1.2.1 Điều kiện địa lý tự nhiên
1. Vị trí địa lý
Lưu vực sông Cả nằm trên hai quốc gia Lào và Việt Nam. Phần thượng nguồn nằm trên đất tỉnh Phông Sa Vẳn và Sầm Nưa của nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào. Ở Việt Nam sông Cả nằm trên địa phận của ba tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà T nh.
Lưu vực sông Cả nằm ở vị trí từ 18015'05" đến 20010'30" v độ Bắc và 103014'10" đến 105015'20" kinh độ Đông. Phía Bắc giáp lưu vực sông Chu (thuộc tỉnh Thanh Hóa). Phía Tây giáp lưu vực sông Mêkông, giáp quốc gia Lào. Phía Tây Nam giáp lưu vực sông Gianh (thuộc tỉnh Quảng Bình). Phía Đông giáp lưu vực sông Cấm, biển Đông. Diện tích toàn bộ lưu vực là 27.200 km2 , trong đó 65,2% diện tích thuộc lãnh thổ Việt Nam, phần diện tích còn lại thuộc lãnh thổ Lào chiếm 34,8% diện tích toàn lưu vực.
2. Đặc điểm địa hình
Lưu vực sông Cả có các dạng địa hình chính sau: Địa hình đồng bằng và đồng bằng ven biển nhỏ, h p và nằm sát với dòng chính. Toàn bộ đồng bằng được bảo vệ bằng hệ thống đê hai bờ sông, trừ vùng hữu Thanh Chương và vùng hữu Nam Đàn chỉ bảo vệ bằng đê bối. Tổng diện tích vùng đồng bằng vào khoảng 350.000ha chiếm 10% tổng diện tích lưu vực sông Cả.
Địa hình đồi núi thuộc các huyện Ngh a Đàn, Quỳ Hợp, Tân Kỳ, Anh Sơn, Thanh Chương, Vũ Quang, Hương Sơn và Hương Khê. Đây là dạng địa hình phức tạp, bị chia cắt mạnh có thế dốc nhiều chiều do các sông nhỏ tạo nên. Tổng diện tích dạng địa hình này vào khoảng 680.000 ha.
Địa hình vùng núi cao tập trung chủ yếu ở phía tây, tây bắc và tây nam lưu vực. Dạng địa hình này có độ cao từ 12.000 ÷ 15.000 m, có độ dốc lớn, thung lũng h p, chiếm tới 60% diện tích lưu vực, được xác định là vùng lâm nghiệp phòng hộ đầu nguồn.
3. Đặc điểm thổ nhưỡng
Đất trong lưu vực có các nguồn gốc hình thành khác nhau. Ở vùng đồi núi, đất được phát triển trên nhiều loại nham thạch. Ở vùng đồng bằng, đất được hình thành từ phù sa sông. Phần lớn vùng đồi núi nằm dưới độ cao 800-1000m, nên bị phong hoá mạnh. Quá trình feralít là chủ yếu. Nhóm đất feralít đồi và núi thấp, phân bố ở độ cao dưới 800-1000m, chiếm diện tích lớn nhất và là nơi hoạt động của con người. Các nhóm đất cát phù sa, đất phèn, đất mặn, đất than bùn và đất đen ở vùng đồng bằng.
Nhìn chung, đất ở vùng đồi núi còn khá tốt, độ dày tầng đất hơn 50 cm, cấu tượng đất tốt; đất ở vùng đồng bằng, nhất là loại đất phù sa có nhiều dinh dưỡng phù hợp cho sản xuất nông nghiệp.
Hình 1-2: Bản đồ thổ nhưỡng trong lưu vực sông Cả [6]
4. Đặc điểm thảm phủ thực vật
Thực vật trong lưu vực khá phong phú gồm những kiểu rừng chính dưới đây:
Kiểu rừng thường xanh nhiệt đới, phân bố ở độ cao dưới 700-800m, trên các loại đất đỏ vàng hoặc vàng trên núi, chiếm phần lớn diện tích; kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng, lá kim, mưa ẩm á nhiệt đới, phân bố ở độ cao 900-2000m, trên các loại đất vàng hoặc đất vàng nhạt glây; chiếm diện tích không lớn và giá trị kinh tế không cao, nhưng có tác dụng phòng hộ, giữ đất khỏi bị xói mòn, thoái hoá, điều hoà dòng chảy, giữ nước cho mùa khô; ngoài ra, còn có các loại cây nông nghiệp và cây công nghiệp.
Rừng bị khai thác bừa bãi trong thập niên 60-80 của thế k trước, chỉ tính riêng 2 tỉnh Nghệ An và Hà T nh, t lệ rừng che phủ từ 75% vào năm 1943 giảm còn 32,6% vào năm 1986. Trong những năm gần đây, nhờ có phong trào trồng cây gây rừng nên t lệ rừng che phủ đã tăng lên. Vào năm 2013, t lệ rừng che phủ trung bình trên phần lưu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam khoảng 40%.
Hình 1-3: Bản đồ thảm phủ thực vật lưu vực sông Cả [6]
1.2.2 Đặc điểm khí tƣợng thủy văn
1. Đặc điểm khí hậu
Lưu vực hệ thống sông Cả nằm trong vùng Bắc Trung Bộ mùa đông lạnh, nắng tương đối ít, có mưa phùn, có năm xảy ra sương muối ở một số vùng trong lưu vực. Mùa hè chịu ảnh hưởng của gió tây khô nóng, nhiệt độ cao, mưa nhiều vào nửa cuối năm. Lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 100- 120kcal/cm2, cân bằng bức xạ trung bình năm khoảng 65-80kcal/cm2. Số giờ nắng trung bình năm từ dưới 1.500 giờ ở vùng núi phía tây tỉnh Nghệ An đến trên 1.800 giờ ở vùng đồng bằng ven biển.
Nhiệt độ không khí trung bình năm từ dưới 20oC ở vùng núi đến hơn 24oC
ở vùng đồng bằng. Nhiệt độ cũng biến đổi theo mùa; nhiệt độ trung bình tháng
dưới 20oC (1719)oC trong các tháng XII, I, II, tăng lên (1925)oC trong các tháng
III-IV, X-XI và trên 25oC (2529,5)oC trong các tháng V-IX, cao nhất vào
2 tháng VI-VII. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối có thể trên 40oC (42,7oC tại Tương Dương, 40,9oC tại thành phố Vinh), thường xuất hiện những ngày có gió mùa 17
tây nam mạnh do tác dụng "phơn" của dãy Trường Sơn. Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối có thể dưới 5oC ở đồng bằng ven biển, (dưới 3oC ở miền núi và trung du, - 0,2oC tại Tây Hiếu, 0,3oC tại Quỳ Hợp).
Độ ẩm tương đối trung bình năm của không khí khoảng 8088%. Lượng mây tổng quan trung bình năm trên 8/10 bầu trời ở vùng núi và 7,58/10 bầu trời ở vùng trung du và đồng bằng. Tốc độ gió trung bình năm biến đổi trong phạm vi tương đối lớn từ 0,5 m/s tại Quỳ Châu đến 3,8 m/s tại Hòn Ngư. Tốc độ gió mạnh nhất dưới 20 m/s ở vùng đồi núi khuất gió đến hơn 40 m/s ở vùng đồng bằng ven biển (56 m/s tại Hòn Ngư). Số ngày có gió tây khô nóng trong năm có thể tới 1523 ngày.
Danh sách các trạm quan trắc khí tượng, khí hậu và các trạm đo mưa trên lưu vực được thống kê trong bảng 1-3 và bảng 1-4.
Bảng 1-3: Danh sách các trạm quan trắc khí tƣợng khí hậu trên lƣu vực TT Trạm Yếu tố đo Thời kỳ đo trƣớc 1954 Thời kỳ đo sau 1954
1 Quỳ Châu X, T, R, V, Z 1961 nay
2 Quỳ Hợp X, T, R, V, Z 1960 nay
3 Cửa Rào X, T, R, V, Z 1930 1948 1960 nay
4 Tây Hiếu X, T, R, V, Z 1960 nay
5 Tương Dương X, T, R, V, Z 1961 nay
6 Đô Lương X, T, R, V, Z 1935 1944 1958 nay
7 Vinh X, T, R, V, Z 1906 1954 1956 nay
8 Hà T nh X, T, R, V, Z 1961 nay
9 Kim Cương X, T, R, V, Z 1960 nay
10 Ngh a Đàn X, T, R, V, Z 1960 nay
11 Hương Sơn X, T, R, V, Z 1962 1980
Bảng 1-4: Danh sách các trạm đo mƣa thu thập trên lƣu vực
TT Trạm Yếu tố đo Thời kỳ đo trƣớc 1954 Thời kỳ đo sau 1954
1 Mường Xén X 1931 1942 1960 nay
2 Khe Nóng X 1960 nay
3 Dừa X 1960 nay
4 Nam Đàn X 1960 nay
5 Chợ Tràng X 1960 nay
6 Cửa Hội X 1960 nay
7 Nghi Xuân X 1960 nay
8 Con Cuông X 1960 nay
9 Nông trường 3/2 X 1960 nay
10 Ngh a Khánh X 1976 nay
11 Sơn Diệm X 1960 nay
12 Hoà Duyệt X 1960 nay
13 Linh Cảm X 1936 1942 1958 nay
14 Đại Lộc X 1961 nay
a. Đặc điểm mưa
Cũng như chế độ mưa ở miền Bắc lượng mưa trung bình năm trên lưu vực dao động từ 1100 2500 mm. Tại các trung tâm mưa lớn như thượng nguồn sông Hiếu, lưu vực sông La, lưu vực sông Giăng, lượng mưa trung bình năm đạt 2000 2400 mm. Trung tâm mưa nhỏ dọc theo dòng chính sông Cả, tại Cửa Rào, Mường Xén đạt 1.100 1.400 mm. Vùng đồng bằng hạ du sông Cả có lượng mưa trung bình năm từ 1700 1800 mm.
Mùa mưa hàng năm xuất hiện vào các tháng V-X ở trung thượng lưu sông Cả, các tháng VIII-X, XI ở tả ngạn hạ lưu sông Cả và lưu vực sông La ở Hà T nh. Lượng mưa mùa mưa chiếm khoảng 5590% lượng mưa năm, trong đó lượng mưa của 3 tháng liên tục lớn nhất chiếm 4570% và xuất hiện và các tháng VIII-X hay IX-XI ở lưu vực sông La. Lượng mưa mùa khô chiếm có 1045% lượng mưa năm, trong đó 3 tháng lượng mưa nhỏ nhất chỉ chiếm 1,510% lượng mưa năm và xuất hiện vào các tháng XII, I-II hay I-III, II-IV.
Trong các tháng mùa khô có nhiều ngày xuất hiện mưa phùn. Vùng đồng
XII đến tháng IV năm sau có thể đạt tới 130 300 mm, tạo điều kiện thuận lợi cho canh tác vụ đông xuân.
X (mm) 600 600 400 500 X (mm) 200 400 300 0 200 I IVVIIX 100 0 I IV VII X 600 X (mm) X (mm) 500 400 600 300 200 400 100 200 0 I IVVIIX 0 I IV VII X 600 X (mm) 500 400 300 200 100 0 I IVVIIX X (mm) 600 400 200 0 I IV VII X
Hình 1-4: Biểu đồ lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực sông Cả [6]
Bảng 1-5: Lƣợng mƣa trung bình tháng năm tại một số trạm trong lƣu vực hệ thống sông Cả thời kỳ 1961-2014
Vị trí Lƣợng mƣa trung bình tháng năm (mm)
TT Tên trạm
Kinh độ Vĩ độ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
1 Vinh 105°40' 18°40' 53,8 41,6 48,3 62,9 147,6 115,5 114,3 214,8 514,7 497,0 163,9 69,4 2043,9 2 Đô Lương 105°18' 18°54' 30,3 33,0 39,6 82,9 163,4 145,0 151,2 246,8 388,0 360,9 100,6 39,4 1781,0 3 Tây Hiếu 105°25' 19°19' 18,9 23,1 31,4 67,2 153,3 168,2 158,2 250,8 344,5 267,7 61,3 22,7 1567,3 4 Tương Dương 104°28' 19°16' 5,0 9,1 19,1 27,7 48,3 48,7 52,9 65,3 64,7 185,7 18,6 7,2 552,3 5 Quỳnh Lưu 105°38' 19°08' 17,6 23,5 28,6 54,5 107,6 133,9 120,4 230,7 420,2 323,0 76,5 32,4 1568,8 6 Kỳ Anh 106°16' 18°06' 111,3 73,2 59,6 56,8 154,9 129,1 101,7 240,6 560,7 765,4 414,3 202,1 2869,7 7 Quỳ Châu 105°06' 19°34' 13,5 14,4 28,4 84,2 230,4 214,0 194,1 294,8 335,0 215,0 53,0 17,3 1693,9 8 Quỳ Hợp 105°11' 19°19' 18,7 24,7 31,4 77,7 196,8 198,9 169,0 278,1 311,6 254,3 61,5 22,1 1644,7
Vị trí Lƣợng mƣa trung bình tháng năm (mm)
TT Tên trạm
Kinh độ Vĩ độ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
9 Hương Khê 105°42' 18°11' 42,7 45,3 62,1 93,8 211,5 163,3 145,3 272,8 452,6 531,9 192,1 71,0 2284,4 10 Hà T nh 105°54' 18°21' 112,6 64,1 57,8 71,6 165,5 144,7 111,0 227,4 543,6 741,7 337,0 163,5 2740,5 11 Kim Cương 105°24' 18°31' 54,1 51,7 64,7 104,8 224,0 145,5 147,0 243,8 469,3 427,3 186,7 71,4 2190,2
b. Đặc điểm bốc hơi
Theo số liệu quan trắc tại trạm Vinh, lượng bốc hơi trung bình năm là 954 mm. Lưu vực sông Hiếu có lượng lượng bốc hơi trung bình nhỏ nhất, tại Quỳ Châu là 704 mm. Lượng bốc hơi trung bình năm ở đồng bằng nhỏ hơn ở miền núi nhưng nhỏ nhất ở vùng trung lưu. Lượng bốc hơi trung bình tháng lớn nhất là vào tháng VII. Lượng bốc hơi tại Vinh tháng VII đạt 172 mm. Tháng II có lượng bốc hơi nhỏ nhất, chỉ đạt 29,7 mm.
Lượng bốc hơi 4 tháng lớn nhất là V, VI, VII, VIII tới 541 mm, chiếm gần 60% tổng lượng bốc hơi năm. Lượng bốc hơi ngày lớn nhất tại Vinh là 5,4 mm. Lượng bốc hơi trung bình tháng tại một số trạm trên lưu vực sông Cả được thống kê trong Bảng 2 2.
Bảng 1-6: Lượng nước bốc hơi bình quân tháng trên lưu vực sông Cả
Đơn vị: mm
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Vinh 39,4 28,9 35,5 54,1 110 155 180 121 65,6 59,9 54,7 50,5 954 Quỳ Châu 43,0 40,9 52,7 72,5 85,6 78,8 79,0 57,3 50,4 49,7 46,7 47,3 704 Đô Lương 40,0 33,3 40,2 53,0 83,8 109 129 83,9 55,0 54,6 50,0 51,1 789 Cửa Rào 59,0 62,4 81,3 93,2 105 89,2 96,9 71,6 55,9 51,6 45,7 55,2 857
2. Đặc điểm thủy văna. Mạng lưới sông a. Mạng lưới sông
Mạng lưới sông Cả có dạng hình cành cây phát triển không cân xứng với chiều dài dòng chính là 531km, 170km chảy trên lãnh thổ Lào, 361 km chảy qua Nghệ An và Hà T nh, sau đó đổ ra Biển Đông tại Cửa Hội.
Sông Cả có mật độ lưới sông trung bình là 0,6km/km2, thuộc cấp mật độ sông suối tương đối dày của miền Bắc Trung Bộ. Phù hợp với phân bố mưa và địa hình, những vùng ít mưa ở dưới thung lũng thấp, mật độ sông suối cũng thưa nhất, chỉ khoảng 0.5km/km2. Ngược lại những vùng núi cao, mưa nhiều thì mật độ sông suối phát triển dày, từ 1 - 1.26km/km2. Hệ số không đối xứng 0,14, hệ số hình dạng 0,29. Lòng sông thuộc loại già, ít bãi bồi, khá ổn định. Có 44 dòng nhánh có diện tích trên 20 km2 đổ vào dòng chính. Có bốn nhánh lớn có diện tích trên 1000 km2 là Nậm Mô, sông Hiếu, sông Giăng, sông La. Các nhánh này phân bố khá đồng đều khoảng 60 km dọc sông chính lại có một nhánh đổ vào.
Một số nhánh sông lớn của hệ thống sông Cả:
- Sông Nậm Mô: sông Nậm Mô bắt nguồn từ dãy núi có độ cao 2.620m
thuộc tỉnh Xiêm Khoảng bên Lào, sông chảy và đổ vào sông Cả tại Cửa Rào. Sông chảy qua vùng có lượng mưa năm nhỏ chỉ đạt trung bình từ 1200
1300mm là vùng mưa nhỏ nhất của Bắc Trung Bộ. Do vậy, mặc dù diện tích lưu vực sông đạt 3970km2 chiếm 14,6% diện tích toàn lưu vực nhưng lượng dòng chảy năm chỉ chiếm 9,3% tổng lượng dòng chảy năm trên toàn diện tích lưu vực. Chiều dài dòng sông chính là 160km, độ rộng lòng sông 3035m, chiều rộng bình quân lưu vực là 38,2km.
- Sông Hiếu: Sông Hiếu là một chi lưu phía tả nhập vào sông Cả ở đoạn
trung lưu tại Ngã ba Cây Chanh. Sông bắt nguồn từ vùng núi cao Phu Hoạt có độ cao đỉnh núi là 2452m thuộc huyện Quế Phong. Thượng nguồn sông chảy qua vùng mưa lớn có lượng mưa năm 2100 2200mm thuộc huyện Quế Phong và chảy về qua hai huyện Ngh a Đàn và Quỳ Châu có lượng mưa năm đạt 1500
1800mm. Phần hạ lưu sông chảy qua huyện Tân Kỳ có lượng mưa nhỏ đạt 1500 1600mm rồi đổ vào sông Cả ở ngã ba cây Chanh. Lòng sông Hiếu h p và dốc từ Thác Dừa trở lên, càng về hạ du sông càng mở rộng ít dốc hơn. Sông
Hiếu có các sông nhánh lớn như sông Chàng, sông Dinh, sông Sào đổ vào trung hạ lưu sông.
- Sông Giăng: sông bắt nguồn từ vùng núi cao của dãy Trường Sơn và
chảy qua vùng mưa lớn có lượng mưa năm trung bình trên lưu vực 2200mm. Lòng sông h p, ngắn và dốc đổ vào sông Cả tại Thanh Tiến. Hướng chảy chính của sông Giăng là hướng song song với sông Cả đến Thác Muối đổi theo hướng Tây Đông phần cửa ra nhập với sông Cả theo hướng Bắc Nam. Dòng sông nhiều thác ghềnh, đáng chú ý nhất là Thác Muối có khả năng xây dựng nhà máy thủy điện, hồ chứa lợi dụng tổng hợp. Sông Giăng là một chi lưu cung cấp nước quan trọng cho sông Cả đoạn trung lưu đồng thời nó cũng là con sông có lượng lũ khá lớn gây ngập lụt cho vùng trung lưu.
- Sông La: Sông La là phụ lưu gần hạ du của sông Cả, đổ vào sông Cả ở Chợ Tràng. Sông La là hợp lưu của sông Ngàn Phố và Ngàn Sâu. Hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu nhập lưu tại Linh Cảm. Đoạn sông từ Linh Cảm đến Chợ Tràng được gọi là sông La.Đây cũng là nhánh sông cung cấp nước quan trọng cho khu vực này. Có thể nhận thấy lưới sông phát triển tương đối đều trong lưu vực, trên