Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Mã

5. Nội dung nghiên cứu chính và cấu trúc luận văn

1.3.1. Đặc điểm tự nhiên lưu vực sông Mã

a. Vị trí địa lý:

Hình 1.4: Bản đồ lưu vực sông Mã.

Hình 1.2. Bản đồ lưu vực sông Mã.

Lưu vực nằm ở tọa độ từ 19037’30’’ - 22037’33’’ vĩ độ Bắc và 103005’10’’ - 106005’10’’ kinh độ Đông. Dòng chính sông Mã bắt nguồn từ sườn phía nam dãy Pu Huổi Long ở Tuần Giáo (Điện Biên), chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam qua Sơn La, Sầm Nưa (Lào), Hòa Bình, Thanh Hóa rồi đổ ra biển tại 3 cửa: cửa Lạch Sung, cửa Lạch Trường và cửa Hới.

Giới hạn phía Đông Bắc là đường phân nước sông Đà – sông Mã, phía Tây Nam là sông Mê Kông, phía Nam là sông Cả, phía Đông Nam giáp biển Đông.

Lưu vực sông Mã có diện tích lưu vực đứng thứ 5 ở Việt Nam sau các sông Mê Kông, sông Hồng – Thái Bình, sông Đồng Nai và sông Cả. Tổng diện tích toàn lưu vực là 28.400 km2, trong đó diện tích thuộc lãnh thổ Việt Nam là khoảng 17.600 km2 (62%), diện tích thuộc lãnh thổ Lào là 10.800 km2 (38%).

b. Địa hình:

Địa hình lưu vực thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và được tạo bởi 3 vùng rõ rệt:

- Vùng núi cao thuộc thượng du hệ thống sông Mã có diện tích khoảng 21.900km2 được tính từ Quan Hóa và Thường Xuân trở lên, là vùng núi cao không đều, với hai cánh cung phía Bắc, Nam sông Mã, là phần kéo dài của dãy Hoàng Liên Sơn và phần bắt đầu của dãy Trường Sơn với đỉnh cao nhất là đỉnh Phu Lan, cao 2.275m.

- Vùng gò đồi thuộc trung lưu hệ thống sông Mã, có diện tích khoảng 3.500km2, bao gồm các huyện Tân Lạc, Lạc Sơn, Thạch Thành, Bá Thước, Ngọc Lặc, Lang Chánh, Triệu Sơn, tạo thành vành đai ôm lấy đồng bằng Thanh Hóa.

- Vùng đồng bằng nằm trên địa phận Thanh Hóa là phần hạ du của sông có diện tích khoảng 3.000km2, được tính từ Cẩm Ngọc, Kim Tân, Bái Thượng trở xuống có độ cao từ 0,5 – 20m, nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam, trong đó rải rác còn những ngọn núi như: Sầm Sơn, Lạch Trường và Hàm Rồng. Chính sự chia cắt đó của địa hình đã tạo nên sự biến đổi của khí hậu và thủy văn theo vùng.

c. Địa chất

Địa chất trên lưu vực được chia làm 3 vùng:

- Vùng thượng nguồn sông Mã, sông Chu và sông Bưởi nham thạch chủ yếu là trầm tích Macma. Dọc theo sông có nhiều cát sỏi.

- Vùng trung lưu sông Mã, sông Chu là phần kéo dài đới sông Mã ở thượng lưu nhưng đã chìm xuống dưới nếp phủ, đôi chỗ có nhô lên, không liên tục. Vùng này tầng phủ dày (15-20m), vật liệu xây dựng rất phong phú.

- Vùng hạ lưu được tạo bởi tầng Preterozoi Nậm Cò (móng của đới) và hệ tầng Paleozoi sớm Đông Sơn phát triển rộng rãi ở Tp. Thanh Hóa với trầm tích Merozoi là chủ yếu.

d. Thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật

Trên lưu vực sông Mã có mặt hơn 40 loại đất trong số 60 loại của cả nước và được xếp thành 11 nhóm đất chính.

Trong 11 loại đất ở lưu vực, đất phù sa là loại đất chủ yếu ở vùng đồng bằng và là loại đất quan trọng tạo nên một nền nông nghiệp bền vững ở địa phương.

Tỷ lệ rừng tự nhiên là 77,7% thuận tiện cho quá trình điều hòa dòng chảy và chất lượng nước. Thảm phủ thực vật đóng vai trò quan trọng đối với khả năng hình thành lũ lụt và quá trình điều tiết nước.

e. Đặc điểm khí tượng, khí hậu

Chế độ mưa

Mưa trên lưu vực sông Mã được chia thành 3 vùng có tính chất đặc thù khác nhau. Vùng thượng nguồn dòng chính sông Mã nằm trong chế độ mưa Tây Bắc – Bắc Bộ, mùa mưa đến sớm và kết thúc sớm hơn vùng Trung Bộ. Lưu vực sông Chu nằm trong vùng mưa Bắc Trung Bộ mùa mưa đến muộn hơn Bắc Bộ 15 – 20 ngày cũng kết thúc muộn hơn Bắc Bộ 10 – 15 ngày. Khu vực đồng bằng hạ du sông Mã mang nhiều sắc thái của chế độ mưa Bắc Bộ, mùa mưa đến bắt đầu từ tháng V hàng năm và kết thúc vào tháng XI.

Trên lưu vực sông Mã có 2 tâm mưa lớn là tâm mưa Bá Thước – Quan Hóa và tâm mưa Thường Xuân. Tâm mưa ở Thường Xuân có lượng mưa năm lớn hơn tâm mưa bá Thước – Quan Hóa. Tâm mưa nhỏ nằm ở thượng nguồn sông Mã thuộc thung lũng huyện Sông Mã của Sơn La và vùng Hủa – Phăn thuộc Lào.

Lượng mưa bình quân trên lưu vực biến đổi từ 1100mm/năm đến 1860mm/năm. Một năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa phía thượng nguồn sông Mã bắt đầu từ tháng V và kết thúc vào tháng XI. Mùa mưa phía sông Chu bắt đầu từ cuối tháng VI và kết thúc vào đầu tháng XII, tổng lượng mưa 2

mùa chênh nhau đáng kể. Tổng lượng mưa mùa mưa chiếm 65 – 70% tổng lượng mưa năm, tổng lượng mưa mùa khô chỉ chiếm từ 30 – 35% tổng lượng mưa năm.

Bảng 1.2: Đặc trưng mưa năm lưu vực sông Mã .

TT Trạm TB (mm) Max (mm) Năm Min (mm) Năm Max/Min 1 Bái Thượng 1962 2943 1994 1120 1991 2.6 2 Hồi Xuân 1787 2672 1963 1229 1976 2.2 3 Lang Chánh 1950 2744 1980 806 1968 3.4 4 Ngọc Lạc 1713 2465 1975 1068 1986 2.3 5 Như Xuân 1691 2691 1963 617 1977 4.4 6 Thanh Hóa 1722 3020 1963 932 1991 3.2 7 Yên Định 1546 2425 1994 849 1991 2.9 8 Cẩm Thủy 1668 2674 1963 1014 1977 2.6 9 Cụ Thôn 1549 2957 1994 814 1991 3.6 10 Mường Lát 1204 1640 1963 569 1998 2.9 11 Ngọc Trà 1726 2752 1978 672 1984 4.1 12 Sao Vàng 1830 2721 1964 975 1976 2.8 13 Nông Cống 1650 2801 1963 807 1977 3.5 14 Bát Mọt 1717 2956 1990 1061 1981 2.8 15 Lý Nhân 1486 2293 1994 844 1991 2.7 16 Giàng 1695 2476 1978 1006 1987 2.5 17 Thống Nhất 1420 2511 1963 509 1991 4.9 18 Lạc Sơn 1998 2757 1996 1337 1998 2.1 19 Hàm Rồng 1755 2876 1973 1120 1998 2.6

Bảng 1.3: Lượng mưa trung bình nhiều năm, năm mưa lớn và năm mưa nhỏ của một số trạm đại biểu trên lưu vực sông Mã thuộc Thanh Hóa .

Trạm đo Thời kỳ đo đạc X0 (mm)

Năm mưa lớn Năm mưa nhỏ X (mm) Năm X (mm) Năm

Mường Lát 1962 – 2000 1228 1642 1963 712 1976

Hồi Xuân 1960 – 2000 1856 2680 1973 1229 1976

Trạm đo Thời kỳ đo đạc X0 (mm)

Năm mưa lớn Năm mưa nhỏ X (mm) Năm X (mm) Năm Cẩm Thủy 1960 – 2000 1712 2674 1963 1131 1987 Vĩnh Lộc 1960 – 2000 1356 1860 1964 844 1977 Yên Định 1962 – 2000 1500 2269 1980 831 1977 Giàng 1960 – 2000 1677 2440 1963 1006 1987 Lạc Sơn 1960 – 2000 1897 2571 1973 1406 1988 Lạc Thủy 1960 – 2000 1874 3007 1973 1011 1988 Thạch Thành 1962 – 2000 1348 1916 1973 990 1974 Xuân Du 1960 – 2000 1608 2462 1980 884 1968 Thanh Hóa 1960 – 2000 1767 3009 1963 1044 1976 Sầm Sơn 1960 – 2000 1674 2300 1964 - - Hoằng Hóa 1960 – 2000 1430 2324 1980 816 1984 Lạch Trường 1960 – 2000 1625 2442 1978 930 1976 Hậu Lộc 1961 – 2000 1609 2570 1963 607 1960 Nga Sơn 1960 – 2000 1494 2402 1973 990 1974 Thường Xuân 1960 – 2000 2234 2881 1980 1976 1969 Sông Âm 1961 – 2000 1443 2311 1963 666 1988 Bái Thượng 1960 – 2000 1950 2601 1975 1224 1969 Chế độ gió

Chế độ gió trên lưu vực sông Mã phụ thuộc vào quy luật hoạt động của hoàn lưu khí quyển. Mùa đông do hoàn lưu phương Bắc mạnh nên có gió mùa Đông Bắc, tốc độ gió trung bình 2 – 3m/s. Gió mùa Đông Bắc xuất hiện từ tháng XI đến tháng II năm sau. Mùa hè do hoàn lưu phương Nam và vị trí thấp của vùng Vịnh Bắc Bộ nên hướng gió thịnh hành là Đông Nam, mang nhiều hơi ẩm dễ gây mưa rào. Tốc độ gió bình quân 2 – 2,5m/s. Loại gió này xuất hiện từ tháng III và kết thúc vào tháng X hàng năm.

Trên lưu vực sông Mã có 2 vùng có chế độ nhiệt khác nhau:

- Vùng miền núi, mùa đông bắt đầu từ tháng XI đến tháng II, mùa hè từ tháng III đến tháng X. Nhiệt độ vùng này trùng với nhiệt độ vùng Tây Bắc.

- Vùng đồng bằng hạ du sông Mã. Nhiệt độ bình quân năm cao hơn miền núi. Mùa đông kết thúc sớm hơn Bắc Bộ từ 15 – 20 ngày. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối trung bình năm lại cao hơn ở vùng miền núi.

Trên toàn lưu vực nhiệt độ bình quân năm dao động từ 22,4 – 23,60C. Số giờ nắng bình quân trên lưu vực là 1756,7 giờ - 1896,4 giờ/năm, các tháng mùa đông có số giờ nắng ít hơn các tháng mùa hè.

f. Đặc điểm thủy văn, hải văn

Hình thái mạng lưới sông

Lưu vực sông Mã có diện tích 28.400km2, với chiều dài sông là 512km, trong đó độ dài trên địa phận Việt Nam là 410 km. Chiều dài lưu vực là 421km, độ cao bình quân lưu vực là 762m, độ dốc bình quân lưu vực là 17,6% và độ rộng bình quân lưu vực là 68,8km. Mật độ lưới sông biến đổi từ 0,47 km/km2 đến 0,66 km/km2, hệ số uốn khúc 1,79. Hệ số hình dạng 0,17. Hệ số phát triển đường phân nước 1,88. Hệ số không cân bằng lưới sông -0,32.

Đặc điểm các sông suối chính ở lưu vực sông Mã.

Dòng chính sông Mã bắt nguồn từ núi Phu Lan (Tuần Giáo – Điện Biên). Sông chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam; đến Chiềng Khương sông chảy qua đất Lào và trở lại đất Việt Nam tại Mường Lát. Từ Mường Lát đến Vạn Mai sông chảy theo hướng tây đông, từ Vạn Mai đến Hồi Xuân sông chảy theo hướng Bắc Nam, từ La Hán đến Đồng Tâm sông chảy theo hướng Nam – Bắc và từ Cẩm Thủy đến cửa biển, sông lại chuyển hướng theo Tây Bắc – Đông Nam và đổ ra biển tại cửa Hới. Độ dốc dọc sông phần thượng nguồn tớ 1,5% nhưng ở hạ du độ dốc sông chỉ đạt 2 – 3‰. Đoạn ảnh hưởng triều độ dốc nhỏ hơn.

Sông Chu

Là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Mã, bắt nguồn từ vùng núi cao trên đất Lào (PDR) chảy chủ yếu theo hướng Tây Tây Bắc – Đông Đông Nam. Sông Chu

đổ vào sông Mã tại ngã ba Giàng, cách cửa sông Mã về thượng lưu 25.5km. Chiều dài dòng chính sông Chu 392km, phần chảy trên đất Việt Nam là 160km. Tổng diện tích lưu vực sông Chu là 7.580km2, ở Việt Nam là 3.010km2. Diện tích lưu vực sông hầu hết nằm ở vùng rừng núi, từ Bái Thượng trở lên thượng nguồn lòng sông Chu dốc, có nhiều ghềnh thác, lòng sông hẹp có thềm sông nhưng không có bãi sông.

Sông Bưởi

Là phụ lưu lớn thứ 2 của sông Mã. Sông Bưởi bắt nguồn từ núi Chu thuộc tỉnh Hòa Bình. Dòng chính sông Bưởi chảy theo hướng Bắc Nam đổ vào sông Mã tại Vĩnh Khang. Chiều dài dòng chính sông Bưởi 130km. Diện tích lưu vực 1790 km2 trong đó 362 km2 là núi đá vôi. Độ dốc bình quân lưu vực là 1,22%, thượng nguồn sông Bưởi là ba suối lớn: suối Cái, suối Bin và suối Cộng Hòa đến Vụ Bản ba nhánh hợp lại tạo thành sông Bưởi.[13].

Sông Lèn

Sông Lèn là 1 chi lưu cấp I của sông Mã nó phân chia thành nguồn nước với sông Mã tại ngã ba Bông và đổ ra biển tại cửa Lạch Sung. Trong mùa lũ sông Lèn tải cho sông Mã 15 – 17% lưu lượng ra biển. Trong mùa kiệt lưu lượng kiệt sông Mã phân vào sông Lèn tới 27 – 45%, sông Lèn có nhiệm vụ cung cấp nước cho 4 huyện, thị xã: Hà Trung, Nga Sơn, Hậu Lộc, Bỉm Sơn. Tổng chiều dài sông Lèn là 40km. Hai bên có đê bảo vệ dân sinh và khu sản xất của các huyện ven sông [13].

Sông Lạch Trường

Sông Lạch Trường phân chia dòng chảy với sông Mã tại ngã ba Tuần chảy theo hướng Tây – Đông đổ ra biển tại cửa Lạch Trường. Chiều dài sông chính 22km, sông có bãi rộng. Sông Mã chỉ phân lưu vào sông Lạch Trường trong mùa lũ, về mùa kiệt sông Lạch Trường chịu tác động của thủy triều của 2 phía sông Mã và biển. Sông Lạch Trường là trục nhận nước tiêu quan trọng của vùng Hoằng Hóa và Hậu Lộc.

Do ảnh hưởng của mưa và các yếu tố khí hậu mà dòng chảy trên lưu vực sông Mã phân phối không đều trong năm, trong năm dòng chảy chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa lũ và mùa kiệt:

Mùa kiệt trên hệ thống sông Mã bắt đầu từ tháng XI, XII và kết thúc vào tháng V năm sau.

Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X.

Mùa kiệt trên dòng chính sông Mã tại Cẩm Thuỷ từ tháng XI tới tháng V lượng dòng chảy chiếm 25% tổng lượng năm. Ba tháng có dòng chảy kiệt nhất là tháng II, III, IV. Tháng III có dòng chảy tháng kiệt nhất đạt trung bình 102 m3/s với mô đun trung bình tháng 5.8l/s/km2. Dòng chảy 30 ngày liên tục nhỏ nhất trung bình đạt 91.1 m3/s với mô đun 5.36 l/s/km2. Dòng chảy nhỏ nhất có mô đun 2.0 l/s/km2.

Trên sông Chu tại Cửa Đạt, dòng chảy mùa kiệt từ tháng XII tới tháng VI chiếm 22% tổng lượng dòng chảy năm với ba tháng kiệt nhất là II, III, IV và tháng kiệt nhất là tháng III với lưu lượng trung bình 40 m3/s, dòng chảy tháng IV trung bình đạt 42 m3/s không cao hơn nhiều so với tháng III, xu thế kiệt dần về tháng IV là khá rõ. Dòng chảy nhỏ nhất tại Cửa Đạt đo được là 18.4 m3/s ngày 6/IV/1993 với mô đun là 2.98 l/s/km2, dòng chảy tháng III tháng kiệt nhất với tần suất 75% đạt 32 m3/s.

Chế độ triều

Thủy triều ở vùng ven biển sông Mã thuộc chế độ nhật triều không đều với chu kỳ triều trên 24h trong ngày. Trong một kỳ triều còn có ngày xuất hiện bán nhật triều. Thời gian triều lên ngắn 7 – 8h, những ngày triều cường thời gian triều lên 8 – 9h, thời gian triều rút 15 – 16h trong ngày.

Biên độ triều lớn nhất tại Hoàng Tân cửa sông Mã là 3,19m; tại Giàng là 2,46m; tại Lạch Sung là 2,58m; tại Cự Thôn là 2,2m. Biên độ triều trung bình trên sông Hoạt là 1,3m; sông Lèn tại Lạch Sung là 1,53m; sông Mã tại Hoàng Tân là 1,58m.

Mực nước đỉnh triều cao nhất đạt 2,9m tại Hoàng Tân (cửa sông Mã) và thấp nhất đạt 1,81m lúc chân triều. Tại Giàng, mực nước chân triều thấp nhất vào tháng kiệt III, IV đạt -1,42m. Tại Lạch Sung (cửa sông Lèn) mực nước cao nhất là 2,32m vào tháng VIII/1971 khi có lũ và mưa bão, đạt thấp nhất -0.97m vào tháng IV/1970. Càng vào sâu nội địa, biên độ mực nước triều càng giảm ảnh hưởng triều về mùa lũ, mùa cạn yếu dần.

Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn tại lưu vực sông Mã.

Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn tại lưu vực sông Mã rất nhiều với 48 trạm khí tượng và 31 trạm thủy văn. Trong đó có 15 trạm thủy văn vẫn tiếp tục hoạt động đến nay. Danh sách các trạm khí tượng thủy văn tại khu vực nghiên cứu

Hình 1.3: Bản đồ mạng lưới sông và mạng lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực sông Mã.