm tương đối và tốc độ gió, xem xét lại tất cả các phương pháp ước tính ET tiềm năng,

SWAT 2005: cải thiện tính truyền vận chuyển vi khuẩn trong dòng chảy, thêm kịch bản dự báo thời tiết, bổ sung phần mô phỏng lượng mưa rơi, thông số lưu trữ nước trong tính toán giá trị CN hàng ngày có thể là hàm số của lượng nước trong đất (độ ẩm đất) hay của lượng bốc thoát hơi nước từ cây cối

Ngoài những thay đổi đã được liệt kê ở trên, giao diện cho các mô hình đã được phát triển cho môi trường hệ điều hành Windows (Visual Basic), GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) và ArcView Mô hình SWAT cũng đã được kiểm chứng chặt chẽ

1.3.3 Khả năng ứng dụng mô hình SWAT trong nghiên cứu về vấn đề môi trường

Ứng dụng mô hình SWAT tạo ra các công cụ để đánh giá các vấn đề về tài nguyên – môi trường như:

- Đánh giá về số lượng và chất lượng của tài nguyên nước trong lưu vực

- Phân tích lưu lượng dòng chảy tại lưu vực

- Đánh giá hiệu quả công tác quản lý khai thác tài nguyên nước trong quản lý lưu vực

- Đánh giá ảnh hưởng của lớp dòng chảy mặt đối với hoạt động sử dụng và khai thác tài nguyên nước

1.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN

1.4.1 Trên Thế giới

Công cụ đánh giá đất và nước “SWAT” (Soil and Water Assement Tools) là một mô hình vật lý được xây dựng từ những năm 90 do tiến sỹ Dr Jeff Arnold thuộc trung tâm nghiên cứu đất nông nghiệp USDA- Agricultural Research Service (ARS) xây dựng nên

Trang 23

23

Mô hình này được xây dựng để mô phỏng ảnh hưởng của việc quản lý sử dụng đất đến nguồn nước, bùn cát và hàm lượng chất hữu cơ trong đất trên hệ thống lưu vực sông trong một khoảng thời gian nào đó Tiền thân của mô hình SWAT là mô hình SWRRB ((Simulator for Water Resources in Rural Basins) (Williams et al., 1985; Arnold et al., 1990)) và mô hình ROTO ((Routing Outputs to Outlet) (Arnold et al., 1995)) Mô hình chia lưu vực ra làm các vùng hay các lưu vực nhỏ Phương pháp sử dụng các lưu vực nhỏ trong mô hình khi mô phỏng dòng chảy là rất tiện lợi khi mà các lưu vực này có đủ

số liệu về sử dụng đất cũng như đặc tính của đất

Sự kết hợp giữa Viễn thám & GIS và công cụ SWAT đã sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới, các nghiên cứu sử dụng tập trung vào việc đánh giá lưu lượng và chất lượng nước của lưu vực sông dưới sự tác động của biến đổi sử dụng đất, biến đổi khí hậu, cụ thể như một số nghiên cứu sau:

- Mô hình dòng chảy mặt và ngầm (Arnold, JG, PM Allen, and G Bernhardt, 1993

- Ảnh hưởng của biến đổi không gian lên mô hình của lưu vực (Mamillapalli, S.,

R Srinivasan, JG Arnold, and BA Engel, 1996, Conference/Workshop on Integrating GIS and Environmental Modeling, Sante Fe, New Mexico, January, 21-25)

- Nghiên cứu “Đánh giá dòng chảy lưu vực vào hồ Shinji ảnh hưởng đến môi trường nước” của nhóm tác giả Hiroaki Somura, Yasumichi Yone, Yasushi Mori, Erina

- Takahashi đã tiến hành đánh giá sự ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất, gia tăng hoặc giảm dân số và phát triển lưu vực đến số lượng và chất lượng nước, một trong những chủ đề quan trọng trong lưu vực Cũng như quản lý thống nhất của môi trường nước từ lưu vực sông đến hạ lưu và hồ, nó là một trong những vấn đề quan trọng cho sự bảo tồn và sử dụng bền bững nguồn tài nguyên (Hiroaki Somura, Yasumichi Yone, Yasushi Mori, Erina Takahashi – 2013)

1.4.2 Tại Việt Nam

Ứng dụng khoa học viễn thám vào các lĩnh vực nghiên cứu mới được áp dụng mạnh

từ năm 2000 trở lại đây, bởi do thiếu điều kiện cơ sở vất chất và nguồn nhân lực Tuy nhiên cũng đã có nhiều công trình, đề tài nghiên cứu ứng dụng có hiệu quả khoa học viễn thám trong các lĩnh vực như; quản lý tài nguyên (đất, rừng), quản lý và giám sát môi trường (nước, đất), và dự báo thiên tai Sự hình thành Trạm Thu ảnh vệ tinh tháng

7 năm 2009, thuộc Bộ Tài nguyên & Môi trường là cơ sở hứa hẹn cho Việt Nam chúng

Trang 24

số nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thông số phân bố SWAT để đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng đất đến bồi lắng hồ chứa nước, ứng dụng tính toán cho lưu vực hồ chứa nước Đại Lải (Phạm Thị Lan Hương, ĐH Thủy Lợi Hà Nội

- Ứng dụng mô hình SWAT đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy lưu vực sông đáy trên địa bàn TP Hà Nội (Lê Văn Linh, Viện Khoa học Khí tượng Thủy Văn và Môi trường)

- Nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT trong sử dụng hợp lý tài nguyên nước lưu vực sông Mã (Vũ Thị Thu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam)

- Nghiên cứu : “Đánh giá tác động của rừng đến dòng chảy và xói mòn đất trên một số lưu vực sôn miền Trung và Tây Nguyên” của tác giả Ngô Đình Quế đã cho thấy tác dụng của rừng trong việc điều tiết dòng chảy mặt và chống xói mòn đất là một trong những chức năng quan trọng của rừng phòng hộ, bài báo cáo đã tiến hành nghiên cứu về tác dụng điều tiết dòng chảy và hạn chế xói mòn đất của rừng tự nhiên tại hai lưu vực sông Rào Nậy, Tỉnh Quảng Bình và sông Pơ Cô, tình Kon Tum.(Ngô Đình Quế - 2013)

Trang 25

25

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

2.1.1 Vị trí địa lý

Lưu vực Sông Bung là một trong số những lưu vực chính của hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn Sông bắt nguồn từ vùng núi cao phía Tây Bắc tỉnh Quảng Nam, chảy theo hướng Tây sang Ðông Lưu vực sông nằm trên dãy Trường Sơn hùng vĩ, có địa hình khá phức tạp và hiểm trở, địa hình núi, đồi chiếm đến 90% diện tích toàn lưu vực

Sông Bung đi qua 2 huyện Nam Giang và Tây Giang, Nam Giang là một huyện miền núi vùng cao của tỉnh Quảng Nam Tổng diện tích tự nhiên: 1.842,88 km2, phía bắc giáp huyện Hiên (một huyện cũ của tỉnh Quảng Nam, nay là hai huyện Đông Giang và Tây Giang), phía tây là Lào, phía nam là huyện Phước Sơn, phía đông là huyện Đại Lộc

và Nông Sơn Do điều kiện của một huyện miền núi vùng cao nên địa hình có nhiều núi non hiểm trở, nhiều sông suối chia cắt, giao thông đi lại còn khó khăn, việc giao lưu với bên ngoài còn rất hạn chế, gây khó khăn cho phát triển kinh tế xã hội của huyện Tuy nhiên, việc hình thành tuyến đường Hồ Chí Minh, nâng cấp QL 14B nối với Đà Nẵng,

QL 14D với cửa khẩu Đắc Ốc tạo ra nhiều cơ hội phát triển kinh tế xã hội cho huyệnĐời sống của nhân dân còn gặp nhiều khó khăn, chủ yếu là sản xuất nông nghiệp

Trang 26

26

Hình 2.1 Bản đồ hành chính Huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam

Trang 27

27

2.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Nam Giang có địa hình đồi núi rất phức tạp, độ dốc lớn, mức chia cắt mạnh, hướng thấp dần từ Tây sang Đông; có thể chia ra 3 dạng địa hình chính:

Địa hình núi cao: phân bố tập trung khu vực phía Tây dọc theo biên giới Việt – Lào

và phía Tây Nam của huyện Độ cao trung bình từ 700–800m (cao nhất là đỉnh Cà Xiêng khoảng 2053m)

Địa hình đồi núi thấp: phân bố khu vực trung tâm kéo dài về phía Đông, độ cao trung

bình 300–700m; hướng thấp dần từ Tây sang Đông

Địa hình tương đối bằng phẳng: là các thung lũng ven chân núi hoặc vùng đất bằng

ven sông suối, chiếm khoảng 15% diện tích tự nhiên, phân bố rải rác, tập trung nhiều ở khu vực thị trấn Thạnh Mỹ, Cà Dy

Nhìn chung, địa hình huyện hầu hết là đồi núi, chia cắt, độ dốc lớn rất khó khăn cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng, phân bố sản xuất và việc ứng dụng các tiến bộ khoa học

kỹ thuật vào sản xuất Đất đai dễ bị xói mòn, rửa trôi Đất sản xuất nông nghiệp phân

bố rãi rác dọc theo sông suối một số thung lũng nhỏ

2.1.3 Đặc điểm khí hậu

Căn cứ chuỗi số liệu khí tượng thủy văn từ 1976 đến 2006 của các trạm thủy khí tượng và khí tượng thủy văn như trạm Khâm Đức, Hiên, Thành Mỹ, Nông Sơn, Nam Đông, Sơn Tân, Trà My Có thể tóm tắt đặc điểm khí tượng thủy văn khu vực nghiên cứu như sau:

- Độ ẩm không khí

Độ ẩm tương đối trung bình thực đo tháng và năm của một số trạm trên lưu vực cho thấy độ ẩm tương đối cao và khá ổn định, giá trị độ ẩm tương đối trung bình tháng trong mùa mưa thay đổi từ 80 -90% Độ ẩm tương đối lớn nhất xảy ra vào mùa mưa với giá trị cực đại là 100%, độ ẩm tương đối nhỏ nhất xảy ra vào mùa khô với giá trị nhỏ nhất quan trắc được là 27% (Đà Nẵng), 28% (Nam Đông), 22% (Trà My) Giá trị độ ẩm không khí trung bình tháng cho thấy độ ẩm tương đối giữa các tháng trong năm không thay đổi nhiều

Trang 28

10 - 12 là các tháng mưa chính có lượng mưa chiếm hơn 50% lượng mưa toàn năm, đỉnh mưa lớn nhất xuất hiện vào tháng 10 và tháng 11 Từ tháng 1 đến tháng 8 là các tháng mùa khô

Một số đặc trưng lượng mưa tháng, năm của một số trạm đại biểu trong và ngoài lưu vực nghiên cứu trong bảng sau:

Bảng 2.1 Lượng mưa trung bình tháng, năm (mm)

Nguồn: Đánh giá tác động môi trường dự án Sông Bung 3A

- Bốc hơi

Số liệu bốc hơi của lưu vực Sông Bung 3 được tính toán dựa theo số liệu của các trạm tương tự lân cận:

Trang 29

29

Bảng 2.2 Lượng bốc hơi trung bình tháng của các trạm (mm)

Bảng 2.3 Bảng phân phối tổn thất bốc hơi trong năm tại hồ Sông Bung 3

Tuyến

đập

21.4 22.7 31.5 37.3 38.9 40.5 42.0 38.1 26.7 21.3 17.6 16.0 353.9

2.1.4 Đặc điểm thủy văn

Sông Bung là một nhánh lớn nằm phía bên trái của hệ thống sông Vũ Gia -Thu Bồn, bắt nguồn từ vùng núi cao trên 1800m trên biên giới Việt - Lào, thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam, trên vùng núi phía Tây Bắc giáp hai huyện Nam Giang và huyện Đông Giang Ở thượng nguồn, trong huyện Đông Giang, sông chảy từ Tây Bắc sang Đông Nam, sau đó nhập lưu với sông Tam A Pout và những suối nhỏ sông chuyển dần sang hướng Nam, khi qua huyện Nam Giang chảy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc Sau khi nhập lưu với sông A Vương, sông Bung tiếp tục chảy vào hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn Hình thái sông chảy trên lưu vực rất quanh co uốn khúc

Sông Bung được hình thành từ nhiều nhánh chính như: Tam A Pout, Tam Paéte, Dak Pring, A Vương… Các nhánh này với hai hướng chính từ phía Bắc hoặc phía Nam đổ

Trang 30

30 vào dòng chính từ hai bên bờ Sông Bung Trên thượng nguồn có nhiều chỗ hẹp và dốc,

ở hai bên bờ có nhiều vách đá dựng đứng, gần như toàn bộ lòng sông lộ đá gồ ghề có nhiều thác ghềnh

Bảng 2.4 Đặc trưng địa lý thủy văn Sông Bung

3 Độ rộng trung bình của lưu vực km 8.7

4 Độ cao trung bình của lưu vực m 1500

5 Độ dốc trung bình của sông ‰ 6.5

Có thể tóm tắt các đặc trưng thủy văn như sau:

dự kiến được xác định chỉ mang ý nghĩa gần đúng

Kết quả tính toán các đặc trưng dòng chảy năm được trình bày trong bảng 2.5

Trang 31

Dựa vào nguồn tài liệu lũ thực đo tại các trạm thủy văn, trạm Thượng Nhật trên sông

Tả Trạch (26 năm), trạm Thành Mỹ trên sông Cái (30 năm), trạm Nông Sơn trên sông Thu Bồn (30 năm), phân tích tần suất được thực hiện bằng hàm phân bố tần suất Kriski Menken, kết quả trong bảng sau:

Nguồn: Đánh giá tác động môi trường dự án Sông Bung 3A

Tổng lượng lũ

Tổng lượng lũ lớn nhất 1, 3, 5 ngày được xác định theo tài liệu thực đo chuỗi 30 năm

từ 1977 ÷ 2006 tại trạm thủy văn Thành Mỹ Kết quả cụ thể được thống kê như sau:

Bảng 2.7 Tổng lượng lũ theo các tần suất tại trạm

Trang 32

32

Dòng chảy kiệt

Phân tích chuỗi dòng chảy 30 năm (1977- 2006) tại các trạm thủy văn Thành Mỹ, Nông Sơn thuộc hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn, Thượng Nhật thuộc hệ thống sông Hương cho thấy có 2 thời kỳ kiệt nhất là thời kỳ tháng 4-5 và thời kỳ tháng 7-8 Tuy nhiên thời kỳ kiệt nhất là tháng 4-5 Do đó, lưu lượng trung bình tháng kiệt nhất năm thường xuất hiện vào hai tháng này

Lưu lượng trung bình ngày đêm nhỏ nhất trên lưu vực Sông Bung được xác định trên

cơ sở phân tích tần suất 30 năm số liệu (1977 – 2006) tại trạm Thành Mỹ Lưu lượng nhỏ nhất của các tháng trong thời kỳ kiệt tại tuyến khảo sát được trình bày:

Bảng 2.8 Lưu lượng dòng chảy kiệt thiết kế tại tuyến đập Qk (m 3 /s)

Dòng chảy phù sa

Bảng 2.9 Dòng chảy phù sa

Lưu Vực

Tổng lượng phù

sa năm (106m 3 )

Tỉ lệ giữ lại (%)

Tổng lượng phù sa lắng đọng năm (106m 3 )

Tổng lượng phù

sa lắng đọng 75 năm (106m 3 )

2.1.5 Đặc điểm thổ nhưỡng

- Huyện Nam Giang

Theo tài liệu điều tra thổ nhưỡng của Viện Quy hoạch Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn năm 1978, trên địa bàn huyện có các loại đất sau:

Đất đỏ vàng trên đá paragơnai (Fs): diện tích 70078.87 ha, phần cơ giới thịt

trung bình, có đá lẫn, đá lộ dầu rải rác Đất nghèo dinh dưỡng, kết cấu hạt rời rạc, khả năng giữ nước kém, hiện trạng đa phần là đất đồi chưa sư dụng và một ít là rừng tự nhiên

Trang 33

33

Đất đỏ trên đá octagơnai (Fa): diện tích 61735.95 ha, phân bố đều khắp các địa

hình, tập trung nhiều ở khu vực Tây Bắc gồm các xã: La Dêê, Zuoih… Thành phần

cơ giới thịt trung bình, thịt nhẹ, tỉ lệ đá lẫn từ 30–50% Đất có độ kết cấu rời rạc, cấp hạt sét < 30%, tầng dày >10cm Đây là loại đất có tiềm năng phát triển các loại cây công nghiệp lâu năm, phát triển nông lâm kết hợp

Đất vàng nhạt trên đá cát (Fq): diện tích 34324.57 ha, tập trung chủ yếu ở vùng

núi Ma Cooih và xã Cà Dy Đất có thành phần cơ giới thịt nhẹ đến trung bình, tầng dày > 100cm, có nhiều đá lẫn, đá lộ đầu Đất đang sử dụng hầu hết cho lâm nghiệp, chủ yếu là rừng phòng hộ

Đất vàng nhạt trên đá granit (Ha): diện tích 8065.88 ha, phân bố hầu hết ở vùng

núi phía Nam xã Đắc Pree Đất có thành phần cơ giới thịt nhẹ, cát pha, tầng đất mỏng, kết cấu vừa

Đất xám trên đá cát, đá axit (Xa): diện tích 3500.88 ha, phân bố tập trung ở 2 xã

Đắc Pring và La Dêê Đất có thành phần cơ giới thịt nhẹ, cát pha, tầng đất dày > 30cm; tỷ lệ đá lẫn đá lộ đầu thấp, đất nghèo mùn

Đất phù sa sông suối, đất dốc tụ, đất đen… là những loại đất có hàm lượng dinh

dưỡng khá, thích hợp cho phát triển các loại cây hàng năm, cây lâu năm và một số loại cây trồng nông nghiệp khác

- Lưu vực sông Bung

Đất trong lưu vực sông Bung chủ yếu là các loại đất fluvisols (diện tích khoảng

17 km²), ferric acrisols (1935 km²), đất acrisols ẩm (465 km²), rhodic ferrisols (4 km²) và umbric gleysols (6 km²) Acrisols là loại đất chiếm ưu thế, đất này yếu, rất

dễ bị xói mòn Loại đất có kết cấu chắc Ferrisols chỉ có trên một diện tích nhỏ, loại đất này rất bền, khó bị xói mòn Bản đồ đất tại khu vực dự án Sông Bung 3 cho thấy khu vực Dự án chỉ có loại đất ferric acrisols, là loại đất rất dễ bị xói mòn, do vậy sẽ

có nhiều chất bùn cát bị rửa trôi và sẽ gây ra những vấn đề môi trường liên quan Loại đất ferrisols nhìn chung cũng không có nhiều phốt pho do có chỉ số chelat cao

và có độ pH thấp Phốt pho là nguyên tố chi phối sự phát triển của thực vật vùng nhiệt đới Điều đó cũng phản ánh việc đất nghèo chất dinh dưỡng, không thuận lợi cho phát triển sản xuất

Trang 34

34

Hình 2.1 Sơ đồ thổ nhưỡng của lưu vực sông Bung

2.1.6 Tài nguyên sinh vật

2.1.6.1 Thành phần loài của khu hệ thực vật

Theo những kết quả nghiên cứu trước đây của FIPI và WWF tháng 6 năm 1997 thì khu hệ thực vật thuộc vùng phía Tây Quảng Nam đã thống kê được 32 loài khuyết thực vật với 20 chi thuộc 13 họ, 6 loài thực vật hạt trần với 5 chi thuộc 3 họ, 504 loài thực vật hạt kín với 344 chi thuộc 90 họ

2.1.6.2 Thành phần loài của hệ động vật

Kết quả điều tra, khảo sát trong vùng nghiên cứu chưa đầy đủ nhưng cũng đã ghi nhận thành phần loài khu hệ động vật có xương sống trên cạn hiện có trong phạm vi vùng nghiên cứu như sau:

Trang 35

Nguồn : Viện Môi trường và Phát triển Bền vững – 03/2005

2.2 HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ VÀ XÃ HỘI

2.2.1 Dân cư và nguồn lao động

Theo niên giám thống kê của huyện Nam Giang năm 2009, toàn huyện có 25364 người trong đó có 13527 nam và 11837 nữ Tỷ lệ phát triển dân số 2.5%, mật độ dân số

12 người/km2 Tỉ lệ sinh năm 2009 là 23.11%, tỉ lệ chết là 5.35%, tỉ lệ tăng tự nhiên là 16%

Dân tộc Cơ Tu chiếm đa số với 12912 người (chiếm 56.2%), dân tộc Kinh có 4856 người (chiếm 21% tập trung chủ yếu ở thị trấn Thạnh Mỹ, xã Cà Dy và Tà Bhing), dân tộc Gié Triêng 48157 người (chiếm 21.1%) và các dân tộc khác chiếm khoảng 1.7%

Phân chia theo tỷ lệ dân tộc thiểu số và dân số nghèo trên toàn huyện và xã LaÊÊ,

La Dêê và Chà Vàl được thống kê như sau:

Bảng 2.16 Dân tộc thiểu số và tỷ lệ dân nghèo của huyện Nam Giang

Huyện/xã

Tỷ lệ dân tộc thiểu số (%)

Tỷ lệ dân

số nghèo (%)

Triêng

Dân tộc khác

Trang 36

36 Phân chia dân số theo dân tộc và giới tính trên toàn huyện và xã LaÊÊ được thống

kê như sau:

Bảng 2.18 Phân chia dân số theo dân tộc và giới tính của huyện Nam Giang

Người

Tổng Nữ Tổng Nữ Tổng Nữ Tổng Nữ

4269 2131 11443 5632 4305 2148 350 169

Nguồn: Niên Giám Thống Kê huyện Nam Giang, 2009

Số người trong độ tuổi lao động của huyện Nam Giang năm 2006 là 10930 người chiếm 53.66% dân số, trong đó có 5413 nữ Lao động trong lĩnh vực lâm, nông nghiệp

là 7897 người chiếm 72.25%; thương mại, dịch vụ 498 người chiếm 4.56%, công nghiệp – TTCN có 22 lao động Trình độ lao động còn thấp, việc làm không ổn định, lao động nhàn rỗi còn nhiều

2.2.2 Tình hình phát triển kinh tế

Đa số các hộ sống bằng nghề nông, có một số ít hộ buôn bán nhỏ để sinh sống Dân

cư hầu hết là người dân tộc Cờ Tu và số ít là người Kinh di dân tự do, dân trí còn thấp, đời sống còn khó khăn, số hộ đói nghèo trong xã chiếm tỉ lệ <35% tổng số hộ

2.2.2.1 Nông – lâm nghiệp

Trang 37

37 Tuy nhiên phương thức chăn nuôi vẫn còn lạc hậu, chưa có hướng phát triển chăn nuôi tập trung và thói quen sử dụng chuồng trại

b Lâm nghiệp

Công tác khoanh nuôi, khoán quản lý bảo vệ được quan tâm đẩy mạnh; hàng năm khoanh nuôi, trồng mới từ 500-600 ha rừng Nạn khai thác rừng bừa bãi, đốt rừng làm nương rẫy giảm đáng kể Huyện đã có chính sách thực hiện giao đất, giao rừng cho nhân dân theo Nghị định 163/CP của Chính phủ là 1132.32 ha, số hộ được giao là 370 hộ

2.2.2.2 Công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp

Đây là lĩnh vực chưa phát triển trên địa bàn huyện Nam Giang, chưa có các cơ sở sản xuất với quy mô lớn, chủ yếu tập trung phát triển các ngành như khai thác đá, chế biến nông lâm sản, thức ăn gia súc, mộc dân dụng, đan lát, dệt vải

2.2.2.3 Thương nghiệp và dịch vụ

Toàn huyện có 231 cơ sở trong đó có 148 cơ sở có đăng ký thuế Có tổng cộng 265 lao động làm việc trong lĩnh vực thương mại và dịch vụ Trong đó thương nghiệp chiếm

175 người, 90 người còn lại làm việc trong lĩnh vực ăn uống, giải khát

2.2.3 Tình hình phát triển xã hội của địa phương

2.2.3.1 Y tế và giáo dục

a Y tế

Tổng số cán bộ y tế 114 người (trong đó có 1 thạc sỹ, 15 bác sĩ), bình quân 5.4 cán

bộ y tế/1000 dân Công tác khám chữa bệnh tăng 29.5% khách hàng, trong đó tuyến xã chiếm 48.6%; công suất sử dụng giường bệnh đạt 92.5% Tại các xã LaÊÊ, La Dêê và Chà Vàl đều có trạm y tế với cơ sở vật chất và trang thiết bị y tế còn thiếu thốn, lực lượng cán bộ y tế còn mỏng nên công tác khám và chữa bệnh cho người dân chưa mang lại hiệu quả cao

Phong trào phòng chống bệnh được thực hiện rộng khắp đến từng thôn bản trong toàn huyện Nhờ làm tốt công tác phối hợp, kiểm tra, giám sát và công tác tuyên truyền vận động đồng bào thực hiện ăn, uống, ở đảm bảo hợp vệ sinh phòng chống dịch bệnh nên tình hình dịch bệnh không xảy ra

Đội ngũ giáo viên được tăng cường, chất lượng nhà giáo từng bước được chuẩn hóa (hiện nay tỷ lệ CB – GV đạt chuẩn và trên chuẩn 95%) Cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho dạy học tiếp tục được đầu tư, nâng cấp

Trang 38

Nhà cộng đồng gọi là nhà "Gươl" là trái tim của đời sống văn hoá và xã hội người

Cơ Tu Đó là nơi họp của toàn bộ dân làng, do đó nó to hơn và cao hơn tất cả các nhà khác Tất cả các cuộc họp của những người già cũng ở trong nhà Gươl Khách đến thăm làng cũng được tiếp đón ở nhà Gươl Tất cả mọi người trong làng được phép vào nhà Gươl nhưng chỉ có những người con trai chưa vợ mới được ngủ trong nhà Gươl Nhà Gươl là trung tâm tinh thần và văn hoá của làng Tất cả các lễ tết và cúng bái như lễ cúng gạo mới, cúng cầu mưa, kỷ niệm chiến thắng, lập thôn mới, hội đâm trâu, được tổ chức ở nhà Gươl Một số lễ kỷ niệm tinh thần, sự kiện về dân số như múa dân gian và biểu diễn âm nhạc cũng được tổ chức ở nhà Gươl

b Tập quán canh tác

Người Cơ Tu sinh sống bằng nghề nông Trồng trọt lúa rẫy và các cây màu như bắp, khoai mì để bổ sung vào nhu cầu lương thực Đặc trưng của nền kinh tế nương rẫy là tự sản, tự tiêu, phá rừng làm rẫy, du canh từ vùng đất này sang vùng đất khác Ngoài trồng trọt, người Cơ Tu còn chăn nuôi trâu, heo, gà theo phương thức thả rông Trong những năm gần đây, cùng với việc định canh – định cư, người Cơ Tu còn được Nhà nước giúp

đỡ và hướng dẫn kỹ thuật trồng lúa nước có năng suất cao tại các vùng trũng, thấp gần nguồn nước

2.2.4 Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng

Giao thông

Trong huyện có các tuyến giao thông chính như sau:

- Đường Hồ Chí Minh: có 55 km đi qua địa bàn huyện, đang được xây dựng, nền

rộng 9-12m, kết cấu bê tông nhựa hoặc bê tông xi măng

- Quốc lộ 14B và 14D: đây là 2 tuyến nối liền cảng biển Đà Nẵng đi cửa khẩu Đắc

Ốc; tuyến 14B có 6.7 km và tuyến 14D có 76.6 km đi qua địa bàn huyện Hiện các tuyến này đang được thi công nâng cấp mở rộng, tương lai sẽ trở thành tuyến xuyên Á khu vực vùng nam Hải Vân

Đây là 3 tuyến giao thông có ý nghĩa quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế

xã hội của huyện

- Huyện lộ: có 3 tuyến với tổng chiều dài 52 km, hiện trạng là đường đất, chất lượng

xấu, đi lại khó khăn vào mùa lũ

Trang 39

39

- Đường xã, thôn: có tổng chiều dài khoảng 70 km, rộng trung bình 3-5m; hầu hết là

đường đất, chật hẹp, sử dụng cho đi bộ, xe thồ là chính.Hiện đã có 8 xã, thị trấn có đường ôtô tới xã

Hiện nay, việc đi lại giữa xã LaÊÊ với các xã khác trong địa bàn huyện còn nhiều khó khăn Đường giao thông chính (liên huyện, liên xã) là đường đất nối liền quốc lộ 14D và xã LaÊÊ Đây là đường đất cấp phối xuất phát từ quốc lộ tẻ vào các thôn của

xã, dọc theo các triền đồi, uốn lượn và có nhiều dốc

Công trình thủy lợi huyện Nam Giang

Hiện nay tại huyện Nam Giang có khoảng 60 công trình thủy lợi phục vụ tưới tiêu cho 195 ha đất sản xuất nông nghiệp

2.3 TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TRÊN LƯU VỰC SÔNG BUNG

2.3.1 Tiềm năng nước mặt trên lưu vực sông Bung

Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn là lưu vực lớn ở miền Trung Việt Nam, nằm trọn trong địa phạn hai tỉnh/thành phố Quảng Nam và Đà Nẵng Sông Bung giữ vai trò khá độc lập trên một lưu vực riêng của hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn Nó cung cấp nguồn nước cho sinh hoạt, sản xuất,… và góp phần nuôi sống người dân trên lưu vực sông từ bao đời nay Tiềm năng lớn nhất là đem lại nguồn năng lượng điện vùng kinh tế trọng điểm khu vực miền Trung Nguồn nước sông Bung không chỉ cung cấp cho các nhu cầu phát triển trong lưu vực mà còn cho vùng lân cận và hạ lưu

Tiềm năng thủy điện

Hình 2.2 Sơ đồ bậc thang thủy điện trên sông Bung Thủy điện ĐăcPring

Thủy điện Sông Bung 2 Thủy điện Chà Val

Thủy điện Sông Bung 3A

Vùng hạ lưu

Trang 40

40 Lưu vực sông Bung có địa hình bậc thang nên có tiềm năng lớn về thủy điện Hiện nay, trên lưu vực sông Bung đã được đầu tư xây dựng xong bốn công trình thủy điện gồm Đắc Pring, Sông Bung 2, Chà Val, Sông Bung 3A hòa vào lưới điện quốc gia để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của cả nước, đồng thời cấp nước cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội cho vùng hạ du

Thủy điện Đăk Pring: Công suất 7.5 MW, điện lượng 33.19 triệu kWh, tổng mức đầu

tư khoảng 216.5 tỷ VNĐ Thủy điện Cha Val: Công suất 5.6 MW, điện lượng 27.3 triệu kWh, tổng mức đầu tư khoảng 135.1 tỷ VNĐ Thủy điện Sông Bung 3: Công suất 7.5

MW, điện lượng 29.6 triệu KWh, tổng mức đầu tư khoảng 255.59 tỷ VND

Việc đầu tư xây dựng bốn nhà máy thủy điện nêu trên, đặc biệt là thủy điện Sông Bung 3A trên sông Bung được đánh giá là hệ thống khai thác hoàn chỉnh nhất về bậc thang thủy điện trong cả nước

Tiềm năng cung cấp nước cho tưới tiêu và sinh hoạt

Sông Bung được đánh giá là một con sông khai thác khá triệt để tiềm năng nguồn nước mặt trong lưu vực khá dồi dào Tuy nhiên do TNN trong vùng phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian nên xãy ra nguy cơ thiếu hụt nước hoặc không đảm bảo các yêu cầu sử dụng nước, nhất là mùa khô Đây là một vấn đề bất lợi cho việc

sử dụng nguồn nước mặt cho sinh hoạt và phát triển sản xuất Hiện nay và trong tương lai nguồn nước trong sông Bung được sử dụng với nhiều mục đích và điều tiết cho lưu vực lân cận nên vấn đề quản lý nguồn nước sông Bung là rất cần thiết

2.3.2 Nhu cầu sử dụng nước lưu vực sông Bung

Lưu vực sông Bung có nguồn nước dồi dào trong hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn Theo nghiên cứu VQHTLMN (2007), LLDC trung bình hàng năm trên lưu vực là 255

m3/s Với tiềm năng phong phú nói trên, nguồn nước lưu vực được sử dụng để đáp ứng nhu cầu nước không chỉ của các tỉnh nằm trên lưu vực mà còn cho các địa phương lân cận

Theo tài liệu nghiên cứu các hộ dùng nước tại các bậc thang trên Sông Bung hiện tại

và đến năm 2020 bao gồm nhu cầu tưới nước cho nông nghiệp, nhu cầu nước cho thủy điện, nhu cầu chuyển nước cho hồ chứa Sông Bung 2 và dòng chảy môi trường cho vùng hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn

Tuy nhiên trong những năm gần đây, tình trạng thiếu nước cục bộ vẫn xảy ra trên lưu vực sông Bung Nguyên nhân là do nhu cầu sử dụng nước ngày một tăng cao dưới áp lực gia tăng dân số và phát triển kinh tế - xã hội

Định dạng
Số trang	96
Dung lượng	4,9 MB