Nghiên cứu quy luật biến động dòng chảy ở một số lưu vực điển hình của việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN VĂN ĐOÀN NGHIÊN CỨU QUY LUẬT BIẾN ĐỘNG DỊNG CHẢY Ở MỘT SỐ LƯU VỰC ĐIỂN HÌNH CỦA VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN VĂN ĐOÀN NGHIÊN CỨU QUY LUẬT BIẾN ĐỘNG DÒNG CHẢY Ở MỘT SỐ LƯU VỰC ĐIỂN HÌNH CỦA VIỆT NAM Chuyên ngành: Quản lý bảo vệ Tài nguyên rừng Mã ngành: 60.62.68 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN QUANG BẢO Hà Nội - 2011 ĐẶT VẤN ĐỀ Lũ lụt hạn hán thiên tai gây thiệt hại nhiều đến đời sống kinh tế - xã hội mà hàng ngàn đời người phải chống chọi tìm cách thích ứng Những tai biến, cố mơi trường ngày diễn nhiều đặc biệt khu vực có lượng mưa lớn tập trung Việt Nam, với 3/4 diện tích tự nhiên vùng đồi núi, lại nằm khu vực khí hậu nhiệt đới mưa mùa đánh giá năm quốc gia bị ảnh hưởng nhiều biến đổi khí hậu tồn cầu, nên hạn hán lũ lụt yếu tố đe dọa đến phát triển bền vững kinh tế - xã hội đất nước Bản chất lũ lụt hạn hán trình dâng lên suy giảm bất thường dịng nước mà q trình gây thiệt hại kinh tế, suy thối mơi trường, ảnh hưởng đến đời sống người Các số phản ánh đặc điểm dòng chảy như: hệ số biến động dòng chảy, tốc độ tăng lũ, hệ số giảm lũ, thời gian trễ lũ, tổng lưu lượng dòng chảy lưu vực có mối quan hệ với đặc điểm lưu vực trạng lớp phủ thực vật, độ dốc, độ chênh cao, diện tích, chu vi, hình dạng chế độ mưa lưu vực Tuy nhiên ảnh hưởng đặc điểm lưu vực đến dòng chảy khơng giống nhau, có nhân tố ảnh hưởng mạnh có tính chất định tính chất dịng chảy có nhân tố có mức độ ảnh hưởng thấp Việc nghiên cứu ảnh hưởng lưu vực số phản ánh đặc điểm dòng chảy có ý nghĩa to lớn sở khoa học cho giải pháp quản lý, sử dụng lưu vực, đặc biệt việc quy hoạch hệ thống dân sinh, kinh tế-xã hội, dự báo xây dựng biện pháp phòng tránh thiên tai, quản lý nguồn nước Ở Việt Nam, nội dung nghiên cứu mẻ, kết thu hạn chế, biện pháp quản lý sử dụng lưu vực thiếu sở khoa học nên chưa hiệu Để góp phần xây dựng sở lý luận cho giải pháp quản lý sử dụng lưu vực, đặc biệt phòng tránh giảm nhẹ thiên tai, chọn thực đề tài “Nghiên cứu quy luật biến động dòng chảy số lưu vực điển hình Việt Nam” Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Bản chất nghiên cứu quy luật biến đổi dòng chảy lưu vực nghiên cứu trình thủy văn lưu vực Hiện nghiên cứu vấn đề thường tập trung vào số nội dung sau: 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng rừng tới dòng chảy 1.1.1.1 Quan điểm khả giữ nước rừng Vai trò giữ nước rừng hiểu khả lưu giữ tích luỹ nước dạng - làm tăng lượng nước đất, giảm bốc thoát nước, tăng mực nước ngầm, giảm dịng chảy bề mặt, hạn chế xói mịn đất, qua làm tăng ổn định dịng chảy sông suối, làm nước (Mon-tranop, 1960, 1973 - dẫn theo Vương Văn Quỳnh, 1999 [29]; Khanbecop, 1984 [14]; Bonell M, 1993 [45]) Khả giữ nước rừng phản ánh thơng qua tiêu chí giảm tỷ lệ dịng chảy mặt, tăng lượng nước ngầm, giảm cường độ tần xuất xuất lũ sơng suối, ổn định dịng chảy mùa năm Tuy nhiên khả giữ nước rừng có giới hạn, phụ thuộc nhiều vào đặc điểm cấu trúc rừng đặc điểm đất rừng (độ xốp, cấu tượng đất, tốc độ thấm nước, hàm lượng mùn, độ dày tầng đất) Những đặc điểm cấu trúc lớp phủ thực vật, đất địa hình định dung tích chứa nước rừng đất rừng (Vu Chí Dân Vương Lễ Tiên, 2001 [2]) 1.1.1.2 Phương pháp nghiên cứu Theo Thomas Dunne (1992) [71], Menachem Agassi (1996) [63], C.A.A Ciesiolka C.W Rose (1998) [48], F.Agus cộng (1998) [51], có hai phương pháp để nghiên cứu khả giữ nước rừng: Một là, nghiên cứu lưu vực: Khả giữ nước rừng đánh giá thông qua theo dõi thay đổi lưu lượng nước biến đổi tốc độ dịng chảy sơng suối trước sau mưa, mùa mưa mùa khơ, lượng vật chất xói mịn vận chuyển đầu lưu vực Với phương pháp người ta thấy tác động tổng hợp trạng thái rừng mà không định lượng khẳ giữ nước trại thái riêng biệt Hai là, nghiên cứu trình thuỷ văn sườn dốc: Nghiên cứu thực cách bố trí mẫu nghiên cứu tiến hành đo đạc chi tiết nhiều lần Phương pháp cho kết nghiên cứu xác hơn, đặc biệt ảnh hưởng kiểu rừng đến trình thủy văn rừng như: lượng nước giữ lại tán, tỷ lệ dòng chảy mặt, tỷ lệ dịng chảy ngầm, sói mịn đất….v.v Tuy nhiên phương pháp địi hỏi phải có đầu tư lớn phức tạp phương pháp đầu Đặc điểm thuỷ văn rừng biểu thơng qua vịng tuần hoàn nước (John D Hewlett, 1982 [57]) hay tuần hồn thuỷ văn (G.Fiebiger, 1993 [52]) Q trình tuần hồn thuỷ văn rừng trình nước mưa vào hệ sinh thái rừng, đến q trình nước thấm xuống đất, hình thành dịng chảy mặt dịng chảy ngầm, hình thành dịng chảy sơng suối, bốc nước vật lý sinh lý trở khí v.v Nghiên cứu thủy văn rừng cần xem xét cách tổng hợp nhiều yếu tố như: Chế độ khí hậu, thời tiết, độ dốc, độ cao lưu vực, hình dạng lưu vực, đặc điểm đất đặc điểm lớp thảm thực vật của lưu vực (Phạm Văn Điển, 2006 [10]) 1.1.1.3 Những kết nghiên cứu điển hình Nghiên cứu thủy văn rừng giới thu thành quan trọng, nghiên cứu từ định tính đến định lượng đặc biệt phần định lượng thành phần cân nước hệ sinh thái rừng xác định, dự báo xói mịn đất Có thể kể vài cơng trình nghiên cứu điển hình sau: a Lượng nước mưa giữ lại tán rừng Lượng nước mưa giữ lại tán tiêu quan trọng phản ánh khả giữ nước rừng Lượng nước mưa giữ lại tán nhiều tạo điều kiện nước ngấm vào đất lớn, làm giảm tỷ lệ dịng chảy mặt, giảm nguy sói mịn đất, đặc biệt vùng đất dốc Theo Bruijnzeel (1990b) [46], nhiều cơng trình nghiên cứu lượng nước chảy men thân giới cho kết từ - 3% so với tổng lượng mưa Các cơng trình nghiên cứu khả giữ nước tán rừng kim ôn đới cho kết lượng nước mưa giữ lại tán giao động từ 20 - 40% tổng lượng nước mưa (Gash cộng sự, 1980; Rutter cộng sự, 1971; Teklehaimanot, 1991 - dẫn theo Vương Lễ Tiên cộng sự, 1991 [34]) Tại Trung Quốc nghiên cứu khả ngăn giữu nước mưa tán rừng đới khí hậu khác cho kết tán rừng ngăn giữ 11,4 - 34,3% tổng lượng nước mưa, hệ số biến động 6,68 - 55,05% Trong tỷ lệ nước mưa đươ ̣c giữ lại tán rừng kim thường xanh nhiệt đới, núi cao miền Tây lớn nhất, rừng hỗn giao rộng thường xanh với rộng rụng nhiệt đới, miền núi nhỏ (Vu Chí Dân - Christoph Peisert Dư Tân Hiểu (2001) [1] Các kết nghiên cứu rằng, lượng nước giữ lại tán rừng tùy thuộc vào lượng mưa, cường độ mưa, đặc điểm cấu trúc rừng Hiện việc mô lượng nước mưa bị giữ lại tán rừng, người ta thường sử dụng mơ hình Rutter mơ hình giải tích Gash (M.J Waterloo, 1999) [62] Tỷ lệ phần trăm lượng nước mưa lọt tán so với tổng lượng mưa loại rừng thường đạt từ 75% trở lên và tỷ lê ̣ này phụ thuộc vào cấu trúc tán lá, số diện tích lá, đặc điểm mưa nhân tố gió; Năng lượng lượng nước mưa lọt tán rừng gỗ tầng thường lớn lượng mưa nơi trống (Jordan C.F Herrera, 1981) [58] b Lượng nước hút giữ vật rơi rụng rừng Lớp thảm mục có ý nghĩa to lớn đời sống sinh vật rừng trình thủy văn rừng Lớp thảm mục khơng có tác dụng thấm nước, lớp ma sát ngăn cản dòng chảy, mà chúng phân hủy tạo cho đất rừng tơi xốp hơn, làm tăng dung tích chứa nước đất Kết nghiên cứu vùng hồ Mật Vân - Trung Quốc ghi nhận rằng, khối lượng nước lưu giữ lớp thảm mục đạt tới - lần khối lượng khơ thân nó, tỷ lệ khối lượng nước giữ lại lớp thảm mục tối đa bình qn 309,54% (Vu Chí Dân & Vương Lễ Tiên, 2001) [2] Những nghiên cứu lượng nước hút giữ lớp thảm mục rừng trồng phịng hộ cao ngun Hồng Thổ Trương Hồng Giang (1989) [11], cho thấy rằng, tỷ lệ 191% c Lượng nước chảy bề mặt đất nước ngầm Nhìn chung, đất rừng tự nhiên có khả thấm nước cao xuất dòng chảy bề mặt (Douglass, 1977 [49]; Pritchett, 1979 [65]) Tuy nhiên, rừng bị chặt hạ trở nên thưa thớt độ dốc mặt đất lớn, tạo dòng chảy mặt (Ruxton, 1967 [66]; Imeson, A.C Vis, 1982 [56]) Nói chung, đất rừng có tốc độ thấm nước lớn so với loại hình sử dụng đất khác, tốc độ thấm nước ổn định đất rừng đạt 80 mm/giờ trở lên (Dunne, 1978) [50] Kết nghiên cứu Trần Huệ Tuyền (1994) [41] cho thấy, đất rừng có độ hổng ngồi mao quản lớn, tốc độ thấm nước lượng nước thấm đất rừng tăng lên Theo kết nghiên cứu, hecta đất rừng tích giữ lượng nước 641 - 679 tấn/năm (Vu Chí Dân Vương Lễ Tiên, 2001) [2] Những kết nghiên cứu thủy văn nghiên cứu mơi trường sử dụng chất đồng vị phóng xạ cho thấy, số trường hợp, dòng chảy mạch nước ngầm nguồn gốc chủ yếu lũ lưu vực; Quá trình lũ chủ yếu “nước cũ” (Old water) bị "nước mới" thay đẩy tạo nên (Skash cộng sự, 1986, dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006 [10]) 1.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng đặc điểm lưu vực đến dòng chảy Đặc điểm lưu vực kích thước, độ dốc, hình dạng, lớp thảm thực vật chế độ khí hậu (lượng mưa, thời gian mưa mùa mưa) nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến đặc điểm dòng chảy lưu vực sản lượng nước lưu vực, đỉnh lũ, độ muộn lũ Lĩnh vực nghiên cứu tiến hành rộng dãi giới để phát mối liên hệ đặc điểm dòng chảy với đặc điểm lưu vực (Hewlett cộng sự, 1984, 1977 [55] [54]; Wolock, 1995 [72]; Singh, 1997 [67]; Bruijnzeel, 2004 [47]; Andreassian, 2004 [42]) Có nhiều yếu tố lưu vực mà thay đổi làm thay đổi đặc điểm dòng chảy Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước lưu vực đến trình thủy văn thực Pilgrim cộng (1982) [64] Nhóm tác giả kết luận “kích thước lưu vực ảnh hưởng rõ rệt không đến đặc điểm dịng chảy trung bình mà cịn ảnh hưởng đến biến động dịng chảy Khi kích thước lưu vực nhỏ, mức độ thay đổi dịng chảy sơng suối phụ thuộc rõ rệt vào lượng mưa biến thiên giịng lũ có xu hướng tăng lên lượng mưa tăng ngược lại” (Wood cộng sự, 1988 [73]) Tại Quebec, Lajoie cộng (2007) [59] phân tích đặc điểm dịng chảy theo tháng giịng sơng tự nhiên, giịng sơng có kiểm sốt kết luận kích thước lưu vực có mức độ ảnh hưởng tồn đến thay đổi trình thủy văn mức độ thay đổi theo mùa dịng chảy Với hình dạng lưu vực, Tabios cộng (1988) [70] phát lưu vực có hình dạng dài ảnh hưởng rõ rệt đến biến đổi dịng chảy lưu vực hình trịn Sự trì hỗn dịng chảy lưu vực tập trung (hình trịn) có hiệu lưu vực có hình dạng dài (Goff cộng sự, 2006 [53]) Ảnh hưởng rừng dòng chảy lưu vực: Sau xem sét tài liệu giới rừng mối quan hệ dòng chảy, Sun cộng (2007) [68] tăng diện tích rừng có khả làm giảm sản lượng nước tốc độ giòng lũ Bằng cách tổng kết kết nghiên cứu số tác giả khác (Trendle and King, 1985; Fritsch, 1990; Robinson cộng sụ, 1991; Hornbeck cộng sự,1997 – dẫn theo Trần Quang Bảo, 2006 [43]), Andreassian (2004) [42] kết luận rừng thường làm tăng tần xuất lũ đỉnh lũ Ảnh hưởng chế độ mưa đến dòng chảy: gia tăng lưu lượng dòng chảy chịu ảnh hưởng rõ rệt tăng lên nước ngầm vùng cao tăng lên lượng mưa (Pilgrim cộng sự, 1982 [64]) Dựa vào việc so sánh 50 lưu vực lớn giới, Guillemette cộng (2007) (dẫn theo Trần Quang Bảo, 2006 [43]) nhận thấy đỉnh lũ mưa với trận mưa có lượng mưa đủ lớn mưa bao trùm khoảng 30% lưu vực Ngoài nhiều tài liệu khoa khọc liên quan đến rừng nước, đặc biệt tài liệu phân tích ảnh hưởng phân bố rừng đến sản lượng nước lưu vực 76 - Hệ số giảm lũ trung bình (Fde): hệ số giảm lũ lưu vực nghiên cứu khác nhau, biến động từ 0.27 m3/giờ đến 23.50 m3/giờ - Thời gian trễ lũ (Lt): thời gian trễ lũ lưu vực nghiên cứu biến động khác nhau, từ 6.82 đến 13.87 - Hệ số biến động dòng chảy (FCV): hệ số biến động dòng chảy lưu vực nghiên cứu khác nhau, biến động từ 94.77% đến 251.31 % 1.3 Mối liên hệ đặc điểm lưu vực với số phản ánh đặc điểm dòng chảy 1.3.1 Quan hệ diện tích lưu vực (DT) với số phản ánh đặc điểm dòng chảy - Giữa DT hệ số tăng lũ (Fin): mơ tả phương trình liên hệ Fin = -1.237 + 0.014*DT - Giữa DT hệ số giảm lũ (Fde):có thể mơ tả phương trình liên hệ Fde = -1.398 + 0.009*DT - Giữa DT tổng lưu lượng dịng chảy (Qt):có thể mơ tả phương trình liên hệ Qt = 41.615 + 1.356*DT - Giữa DT thời gian trễ lũ (Lt): Lt DT lưu vực nghiên cứu không tồn mối liên hệ - Giữa DT hệ số biến động dịng chảy (FCV) mơ tả phương trình liên FCV = 124.79 + 0.064*DT 1.3.2 Quan hệ chu vi lưu vực (CV) với số phản ánh đặc điểm dòng chảy - Giữa CV hệ số tăng lũ (Fin) mơ tả phương trình liên hệ Fin = - 5.198 + 0.09*CV 77 - Giữa CV hệ số giảm lũ (Fde) mơ tả phương trình liên hệ Fde = -4.031 + 0.66*CV - Giữa CV tổng lưu lượng dịng chảy (Qt) mơ tả phương trình liên hệ Qt = 0.638*CV1.44 - Giữa CV thời gian trễ lũ (Lt) mơ tả phương trình liên hệ Lt = 4.278*CV0.216 - Giữa CV hệ số biến động dịng chảy (FCV) mơ tả phương trình liên hệ FCV = 106 + 0.4082*CV 1.3.3 Quan hệ số hình dạng lưu vực (RPA) với số phản ánh đặc điểm dòng chảy - Giữa RPA hệ số tăng lũ (Fin) mơ phương trình liên hệ Fin = -31.549 + 23.529*RPA - Giữa RPA hệ số giảm lũ (Fde) mô phương liên hệ Fde = - 24.819 +18.12* RPA - Giữa RPA thời gian trễ lũ (Lt) mơ phương trình liên hệ Lt = 7.569*RPA1.02 - Giữa RPA hệ số biến động dòng chảy (FCV) lưu vực nghiên cứu năm 2007 có mối liên hệ khơng rõ ràng 1.3.4 Quan hệ độ dốc trung bình lưu vực (Doctb) với số phản ánh đặc điểm dòng chảy - Giữa Doctb lưu vực hệ số tăng lũ (Fin) lưu vực nghiên cứu có mối liên hệ khơng rõ ràng - Giữa Doctb lưu vực hệ số giảm lũ (Fde) có mối liên hệ khơng rõ ràng - Giữa Doctb lưu vực thời gian trễ lũ (Lt) mơ phương trình liên hệ Lt = 6.796 + 93.58/Doctb 78 - Giữa Doctb lưu vực hệ số biến đổi dịng (FCV) chảy có mối liên hệ không rõ ràng 1.3.5 Quan hệ độ chênh cao trung bình (ΔAE) lưu vực với số phản ánh đặc điểm dịng chảy: có mối liên hệ không rõ ràng chưa thể mô hàm toán học 1.3.6 Quan hệ rừng với số phản ánh đặc điểm dòng chảy: có mối quan hệ khơng rõ ràng, mối quan hệ bị gây nhiễu yếu tố chu vi, diện tích chế độ mưa lưu vực 1.3.7 Quan hệ lượng mưa (P) với số phản ánh đặc điểm dòng chảy - Gữa P với hệ số tăng lũ (Fin) mơ phương trình liên hệ: Fin = - 5.6 + 0.4995*P - Giữa P với hệ số giảm lũ (Fde) mơ phương trình liên hệ: Fde = - 2.8851 + 0.2921*P - Giữa P với thời gian trễ lũ (Lt) có mối liên hệ khơng rõ ràng, hệ số giảm lũ không chịu ảnh hưởng lượng mưa 1.4 Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến dòng chảy - Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến hệ số tăng lũ (F in) mơ tả phương trình: Fin = 3.1286 + 3*10-10*DT2*CV*RPA*P0.5 - Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến hệ số giảm lũ (Fde) mơ tả phương trình: Fde = 3.946 + 3.84*10-15*DC3*DT2*(RPA*P)0.5 - Ảnh hưởng tổng hợp lưu vực đến hệ số biến động dịng chảy (FCV) mơ tả phương trình: FCV = 143.99 + 0.0002*DT*CV - Ảnh hưởng tổng hợp lưu vực đến tổng lưu lượng dịng chảy mơ phương trình: Qt = - 926.06 + 1.49*DT + 0.5*P 79 Tồn - Chưa đánh giá ảnh hưởng rừng đến số phản ánh đặc điểm dòng chảy Những số phản ánh đặc điểm dòng chảy chịu ảnh hưởng mạnh mẽ số diện tích, chu vi, địa hình chế độ mưa lưu vực Tại lưu vực nghiên cứu có khác lớn diện tích, chu vi, hình dạng, độ dốc, độ chênh cao chế độ mưa, nên mối quan hệ diện tích rừng, phân bố rừng đến dịng chảy bị nhiễu khơng rõ ràng - Số liệu đặc điểm dòng chảy có số liệu năm 2007, tính toán chưa hẳn đại diện cho điều kiện khí hậu, thời tiết đặc điểm dịng chảy lưu vực, chưa phản ánh xác mối quan hệ đặc điểm lưu vực đến dòng chảy Kiến nghị - Cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng rừng đến dòng chảy lưu vực tương đối giống yếu tố địa hình (độ dốc trung bình, độ chênh cao trung bình), chu vi, diện tích chế độ mưa lưu vực - Cần tiếp tục thu thập số liệu số dòng chảy nhiều năm để nghiên cứu ảnh hưởng đặc điểm lưu vực tới dòng chảy 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vu Chí Dân - Christoph Peisert - Dư Tân Hiểu (2001), Sổ tay rừng bảo vệ nguồn nước, Đại học Lâm nghiệp Bắc Kinh - Trung Quốc, (Trần Văn Mão lược dịch), Tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, trường Đại học Lâm nghiệp Vu Chí Dân Vương Lễ Tiên (2001), Nghiên cứu hiệu rừng nuôi dưỡng nguồn nước, Đại học Lâm nghiệp Bắc Kinh - Trung Quốc, (Nguyễn Tiến Nghênh dịch), Tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp Phạm Ngọc Dũng (1993), "Rừng với tác dụng dịng chảy", Tạp chí lâm nghiệp, 93 (10), tr 14 - 16 Phạm Văn Điển (1998), Bước đầu nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn số thảm thực vật rừng làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước - vùng xung yếu hồ thuỷ điện Hồ Bình, Luận văn thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp, trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Điển (1999), "Khả giữ nước số trạng thái thảm thực vật vùng hồ Hồ Bình", Tạp chí lâm nghiệp, 99 (3+4), tr 45-46 Phạm Văn Điển (2000), "Tiếp cận số phương pháp điều tra xói mịn đất", Thơng tin chuyên đề khoa học, công nghệ & kinh tế nông nghiệp phát triển nông thôn, Trường Đại học Lâm nghiệp, (10), tr 22-24 Phạm Văn Điển (2001), "Đo lượng nước chảy bề mặt lượng đất xói mòn nghiên cứu sinh thái thuỷ văn rừng", Tạp chí Nơng nghiệp, Bộ Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, (10), tr 726-727 Phạm Văn Điển (2002), Thăm dò phương pháp đo lượng nước chảy bề mặt lượng nước chảy men thân phục vụ cho nghiên cứu sinh thái thuỷ văn rừng nhiệt đới, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Điển (2004), Quản lý đầu nguồn, Một số vấn đề lâm học nhiệt đới, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 81 10 Phạm Văn Điển (2006), Nghiên cứu khả giữ nước số thảm thực vật vùng phịng hộ hồ thuỷ điện tỉnh Hồ Bình, Luận văn tiến sỹ khoa học Lâm nghiệp, trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 11 Trương Hồng Giang (1989), Hiệu giữ đất số loài cây, (Trần Văn Mão dịch), tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, trường Đại học Lâm nghiệp 12 Lê Đăng Giảng, Nguyễn Thị Hoài Thu (1981), "Một vài nhận xét khả giữ nước, điều tiết dòng chảy rừng thứ sinh hỗn giao rộng có độ tàn che khác vùng núi Tiên - Hữu Lũng - Lạng Sơn", Thông tin khoa học kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp, 81(1), tr - 12 13 Võ Đại Hải (1996), Nghiên cứu dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn Việt Nam, Luận án PTS khoa học Nông nghiệp, Hà Nội 14 Khanbecop (1984), Ảnh hưởng rừng đến môi trường, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 15 Phùng Văn Khoa (1997), Nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn rừng thông đuôi ngựa khu vực núi Luốt, Xuân Mai, Hà Tây, Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 16 Ngô Kim Khôi (1998), Thống kê tốn học lâm nghiệp, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 17 Nguyễn Ngọc Lung cộng (1995), Nghiên cứu áp dụng sở khoa học giải pháp kinh tế kỹ thuật để quy hoạch thiết kế lưu vực phòng hộ xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước, rừng chống gió bão ven biển, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KN 03 - 09, Hà Nội 18 Nguyễn Ngọc Lung Võ Đại Hải (1997), Kết bước đầu nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước số thảm thực vật nguyên tắc xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước, NXB Nơng nghiệp TP Hồ Chí Minh 19 Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yêm, Hoàng Xuân Cơ (1984), Nghiên cứu xói mịn thử nghiệm số biện pháp chống xói mịn đất nơng nghiệp Tây Ngun UBKHKTNN - báo cáo khoa học chương trình điều tra tổng hợp vùng Tây Nguyên 1976 - 1980, Hà Nội 20 Nguyễn Quang Mỹ (1984), Nghiên cứu xói mịn thử nghiệm số biện pháp chống xói mịn đất nơng nghiệp Tây nguyên, UBKHKTNN – báo cáo khoa học chương trình điều tra tổng hợp vùng Tây nguyên 1976 - 1980, Hà Nội 82 21 Bùi Ngạnh, Nguyễn Danh Mơ (1977), Nghiên cứu khả điều tiết dịng chảy giữ nước, giữ đất rừng thứ sinh hỗn loài rộng với độ tàn che 0,3 - 0,4 0,7 - 0,8 Hữu Lũng - Lạng Sơn, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH, Viện Lâm nghiệp 1997 22 Bùi Ngạnh, Nguyễn Ngọc Đích (1985), "Nghiên cứu xây dựng nguyên tắc để tạo rừng kinh doanh rừng phòng hộ lưu vực hồ chứa nước đầu nguồn dọc bờ sơng", Tạp chí khoa học, Viện nghiên cứu Lâm nghiệp, 96 (2), tr 49 - 53 23 Bùi Ngạnh, Vũ Văn Mễ (1995), Kết bước đầu nghiên cứu tình hình xói mịn biện pháp phịng chống xói mịn đất rừng trồng bồ đề Tứ Quận Tuyên Quang (1974 - 1976), Khoa học kỹ thuật lâm nghiệp Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 24 Nguyễn Viết Phổ (1992), ”Các vấn đề thuỷ văn rừng nhiệt đới", Tạp chí Lâm nghiệp, Bộ Lâm nghiệp, 92 (11), tr - 6, 25 Vương Văn Quỳnh (1994a), Nghiên cứu thuỷ văn xói mịn khu thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp, Kết nghiên cứu khoa học 1995-1999, Trường Đại học Lâm nghiệp 26 Vương Văn Quỳnh (1994b), Nghiên cứu khả bảo vệ đất phương thức canh tác hộ gia đình người Dao Hàm Yên - Tuyên Quang, Báo cáo đề tài thuộc chương trình hợp tác Việt Nam - Thuỵ Điển, Trường Đại học Lâm nghiệp 27 Vương Văn Quỳnh (1996), "Vai trò bảo vệ đất thảm tươi bụi rừng trồng vùng nguyên liệu giấy", Thông tin khoa học, Trường Đại học Lâm nghiệp, 96 (2), tr 83 - 84 28 Vương Văn Quỳnh (1997), "Hiện tượng khô đất rừng trồng Bạch đàn", Thông tin khoa học Lâm nghiệp, 97 (2), tr 20-11 29 Vương Văn Quỳnh (1999), Quản lý nguồn nước, Đề cương giáo trình trường Đại học Lâm nghiệp 30 Vương Văn Quỳnh cộng (2007), Nghiên cứu xác định diện tích phân bố rừng cần thiết cho địa phương, trường Đại học Lâm nghiệp 31 Vương Văn Quỳnh cộng (2010), Nghiên cứu giải pháp sử dụng rừng để chắn sóng ven biển giảm lũ Việt Nam, trường Đại học Lâm nghiệp 83 32 Đỗ Đình Sâm, Ngơ Đình Quế Vũ Tấn Phương (2002), Mối quan hệ sử dụng đất phòng hộ đầu nguồn, Báo cáo hội thảo Mối liên hệ sử dụng đất phòng hộ đầu nguồn, Hà Nội, tháng 5/2002, FSIV IIED 33 Trần Thục, Huỳnh Thị Lan Hương (1999), Tính tốn đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến chế độ dòng chảy lưu vực sông, Hà Nội 34 Vương Lễ Tiên, Lý Á Quang (1991), Nghiên cứu tác dụng điều tiết lũ lụt rừng thuộc vùng núi Bắc Kinh, (Trần Văn Mão lược dịch), Tài liệu chuyên khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp 35 Trung tâm nghiên cứu sinh thái môi trường rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam IIED (2002), Liệu rừng có phịng hộ đầu nguồn khơng? Hà Nội 36 Vũ Văn Tuấn (1977), "Vài nhận xét dòng chảy kiệt qua tài liệu nghiên cứu thực nghiệm", Tập san Khí tượng thuỷ văn, 77 (2), tr 24-26 37 Vũ Văn Tuấn (1981), "Nhận xét ảnh hưởng rừng qua tài liệu thực nghiệm thuỷ văn", Tập san Khí tượng thuỷ văn, 81 (7), tr 17-19 38 Vũ Văn Tuấn (1982), "Dòng chảy mặt sườn dốc việc xây dựng đai rừng phòng hộ vùng mưa nhiệt đới", Tập san Khí tượng thuỷ văn, 82 (11), tr 19-21 39 Vũ Văn Tuấn, Phạm Thị Lan Hương (1998), Ứng dụng mơ hình tốn để đánh giá ảnh hưởng rừng tới số đặc trưng thuỷ văn lưu vực, Hà Nội 40 Nguyễn Hải Tuất Ngô Kim khôi (1997), Ứng dụng tin học lâm nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 41 Trần Huệ Tuyền (1994), "Phân tích chức giữ nước rừng bảo vệ nguồn nước đập Tùng Hoa, Côn Minh" (Trần Văn Mão dịch), Thơng tin Lâm nghiệp nước ngồi, Trường Đại học Lâm nghiệp 96 (1), tr 22- 27 Tiếng Anh 42 Andreassian, V., (2004) Waters and forests: from historical and controversy to scientific debate Journal of Hydrology, 291, 1-27 43 Trần Quang Bảo, (2006) The effects of watershed characteristics on storm runoff relationships in Viet Nam, Chapter 84 44 Bedient, B.P., and Huber, C.W., 2002 Hydrology and Floodplain Analysis, Third Edition, Prentice Hall, pp 98-99 45 Bonell M (1993), "Progress in the understanding of runoff generation dynamics in forests", Journal of hydrology, 93 (1), pp 99-104 46 Bruijnzeel L.A (1990b), Hydrology of moist tropical forests and effects of conversion: a state of knowledge review, The Netherlands 47 Bruijnzeel, L.A., (2004) Hydrological function of tropical forests: not seeing the soil for the trees? Journal of Agriculture, Ecosystems and Environment, 104, 185-228 48 C.A.A Ciesiolka and C.W Rose (1998), The measurement of soil erosion Soil erosion at multiple scales, CABI publishing, USA 49 Douglass (1977), Humid landform, The Massachusetts Institutes of Technology Press, Cambridge, Massachusetts 50 Dunne T (1978), Field studies of hillslope flow processes, Hillslope hydrology, New York 51 F.Agus et al (1998), Soil erosion research in Indonesia: Past experience and future direction, Soil erosion at multiple scales, CABI publishing, USA 52 G Fiebiger (1993), Watershed Management Tropical Forestry Handbook Germany 53 Goff, K M., and Gentry, R W., (2006) The Influence of Watershed and Development Characteristics on the Cumulative Impacts of Stormwater Detention Ponds Water Resources Management, 20, 829-860 54 Hewlett, J D., J C Fortson, and G B Cunningham, (1977) The effect of rainfall intensity on storm flow and peak discharge from forest land, Water Resource Research, 13(2), 259-266 55 Hewlett, J D., J C Fortson, and G B Cunningham, (1984) Additional test on the effect of rainfall intensity on storm flow and peak flow from wild-land basins, Water Resource Research, 20 (7), pp 985-989 56 Imeson, A.C and Vis (1982), A survey of sooil erosion processes in tropical forest ecosystems on volcanic ash soil in the central andean cordillera, Colombia 57 John D Hewlett (1982), Principles of Forest Hydrology, USA 85 58 Jordan and C.F Herrera (1981), Tropical rain forests: are nutrients really critical? The American Naturalist 117: 167 - 180 59 Lajoie, F., Assani, A.A., Andrộ, R.G., and Mesfioui, M., (2007) Impacts of dams on monthly flow characteristics The influence of watershed size and seasons Journal of Hydrology, 334, 423-439 60 MacDonald, L.H., Wohl, E.E., Madsen, S.W., (1997) Validation of Water Yield Thresholds on the Kootenai National Forest (Chapter 2) Department of Earth Resources, Colorado State University, Fort Collins, CO 197 p 61 McCuen, H.R., 2007 Hydrologic Analysis and Design, Third Edition, Pearson, pp 113-114 62 M.J Waterloo (1999), Hydrological studies in meso-and micro-scale rain forest and pasture catchments, SC-DLO 63 Menachem Agassi (1996), Soil Erosion, Conservation, and Rehabilitation, NewYork 64 Pilgrim, D H., Cordery, I., and Baron, B C., (1982 Effects of catchment size on runoff relationships Journal of Hydrology, 58, 205-221 65 Pritchett (1979), "Properies and management of forest soil", Journal of forest hydrology, Wiley, New York, USA 66 Ruxton B.P (1967), Slopewash under mature primary rainforest in northern Papua, Australian national university press, Canberra 67 Singh, P.V., (1997 Effect of Spatial Variability in Rainfall and Watershed Characteristics on Stream flow Hydrograph, Hydrological Processes, 11, 1649-1669 68 Sun, G,.Zhou, G., Zhang, Z., Wei, X., McNulty, S.G., and James, V., (2007) Forest and water relationships: hydrologic implications of forestation campaigns in China Nanchang, Jiangxi Province, China Southern Research Station, US Forest Service, USA 69 Sterling, J E., Hurley, M.M., and Minh, D.L., 2006 Vietnam: A Natural History, Yale University Press, pp 7-10 70 Tabios, G.G., Obyesekera, J.B., and Shen, H.S., (1988) The influence of storm movement on stream flow hydrograph through space time and rainfall generation and hydraulic routing Unpublished paper Colorado State University, Fort Collins, CO 86 71 Thomas Dune (1992), Evaluation of erosion conditions and trend, Guidelines for watershed management, FAO, Rome 72 Wolock, D M., (1995) Effects of subbasin size on topographic characteristics and simulated flow paths in Sleepers River watershed, Vermont Water Resources Research, 31 (8), 1989-1997 73 Wood, E.F., Sivapalan, M., Beven, K., and Band, L., (1988) Effects of Spatial Variability and Scale with Implications to Hydrologic Modeling Journal of Hydrology, 102, 29-47 ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời nói đầu……………………………………………………… ……… i Mục lục……………………………………………………… ………… .ii Danh mục chữ viết tắt……………………………………………… iii Danh mục bảng………………………………………………………….iiii Danh mục hình…………………………………………………… … iiiii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng rừng tới dòng chảy 1.1.1.1 Quan điểm khả giữ nước rừng 1.1.1.2 Phương pháp nghiên cứu 1.1.1.3 Những kết nghiên cứu điển hình 1.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng đặc điểm lưu vực đến dòng chảy 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu vai trò giữ nước rừng 1.2.1.1 Vai trò giữ nước rừng lưu vực 1.2.1.2 Nghiên cứu khả giữ nước quy mô khu rừng 12 1.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng đặc điểm lưu vực đến dòng chảy 16 Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 2.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.2.1 Nghiên cứu trạng rừng đặc điểm lưu vực .20 2.2.2 Nghiên cứu chế độ mưa đặc điểm dòng chảy lưu vực 20 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng đặc điểm lưu vực đến dòng chảy .20 2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tổng hợp lưu vực đến dòng chảy 20 ii 2.3 Phương pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Phương pháp luận 20 2.3.2 Địa điểm nghiên cứu yêu cầu chọn lưu vực 22 2.3.3 Nguồn tài liệu 24 2.3.4 Thu thập xử lý số liệu 25 2.3.4.1 Thu thập liệu rừng đặc điểm lưu vực 25 2.3.4.2 Các số khí tượng thủy văn dòng chảy 27 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Hiện trạng rừng đặc điểm lưu vực nghiên cứu 30 3.1.1 Hiện trạng phân bố rừng lưu vực nghiên cứu 31 3.1.2 Đặc điểm lưu vực nghiên cứu .32 3.2 Chế độ mưa đặc điểm dòng chảy lưu vực 34 3.2.1 Chế độ mưa lưu vực .34 3.2.2 Biến động đặc điểm dòng chảy lưu vực nghiên cứu 35 3.2.2.1 Biến động dòng chảy năm lưu vực nghiên cứu 35 3.2.2.2 Đặc điểm dòng chảy năm lưu vực nghiên cứu 42 3.3 Quan hệ đặc điểm lưu vực với dòng chảy 44 3.3.1 Quan hệ diện tích lưu vực với đặc điểm dịng chảy 44 3.3.1.1 Quan hệ diện tích lưu vực với hệ số tăng lũ 44 3.3.1.2 Quan hệ diện tích lưu vực với hệ số giảm lũ 45 3.3.1.3 Quan hệ diện tích lưu vực với tổng lưu lượng dịng chảy 46 3.3.1.4 Quan hệ diện tích lưu vực với thời gian trễ lũ 47 3.3.1.5 Quan hệ diện tích lưu vực với hệ số biến động dòng chảy 48 3.3.2 Quan hệ chu vi lưu vực với đặc điểm dòng chảy .49 3.3.2.1 Quan hệ chu vi lưu vực với hệ số tăng lũ 49 3.3.2.2 Quan hệ chu vi lưu vực với hệ số giảm lũ 50 3.3.2.3 Quan hệ chu vi lưu vực với tổng lưu lượng dòng chảy 52 ii 3.3.2.4 Quan hệ chu vi lưu vực với thời gian trễ lũ 53 3.3.2.5 Quan hệ chu vi lưu vực với hệ số biến động dòng chảy 54 3.3.3 Quan hệ số hình dạng lưu vực với đặc điểm dòng chảy 55 3.3.3.1 Quan hệ số hình dạng lưu vực với hệ số tăng lũ 55 3.3.3.2 Quan hệ số hình dạng lưu vực với hệ số giảm lũ 56 3.3.3.3 Quan hệ số hình dạng lưu vực với thời gian trễ lũ 57 3.3.3.4 Quan hệ số hình dạng với hệ số biến động dòng chảy 58 3.3.4 Quan hệ độ dốc lưu vực với đặc điểm dòng chảy 59 3.3.4.1 Quan hệ độ dốc lưu vực với hệ số tăng lũ 59 3.3.4.2 Quan hệ độ dốc lưu vực với hệ số giảm lũ 59 3.3.4.3 Quan hệ độ dốc lưu vực với thời gian trễ lũ 60 3.3.4.4 Quan hệ độ dốc trung bình với hệ số biến đổi dòng chảy 61 3.3.5 Quan hệ độ chênh cao trung bình với dịng chảy 62 3.3.5.1 Quan hệ độ chênh cao trung bình với hệ số tăng lũ 62 3.3.5.2 Quan hệ độ chênh cao trung bình với hệ số giảm lũ 63 3.3.5.3 Quan hệ độ chênh cao trung bình với thời gian trễ lũ 63 3.3.5.4 Quan hệ độ chênh cao với hệ số biến động dòng chảy 64 3.3.6 Quan hệ dộ che phủ rừng với đặc điểm dòng chảy 65 3.3.6.1 Quan hệ độ che phủ rừng với hệ số tăng lũ 65 3.3.6.2 Quan hệ độ che phủ rừng với hệ số giảm lũ 66 3.3.6.3 Quan hệ độ che phủ rừng với thời gian trễ lũ 66 3.3.6.3 Quan hệ độ che phủ rừng với hệ số biến động dòng chảy 67 3.3.7 Quan hệ lượng mưa với đặc điểm dòng chảy .68 3.3.7.1 Quan hệ lượng mưa với hệ số tăng lũ 68 3.3.7.2 Quan hệ lượng mưa với hệ số giảm lũ 69 3.3.7.3 Quan hệ lượng mưa với thời gian trễ lũ 70 3.4 Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến dòng chảy 71 ii 3.4.1 Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến hệ số tăng lũ .71 3.4.2 Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến hệ số giảm lũ 72 3.4.3 Ảnh hưởng tổng hợp lưu vực đến hệ số biến động dòng chảy 73 3.4.4 Ảnh hưởng tổng hợp lưu vực đến tổng lưu lượng dòng chảy 74 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 75 Kết luận 75 1.1 Đặc điểm lưu vực nghiên cứu 75 1.2 Các số phản ánh đặc điểm dòng chảy 75 1.3 Mối liên hệ đặc điểm lưu vực với dòng chảy .76 1.3.1 Quan hệ diện tích lưu vực với dòng chảy 76 1.3.2 Quan hệ chu vi lưu vực với dòng chảy 76 1.3.3 Quan hệ số hình dạng lưu vực với dịng chảy 77 1.3.4 Quan hệ độ dốc trung bình lưu vực với dịng chảy 77 1.3.5 Quan hệ độ chênh cao trung bình với dịng chảy 78 1.3.6 Quan hệ rừng với dòng chảy: 78 1.3.7 Quan hệ lượng mưa với dòng chảy 78 1.4 Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm lưu vực đến dòng chảy 78 Tồn 79 Kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ... thực đề tài ? ?Nghiên cứu quy luật biến động dòng chảy số lưu vực điển hình Việt Nam? ?? 3 Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Bản chất nghiên cứu quy luật biến đổi dòng chảy lưu vực nghiên cứu trình... để phân tích ảnh hưởng đặc điểm lưu vực đến dòng chảy 3.2.2 Biến động đặc điểm dòng chảy lưu vực nghiên cứu 3.2.2.1 Biến động dòng chảy năm lưu vực nghiên cứu Biến động dòng chảy năm tiêu quan... động dòng chảy lưu vực năm cho thấy khả điều hòa dòng chảy thảm thực vật lưu vực Biến động dòng chảy năm lưu vực nghiên cứu thống kê bảng 3.2 Phân tích số liệu quan trắc lưu lượng dòng chảy lưu vực