Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trung bình cao (°C) 19 19 22 27 31 32 32 32 31 28 24 22 Trung bình thấp (°C) 14 16 18 22 25 27 27 27 26 23 19 16 Lƣợng mƣa (mm) 20.1 30.5 40.6 80 195.6 240 320 340.4 254 100.3 40.6 20.3 Đặc điểm khí hậu thuộc khu vực sông Đáy, sông Nhuệ mang đặc điểm tương tự như khí hậu Hà Nội. Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đơng lạnh, ít mưa. Thuộc vùng nhiệt đới, thành phố quanh nǎm tiếp nhận lượng bức xạ Mặt Trời rất dồi dào và
có nhiệt độ cao. Và do tác động của biển, Hà Nội có độ ẩm và lượng mưa khá lớn, trung bình 114 ngày mưa một năm. Một đặc điểm rõ nét của khí hậu Hà Nội là sự thay đổi và khác biệt của hai mùa nóng, lạnh. Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình 29,2 ºC. Từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau là khí hậu của mùa đơng với nhiệt độ trung bình 15,2 ºC. Cùng với hai thời kỳ chuyển tiếp vào tháng 4 và tháng 10, thành phố có đủ bốn mùa xn, hạ, thu và đơng.
Khí hậu Hà Nội cũng ghi nhận những biến đổi bất thường trong những năm trở lại đây. Vào tháng 5 năm 1926, nhiệt độ tại thành phố được ghi lại ở mức kỷ lục 42,8°C. Tháng 1 năm 1955, nhiệt độ xuống mức thấp nhất, 2,7 °C. Đầu tháng 11 năm 2008, một trận mưa kỷ lục đổ xuống các tỉnh miền Bắc và miền Trung khiến 18 cư dân Hà Nội thiệt mạng và gây thiệt hại cho thành phố khoảng 3.000 tỷ đồng.
2.4. Điều kiện thủy văn
Là các chi lưu của sông Hồng nên khi xem xét tới vai trò của dòng chảy tới sự biến động lòng sơng Đáy, sơng Nhuệ, cần phải phân tích đặc trưng dịng chảy của cả hệ thống sơng Hồng. [8]
Sông Hồng là dịng sơng lớn nhất ở Miền Bắc và đứng thứ 2 ở Việt Nam (sau sông Mê Kông). Sông bắt nguồn từ những đỉnh núi cao của dãy Ai Lao San (tỉnh Vân Nam, Trung Quốc). Diện tích tồn lưu vực khoảng 143.700 km2 (trong đó phần thuộc lãnh thổ Việt Nam là 61 400 km2) với chiều dài là 1.126 km (phần thuộc Việt Nam là 556 km). Đến khu vực Việt Trì, sơng Hồng nhận thêm các phụ lưu là sông Đà và sơng Lơ, trong đó lượng nước từ sơng Đà chiếm tới gần một nửa. Sông Hồng chảy vào địa phận Hà Nội ở xã Thượng Cát (huyện Từ Liêm) và ra khỏi Hà Nội ở xã Vạn Phúc (huyện Thanh Trì) với chiều dài khoảng trên 40 km. Đoạn sông chảy qua thủ đơ này, ngồi các tác động thường xun và mạnh mẽ của con người (đê, kè, cầu, phà, v.v.), nó cũng là đoạn phân lưu cho các sông thuộc phạm vi thành phố là Sông Đuống, Sông Nhuệ và trước đó là Sơng Đáy, về phía hạ lưu là sơng Luộc.
Bảng 2.2: Đặc trưng hình thái một số sơng chính của hệ thống sơng Hồng [8] Hệ thống sơng Tên các sơng chính
Diện tích lƣu vực (km2) Chiều dài (km) Toàn bộ Trong nƣớc Nƣớc ngoài Tồn bộ Trong nƣớc Nƣớc ngồi Hệ thống sơng Hồng Sông Đà 52.500 26.800 25.700 980 540 440 Sông Thao 51.800 12.000 39.800 910 Sông Lô 39.000 22.000 17.000 450 Sông Đáy 5.800 5.800 241
Chế độ thủy văn của hệ thống sông ở Hà Nội, điển hình là sơng Hồng hồn tồn phụ thuộc theo mùa: mùa lũ và mùa cạn. Mùa lũ xảy ra từ tháng VI đến tháng X, mùa cạn kéo dài từ tháng XI đến tháng V năm sau. Sơng Hồng có lưu lượng nước lớn nhất ở Việt Nam. Giá trị lưu lượng trung bình khoảng 3800 m3
/s, 122x109 m3/năm tại trạm thủy văn Sơn Tây. Lưu lượng cực đại có thể đạt tới 38,560 m3/s (tháng 8/1971). Khoảng 75-80% lưu lượng trung bình năm xảy ra vào mùa mưa (từ tháng 6 đến tháng 10 hàng năm) và chỉ 20-25% xảy ra vào mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau). Trong gần 70 năm qua (từ năm 1930 đến năm 1998) đã có 10 lần lưu lượng nước sơng Hồng đo được tại trạm Sơn Tây vượt quá 20 000 m3/s. Tuy nhiên, từ Sơn Tây về Hà Nội, lượng nước của sơng Hồng cịn chia cho sơng Đuống để đổ ra biển qua cửa Bạch Đằng.
Sông Hồng mang ra biển một khối lượng nước và bùn cát rất lớn. Trước đây khi chưa có đập thủy điện Hịa Bình trên sơng Đà, hàng năm tải lượng bùn cát của sông Hông ra biển qua trạm Thượng Cát là trên 90 triệu tấn và 122 tỷ mét khối nước. Lượng nước và bùn cát này tập trung phần lớn vào mùa mưa (khoảng 80%). Do đó, vào thời kỳ này trên dọc sông Hồng, nhất là khi về đến đồng bằng thường xảy ra lũ lụt. Để trị thủy sông Hồng, người ta đã cho đắp đê từ rất lâu - đó là đê Cơ Xá được đắp từ năm 1108 dưới triều đại Lý. Từ đó đến nay hệ thống đê sông Hồng, cũng như các sông khác trong đồng bằng Bắc Bộ luôn luôn được củng cố và ngày càng vững chắc hơn.
Một trong các chi lưu lớn của sông Hồng hiện tại là sông Đuống (trước đây gọi là sông Thiên Đức). Sông bắt đầu từ khu vực thôn Xuân Trạch, xã Xuân Canh, huyện Đơng Anh, cịn phía bên kia là thôn Bắc Cầu, xã Nhọc Thụy, huyện Gia Lâm. Ở đoạn đầu (khoảng trên 4 km), sơng chảy theo hường đơng-nam và tạo với dịng chính sơng Hồng một góc nhọn phù hợp với quy luật phân nhánh của sông. Sau đó chảy về hướng đơng và có một đoạn (khoảng 10 km) là ranh giới tự nhiên giữa huyện Đông Anh và huyện Gia Lâm, Sông Đuống vừa là tuyến giao thông đường thủy ra vùng biển đông - bắc, vừa là hành lang thốt lũ của sơng Hồng mỗi khi mùa mưa tới bởi vào mùa này có khoảng 23% nước từ sông Hồng được chuyển qua sông Đuống. Trong lịch sử đã có ít nhất 3 lần nạo vét sông Đuống ở đọan từ sông Hồng đến cầu Đuống và các năm 1515, 1729 (thời Lê) và 1860 (thời Nguyễn).
Theo các tư liệu hiện có, trước đây, sơng Hồng chảy đến Hát Môn (Phúc Thọ - Hà Tây) thì rẽ một nhánh qua Phùng (Đan Phượng - Hà Tây) tạo thành sông Đáy, chảy qua các tỉnh Hà Tây, Hà Nam, Ninh Bình, Nam Định, rồi đổ ra biển ở cửa Đáy. Con sông này dài khoảng 250 km.
Sông Nhuệ cũng là một chi lưu của sông Hồng và cũng có vai trị nhất định trong việc thốt lũ khi mùa mưa tới. Vị trí sơng Nhuệ tách ra từ sông Hồng ở khu vực xã Liên Mạc, huyện Từ Liêm. Hiện nay, ở đây cũng đã xây dựng hệ thống cống như cống Liên Mạc, vừa phục vụ tưới tiêu, đồng thời giúp cho việc tiêu thoát lũ vào mùa mưa. Trong địa phận Hà Nội, sông này chảy qua 2 huyện là Từ Liêm (từ bắc đến nam huyện) và Thanh Trì (ở phần phía tây huyện). Sau khi qua huyện Từ Liêm và trước lúc vào Thanh Trì, sơng có một đoạn sơng chảy qua thị xã Hà Đông nhưng sông chảy theo hướng nam là chính.
2.5. Các hoạt động nhân sinh
Một trong những tác động lớn nhất của con người ở vùng đất Hà Nội là việc đắp đê và xây dựng thành lũy. Các tác động của con người đến tự nhiên ở vùng Hà Nội
thấy rõ nét nhất là từ sau Công nguyên đến nay. Đó là việc xây dựng Thành Đại La cải tạo vùng đất thấp ở đồng bằng và Thiên niên kỷ thứ nhất S.CN. Đây là công việc đã được người Việt cổ thực hiện từ rất sớm. Trong sách Giao Chỉ ký có chép rằng: “Huyện Phong Khê có đê giữ nước sơng Hồng Giang”. Đó chính là khu vực lân cận Thành Cổ Loa. Sau này, sách Ngoại kỷ lại chép: “Đời Đường trong niên hiệu Hàm Thông, Cao Biền đã đắp Thành Đại La, lại đắp đê quanh thành 2.125 trượng, cao 1 trượng 5 thước, chân rộng 2 trượng” (trích từ Đặng Xn Bảng). Đến đời Lý, cũng vì mục đích chống lũ người ta cũng đã đắp đê Cơ Xá. Tiếp theo, đến các kỷ Nhà Trần và Nhà Lê công việc đắp đê trị thủy vẫn được tăng cường. Sử sách Nhà Trần có chép rằng “Niên hiệu Thiên ứng Chính Bình thứ 17 (khoảng năm 1247), Vua Thái Tơng hạ lệnh cho các lộ đắp đê tự đầu núi đến bờ biển để phịng nước sơng tràn ngập gọi là Đê Đỉnh Nhĩ” (có lẽ tính từ Sơn Tây). Thực ra, có thể đây cũng chỉ là tu bổ lại hệ thống đê sơng. Theo Đặng Xn Bảng, thì cho đến Triều Nguyễn, hệ thống đê các sông (cả sông Cái và sông Con) ở Hà Nội và lân cận đã tới hàng trăm kilômét. Công việc tu bổ hệ thống đê cũ và đắp các đê mới đồng thời đào kênh dẫn nước được đặc biệt quan tâm từ sau khi hịa bình lập lại (1954). Đến nay, theo thống kê của Cục Đê điều, trong phạm vi đồng bằng Bắc Bộ đã có khoảng trên 3.500 km đê (gồm cả đê sơng và đê biển). Có thể nói, hệ thống đê điều ở Hà Nội nói riêng và đồng bằng Bắc Bộ nói chung là một cơng trình mang tính văn hóa-nhân văn rất lớn thể hiện tinh thần mở nước và giữ nước của dân tộc ta.
Phân tích hệ thống đê ở Hà Nội có thể nhận thấy rằng việc đắp đê sông Hồng là quyết định đúng đắn, song dưới khía cạnh địa chất - địa mạo thì cơng trình này đã là sự can thiệp lớn vào tự nhiên. Học giả Pháp Pierre Gourou vào đầu thế kỷ 20 từng viết: "Châu thổ sông Hồng đã bị chết trong tuổi vị thành niên của nó". Có thể nói, từ thời Lê đồng bằng châu thổ Sông Hồng đã chấm dứt giai đoạn phát triển tự nhiên của mình. Nó gần như bị cắt đứt liên hệ với chính con sơng từng tạo ra và ni dưỡng nó. Dịng nước chứa nhiều phù sa của sông Hồng khơng cịn tràn vào đồng bằng mà bị nhốt giữa hai thân đê. Một phần phù sa thốt ra biển, nhưng phần lớn chỉ có thể tích đọng trong lịng
sơng và những bãi bồi phía ngồi đê. Do vậy đáy sông không ngừng bị nâng cao, nhiều doi cát giữa dịng và bãi bồi được hình thành, đặc biệt trong đoạn từ Sơn Tây đến Nam Định. Từng phần đáy sông và bề mặt các doi cát ở nhiều nơi đã cao hơn mặt ruộng trong đê. Đó là nguyên nhân khiến cho từ đời này qua đời khác các con đê cứ phải được tôn tạo, đắp cao lên mãi.
Các con sông trong khu vực nghiên cứu đều chịu tác động dân sinh trong 1000 năm trở lại đây, đặc biệt là sông Nhuệ và sông Đáy – đây là hai con sông nằm trong mục tiêu thốt lũ cho Hà Nội. Chính vì vậy, các hoạt động nắn chỉnh lịng sơng các con sông này diễn ra từ rất lâu. Cho tới ngày nay, hầu hết các con sông đều nằm dọc theo tuyến đê của hai con sông này. Đặc biệt với sơng Nhuệ thì lâu nay đã được nắn chỉnh và bị q trình đơ thị hố làm biến đổi mạnh mẽ. Đối với sơng Đáy thì đã được xây dựng nhiều hệ thống đê theo nhiều thời kỳ, đới biến động của nó trong 1000 năm nay cũng bị giới hạn trong phạm vi đê, các q trình đơ thị hố chưa mạnh nên các dấu vết lịng sơng cổ vẫn được dễ nhận ra hơn so với sơng Nhuệ. Phân tích địa mạo khu vực sơng Đáy cho thấy, do có đê, bề mặt bãi bồi dọc lịng sơng này đã nổi cao đến trên 2m so với vùng trong đê.
Một trong các tác động mạnh của con người tới biến đổi các dịng sơng đáng kể nữa là việc xây dựng hệ thống thủy lợi và chống lũ. Đập Đáy (đập Phùng), cống Liên Mạc đã tác động lớn tới đặc trưng thủy văn và môi trường của sông Đáy, sơng Nhuệ. Đặc trưng này sẽ được trình bày chi tiết ở chương sau.
CHƢƠNG 3: HỆ THỐNG LÒNG CỔ SÔNG ĐÁY, SÔNG NHUỆ KHU VỰC TP. HÀ NỘI – CÁC TAI BIẾN THIÊN NHIÊN
LIÊN QUAN VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÒNG TRÁNH 3.1. Ứng dụng viễn thám trong phân tích hệ thống lịng sơng cổ
3.1.1. Ứng dụng viễn thám trong phân tích hệ thống lịng sơng cổ
3.1.1.1. Ứng dụng ảnh viễn thám đa thời gian xác lập các khu vực thấp trũng
Sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian cho phép chiết tách được hệ thống các dải trũng bao gồm các lịng sơng cổ một cách hữu hiệu. “Nước chảy chỗ trũng” là một hiện tượng hoàn toàn tự nhiên. Những vùng thấp trũng thường bao giờ cũng có độ ẩm cao hơn những khu vực xung quanh. Đồng thời, người dân cũng tận dụng những vị trí này để làm những hồ, ao tích lũy nước vào mùa khơ.
Việc sử dụng ảnh đa thời gian giúp phát hiện các đối tượng khơng biến động, ít biến động hoặc hoặc biến động mạnh trong một khoảng thời gian dài. Đối với những khu vực trũng thấp, ít bị biến đổi thường dễ tìm thấy được các lịng hồ, lịng sơng cổ, do chúng có độ sâu tách biệt hẳn với vùng thấp liền kề. Các khu vực có mức độ biến đổi trên diện rộng theo thời gian thường chỉ là các vùng địa hình thấp trũng thơng thường, ít có tương phản về độ cao của địa hình. Việc phát hiện được các dải trũng xuất hiện trên các ảnh trong thời gian gần đây sẽ giúp loại bỏ được các đối tượng ao, hồ hay kênh, mương tưới tiêu do hoạt động nhân sinh tạo ra.
Bảng 3.1: Các loạt ảnh được sử dụng trong phân tích khu vực Hà Nội
STT Năm chụp Thời tiết STT Năm chụp Thời tiết
1 1989-09-11 Mùa mưa 5 2000-11-04 Mùa khô
2 1999-12-20 Mùa khô 6 2005-10-09 Mùa khô
3 1994-05-04 Mùa mưa 7 2007-11-08 Mùa khơ
Hình 3.1: Ảnh vệ tinh Landsat thu nhận trong nhiều năm khu vực Hà Nội
1989 1994 1996
1999 2000 2005
Các ảnh vệ tinh Landsat bao gồm các thế hệ ảnh được chụp ở 8 năm khác nhau vào mùa khô hoặc mùa mưa. Những ảnh được chụp vào mùa khô cho phép chiết xuất thông tin về những khoanh vi trũng thấp tự nhiên và thường xuyên trên địa hình. Tuy nhiên, vào mùa khơ, do q trình bốc hơi diễn ra mạnh hoặc do sự phát triển của thực vật sẽ làm cho một số dải trũng có thể lẫn với các đối tượng khác như đất trống, thực vật hoặc dân cư. Việc sử dụng ảnh viễn thám chụp vào mùa mưa sẽ giúp giải quyết các vấn đề này. Vào thời kỳ mùa mưa, những khu vực là lòng hồ, dải trũng sẽ được tích nước, nhờ đó có thể phát hiện, bổ sung được các dải trũng bị lu mờ trên ảnh chụp ảnh vào mùa khô. Mặc dù vậy, việc sử dụng ảnh mùa mưa cũng gây nên nhiều hạn chế khi lượng mưa nhiều kéo theo lượng mây và bóng mây cũng xuất hiện với mật độ dầy hơn (Ví dụ như ảnh Landsat năm 1994). Do vậy, việc sử dụng phối kết hợp ảnh vệ tinh vào cả mùa khô và mùa mưa là hết sức cần thiết và hiệu quả trong q trình chiết xuất dữ liệu lịng hồ, dải trũng.
Việc sử dụng ảnh viễn thám đa thời gian còn giúp xác định được sự biến động của các lòng hồ, dải trũng theo thời gian. Ảnh Landsat mới nhất trong khu vực thành phố Hà Nội đượchọc viên thu thập được chụp vào năm 1989 - trước khi thay đổi ranh giới thủ đô –và ảnh mới nhất được chụp vào năm 2009 – sau khi mở rộng thủ đơ. Nhờ đó có thể xác định được những tác động của chính sách phát triển, quy hoạch đô thị của Hà Nội qua nhiều thời kỳ. Đặc biệt, với sự quy hoạch và phát triển của thủ đô Hà Nội, hiện tượng sán lấp mặt hồ, dải trũng để xây nhà đang diễn ra nhanh chóng trong vịng 10 năm qua.
Ngồi ra, việc phân tích ảnh đa thời gian cho phép giải quyết các khó khăn khi xử lý ảnh số để lọc mây, bóng mây và bóng núi trên ảnh. Vấn đề này sẽ được học viên đề cập cụ thể ở phần sau.
3.1.1.2. Xử lý ảnh viễn thám xác lập các khu vực có độ ẩm cao
Các nghiên cứu về địa mạo dòng chảy cho thấy, những đối tượng là lịng sơng cổ thường là các dải trũng có dạng tuyến hoặc dạng móng ngựa trên địa hình. Chúng có