Khí hậu, thủy văn

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.2. Đặc điểm khu vực nghiên cứu

1.2.1. Điều kiện tự nhiên

1.2.1.5. Khí hậu, thủy văn

Trên LVS Vu Gia - Thu Bồn có: 2 trạm khí tượng: Đà Nẵng, Trà My;15 trạm đo mƣa, trung bình khoảng 600 km2 có một trạm đo mƣa , hầu hết các trạm có tài liê ̣u tƣ̀ sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng 1975; 8 trạm thuỷ văn , trong đó 2 trạm đo lưu lượng và 6 trạm đo mực nước ; trong 6 trạm đo mực nước có 4 trạm nằm trong vùng ảnh hưởng triều. Nhìn chung, số liệu quan trắc tại các trạm bảo đảm độ tin cậy (hình 1.3).

12

Hình 1.3: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên LVS Vu Gia - Thu Bồn [10]

a. Khí hậu:

Do nằm ở phía Nam dãy Bạch Mã và phía Đông dãy Trường Sơn Nam, nên khí hậu trong LVS Vu Gia - Thu Bồn cũng có đặc điểm chung của khí hậu vùng Nam Trung bộ với mùa đông không lạnh, nắng nhiều, chịu ảnh hưởng bởi gió Tây khô nóng, mùa mƣa vào cuối mùa hè, đầu mùa đông, ngoài ra còn có một vài yếu tố khí hậu dị thường. Dưới đây là những yếu tố chính phản ánh đặc điểm khí hậu của lưu vực.

- Lƣợng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng (140-150) kcal/cm2. Cân bằng bức xạ trung bình năm khoảng (75-100) kcal/cm2.

13

- Số giờ nắng trung bình năm biến đổi trong phạm vi từ 1.800 giờ ở vùng núi cao đến hơn 2.000 giờ ở vùng đồng bằng ven biển.

- Nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng (24 - 26)0C, giảm từ đồng bằng ven biển lên miền núi theo sự tăng cao của địa hình và tăng dần từ Bắc vào Nam.

- Độ ẩm không khí vào các tháng mùa mƣa ở vùng đồng bằng ven biển có thể đạt (85 - 88)%, vùng núi có thể đạt (90 - 95)%. Các tháng mùa khô vùng đồng bằng ven biển chỉ còn dưới mức 80%, vùng núi còn (80 - 85)%. Độ ẩm không khí vào những ngày thấp nhất có thể xuống tới mức (20 - 30)%.

- Lƣợng mây tổng quan trung bình năm biến đổi trong phạm vi (5 - 7,7)/10 bầu trời, có xu thế tăng dần từ đồng bằng lên miền núi.

- Tốc độ gió bình quân hàng năm vùng núi đạt (0,7 - 1,3) m/s, trong khi đó vùng đồng bằng ven biển đạt (1,3 - 1,6) m/s.

- Lượng bốc hơi trung bình trên lưu vực khoảng 680  1.040 mm, ở vùng núi lƣợng bốc hơi khoảng (680 - 800) mm, vùng đồng bằng ven biển lƣợng bốc hơi khoảng (880 - 1.050) mm.

- Lượng mưa năm phân bố rất không đều trong lưu vực, từ dưới 2.000 mm ở thung lũng sông Bung tăng lên tới trên 4.000 mm ở vùng núi, trong đó trung tâm mƣa lớn Trà My - thƣợng nguồn sông Thu Bồn là trung tâm mƣa lớn nhất ở Nam Trung bộ, và là một trong số trung tâm mưa lớn ở nước ta.

Mùa mƣa ở LVS Vu Gia - Thu Bồn kéo dài từ tháng IX đến tháng XII, mùa khô từ tháng I đến tháng VIII. Riêng tháng V và tháng VI xuất hiện đỉnh mƣa phụ, càng về phía Tây đỉnh mƣa phụ càng rõ nét hơn, hình thành thời kỳ tiểu mãn trên LVS Bung. Lƣợng mƣa trong mùa mƣa chiếm (65 - 80)% lƣợng mƣa cả năm. Tuy nhiên, thời kỳ mưa lớn nhất vùng nghiên cứu thường tập trung vào 2 tháng là tháng X và tháng XI, thành phần lƣợng mƣa trong 2 tháng này chiếm (40 - 50)% lƣợng mƣa cả năm. Trên toàn LVS, thời gian các tháng mùa mƣa, mùa khô nói chung là đồng nhất. Ba tháng liên tục có lượng mưa nhỏ thường từ tháng II đến tháng IV, lượng mƣa trong 3 tháng này chỉ chiếm khoảng (3 - 5)% lƣợng mƣa cả năm.

14

Lượng mưa phân bố trên lưu vực tăng dần từ đồng bằng lên miền núi. Do ảnh hưởng của địa hình mà lượng mưa phân bố theo không gian rất phúc tạp. Các sườn đón gió lượng mưa tăng rõ rệt, ngược lại các sườn khuất gió lượng mưa giảm đi đáng kể. Lƣợng mƣa hàng năm trên LVS thay đổi từ 2.000  4.000 mm, đƣợc phân bố như sau: Từ 3.000  4.000 mm ở vùng núi cao như Trà My, Tiên Phước.

Từ 2.500  3.000 mm ở vùng núi trung bình Khâm Đức, Nông Sơn, Quế Sơn. Từ 2.000  2.500 mm ở vùng núi thấp và đồng bằng ven biển: Tây Giang, Đông Giang, Ba Na, Hội Khách, Ái Nghĩa, Giao Thuỷ, Hội An, Đà Nẵng... Tuy nhiên, thời điểm bắt đầu mùa mưa không đồng thời: Vùng núi mùa mưa đến sớm hơn (do ảnh hưởng mùa mưa Tây Trường Sơn) và chậm dần về phía đồng bằng ven biển, những thời kỳ mưa lớn nhất trên lưu vực thường tập trung vào tháng X và XI (bảng1.1).

Bảng 1.1: Lượng mưa trung bình tháng, năm tại một số trạm trong LVS Vu Gia- Thu Bồn [10]

TT Tên trạm

Thời kỳ quan

trắc

Lƣợng mƣa trung bình tháng, năm (mm)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

1 Đà Nẵng 1978-2013 71,4 24,0 21,5 36,0 101,7 106,5 78,3 147,1 323,3 634,3 452,7 221,3 2.206,9 2 Tam Kỳ 1977-2013 123,4 44,4 39,3 44,9 93,3 102,1 79,4 115,9 325,0 713,6 580,9 372,6 2.634,8 3 Trà My 1978-2013 133,2 72,1 66,3 103,0 280,9 226,5 169,4 203,6 383,1 975,9 967,0 514,7 4.095,8 4 Giao Thủy 1978-2013 72,5 34,1 32,4 51,5 140,0 142,3 101,4 162,6 297,9 678,3 488,5 223,4 2.424,8 5 Tiên Phước 1977-2013 85,2 45,3 41,8 66,5 193,7 134,2 96,2 147,3 349,8 817,3 725,3 430,5 3.133,0 6 Hội An 1977-2013 74,5 34,2 20,8 34,2 88,0 89,3 61,2 124,1 319,2 596,8 470,0 247,0 2.159,3 7 Câu Lâu 1977-2013 65,7 25,3 20,0 33,4 81,9 94,1 73,7 137,0 276,6 590,8 429,2 227,0 2.054,5 8 Nông Sơn 1976-2013 62,8 36,5 31,4 88,6 227,3 202,5 155,2 190,8 330,4 696,2 594,6 274,8 2.891,0 9 Sơn Tân 1978-2013 80,5 44,0 37,6 82,4 233,2 170,7 127,5 173,4 398,1 673,4 619,7 299,8 2.940,3 10 Quế Sơn 1978-2013 74,1 34,3 28,4 43,8 157,1 146,5 95,5 192,3 315,0 688,8 502,9 252,3 2.531,0 11 Cẩm Lệ 1977-2013 61,2 20,7 20,2 33,6 100,7 99,6 64,3 132,6 325,0 602,7 407,2 210,2 2.078,0 12 Trao (Hiên) 1978-2013 18,6 17,7 37,0 94,4 217,4 162,2 128,3 169,3 282,2 490,7 263,2 104,2 1.985,3 13 Khâm Đức 1978-2013 63,5 40,8 46,9 78,7 153,8 125,0 75,4 144,5 368,7 785,3 722,2 346,0 2.950,8

15 TT Tên

trạm

Thời kỳ quan

trắc

Lƣợng mƣa trung bình tháng, năm (mm)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

14 Hội Khách 1980-2013 47,8 27,1 23,4 82,0 218,3 180,7 148,7 169,4 282,2 489,6 411,4 134,0 2.214,5 15 Thành Mỹ 1976-2013 33,1 19,0 33,7 89,1 248,7 203,6 146,3 195,3 274,2 512,5 341,9 104,9 2.202,3

Có thể thấy mối quan hệ khá phức tạp của đặc điểm khí hậu với môi trường nước trong lưu vực. Chế độ mưa trong lưu vực ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng các chất trong nước sông và có mối quan hệ tỷ lệ nghịch. Lượng bốc hơi gia tăng cũng là nguyên nhân tăng nồng độ các chất gây ô nhiễm nước. Còn nhiệt độ gia tăng lại làm khả năng hòa tan các chất khí trong nước giảm.

b. Thủy văn

Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn bắt nguồn từ vùng núi cao sườn phía Đông của dãy Trường Sơn, với các đỉnh núi có cao độ từ 1.500 - 2.000 m, hạ thấp nhanh để tiếp giáp với vùng đồi và xuống đồng bằng, vì thế tất cả sông suối trên lưu vực đều có đặc điểm chung là ngắn và dốc. Ở vùng núi, lòng sông rất hẹp, bờ sông dốc đứng, lòng sông có nhiều ghềnh thác, độ uốn khúc từ 1 - 2 lần. Phần giáp ranh giữa trung lưu và hạ lưu, lòng sông tương đối rộng và nông, có nhiều cồn bãi giữa dòng.

Về phía hạ lưu lòng sông thường thay đổi, bờ sông thấp và có bãi rộng, nên hàng năm vào mùa lũ nước tràn vào đồng ruộng, làng mạc gây ngập lụt. Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn đƣợc hình thành từ 2 sông chính là Vu Gia và Thu Bồn [4].

* Sông Vu Gia:

Sông Vu Gia đƣợc hợp thành từ nhiều sông nhánh, mà đáng kể là các sông Đăk Mi (sông Cái), sông Bung, sông A Vương và sông Kon. Sông Vu Gia, theo nhánh Đăk Mi, có chiều dài đến cửa ra tại Đà Nẵng là 204 km; ngƣợc lên thƣợng lưu, đến Cẩm Lệ là 189 km và đến Ái Nghĩa là 166 km. Diện tích lưu vực đến Ái Nghĩa là 5.180 km2. Lưu vực Vu Gia có độ dốc bình quân 21,3%, chiều dài lưu vực 85,0 km, chiều rộng bình quân lưu vực 43,4 km, mật độ lưới sông 0,41 km/km2. Sông Vu Gia sau khi chảy qua Ái Nghĩa phân ra 2 nhánh chính, một nhánh chảy sang sông Thu Bồn, một nhánh khác đƣợc tách ra làm nhiều nhánh nhỏ nhƣ các

16

sông Yên, La Thành, La Thọ, chảy qua đồng bằng Bắc sông Thu Bồn rồi tập trung ra biển ở cửa Hàn.

Thượng lưu sông Vu Gia có các nhánh sau:

- Sông Cái (Đăk Mi): Bắt nguồn từ những đỉnh núi cao trên 2.000 m (Ngọc Linh 2.598 m), thuộc tỉnh Kon Tum. Sông có chiều dài 129 km, với diện tích lưu vực 2.602 km2, chảy theo hướng chính Bắc - Nam sau nhập vào sông Bung.

- Sông Bung: Bắt nguồn từ những dãy núi cao ở phía Tây - Bắc, chảy theo hướng Tây - Đông, với chiều dài 131 km và diện tích lưu vực 2.530 km2. Sông Bung có nhiều nhánh nhỏ nhưng đáng kể là sông A Vương có diện tích lưu vực 898 km2, chiều dài sông 84 km.

- Sông Kon: Bắt nguồn từ vùng núi cao của huyện Tây Giang, có diện tích lưu vực 627 km2 và chiều dài sông 47 km, với hướng chảy chính là Bắc - Nam.

* Sông Thu Bồn:

Sông Thu Bồn bắt nguồn từ vùng ven biên giới thuộc 3 tỉnh Quảng Nam, Kon Tum và Quảng Ngãi, ở độ cao hơn 2.000 m. Sông chảy theo hướng Nam - Bắc, về đến Phước Hội sông chuyển theo hướng Tây Nam - Đông Bắc và khi đến Giao Thuỷ thì chảy theo hướng Tây - Đông rồi đổ ra biển tại Cửa Đại. Đến Nông Sơn, sông có chiều dài 126 km và diện tích lưu vực 3.150 km2. Đến Giao Thuỷ, sông có chiều dài 152 km và diện tích lưu vực 3.825 km2. Độ dốc bình quân LVS Thu Bồn là 25,5%, chiều dài lưu vực 148 km, chiều rộng bình quân lưu vực 70 km, mật độ lưới sông 0,47 km/km2. Sông Thu Bồn cũng hợp thành từ nhiều sông suối nhỏ, đáng kể là các sông sau:

- Sông Tranh có diện tích lưu vực 644 km2, chiều dài 196 km.

- Sông Khang có diện tích lưu vực 609 km2, chiều dài 57 km.

- Sông Trường có diện tích lưu vực 446 km2, chiều dài 29 km.

Như vậy, toàn bộ lưu vực hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn tính từ thượng nguồn đến cửa sông có diện tích là 10.350 km2. LVS có dạng phát triển hình bầu với chiều dài lưu vực gấp 2 lần chiều rộng bình quân lưu vực. Phần thượng du LVS Vu Gia - Thu Bồn có thể tính đến km 130 của dòng chính. Sông suối ở phần thƣợng

17

nguồn có nhiều hướng chảy khác nhau do địa hình núi chia cắt bởi các đứt gãy có hướng khác nhau. Mạng lưới sông suối có dạng nan quạt mở rộng nên khả năng tập trung nước trên dòng sông chính khá lớn đây là một trong những nguyên nhân hình thành những trận lũ ác liệt trên lưu vực. Dòng chảy trong phần thượng du khá thẳng nhưng do các nếp uốn địa hình nên hệ số uốn khúc của các sông thường đạt (1,80- 2,30). Mật độ lưới sông của khu vực này đạt thấp (0,2 - 0,4) km/km2. Độ cao bình quân ở vùng này đạt tới 780 m và độ dốc bình quân cũng đạt tới 32%. Phần trung du ngắn, dốc kéo dài 26 km chảy trong vùng đồi thấp. Sông chảy khá thẳng và

không có phụ lưu lớn gia nhập.

Phần hạ du (vùng tam giác châu) tính từ Thường Đức ra đến biển với chiều dài sông 49 km. Khác với vùng thượng và trung du chảy theo hướng gần Bắc Nam, phần hạ lưu lại chuyển hướng thành Tây Đông và đổ ra biển tại Hội An. Đây là khu vực dòng sông uốn khúc quanh co, độ dốc lòng sông giảm hẳn, nhiều các phân lưu đan xen nhƣ sông Ngang, Vĩnh Diện, Tĩnh Yên đổ ra vịnh Đà Nẵng qua sông Hàn nên khả năng thoát nước của khu vực này rất kém.

Toàn bộ LVS Vu Gia - Thu Bồn có 19 phụ lưu cấp I có chiều dài lớn hơn 10 km, 37 phụ lưu cấp II, 22 phụ lưu cấp III, 2 phụ lưu cấp IV và 3 phân lưu là Cẩm Lệ, Vĩnh Diện, Trường Giang. Sông Tĩnh Yên là phụ lưu cấp I lớn nhất trong hệ thống sông Thu Bồn với diện tích lưu vực là 3.690 km2. Dòng chính dài 163 km bắt nguồn từ độ cao 2.000 m , đến nhập lưu với Thu Bồn ở bờ phải cách cửa sông chính 30 km. Độ dốc bình quân lưu vực là 21,3%, mật độ lưới sông 0,41 km/km2, hệ số uốn khúc 2,67.

Do ảnh hưởng mạnh mẽ bởi điều kiện địa hình nên lượng mưa phân bố không đồng đều trên toàn lưu vực. Vùng núi thượng nguồn sông Vu Gia có lượng mưa nhỏ hơn so với vùng núi thƣợng nguồn sông Tĩnh Yên do ở đây nằm sâu trong lục địa hơn và bị che khuất bởi các nhánh núi của dãy Trường Sơn. Hai trạm mưa có độ cao tương tự nhau, trạm Khâm Đức có lượng mưa trung bình đạt 2.887,3 mm trong khi trạm Trà My lượng mưa đạt tới 4.034 mm. Lượng mưa có xu hướng tăng dần từ biển và từ vùng núi phía Tây lưu vực (phần đỉnh dãy Trường Sơn) xuống phần trung lưu

18

lưu vực. Các tâm mưa ở đây đều nằm ở phần trung lưu có vị trí gần biển và độ cao địa hình trung bình nhƣ tâm mƣa Trà My. Lƣợng mƣa bình quân hàng năm có sự phân bố không đồng đều theo không gian, phần thƣợng du sông, vùng núi chỉ đạt từ (2.800 - 3.000) mm/năm, vùng trung lưu đạt tới (3.500 - 4.000) mm/năm còn phần đồng bằng hạ du lƣợng mƣa trung bình đạt (2.000 - 2.200) mm/năm.

Với tiềm năng nguồn nước mưa phong phú nhưng phân phối lượng mưa cũng rất bất điều hòa và phụ thuộc nhiều vào biến động của thời tiết nên sự dao động dòng chảy trên sông suối trong vùng nghiên cứu qua các năm cũng rất lớn.

Sự biến đổi dòng chảy qua các năm

Để đánh giá sự biến đổi dòng chảy qua các năm tác giả sử dụng tài liệu thủy văn của 2 trạm Thành Mỹ và Nông Sơn trên sông Thu Bồn (Bảng 1.2). Hệ số Cv của lưu vực nghiên cứu đạt tới (0,35 - 0,39) - đây là khu vực có sự biến động dòng chảy qua các năm lớn nhất trên lãnh thổ Việt Nam. Hệ số Cv có quan hệ mật thiết với sự biến động của lượng mưa năm, lượng bốc hơi năm và diện tích lưu vực.

Sự biến động mạnh mẽ của lƣợng mƣa là nguyên nhân chính gây nên sự biến động lƣợng dòng chảy qua các năm ở khu vực duyên hải Nam Trung bộ nói chung và LVS vùng nghiên cứu nói riêng. Lƣợng mƣa ở khu vực này cũng có hệ số biến động lƣợng mƣa rất lớn từ (0,20 - 0,30). Theo nhiều nghiên cứu cho thấy hệ số biến động dòng chảy Cv cũng phụ thuộc rất lớn vào diện tích lưu vực. Thông thường hệ số biến động dòng chảy Cv giảm khi diện tích lưu vực tăng. Quan hệ tỷ lệ nghịch của hai yếu tố này khá chặt chẽ với hệ số tương quan đạt tới 0,8.

Tổng lƣợng mƣa hàng năm rơi xuống LVS Thu Bồn - Vu Gia là 29 km3 tương ứng với lớp nước mưa là 2.763 mm. Do lượng mưa phong phú nên dòng chảy trên lưu vực nghiên cứu khá lớn. Hàng năm LVS Thu Bồn đổ ra biển xấp xỉ 15 tỷ m3 nước tương ứng với modun dòng chảy trung bình M = 46 l/skm2. Hệ số dòng chảy trên toàn lưu vực là 0,53 cao hơn hệ số dòng chảy trung bình toàn lãnh thổ. Cũng nhƣ lƣợng mƣa, lƣợng dòng chảy sông suối cũng phân bố không đều theo không gian và thời gian.

19

Sự biến đổi dòng chảy trong năm

Mùa lũ: Mùa lũ trên sông kéo dài (3-4) tháng nhƣng với lƣợng dòng chảy chiếm tới (60-70)% lƣợng dòng chảy năm, thậm chí có những năm lƣợng dòng chảy mùa lũ chiếm trên 80%. Theo số liệu trung bình nhiều năm mùa lũ trên lưu vực nghiên cứu xuất hiện từ (X-XII) chiếm từ (60 - 67)% lƣợng dòng chảy năm với moduyn trung bình mùa lũ (165-224) l/skm2. Tháng có dòng chảy lớn nhất rơi vào tháng XI chiếm tới (27-30)% lƣợng dòng chảy năm và modun dòng chảy tháng lớn nhất đạt tới (210-300) l/skm2. Cũng nhƣ dòng chảy năm đây là khu vực có lƣợng dòng chảy mùa lũ rất lớn so với toàn lãnh thổ Việt Nam.

Mùa kiệt: Kéo từ tháng (I-IX) với moduyn dòng chảy mùa kiệt cũng khá cao (35-40) l/skm2 so với lãnh thổ Việt Nam. Do độ dốc địa hình lớn và lớp vỏ thổ nhưỡng mỏng khả năng giữ nước kém nên lượng dòng chảy trong sông chủ yếu do nước mưa cung cấp còn nước ngầm tầng nông của vùng thường chỉ chiếm (20-25)%

tổng lượng dòng chảy toàn phần. Nguồn ẩm mang đến lưu vực bởi hoàn lưu Tây Nam gây mƣa trong tháng V-VIII nên trong mùa kiệt dài xuất hiện lũ tiểu mãn trong các tháng V, VI xóa nhòa mùa khô hạn ở đây với modun dòng chảy tháng trung bình đạt (27-35) l/skm2. Tháng có dòng chảy nhỏ nhất thường xuất hiện vào tháng IV hoặc VIII chiếm (2-3)% lƣợng dòng chảy năm với modun dòng chảy tháng nhỏ nhất đạt (20-22) l/skm2 tuy nhiên do địa hình dốc, đổ thẳng ra biển nên ở đây thường xuyên xảy ra hiện tượng thiếu nước dùng ngay cả trong sinh hoạt dân cư. Đây cũng là một trong những nguyên nhân mặn tiến sâu vào đất liền trong mùa kiệt.

Chế độ thủy văn có ảnh hưởng lớn đến môi trường nước trong LVS. Đầu mùa lũ, dòng chảy tràn trên bề mặt lưu vực sẽ kéo theo một lượng lớn các chất gây ô nhiễm đưa vào dòng sông. Nhưng đến mùa lũ do lượng nước từ thượng nguồn đưa về lớn có tác dụng pha loãng các nguồn gây ô nhiễm dòng chảy mặt, hàm lƣợng các chất gây ô nhiễm đưa về hạ du giảm hẳn. Tuy nhiên, sang mùa kiệt khi lượng nước nguồn về giảm, nguồn chất thải lỏng vẫn không thay đổi thì hàm lƣợng các chất gây ô nhiễm dòng chảy mặt lại tăng thêm. Mặc khác, ranh giới mặn trong mùa kiệt cũng bị đẩy sâu vào trong lục địa.

20

Bảng 1.2: Đặc trưng dòng chảy trên sông Thu Bồn [10]

Diện

tích NĂM Mùa lũ Mùa kiệt

TT Tên trạm Sông lưu vực Qbq Mbq Y W Cv Ql tgxh Ml Wl % Qk Mk Wk % (km2) m3/s l/s/km2 (mm) 109m3 m3/s l/s/km2 l/s/km2 109m3 m3/s l/s/km2 (mm) 109m3 1 Thành Mỹ Thu Bồn 1.850 124 67,0 2.111 3,91 0,39 306 X-XII 165 2,43 62,3 63,0 34,1 1,47 37,7 2 Nông Sơn Thu Bồn 3.155 263 83,4 2.626 8,28 0,35 708 X-XII 224 5,63 67,9 114 36,1 2,66 32,1