5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
2.3.6.Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
- Số liệu khí tượng thủy văn của khu vực được xử lý bằng Excel 2010 sau đó được gán vào bảng giá trị trong Mike 11 và ARC.GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực nghiên cứu.
- Thí nghiệm đồng ruộng (khảo sát, đánh giá....) được xử lý theo chương trình Excel 2010...
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên tại lƣu vực sông Sò
3.1.1. Vị trí giới hạn
Sông Sò là một hệ thống tiêu nằm ở phía Nam tỉnh Nam Định, nó bắt nguồn từ sông Hồng và đổ ra biển qua cửa Hạ Lan
- Sông Sò có vị trí địa lí:
+ Từ 106018’10 đến 106027’02 kinh độ Đông + Từ 20010’34 đến 20021’14 vĩ độ Bắc
- Nếu xét về vị trí hành chính:
Lưu vực sông Sò đi qua ba huyện phía Nam của tỉnh Nam Định là Xuân Trường, Giao Thuỷ và Hải Hậu với vị trí giới hạn được phân chia rõ ràng như sau:
+ Phía Tây giáp Trực Ninh với ranh giới là sông Ninh Cơ + Phía Bắc giáp tỉnh Thái Bình với ranh giới là sông Hồng
+ Phía Đông thuộc phía tây của huyện Giao Thuỷ giáp với biển Đông + Phía Tây Nam giáp Hải Hậu
Sông Sò trước đây là con nhánh phân lưu tự nhiên cuối cùng về phía hữu của sông Hồng trước khi đổ ra vịnh Bắc Bộ qua cửa Ba Lạt (vị trí phân lưu cách cửa Ba Lạt khoảng 18 km). Vị trí phân lưu thuộc thôn Ngô Đồng, xã Giao Sơn nay là thị trấn Ngô Đồng thuộc huyện Giao Thuỷ tỉnh Nam Định nên tên địa phương của sông Sò thường được gọi là sông Ngô Đồng. Đoạn đầu sông Sò từ cống Ngô Đồng đến cống Nhất Đỗi chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam và đoạn sau chảy gần như hướng Bắc -Nam qua khu vực đồng bằng 3 huyện Xuân Trường, Giao Thuỷ, Hải Hậu và đổ ra Vịnh Bắc Bộ ở của Hà Lạn - Cồn Tàu.
Sông Sò được trở thành con sông nội đồng từ khi cống Ngô Đồng xây dựng năm 1963, tại km 220 đê hữu sông Hồng cho khu vực kẹp giữa hai đê hữu sông Hồng và đê tả sông Ninh Cơ trong.
Do hình thành tuyến đê sông Hồng và sông Ninh Cơ (ở phía Tây và Tây Nam) và được khống chế bởi hệ thống cống cấp nước tưới dọc 2 tuyến đê nên có thể coi lưu vực sông Sò là một lưu vực khép kín với các đường ranh giới như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Tuyến đê hữu sông Hồng ở phía bắc từ ngã ba phân lưu sông Ninh Cơ tại cửa Mom Rô đến cửa Ba Lạt dài 34 km.
- Tuyến đê tả phía Tây của sông Ninh Cơ từ cửa Mom rô đến xã Xuân Ninh dài 13 km.
- Đường giao thông liên xã từ thị trấn Ngô Đồng đến xã Giao Lâm là ranh giới lưu vực tiêu phía đông.
- Ranh giới phía nam của hệ thống tiêu là đường phân lưu giữa hệ thống thuỷ nông Xuân Thuỷ và Hải Hậu (kênh Tầu 2).
Theo qui hoạch hoàn chỉnh thuỷ nông 1971 - 1974 được Bộ Thuỷ Lợi duyệt, đã xác định lưu vực sông Sò là hệ thống tiêu tự chảy, làm nhiệm vụ tiêu cho trên 18.000 ha đất canh tác và phục vụ phát triển dân sinh kinh tế của 3 huyện Xuân Trường, Giao Thuỷ, Hải Hậu, cụ thể:
- Huyện Xuân Trường có 9.015 ha (hệ thống Nam Điền 5.057 ha, hệ kênh Thanh Quan 2.660 ha, hệ kênh Tầu 1.298 ha)
- Huyện Giao Thuỷ gồm 4.140 ha (hệ thống kênh Thức Hoá: 4.140 ha); - Huyện Hải Hậu khoảng 5.000 ha.
Hình 3.1: Bản đồ mạng lưới sông suối lưu vực sông Sò - tỉnh Nam Định
LƯU VỰC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
3.1.2 Điều kiện địa hình
Địa hình lưu vực sông Sò có thể phân chia làm ba vùng có đặc điểm tương đối khác biệt: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-Phần phía thượng lưu (phía Tây Bắc, hữu sông Sò): địa hình ở đây có cao trình bình quân (+0,6) đến cao trình (+0,7). Trong vùng khu vực lòng chảo thấp, cao trình (+0,3) đến (+0,4) nằm ở các xã Xuân Thuỷ, Xuân Ngọc, Xuân Bắc, Xuân Đài, Xuân Tân. Những vùng cao nằm ven sông Hồng và sông Ninh Cơ cao trình (+0,9) đến (+1,1) gồm các xã Xuân Châu, Xuân Hồng, Xuân Thành, Xuân Phong, Xuân Ninh. Như vậy, cao độ nền của khu vực này thấp và đều thấp hơn nhiều so với mức nước báo động 1 (2,00 m) ở trạm Thuỷ văn Trực Phương liền kề trên sông Ninh Cơ.
-Phần phía Nam (nằm ở phía Đông Nam): hướng dốc địa hình thoải dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam cao trình khá phổ biến (+0,7) - (+0,8). Vùng cao ven thượng lưu sông Ngô Đồng, sông Hồng, kênh Cồn Nhất có cao trình (+0,9) đến (+1,0) gồm các xã: Hoành Sơn, Giao Tiến, một phần Giao Hà, Giao Nhân, Giao Châu... Đặc biệt có một số khu vực cồn cát nằm ở phía nam huyện có cao trình (+2,0) đến (+2,5) gồm các xã Giao Lâm, Giao Phong, Giao Yến. Những vùng thấp nằm sát biển có cao trình (+0,2) đến (+0,4) gồm một phần các xã Giao Yến, Giao Châu, Giao Hải, Giao An, Giao Thiện [12].
-Phần diện tích ven hai bờ sông Sò: phần diện tích này bao gồm khu vực bãi sông có diện tích tự nhiên 132 ha thuộc các xã Giao Tiến, Giao Tân, Giao Thịnh, Xuân Hoà, Xuân Vinh có cao trình tự nhiên trung bình (+0,8) đến (+1,0) trong đó có 62 ha canh tác, chủ yếu trồng cói.
Nhìn chung, địa hình đồng ruộng trong đê thuộc lưu vực sông Sò tương đối bằng phẳng thuận lợi cho quy hoạch đồng ruộng, tưới và tiêu nước.
3.1.3 Thổ nhưỡng
Đại bộ phận đất đai lưu vực sông Sò là đất phù sa cổ do sông Hồng và sông Ninh Cơ bồi đắp. Trải qua quá trình canh tác lâu đời, dưới tác dụng của con người và thiên nhiên đã có phần thay đổi về bản chất:
Về thành phần cơ lý: chủ yếu là đất thịt nặng và đất thịt trung bình, một số vùng cao ven sông là đất cát và cát pha[12].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Tỷ lệ so với diện tích canh tác trên toàn huỵên (%) -Đất thịt nặng chiếm 57%.
-Đất thịt trung bình chiếm 37% -Đất thịt nhẹ chiếm 2,5%
-Đất cát và cát pha chiếm 3,5%.
3.1.4 Điều kiện khí tượng
Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa chịu ảnh hưởng trực tiếp của khí hậu và chế độ thuỷ văn vùng triều, vùng ven biển đồng bằng Bắc bộ Việt Nam.
Trong lưu vực sông Sò không có các trạm đo khí tượng qua nghiên cứu đặc điểm khí hậu, chế độ thuỷ văn toàn vùng và qua thực tế tính toán các công trình trong khu vực có thể sử dụng tài liệu của các trạm đo gần lưu vực [12].
*Nguồn tài liệu khí tƣợng:
-Trạm khí tượng Văn Lý: cách lưu vực khoảng 7 km theo đường thẳng về phía Nam có tài liệu quan trắc từ năm 1926 đến nay.
-Trạm khí tượng Nam Định cách lưu vực 17 km về phía Tây có tài liệu quan trắc từ năm 1911 đến nay.
Cả hai trạm này đều do Đài KTTV Khu vực Đồng bằng Bắc Bộ (Bộ Tài Nguyên và Môi trường), tài liệu quan trắc trong nhiều năm đảm bảo tiêu chuẩn dùng trong tính toán. Ngoài hai trạm trên còn có trạm khí tượng Giao Thuỷ là trạm chuyên dùng, tài liệu đảm bảo tiêu chuẩn tính toán.
Khí hậu Xuân Thuỷ chia làm hai mùa rõ rệt: -Mùa mưa (hè): từ tháng 6 đến tháng 10.
-Mùa khô (đông): từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau.
Các yếu tố khí hậu biến đổi theo mùa, diễn biến phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề tưới và tiêu nước của sản xuất nông nghiệp [12].
*Hình thế thời tiết gây mưa:
Cũng tương tự như các vùng thuộc đồng bằng Bắc Bộ, các hình thái thời tiết gây mưa lớn ở lưu vực sông Sò bao gồm:
*Do bão, áp thấp nhiệt đới, rãnh, thấp nóng phía tây bị nén bởi cao áp phía bắc kết hợp với áp thấp vịnh Bắc Bộ và cao áp Thái Bình Dương lấn vào.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
*Dải hội tụ nhiệt đới, bão kết hợp với không khí lạnh và xoáy thấp vịnh Bắc Bộ.
*Đường đứt kết hợp với rãnh thấp nóng phía tây bị nén và xoáy thuận tầng cao. Ngoài ra do hoạt động của gió mùa Tây Nam hoặc Đông Nam sẽ gây ra những
trận mưa rào mưa dông có cường độ khá lớn [12].
*Chế độ mƣa, bão:
Do có vị trí địa lý tiếp cận biển Đông, lưu vực sông Sò nằm trong vùng có lượng mưa lớn của đồng bằng Bắc Bộ. Lượng mưa phân bố không đều trong năm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
*Về phân mùa: Được phân thành 2 thời kỳ rõ rệt:
+ Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 10 với lượng mưa chiếm tới 80-85% lượng mưa cả năm. Ngay trong mùa mưa lượng mưa cũng phân
bố không đều, tập trung vào một số đợt mưa lớn kéo dài là nguồn gốc trực tiếp sinh ra lũ lớn trên các triền sông. Đây cũng là thời gian xuất hiện nhiều cơn bão lớn gây tổn thất nghiêm trọng đến kinh tế dân sinh do sức gió mạnh (có khi đến cấp 12 và
trên cấp 12). Trong trường hợp mưa lớn kéo dài, gặp lúc triều cường làm cho nước
biển dâng cao (có khi từ 1,50 m đến trên 3m) tạo ra trường hợp tiêu úng rất bất lợi
cho khu vực trong đê [12].
Theo thống kê, trung bình mỗi năm có 30 cơn bão phát sinh ở Tây Thái Bình Dương. Trong 10 cơn bão đổ vào biển Đông thì có 5 6 cơn bão đổ bộ vào miền Bắc Việt Nam có ảnh hưởng đến lưu vực sông.
+ Về mùa khô (Vụ Chiêm Xuân): lượng mưa chiếm 15 20% lượng mưa năm.
*Lượng mưa:
Theo tài liệu thực đo tại trạm Văn Lý (1922 - 2003), lượng mưa đặc trưng được thống kê như dưới đây:
+ Lượng mưa bình quân năm: 1932 mm. + Lượng mưa năm lớn nhất: 3330 mm (1973). + Lượng mưa năm nhỏ nhất: 979 mm (1957).
+ Lượng mưa các thời đoạn: Các thời đoạn đại biểu cho tiêu úng lưu vực là 1, 2, 3, 5, 7 ngày.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Đặc biệt, năm 2003 trong khu vực đã xảy ra trận mưa lớn nhất trong lịch sử chuỗi quan trắc. Lượng mưa lớn nhất trong các thời đoạn 1, 2, 3 ngày đều đạt mức
lịch sử (bảng 1).
Bảng 3.1: Lƣợng mƣa lớn nhất ngày thực đo trong các nhóm ngày đặc trƣngTrạm Văn Lý, Hải Hậu tỉnh Nam Định
Nhóm ngày X (mm) Ngày, tháng, năm x hịên
1 ngày max 2 ngày max 3 ngày max 503.0 606.0 657.7 09/ IX/2003 09-10/IX/2003 09-11/ IX/2003
(Nguồn: Trạm Văn Lý, Hải Hậu tỉnh Nam Định 2013)
*Chế độ gió mùa: Gió thịnh hành theo mùa:
+ Mùa hè: Gió đông nam, tốc độ gió trung bình 4m/s. Tốc độ gió lớn nhất xuất hiện khi có bão lớn (cơn bão số 4 ngày 13/9/1985 có Vmax đến 50m/s).
+ Mùa đông: Gió đông bắc, tốc độ gió trung bình 3,75 m/s.
Ngoài gió mùa đông bắc và đông nam còn có gió đất - biển với chu kỳ ngày đêm (thổi từ đất liền ra biển vào ban đêm, thổi từ biển vào đất liền vào ban ngày).
Loại gió này chủ yếu ảnh hưởng đến các xã vùng ven biển, có tác dụng tốt đối với đời sống con người và sự sinh trưởng của động thực vật.
*Độ ẩm không khí:
Do ảnh hưởng của gió mùa, sự biến động độ ẩm giữa hai mùa chênh lệch nhau không lớn. Theo tài liệu thực đo của trạm Văn Lý:
- Độ ẩm không khí trung bình: 84%. - Độ ẩm không khí max: 91% (tháng 3) - Độ ẩm không khí min : 81% (tháng 10)
*Bốc hơi:
- Lượng bốc hơi cả năm: 808 mm. - Lượng bốc hơi tháng:
Max: 96 mm (tháng 7 - hè) Min: 31 mm (tháng 3 - đông). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bảng 3.2: Tổng hợp các yếu tố khí hậu - trạmVăn Lý, Hải Hậu - Nam Định
Yếu tố Giá trị các yếu tố khí tƣợng bình quân theo tháng Cả
năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Nhiệt độ (0oC) 16.7 17.1 19.7 23.3 26.9 28.7 28.9 28.4 27.1 24.5 21.3 18 23.4 Độ ẩm (%) 83 89 91 90 83 83 82 82 83 81 82 83 84 Lượng mưa (mm) 19 34 40 66 140 181 233 307 394 203 89 22 1728 Lượng bốc hơi (mm) 53 35 31 40 72 89 96 94 84 85 71 58 808 Số giờ nắng (giờ) 104 50 40 93 206 180 215 184 167 196 14 124 1573
(Nguồn: Trạm Văn Lý, Hải Hậu tỉnh Nam Định 2013)
3.1.5 Đặc điểm thủy văn sông ngòi
Lưu vực sông Sò nằm trong khu vực khá đặc biệt về chế độ thuỷ văn. Bao bọc trực tiếp và chi phối chế độ thuỷ văn lưu vực là sông Hồng ở phía Bắc, sông Ninh Cơ ở phía Tây và Tây Nam, vịnh Bắc Bộ ở phía Đông và Đông Nam [12].
*Sông Hồng: Chảy vào ranh giới lưu vực sông ở phía bắc từ Mom Rô đến Ba
Lạt dài 34 km là nguồn cấp nước cho lưu vực sông Sò vào mùa kiệt qua hệ thống
cống dọc theo đê hữu sông Hồng.
Là đoạn cuối của hạ du sông Hồng nên mực nước sông chịu ảnh hưởng lớn của chế độ thuỷ triều vịnh Bắc Bộ (nhật triều, 2 bán nhật triều/tháng).
-Về mùa lũ, bão: Mực nước triều cao nhất, nước sông dâng cao gây bất lợi cho tiêu. Mùa nước rươi tháng IX là thời gian thuỷ triều cao nhất trong năm. Trường hợp hình thành tổ hợp triều cường kết hợp lũ sông và bão lớn sẽ gây những bất lợi cho dân sinh và sản xuất nông nghiệp. Biên độ thuỷ triều trung bình 1,50 -
1,0 m, cao nhất 2,70 m, thấp nhất 2-5 cm [12].
-Về mùa kiệt: mực nước sông Hồng xuống thấp, nhưng do ảnh hưởng của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Tác động của sông Hồng đến chế độ tiêu nước của lưu vực sông Sò:
Vào mùa lũ mực nước sông Hồng thường cao hơn cao độ nền trong đồng nên theo quy trình vận hành của hệ thống Thuỷ nông Xuân Thuỷ thì tất cả các công lấy nước phải đóng lại để tập trung tiêu độc lập cho diện tích trong đê. Do vậy trong trường hợp đóng cống, mực nước sông Hồng không có tác động đến quá trình tiêu của hệ thống.
*Sông Ninh Cơ:
- Là một phân lưu lớn của sông Hồng, nhận nước sông Hồng từ cửa Mom Rô và đổ vào biển Đông ở cửa Lạch thuộc hai huyện Hải Hậu và Nghĩa Hưng của tỉnh Nam Định. Chiều dài sông khoảng 45 km. Sông chảy qua địa phận huyện Xuân Trường thuộc phần phía bắc của lưu vực sông Sò với chiều dài 13 km. Sông chịu ảnh hưởng triều khá rõ rệt ngay cả trong mùa lũ. Về mùa kiệt sông Ninh Cơ là nguồn nước tưới chính của khu vực huyện Xuân Trường và bắc huyện Giao Thuỷ [12].
- Đoạn sông thượng lưu hiện đang có xu thể bồi, mạnh mẽ nhất là khu vực hạ lưu cửa Mom Rô nên đang gây ra điều kiện bất lợi cho việc cấp nước tự chảy cho lưu vực sông Sò.
- Kết quả đo đạc và tính toán thuỷ văn trạm Trực Phương do Đài Khí tượng Thuỷ văn Hà Nam Ninh thực hiện năm 1991 cho thấy diễn biến một số các đặc trưng thuỷ văn chủ yếu:
+ Về mùa kiệt:
Mực nước bình quân của 10 đỉnh triều cao nhất của bán nhật triều thấp tại các vị trí cống lấy nước Mom Rô, Đồng Nê, Trà Thượng, Rộc... ứng với tần suất thiết kế P = 75% trên sông Ninh Cơ dao động từ (+0,80) đến (+1,0). Trong tính toán quy hoạch cho vùng tưới phía Bắc huyện Xuân Thuỷ (vùng của các tiểu vùng tưới độc lập trong hệ thống), mực nước thiết kế tưới còn xác định theo kinh nghiệm quản lý của từng cống, chọn chung là (+0,90).
+ Về mùa lũ:
Mực nước dâng cao, mực nước chân triều thường rất cao (dao động từ +1,2 đến +2,5) cao hơn rất nhiều so với cao độ đất của khu vực bắc huyện, Vì vậy cũng như đoạn đầu của sông Hồng, không thể tiêu nước ra sông Ninh Cơ bằng tự chảy.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bảng 3.3: Mực nƣớc bình quân 7 chân triều cao liên tục theo các tần suất P%