II. Ở Việt nam
2.3.1. Đỏnh giỏ khả năng điều tiết nước trong dũng chảy sụng suối và
hạn chế xúi mũn đất của thảm thực vật rừng hiện cú trong lưu vực sụng
Đăkbla.
Trờn cơ sở phõn tớch và đỏnh giỏ mối liờn hệ giữa thảm thực vật rừng và dũng chảy cho thấy: Sự biến động của cỏc đại lượng đặc trưng biểu thị dũng chảy sụng, suối chịu sự chi phối của cỏc yếu tố lập địa và thảm thực vật rừng của lưu vực ở những mức độ khỏc nhau. Mức độ chi phối của từng nhõn tố ảnh hưởng đến dũng chảy sụng suối cú khỏc nhau, nhưng biến động của
dũng chảy sụng suối là kết quả tỏc động đồng thời của nhiều nhõn tố ảnh hưởng. Việc xỏc lập cỏc phương trỡnh hồi quy biểu thị mối liờn hệ giữa thảm thực vật rừng với sản lượng và chất lượng nước trong dũng chảy sụng suối của lưu vực cú ý nghĩa khoa học và thực tiễn như sau :
- Cú 3 nhõn tố chủ yếu tham gia vào mỗi mụ hỡnh đú là lượng mưa bỡnh quõn năm; độ che phủ rừng hoặc tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh ; mụ đuyn dũng chảy năm hoặc mụ đuyn lượng bựn cỏt lơ lửng. Trong cỏc nhõn tố này, lượng mưa bỡnh quõn năm là nhõn tố con người khụng thể làm thay đổi được, cú tớnh ổn định và được định lượng tương đối chớnh xỏc thụng qua quỏ trỡnh quan trắc tớnh toỏn nhiều năm. Độ che phủ rừng, hoặc tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh, là nhõn tố con người cú thể tỏc động làm thay đổi được, tồn tại tương đối ổn định và được định lượng tương đối chớnh xỏc thụng qua quỏ trỡnh điều tra, tớnh toỏn. Trong mụ hỡnh, mụ đuyn dũng chảy năm hoặc mụ đuyn bựn cỏt lơ lửng là nhõn tố con người cú thể tỏc động làm thay đổi được bằng cỏch tỏc động vào yếu tố diện tớch và chất lượng rừng và được định lượng thụng qua hai yếu tố là lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ rừng (hoặc tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh). Mặt khỏc, qua quỏ trỡnh quan trắc và tớnh toỏn lõu dài, người ta đó xỏc định được mức độ tỏc động đến đời sống con người khi mụ đuyn dũng chảy năm và mụ đuyn bựn cỏt lơ lửng đạt đến những ngưỡng số lượng nhất định cho từng lưu vực.
- Từ cỏc phương trỡnh hồi quy đơn biến, cú thể sử dụng để tớnh toỏn nhanh cỏc đại lượng mụ đuyn dũng chảy và mụ đuyn bựn cỏt lơ lửng của dũng chảy trong lưu vực thụng qua xỏc định được độ che phủ của rừng hoặc tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh, trong điều kiện khụng đo được lượng mưa và cỏc yếu tố lập địa khỏc. Cỏc phương trỡnh hồi quy đa biến phản ỏnh được cả hai nhõn tố lượng mưa và rừng tỏc động đến dũng chảy, do vậy cú thể tớnh toỏn tương đối chớnh xỏc cỏc đặc trưng biểu thị dũng chảy. Đặc biệt là
cỏc phương trỡnh (2-5), (2-10) và (2-15) rất phự hợp và dễ vận dụng tớnh toỏn quy mụ diện tớch và chất lượng rừng cần thiết nhằm nõng cao giỏ trị sử dụng của sản lượng và chất lượng nước trong dũng chảy của lưu vực sụng Đăkbla. Vận dụng 3 phương trỡnh trờn để đỏnh giỏkhả năng điều tiết nước trong dũng chảy sụng suối và hạn chế xúi mũn đất của thảm thực vật rừng hiện cú trong lưu vực sụng Đăkbla, kết quả như sau :
2.3.1.1. Vận dụng phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa với độ che phủ rừng và lượng mưa bỡnh quõn năm với mụ đun dũng chảy năm.
Từ phương trỡnh (2-5) được xỏc lập cú dạng :
Mnăm= 0,014 Xnăm+ 0,165 CP. (lớt/s.km2)
Vận dụng cỏc điều kiện ỏp dụng mụ hỡnh với lượng mưa bỡnh quõn năm trờn lưu vực sụng Đăkbla là 2.200 mm và độ che phủ rừng hiện cú là 49,1% đưa vào phương trỡnh (2-5) chỳng ta cú thể tớnh được Mnăm là 38,9 lớt/s/km2 (tương ứng lưu lượng là 119 m3/s), tức là mức độ dũng chảy trung bỡnh khụng gõy ra lũ lụt nguy hiểm. Như vậy, cú thể đỏnh giỏ rằng với lượng mưa bỡnh quõn năm ổn định trong thời gian dài, độ che phủ rừng hiện cú đảm bảo cho chế độ dũng chảy ổn định khụng gõy cạn kiệt hoặc lũ lụt nguy hiểm. Với diện tớch rừng trong lưu vực sụng Đăkbla hiện nay là 150.200 ha, tương ứng với độ che phủ 49,1% cú thể đảm bảo điều tiết nguồn nước trong lưu vực với sản lượng nước cung cấp hàng năm cho sụng Đăkbla khoảng 3,8 tỷ m3 .
2.3.1.2. Vận dụng phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa với độ che phủ rừng và lượng mưa bỡnh quõn năm với mụ đun bựn cỏt lơ lửng
trong mựa lũ.
Từ phương trỡnh (2-10) được xỏc lập cú dạng :
Mbclu = 230,06 + 0,23.Xlũ – 4,86.CP . (tấn/mựa/km2) Vận dụng cỏc điều kiện mụ hỡnh với lượng mưa bỡnh quõn mựa lũ lưu vực sụng Đăkbla 1.300 mm và độ che phủ hiện nay là 49,1%, đưa vào phương
trỡnh (2-10), chỳng ta cú thể tớnh được Mbclu = 290,4 tấn/mựa.km2, tức là mức độ xúi mũn đất trờn bề mặt lưu vực hiện nay cao hơn với mức bỡnh quõn hàng năm (218 tấn/km2.năm). Túm lại, với diện tớch rừng trong lưu vực sụng Đăkbla hiện nay là 150.200 ha, tương ứng với độ che phủ 49,1% chưa đảm bảo lượng bựn cỏt xúi mũn trờn bề mặt lưu vực ở mức thấp nhất trong mựa lũ.
2.3.1.3. Vận dụng phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa tỷ
lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh và lượng mưa bỡnh quõn năm với mụ đun
dũng chảy năm.
Từ phương trỡnh (2-15) xỏc lập được cú dạng :
Mnăm = 0,014 .Xnăm+ 0,211.Pgtb (lớt/s.km2) Vận dụng cỏc điều kiện ỏp dụng mụ hỡnh với lượng mưa bỡnh quõn
năm trờn lưu vực sụng Đăkbla là 2.200 mm và tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh hiện cú là 12,2%, đưa vào phương trỡnh (2-15) chỳng ta cú thể tớnh được Mnăm là 32 lớt/s.km2(tương ứng lưu lượng là 97,9 m3/s), tức là mức độ dũng chảy trung bỡnh khụng gõy ra lũ lụt nguy hiểm. Tuy nhiờn, tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh hiện cú rất thấp, ảnh hưởng đến lưu lượng dũng chảy trờn sụng Đăkbla ở ngưỡng gần với chế độ dũng chảy cạn kiệt ( mức dưới 26,1 lớt/s.km2, tương ứng lưu lượng < 80 m3/s).
2.3.2. Bước đầu đề xuất quy mụ diện tớch và chất lượng rừng cần thiết nhằm nõng cao sản lượng và chất lượng nước trong dũng chảy của thiết nhằm nõng cao sản lượng và chất lượng nước trong dũng chảy của lưu vực sụng Đăkbla.
2.3.2.1. Bước đầu đề xuất quy mụ diện tớch rừng cần thiết để nõng cao
sản lượng nước trong dũng chảy lưu vực sụng Đăkbla.
Từ phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa với độ che phủ rừng và lượng mưa bỡnh quõn năm với mụ đun dũng chảy năm (2-5)cú dạng:
Mnăm= 0,014 Xnăm+ 0,165 CP. (lớt/s.km2)
Lập bảng ma trận biến thiờn của cỏc đại lượng trong phương trỡnh là lượng mưa bỡnh quõn năm, độ che phủ rừng và mụ đuyn dũng chảy năm,
trong đú tương ứng mỗi giỏ trị của lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ rừng là một ụ thể hiện giỏ trị của mụ đuyn dũng chảy năm. Kết quả tớnh toỏn tại bảng 2.40. đối chiếu với cỏc ngưỡng chế độ mưa và chế độ dũng chảy trong lưu vực sụng Đăkbla để xỏc định độ che phủ rừng cần thiết.
Bảng 2.40. Kết quả biến động mụ đuyn dũng chảy năm theo sự biến đổi của lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ rừng.
M (l/s.km2) 0% 10% 20% 30% 40% 49.1% 60% 70% 80% 90% 100% 1000 mm 14,0 15,7 17,3 19,0 20,6 22,1 23,9 25,6 27,2 28,9 30,5 1200mm 16,8 18,5 20,1 21,8 23,4 24,9 26,7 28,4 30,0 31,7 33,3 1400mm 19,6 21,3 22,9 24,6 26,2 27,7 29,5 31,2 32,8 34,5 36,1 1600mm 22,4 24,1 25,7 27,4 29,0 30,5 32,3 34,0 35,6 37,3 38,9 1800mm 25,2 26,9 28,5 30,2 31,8 33,3 35,1 36,8 38,4 40,1 41,7 2000mm 28,0 29,7 31,3 33,0 34,6 36,1 37,9 39,6 41,2 42,9 44,5 2200mm 30,8 32,5 34,1 35,8 37,4 38,9 40,7 42,4 44,0 45,7 47,3 2400mm 33,6 35,3 36,9 38,6 40,2 41,7 43,5 45,2 46,8 48,5 50,1 2600mm 36,4 38,1 39,7 41,4 43,0 44,5 46,3 48,0 49,6 51,3 52,.9 2800mm 39,2 40,9 42,5 44,2 45,8 47,3 49,1 50,8 52,4 54,1 55,7 3000mm 42,0 43,7 45,3 47,0 48,6 50,1 51,9 53,6 55,2 56,9 58,5 3200mm 44,8 46,5 48,1 49,8 51,4 52,9 54,7 56,4 58,0 59,7 61,3 3400mm 47,6 49,3 50,9 52,6 54,2 55,7 57,5 59,2 60,8 62,5 64,1 3600mm 50,4 52,1 53,7 55,4 57,0 58,5 60,3 62,0 63,6 65,3 66,9 3800mm 53,2 54,9 56,5 58,2 59,8 61,3 63,1 64,8 66,4 68,1 69,7 4000mm 56,0 57,7 59,3 61,0 62,6 64,1 65,9 67,6 69,2 70,9 72,5
Kết quả tớnh toỏn tại bảng 2.40 cho thấy khi lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ của rừng tăng thỡ mụ đuyn dũng chảy năm cũng tăng tương ứng và ngược lại. Điều này chứng tỏ khi diện tớch rừng càng lớn, khả năng giữ nước trong rừng và đất rừng nhiều hơn, làm cho khả năng sinh thủy trờn một đơn vị diện tớch lưu vực lớn hơn. Trong điều kiện lượng mưa bỡnh quõn năm hiện nay ổn định mức 2.200 mm trong nhiều năm, từ bảng số liệu biến thiờn cho thấy sự biến động của độ che phủ rừng theo cả hai chiều hướng tăng và
giảm vẫn khụng làm cho chế độ dũng chảy thay đổi lớn, mụ đuyn dũng chảy khụng vượt ngưỡng sang dũng chảy cạn kiệt hay dũng chảy lũ gõy nguy hiểm. Như vậy, cú thể khẳng định rằng sự biến động của độ che phủ rừng trờn bề mặt lưu vực sụng Đăkbla khụng phải nhõn tố quyết định làm thay đổi chế độ dũng chảy sụng, suối của lưu vực, mà chỉ cú vai trũ điều tiết sản lượng nước trong dũng chảy sụng suối ở mức độ nhất định.
Tuy nhiờn, trong bối cảnh biến đổi khớ hậu hiện nay, lượng mưa hàng năm thiếu ổn định, từ bảng số liệu 2.40 nếu giả định lượng mưa giảm xuống ngưỡng dưới 1200mm/năm và độ che phủ của rừng khụng tăng, hoặc ngược lại tiếp tục suy giảm, thỡ mụ đuyn dũng chảy xuống dưới mức 26,1 lớt/km2.năm, tức là chế độ dũng chảy ở mức cạn kiệt, nguy cơ thiếu nước nghiờm trọng cho sinh hoạt và sản xuất trong lưu vực. Đặc biệt, nếu lượng mưa ở ngưỡng 1.200 mm/ năm, nhưng độ che phủ rừng bị giảm xuống dưới khoảng dưới 20% thỡ cụng trỡnh thủy điện Yaly sẽ thiếu nước để sản xuất. Đõy là cơ sở quan trọng để chọn mức độ che phủ rừng hợp lý, tức là quy mụ diện tớch rừng phự hợp đảm bảo sản lượng nước trong sụng Đăkbla cú thể đỏp ứng nhu cầu sử dụng nước phục vụ sinh hoạt và sản xuất ổn định và lõu dài của người dõn sinh sống trong lưu vực. Như vậy, để nõng cao sản lượng nước trong lưu vực trong điều kiện thời tiết khớ hậu cực đoan, hạn hỏn kộo dài, cần thiết phải nõng cao độ che phủ rừng ở mức khoảng 60 % đến 70%. Ngoài lưu vực sụng Đăkbla, đối với cỏc lưu vực phụ trong lưu vực sụng Đăkbla và cỏc lưu vực khỏc cú điều kiện tương tự, cú thể sử dụng phương trỡnh (2-5) để tớnh biến động mụ đuyn dũng chảy và lưu lượng dũng chảy sụng suối trong từng lưu vực, từ đú xỏc định diện tớch rừng cần thiết để đảm bảo sản lượng nước ổn định trong dũng chảy.
2.3.2.2. Bước đầu đề xuất quy mụ diện tớch rừng cần thiết để đảm bảo
nõng cao chất lượng nước hàng năm cung cấp cho dũng chảy trong lưu vực sụng Đăkbla.
Từ phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa với độ che phủ rừng và lượng mưa bỡnh quõn năm với mụ đun bựn cỏt lơ lửng trong mựa lũ (2-10) cú dạng :
Mbclu = 230,06 + 0,23.Xlũ – 4,86.CP . (tấn/mựa.km2) Lập bảng ma trận biến thiờn của cỏc đại lượng trong phương trỡnh là lượng mưa bỡnh quõn năm, độ che phủ rừng và mụ đuyn bựn cỏt trong mựa lũ, trong đú tương ứng mỗi giỏ trị của lượng mưa bỡnh quõn năm và độ che phủ rừng là một ụ thể hiện giỏ trị của mụ đuyn bựn cỏt lơ lửng trong mựa lũ. Kết quả tớnh toỏn tại bảng 2.41, đối chiếu với cỏc ngưỡng chế độ mưa và lượng bựn cỏt lơ lửng trong lưu vực sụng Đăkbla để xỏc định độ che phủ rừng cần thiết trờn lưu vực.
Bảng 2.41. Kết quả biến động mụ đuyn bựn cỏt lơ lửng mựa lũ theo sự biến đổi của lượng mưa và độ che phủ rừng.
Mbclu (m3/mựa.km2) 0% 10% 20% 30% 40% 49.1% 60% 70% 80% 90% 100% 1000mm 460,1 411,5 362,9 314,3 265,7 222,0 168,5 119,9 71,3 22,7 0 1200mm 506,1 457,5 408,9 360,3 311,7 268,0 214,5 165,9 117,3 68,7 20,1 1300mm 529,1 480,5 431,9 383,3 334,7 291,0 237,5 188,9 140,3 91,7 43,1 1400mm 552,1 503,5 454,9 406,3 357,7 314,0 260,5 211,9 163,3 114,7 66,1 1600mm 598,1 549,5 500,9 452,3 403,7 360,0 306,5 257,9 209,3 160,7 112,1 1800mm 644,1 595,5 546,9 498,3 449,7 406,0 352,5 303,9 255,3 206,7 158,1 2000mm 690,1 641,5 592,9 544,3 495,7 452,0 398,5 349,9 301,3 252,7 204,1 2200mm 736,1 687,5 638,9 590,3 541,7 498,0 444,5 395,9 347,3 298,7 250,1 2400mm 782,1 733,5 684,9 636,3 587,7 544,0 490,5 441,9 393,3 344,7 296,1 2600mm 828,1 779,5 730,9 682,3 633,7 590,0 536,5 487,9 439,3 390,7 342,1 2800mm 874,1 825,5 776,9 728,3 679,7 636,0 582,5 533,9 485,3 436,7 388,1 3000mm 920,1 871,5 822,9 774,3 725,7 682,0 628,5 579,9 531,3 482,7 434,1
Mbclu (m3/mựa.km2) 0% 10% 20% 30% 40% 49.1% 60% 70% 80% 90% 100% 3200mm 966,1 917,5 868,9 820,3 771,7 728,0 674,5 625,9 577,3 528,7 480,1 3400mm 1012,1 963,5 914,9 866,3 817,7 774,0 720,5 671,9 623,3 574,7 526,1 3600mm 1058,1 1009,5 960,9 912,3 863,7 820,0 766,5 717,9 669,3 620,7 572,1 3800mm 1104,1 1055,5 1006,9 958,3 909,7 866,0 812,5 763,9 715,3 666,7 618,1 4000mm 1150,1 1101,5 1052,9 1004,3 955,7 912,0 858,5 809,9 761,3 712,7 664,1
Kết quả tớnh toỏn tại bảng 2.41. cho thấy khi độ che phủ rừng tăng thỡ lượng đất xúi mũn trờn mỗi đơn vị diện tớch của lưu vực trong mựa lũ sẽ giảm và ngược lại. Điều này khẳng định lại vai trũ của rừng làm hạn chế xúi mũn đất trờn bề mặt lưu vực cuốn trụi vào dũng chảy sụng suối, làm giảm chất lượng nước và gõy bồi lắng cỏc lũng hồ thủy điện và thủy lợi ở hạ lưu. Trong điều kiện lượng mưa bỡnh quõn mựa lũ khoảng 1.300 mm, với độ che phủ rừng hiện nay là 49,1% thỡ mụ đuyn bựn cỏt lũ ở mức 291 m3/km2.mựa ( cao hơn mức trung bỡnh là 218 m3/km2.năm), tương ứng lượng bựn cỏt xúi mũn trong một mựa lũ trờn lưu vực sụng Đăkbla khoảng 890.000 m3 đất. Tuy nhiờn trong điều kiện thời tiết khớ hậu cực đoan, mựa lũ xuất hiện những đợt mưa lớn và kộo dài với lượng mưa trờn 1.300 mm, nếu độ che phủ rừng khụng tăng, hoặc ngược lai tiếp tục bị suy giảm, thỡ lượng bựn cỏt xúi mũn trong mựa lũ đi vào dũng chảy sụng Đăkbla cú thể gia tăng đến khoảng trờn 2 triệu m3/ năm, sẽ gõy bối lắng cho cỏc lũng hồ thủy điện phớa hạ lưu. Số liệu tại bảng 2.41 là cơ sở quan trọng để chọn mức độ che phủ rừng hợp lý đảm bảo lượng đất xúi mũn trong sụng Đăkbla đạt mức cú thể chấp nhận được. Cụ thể, để lượng xúi mũn giảm dưới mức bỡnh quõn hiện nay thỡ độ che phủ rừng cần đạt khoảng 67%, tức trờn một km2 diện tớch lưu vực lượng đất xúi mũn khoảng 204 tấn/mựa lũ.
2.3.2.3. Bước đầu đề xuất quy mụ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh cần
thiết để đảm bảo sản lượng nước hàng năm cung cấp cho dũng chảy trong lưu vực sụng Đăkbla.
Từ phương trỡnh hồi quy ước lượng mối liờn hệ giữa tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh và lượng mưa bỡnh quõn năm với mụ đun dũng chảy năm(2-15) cú dạng :
Mnăm = 0,014 .Xnăm+ 0,211.Pgtb
Lập bảng ma trận biến thiờn của cỏc đại lượng trong phương trỡnh là lượng mưa bỡnh quõn năm, tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh và mụ đuyn dũng chảy năm, trong đú tương ứng mỗi giỏ trị của lượng mưa bỡnh quõn năm và tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh là một ụ thể hiện giỏ trị của mụ đuyn dũng chảy năm. Kết quả tớnh toỏn tại bảng 2.42. đối chiếu với cỏc ngưỡng chế độ mưa và chế độ dũng chảy trong lưu vực sụng Đăkbla để xỏc định độ che phủ rừng cần thiết.
Bảng 2.42. Kết quả biến động mụ đuyn dũng chảy năm theo sự biến đổi của lượng mưa và tỷ lệ diện tớch rừng giàu và trung bỡnh.
M