VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA LÝ

DỰ ÁN P1-08-VIE

Chuyên đề 5

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÁC THIÊN TAI LIÊN QUAN ĐẾN DÒNG CHẢY (LŨ LỤT, KHÔ HẠN)

TỈNH QUẢNG NAM, VIỆT NAM

Chủ trì nhiệm vụ:

PGS.TS. Nguyễn Bá Quỳ

Đơn vị:

Văn phòng tư vấn thẩm định thiết kế và giám định chất lượng công trình,

Trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội

Hà Nội - 2010

1

MỞ ĐẦU

Tỉnh Quảng Nam có diện tích lớn (10.406km2) nằm ở khu vực Trung bộ Việt Nam thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, là nơi có 3 di sản văn hóa (khu Di tích Mỹ Sơn, phố cổ Hội An và khu bảo tồn Cù Lao Chàm) được thế giới công nhận... Vị trí địa chính trị là những điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế xã hội của tỉnh. Tuy nhiên đây cũng là nơi chịu tác động mạnh mẽ của các thiên tai vì vậy tốc độ tăng trưởng kinh tế vẫn còn rất chậm so với những khu vực xung quanh. Trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của sự thay đổi về khí hậu toàn cầu và sự phát triển kinh tế xã hội, thiên tai nói chung, bão lũ nói riêng trên địa bàn tỉnh ngày càng gia tăng một cách bất thường và gây thiệt hại ngày càng lớn hơn. Trong các dạng thiên tai, các thiên tai liên quan đến dòng chảy sông suối (như lũ lụt, hạn kiệt) được xếp hàng đầu về phạm vi ảnh hưởng, mức độ nghiêm trọng, số lần xuất hiện và cũng là loại thiên tai gây thiệt hại lớn nhất về kinh tế, môi trường và xã hội. Theo thống kê 5 năm gần đây từ 2003 - 2007, thiên tai đã gây thiệt hại trên địa bàn tỉnh Quảng Nam ước tính trung bình gần bằng 6,26% tổng GDP. Những năm mưa lũ lớn, thiệt hại có thể lên đến 18 - 20% GDP, trong đó thiên tai bão lũ, hạn hán gây thiệt hại nặng nề nhất cả về người và tài sản của tỉnh Quảng Nam. Đây là một tổn thất rất lớn đòi hỏi phải có nghiên cứu đồng bộ để tìm ra nguyên nhân và đưa ra các biện pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại các tai biến thiên nhiên gây ra. Mặc dù có rất nhiều các nghiên cứu về các tai biến lũ lụt, hạn hán nhưng do còn bị hạn hẹp về phạm vi chuyên ngành và địa bàn, đặc biệt sau các trận lũ lịch sử cuối năm 1999, 2007, 2009 và đợt hạn nặng nề năm 2005 nhiều tính toán, đánh giá về các yếu tố gây lũ lụt, hạn hán ở đây cần được xem xét. Cùng với sự biến đổi khí hậu toàn cầu, sự biến động dòng chảy ngày càng mang tính chất cực đoan hơn và các thiên tai liên quan đến dòng chảy như lũ lụt, hạn hán xảy ra với tần suất cao hơn và gây thiệt hại trầm trọng hơn. Việc xác định các nguyên nhân, các yếu tố tác động gây ra các dạng thiên tai (lũ lụt, hạn hán) tỉnh Quảng Nam và đưa ra các cảnh báo về tình hình thiên tai lũ lụt, hạn hán theo các kịch bản biến đổi khí hậu là rất cấp thiết, làm cơ sở cho các cấp lãnh đạo của tỉnh xây dựng kế hoạch hành động triển khai Chiến lược Quốc gia phòng chống và giảm nhẹ thiên tai trên địa bàn tỉnh.

2

I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

I.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

Ở nước ta, liên tiếp trong những năm gần đây hiện tượng cực đoan của dòng chảy như lũ lớn, khô hạn đã xảy ra với quy mô và cường độ rất lớn, đặc biệt là các lưu vực sông vùng Trung Trung Bộ (từ Quảng Bình tới Quảng Ngãi) nơi có địa hình chia cắt mạnh, lòng sông ngắn dốc, là vùng có chế độ khí hậu khắc nghiệt, là nơi hứng chịu nhiều thiên tai: bão, nước dâng do bão, lũ lụt, hạn kiệt, hoang mạc. Các dạng thiên tai liên quan đến dòng chảy xảy ra do chịu sự tác động của các yếu tố ngoại sinh, nội sinh cùng với các hoạt động kinh tế - xã hội của con người trên bề mặt lưu vực gây thiệt hại nghiêm trọng cả về người và của, tàn phá môi trường sinh thái cho nhiều tỉnh miền Trung. Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có diện tích hứng nước 10350km2, là lưu vực sông lớn nhất vùng Trung Trung Bộ thuộc tỉnh Quảng Nam là nơi chịu thiệt hại nặng nề do bão, lũ lụt, hạn kiệt. Tính trung bình hàng năm, các thiên tai này đã làm thiệt hại ước tính hàng ngàn tỷ đồng và gây thiệt hại nghiêm trọng về người. Vì vậy đã có rất nhiều các chương trình, đề tài, dự án đã triển khai vừa qua đã thu được các kết quả có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn, góp phần phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai liên quan đến dòng chảy như lũ lụt hoặc hạn hán cho tỉnh Quảng nam.

Về lũ lụt:

* Trong thời kỳ 1996 – 2000: lũ lớn xuất hiện liên tục trong thời kỳ này như lũ 1996, lũ 1998 và lũ lịch sử 1999 nên đã có rất nhiều các nghiên cứu về lũ và ngập lụt trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, tuy nhiên các nghiên cứu hạn chế về mặt mục tiêu, nội dung nên các nghiên cứu thường mang tính chất chuyên ngành như:

- Nghiên cứu hiện trạng, xác định nguyên nhân lũ lụt các tỉnh Nam Trung Bộ, bước đầu đề xuất các giải pháp khắc phục của PGS.TSKH Nguyễn Văn Cư đã bước đầu đi vào đánh giá các yếu tố mặt đệm (địa hình, địa mạo, lớp phủ thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật, cảnh quan sinh thái...) nhằm đưa ra nguyên nhân gây lũ lụt cho các tỉnh Nam Trung Bộ trong đó có Quảng Nam. Đây là công trình có ý nghĩa khoa học tuy nhiên do hạn chế về mặt số liệu, dữ liệu nên bản đồ ngập lụt được xây dựng trên nền địa hình 1/500.000 không có giá trị ứng dụng thực tiễn.

- Vấn đề quy hoạch hành lang thoát lũ cho sông ngòi miền Trung do GS. Đặng Đình Bảng thực hiện nhưng cũng bước đầu đưa ra những nhận định chung về lũ và ngập lụt

- Nghiên cứu dự báo và cảnh báo diện ngập lụt lưu vực các sông Vu Gia - Thu Bồn - Tam Kỳ do PGS.TS. Trần Thục chủ trì đã bước đầu nghiên cứu công nghệ dự báo lũ. Các mô hình lũ được áp dụng ở đây chưa thích ứng trình độ kỹ thuật.

* Trong thời kỳ 2000 – 2005:

3

- Điều tra, nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh thiên tai ở các lưu vực sông miền Trung (từ Thừa Thiên Huế đến Quảng Ngãi) do PGS.TS. Cao Đăng Dư thực hiện đã bước đầu nghiên cứu, đánh giá lũ lụt nói chung và các trận lũ 1998, 1999 nói riêng ở các lưu vực sông miền Trung nhằm nâng cao năng lực cảnh báo lũ lụt và làm cơ sở cho việc kiểm soát lũ lụt.

- Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo phòng tránh lũ lụt ở miền Trung do TS. Nguyễn Lập Dân thực hiện đã đánh giá thực trạng và làm sáng tỏ các tác nhân gây lũ lụt miền Trung trong đó có lưu vực trọng điểm Vu Gia - Thu Bồn, tính toán xây dựng chương trình dự báo lũ lụt, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tổng thể phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt ở miền Trung.

- Ứng dụng mô hình toán trong nghiên cứu dự báo, cảnh báo lũ và ngập lụt cho vùng đồng bằng các sông lớn ở miền Trung của PGS.TS. Lê văn Nghinh

- Định hướng qui hoạch lũ Trung Bộ của PGS.TS. Tô Trung Nghĩa

Tuy nhiên lũ trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn rất ác liệt, đối với các phụ lưu ở thượng nguồn nằm trong vùng núi có độ dốc địa hình lớn nên thường xuyên xuất hiện lũ quét lên nhanh, xuống nhanh, thời gian tập trung lũ và truyền xuống hạ lưu ngắn nên việc thời gian dự kiến của dự báo thường rất ngắn vì vậy các phương án dự báo lũ phải nhằm vào việc tăng thời gian dự kiến và độ tin cậy của dự báo. Xây dựng phương án dự báo lũ trên cơ sở áp dụng các mô hình mưa - dòng chảy và mô hình truyền lũ là hướng đi có nhiều triển vọng. Tuy nhiên các mô hình thường được áp dụng như mô hình TANK, HEC – HMS, NLRMM, RUNOFF... chưa cho kết quả cao do lưới trạm đo mưa và mực nước, lưu lượng lũ chưa đủ để áp dụng một cách hiệu quả các mô hình trong dự báo tác nghiệp.

Ngập lụt ở hạ lưu các sông là do lũ lớn dồn về, mưa nội đồng và còn chịu ảnh hưởng của thuỷ triều. Do diện tích của đồng bằng nhỏ (chỉ chiếm khoảng 20% diện tích lưu vực), lượng nước lũ dồn về rất lớn, lại bị cản bởi các công trình thuộc hạ tầng cơ sở nhất là đường Quốc lộ 1A và đường sắt thống nhất nên độ sâu ngập lụt tăng nhanh là mối đe doạ nghiêm trọng đối với các điểm dân cư, các cơ sở kinh tế xã hội vùng hạ lưu. Công tác cảnh báo ngập lụt cần được triển khai mạnh mẽ và rộng khắp, cần được thể hiện một cách trực quan nhất (dưới dạng thông tin bản đồ). Tuy nhiên các tập bản đồ ngập lụt tại hạ lưu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn được xây dựng trên cơ sở diễn toán lũ bằng mô hình DHM. Các thông số của mô hình tính toán ngập lụt được hiệu chỉnh và kiểm nghiệm theo số hiệu quan trắc yếu tố mưa, lũ, các vết lũ điều tra và bản đồ ngập lụt xây dựng theo kết quả điều tra lũ năm 1998 – 1999, khó sử dụng và độ chính xác còn chưa cao. Mặc dù đã cố gắng tập hợp từ nhiều nguồn khác nhau, bản đồ địa hình hạ lưu sông, tài liệu mặt cắt ngang sông được sử dụng vẫn mang tính chắp vá, tỷ lệ khác nhau nên độ tin cậy của bản đồ phần nào bị hạn chế

4

Về hạn hán: Trong những năm gần đây, cùng với bão lụt, hạn hán cũng gây nên nhiều thiệt hại cho kinh tế, môi trường và xã hội ở các tỉnh miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng. Với đặc điểm bất lợi cả về địa hình dốc, hẹp và nằm trên vành đai hoạt động của các hiện tượng biến đổi khí hậu EN-Nino và La-Nila thêm vào đó là luồng gió Tây Nam khô nóng thổi vào trong các tháng mùa khô đã làm tăng thêm tính khốc liệt của hạn hán của tỉnh. Đợt hạn từ cuối năm 1997 đến tháng 4/1998, thiệt hại của các tỉnh miền Trung riêng về nông nghiệp đã lên 1.400 tỷ đồng. Ngoài ra, các chi phí cho phòng chống hạn cuối năm 1997 và năm 1998 gần 700 tỷ đồng, làm các trạm bơm dã chiến, thực hiện các giải pháp chống hạn khác với kinh phí khoảng 300 tỷ đồng. Hạn hán làm ảnh hưởng lớn đến thu nhập của người dân, ở nông thôn miền Trung, số hộ đói nghèo còn khoảng 17 - 22%. Đợt hạn năm từ tháng 5 đến tháng 8/1998 miền Trung đã có tới 2,4 triệu người thiếu nước sinh hoạt. Vì vậy, bên cạnh nghiên cứu về lũ lụt, cũng rất nhiều các công trình nghiên cứu về hạn hán ở miền Trung như:

Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu các giải pháp giảm nhẹ thiên tai hạn hán ở các tỉnh Duyên hải Miền trung từ Hà tĩnh đến Bình Thuận” do GS.TS. Đào Xuân Học Trường Đại học Thuỷ lợi làm chủ nhiệm thực hiện từ năm 1999 - 2001. Đề tài đã đánh giá tình hình hạn hán và ảnh hưởng của hạn hán tới 7 vùng kinh tế của Việt Nam, phân tích xác định nguyên nhân gây ra hạn hán, phân loại và phân cấp hạn. Dựa trên các nguyên nhân gây hạn hán, đề tài đã đưa ra các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ hạn hán.

Đề tài cấp Nhà nước: Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp KHCN phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững ở các tỉnh miền Trung, 2007-2009 do TS. Lê Trung Tuân Viện Khoa học Thuỷ lợi làm chủ nhiệm đã và đang triển khai với mục tiêu nghiên cứu ứng dụng các giải pháp phòng chống hạn cho các tỉnh miền trung. Các giải pháp đề xuất ứng dụng được chia thành 3 nhóm: (i) Thu trữ nước, bảo vệ đất và giữ ẩm; (ii) Quản lý vận hành công trình thuỷ lợi trong điều kiện hạn hán, chế độ tưới và (iii) Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước.

Đề tài cấp Nhà nước:“Nghiên cứu dự báo hạn hán vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và xây dựng các giải pháp phòng chống”, mã số KC.08.22, thực hiện năm 2003 - 2005, do PGS.TS. Nguyễn Quang Kim, trường Đại học thủy lợi (cơ sở 2) làm chủ nhiệm đã nghiên cứu hiện trạng hạn hán, thiết lập cơ sở khoa học cho quy trình dự báo hạn, cơ sở dữ liệu khu vực nghiên cứu để lập trình các phần mềm tính toán chỉ số hạn và phần mềm dự báo hạn khí tượng và thủy văn. Việc dự báo hạn được dựa trên nguyên tắc phân tích mối tương quan giữa các yếu tố khí hậu, các hoạt động ENSO và các điều kiện thực tế vùng nghiên cứu.

Đề tài cấp Nhà nước:“Nghiên cứu xây dựng giải pháp tổng thể sử dụng hợp lý các dải cát ven biển miền Trung từ Quảng Bình - Bình Thuận”, mã số KC-08-21 do Viện Địa lý thực hiện năm 2003 - 2005, chủ nhiệm TS. Trần Văn Ý. Nội dung chính của đề tài là nghiên

5

cứu tìm ra các giải pháp tổng thể bao gồm sự kết hợp của 4 hợp phần (giải pháp quy hoạch; giải pháp khoa học kỹ thuật; giải pháp tăng cường quản lý môi trường; giải pháp về chính sách) sử dụng dải cát ven biển miền Trung, trên cơ sở phân vùng sinh thái vùng cát ven biển và quy hoạch các ngành nghề cũng như việc đánh giá nguồn nước, các nguồn tài nguyên liên quan kết hợp với các kiến nghị về tăng cường cơ chế chính sách để đưa ra giải pháp tốt nhất.

Có thể thấy rằng các nghiên cứu về thiên tai trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đã được nghiên cứu rất nhiều tuy nhiên Tuy vậy do hạn chế về mục tiêu, nội dung vì vậy các dạng thiên tai thường xảy ra trên bề mặt lưu vực (lũ lụthạn hán) chưa được đầu tư tập trung nghiên cứu đồng bộ, thường được tách ra từng dạng thiên tai, trong khi mối quan hệ về thời gian, không gian về quy luật hình thành và quá trình xảy ra các dạng thiên tai qua các kết quả nghiên cứu cho thấy có mối quan hệ rõ rệt. Việc đánh giá tổng hợp các yếu tố tác động (nội sinh, ngoại sinh cùng với các hoạt động kinh tế - xã hội) của con người trên bề mặt lưu vực gây ra các dạng thiên tai (lũ lụt, lũ quét, hạn hán) chưa được triển khai nghiên cứu, đánh giá tổng hợp cùng một thời điểm theo các lưu vực sông, các nghiên cứu đề xuất các giải pháp phòng tránh các dạng thiên tai trên còn bị bó hẹp trong phạm vi chuyên ngành.

I.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài sẽ sử dụng tổng hợp các phương pháp kỹ thuật sau trong quá trình thực hiện chuyên đề:

I.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát ngoài thực địa

Đây là phương pháp chủ yếu trong quá trình thực hiện chuyên đề bao gồm các bước chính sau:

+ Điều tra thực địa tổng hợp toàn vùng nghiên cứu về điều kiện tự nhiên địa hình, khí tượng thủy hải văn, địa chất công trình, lớp phủ thực vật; điều kiện kinh tế xã hội;

+ Điều tra thực địa toàn vùng nghiên cứu về các công trình được xây dựng vì nhiều mục đích khác nhau trên dòng chính các sông lớn;

+ Khảo sát vết lũ bằng GPS, tuân thủ theo đúng quy trình quy phạm hiện hành.

Điều tra, khảo sát đo đạc ngoài hiện trường theo tuyến, điểm đặc trưng nhằm bổ sung tài liệu và kiểm tra kết quả nghiên cứu. Khảo sát đo đạc thường xuyên tại các điểm, trạm quan trắc theo dõi diễn biến quá trình dòng chảy, đặc biệt quan tâm là các giá trị dòng chảy cực đoan kết hợp với các số liệu điều tra trên bề mặt sẽ đưa ra hình ảnh trung thực về các tác động của các dòng chảy cực đoan như dòng chảy lớn nhất gây ngập lụt theo diện, thời gian, mức độ hoặc dòng chảy nhỏ nhất gây hạn hán thiếu nước dùng và các vấn đề sinh thái môi trường khác. Các kết quả khảo sát sẽ là tài liệu kiểm định tốt nhất cho các mô hình tính toán đối với dòng chảy lũ gây ngập lụt.

6

Trong khuân khổ của chuyên đề, nhóm thực hiện chuyên đề đã tổ chức 01 đợt khảo sát thực địa ở địa bàn tỉnh Quảng Nam từ ngày 16 – 26/11/2009, sau trận lũ lớn tháng 10/2009. Các công việc đã thực hiện bao gồm:

Làm việc với địa phương: Nhóm thực hiện chuyên đề làm việc với các sở, ban ngành của tỉnh như Ban Chỉ huy PCLB, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên môi trường, Trung tâm dự báo Khí tượng thủy văn tỉnh và đã được cung cấp các tài liệu:

- Số liệu thống kê thiệt hại liên quan đến thiên tai lũ lụt, hạn hán trong những năm vừa qua (từ 1997 đến 2008)

- Số liệu đo đạc khí tượng thủy văn trong những năm từ 2005 – 2008

- Tài liệu về các công trình thủy lợi, thủy điện (thông số công trình, tình trạng công trình...) hiện tại và quy hoạch đến năm 2020.

- Tài liệu về các công trình giao thông (đường bộ, đường sắt, đường sông...), công trình cầu cống... hiện tại và quy hoạch đến năm 2020.

- Hiện trạng sử dụng đất của toàn tỉnh

- Các sơ đồ, bản đồ địa hình ở các tỷ lệ khác nhau.

Khảo sát vết lũ: Căn cứ vào tình hình ngập lụt và địa hình trong tỉnh, các tuyến điều tra vết lũ được bố trí ở những khu vực ngập lụt dọc theo các triền sông ở vùng đồng bằng và một số nơi ở trung lưu, trọng điểm là các vùng ngập nghiêm trọng ở vùng đồng bằng, các thị xã, thị trấn trên cơ sở các cột mốc đã được xác định của Ban Chỉ huy phòng chống lụt bão tỉnh. Các vị trí điều tra vết lũ trên các tuyến đã được lựa chọn để có tính đại biểu, phản ảnh mức độ ngập lụt ở từng khu vực (như thôn, xã, phường, huyện, thị xã...). Đồng thời, vết lũ còn được lưu giữ khá rõ và đảm bảo có thể xác định tương đối chính xác độ cao và cũng như độ sâu ngập lụt.

Thực tế, các vết lũ được điều tra thường ở trên các cộc mốc đo lũ, cột trụ, tường nhà, cột nhà, cổng của nhà dân, Uỷ ban nhân dân xã, phường, huyện, trạm y tế, trường học, bưu điện, xí nghiệp, nghĩa trang liệt sỹ... Để đảm bảo kết quả điều tra tiêu biểu và chính xác, trong quá trình điều tra đã tiến hành điều tra trong nhân dân về tình hình ngập lụt ở xung quanh vị trí điều tra vết lũ, độ cao ngập lũ, thời gian lũ (lúc bắt đầu nước lên, mức nước lũ cao nhất và thời gian ngập lụt, và khi nào thì lũ rút ...), tình hình thiệt hại do lũ gây ra.... Sau khi các vết lũ đã được điều tra, thu thập đã tiến hành xác định vị trí vết lũ trên bản đồ UTM tỷ lệ 1/25.000 của tỉnh Quảng Nam. Từ các vết lũ được xác định trên bản đồ địa hình, đồng thời đối chiếu với các điểm độ cao và các đường bình đồ của bản đồ nền đã tiến hành xác định phạm vi ngập lụt. Căn cứ vào mức độ ngập lụt trong toàn tỉnh, đã chia ra các cấp độ sâu ngập lụt (hn): dưới 1m, 1 - 2m, 2 - 3m và trên 3m.

Từ bản đồ nền phân vùng ngập lụt đã xác định, tiến hành số hoá trên bản đồ số tỷ

7

lệ 1/25.000. Việc số hoá bản đồ, ngoài việc nhập thuộc tính cho các đối tượng trên bản đồ, còn tiến hành chuyển đổi hệ toạ độ, do khu vực tỉnh Quảng Nam nằm trên 2 múi giờ 48 và 49. Đây là dữ liệu nhằm kiểm chứng kết quả của mô hình thủy lực 2D.

Bảng 1. Tình hình ngập lụt ở hệ thống sông Thu Bồn (khi mực nước lũ ở mức báo động III)

Số

TT

Vùng có khả năng ngập lụt Mức ngập bình quân

(m)

Mức ngập lớn nhất

(m) Xã Huyện

1 Duy Hoà, Duy Châu, Duy Sơn, Duy Trung, Duy An, Duy Phước, Duy Nghĩa, Duy Thành, Duy Vinh

Duy Xuyên 0,90 2,40

2 Đại An, Đại Hoà, Đại Thắng, Đại Cường, Đại Nghĩa, Đại Quang, Đại Phước, Đại Phong, Đại Hiệp

Đại Lộc 0,80 2,20

3

Điện Hồng, Điện Quang, Điện Thọ, Điện Trung, Điện Phước, Điện An, Điện Minh, Điện Phương, Điện Nam, Điện Hoà, Điện Thắng, Điện Tiến, Điện Dương

Điện Bàn 0,90 2,50

4 Cẩm Nam, Cẩm Kim, Cẩm Thanh, Cẩm Châu, và một vài đoạn đường phố ở thị xã Hội An nằm ven sông

Thị xã Hội An 0,6 2,00

5

Hoà Châu, Hoà Tiến, Hoà Thọ, Hoà Phước, Hoà Quí, Hoà Xuân, Hoà Khương, Hoà Phong, Hoà Nhơn,

Hoà Hải

Hoà Vang 0,80 2,50

6 Quế Xuân, Quế Phú Quế Sơn 0,30 1,00

7 Bình Phước Thăng Bình 0,20 0,70

I.2.2. Phương pháp thống kê

+ Có được các tài liệu cơ bản, các tài liệu đã nghiên cứu từ trước đến nay liên quan đến dự án. Các tài liệu thống kê sẽ giúp tư vấn đánh giá được một cách tổng quát nhất đối với chuyên đề;

+ Thống kê, chập bản đồ và so sánh địa hình để xác định mức độ ngập lụt qua các trận lũ lịch sử khác nhau.

I.2.3. Phương pháp mô hình toán: Là phương pháp cơ bản nhất để mô phỏng và dự báo các giá trị cực đoan của dòng chảy. Cho đến nay, có rất nhiều mô hình đã và đang được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy lực hệ thống sông ngòi. Mỗi mô hình đều có thế mạnh,

8

hoặc là về lý thuyết thủy lực và toán học, hoặc là về áp dụng trong thực tiễn, hoặc là có những tiện ích về phân tích kết quả. Trong khuôn khổ luận văn này tác giả chỉ chú trọng về phần tính toán kết quả

Mô hình KOD của GS- TSKH Nguyễn Ân Niên ra đời đầu năm 1974 sử dụng hệ phương trình Sant-Venant trong tính toán dòng chảy và giải bằng sơ đồ hiện với phương pháp sai phân 4 điểm Preismann. Đến năm 1980 tác giả đã phát triển sơ đồ 2D. Năm 2005, sơ đồ này đã được hoàn thiện thêm.

Mô hình VRSAP do cố PGS Nguyễn Như Khuê khởi thảo năm 1969 với đối tượng là mạng lưới sông kênh trên đồng bằng thấp, có trao đổi nước với vùng đồng ruộng ngập nước, vận động dưới ảnh hưởng của thủy triều, lũ nguồn và mưa rào trên đồng bằng. Đến nay, VSRAP được tiếp tục cải tiến nâng cao tính năng, hoàn thiện phần tính diễn biến mặn, thay đổi cấu trúc chương trình và chuyển sang ngôn ngữ lập trình Visual Basic trong môi trường Windows để tăng tốc độ tính toán và quy mô bài toán. Mô hình sử dụng hệ phương trình Saint-Venant và giải bằng phương pháp sai phân hữu hạn dùng sơ đồ sai phân 4 điểm Pressman.

Mô hình HYDROGIS được TS Nguyễn Hữu Nhân phát triển từ năm 1995 cho mô phỏng dòng chảy trong sông kênh và truyền tải chất trên cơ sở hệ phương trình Saint-Venant và giải bằng phương pháp sai phân 4 điểm Pressmann. Mô hình có hệ thông tin địa lý (GIS) hỗ trợ

Mô hình ISIS do công ty Halcrow và Viện Nghiên Cứu Thủy Lực Wallingford xây dựng, sử dụng chương trình thủy động lực học dòng chảy một chiều mô phỏng dòng chảy không ổn định trong hệ thống sông kênh và ô đồng. Mô hình dựa trên hệ phương trình Saint-Venant cho dòng một chiều và giải theo phương pháp sai phân dùng sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm của Abbott và Ionescu. Hệ phương trình viết cho một mạng sẽ tạo nên hệ phương trình bậc nhất có chứa ẩn số. Mực nước tại một điểm bất kỳ có thể biểu diễn bằng hàm của mực nước tại các nút lân cận.

Mô hình HEC-HMS là sản phẩm của tổ chức các Kỹ sư Thủy văn Quân đội Hoa Kỳ. Hầu hết các phương pháp tính diễn toán dòng chảy lũ trong HEC – HMS dựa trên phương trình liên tục và các quan hệ lưu lượng – lượng trữ. Các phương pháp được sử dụng bao gồm: Phương pháp Muskingum, Phương pháp Muskingum - Cunge, Phương pháp sóng động học và lag

Mô hình MIKE

Hiện nay, bộ mô hình họ MIKE, với những cải tiến mới nhất của phiên bản 2007 cho tính toán nghiên cứu dòng chảy và được ứng dụng tốt cho các lưu vực trong các dự án do các cơ quan trong nước và quốc tế thực hiện như lưu vực sông Hồng, Vu Gia – Thu Bồn, Srepok, Sài Gòn - Đồng Nai, mạng lưới sông toàn Đồng bằng sông Cửu Long... Bộ

9

mô hình MIKE được phát triển bởi DHI bao gồm các mô hình: MOUSE, MIKE11, MIKE21, MIKE3, MIKE SHE, MIKE NAM, MIKE BASIN và MIKE FLOOD WATCH... Đây là bộ mô hình hiện đại và đầy đủ nhất hiện này trong việc giải quyết các bài toán liên quan đến tài nguyên nước. Sử dụng bộ mô hình này cho phép mô tả toàn diện các thành phần có trên lưu vực và hệ thống sông. Riêng phần tính toán dòng chảy lũ, bộ mô hình thủy văn (NAM, MIKE – SHE), thủy lực (MIKE 11, MIKE 21, MIKE3) và GIS (MIKE 11 GIS) có thể cho phép diễn toán vận động của dòng nước từ lúc mưa rơi cho đến khi chảy ra biển. Ưu điểm lớn nhất của mô hình là khả năng liên kết các mô hình đơn lẻ thành một bộ mô hình thống nhất và hoàn chỉnh. Sự liên kết giữa các thành phần thành phần dòng mặt, dòng sát mặt và dòng ngầm, mô hình mưa – dòng chảy với mô hình thủy lực, mô hình 1D với 2D, 2D với 3D mô hình thủy lực với GIS giúp mô hình không những có khả năng mô phỏng đầy đủ vận động của dòng nước trên lưu vực mà còn có đưa ra kết quả một cách trực quan và đễ hiểu dưới dạng các bản đồ ngập lụt. Ngoài ra, công cụ hỗ trợ ra quyết định MIKE FLOOD WATCH còn giúp người ra quyết định đưa ra những quyết định chính xác và kịp thời (phát cảnh báo, sơ tán dân...) ứng phó khi lũ lớn và đặc biệt lớn xảy ra. Cùng với đó, do công cụ được phát triển trên nền Web nên không chỉ các nhà quản lý mà cả cộng đồng dân cư cũng có thể truy cập tra cứu thông tin và xác định nguy cơ ngập lụt ở khu vực mình đang sống và do đó có thể chủ động ứng phó với tai biến.

Mô hình MIKE11 là một bộ phần mềm chuyên tính toán kĩ thuật phục vụ tính toán dòng chảy, vận chuyển trầm tích trong khu vực sông, cửa sông và các quá trình sinh hóa phức tạp trong hệ thống sông dạng 1D. Đây là một công cụ mô hình một chiều rất có ích với người sử dụng trong việc thiết kế chi tiết, quản lý và điều hành các hệ thống sông và kênh từ đơn giản tới phức tạp. Vì vậy chuyên đề đã lựa chọn mô hình Mike 11 (là một modul của bộ mô hình họ Mike) cho tính toán thủy lực dòng chảy lũ cho hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn.

MÔ HÌNH MIKE - NAM

Cấu trúc mô hình MIKE - NAM được xây dựng trên nguyên tắc các hồ chứa theo chiều thẳng đứng và các hồ chứa tuyến tính, gồm có 5 bể chứa theo chiều thẳng đứng như hình 4

- Bể chứa tuyết tan được kiểm soát bằng các điều kiện nhiệt độ. Đối với điều kiện khí hậu nhiệt đới ở nước ta thì không xét đến bể chứa này.

- Bể chứa mặt: lượng nước ở bể chứa này bao gồm lượng nước mưa do lớp phủ thực vật chặn lại, lượng nước đọng lại trong các chỗ trũng và lượng nước trong tầng sát mặt. Giới hạn trên của bể chứa này được ký hiệu bằng Umax.

- Bể chứa tầng dưới: là vùng đất có rễ cây nên cây cối có thể hút nước cho bốc, thoát hơi. Giới hạn trên của lượng nước trong bể chứa này được ký hiệu bằng Lmax, lượng nước

10

hiện tại được ký hiệu là L và tỷ số L/Lmax biểu thị trạng thái ẩm của bể chứa.

- Bể chứa nước ngầm tầng trên.

- Bể chứa nước ngầm tầng dưới.

Hình 1: Cấu trúc của mô hình NAM

Các thông số cơ bản của mô hình MIKE - NAM:

CQOF: Hệ số dòng chảy tràn không có thứ nguyên, có phạm vi biến đổi từ 0.0 đến 0.9. Nó phản ánh điều kiện thấm và cấp nước ngầm. Vì vậy nó ảnh hưởng nhiều đến tổng lượng dòng chảy và đoạn cuối của đường rút. Thông số này rất quan trọng vì nó quyết định phần nước dư thừa để tạo thành dòng chảy tràn và lượng nước thấm. Các lưu vực có địa hình bằng phẳng, cấu tạo bởi cát thô thì giá trị CQOF tương đối nhỏ, ở những lưu vực mà tính thấm nước của thổ nhưỡng kém như sét, đá tảng thì giá trị của nó sẽ rất lớn.

CQIF: Hệ số dòng chảy sát mặt, có thứ nguyên là thời gian (giờ)-1. Nó chính là phần của lượng nước trong bể chứa mặt (U) chảy sinh ra dòng chảy sát mặt trong một đơn vị thời gian. Thông số này ảnh hưởng không lớn đến tổng lượng lũ, đường rút nước.

CBL: là thông số dòng chảy ngầm, được dùng để chia dòng chảy ngầm ra làm hai thành phần: BFU và BFL. Trường hợp dòng chảy ngầm không quan trọng thì có thể chỉ dùng một trong 2 bể chứa nước ngầm, khi đó chỉ cần CBFL=0- tức là lượng cấp nước ngầm đều đi vào bể chứa ngầm tầng trên.

CLOF, CLIF: Các ngưỡng dưới của các bể chứa để sinh dòng chảy tràn, dòng

11

chảy sát mặt và dòng chảy ngầm, không có thứ nguyên và có giá trị nhỏ hơn 1. Chúng có liên quan đến độ ẩm trong đất. Khi các giá trị của ngưỡng này nhỏ hơn L/Lmax thì sẽ không có dòng chảy tràn, dòng chảy sát mặt và dòng chảy ngầm. Về ý nghĩa vật lý, các thông số này phản ánh mức độ biến đổi trong không gian của các đặc trưng lưu vực sông. Do vậy, giá trị các ngưỡng của lưu vực nhỏ thường lớn so với lưu vực lớn.

Umax, Lmax: Thông số khả năng chứa tối đa của các bể chứa tầng trên và tầng dưới. Do vậy, Umax và Lmax chính là lượng tổn thất ban đầu lớn nhất, phụ thuộc và điều kiện mặt đệm của lưu vực. Một đặc điểm của mô hình là lượng chứa Umax phải nằm trong sức chứa tối đa trước khi có lượng mưa vượt quá, PN xuất hiện, tức là U< Umax. Do đó trong thời kỳ khô hạn, tổn thất của lượng mưa trước khi có dòng chảy tràn xuất hiện có thể được lấy làm Umax ban đầu.

CK1,2, CKBF: là các hằng số thời gian về thời gian tập trung nước. Chúng là các thông số rất quan trọng, ảnh hưởng đến dạng đường quá trình và đỉnh.

Thành phần cơ bản của mô hình:

Bốc thoát hơi nước:

Nhu cầu bốc thoát hơi đầu tiên được thoả mãn từ lượng trữ bề mặt với tốc độ tiềm năng. Nếu lượng ẩm U trong lượng trữ bề mặt nhỏ hơn yêu cầu (U < Ep) thì phần còn thiếu được coi rằng là do các hoạt động của rễ cây rút ra từ lượng trữ tầng thấp theo tốc độ thực tế Ea. Ea tương ứng với lượng bốc hơi tiềm năng và biến đổi tuyến tính theo quan hệ lượng trữ ẩm trong đất, L/Lmax, của lượng trữ ẩm tầng thấp

Dòng chảy mặt:

Khi lượng trữ bề mặt đã tràn, U > Umax, thì lượng nước thừa PN sẽ gia nhập vào thành phần dòng chảy mặt. Thông số QOF đặc trưng cho phần nước thừa PN đóng góp vào dòng chảy mặt. Nó được giả thiết là tương ứng với PN và biến đổi tuyến tính theo quan hệ lượng trữ ẩm đất, L/Lmax, của lượng trữ ẩm tầng thấp.

trong đó: CQOF = hệ số dòng chảy tràn trên mặt đất (0 ≤ CQOF ≤ 1),

TOF = giá trị ngưỡng của dòng chảy tràn (0 ≤ TOF ≤ 1).

Phần lượng nước thừa PN không tham gia vào thành phần dòng chảy tràn sẽ thấm xuống lượng trữ tầng thấp. Một phần trong đó, ∆L, của nước có sẵn cho thấm, (PN-QOF), được giả thiết sẽ làm tăng lượng ẩm L trong lượng trữ ẩm tầng thấp. Lượng ẩm còn lại, G,

(1)

12

được giả thiết sẽ thấm sâu hơn và gia nhập lại vào lượng trữ tầng ngầm.

Dòng chảy sát mặt

Sự đóng góp của dòng chảy sát mặt, QIF, được giả thiết là tương ứng với U và biến đổi tuyến tính theo quan hệ lượng chứa ẩm của lượng trữ tầng thấp.

trong đó CKIF là hằng số thời gian dòng chảy sát mặt và TIF là giá trị ngưỡng tầng rễ cây của dòng sát mặt (0 ≤ TIF ≤ 1).

Diễn toán dòng chảy mặt và dòng sát mặt

Dòng sát mặt được diễn toán qua chuỗi hai hồ chứa tuyến tính với cùng một hằng số thời gian CK13. Diễn toán dòng chảy mặt cũng dựa trên khái niệm hồ chứa tuyến tính nhưng với hằng số thời gian có thể biến đổi

trong đó OF là dòng chảy tràn (mm/hr) OFmin là giới hạn trên của diễn toán tuyến tính (= 0,4 mm/giờ), và õ = 0,4. Hằng số õ = 0,4 tương ứng với việc sử dụng công thức Manning để mô phỏng dòng chảy mặt.

Theo phương trình trên, diễn toán dòng chảy mặt được tính bằng phương pháp sóng động học, và dòng chảy sát mặt được tính theo mô hình NAM như dòng chảy mặt (trong lưu vực không có thành phần dòng chảy mặt) được diễn toán như một hồ chứa tuyến tính.

Lượng gia nhập nước ngầm

Tổng lượng nước thấm G gia nhập vào lượng trữ nước ngầm phụ thuộc vào độ ẩm chứa trong đất trong tầng rễ cây.

(2)

(3)

(4)

13

trong đó TG là giá trị ngưỡng tầng rễ cây đối với lượng gia nhập nước ngầm (0 ≤ TG ≤ 1).

Độ ẩm chứa trong đất

Lượng trữ tầng thấp biểu thị lượng nước chứa trong tầng rễ cây. Sau khi phân chia mưa giữa dòng chảy mặt và dòng thấm xuống tầng ngầm, lượng nước mưa còn lại sẽ đóng góp vào lượng chứa ẩm (L) trong lượng trữ tầng thấp một lượng ∆L.

Dòng chảy cơ bản

Dòng chảy cơ bản BF từ lượng trữ tầng ngầm được tính toán như dòng chảy ra từ một hồ chứa tuyến tính với hằng số thời gian CKBF.

3.3. MÔ HÌNH MIKE 11

3.3.1 Hệ phương trình

Mô hình MIKE 11 là mô hình tính toán mạng sông dựa trên việc giải hệ phương trình một chiều Saint –Venant, với các giả thiết cơ bản sau đây:

- Chất lỏng (nước) là không nén được và đồng nhất (xem như không có sự khác biệt về trọng lượng riêng của nước)

- Độ dốc đáy sông (kênh) là tương đối nhỏ

- Chiều dài sóng là tương đối dài so với độ sâu dòng chảy (điều kiện nước nông, xem rằng tại mọi điểm trong hệ thống, véctơ lưu tốc luôn song song với đáy kênh và không có sự biến đổi của lưu tốc theo phương thẳng đứng, từ đó có thể áp dụng giả thiết áp suất thủy tĩnh trong kênh)

- Dòng chảy trong hệ thống là dòng chảy êm (có số Froude lớn hơn 1)

3.3.2 Phương pháp giải

Hệ phương trình Saint – Venant về nguyên lý là không giải được bằng các phương pháp giải tích, vì thế trong thực tế tính toán người ta phải giải gần đúng bằng cách rời rạc hóa hệ phương trình. Trong mô hình MIKE 11 đã sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott, được mô tả qua hình 2a và 2b.

Hình 2a Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott

(5)

14

Hình 2b Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x~t

Trong phương pháp này, mực nước và lưu lượng dọc theo các nhánh sông được tính trong hệ thống các điểm lưới xen kẽ như dưới đây (hình 3).

Hình 3 . Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ

Đối với mạng lưới sông phức tạp, mô hình cho phép giải hệ phương trình cho nhiều nhánh sông và các điểm tại các phân lưu/nhập lưu. Cấu trúc của các nút lưới ở nhập lưu, tại đó ba nhánh gặp nhau, thể hiện trong hình sau (hình 4):

Hình 4 Cấu trúc các điểm lưới xung quanh điểm nhập lưu

15

Hình 5 Cấu trúc các điểm lưới trong mạng vòng

Cấu trúc các điểm lưới trong mạng vòng được thể hiện trong hình 5. Tại một điểm lưới, mối quan hệ giữa biến số Zj (cả mực nước hj và lưu lượng Qj) tại chính điểm đó và tại các điểm lân cận được thể hiện bằng phương trình tuyến tính sau:

jnjj

njj

njj ZZZ

11

111 (6)

Từ giờ trở đi ta quy ước các chỉ số dưới của các thành phần trong phương trình biểu thị vị trí dọc theo nhánh, và chỉ số trên chỉ khoảng thời gian. Các hệ số , , và trong phương trình 6 tại các điểm h và tại các điểm Q được tính bằng sai phân hiện đối với phương trình liên tục và với phương trình động lượng. Tất cả các điểm lưới theo phương trình 6 được thiết lập. Giả sử một nhánh có n điểm lưới; nếu n là số lẻ, điểm đầu và cuối trong một nhánh luôn luôn là điểm h. Điều này làm cho n phương trình tuyến tính có n+2 ẩn số. Hai ẩn số chưa biết là do các phương trình được đặt tại điểm đầu và điểm cuối h, tại đó Zj-1và Zj+1 là mực nước, theo đó phần đầu/cuối của nhánh phân/nhập lưu được liên kết với nhau.

I.2.4. Phương pháp đánh giá tổng hợp trên quan điểm hệ thống: để xác định nguyên nhân tác động của các yếu tố mặt đệm đến việc hình thành, diễn biến tài nguyên nước trên lưu vực cũng như các dạng thiên tai liên quan.

I.3. CƠ SỞ TÀI LIỆU

I.3.1. Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng

Mạng lưới trạm đo mưa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn được hình thành vào những đầu thế kỷ XX (trạm Đà Nẵng được xây dựng từ 1931) và số liệu của trạm này bị gián đoạn bởi chiến tranh. Cho đến nay trên địa bàn tỉnh Quảng Nam và lân cận có 3 trạm khí tượng: trạm Đà Nẵng, Trà My và Tam Kỳ. Ngoài các trạm còn 1 số trạm đo mưa nhân dân được xây dựng từ cuối thập kỷ 70 của thế kỷ XX, như vậy cho đến nay phần lớn các trạm đo mưa có số liệu quan trắc trên 30 năm. Nhìn chung, chất lượng số liệu quan trắc mưa là đáng tin cậy. Nhưng chất lượng số liệu quan trắc ở một số trạm đo mưa nhân dân (do nhân dân quan trắc) hay trạm đo mưa dùng riêng còn bị hạn chế. Có thể thấy rằng

16

mật độ lưới trạm còn thưa, nhất là thiếu những trạm đo mưa và dòng chảy ở một số sông nhánh. Đặc biệt, trong lưu vực chỉ có trạm Trà My ở thượng lưu sông Thu Bồn quan trắc mưa bằng máy tự ghi (trạm Đà Nẵng cũng quan trắc mưa tự ghi nhưng ở hạ lưu), trang thiết bị quan trắc, truyền tin còn lạc hậu, nên gây khó khăn cho công tác cảnh báo, dự báo mưa, lũ ngập lụt.

Bảng 2: Mạng lưới các trạm đo khí tượng thuỷ văn

TT Tên trạm Tên sông Diện tích lưu vực (km2)

Yếu tố quan trắc Số năm quan trắc

1 Thành Mỹ Vũ Gia 1.850 Q, H, , X 23

2 Nông Sơn Thu Bồn 3.150 Q, H, , X 23

3 Sơn Giang Trà Khúc 2.440 Q, H, , X 22

9 Đà Nẵng X, T, U, Z, V 57

10 Trà My X, T, U, Z, V 33

11 Quảng Ngãi X, T, U, Z, V 65

12 Ba Tơ X, T, U, Z, V 31

13 Hội An Thu Bồn X 49

14 Giao Thuỷ Thu Bồn X, H 23

15 Câu Lâu Thu Bồn X, H 23

16 Ba Na X 17

17 Tiên Phước X 20

18 Cẩm Lệ Vu Gia X, H 23

19 Ái Nghĩa Vu Gia X, H 23

20 Thăng Bình X 17

21 Sơn Tân X 21

22 Hiên X 16

23 Quế Sơn X 20

24 Khâm Đức X 15

25 Phước Sơn X 14

26 Hội Khách X 15

17

27 Tam Kỳ X 21

28 Sơn Giang X 22

29 Trà Khúc X 22

30 Ba Tơ X 22

31 Giá Vực X 21

32 Trà Bồng X 22

33 An Hoà X 14

34 An Chỉ X 22

35 Mộ Đức X 22

36 Sơn Hà X 22

Ghi chú: H mực nước, Q lưu lượng, phù sa, X mưa, T nhiệt độ, Z bốc hơi, U độ ẩm, V tốc độ gió.

I.3.2. Mạng lưới trạm quan trắc thủy văn

Có thể thấy được mạng lưới sông suối dải duyên hải miền Trung nói chung và trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn tương đối dày, quy luật biến đổi rất phức tạp nhưng mạng lưới trạm quan trắc thủy văn trên sông rất thưa thớt. Sự phân bố trạm đo chưa đặc trưng theo không gian và không đồng nhất về thời gian quan trắc. Do chiến tranh nên thời gian bắt đầu quan trắc của các trạm thủy văn trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đều từ sau năm 1975, ổn định hoạt động từ năm 1977. Với quy hoạch mạng lưới trạm quan trắc đài trạm của Tổng cục Khí tượng Thủy văn năm 1987, số lượng các trạm thủy văn trên lưu vực giảm đi rất đáng kể.

Tính đến năm 2008 trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn có 7 trạm quan trắc thủy văn trong đó có 2 trạm thủy văn hạng I, 5 trạm thủy văn hạng III:

- Trạm thủy văn hạng I (Nông Sơn và Thạnh Mỹ): Có nhiệm vụ theo dõi diễn biến của chế độ thủy văn nước sông liên tục. Tổ chức đo tối thiểu các yếu tố như mực nước, nhiệt độ nước, nhiệt độ không khí, lượng mưa, lưu lượng nước và lượng phù sa lơ lửng.

- Trạm thủy văn hạng III (Giao Thủy, Câu Lâu, Hội An, Cẩm Lệ, Ái Nghĩa): Tổ chức đo đạc các yếu tố như mực nước, nhiệt độ nước, nhiệt độ không khí, lượng mưa.

18

II. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TÁC ĐỘNG HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY CỰC ĐOAN TRÊN LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN

II.1. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

Nằm ở Trung Bộ, cho nên cũng như các nơi khác ở nước ta, khí hậu ở lưu vực hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn cũng mang đặc điểm chung là khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhưng lưu vực nằm ở ngay phía nam dãy Bạch Mã và sườn phía đông dãy Trường Sơn, các đồi núi cao bao bọc ở phía bắc, tây và nam còn phía đông là biển, cho nên khí hậu trong lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có những đặc điểm dưới đây:

Số giờ nắng: Số giờ nắng trung bình năm từ dưới 1800giờ ở vùng núi cao đến 2260 giờ tại Đà Nẵng. Số giờ nắng trung bình của từng tháng là 200 - 255giờ trong mùa hè và dưới 150 giờ trong mùa đông. Tháng 7 là tháng có số giờ nắng trung bình cao nhất, tháng 12 có số giờ nắng thấp nhất.

Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ không khí trung bình năm vào khoảng 24 - 260C, có xu thế cao ở vùng đồng bằng ven biển và thấp ở miền núi - giảm theo sự tăng của độ cao địa hình. Nhiệt độ không khí cũng biến đổi theo mùa. Nhiệt độ trung bình tháng biến đổi trong phạm vi 25 - 300C. Tháng 6 hoặc 7 là tháng có nhiệt độ không khí trung bình tháng cao nhất (trên 290C). Tháng 1 là tháng có nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất. Nhiệt độ không khí tối cao tuyệt đối đạt tới trên 350C. Nhiệt độ không khí tối thấp tuyệt đối dưới 150C.

Độ ẩm không khí tương đối: Độ ẩm không khí tương đối trung bình năm khoảng 80-90%, thấp ở đồng bằng ven biển, cao ở miền núi. Độ ẩm tương đối trung bình tháng tương đối cao trong các tháng mùa đông xuân (từ tháng 9 đến tháng 4) và thấp trong các tháng cuối mùa hè đầu mùa thu (tháng 5 - 8), thấp nhất vào tháng 5, có thể chỉ đạt 40%.

Lượng mây tổng quan: Lượng mây tổng quan trung bình năm biến đổi trong phạm vi 6,5-8,2 phần mười. Lượng mây tổng quan trung bình tháng ít thay đổi trong năm. Tuy vậy, trong các tháng từ cuối mùa xuân đến đầu mùa thu (3 - 7) lượng mây tương đối thấp, riêng tháng 6 tương đối lớn do có mưa do gió mùa tây nam gây nên.

Tốc độ gió: Tốc độ gió trung bình năm từ 0,8m/s tại Trà My đến 1,8m/s tại Tam Kỳ. Nhìn chung, tốc độ gió phụ thuộc lớn vào điều kiện địa hình. Trong năm có 2 mùa gió chính: gió mùa tây nam thường vào các tháng 5, 6, 7 với tần suất 20 - 30% mang theo không khí nóng và khô; gió mùa đông bắc thịnh hành trong các từ tháng 11 đến tháng 2 mang theo không khí lạnh.

Tốc độ gió lớn nhất trong mùa đông có thể tới 15 - 25m/s với hướng bắc hoặc đông bắc, trong mùa hè có thể tới 20 - 35m/s, thậm chí 40m/s và thường do bão gây nên.

Bốc hơi: Lượng bốc thoát hơi tiềm năng trung bình năm từ khoảng trên dưới

19

1000mm ở vùng núi cao đến gần 1500m ở vùng đồng bằng ven biển. Trong các tháng mùa hè thu (3 - 10), lượng bốc hơi tiềm năng trung bình tháng đều lớn hơn 100mm, lớn nhất vào tháng 5 (120 - 130mm ở miền núi, 150 - 160mm ở đồng bằng). Trong mùa đông xuân, lượng bốc hơi tiềm năng trung bình tháng vào khoảng 50 - 100mm, thấp nhất vào tháng 12 (50 - 70mm).

Bảng 1: Đặc trưng trung bình tháng, năm của các yếu tố khí tượng

Trạm Giá trị trung bình tháng

Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Số giờ nắng (giờ)

Đà Nẵng 141,5 140,7 187,7 208,3 243,9 239,2 255,0 218,9 177,2 146,9 121,4 102,3 2200,6

Tam Kỳ 138,6 151,9 211,4 223,5 257,8 235,8 254,0 230,3 197,2 157,0 109,0 88,9 2255,4

Trà My 114,8 136,9 190,6 196,2 213,5 193,2 209,4 197,5 156,5 121,4 76,0 64,2 1874,0

Nhiệt độ không khí trung bình (oC)

Đà Nẵng 21,4 22,3 24,1 26,4 28,3 29,3 29,3 28,9 27,5 25,9 24,1 22,1 25,8

Tam Kỳ 21,4 22,6 24,4 26,7 28,1 28,8 28,9 28,6 27,2 25,5 23,8 21,7 25,6

Trà My 20,6 22,0 24,1 26,1 26,8 26,9 26,9 26,9 25,7 24,2 22,4 20,6 24,4

Độ ẩm không khí tương đối trung bình (%)

Đà Nẵng 84 84 83 83 79 76 75 77 82 84 85 85 81

Tam Kỳ 87 87 84 82 79 77 76 77 83 86 88 88 83

Trà My 89 87 84 82 84 84 84 84 88 90 93 92 87

Lượng mây tổng quan (phần mười)

Đà Nẵng 7,2 7,0 6,7 6,8 6,7 7,1 6,8 7,3 7,3 7,4 7,7 7,6 7,1

Tam Kỳ 7,3 6,7 5,8 6,1 6,0 6,5 6,2 6,7 7,2 7,4 8,0 8,3 6,8

Trà My 8,2 7,6 6,6 6,3 6,6 7,1 6,7 7,4 7,6 8,2 8,7 8,9 7,5

Tốc độ gió (m/s)

Đà Nẵng 1,5 1,8 1,9 1,7 1,6 1,2 1,3 1,2 1,4 1,7 2,1 1,6 1,6

Tam Kỳ 1,5 1,5 1,7 1,8 1,9 1,9 1,8 1,8 1,8 1,9 2,4 1,8 1,8

Trà My 0,8 1,0 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,8

Bốc thoát hơi tiềm năng (mm)

Đà Nẵng 80,7 86,7 121,0 134,9 155,5 152,3 158,6 151,5 126,8 107,9 91,0 73,0 1439,8

Tam Kỳ 77,0 86,8 126,1 140,1 160,5 155,8 163,5 157,5 134,0 106,4 82,6 71,4 1461,6

Trà My 62,0 74,4 107,6 119,0 128,0 119,7 124,0 121,7 102,5 83,4 59,0 51,3 1152,5

20

Lượng mưa:

Nằm trong khu vực Trung Bộ, chịu ảnh hưởng thuần tuý của khí hậu Đông Trường Sơn, mưa trên tỉnh Quảng Nam tương đối phong phú, trung bình đạt 2612mm (tương ứng với 27 tỷ m3 nước mưa). Do có sự phân mùa khí hậu nên (70 – 75%) lượng mưa cả năm tập trung trong các tháng 9 - 12.

Nhìn chung lượng mưa tăng dần từ bắc – nam , từ vùng có địa hình thấp đến địa hình cao. Theo hướng Nam – Bắc, trạm Trà My, Nông Sơn, Thạnh Mỹ có lượng mưa năm trung bình nhiều năm lần lượt là 4066mm, 2895mm và 2239mm; Trạm Đà Nẵng, ở khu vực đồng bằng có lượng mưa trung bình năm là 2236mm, trong khi đó ở vùng núi cao, trạm Nông Sơn lượng mưa trung bình năm đạt 2895mm, Giao Thuỷ đạt 2452mm. Tóm lại, thượng lưu các sông ở khu vực miền núi phía tây và tây nam tỉnh Quảng Nam có lượng mưa lớn nhất (trên 3000mm), lớn nhất ở khu vực Trà My. Vùng đồng bằng ven biển có lượng mưa trung bình năm khoảng 2000 - 2400mm). Đặc biệt, lượng mưa năm 1998 tại khu vực hồ Phú Ninh đạt tới 7055mm

Bảng 4: Lượng mưa tháng, năm trong lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

Trạm Lưu lượng trung bình tháng, m3/s

Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Đà Nẵng 76,2 24,6 19,3 28,9 84,2 90,9 89,9 110,9 320,0 641,2 413,5 189,2 2088,7

Ái Nghĩa 82,4 19,0 24,1 50,0 138,1 143,8 81,0 115,8 278,9 612,2 566,7 198,6 2310,7

Hội An 71,4 40,7 21,2 36,9 91,3 97,0 66,6 91,9 341,4 612,4 495,6 244,5 2211,0

Hội Khách 48,7 19,3 25,7 94,3 213,9 203,6 137,2 139,3 315,9 498,3 471,1 130,6 2298,0

Thạnh Mỹ 32,5 18,1 26,0 82,0 248,9 223,9 150,0 155,6 275,1 521,9 373,5 96,3 2203,7

Thăng Bình 54,8 20,6 20,1 27,4 89,4 102,8 66,8 110,2 248,5 548,4 410,2 178,8 1878,2

Trao 18,1 15,7 30,9 92,9 223,8 196,0 130,5 124,8 275,1 513,5 286,0 104,6 2012,0

Tam Kỳ 115,4 46,3 41,2 50,2 97,3 100,2 72,4 89,3 344,5 691,1 616,3 364,7 2629,0

Khâm Đức 57,3 24,1 36,4 70,1 145,0 101,8 58,6 94,5 341,3 852,9 772,7 263,3 2818,2

Nông Sơn 61,8 33,8 29,4 78,5 234,2 216,4 157,9 155,9 340,6 683,3 610,0 268,3 2870,2

Quế Sơn 74,0 26,0 18,7 41,9 157,0 173,7 92,6 143,2 319,5 658,0 556,7 235,4 2496,7

Trà My 119,1 61,6 58,5 93,4 271,5 233,3 175,8 185,2 405,8 944,7 977,3 440,8 3967,0

Tiên Phước 75,3 36,5 33,5 67,0 199,2 126,1 85,3 107,9 353,7 811,8 753,2 412,1 3061,6

21

Phân phối lượng mưa có tính biến động rất mạnh mẽ với hệ số biến động lượng mưa năm Cvnăm dao động từ 0,25 – 0,30. Trong năm lượng mưa cũng biến đổi theo mùa: Mùa mưa và mùa khô (mùa ít mưa). Mùa mưa hàng năm thường xuất hiện vào các tháng 9 - 12 và chiếm tới 60 - 80% tổng lượng mưa năm, còn trong mùa khô chỉ chiếm 20 - 40%. Trong mùa khô, tháng 5, 6 hàng năm thường có mưa tiểu mãn. Trong năm tháng lớn nhất gấp từ 15 – 20 lần lượng mưa tháng nhỏ nhất. Sự phân phối mưa năm bất điều hòa là nguyên nhân gây các tai biến tự nhiên trên lưu vực sông.

II.1.1. Đặc điểm khí hậu trong mùa mưa gây lũ lớn và ngập lụt

Một trong những yếu tố khí hậu quan trọng nhất tác động đến dòng chảy lũ và ngập lụt là mưa lớn, đặc biệt là mưa cực đại và thời gian tập trung mưa.

Mưa lớn ở dải duyên hải miền Trung nói chung và ở tỉnh Quảng Nam nói riêng là hệ quả tổng hợp của 3 nhân tố: luồng gió Đông dày với hàm lượng ẩm cao; các nhiễu động khí quyển quy mô lớn và tác động động lực mạnh mẽ của địa hình Trường Sơn. Cả ba nhân tố nêu trên đều rất quan trọng nhưng mưa lớn chỉ xảy ra khi có nhiễu động khí quyển, chủ yếu là các vùng gió xoáy (bão, ATNĐ), dải hội tụ nhiệt đới (HTNĐ) và front lạnh. Với các dạng hình thế thời tiết gây mưa lớn ở đây lượng mưa ngày có thể đạt tới 200 - 300mm thậm chí là 500mm. Trong vòng 10 năm gần đây, đã xuất hiện những trận mưa rất lớn với giá trị lượng mưa ngày lớn nhất vào loại kỷ lục trong chuỗi quan trắc. Giá trị lượng mưa ngày lớn nhất tương ứng với tần suất 1% (Xmax ngày1%) trong lưu vực đạt tới 900mm.

Với các hoạt động của các hình thế thời tiết khác nhau, việc hình thành mưa (cả về lượng lẫn phân bố mưa theo không gian, vị trí trung tâm mưa) cũng là nguyên nhân gây lũ lớn và ngập lụt các lưu vực sông vùng nghiên cứu. Các lưu vực trải dài từ vùng núi xuống vùng đồng bằng nên mưa xuất hiện không đều trên toàn lưu vực. Nếu tâm mưa nằm ở khu vực thượng nguồn và trung lưu thường xảy ra lũ quét nhưng khả năng ngập lụt vùng hạ du không cao so với nếu tâm mưa nằm ở phần trung lưu xuống hạ lưu. Trên cơ sở phân tích trên cho thấy, lũ lụt đặc biệt lớn, lũ lụt lịch sử trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn trong thời gian qua do mưa rất to, đặc biệt to dưới tác động của bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ); của bão hoặc bão và ATNĐ đổ bộ liên tiếp; của bão và ATNĐ có tác động của không khí lạnh (KKL) và tác động của KKL lên rìa phía bắc của dải HTNĐ. Tác động đơn lẻ của các hình thế thời tiết khác hoặc tổ hợp của chúng đều chưa thấy gây ra lũ lụt đặc biệt lớn lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.

Đặc điểm hoạt động của các hình thế thời tiết gây mưa lớn chính trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam

(1). Trường hợp bão hoạt động riêng rẽ (dạng A)

Thời gian bão đổ bộ vào chủ yếu từ tháng 7 - 12, khoảng 30% số cơn bão là bão

22

mạnh, trong đó có 50% là bão rất mạnh. Lượng mưa không quá lớn, thời gian không quá dài chỉ khoảng 200mm đến 400 mm trong 4 đến 5 ngày. Thời gian duy trì gió mạnh khác nhau rất nhiều giữa các cơn bão có thể chỉ một vài giờ, có thể tới 15 - 20 giờ đối với những cơn bão mạnh, di chuyển chậm. Trước khi bão tới thời gian gió mạnh dài hơn 2 lần so với thời gian gió mạnh sau cơn bão. Bão thường kèm theo mưa lớn, lượng mưa thời gian mưa và diện mưa khác nhau rất nhiều giữa các cơn bão, tùy thuộc vào cường độ bão, hướng di chuyển của bão.

Nói chung bão vào khu vực nào thì gây lũ lớn ở khu vực đó, tuy nhiên hướng đổ bộ hoặc sự kết hợp của hình thế thời tiết khác thì khu vực phía dưới hoặc phía trên vẫn có lũ lớn. Do ảnh hưởng của địa hình, phía Tây có dãy núi cao chạy gần dãy Trường sơn. Chế độ mưa phụ thuộc vào hướng di chuyển và tốc độ di chuyển của bão. Bão vào nhanh thì hướng Tây ít mưa, bão vào chậm theo hướng tây tây nam thì mưa kéo dài. Ví dụ như bão đổ bộ vào lưu vực Vu Gia - Thu Bồn ngày 6/9/1982 và ngày 25/5/1989 lượng mưa là 400mm, tâm mưa ở Huế và Đà nẵng gây nên mực nước đỉnh lũ tại Câu Lâu là 367cm.

(2) Trường hợp bão hoạt động kết hợp với KKL hoặc sau khi bão vào 12 đến 24 giờ vẫn còn KKL xâm nhập (dạng B1)

Vào cuối tháng 9, đã có không khí lạnh ảnh hưởng đến miền Trung. Bản thân bão là một hệ thống thời tiết nóng ẩm với dòng thăng mạnh mẽ, khi có tác động kết hợp với không khí lạnh ở phía Bắc thì phân bố mưa sẽ khác biệt với trường hợp bão vào đơn độc, lũ xảy ra cũng ác liệt hơn, nhất là từ Nam đèo Ngang trở vào. Bão hoặc ATNĐ kết hợp với không khí lạnh thường gây mưa rất lớn ở khu vực miền Trung. Khu vực mưa lớn lan rất rộng, ở tâm mưa đạt 500 - 600mm, có khi trên 1000mmm và thường ở cách xa nơi đổ bộ của bão từ 2,5 đến 5,5 vĩ độ.

(3) Trường hợp bão vào sau khi có ảnh hưởng của không khí lạnh (dạng B2)

Bão chỉ có thể duy trì và phát triển trong điều kiện nóng ẩm, khi nhiệt độ nước biển trên 27oC. Khi có không khí lạnh cường độ mạnh xâm nhập vào bão, bão sẽ suy yếu nhanh, có khi tan ngay trên biển. Ví dụ cơn bão ngày 12/11/1988 tan ở bờ biển Quảng Nam - Đà Nẵng. Tuy vậy nó vẫn có thể gây mưa lớn, diện hẹp, lũ lớn có thể xảy ra riêng biệt ở một vài sông

(4) Trường hợp bão đổ bộ vào liên tiếp, kết hợp với không khí lạnh (dạng C)

Các cơn bão cách nhau 4 đến 5 ngày gây mưa lớn, diện rộng và dài ngày. Lượng mưa có nơi tới 1000mm hoặc 1500mm trong hơn chục ngày. Lượng mưa 1 ngày có thể tới 400mm đến 500mm. Đây là trường hợp đặc biệt nghiêm trọng, gây mưa lớn và lũ lớn trên diện rộng: Bốn cơn bão đổ bộ liên tiếp vào miền Trung từ Quảng Bình đến Tuy Hoà trong vòng 3 tuần từ 9/10 đến 29/10/1983. Ba cơn bão đầu gây mưa lũ vừa. Trước cơn bão thứ 3 có ảnh hưởng của không khí lạnh, tiếp đến cơn bão thứ 4 (ATNĐ) đổ bộ vào

23

Tuy Hoà ngày 29/10 đã gây mưa rất lớn giữa hai khu vực đổ bộ của cơn bão thứ 3 và thứ 4. Trung tâm mưa trên 1000mm tại Huế và Quảng Ngãi. Lũ trên mức BĐIII xuất hiện đồng thời trên các sông từ Huế đến Qui Nhơn. Năm 1978 cũng có 3 cơn bão đổ bộ liên tiếp trong 11 ngày từ 15 - 26/9/1978 trên phạm vi hẹp giữa Quảng Bình và Quảng Nam Đà Nẵng: 159/1978 bão số 7 vào Quảng Nam – Đà Nẵng, 20/9/1978 bão số 8 vào Huế - Đà Nẵng, hai trận này gây mưa ở Miền Trung Trung Bộ từ 11 đến 23/9 tâm mưa lớn hơn 1000mm ở Thừa Thiên Huế, vùng mưa 400 - 600mm bao trùm phía Nam Nghệ Tĩnh đến Huế. Tiếp theo là cơn bão số 9 đổ bộ vào vùng Hà Tĩnh, Quảng Bình ngày 25/9 gây mưa lớn ở Đô Lương, Kỳ Anh 1281mm trong 3 ngày 25-28/9/1978. Lũ ở các sông Cả, Gianh, sông Hương đều ở mức BĐ III.

(5) Ảnh hưởng của không khí lạnh và không khí lạnh kết hợp với hoạt động của dải hội tụ nhiệt đới

- không khí lạnh ảnh hưởng đến miền Trung bắt đầu từ tháng 9 nhưng mạnh nhất là trong tháng 10,11. Mưa nhiều kéo dài 3 - 4 ngày, có khi 10 đến 11 ngày. Trung tâm mưa lại thay đổi, có khi ở Nghệ An, Thừa Thiên, có khi vào tận Bình Định. Đợt mưa lớn kéo dài 11 ngày từ 6 - 16/11/1981 trung tâm mưa ở Quảng Trị chỉ lớn hơn 650mm, ở Bình Định 762mm đã gây ra lũ lớn vượt BĐ III Trên các sông từ Huế đến Tuy Hoà. Hai đợt không khí lạnh vào ngày 23 - 28/10/1981 đã gây mưa lớn trong 9 ngày từ 22 - 30/X trên một diện rộng từ Huế đến Tuy Hoà hơn 500mm. Trên các sông Hương, Thu bồn, Kone đều xuất hiện lũ vượt BĐ III. Tại Đà Nẵng mưa do ảnh hưởng của không khí lạnh từ ngày 12 - 17/11/1983 gây nên mực nước lũ tại Câu Lâu là 412cm.

Tóm lại: Bão, ATNĐ hay không khí lạnh dù hoạt động riêng lẻ hay kết hợp hoạt động đều có thể gây ra mưa lớn, lũ lớn trên mức báo động III trên sông Vu Gia Thu Bồn, bão đổ bộ vào đồng thời với không khí lạnh hoặc sau bão có không khí lạnh thì mưa lũ lớn hớn trường hợp bão vào sau không khí lạnh, lũ xảy ra đồng bộ hơn. Ngoài ra không khí lạnh hoạt động kết hợp với hoạt động của giải hội tụ nhiệt đới là một hình thế nguy hiểm có thể mưa to đến rất to gây lũ lớn trên các sông.

Mưa gây lũ: Như trên trình bày, đối với lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, các hình thế thời tiết chính gây ra mưa lũ là: bão, ATNĐ, không khí lạnh, dải HTNĐ. Đặc điểm riêng biệt là các trận lũ lụt lớn, lũ lụt lịch sử chỉ xảy ra khi có tác động tổ hợp của bão, ATNĐ với không khí lạnh. Lũ lụt lớn do mưa bão, ATNĐ hoặc bão, ATNĐ kết hợp với không khí lạnh chiếm 73%; do không khí lạnh kết hợp với các dạng hoàn lưu khác - 21% tổng số trận.

Quy luật xuất hiện các nhiễu động thời tiết trên dải ven biển Việt Nam nói chung và dải ven biển tỉnh nói riêng khá phức tạp. Theo các thống kê nhiều năm cho thấy trong những năm gần đây đặc biệt trong hai thập kỷ 80 và 90 số lượng các nhiễu động thời tiết tăng rất đáng kể trên dải ven biển Việt Nam đồng thời tỷ trọng phân bố trên từng đoạn dải

24

ven biển cũng thay đổi. Nếu như trong các thập kỷ trước bão và ATNĐ đổ bộ chủ yếu vào dải ven biển Bắc Bộ thì trong những năm gần đây số lượng bão và ATNĐ đổ bộ vào dải ven biển miền Trung đặc biệt khu vực Nam Trung bộ gia tăng một cách đáng kể (thường chiếm tới 64,3% số cơn bão đổ bộ vào bờ biển Việt Nam). Thêm vào đó cấp độ của các cơn bão cũng lớn hơn nhiều so với trước đây, các cơn bão làm nước biển dâng cao trên 2m chiếm 11% số lượng cơn bão đổ bộ vào dải ven biển Nam Trung bộ. Hàng năm bão thường xuất hiện vào các tháng từ (4 - 12) nhưng chủ yếu tập trung vào tháng 10, 11.

* Theo thống kê, trung bình hàng năm có 4 cơn bão và 4 áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến khu vực miền Trung, chiếm 65% tổng số cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến nước ta, trong đó 26,2% ở khu vực Quảng Bình - Thừa Thiên Huế, 20,4 % ở khu vực Đà Nẵng - Bình Định. Theo thống kê, từ năm 1975 đến 1999 đã có 102 cơn bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến trung và nam Trung Bộ. Bão ảnh hưởng đến khu vực Miền Trung đều có thể gây mưa ở Đà Nẵng - Quảng Nam. Bão ảnh hưởng nhiều nhất vào các tháng 9, 10, 11 (chiếm 70%). Đặc biệt, không ít trường hợp một số cơn bão hay áp thấp nhiệt đới đổ bộ liên tiếp vào miền Trung trong một thời gian ngắn, gây ra mưa lũ đặc biệt lớn trên diện rộng. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê chưa thấy bão đổ bộ trực tiếp vào đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn gây ra mưa lũ lớn. Số liệu quan trắc trong thời kỳ 1975 - 2008 cho thấy, lượng mưa tháng lớn nhất tại Trà My đạt tới 1894mm (10/1981); 1716mm (11/1985); 1495mm (11/1999). Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất 5% đạt tới 800 - 1000mm ở thượng lưu, 500 - 700mm ở hạ lưu. Nhìn chung, mưa giảm dần từ thượng lưu xuống hạ lưu. Trong gần 40 năm qua, trận lũ 11/1964 là lớn nhất, trận lũ này do bão gây ra. Trong vòng 13 ngày từ 4 đến 16/11/1964 đã có 3 cơn bão liên tiếp đổ bộ vào Quy Nhơn, Tuy Hoà, Nha Trang kết hợp với không khí lạnh gây ra trận mưa lũ rất lớn trên các sông suối Miền Trung, một số sông như sông Vu Gia - Thu Bồn, Trà Khúc, Vệ... xuất hiện lũ lịch sử.

- Từ 9 đến 29/9/1983, đã có 3 cơn bão và 1 áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào khu vực từ Quảng Bình đến Tuy Hoà, gây ra lũ rất lớn ở các sông, nhất là ở các sông Hương.

- Trong vòng 18 ngày, từ 16/10 đến 3/11/1996 đã có 2 cơn bão và 1 áp thấp nhiệt đới tác động vào khu vực Đà Nẵng - Bình Định.

- Khi bão và áp thấp nhiệt đới đơn thuần ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực thường gây ra mưa với lượng mưa 120 - 200mm trong thời gian 2 ngày; tổng lượng mưa lớn nhất trong một đợt có thể tới 300 - 400mm ở đồng bằng và 500 - 600mm ở miền núi hoặc lớn hơn. Thí dụ cơn bão Frit 2 hoạt động ngoài khơi Quảng Nam - Quảng Ngãi trong các ngày 16 - 26/9/1997 đã gây ra mưa từ 400mm đến hơn 800mm (Huế 525mm, Đà Nẵng 528mm, Trà Bồng 848mm).

* Không khí lạnh tràn từ phía bắc xuống cũng gây ra mưa trên diện rộng với lượng mưa 100 - 200mm, có khi trên 300mm. Đặc biệt, sự kết hợp tác động giữa không

25

khí lạnh với bão, áp thấp nhiệt đới hay dải hội tụ nhiệt đới, đới gió đông sẽ gây ra mưa đặc biệt lớn trên diện rộng. Thí dụ, từ 6 - 10/10/1992, không khí lạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới đã gây mưa rất lớn với lượng mưa 500 - 800mm từ Nghệ An đến Quảng Nam, có nơi 900 - 1000mm. Trận lũ lịch sử ở hạ lưu sông Ba đầu tháng 10/1993 cũng do không khí lạnh tác động tới rìa phía bắc dải hội tụ nhiệt đới gây nên, lượng mưa phổ biến 300 - 500mm từ Hà Tĩnh đến Khánh Hoà; trên 1000mm ở Phú Yên (Tuy Hoà 1122mm, Củng Sơn 1359mm).

Trận lũ lớn nhất trong năm 1998 ở sông Vu Gia - Thu Bồn là do cơn bão số 5 kết hợp với không khí lạnh và dải hội tụ nhiệt đới gây nên với lượng mưa phổ biến 300 - 500mm từ Quảng Trị đến Khánh Hoà, đặc biệt mưa lớn ở Quảng Nam (Trà My 1001mm, Tam Kỳ 674mm).

Hai tháng cuối năm 1999, trong vòng 1 tháng, từ đầu tháng 11 đến đầu tháng 12 đã liên tiếp xẩy ra 2 đợt mưa đặc biệt lớn trên diện rộng, chưa từng xẩy ra trong vòng 50 - 70 năm, gây ra lũ rất lớn, một số sông đã xuất hiện lũ lịch sử. Đầu tháng 11/1999, do ảnh hưởng của không khí lạnh kết hợp với hoạt động cường độ rất cao của dải hội tụ nhiệt đới có trục đi qua Nam Bộ trong các ngày 1 đến 6/11 gây ra mưa rất lớn ở Trung Bộ, với trung tâm mưa rất lớn ở Thừa Thiên Huế (1500 - 2300mm: Huế 2238mm, A Lưới 2223mm), Quảng Nam - Đà Nẵng và Quảng Trị 750 - 1450mm, mưa lớn nhất trong 24 giờ tại Huế là 1422mm (từ 6 giờ ngày 2 đến 6 giờ ngày 3). Tiếp sau đó, do ảnh hưởng của không khí lạnh kết hợp với hoạt động của đới gió đông tương đối mạnh và trong 2, 3 ngày đầu có áp thấp nhiệt đới di chuyển qua vùng biển nam Cà Mau, nên trong các ngày 1 - 7/12/1999 lại xẩy ra một trận mưa cũng rất lớn với trung tâm mưa ở nam Quảng Nam (Xuân Bình trên hồ Phú Ninh sông Tam Kỳ 2192mm), Ba Tơ (Quảng Ngãi) 2011mm. Khu vực Quảng Nam - Quảng Ngãi có lượng mưa 1000 - 2000mm, các tỉnh Thừa Thiên Huế, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà có lượng mưa 400 - 800mm, Quảng Trị 150 - 250mm...

Hai trận mưa này không những đạt kỷ lục về tổng lượng mưa trận tại trung tâm mưa mà còn đạt kỷ lục về cường độ mưa (lượng mưa lớn nhất trong các thời đoạn: 6, 12 và 24 giờ) không những ở nước ta mà cũng thuộc loại lớn hiếm gặp trên thế giới.

Ở Quảng Nam, lượng mưa trong 6 ngày (1 - 6/11) của trận mưa lũ đầu tháng 11 từ 828mm tại Hiên đến 1450mm tại Tiên Phước, mưa lớn ở trung hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn, tương đối nhỏ ở thượng lưu sông Thu Bồn, sông Vu Gia.

Trận mưa đầu tháng 12/1999 có lượng mưa (1 - 6/12) từ 377mm tại Khâm Đức đến 2192mm tại Xuân Bình. Trung tâm mưa lớn nằm ở nam Quảng Nam (lưu vực sông Tam Kỳ), lưu vực sông Vu Gia, nhất là thượng nguồn các sông Cái, Bung... có lượng mưa tương đối nhỏ (370 - 550mm), thượng nguồn sông Thu Bồn cũng có lượng mưa không lớn: 400 - 800mm; trung và hạ lưu có lượng mưa tương đối lớn: 650 - 2000mm.

26

Cường độ mưa trong các trận mưa cũng rất lớn, lượng mưa ngày lớn nhất phổ biến 400-500 mm, có nơi tới 600-700 mm. Lượng mưa lớn nhất trong 24 giờ đạt tới 844 mm tại Xuân Bình (từ 1 giờ ngày 3 đến 10 giờ ngày 4) và 822 mm tại Tiên Phước (7 giờ ngày 3 đến 7 giờ ngày 4) trong trận lũ 12/1999.

Tóm lại nguyên nhân gây ra mưa lũ ở lưu vực là do các hình thế thời tiết là bão, ATNĐ, không khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới và sự phối hợp hoạt động giữa chúng trong đó các cơn bão đổ bộ liên tiếp và sự phối hợp hoạt động của không khí lạnh và dải hội tụ nhiệt đới rất nguy hiểm

II.1.2. Các điều kiện khí hậu trong mùa khô tác động đến thiên tai hạn hán

Nằm ở khu vực miền Trung nước ta, Quảng Nam có loại hình khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông không lạnh, mưa nhiều vào đầu mùa và mùa hè nóng và mùa thu đông, ít mưa khô hạn vào nửa đầu. Chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa có nền nhiệt độ cao, khí hậu nóng ẩm, bức xạ cao, mưa nhiều. Với nhiệt độ trung bình năm khoảng 25,1 - 25,90C ở đồng bằng, giảm xuống 23 - 240C ở độ cao 400 - 500m và 20 - 220C ở độ cao trên 1.000m và độ ẩm trung bình khoảng 84%. Thời kỳ khô hạn (tháng 6, 7), độ ẩm giảm xuống dưới 80%, lượng bốc hơi trong khu vực từ 800 - 1000mm. Trong vùng có nhiều dãy núi cao chạy nhô ra sát biển đã chia cắt dải đồng bằng ven biển thành những ô ngăn cách hẳn với nhau, đặc điểm này đã tác động đến sự phân hóa khí hậu, hình thành các vùng tiểu khí hậu. Trong vùng thường xuất hiện các hiện tượng thời tiết gây hạn hán là gió Tây khô nóng. Hàng năm có khoảng 50 - 55 ngày gió Tây khô nóng, xuất hiện vào mùa khô. Trong thời kỳ này nhiệt độ cao nhất có thể đạt tới 400C và độ ẩm thấp (dưới 60%) và đây là điều kiện thuận lợi tăng bốc hơi và tác động đến tình trạng hạn hán của tỉnh

Sự phối hợp không hài hòa giữa điều kiện nhiệt và điều kiện mưa tạo nên sự khắc nghiệt có khả năng phát động, thúc đẩy và duy trì vấn đề khô hạn trong nhiều điều kiện địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng thuận lợi cho các quá trình đó.

Trên địa phận Quảng Nam, gió mùa Tây Nam với khí hậu khô nóng kéo dài suốt 7 – 8 tháng đầu năm, tác động trực tiếp trình trạng hạn hán của khu vực. Ngược lại, gió mùa Đông Bắc với mùa mưa tập trung trong 4 – 5 tháng cuối năm, mưa dồn dập trên một bộ phận đất đai trước dải Trường Sơn, tạo nên lũ quét, bồi lấp phù sa lên trung lưu và hạ lưu các dòng sông ngắn và dốc cũng góp phần quan trọng đến hình thành và phát triển hạn hán trong tỉnh.

Điều kiện bức xạ và nhiệt độ cao

Lượng bức xạ tổng cộng năm lên đến 140 – 150kcal/cm2, với 8 – 9 tháng mùa khô đều có trên 10kcal/cm2.tháng nhờ độ cao mặt trời không tháng nào dưới 500 vào giữa trưa. Cán cân bức xạ năm cũng lên đến 88 – 90kcal/cm2.tháng, tháng ít nhất trong mùa khô cũng lên đến 4kcal/cm2.

27

- Số giờ nắng trung bình năm phổ biến là 2000 – 2600 giờ hầu hết địa phương có 4 – 8 tháng trên 200 giờ nắng, trên các trung tâm mưa lớn Trà My, Ba Tơ.

- Nhiệt độ trung bình năm ở vùng đồng bằng lên đến 25 – 280C, trong mùa đông không có tháng nào nhiệt độ trung bình dưới 210C và suốt 4 tháng 5 – 8, nhiệt độ trung bình đều trong khoảng 26 – 280C, tạo nên một mùa hè nắng nóng gay gắt.

- Một trong những đặc trưng của chế độ nhiệt ở đới vĩ độ thấp biên độ ngày (chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất ban ngày với nhiệt độ thấp nhất ban đêm) rất cao. Trên vùng đồng bằng Nam Trung Bộ, biên độ nhiệt độ ngày trung bình năm lên đến 8 - 90C, nhiều tháng mùa khô lên đến 9 – 100C.

Suốt cả mùa hè, tháng nào cũng có nhiệt độ mặt đất trung bình trên 300C và nhiệt độ cao nhất xấp xỉ 700C.

Các điều kiện bức xạ, nắng, nhiệt độ góp phần thúc đẩy quá trình bốc hơi, gây hạn hán nghiêm trọng trên vùng đồi núi và vùng cát ven biển.

Mưa lớn ở vùng núi và mùa mưa ngắn ở vùng đồng bằng

Ở Quảng Nam, lượng mưa vùng núi thường lớn hơn lượng mưa vùng đồng bằng. Đặc biệt ở đây có trung tâm mưa lớn Trà My và trung tâm mưa lớn Ba Tơ ở vùng lân cận.

Mưa lớn, với lượng mưa ngày lớn nhất lên đến 500 – 700mm, lượng mưa tháng trên 2500mm và lượng mưa năm vượt 7000mm như ở vùng núi Trà My, Ba Tơ tạo điều kiện cơ bản cho quá trình khô kiệt của lớp thổ nhưỡng. Trái ngược với tình trạng mưa nhiều, mùa mưa kéo dài ở vùng núi là tình trạng mưa tập trung trong mùa mưa rất ngắn.

Trên vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam lượng mưa mùa mưa phổ biến là 1000 -1200mm, tập trung trong các tháng đầu mùa gió Đông Bắc. Với vẻn vẹn 4 tháng mưa dồn dập từ tháng 9 - 12, trung bình mỗi tháng 250 – 300mm cũng góp phần thúc đẩy quá trình xói mòn rửa trôi trên hầu khắp đồng bằng Quảng Nam, làm mất độ ẩm trong đất.

Mùa khô kéo dài, chỉ số khô hạn rất cao.

Trên địa phận Quảng Nam, mùa khô phổ biến kéo dài 7 – 8 tháng, có nơi đến 8 tháng. Suốt mùa khô, lượng bốc hơi đều vượt lượng mưa, có tháng hầu khắp nơi lượng bốc hơi gấp 3 lần. Trong 7 – 8 tháng mùa khô, chỉ số bốc hơi tháng đều trên 1, trong đó 3 – 5 tháng trên 2. Mùa khô kéo dài đồng nghĩa với sự thiếu hụt lượng mưa, gây ra hạn hán trầm trọng ở đây.

Gió Tây khô nóng

Gió Tây khô nóng là đặc điểm quan trong nhất của khí hậu Trung Bộ nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng, trên bối cảnh chung của khí hậu Việt Nam. Thời tiết gió Tây được coi là tiêu chí chủ yếu về sự khác biệt trong cơ cấu khí hậu của Bắc Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ với khí hậu Trung Bộ. Trong thời gian từ tháng 4 - 8 hàng năm, có các

28

đợt gió Tây Nam khô nóng ảnh hưởng đến thời tiết Quảng Nam. Thống kê trung bình hàng năm có 37 đến 38 ngày gió Tây Nam khô nóng, năm ít nhất 14 đến 15 ngày, năm nhiều nhất 66 đến 90 ngày Mỗi đợt gió tây nam khô nóng từ 3 đến 5 ngày , tuy nhiên có đợt kéo dài 21 đến 23 ngày. Trong mỗi đợt, thông thường thời gian đầu gió có tốc độ yếu, thời gian giữa gió mạnh dần lên, thời gian cuối yếu dần rồi dừng hẳn.

Gió Tây khô nóng đồng hành với tăng quá trình bốc hơi bề mặt tạo điều kiện quan trọng cho hạn hán vào đầu và giữa mùa hè. Những đợt gió Tây Nam khô nóng mạnh, đó là các đợt gió có hướng Tây Nam, Tây hoặc Nam mà nhiệt độ không khí cao nhất lớn hơn 370C và độ ẩm thấp nhất nhỏ hơn 45%, đã gây nên những đợt hạn hán trên diện rộng ở vùng đồng bằng ven biển và vùng trung du do sự tăng nhanh mức độ bốc hơi nước mặt thoáng và thoát hơi nước của cây trồng. Gió Tây Nam khô nóng cũng là nguyên nhân của những vụ cháy rừng, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái nghiêm trọng.

Bảng 5: Tỷ trọng thời tiết gió Tây khô nóng (%)

Trạm tiêu biểu III IV V VI VII VIII IX

Đà Nẵng 3 9 26 34 38 22 6

Quảng Ngãi 5 17 35 41 31 7 0

Quy Nhơn 0 0 10 29 35 28 12

II.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

Có thể thấy rằng các điều kiện tự nhiên của tỉnh Quảng Nam rất thuận lợi cho việc hình thành dòng chảy cũng như gia tăng sự phân mùa sâu sắc của dòng chảy theo thời gian làm tăng cường lũ và ngập lụt cũng như tình trạng khô kiệt của tỉnh:

II.2.1. Đặc điểm địa hình, địa chất, địa mạo

Địa hình có ảnh hưởng lớn đến tốc độ dòng chảy và lượng nước chảy trên bề mặt. Đây là 2 yếu tố quan trọng khống chế tính chất nghiêm trọng của lũ lụt cũng như hạn hán thiếu nước dùng. Phần lớn địa hình lưu vực của các hệ thống sông ở đây đều cao và dốc với diện tích đồi núi chiếm tới 80%, độ dốc trung bình toàn hệ thống sông khoảng 25%. Địa hình vùng núi bị phân hóa mạnh với nhiều đỉnh núi cao trên 1000m như Ngọc Lĩnh (2598m), Hòn Ba (1858m), A Ròn (1314m), Cu Ác (1072m), Giang Bơ Rai (1143m), An Bang (1030m), Đông Lâm (1066m)… Hơn thế nữa độ dốc của các sườn núi thường dốc trên 350, ngược lại chiều dài các sông đều ngắn (sông dài nhất chỉ khoảng 205km). Những đặc điểm này của địa hình không chỉ làm tăng lượng nước lũ ở vùng hạ lưu mà còn làm cho lũ dâng lên nhanh hơn có thể chỉ một vài ngày sau khi xuất hiện mưa lớn ở thượng nguồn. Về phía hạ nguồn, diện tích đồng bằng nhỏ hẹp (chiếm khoảng 20% diện tích lưu vực) với cấu trúc của đồng bằng delta vùng cửa sông và đồng bằng cấu trúc vũng vịnh dọc theo ven biển. Đây là khu vực chịu sức ép của các quá trình ngoại sinh và các tai biến

29

thường có nguy cơ tiềm ẩn ở đây. Cụ thể là các hoạt động của sóng thủy triều, các dòng bồi tích ven biển; hoạt động bồi tụ xói lở bờ sông, bờ biển; các hoạt động cát bay, cát lấp do gió. Các dải cát, cồn cát, đụn cát do gió cao 6 - 10m kéo dài dọc theo đường bờ với bề rộng vài km tạo thành những đê chắn tự nhiên kết hợp với các tuyến đường sắt bắc- nam và tuyến đường quốc lộ đường1 chạy dọc theo đồng bằng đã làm hạn chế khả năng thoát lũ. Bờ biển Quảng Nam lại khá dốc, lệch và lệch hướng so với hướng gió Đông Bắc khoảng 35 - 600 là điều kiện thuận lợi để hình thành dòng các dòng bồi tích ven bờ gây bồi lấp cửa sông. Doi cát chắn phía ngoài cửa Đại được hình thành vào khoảng năm 1983 do ảnh hưởng của dòng bồi tích dọc bờ đã góp phần hạn chế khả năng thoát lũ của toàn bộ hệ thống sông, nhất là đối với hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn chỉ có một cửa duy nhất. Hậu quả là lũ lụt sẽ kéo dài nhiều ngày hơn và địa hình vùng cửa sông bị biến đổi mạnh hơn và làm gia tăng tính chất nghiêm trọng của lũ lụt.

Một trong những nguyên nhân khác tác động tới quá trình tiêu thoát lũ vùng cửa sông liên quan tới địa hình đó là hệ thống các nhánh sông vùng cửa sông Vu Gia - Thu Bồn thể hiện kiểu phân nhánh khá điển đặc trưng cho môi trường trầm tích với nguồn cung cấp bồi tích lớn, tỷ lệ trầm tích đáy so với tổng lượng bồi tích cao và độ uốn khúc, độ ổn định của dòng chảy thấp. Chính hiện tượng sông uốn khúc mạnh đoạn từ nơi hai con sông Vu Gia và Thu Bồn gặp nhau đến Câu Lâu trên sông Thu Bồn và ở nhiều khúc uốn sông cổ phân bố trên bề mặt tích tụ sông-biển ở Điện Bàn và nhiều nơi khác ở đồng bằng Quảng Nam đã làm tăng quá trình tích tụ trầm tích đáy, tạo các bãi bồi giữa lòng, giảm độ dốc cục bộ của bề mặt dòng chảy, làm đáy sông bị nâng cao dần và hậu quả là tạo sự cản trở dòng chảy, tăng nguy cơ ngập lụt do hoạt động chảy tràn ra 2 bên bờ sông.

Địa hình của tỉnh đa dạng, phức tạp, thấp dần từ tây sang đông với dạng địa hình núi, đồi, đồng bằng ven biển và biển. Phía đông là các dải đồng bằng ven biển rất hẹp, tiếp sau đó là khu vực đồi thấp và cuối cùng bị chặn bởi sườn đông của dãy Trường Sơn, trong đó địa hình núi cao từ 500-2000m ở phía tây, độ dốc trên 250 chiếm khoảng 62% diện tích toàn vùng vì vậy bên cạnh việc gia tăng nguồn nước trong mùa lũ gây ngập lụt ở vùng đồng bằng hạ du thì cũng là nguyên nhân làm cho khả năng tích nước kém, do đó tình trạng thiếu nước và hạn hán rất dễ xảy ra.

Đặc điểm địa chất : Tính chất nứt nẻ, khả năng thấm nước của lớp đất đá bề mặt và các cấu trúc nâng hạ hiện đại cũng có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất nghiêm trọng của lũ lụt. Với một diện tích khá lớn (80%) bề mặt đá gốc phân bố ở thượng lưu của lưu vực được đặc trưng bởi lớp vỏ phong hóa ferosialit có bề dày mỏng, ít thấm nước; trong khi đó ở vùng hạ lưu các bề mặt đồng bằng tích tụ sông, sông-biển, biển được cấu tạo chủ yếu bởi sét bột có bề dày mỏng làm cho khả năng thấm nước yếu dẫn đến hậu quả là tỷ lệ nước chảy tràn trên mặt sẽ tăng lên làm tăng thêm tính chất nghiêm trọng của lũ lụt. Ngoài ra hiện tượng đổi hướng dòng chảy của sông Vu Gia liên quan đến vòm nâng hiện đại Hòa Tiến gần Ái Nghĩa cũng là một nguyên nhân làm tăng thêm tính nghiêm trọng của lũ lụt ở vùng hạ lưu gần cửa Đại. Vào khoảng trước năm 1993 nhánh sông Vu Gia

30

này chảy về phía sông Cầu Đỏ rồi đổ vào vịnh Đà Nẵng ở cửa sông Hàn, nhưng do ảnh hưởng của vòm nâng này hiện nay nó đổi hướng đổ về cửa Đại. Chính hiện tượng này làm tăng đột ngột khối lượng nước lũ đổ về cửa Đại , do đó ảnh hưởng không nhỏ đến tình trạng ngập lụt và tăng cường khả năng xói lở bờ sông ở vùng hạ lưu sông Thu Bồn. Ngoài ra hiện tượng đổi dòng còn gây tình trạng khô hạn ở các vùng trồng lúa Điện Bàn, Hòa Vang và hiện tượng xâm nhập mặn gia tăng ở khu vực sông Cầu Đỏ, nơi cung cấp nguồn nước sinh hoạt chủ yếu cho thành phố Đà Nẵng.

II.2.2. Lớp phủ thổ nhưỡng

Cấu trúc lớp phủ của lưu vực đa dạng, trong đó tổ hợp đất hình thành tại chỗ (đất địa thành) bao gồm đất vàng đỏ, đất xám, đất mùn...chiếm từ 81 - 85% diện tích lưu vực. Thực chất đây là vùng đồi núi dốc và chất thành tạo các đơn vị đất địa thành chủ yếu là đá macma axit giàu thạch anh và đá phiến biến chất giàu silic của sườn Đông Trường Sơn. Cùng với điều kiện sinh khí hậu thành tạo đất nên hầu hết các đơn vị đất có thành phần cơ giới nhẹ đến trung bình. Khả năng trữ ẩm kém và tiêu thoát nước nhanh. Mặt khác điều kiện địa hình đồi núi dốc, mưa tập trung theo mùa dẫn đến đất bị rửa trôi xói mòn mạnh dẫn đến đất tầng mỏng, nhiều nơi trơ sỏi đá. Đồng thời khu lũ lụt xảy ra hiện tượng xói lở, vùi lấp đất canh tác bằng các dòng sỏi đá.

II.2.3. Thảm thực vật

Thảm thực vật của lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn khá phong phú về kiểu loại. Dưới ảnh hưởng của khí hậu ẩm và sự phân hoá của địa hình thảm thực vật nguyên sinh trên đất địa đới gồm rừng kín cây lá rộng thường xanh nhiệt đới ẩm dưới 800 - 900m, rừng kín cây lá rộng thường xanh á nhiệt đới ẩm trên 800 - 900m đến 1600 - 1700m và rừng kín cây lá rộng thường ôn đới ở trên 1600 - 1700m. Dưới tác động khai phá của con người từ các kiểu thảm trên đó hình thành hàng loạt các kiểu thảm thứ sinh như rừng tre nứa, trảng cây bụi thứ sinh, trảng cỏ thứ sinh và thảm thực vật trồng như Lúa, các loại rừng trồng, hoa màu, nương rẫy, cây công nghiệp, các cây trồng trong các khu dân cư. Trên đất cát phi địa đới có trảng cây bụi, cỏ thứ sinh thay thế các kiểu rừng thấp với bộ lá cứng thích ứng với khô hạn. Trên đất nội địa đới có rừng ngập nước ngọt và rừng ngập mặn. Các khu vực hầu như không có thảm thực vật chỉ có diện tích nhỏ trong khu vực nghiên cứu. Lớp phủ thực vật có mối quan hệ đối với khả năng hình thành lũ lụt, đó là khả năng điều tiết nước. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy yêu cầu an toàn của một lãnh thổ cần có diện tích che phủ 35% của rừng tự nhiên với đầy đủ cấu trúc, hình thái tự nhiên của chúng. Theo tài liệu của Viện Điều tra quy hoạch rừng năm 1995 thì diện tích rừng trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn chủ yếu thuộc loại rừng nghèo và rừng phục hồi có cấu trúc đơn giản, khả năng điều tiết nước kém. Đó là nguyên nhân giải thích tại sao diện tích rừng ở đây còn lớn, nhưng những trận lũ lụt lớn vẫn liên tiếp xảy ra và ngày càng gia tăng.

Hiện nay trên những cồn cát, bãi biển, thảm thực vật rất thưa thớt. Ở những dải cát ven bờ mới có rừng phi lao nhân tạo để chắn gió, chống cát bay. Trong các cánh đồng phù sa, thảm thực vật chủ yếu là cây trồng: lúa, hoa mầu, dừa, mía, thuốc lá… Ở vùng gò, đồi

31

có nhiều diện tích trồng chè, cao su, hồ tiêu, song nhiều nơi còn bỏ hoang chỉ có trảng cây bụi. Các sườn núi trước kia là rừng rậm nhưng bị chặt phá để trồng cây lương thực và trồng cây công nghiệp cộng với việc khai thác gỗ không hợp lý đã làm cho diện tích rừng giảm dần, làm mất cân bằng tự nhiên. Diện tích rừng giảm mạnh từ năm 1943 đến năm 1983, độ che phủ từ 69,89% xuống còn 20,5%. Đến năm 2005, độ che phủ rừng đạt 43,4% bằng 2/3 độ che phủ rừng năm 1943. Tuy diện tích rừng tăng nhưng chủ yếu là rừng trồng, rừng tái sinh, khả năng trữ nước và điều tiết nước trong lưu vực kém, khiến cho đất đai bị xói mòn mạnh; đó cũng là nguyên nhân gây suy kiệt nguồn nước mặt cũng như nước ngầm, làm gia tăng sự bồi lấp các lòng sông ở hạ du.

II.2.4. Hình thái lưu vực sông suối

Là một tỉnh ven biển miền Trung Việt Nam, nhưng địa hình tỉnh Quảng Nam có đầy đủ các kiểu cảnh quan địa hình từ kiểu núi cao phía Tây, kiểu trung du ở giữa, dải đồng bằng và cồn cát ven biển. căn cứ vào đặc điểm chung, có thể phân ra 03 vùng địa hình như sau:

- Địa hình vùng núi: Địa hình vùng này có độ cao trung bình từ 700 - 800m, hướng thấp dần từ Tây sang Đông; bao gồm 06 huyện: Đông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Phước Sơn, Nam Trà My, Bắc Trà My. Với diện tích chiếm 72% đất tự nhiên với nhiều ngọn cao trên 2.000m như Lum Heo (2.045m), Tion (2.032m), Gole – Lang (1.855m) và cao nhất là đỉnh Ngọc Linh (2.598m) - đây cũng là đỉnh núi cao nhất của dãy Trường Sơn.

- Địa hình vùng gò dồi, trung du: là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi phía Tây và vùng đồng bằng ven biển, độ cao trung bình từ 100 - 200m, độ dốc trung bình từ 15 – 200m, địa hình đặc trưng có dạng hình bát úp và lượn sóng; bao gồm chủ yếu của các huyện Tiên Phước, Hiệp Đức, Nông Sơn và phần phía Tây huyện Quế Sơn.

- Vùng đồng bằng ven biển: là dạng địa hình tương đối bằng phẳng, ít biến đổi, có độ cao dưới 30m gồm những dải đồng bằng nhỏ hẹp phía Đông và vùng cồn cát, bãi cát ven biển; bao gồm chủ yếu các huyện Đại Lộc, Điện Bàn, Duy Xuyên, thành phố Hội An, vùng đông huyện Quế Sơn, huyện Thăng Bình, thành phố Tam Kỳ, và huyện Núi Thành. Vùng ven biển phía đông sông Trường Giang là dài cồn cát chạy dài từ Điện Nam, Điện Bàn đến Tam Quan, Núi Thành.

Bề mặt địa hình bị chia cắt bởi hệ thống sông ngòi khá phát triển tập trung trong 2 hệ thống sông chính là Vu Gia - Thu Bồn (10.350km2) và sông Ba Kỳ (1.040km2) và hai hệ thống sông này được nối với nhau bởi sông Trường Giang. Tuy nhiên có thể thấy rằng dòng chảy trên hệ thống Vu Gia - Thu Bồn quyết định chế độ dòng chảy của tỉnh Quảng Nam.

Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn

Có diện tích hứng nước 10350km2, lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là lưu vực sông lớn thứ 2 so với các lưu vực sông khác cùng nằm phía sườn Đông dãy Trường Sơn. Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn do dòng chính sông Thu Bồn và sông Vu Gia tạo thành.

32

Bắt nguồn vùng núi cao nhất dãy Trường Sơn - vùng núi Ngọc Lĩnh ở độ cao 1600m, dòng chính (Thu Bồn được coi là dòng chính) với chiều dài sông 205km đổ ra biển tại vịnh Đà Nẵng qua 3 phân lưu: sông Hàn (Đà Nẵng), cửa Đại (Hội An) và Trường Giang (cửa Lở).

Sự sắp xếp của các dãy núi đã tạo ra hướng dốc chính của địa hình lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn là hướng Tây Nam - Đông Bắc, và dòng chính sông Thu Bồn có hướng chảy chính Tây Nam - Đông Bắc ở phần thượng, trung du và chuyển hướng chảy Tây - Đông ở vùng hạ du lưu vực. Vì vậy hệ số uốn khúc của các sông lớn trên lưu vực sấp xỉ 2 như dòng chính 1,86, sông Bung 2,02, sông Tĩnh Yên 2,67... Địa hình núi đồi chiếm tỷ trọng diện tích khá lớn (trên 60%) nên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có độ cao bình quân (552m) cũng như độ dốc bình quân lưu vực (25%) thuộc vào loại lớn nhất so với các lưu vực sông dải duyên hải Việt Nam. Với độ cao và độ dốc lưu vực lớn nên mạng lưới sông suối trong lưu vực phát triển mạnh dạng tia toả - đặc trưng cho mạng lưới sông suối vùng núi cao, về thực chất phần thượng và trung du sông Vu Gia - Thu Bồn là tập hợp của ba nhánh sông lớn có diện tích lưu vực tương tự nhau đó là sông Bung, dòng chính, sông Tĩnh Yên (tính từ phía Bắc xuống phía Nam) tại Châu Sơn - ở km thứ 70 của dòng chính tính từ cửa sông, vì vậy nếu xem xét từng phụ lưu đều có dạng lưu vực có dạng dài, hẹp nhưng toàn lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn – Vu Gia có dạng hình bàu với chiều dài lưu vực gấp 2 lần chiều rộng bình quân lưu vực. Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia kém phát triển với mật độ lưới sông 0,47km/km2. Phần thượng du lưu vực độ dốc địa hình lớn trên 30%, cấu tạo địa chất vùng núi là các đá Granit sườn dốc, đỉnh núi nhọn với lớp vỏ phong hoá chủ yếu là sa thạch, diệp thạch xen lẫn cuội kết nên mạng lưới sông suối trong vùng chỉ phát triển ở những vùng thấp còn ở phần sườn núi hầu như không xuất hiện dòng chảy thường xuyên, mật độ lưới sông 0,38km/km2. Phần hạ du sông chảy trong vùng đồng bằng ven biển thấp, độ dốc bề mặt giảm và lớp vỏ thổ nhưỡng trong vùng này chủ yếu là đất cát, đất đỏ nên mạng lưới sông suối ở đây cũng không phát triển mạnh, mật độ sông suối 0,57 km/km2. Trong phần hạ du sông Thu Bồn có ba phân lưu đưa nước ra biển đó là sông Yên, sông Hàn và sông Trường Giang. Với hình dạng lưu vực hình bàu nên mạng lưới sông trên lưu vực Thu Bồn phát triển tới các phụ lưu cấp IV và trong tổng số 78 phụ lưu có chiều dài sông chính lớn hơn 10km được phân chia theo các cấp : 19 phụ lưu cấp I, 36 phụ lưu cấp II, 22 phụ lưu cấp III và 2 phụ lưu cấp IV.

* Dòng chính Thu Bồn: Thượng lưu sông Thu Bồn được gọi là sông Tranh hay sông Tĩnh Gia, bắt nguồn từ vùng núi cao trên 2000 m ở sườn đông nam dãy Ngọc Linh chảy theo hướng gần bắc nam qua các huyện Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức và Quế Sơn, rồi chảy qua Giao Thuỷ vào vùng đồng bằng qua các huyện Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bản, Quế Sơn, đổ ra biển tại cửa Đại. Ở trung thượng lưu sông Thu Bồn có một số sông nhánh tương đối lớn như: sông Ghềnh Ghềnh, sông Ngọn Thu Bồn, sông Vang, sông Chang (sông Khang)..., sông Lâu (sông Trầu), sông Diên, Khe Le, Khe Công... (bảng 6).

33

Sông Khang bắt nguồn từ vùng núi cao trên 1000m (núi Răng Cưa 1152m) ở vùng núi Trà My, tiếp giáp với huyện Trà Bồng tỉnh Quảng Ngãi, chảy theo hướng đông nam - tây bắc qua các huyện Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức, đổ vào sông Thu Bồn (sông Tranh) về phía bờ hữu, cách thị trấn Hiệp Đức về phía hạ lưu vài km. Sông Khang dài 57km, diện tích lưu vực 609km2. Sông Khang có một số nhánh như: sông Tiên, (137km2), sông Lung (26km2)... .

Sông Vang cũng bắt nguồn từ vùng núi huyện Trà Bồng, tỉnh Quảng Ngãi (vùng Trà Thanh), chảy theo hướng đông nam - tây bắc qua huyện Trà My rồi đổ vào sông Tranh ở phía bờ hữu, hạ lưu thị trấn Trà My khoảng 10km. Sông Vang dài 24km, diện tích lưu vực 249km2.

Sông Ngọn Thu Bồn bắt nguồn từ đỉnh núi Ngok Gle Long cao 1865m ở huyện Phước Sơn, chảy theo hướng tây nam đông bắc, đổ vào sông Thu Bồn ở phía bờ tả; sông dài 35km, diện tích lưu vực 488km2.

Sông Ghềnh Ghềnh (sông Nam Nin) bắt nguồn từ vùng núi cao trên 1000m ở vùng biên giới giữa tỉnh Quảng Nam - Kon Tum. Sông chảy theo hướng tây nam - đông bắc, đổ vào sông Tranh ở phía bờ tả. Sông dài 22km, diện tích lưu vực 195km2.

Sông Trầu (sông Lâu) bắt nguồn từ vùng núi Tiên - Cẩm Hà huyện Tiên Phước, chảy theo hướng đông - tây, đổ vào sông Tranh ở thị trấn Tân An, sông dài 21km, diện tích lưu vực 93km2.

Sau khi chảy qua Giao thuỷ, sông Thu Bồn đổ vào vùng đồng bằng. Sau khi tiếp nhận nước sông Vu Gia từ phân lưu Quảng Huế đổ vào, sông Thu Bồn có phân lưu Bà Rén - Chiêm Sơn. Phụ lưu này chảy qua huyện Duy Xuyên - tiếp nhận nước sông Ly Ly ở bờ phải, rồi lại chảy vào sông Thu Bồn ở gần cửa sông. Với tên mới là sông Kỳ Lam. Dòng chính sông Thu Bồn chảy qua huyện Điện Bàn và từ hạ lưu cầu Câu Lâu lại có tên là sông Câu Lâu. Sau đó, sông này tách thành sông Hội An ở phía bờ tả và một phân lưu nhỏ ở dưới bờ hữu. Phân lưu này nhập với sông Bà Rén và lại có tên gọi là sông Thu Bồn. Sông Hội An chảy qua thị xã Hội An; sau đó nhập với sông Thu Bồn để đổ vào sông Cửa Đại, rồi chảy ra cửa Đại

Sông Kỳ Lam - sông Điện Bình, có các phân lưu: Cổ Cò, Vĩnh Điện. Suối Cổ Cò lại tách thành phân lưu Tam Giáp và sông Thanh Quít. Các sông này đều chảy vào sông Vĩnh Điện. Sông Vĩnh Điện chảy theo hướng bắc - nam, tây nam - đông bắc, đổ vào sông Hàn rồi chảy ra vịnh Đà Nẵng, sông dài 24km.

Sông Ly Ly bắt nguồn từ vùng núi huyện Quế Sơn, chảy theo hướng tây nam - đông bắc qua các huyện Quế Sơn (ở bờ tả) và Thăng Bình (ở bờ hữu), đổ vào sông Bà Rén. Sông Ly Ly dài 36km, diện tích lưu vực 279km2.

34

Bảng 6: Đặc trưng hình thái các lưu vực thuộc tỉnh Quảng Nam

TT Sông Đổ vào Độ cao

nguồn sông (m)

Chiều dài sông (km)

Chiều dài lưu vực

(km)

Diện tích lưu vực (km2)

Đặc trưng trung bình lưu vực

Độ cao (m)

Độ dốc (%)

Độ rộng (km)

Mật độ lưới sông (km/km2)

Hệ số uốn khúc

1. Thu Bồn – Vu Gia

Biển Đông 1600 205 148 10350 552 25,5 70 0,47 1,86

1.1 Đắc Công Thu Bồn T 2000 25 21 142 1390 26,6 6,8 0,42 1,47

1.2 Đắc Mê A Thu Bồn P 850 16 16 114 1000 23,4 7,1 0,23 1,28

1.3 Đắc Rô Rơ Thu Bồn P 1200 16 15 80,5 5,3 1,33

1.4 Đắc Se Thu Bồn T 3500 34 33 297 790 19,3 9,0 0,2 1,39

1.5 Giang Thu Bồn T 1000 62 55 496 670 23,7 9,0 0,27 1,48

1.6 PL số 6 Thu Bồn T 100 10 11 28 2,5 1,33

1.7 PL số 7 Thu Bồn T 300 14 12 47 3,9 1,52

1.8 PL số 8 Thu Bồn P 100 20 15 58,5 3,9 2,35

1.9 Bung Thu Bồn T 1300 131 74 2530 816 37 34 0,31 2,02

1.10 PL số 10 Thu Bồn P 700 15 12 78 6,5 2,14

1.11 Kôn Thu Bồn T 800 47 34 627 527 31 18,4 0,66 1,62

1.12 PL số 12 Thu Bồn T 1000 11 8 48 6,0 1,83

1.13 PL số 13 Thu Bồn T 1000 14 10 41 4,1 1,47

1.14 Tĩnh Yên Thu Bồn P 2000 163 85 3690 453 21,3 43,4 0,41 2,67

1.15 PL số 15 Thu Bồn P 300 16 14 52 3,7 1,46

1.16 PL số 16 Thu Bồn P 500 16 13 55 4,2 1,60

35

TT Sông Đổ vào Độ cao

nguồn sông (m)

Chiều dài sông (km)

Chiều dài lưu vực

(km)

Diện tích lưu vực (km2)

Đặc trưng trung bình lưu vực

Độ cao (m)

Độ dốc (%)

Độ rộng (km)

Mật độ lưới sông (km/km2)

Hệ số uốn khúc

1.17 PL số 17 Thu Bồn P 500 15 11 38 3,5 1,86

1.18 Ly Ly Thu Bồn P 525 38 21 279 204 5,7 9,0 0,26 1,38

1.19 Tuý Loan Thu Bồn P 900 30 25 309 271 15 10,3 0,57 1,30

1.20 Đắc Non Đắc Công T 1900 15 11 68 6,2 1,18

1.21 Tam A Lút Bung T 1400 34 26 148 115 21,7 5,7 0,43 2,21

1.22 Tam Puele Bung P 900 45 38 384 826 32,2 10,1 0,23 1,52

1.23 Đắc Đ.Rich Bung P 900 22 20 124 848 37 6,2 0,28 1,34

1.24 A Vương Bung T 1000 31 28 200 587 28 7,1 0,64 2,67

1.25 Ben Tu Nhay Kôn P 700 13 10 60 6,0 1,30

1.26 Tám Pơ Rang Kôn P 600 17 16 91 5,7 1,17

1.27 Dâng Kôn T 1000 31 28 200 587 28 7,1 0,64 1,06

1.28 D.P. Lam Tĩnh Yên T 2000 12 13 27 2,1 1,41

1.29 Nước lạch Tĩnh Yên P 1100 18 14 98,5 7,0 1,38

1.30 Nước Sa Tĩnh Yên P 500 18 20 77 4,1 1,20

1.31 Chênh Tĩnh Yên T 700 22 27 195 811 13,8 7,2 0,17 1,38

1.32 Ta Vi Tĩnh Yên P 600 15 14 55 3,9 1,15

1.33 Vang Tĩnh Yên P 300 24 28 249 400 23,3 8,9 0,29 1,26

1.34 Tun Tĩnh Yên P 500 16 13 110 179 28,0 8,5 0,84 1,33

36

TT Sông Đổ vào Độ cao

nguồn sông (m)

Chiều dài sông (km)

Chiều dài lưu vực

(km)

Diện tích lưu vực (km2)

Đặc trưng trung bình lưu vực

Độ cao (m)

Độ dốc (%)

Độ rộng (km)

Mật độ lưới sông (km/km2)

Hệ số uốn khúc

1.35 Khang Tĩnh Yên P 800 57 50 609 210 20,4 12,1 1,1 1,36

1.36 Lao Tĩnh Yên P 100 21 21 93 4,4 1,31

1.37 Ngọn Thu Bồn Tĩnh Yên T 900 35 30 488 324 22,7 16,2 0,68 1,46

1.38 Khê Cẩu Tĩnh Yên T 300 19 18 130 217 14,0 7,2 0,72 1,19

Phân lưu sông

a Yên (Cẩm Lệ) 29

b Vĩnh Điện 24

c Trường Giang 44

2. Ba Kỳ Biển Đông 500 70 70 1040 84 9,4 14,8 0,5 0,21

2.1 Sông Quan Ba Kỳ 800 12 11 70 3,6 1,33

2.2 PL số 2 Ba Kỳ 300 10 10 25 2,5 1,11

2.3 Tam Kỳ Ba Kỳ 75 41 36 500 47 2,6 13,9 0,29 1,14

2.4 Vĩnh An Ba Kỳ 22 18 75 4,2 1,47

2.5 PL số 5 Ba Kỳ 14 10 51,5 5,2 1,56

37

Sông Vu Gia

Lưu vực sông Vu Gia nằm ở phía bên trái dòng chính sông Thu Bồn thuộc địa phận các huyện: Hiên, Giằng, Đại Lộc, Điện Bàn của tỉnh Quảng Nam và huyện Hoà Vang của thành phố Đà Nẵng. Sông Vu Gia có các nhánh chính như sông Cái, Bung, Kôn, Tuý Loan... . Sông Cái được coi là dòng chính của sông Vu Gia, bắt nguồn từ sườn phía tây nam dãy núi Ngọc Linh thuộc địa phận tỉnh Kon Tum, chảy theo hướng bắc nam đến gần thượng lưu Hội Khách thì tiếp nhận sông Bung rồi sau đó lại tiếp nhận thêm sông Kôn ở hạ lưu Hội Khách. Khi chảy đến Ái Nghĩa, sông Vu Gia có phân lưu Quảng Huế chảy vào sông Thu Bồn, còn dòng chính tiếp tục chảy về xuôi và chia ra làm nhiều phân lưu (sông Yên, sông La Thọ, sông Quá Giang, sông Thanh Quít...) đổ ra cửa Đà Nẵng. Ở khu vực hạ lưu, sông Vu Gia có các chi lưu như sau:

- Sông Ái Nghĩa: từ hạ lưu cửa sông Quảng Huế, sông Vu Gia được gọi là sông Ái Nghĩa, sông này chảy qua thị trấn Ái Nghĩa đến xã Đại Hiệp huyện Đại Lộc, sông dài 4,9km độ dốc trung bình 0,1%, chiều rộng trung bình sông 160km.

- Sông Yên là phân lưu của sông Ái Nghĩa, xuất phát từ xã Đại Hiệp chảy đến ngã ba sông Tuý Loan và Cầu Đê; sông dài 12,8km, độ dốc 0,4%, chiều rộng trung bình sông 130m. Do độ dốc lòng sông lớn nên khoảng trên 90% nước sông Ái Nghĩa đổ vào sông Yên.

- Sông Lạc Thành cũng là phân lưu của sông Ái Nghĩa, xuất phát từ cửa sông Yên chảy theo hướng đông đến ngã ba La Thọ và Bầu Sấu; sông dài 4,2km, độ dốc 0,05%, lòng sông hẹp với độ rộng trung bình 85m. Do độ dốc nhỏ và lòng sông hẹp nên chỉ có khoảng 4 - 10% lượng nước sông Ái Nghĩa chảy vào sông Lạc Thành.

- Sông La Thọ và sông Bàu Sấu là 2 phân lưu của sông La Thành. Sông La Thọ chảy theo hướng đông nam trên đoạn đường 5,0km đến Đông Hà thì tách thành 2 nhánh đổ vào sông Thanh Quít và nhánh Cổ Cò. Hai nhánh này đều chảy vào sông Vĩnh Điện.

- Sông Bàu Sấu chảy theo hướng đông bắc trên đoạn đường 6,5km đến Bích Bắc cũng tách thành 2 nhánh đổ vào sông Quá Giang Tả và Quá Giang Hữu rồi cũng đổ vào sông Vĩnh Điện.

Từ nguồn đến Thạnh Mỹ, sông Vu Gia có một số nhánh sông chính như: Đắc Công (142km2), Đắc Sê (297km2), Giang (496km2) ở bờ tả, các sông: Đắc Mê A (114km2), Đắc Rô Rô (80,5km2) ở phía bờ hữu.

- Sông Bung là một nhánh phía bên trái của sông Vu Gia do dòng chính sông Bung và sông A Vương hợp thành. Sông A Vương bắt nguồn từ vùng núi cao 1000m ở phía tây bắc huyện Hiên, có chiều dài 80km, diện tích lưu vực 898km2. Sông Bung dài 131km, diện tích lưu vực 2530km2.

- Sông Kôn bắt nguồn từ vùng núi cao 800m ở phía bắc huyện Hiên, chảy vào sông

38

Vu Gia ở hạ lưu Hội Khách, sông dài 47km, diện tích lưu vực 627km2.

- Sông Tuý Loan bắt nguồn từ độ cao 900m ở sườn phía nam dãy Bạch Mã, chảy vào sông Yên ở phía bờ trái, sông dài 30km diện tích lưu vực 309km2. Toàn bộ chiều dài dòng chính sông Vu Gia từ nguồn đến cửa Đà Nẵng dài 205km, diện tích lưu vực tính đến Giao Thuỷ bằng 5180km2.

Sông Tam Kỳ

Với diện tích 1.040km2, sông Tam Kỳ bắt nguồn từ vùng núi Tiên Phước đổ ra biển tại Vụng An Hòa với chiều dài 70km. Nằm ở ven biển có địa hình chủ yếu là gò đồi và đồng bằng nên độ cao bình quân lưu vực chỉ đạt 84m và độ dốc bình quân đạt 9,4%. Lưu vực sông có dạng dài với mật độ lưới sông trung bình đạt 0,5km/km2. Do nằm trong vùng thấp nên hệ số uốn khúc sông đạt tới 2,33. Năm 1980, hồ Phú Ninh (diện tích lưu vực 235km2) được xây dựng trên nhánh sông Tam Kỳ đã khống chế và điều tiết một phần dòng chảy của hệ thống sông này.

Ngoài 2 hệ thống sông chính nói trên, còn có sông Trường Giang, đây là sông tiêu thoát lũ ở khu vực vùng đồng bằng, nối 02 sông Thu Bồn và sông Tam Kỳ với chiều dài 44km dọc bờ biển. Trong suốt chiều dài gần 125km bờ biển, lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia chỉ có 3 cửa sông thoát ra biển là cửa Đại (sông Thu Bồn), cửa Hàn (sông Vu Gia) và cửa Lở (Trường Giang, Ba Kỳ). Các cửa sông này hiện đang trong tình trạng biến động lớn, luôn dịch chuyển và bị bồi lấp, khả năng thoát lũ kém vì vậy tình trạng ngập lụt ở vùng đồng bằng tỉnh Quảng Nam rất nghiêm trọng Sông Trường Giang là con sông chảy dọc theo đường bờ biển theo hướng gần bắc nam với chiều dài khoảng 70km, đoạn phía nam chạy cạnh bờ biển cách khoảng 2km trở lại, đoạn phía bắc khoảng cách rộng hơn, đoạn lớn nhất cách bờ biển khoảng 7km. Đầu sông phía nam đổ ra biển tại cửa Hòa An (hay An Hoà), huyện Núi Thành, đầu sông phía bắc đổ ra biển tại cửa Đại, thị xã Hội An. Ở giữa là huyện Thăng Bình và thị xã Tam Kỳ

Trong tỉnh Quảng Nam còn có nhiều hồ, đầm tự nhiên và hồ chứa. Một số hồ tương đối lớn như hồ Thạch Bàn, hồ Vĩnh Trinh... .

Đặc điểm chung của các sông suối trong vùng là ngắn, có hướng chung từ tây sang đông, đoạn sông thượng nguồn dốc mạnh. Mạng lưới sông suối phân bố khá đều đặn, trung bình đạt 0,6 - 0,7km/km2. Trong năm, mùa lũ chỉ kéo dài 3 tháng nhưng lượng dòng chảy chiếm 75 - 80% lượng dòng chảy năm gây nên tình trạng ngập úng, lũ quét trên bề mặt lưu vực.

- Trong mùa kiệt kéo dài 8 – 9 tháng, nhưng lượng dòng chảy chỉ chiếm 20 - 25% lượng dòng chảy năm gây nên tình trạng dòng sông bị cạn. Do đặc điểm địa hình, sông suối ngắn dốc nên khả năng giữ nước của sông suối kém. Tuy lưu lượng trên các sông không quá nhỏ, nhưng do điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, cộng với sự phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu dùng nước tăng, nên các hồ chứa trong khu vực hầu hết khan hiếm nước vào mùa khô.

39

Theo tính toán của các nhà địa chất thủy văn, Moduyn dòng ngầm của các hệ thống sông chính ở vùng nghiên cứu khá lớn. Tuy nhiên, do lưu vực có độ dốc lớn, nên mặc dù trữ lượng nước ngầm trung bình cả năm lớn nhưng bị thoát rất nhanh ra sông và biển, gây cho mùa khô trong vùng thường xuyên xảy ra hiện tượng khan hiếm nước.

- Trong mùa lũ hình thái lưu vực đã được trình bày ở trên đã tác động tới quá trình sinh dòng chảy, đặc biệt là dòng chảy mặt (dòng chảy lũ), thông qua sự phân bố và quy mô các miền địa hình thái xác định diện tích lưu vực, chiều dài sườn, chiều dài dòng chảy, mật độ lưới sông:

* Hình dạng bồn thu nước của lưu vực có các hình thế núi cao hoặc trung bình sắp xếp theo dạng hình cung, hình phễu của bồn thu nước tạo nên các lưu vực rộng, khả năng đón gió tạo nên lượng mưa phong phú trên lưu vực, tạo nên tâm mưa lớn như Hải Vân - Bạch Mã (8.000mm), Trà My (3.500mm), Tiên Phước (3.000mm).

* Độ cao địa hình càng lớn, gradien địa hình càng có giá trị cao, và biến đổi nhanh, nhất là trên các sườn, mức phân cắt xâm thực lớn... tạo nguy cơ rất lớn về lũ đối với các bồn thu nước rộng, dòng chảy ngắn, hẹp trong vùng núi cao. Mặt khác độ dốc và chiều dài sườn chi phối khả năng thấm, tốc độ thấm nước của đất và chi phối vận tốc dòng. Sự thay đổi đột ngột độ dốc là một trong những tác nhân có tác động lớn và rất mạnh đối với dòng chảy lũ, đặc biệt là lũ quét. Đối với lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có dạng nan quạt điển hình,phần thượng du các sông ngắn, dốc... đổ trực tiếp xuống vùng đồng bằng hẹp gây ngập lụt nghiêm trọng

* Mật độ sông suối là một chỉ số về độ nhạy cảm của mặt đệm đối với dòng chảy lũ, đặc biệt là ngập lụt. Đối với sông Thu Bồn, do cửa sông thoát nước hẹp và bị ngăn bởi các đê cát bên ngoài cùng với dòng chảy dọc bờ biển nên tần suất ngập lụt ở đây rất cao.

* Các yếu tố mặt đệm có ý nghĩa quyết định tới phân phối lượng nước rơi trên bề mặt (mưa) thành dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm tầng nông. Qua tỷ lệ phân chia dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm thể hiện khả năng tập trung nước trên bề mặt lưu vực và vấn đề sinh lũ trên lưu vực. Quan hệ giữa nước mặt và nước ngầm được thể hiện qua chỉ tiêu hệ số điều tiết tự nhiên. Theo tính toán hệ số điều tiết tự nhiên của lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn thuộc vào loại trung bình đến khá.

* Tính chất thủy triều ở đây khá phức tạp, ở phía Bắc chủ yếu là chế độ bán nhật triều và vào phía nam chuyển sang chế độ triều hỗn hợp. Bên cạnh đó, vùng biển lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn thuộc loại triều yếu với biên độ triều trung bình khoảng 0,8 - 1,2m, lớn nhất đạt trên 1,5m, vì vậy khả năng thoát nước lũ rất kém. Đây cũng là 1 trong nguyên nhân gây nên hiện tượng ngập úng kéo dài trong nội đồng.

40

III. ĐẶC ĐIỂM TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH QUẢNG NAM

III.1. PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT THEO KHÔNG GIAN

Nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa Việt Nam, nhưng do tác động của các yếu tố địa hình nên các điều kiện khí hậu, thủy văn của tỉnh Quảng Nam có những đặc trưng khác biệt với phần lớn lãnh thổ Việt Nam. Các đỉnh núi cao liên tiếp kéo dài của dãy Trường Sơn chạy song song với đường bờ biển hướng bắc - nam có tác động ngăn chặn các hoàn lưu gió mùa đã tạo nên sự khác biệt rất rõ nét của các lưu vực sông nằm ở hai phía sườn núi, đặc biệt là vùng ven biển chân núi. Ngoài ra sự đổi hướng của đường bờ biển cũng đem lại sự khác biệt về mặt khí hậu ngay trong dải ven biển. Nằm ở sườn đông dãy Trường Sơn, nguồn ẩm gây mưa của vùng nghiên cứu chủ yếu do các hoàn lưu từ phía đông mang lại như không khí lạnh, các nhiễu động khí quyển như bão, áp thấp nhiệt đới... xóa nhòa ảnh hưởng của các hoàn lưu gió mùa. Xét lượng mưa trung bình trên lưu vực cho thấy xu thế giảm dần từ tây sang đông tỉnh, dao động từ 3.000 - 4.000mm ở vùng núi cao như Trà My, Tiên Phước, từ 2.500 - 3.000mm ở vùng núi trung bình Khâm Đức, Nông Sơn, Quế Sơn, từ 2.000 - 2.500mm ở vùng núi thấp và đồng bằng ven biển: Hiên, Ba Na, Hội Khách, Ái Nghĩa, Giao Thuỷ, Hội An, Đà Nẵng... Tính trung bình hàng năm lượng mưa trong đạt đạt tới 2978mm tương ứng với 30,2 tỷ m3 nước mưa. Nhưng lượng mưa có sự biến đổi theo thời gian rất lớn, trong năm xuất hiện mùa mưa và mùa khô. Mưa nhiều ở Quảng Nam từ tháng 9 đến tháng 12, mùa ít mưa từ tháng 1 đến tháng 8. Riêng tháng 5, 6 xuất hiện đỉnh mưa phụ, càng về phía Tây của vùng nghiên cứu đỉnh mưa phụ càng rõ nét hơn, hình thành thời kỳ tiểu mãn trên lưu vực sông Bung. Lượng mưa trong mùa nhiều mưa chiếm 65 - 80% lượng mưa cả năm và thời kỳ mưa lớn nhất vùng nghiên cứu thường tập trung vào 2 tháng là tháng 10 và tháng 11, với lượng mưa trong 2 tháng này chiếm 40 - 50% lượng mưa cả năm. Do tác động của dãy Trường Sơn nên trong mùa khô, xuất hiện mưa tiểu mãn vào tháng V, VI.

Như trên đã trình bày nguồn ẩm gây mưa cho vùng nghiên cứu rất đa dạng bao gồm các hoàn lưu gió mùa cùng các nhiễu động thời tiết như dải hội tụ nhiệt đới, bão cùng với các khối khí lạnh. Qua số liệu quan trắc nhiều năm cho thấy lượng mưa do các nhiễu động thời tiết như bão, áp thấp nhiệt đới, không khí lạnh hoạt động đơn lẻ hoặc kết hợp chiếm tỷ trọng rất lớn so với lượng mưa cả năm, có những trận mưa chiếm tới (20 - 30)% lượng mưa cả năm. Trong những thập kỷ gần đây, các nhiễu động thời tiết (bão, áp thấp nhiệt đới) ảnh hưởng tới dải ven biển Trung Bộ nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng lớn vượt hơn hẳn so với những thập kỷ trước đó và thường chiếm tới 30,7% số cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào bờ biển Việt Nam. Cùng với sự gia tăng của số cơn bão là sự gia tăng của lượng mưa bình quân năm và mức độ tập trung mưa càng cao, lượng mưa mùa kiệt càng giảm. Chính chế độ mưa thất thường này đã quy định cho sự phân bố tài nguyên nước sông suối trong vùng và cũng là nguyên nhân gây ra các hiện tượng khô hạn ở khu vực.

Hàng năm trên địa bàn tỉnh Quảng Nam tiếp nhận 30,7 tỷ m3 nước mưa và đã sinh ra

41

21,5 tỷ m3 chảy vào mạng lưới sông suối, nếu tính trung bình cho toàn diện tích vùng nghiên cứu sẽ được một lớp dòng chảy 2060mm tương ứng với moduyn dòng chảy 65,6l/s.km2 có hệ số dòng chảy () đạt khá cao tới 0,70 – so với toàn lãnh thổ Việt Nam đây là khu vực có tiềm năng nguồn nước mặt vào loại phong phú.

Bảng 7: Tiềm năng nguồn nước tỉnh Quảng Nam

SốTT

Lưu vực sông

Diện tích

km2

Lượng mưa Lượng dòng chảy Hệ số

dòng chảy mm 109m3 mm 109m3

1 Thu Bồn 9.366 2978 27,9 2102 21,8 0,71

2 Tam Kỳ 1.040 2720 2,83 1738 1,81 0,64

TỔNG 10.406 30,7 21,5 0,70

Do các điều kiện địa hình nên sự biến đổi lượng mưa theo không gian trong vùng nghiên cứu rất lớn, đặc biệt là sự dịch chuyển dần mùa mưa bão từ bắc vào nam vùng nghiên cứu đã kéo theo sự biến động của lượng dòng chảy sông suối trong vùng, phù hợp với sự phân bố lượng mưa. Những khu vực xuất hiện lượng mưa lớn cũng là khu vực xuất hiện lượng dòng chảy trên sông suối lớn. Ví dụ, tại tâm mưa Trà My với lượng mưa vượt trên 3000mm bao trùm trên một diện rộng cả thượng nguồn lưu vực sông Thu Bồn nên lớp dòng chảy trung bình lưu vực tại các trạm Nông Sơn (sông Thu Bồn) đạt tới 2400mm tương ứng với moduyn dòng chảy là 80,6l/s.km2, những khu vực đồng bằng lượng mưa giảm xuống chỉ đạt 38,8l/s.km2 (tại Túy Loan), 44,7l/s.km2 (tại Ly ly). Chúng tôi xác định tài nguyên nước cho các khu vực trong tỉnh:

Bảng 8: Nguồn nước các sông thuộc Quảng Nam

Sông Tính đến Flv (km2)

X0 (mm)

Y0 (mm)

Q0 (m3/s)

M0 (l/s.km2)

W0 (109m3)

Vu Gia Thạnh Mỹ 1.850 2.770 1.943 114 61,6 3,60

Ái Nghĩa 5.180 2.420 1.650 271 52,3 8,55

Thu Bồn Nông Sơn 3.150 3.300 2.393 254 80,6 7,54

Giao Thuỷ 3.825 3.300 2.390 308 75,8 9,15

Ái Nghĩa - Giao Thuỷ đến cửa ra 2.000 1.224 1,65

Tam Kỳ An Hoà 1.040 2.800 1.890 62,3 59,9 1,96

Cư Đê Vịnh Đà Nẵng 472 2.100 1.310 19,6 41,5 0,82

Ly Ly Vu Gia 275 2.200 1.390 12,3 44,7 0,39

Tuý Loan Thu Bồn 309 2.000 1.224 12,0 38,8 0,38

42

+ Sông Thu Bồn từ thượng nguồn đến Giao Thủy do nằm trong vùng núi cao Phước Sơn, tâm mưa lớn của Trà My, Tiên Phước, Ngọc Lĩnh lượng mưa bình quân lưu vực nhiều năm đạt 3300mm, moduyn dòng chảy năm toàn lưu vực đạt 75,3l/s.km2. Tổng lượng hàng năm của sông Thu Bồn tính đến Giao Thuỷ là 9,25 tỷ m3.

+ Sông Vu Gia từ thượng nguồn đến Ái Nghĩa gồm 3 nhánh sông lớn hợp thành: Sông Cái chảy trong vùng mưa lớn Khâm Đức đến Hội Khách gặp sông Bung lui xuống gặp sông Côn rồi chảy về Ái Nghĩa, lượng mưa hàng năm đạt 2420mm, sinh ra dòng chảy ứng với moduyn năm là 52,3l/s.km2. Tổng lượng hàng năm của sông Vu Gia tính đến Ái Nghĩa là 8,55 tỷ m3.

+ Phần còn lại từ Ái Nghĩa sông Vu Gia và từ Giao Thuỷ sông Thu Bồn đến vùng cửa ra biển Đà Nẵng và Hội An có lượng mưa hàng năm là 2.000mm tổng lượng nước trong vùng khoảng 1,65 tỷ m3.

III.2. PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT THEO THỜI GIAN

Lượng dòng chảy lớn tuy nhiên do tính chất phân mùa nên sự biến động dòng chảy theo thời gian rất lớn. Theo số liệu quan trắc nhiều năm, sự biến động dòng chảy qua các năm trên sông suối tỉnh Quảng Nam rất lớn với hệ số dòng chảy đều vượt trên 0,3 như hệ số dòng chảy CvNông Sơn đạt 0,35, CvThạnh Mỹ đạt 0,32. Bên cạnh đó trong từng năm, dòng chảy có sự phân mùa rất rõ rệt:

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vào tháng 12 với lượng nước mùa lũ đạt 62,5 - 69,2% lượng nước cả năm, Tháng có lượng nước lớn nhất là tháng 11 đạt 26,5 - 30,9% lượng nước cả năm

- Mùa kiệt có lượng nước đạt 21,8 - 38,5% lượng nước cả năm và tháng có lượng nước nhỏ nhất là tháng 4 và chỉ đạt 2,1 - 2,6% lượng nước cả năm.

Do tính chất mùa nên sự phân phối dòng chảy giữa các tháng trong năm không đều, chênh lệch giữa các tháng nhiều nước và tháng ít nước trong năm là rất lớn.

III.2.1. Dòng chảy lũ

Tỉnh Quảng Nam có mùa lũ hàng năm từ tháng 10 - 12. Tuy nhiên mùa lũ ở đây cũng không ổn định, nhiều năm lũ xảy ra từ tháng 9 và cũng nhiều năm sang tháng 1 của năm sau vẫn có lũ, điều này chứng tỏ lũ lụt ở Quảng Nam có sự biến động khá mạnh mẽ.

- Lũ xảy ra vào tháng 9 đến nửa đầu tháng 10 gọi là lũ sớm.

- Lũ xảy ra vào tháng 12 hoặc sang tháng 1 năm sau gọi là lũ muộn.

- Lũ lớn nhất trong năm thường xảy ra vào nửa cuối tháng 10 và 11.

a. Lũ sớm: Lũ xuất hiện vào tháng 9 đến nửa đầu tháng 10 hàng năm được coi là lũ sớm. Theo thống kê lũ lớn hàng năm trên các sông vùng nghiên cứu đạt 25 - 32%. Lũ sớm thường

43

có biên độ không lớn vì trong thời gian này chỉ xuất hiện một hình thái thời tiết như bão hoặc áp thấp nhiệt đới gây nên những trận mưa có cường độ không lớn lắm, diện mưa cũng chưa đủ rộng, thời gian mưa không dài, trong khi đó mặt đất lại mới trải qua thời kỳ khô hạn, khả năng thấm trữ nước trong đất lớn, lượng nước trong các sông suối còn thấp. Lũ sớm thường là lũ một đỉnh.

b. Lũ muộn: Lũ xuất hiện vào tháng 12 và nửa đầu tháng 1 năm sau được coi là lũ muộn. Nhìn chung lũ muộn ở vùng nghiên cứu và vùng phụ cận chỉ còn 20 - 30% số năm đạt tiêu chuẩn dòng chảy lũ. Theo thống kê lũ muộn hàng năm trên các sông vùng nghiên cứu chỉ còn 24 - 28%. Thời gian này dòng chảy trong các sông ở mức tương đối cao do nước ngầm cung cấp, rất hiếm trường hợp xảy ra những trận mưa có khả năng gây lũ lớn. Trong tháng 12 được xếp vào mùa lũ nhưng mưa đã giảm nhiều, thời tiết gây mưa chủ yếu do gió mùa Đông Bắc các trận mưa chỉ xảy ra trong thời gian 10 ngày giữa tháng 12.

Bảng 9: Đặc trưng dòng chảy mùa lũ trên sông tỉnh Quảng Nam

Đặc trưng Thạnh Mỹ Cái (1850 km2)

Nông Sơn (3155km2) Mùa Các đặc trưng thể hiện

Mùa lũ Q (m3/s) 300 734

M (l/s/km2) 162 233

TGXH 10 - 12 10 - 12

% so với năm 62,6 68,2

Tháng lớn nhât Q (m3/s) 385 978

M (l/s/km2) 208 310

TGXH 11 11

% so với năm 26,7 30,3

c. Lũ chính vụ: Nửa cuối tháng 10 và tháng 11 là 2 tháng mưa lớn nhất do nhiều hình thái thời tiết như: bão, áp thấp nhiệt đới, không khí lạnh, gió mùa Đông Bắc gây ra những đợt mưa lớn kéo dài ngày, trong khi đó mặt đất đã đạt đến mức bão hòa do mưa lũ sớm tạo nên, mực nước các sông suối đã được nâng lên ở mức cao do đó lũ giữa mùa thường là lũ lớn nhất trong năm.

Bảng 10: Tần suất lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất trên các sông tỉnh Quảng Nam

Trạm Flv

(km2)

Qmax (m3/s) Cv Cs

Qp (m3/s)

0,1% 0,5% 1% 5%

Thạnh Mỹ 1.850 3459 0,49 0,98 11.171 9.372 8.574 6.628

Nông Sơn 3.150 6036 0,38 0,76 15.707 13.579 12.620 10.233

44

Trong vòng 32 năm trở lại đây (1976 - 2007) tại các trạm thuỷ văn trên sông tỉnh Quảng Nam đã đo được đỉnh lũ lớn nhất như sau:

Bảng 11: Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc được tại các trạm thuỷ văn

Trạm Thạnh Mỹ Nông Sơn

Qmax (m3/s) 7000 10815

Thời gian xuất hiện 20/11/1998 12/11/2007

Điều kiện địa hình dốc, mạng lưới sông suối phát triển hình tỏa tia, mức độ tập trung mưa lớn cả về lượng lẫn về cường độ trên phạm vi rộng nên lũ trên các sông suối của lưu vực sông Thu Bồn mang đậm tính chất lũ núi với các đặc trưng: cường suất lũ lớn, thời gian lũ ngắn (cả thời gian lũ lên lẫn thời gian lũ xuống), đỉnh lũ nhọn, biên độ lũ lớn. Bờ của nhiều sông nhánh dốc tới mức mực nước có thể lên tới vài mét trong 1 giờ. Lũ quét ở thượng du luôn diễn ra hàng năm là mối đe doạ thường xuyên ở sông Thu Bồn. Hàng năm trên sông Thu Bồn xuất hiện từ 4 - 5 trận lũ, năm nhiều nhất có tới 7 - 8 trận lũ. Lũ lớn nhất trong năm thường xuất hiện trong tháng 10 và 11. Lũ lớn xảy ra với tần suất cao trên lưu vực sông Thu Bồn, có tới 50% số năm quan trắc xuất hiện những trận lũ vượt báo động III (tại Câu Lâu) và moduyn đỉnh lũ trung bình tại trạm quan trắc đạt từ 1,6 - 1,7m3/s.km2. Lũ đặc biệt lớn đã xảy ra trên sông Thu Bồn vào tháng 11/1964 có lưu lượng đỉnh lũ tại trạm Nông Sơn là 18.250m3/s ứng với moduyn đỉnh lũ 5,79m3/s.km2.

d. Lũ tiểu mãn: Lũ tiểu mãn thường xuất hiện vào tháng 5 hoặc tháng 6, có năm vào tháng 7. Lũ tiểu mãn thường không lớn lắm, nguyên nhân gây lũ là những trận mưa rào với cường độ lớn, thời gian lũ ngắn, thường là lũ đơn một đỉnh.

Bảng 12: Các đặc trưng lũ tiểu mãn trên lưu vực sông Thu Bồn

Trạm Lũ tiểu mãn

Q (m3/s) Cv

Thạnh Mỹ 815 0,87

Nông Sơn 1.242 0,72

Nhìn chung lũ lụt vùng nghiên cứu diễn biến khá phức tạp, do ảnh hưởng của bão kết hợp với hoạt động không khí lạnh thường gây mưa lớn trên diện rộng thêm vào đó với địa hình dốc nên khả năng tập trung nước nhanh, sông suối lại ngắn nên lũ vùng này rất ác liệt, lũ lên nhanh, xuống nhanh, cường suất lũ lớn. Lũ các sông Quảng Nam có lũ đơn, lũ kép; lũ kép 2 đến 3 đỉnh đặc biệt một số trận lũ có 4 đến 5 đỉnh như lũ tháng 11/1999 có tới 5 đỉnh trong đó có 4 đỉnh trên báo động cấp III.

45

I.2.2. Dòng chảy kiệt

Ở lưu vực Vu Gia – Thu Bồn, mùa kiệt kéo dài từ tháng 1 đến tháng 9 hàng năm. Dòng chảy nhỏ nhất trên lưu vực phần lớn rơi vào tháng 4, những năm ít hoặc không có mưa tiểu mãn vào tháng 5, 6 thì dòng chảy nhỏ nhất vào tháng 7 và tháng 8 (bảng 13). Các sông có diện tích lưu vực trên 300km2 thì tháng có dòng chảy nhỏ nhất thường là tháng 4, với lưu vực có diện tích dưới 300km2 thì tháng có dòng chảy nhỏ nhất vào tháng 8

Bảng 13: Đặc trưng dòng chảy kiệt trên sông tỉnh Quảng nam

Đặc trưng Thạnh Mỹ - Vu Gia (1850 km2)

Nông Sơn - Thu Bồn

(3155km2) Mùa Các đặc trưng thể hiện

Mùa kiệt Q (m3/s) 59,9 114

M (l/s/km2) 32,4 36,1

TGXH 1 - 9 1 - 9

% so với năm 37,4 31,8

Ba tháng nhỏ nhât

Q (m3/s) 44,9 82

M (l/s/km2) 24,3 26

TGXH 2 - 4 3 - 5

% so với năm 9,35 7,62

Tháng nhỏ nhât Q (m3/s) 38,1 68

M (l/s/km2) 20,6 21,6

TGXH 4 8

% so với năm 2,65 2,11

Dòng chảy mùa kiệt phụ thuộc vào trữ lượng nước trong sông và lượng mưa trong mùa cạn. Có thể chia mùa cạn thành 2 thời kỳ:

+ Thời kỳ dòng chảy ổn định: dòng chảy thời gian này chủ yếu là do lượng nước trữ trong lưu vực sông cung cấp nên xu hướng giảm dần theo thời gian và sau đó ổn định (thường từ tháng 1 đến tháng 4 hàng năm)

+ Thời kỳ dòng chảy không ổn định: từ tháng 5 đến tháng 7 hàng năm dòng chảy thường không ổn định do nguồn cung cấp nước cho dòng chảy thời kỳ này ngoài nước ngầm còn có lượng mưa trong mùa cạn (chủ yếu là mưa tiểu mãn tháng 5 và tháng 6) do đó các sông suối trong năm xảy ra 2 lần có dòng chảy kiệt nhất, lần thứ nhất vào tháng 3, 4 và lần 2 vào tháng 7, 8.

46

Dòng chảy mùa kiệt chiếm 30 - 35% lượng nước cả năm. Vùng có dòng chảy mùa kiệt lớn nhất là thượng nguồn các sông với moduyn trung bình dòng chảy mùa kiệt dao động từ 30 - 40l/s.km2. Vùng có dòng chảy mùa kiệt nhỏ nhất là vùng thuộc phía Bắc và Tây Bắc tỉnh Quảng Nam thuộc lưu vực các sông Bung, Kôn với moduyn dòng chảy mùa kiệt chỉ còn 10l/s.km2.

Bảng 14: Đặc trưng thống kê dòng chảy nhỏ nhất các trạm trong lưu vực

Trạm Flv (km2) Qk

(m3/s) Cv Cs Qkp (m3/s)

75% 90%

Thạnh Mỹ 1850 30,8 0,28 0,60 24,7 20,5

Nông Sơn 3150 49,0 0,30 0,60 38,5 21,4

Do tác động của các cơ chế gây mưa khác nhau nên trong mùa kiệt thường xuất hiện lũ tiểu mãn vào tháng 5, 6 nhưng không thường xuyên, do vậy thời kỳ xuất hiện ba tháng có dòng chảy nhỏ nhất cũng như tháng có dòng chảy nhỏ nhất trong năm không ổn định. Nếu có lũ tiểu mãn, lượng dòng chảy ba tháng nhỏ nhất xuất hiện vào tháng 2 - 4 và tháng 4 có dòng chảy nhỏ nhất. Khi không có lũ tiểu mãn dòng chảy ba tháng nhỏ nhất rơi vào tháng 6 - 8 và tháng nhỏ nhất sẽ là tháng 7 hoặc tháng 8. Lượng dòng chảy ba tháng nhỏ nhất chiếm từ 5 – 10% lượng dòng chảy năm với moduyn trung bình từ 10 – 40l/s.km2. Dòng chảy nhỏ nhất đã quan trắc được thường đạt dưới 10l/s.km2 (bảng 16)

Bảng 15: Dòng chảy kiệt nhỏ nhất trạm trong vùng nghiên cứu và lân cận

Trạm Sông Flv

(km2) Mtháng min (l/s.km2)

TGXH Mtháng min (l/s.km2)

TGXH

Thạnh Mỹ Vu Gia 1.850 8,76 4/1983 6,11 4/9/1988

Nông Sơn Thu Bồn 3.150 8,98 4/1983 4,63 17/8/1977

Tóm lại: Tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Quảng Nam phong phú nhưng sự phân bố không đều theo không gian và thời gian thường gây nên các thiên tai về nước: hạn hán trong mùa khô, lũ lớn kèm theo ngập lũ trong mùa mưa gây nên những tổn thất to lớn cả về người và của cải đồng thời gây ô nhiễm môi trường.

47

IV CÁC TAI BIẾN LIÊN QUAN ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH QUẢNG NAM

IV.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THIÊN TAI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM

Tỉnh Quảng Nam là địa bàn thường xuyên chịu ảnh hưởng của các loại thiên tai địa động lực ngoại sinh như: bão, áp thấp nhiệt đới, lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn, gió lốc, sét, gió Tây Nam khô nóng, gió mùa Đông Bắc, sạt lở núi, sạt lở bờ sông, bờ biển, sương mù và mưa đá. Thiên tai bão, lũ chủ yếu xảy ra từ tháng 9 đến tháng 12. Hạn hán, xâm nhập mặn thường xảy ra từ tháng 4 đến tháng 7. Các loại thiên tai khác xảy ra quanh năm. Các tai biến tự nhiên gây ra các tổn thất về người và của cải vật chất và làm xáo trộn các hoạt động của con người trên phạm vi rộng. Căn cứ vào phạm vi ảnh hưởng, mức độ thiệt hại và tần suất xuất hiện các loại thiên tai ở tỉnh Quảng Nam có thể xếp theo thứ tự như sau:

Bảng 26: Mức độ ảnh hưởng của thiên tai

TT Loại thiên tai Khu vực

ảnh hưởng

Thời gian

ảnh hưởng

Mức độ

ảnh hưởng

1 Lũ lụt Đồng bằng và miền núi

Thường xuyên Nghiêm trọng

2 Bão và Áp thấp nhiệt đới Trên biển và trên đất liền

Thường xuyên Nghiêm trọng

3 Xói lở bờ sông Vùng ven sông Thường xuyên Nghiêm trọng

4 Hạn hán và xâm nhập mặn

Vùng trung du và

vùng Đồng bằng

Chu kỳ 2 đến

3 năm/1 lần

Nghiêm trọng

5 Gió mùa Đông Bắc Toàn tỉnh Thường xuyên Trung bình

6 Gió mùa Tây Nam Toàn tỉnh Thường xuyên Trung bình

7 Dông, Gió lốc, Sét Toàn tỉnh Thường xuyên Trung bình

8 Lũ quét, Sạt lở núi Miền núi Thườngxuyên Trung bình

9 Xói lở bờ biển Vùng ven biển Thường xuyên Trung bình

10 Sương mù, Mưa đá Toàn tỉnh Thường xuyên Mức độ nhẹ

Hàng năm, các loại thiên tai đã gây ra thiệt hại về nhiều mặt trên địa bàn tỉnh Quảng Nam. Theo thống kê 5 năm gần đây từ 2003 - 2008, thiên tai đã gây thiệt hại trên địa bàn tỉnh ước tính trung bình gần bằng 6,26% tổng GDP. Những năm mưa lũ lớn, thiệt hại có thể lên đến 18- 20 % GDP. Phân tích số liệu thiệt hại do thiên tai gây ra trong 11 năm (1997 – 2007) trên địa bàn tỉnh Quảng Nam cho thấy: trung bình hàng năm có 50 người chết và tổn thất tài sản 523 tỷ đồng, trong đó lũ lụt là thiên tai gây thiệt hại nặng nề nhất cả về người và

48

tài sản. Những năm lũ lớn như năm 1990, 1996, 1998, 1999, 2004 và 2007 mỗi năm có hàng chục người chết thiệt hại đến hàng nghìn tỷ đồng. Đặc biệt đợt lũ năm 2007 là thiên tai gây hậu quả nặng nề nhất kể từ 100 năm nay ở Quảng Nam với tổng thiệt hại lên tới 2000 tỷ đồng và 47 người chết và 339 người bị thương.

IV.2. THIÊN TAI LŨ VÀ NGẬP LỤT Ở TỈNH QUẢNG NAM

IV.2.1 Thiệt hại do thiên tai lũ và ngập lụt tỉnh Quảng Nam

Lũ và ngập lụt là loại thiên tai gây thiệt hại nặng nề nhất đối với con người, tài sản và cơ sở hạ tầng trên khắp địa bàn toàn tỉnh. Từ năm 1997 đến 2007, lũ đã gây ra 517 người chết; 33 người mất tích; 1387 người bị thương. Thiệt hại về tài sản, cơ sở hạ tầng lên tới 5723 tỷ đồng.

Bảng 37: Thiệt hại do lũ gây ra từ 1997 - 2007

Năm Người chết Người mất tích Người bị thương Thiệt hại tài sản (tỷ đồng)

1997 33 0 0 100,00

1998 54 1 36 390,00

1999 118 0 339 758,00

2000 13 0 0 139,30

2001 13 1 9 75,76

2002 0 0 0 2,25

2003 32 2 5 91,40

2004 19 23 13 155,99

2005 12 5 24 109,70

2006 176 1 562 1900,60

2007 47 0 339 2000,00

Tổng cộng 517 33 1387 5723,00

Qua thống kê về thiệt hại do lũ gây ra, chúng ta có thể thấy rằng thiệt hại về mặt con người và kinh tế từ các trận lũ lớn xảy ra với tỷ lệ khá tương đồng. Hai năm gần đây, 2006 và 2007 có nhiều người chết và bị thương do lũ đồng thời thiệt hại về kinh tế cũng lớn lần lượt là 1900 tỷ và 2000 tỷ. Năm 2007, mặc dù thiệt hại về người ít hơn năm 2006, nhưng thiệt hại về kinh tế là cao hơn. Điều này có thể lý giải là khi có thiên tai lớn xảy ra trong lúc nền kinh tế đang phát triển mạnh hơn thời gian trước mà chúng ta không có một giải pháp quản lý rủi ro thiên tai hiệu quả thì thiệt hại về kinh tế sẽ lớn hơn.

IV.2.2. Đặc điểm lũ và ngập lụt trên địa bàn tỉnh Quảng Nam

a) Đặc điểm lũ

Như trên đã nêu, chế độ dòng chảy trên sông thuộc tỉnh Quảng Nam phụ thuộc hoàn

49

toàn vào chế độ dòng chảy trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn và để đánh giá dòng chảy trên sông thuộc tỉnh Quảng Nam chúng tôi xem xét chủ yếu trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. Mùa lũ hàng năm trong các sông tỉnh Quảng Nam thường từ tháng 9, 10 đến tháng 12. Trong mỗi mùa lũ thường có từ 3 - 5 trận lũ lớn. Các đợt lũ thường liên tiếp xẩy ra trong thời gian ngắn tạo nên đường quá trình lũ có dạng nhấp nhô nhiều đỉnh, thể hiện qua các năm lũ lớn điển hình như sau:

Năm 1964 (4 – 10/11/1964): Do mưa kéo dài nhiều ngày nên lũ xảy ra trên diện rộng với mực nước rất cao. Theo số liệu điều tra vết lũ cho thấy mực nước tại trạm Nông Sơn đạt 22,16m; Giao Thuỷ là 10,06m; Ái Nghĩa đạt 10,56m; Câu Lâu là 5,48m và Hội An là 3,40m

Mùa lũ năm 1996 đã xuất hiện liên tiếp 6 trận lũ từ báo động I trở lên, có 3 trận lũ vượt báo động cấp III, trong đó trận lũ xẩy ra ngày 2 - 6/11/1996 là lớn nhất.

Năm 1997 có 7 đợt lũ, trong đó có 3 đợt lũ trên báo động cấp II, 2 trận lũ lớn vượt báo động cấp III xuất hiện trong tháng 9, sớm hơn bình thường.

Năm 1998, do ảnh hưởng của El-Ninô, đầu năm nắng nóng và hạn hán, mùa lũ xuất hiện muộn hơn bình thường. Mãi cho đến 12/11/1998 mới có mưa do bão số 4 gây ra. Sau đó, xuất hiện dồn dập nhiều đợt mưa lớn do ảnh hưởng của các cơn bão số 5, 6, 7, 8 kết hợp với hoạt động mạnh của không khí lạnh đã gây ra 5 đợt mưa lớn, hình thành 3 trận lũ có mực nước đỉnh lũ từ báo động cấp I trở lên, trong đó đợt lũ trong các ngày 19 - 24/11 do bão số 5 kết hợp với không khí lạnh đã gây ra mưa lớn trên diện rộng. Đây là trận lũ lớn, dạng lũ kép (2 đỉnh), mực nước đỉnh lũ vượt báo động cấp III từ 0,81m đến 1,57m, lớn nhất từ sau năm 1964 đến 1998.

Năm 1999, liên tiếp trong vòng 1 tháng, từ đầu tháng 11 đến đầu tháng 12 đã xẩy ra 2 đợt lũ đặc biệt lớn như đã nêu ở trên. Trận lũ đầu tháng 11 là trận lũ kép với 5 đỉnh lũ, trong đó có 4 đỉnh lũ vượt báo động cấp III từ 0,8cm đến 2,58m (Cẩm Lệ), ở mực nước đỉnh lũ ở hạ lưu cao hơn mực nước đỉnh lũ năm 1998. Tiếp theo, đầu tháng 12/1999 lại xẩy ra 1 đợt lũ rất lớn với 2 đỉnh lũ, mực nước đỉnh lũ cao nhất vượt báo động cấp III từ 0,8 - 1m.

Năm 2007, Do ảnh hưởng của hoàn lưu áp thấp nhiệt đới suy yếu từ bão số 6 kết hợp với không khí lạnh và trường gió Đông trên cao mạnh, nên từ ngày 10 - 13/11, khu vực Quảng Nam có mưa to gây ra lũ lụt lớn. Đỉnh lũ trên các sông Vu Gia - Thu Bồn cao hơn lũ năm 1999 và xấp xỉ lũ lịch sử năm 1964. Trong trận lũ này đã có 125/233 xã trong toàn tỉnh bị ngập lụt, với gần 200.000 hộ dân. Thông tin liên lạc và điện lưới nhiều nơi bị gián đoạn. Hầu hết các tuyến đường giao thông trong tỉnh bị ách tắc, tuyến đường quốc lộ IA bị gián đoạn giao thông liên tục 40 giờ liền .

Tóm lại, lũ trong hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn xẩy ra dồn dập trong thời gian không dài và các trận lũ thường là lũ kép từ 2 đỉnh trở lên.

Một trong những đặc điểm lũ trong hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn là lũ lên nhanh,

50

xuống nhanh với biên độ và cường suất lũ lớn ở thượng và trung lưu, lũ lên tương đối nhanh nhưng rút chậm ở hạ lưu. Tại trạm thuỷ văn Thạnh Mỹ trên sông Vu Gia, vận tốc dòng chảy lũ lớn nhất đạt 3,77m/s, biên độ lũ lớn nhất là 15,2m, thời gian truyền lũ từ Thạnh Mỹ đến Ái Nghĩa (40,5km) dài nhất 11 giờ, ngắn nhất chỉ có 5 giờ. Tại trạm thuỷ văn Nông Sơn trên sông Thu Bồn, vận tốc dòng chảy lũ lớn nhất là 3,74m/s, biên độ lũ lớn nhất 12m, thời gian truyền lũ từ Nông Sơn đến Giao thuỷ (26km) dài nhất 7 giờ, ngắn nhất chỉ có 3 giờ. Từ Giao Thuỷ đến Câu Lâu (23km), thời gian truyền lũ trung bình 7,4giờ, dài nhất 11 giờ và ngắn nhất là 6 giờ. Lũ tập trung nhanh đổ xuống vùng đồng bằng, vùng đồng bằng sông có độ dốc bé, lòng sông nông, các cửa sông khả năng thoát lũ kém, sông lại không có đê nên đại bộ phận dòng chảy lũ khi đến Ái Nghĩa và Giao Thuỷ đã chảy tràn bờ vào đồng gây ngập lụt cho toàn bộ hạ lưu bao gồm các huyện Đại Lộc, Điện Bàn, Duy Xuyên và Thành phố Hội An.

Như vậy, ở thượng lưu và trung lưu các sông, do cường suất mưa lớn, địa hình dốc, lòng sông hẹp nên lũ lên nhanh xuống nhanh với cường suất lũ lên trung bình khoảng 20 - 50cm/giờ, lớn nhất tới 100 - 140cm/giờ. Biên độ lũ 5 - 14m như trong trận lũ 11/1999, biên độ lũ lên tới 10,95m tại Thạnh Mỹ, 12,58m tại Hiệp Đức 13,85m tại Sơn Tân, 11,7m tại Nông Sơn... Ở hạ lưu, do độ dốc lòng sông nhỏ (20/00 trong đoạn sông từ Thạnh Mỹ đến Ái Nghĩa, 0,080/00 từ Ái Nghĩa đến Câu Lâu, 0,040/00 từ Câu Lâu đến biển) và hơn nữa do có nhiều phân lưu đổ ra biển cũng như tác động của thuỷ triều, địa hình, địa vật... nên lũ lên chậm hơn, nhưng rút rất chậm nhất là khi gặp triều cường.

Theo số liệu thống kê (1998 – 2007), trên hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn có 42 trận lũ trên báo động cấp I (bảng 18).

Bảng 4: Mực nước lớn nhất của một số trạm đo (cm)

Năm Thạnh Mỹ Ái Nghĩa Nông Sơn Câu Lâu Hội An

1998 2657 1037 1853 509 299

1999 2390 1027 1820 523 321

2000 2181 875 1486 383 172

2001 2106 949 1514 415 211

2002 787 296 98

2003 2295 885 1515 378 173

2004 2138 961 1738 459 248

2005 2057 853 1474 356 154

2006 2305 975 1489 356 187

2007 2472 1036 539 328

51

Trong 33 năm (1976 – 2007), lưu lượng đỉnh lũ đo được lớn nhất tại trạm thuỷ văn Thạnh Mỹ là 7.000m3/s (ngày 20/11/1998), tại trạm Nông Sơn 10.815m3/s (ngày 12/11/2007). Theo kết quả tính toán của Viện quy hoạch thuỷ lợi, lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất ứng với các tần suất như sau:

Bảng 195: Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất ứng với tần suất

Trạm Qmaxtb

(m3/s) Cv Cs

Qmax (m3/s) ứng với các tần suất

0,1% 0,5% 1% 5%

Thạnh Mỹ 3.459 0,49 0,98 11171 9372 8574 6628

Nông Sơn 6036 0,38 0,76 15707 13579 12620 10233

Thời gian lũ lên khoảng 20 - 60 giờ ở trung thượng lưu và có thể tới 70 - 80 giờ ở hạ lưu, trung bình là 48 giờ nhưng thời gian lũ rút rất dài, thậm chí 2 - 5 ngày như trận lũ XII/1999. Đặc biệt, mực nước duy trì ở mức cao (trên báo động cấp III) kéo dài từ 15 - 42 giờ, có khi tới 3 - 5 ngày. Ở hạ lưu khi mực nước dưới báo động cấp I, thuỷ triều biểu hiện rất mạnh và triều cường có thể làm tăng mực nước đỉnh lũ tới 15-25 cm tại Câu Lâu.

Bảng 20: Thời gian duy trì mực nước ở các cấp báo động

TRẠM THUỶ VĂN: ÁI NGHĨA

Nhóm năm Thời gian duy trì mực nước (ngày) >= Mức báo động

BĐ III: 8,80 m BĐ II: 7,70 m BĐ I:6,40 m

Lũ cao 3 -10 7 – 14 15 - 28

Lũ trung bình 1 - 2 3 – 5 3 - 14

Lũ nhỏ Không có 1 – 2 3 -5

TRẠM THUỶ VĂN: CẨM LỆ

Nhóm năm Thời gian duy trì mực nước (ngày) >= Mức báo động

BĐ III: 1,70 m BĐ II: 1,10 m BĐ I : 0,70 m

Lũ cao 5 - 7 7 – 12 15 - 27

Lũ trung bình không có 2 – 5 5 - 22

Lũ nhỏ Không có không có 12 - 15

TRẠM THUỶ VĂN: CÂU LÂU

Nhóm năm Thời gian duy trì mực nước (ngày) >= Mức báo động

BĐ III: 3,70 m BĐ II: 3,10 m BĐ I : 2,10 m

Lũ cao 3 - 10 5 – 20 17 - 32

Lũ trung bình 2 - 4 2 – 5 10 -14

Lũ nhỏ Không có 2 6 - 10

52

TRẠM THUỶ VĂN: HỘI AN

Nhóm năm Thời gian duy trì mực nước (ngày) >= Mức báo động

BĐ III: 1,70m BĐ II: 1,20 m BĐ I: 0,70 m

Lũ cao 5 -13 6 – 19 25 - 45

Lũ trung bình 2 - 4 2 -7 22 - 42

Lũ nhỏ Không có không có 14 - 21

b) Đặc điểm ngập lụt

Nằm trong vùng sụt võng trung sinh đại, dốc theo hướng tây nam - đông bắc, lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có dạng hình nan quạt mở rộng, phát triển 19 phụ lưu cấp I đến cấp III và phân lưu có chiều dài lớn hơn 10 km. Phần thượng lưu và trung lưu dài khoảng 163km chảy trong vùng núi chủ yếu là granit xuống vùng trũng chủ yếu là sa thạch, cuội kết có xen lẫn diệp thạch, đá vôi và có hướng chảy bắc - nam. Phần hạ lưu sông chảy theo hướng tây - đông và đổ ra biển qua cửa Hội An. Càng về hạ du lòng sông càng mở rộng, độ dốc đáy sông giảm dần, độ uốn khúc tăng lên. Mạng lưới sông suối vùng hạ du phát triển chằng chịt với 3 phân lưu lớn là sông Tĩnh Yên đổ vào vịnh Đà Nẵng qua sông Hàn, sông Vĩnh Điền đổ ra biển, sông Trường Giang đổ vào vịnh An Hoà. Lòng sông hạ lưu xuất hiện nhiều bãi bồi ở giữa lòng sông, liên tục xảy ra hiện tượng bồi lấp, xói lở bờ và cửa sông. Khi có mưa lớn thì lũ sông Vu Gia - Thu Bồn tập trung nhanh gây ngập lớn ở hạ du thuộc các huyện Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn.

Lũ sông Vu Gia - Thu Bồn từ BĐ I trở lên đã gây ngập các vùng trũng; từ BĐ II đến BĐ III nhiều vùng dân cư, bãi bồi, đồng ruộng, đường giao thông đã bị ngập; từ BĐ III trở lên, hầu hết đồng bằng bị ngập, giao thông bị chia cắt, ách tắc.

Căn cứ vào điều tra vết lũ trên các vùng thuộc các huyện Đại Lộc, Điện Bàn, Hòa Vang, thị xã Hội An, Duy Xuyên, Quế Sơn, diện ngập rộng trên 20.000ha, bao trùm toàn bộ đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn. Khác với đồng bằng sông Cả nơi ngập do úng nội đồng là chính, hay ở các sông Thạch Hãn, Hương, do lũ tràn bờ kết hợp với úng nội đồng, ở đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn, ngập chủ yếu do lũ thượng nguồn đổ về và lan truyền qua rất nhiều phân lưu chảy ngang, dọc. Từ BĐ III trở lên, diện ngập không mở rộng thêm nhiều, chủ yếu là tăng độ sâu ngập lụt. Huyện Điện Bàn, tả ngạn sông Thu Bồn, huyện Hòa Vang, hạ lưu sông Vu Gia, phía Nam Đà Nẵng, ngập sâu trung bình trên ruộng là 1,4m, lớn nhất là 3,2m. Huyện Duy Xuyên, hữu ngạn sông Thu Bồn, nằm giữa sông Thu Bồn và sông Bà Rén, ngập sâu trung bình trên ruộng là 1,3m, lớn nhất 3,0m. Huyện Đại Lộc trên sông Vu Gia, ngập sâu trung bình trên ruộng là 1,1m, lớn nhất là 2,8m. Thị xã Hội An, ngập sâu trung bình 0,8m, lớn nhất là 2,5m. Huyện Quế Sơn, hữu ngạn sông Bà Rén, ngập trung bình trên ruộng là 0,5m, lớn nhất là 1,5m. Huyện Thăng Bình, ven phân lưu Trường Giang đổ ra cửa Tam Kỳ, ngập trung bình trên ruộng là 0,4m, lớn nhất là 1,2m. Nhà cửa, trường học, trạm xá phần lớn xây trên nền cao nên chỉ ngập khoảng 30 - 130cm. Thời gian ngập ở các vùng dân cư

53

thường từ 6h - 48h, ở đồng ruộng có thể kéo dài 2 - 3 ngày, còn ở vùng ven biển 0,5 - 1 ngày.

Quốc lộ 1A và tuyến đường sắt chạy song song nhau và cắt ngang đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn. Khi lũ lớn, sông Vu Gia - Thu Bồn gây ngập lụt, 2 tuyến đường trên đã cản trở dòng chảy, làm cho mức độ ngập lụt vùng thượng du cao hơn vùng hạ du và thời gian ngập kéo dài hơn. Ngoài ra, còn ngập nhiều hệ thống đường sá liên huyện, xã, thôn.

Thiên tai bão lũ trong những năm gây đây có chiều hướng gia tăng, làm thiệt hại và gây nhiều khó khăn cho phát triển kinh tế – xã hội, đời sống nhân dân của Đà Nẵng và Quảng Nam, nhất là các huyện như Duy Xuyên, Đại Lộc, Hoà Vang, Điện Bàn và phụ cận. Theo số liệu điều tra [8] từ 1981 - 2003 cho thấy hàng năm ngập lụt khoảng 5500 - 6700ha, năm ít nhất cũng ngập 3500ha (1987), độ ngập trung bình từ 1 - 2m, kéo dài 5 - 7 ngày có năm 12 ngày (1990, 1996). Số dân cư ở trong vùng ngập có khoảng 400000 người. Tổn thất do ngập lụt nhiều năm đến hơn trăm tỷ đồng, năm 1996 thiệt hại đến 220 tỷ đồng, làm chết 99 người và nhiều thiệt hại khác. Trong trận lũ lịch sử năm 1964, đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn ngập trung bình 2 - 2,5m và sâu nhất 3 - 4m.

Lũ lớn năm 1999 Tác động của đợt ngập lụt bị tăng cường bởi trận lũ ngày 1 - 6/12/1999. Hầu hết các huyện đồng bằng và thành phố Đà Nẵng bị ngập lại, nhiều nơi ngập sâu hơn trận ngập lịch sử năm 1964. Các huyện bị ngập sâu 1 - 2m trong nhiều ngày như: Núi Thành, Đại Lộc, Điện Bàn, Duy Xuyên, thị xã Hội An, Tam Kỳ,... Hầu hết các tuyến đường giao thông bị ách tắc do sạt lở núi. Quốc lộ 1A, đường sắt qua Quảng Nam bị ngập sâu 1,5 - 2,0m và hư hại nhiều đoạn gây ách tắc giao thông. Các hồ chứa nước trong tỉnh đều vượt công trình tràn từ 3 - 3,5m. Đặc biệt, hồ Phú Ninh là công trình trọng điểm trong phòng chống lũ đợt này cũng bị đe dọa nghiêm trọng. Mực nước hồ cao nhất đạt 34,44m, lớn nhất trong vòng 19 năm qua. Việc điều hành cắt lũ, đảm bảo an toàn công trình đã được đặc biệt lưu ý: mở hết khẩu độ các cửa tràn, lưu lượng xả tối đa 1.000m3/s; hơn 1.500 bộ đội cùng nhiều phương tiện, thiết bị đã được chuẩn bị tại tràn sự cố Long Sơn 1 để sẵn sàng ứng cứu. Thiệt hại trong cả 2 đợt lũ năm 1999 về người là 118 người chết và ước tính thiệt hại 758 tỷ đồng.

Trận lũ lớn 2007 đã có 125/233 xã trong toàn tỉnh bị ngập lụt, với gần 200.000 hộ dân. Thông tin liên lạc và điện lưới nhiều nơi bị gián đoạn. Hầu hết các tuyến đường giao thông trong tỉnh bị ách tắc, tuyến đường quốc lộ IA bị gián đoạn giao thông liên tục 40 giờ liền. Thiệt hại do đợt lũ này gây ra là vô cùng lớn. Toàn tỉnh có 47 người chết (trong đó Đại Lộc 12; Điện Bàn 13; Duy Xuyên 9; Bắc Trà My 2; Đông Giang 3; Tây Giang 1; Nam Giang 1; Phước Sơn 2; Hiệp Đức 1; Phú Ninh 1; Quế Sơn 2); 1.518 căn nhà bị sập đổ cuốn trôi và nhiều cơ sở hạ tầng tài sản khác bị thiệt hại. Đã có khoảng 200.000 người phải cứu trợ do thiếu lương thực và nhu yếu phẩm cần thiết trong lũ. Tổng thiệt hại về vật chất do đợt mưa lũ gây ra ước khoảng 2.000 tỷ đồng.

Như vậy có thể thấy rằng lũ và ngập lụt trong những năm gần đây thường xuyên hơn và thiệt hại ngày càng nặng nề hơn. Vì vậy việc xây dựng công cụ cảnh báo ngập lụt trong

54

tỉnh là hết sức cần thiết nhằm giảm nhẹ thiệt hại và chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu

IV.2.3. Sử dụng mô hình MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ ngập lụt trên địa bàn tỉnh Quảng Nam ứng với các trận mưa lũ điển hình

Lũ lụt là hiện tượng phức tạp, các trận lũ khác nhau rất nhiều về bản chất, về đặc điểm ảnh hưởng của chúng đối với những vùng ngập lũ. Kiểm soát lũ một các tuyệt đối là không thể thực hiện được mà mục tiêu phù hợp hơn là dự báo, cảnh báo, quản lý ứng phó và đối phó với lũ lụt để ngăn chặn tổn thất lan rộng và đạt được kết quả tốt nhất trong mỗi trường hợp. Việc xây dựng bản đồ ngập lụt góp phần cảnh báo và xác định vùng ngập lụt. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt đã được ứng dụng trong thực tế và mang lại hiệu quả cao. Có thể kể đến như:

- Phương pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS): Sử dụng ảnh LANDSAT với độ phân giải 30x30m để xác định vùng ngập lụt.

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa, tiến hành hoạt động điều tra thực địa vùng nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng và phân vùng ngập lụt khu vực nghiên cứu.

- Phương pháp ứng dụng mô hình thủy văn – thủy lực kết hợp với công nghệ GIS.

Trong báo cáo này, chúng tôi sử dụng phương pháp ứng dụng mô hình thủy văn - thủy lực (Mike 11) kết hợp với công nghệ GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, giúp xác định độ sâu và diện tích vùng ngập, góp phần cho công tác quản lý phòng chống ngập lụt.

MIKE11 - GIS là bộ công cụ rất mạnh trong việc trình bày và biểu diễn về mặt không gian các kết quả tính toán từ mô hình lũ một chiều (1D) phục vụ quy hoạch quản lý lũ. Hệ thống MIKE11 - GIS tích hợp công nghệ mô hình bãi ngập và sông của MIKE11 cùng với khả năng phân tích không gian của Hệ thống thông tin địa lý trên môi trường ArcGIS 9.1. MIKE11 - GIS phù hợp một cách lý tưởng như là một công cụ hỗ trợ quyết định đối với quản lý bãi ngập và sông qua diễn toán nâng cao, cung cấp biện pháp hiệu quả và chính xác về lập bản đồ và định lượng tác động của lũ đối với cộng đồng, cơ sở hạ tầng, nông nghiệp, thuỷ sản và môi trường.

Các kết quả và phân tích phát triển sử dụng MIKE11 - GIS là đầu vào rất quan trọng cho hàng loạt các biện pháp quản lý bãi ngập bao gồm đánh giá rủi ro lũ, giám sát lũ, dự báo lũ, bảo tồn và duy trì bãi ngập, các dự án công trình tiêu thoát và mô tả kỹ thuật thiết kế các dự án. Hệ thống hỗ trợ quyết định MIKE11 - GIS được thiết kế để chuyển dữ liệu kỹ thuật khó hiểu sang định dạng mới dễ hiểu và có nghĩa hơn.

MIKE11 - GIS được dựa trên dữ liệu trao đổi hai chiều giữa MIKE11 và ArcGIS:

1. MIKE11 - GIS lấy các thông số về mạng sông, mặt cắt ngang và đường quan hệ độ cao và diện tích từ mô hình số độ cao (DEM) được xây dựng trong ArcGIS. Dữ liệu tính

55

toán trong bước này được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu mặt cắt của MIKE11.

2. Sau khi xây dựng sơ đồ mô phỏng mạng sông cùng với việc các biên đầu vào, moduyn Mike11HD được sử dụng để xác định các thông số thủy lực: lưu lượng (Q) và mực nước (H)

3. MIKE11 - GIS nhập mức nước và lưu lượng được mô phỏng từ các file kết quả của MIKE11 xây dựng mức nước dựa trên đường lưới và so sánh dữ liệu này với DEM đã được xây dựng nhằm tạo ra bề mặt mô tả độ sâu và thời gian xảy ra lũ. Kết quả của MIKE11 cũng có thể được hiển thị trong MIKE11 - GIS như là biểu đồ chuỗi thời gian và mặt nghiêng dọc sử dụng giao diện người dùng đồ hoạ MIKE 11 - GIS.

Như vậy, tại mức cơ bản nhất, MIKE11 - GIS yêu cầu có các thông tin từ mô hình MIKE 11 (mạng sông), mô phỏng lũ trong MIKE11 và mô hình số độ cao (DEM).

Các đầu vào hữu ích khác là bản đồ sông, cơ sở hạ tầng, loại tài sản, sử dụng đất, dữ liệu hình ảnh vệ tinh hoặc các dữ liệu cụ thể của dự án khác.

Kết quả chính của MIKE11 - GIS là bản đồ lũ được trình bày như là một bản đồ mô tả độ sâu, thời gian và so sánh lũ. Bản đồ độ sâu lũ minh hoạ việc phân bố độ sâu của lũ, trong khi đó bản đồ thời gian lũ kết hợp giai đoạn ngập lũ thực tế và quan trọng, cụ thể như là các tham số có thể được sử dụng cho việc đánh giá thiệt hại lũ, phân tích rủi ro lũ, lập quy hoạch phát triển đô thị...

Bản đồ so sánh lũ là các bản đồ so sánh sự khác nhau giữa hai bản đồ lũ. Ví dụ, một bản đồ so sánh lũ có thể minh hoạ sự khác biệt giữa một trận lũ 100 năm khi nó xảy ra tại điều kiện hiện tại, và cùng một trận lũ xảy ra sau khi thực hiện một số các biện pháp giảm thiểu hoặc ngược lại sau khi một công trình nào đó khi hỏng.

Hình 5: Đầu vào và kết quả của MIKE 11 GIS

56

Thông tin thống kê về bản đồ lũ và bản đồ so sánh cũng có thể là kết quả đầu ra cung cấp phần tóm tắt thông tin dạng bảng của bản đồ.

b. Xây dựng bản đồ ngập lụt tỉnh Quảng Nam

Hình 6: Sơ đồ ứng dụng MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ ngập lụt

b.1. Ứng dụng mô hình MIKE – NAM xác định các giá trị lưu lượng

Mục tiêu: - Kiểm tra tính thích hợp của mô hình với khu vực nghiên cứu

- Xác định các thông số cơ bản cho mô hình khu vực nghiên cứu

Yêu cầu: Trên cơ sở mục tiêu, căn cứ vào lý thuyết của mô hình, để đảm bảo tính phù hợp của bộ thông số cho các tính toán sau này, đã lựa chọn 2 trận lũ để tính toán kiểm định mô hình:

- Trận lũ từ 19 – 27/101994 đại diện cho trận lũ vừa, dạng lũ đơn

- Trận lũ từ 18 – 27/11/1998 đại diện cho trận lũ lớn, kép

Kết quả tính toán và nhận xét:

Kết quả tính toán:

57

a: Trạm Thạnh Mỹ

b: Trạm Nông Sơn

Hình 7: Kết quả tính toán mô phỏng trận lũ 19 - 27/10/1994

a: Trạm Thạnh Mỹ

NONG SON, Observed RunOff [m̂3/s]NONG SON, Simulated RunOff [m̂3/s]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcali

brat

ion\N

ONG

SO

N.df

s0

00:001994-10-20

00:0010-21

00:0010-22

00:0010-23

00:0010-24

00:0010-25

00:0010-26

00:0010-27

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

NONG SON, Accumulated Qobs. Million [m̂3]NONG SON, Accumulated Qsim. Million [m̂3]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcali

brat

ion\N

ONG

SO

N.df

s0

00:001994-10-20

00:0010-21

00:0010-22

00:0010-23

00:0010-24

00:0010-25

00:0010-26

00:0010-27

0

100

200

300

400

500

600

700

THANH MY, Observed RunOff [m̂3/s]THANH MY, Simulated RunOff [m̂3/s]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcali

brat

ion\T

HANH

MY.

dfs0

00:001994-10-20

00:0010-21

00:0010-22

00:0010-23

00:0010-24

00:0010-25

00:0010-26

0

500

1000

1500

2000

THANH MY, Accumulated Qobs. Million [m̂3]THANH MY, Accumulated Qsim. Million [m̂3]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcali

brat

ion\T

HANH

MY.

dfs0

00:001994-10-20

00:0010-21

00:0010-22

00:0010-23

00:0010-24

00:0010-25

00:0010-26

0

50

100

150

200

THANH MY1998, Observed RunOff [m̂3/s]THANH MY1998, Simulated RunOff [m̂3/s]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rca

libra

tion\

THAN

H M

Y199

8.df

s0

00:001998-11-18

00:0011-20

00:0011-22

00:0011-24

00:0011-26

00:0011-28

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

THANH MY1998, Accumulated Qobs. Million [m̂3]THANH MY1998, Accumulated Qsim. Million [m̂3]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcali

brat

ion\T

HANH

MY1

998.

dfs0

00:001998-11-18

00:0011-20

00:0011-22

00:0011-24

00:0011-26

00:0011-28

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

58

b: Trạm Nông Sơn

Hình 8: Kết quả tính toán mô phỏng trận lũ 18 - 27/11/1998

- Đối với trận lũ 19 – 27/10/1994:

+ Trạm Nông Sơn (Thu Bồn, Flv = 3150km2)

R2 = 0,96

Đỉnh: DQ = Qsim - Qobs = -35m3/s

Tổng lượng: DW= Wsim – Wobs = 12,540 triệu m3

Thời gian xuất hiện đỉnh: Tđỉnh sim – T đỉnh obs = -4h

+ Trạm Thạnh Mỹ (Vũ Gia, Flv = 1850km2)

R2 = 0,964

Đỉnh: DQ = Qsim - Qobs = -97,75m3/s

Tổng lượng: DW= Wsim – Wobs = 9,694 triệu m3

Thời gian xuất hiện đỉnh: Tđỉnh sim – T đỉnh obs = -3h

- Đối với trận lũ 18 – 27/11/1998:

+ Trạm Nông Sơn

R2 = 0,94

Đỉnh: DQ = Qsim - Qobs = -494,8m3/s, DQ/Qobs = 4,7%

Tổng lượng: DW= Wsim – Wobs = 81 triệu m3, DW/ Wobs = 2,3%

Thời gian xuất hiện đỉnh: Tđỉnh sim – T đỉnh obs = 2h

Dạng lũ tương đối phù hợp

+ Trạm Thạnh Mỹ

R2 = 0,91

NONG SON1998, Observed RunOff [m̂3/s]NONG SON1998, Simulated RunOff [m̂3/s]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcal

ibrat

ion\N

ONG

SO

N199

8.df

s0

00:001998-11-18

00:0011-20

00:0011-22

00:0011-24

00:0011-26

00:0011-28

0

2000

4000

6000

8000

10000

NONG SON1998, Accumulated Qobs. Million [m̂3]NONG SON1998, Accumulated Qsim. Million [m̂3]

\\May

10\E

\m-tr

uong

\thea

nh\v

ugia-

thub

on\R

Rcali

brat

ion\N

ONG

SO

N199

8.df

s0

00:001998-11-18

00:0011-20

00:0011-22

00:0011-24

00:0011-26

00:0011-28

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

59

Đỉnh: DQ = Qsim - Qobs = -352,37m3/s, DQ/ Qobs = 5,1%

Tổng lượng: DW= Wsim–Wobs = 1,15 triệu m3, DW/Wobs = 0,06%

Thời gian xuất hiện đỉnh: Tđỉnh sim – T đỉnh obs = 1h

Dạng lũ tương đối phù hợp

Vì vậy, với kết quả tính toán như trên cho thấy mô hình có thể ứng dụng cho lưu vực Thu Bồn. Tuy vậy, các thông số của mô hình như hệ số chòng chảy tràn mặt, dòng chảy sát mặt, dòng chảy ngầm cũng như các hệ số giá trị ngưỡng TOF, TIF… phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện địa vật lý, thảm phủ, mức độ trữ nước đầu thời điểm tính toán (điều kiện đầu) và dạng phân bố mưa trên lưu vực do đó trong quá trình sử dụng cần quan tâm đến những yếu tố này. Kết quả hiệu chỉnh mô hình Mike Nam được thể hiện trên các hình vẽ dưới đây, mức hiệu quả của mô hình tại trạm Nông Sơn, Thạnh Mỹ đều >0,73. Với bộ thông số như vậy đảm bảo yêu cầu tính toán dòng chảy từ mưa tại các trạm trên các lưu vực sông thuộc Quảng Nam.

Bảng 21: Chỉ số Nash trạm Nông Sơn, Thạnh Mỹ tỉnh Quảng Nam

Trạm 1998 1999 2007

Nông Sơn 0,94 0,84 0,84

Thạnh Mỹ 0,92 0,73 0,79

Mức hiệu quả của mô hình Nam thông qua so sánh giá trị thực đo và giá trị tính toán thấp nhất là 0,73 và cao nhất 0,94 cho thấy: mô hình đã mô phỏng sát với thực tế, các giá trị tính toán có thể sử dụng để mô phỏng quá trình truyền lũ từ Nông Sơn và Thạnh Mỹ về các cửa sông: Cửa Hàn, Cửa Đại và Cửa Lở.

b.2. Ứng dụng mô hình MIKE 11

Vùng hạ du hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn bao gồm một mạng lưới sông tương đối dày đặc, phức tạp có quan hệ chặt chẽ về mặt thuỷ lực với nhau. Trong thời kỳ mùa lũ, do cường độ mưa lớn kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 hàng năm nên thường xuyên gây ra ngập lụt trong vùng. Dựa trên khảo sát thực tế cùng với các nguồn số liệu ở các tài liệu nghiên cứu đã triển khai, chúng tôi mô phỏng hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn như hình 9.

Sơ đồ tính thủy lực cho hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn Vu Gia Tam kỳ rất phức tạp. Hệ thống sông có nhiều nhánh nối với nhau và nhất là khi có lũ lớn tràn về mực nước các nhánh sông chảy qua vùng đồng bằng hạ lưu đều tràn bờ, nước lũ không chỉ chảy trong các nhánh sông mà còn chảy tràn qua các ô ruộng tạo ra nhiều hướng thoát lũ. Sơ đồ bắt đầu từ sông Vu Gia với biên số 1 là quá trình lưu lượng thực đo ở trạm thủy văn Thạnh Mỹ, tuyến sông thứ hai là tuyến sông Thu Bồn với biên vào là trạm thủy văn Nông Sơn. Như vậy: Sơ đồ tính thủy lực hệ thống Vu Gia - Thu Bồn gồm có 2 biên trên và 3 biên dưới, trong đó:

60

Cöa Sa Kú

Sg. Tam Kú

Tr­êng Giang

V?ng An Hßa

C« §

¬ng

rive

r

An B×nh

river

Hå Phó Ninh

Suèi CÇu §«i

B×nh S¬n river

Tr­êng Giang

Bµu Xu©n Yªn

Ly Ly

Hoi An Cöa §¹t

Thu Bån river

Bµu Sen§Ó Vâng

Cæ L­u river

M­¬

ng K

hª G

ñ

Ha XÊu river

Bµu Bè

Ba §u ri

ver

Chá §un river

L_ L_

VÜnh §iÖn

Khª Giµu

Tam Gi¸p river

VÜnh Trinh Khª

Phó

Léc

Khª Suè

i N«i

Duy Léc

L©u river

Khang river

Trinh r iver

Yªn river

La Thä river

Ba R_n

Qu¶ng H

u?

Sg.¸i NghÜa

Khª Le

Th¹ch Bµn

Khª §̧ M

µi

Thu B

on R

iver

Khª LËp

Khe

Gio

Khe Dienne

Vu Gia River

Kª Tra Ly

Khe Ba Na

Gia river

Tra N« river

Sg.§ak M

i

Khe Houa

Lang river

D©ng river

Cai R

iver

C¸i

rive

r

Con

riv

er

Beu Lien

Da Mang

Bung River

Cöa Hµn

Cöa §¹i

Cöa Lë

Biªn mùc n­íc

Biªn l­u l­îng

M¹ng s«ng

Hình 9: Sơ đồ mạng sông tính toán tỉnh Quảng Nam

Biên trên:

+, trạm thuỷ văn Nông Sơn

+, trạm thủy văn Thạnh Mỹ

Nhập lưu khu giữa: sông Bàu Lá, sông Tuý Loan, sông Vĩnh Trinh, sông Trà Kiên, sông Ly, sông Bung, sông Kone, sông Trung Phước, Khe Đá Mài

Biên dưới:

+, Cửa Hàn

+, Cửa Đại

+, Cửa Lở

61

Hình 10: Sơ đồ thủy lực hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn

62

Biên lưu lượng tại Nông Sơn và Thạnh Mỹ năm 98, 99, 2007

Năm 1998 Năm 1999 Năm 2007

Hình 11: Lưu lượng tại Nông Sơn và Thạnh Mỹ trong các năm

63

Biên mực nước

Năm 1998

Năm 1999

Năm 2007

Hình 12: Biên triều tại cửa Hàn, cửa Đại và Cửa Lở trong các năm

64

Biên khu giữa

Năm 1998 Năm 1999 Năm 2007

Hình 13: Các biên nhập lưu khu giữa

65

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

So sánh giá trị thực đo và tính toán trong các năm 1998, 1999 và 2007 tại trạm Câu Lâu đều cho kết quả mô phỏng phù hợp với thực tế. Chỉ số Nash cả ba năm đều đạt mức tốt (bảng 22).

Bảng 22: Chỉ số Nash tại trạm Câu Lâu tỉnh Quảng Nam

Năm 1998 1999 2007

Chỉ số Nash 0,88 0,97 0,88

Mô hình Mike 11 đã tính toán khá chính xác lưu lượng trong các trận lũ 1998, 1999 và 2007 và có khả năng ứng dụng trong việc tạo biên đầu vào cho mô hình Mike21 để mô phỏng diện và mức độ ngập lụt vùng hạ lưu sông Vu Gia - Thu Bồn

Bảng 23: So sánh mực nước lớn nhất thực đo và tính toán trận lũ năm 1998

Tên trạm Mực nước thực đo (m) Mực nước tính toán (m) ∆H(m)

Hội Khách 18,14 18,166 0,026

Ái Nghĩa 10,37 10,375 0,013

Giao Thủy 9,41 9,616 0,206

Bảng 24: So sánh mực nước lớn nhất thực đo và tính toán trận lũ năm 1999

Tên trạm Mực nước thực đo (m) Mực nước tính toán (m) ∆H(m)

Hội Khách 17,82 17,556 0,264

Ái Nghĩa 10,27 10,247 0,023

Giao Thủy 9,39 9,654 0,264

Bảng 25: So sánh mực nước lớn nhất thực đo và tính toán trận lũ năm

Tên trạm Mực nước thực đo (m) Mực nước tính toán (m) ∆H(m)

Hội Khách 17,74 17,755 0,015

Ái Nghĩa 10,36 10,498 0,138

Giao Thủy 9,6 9,686 0,086

Câu Lâu 5,39 5,274 0,116

Năm 1998 Năm 1999 Năm 2007

Hình 14: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tại trạm Câu Lâu

67

c. Xây dựng bản đồ ngập lụt

Dữ liệu được xuất ra từ mođun thủy lực MIKE11, nhập vào MIKE11 - GIS, kết hợp với nền địa hình là mô hình số độ cao (DEM) để mô phỏng diễn biến ngập lụt trong không gian. MIKE11 - GIS có thể mô phỏng diện ngập lụt lớn nhất, nhỏ nhất hay diễn biến từ lúc nước lên cho tới lúc nước xuống trong một trận lũ. Độ chính xác của kết quả tính từ mô hình và thời gian tính toán phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của DEM hay nói cách khác phụ thuộc vào độ phân giải của dữ liệu địa hình. Dữ liệu địa hình có độ phân giải càng cao thì càng chính xác, trong báo cáo sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 vùng đồng bằng và 1/50.000 vùng thượng lưu để xây dựng mô hình số độ cao DEM với kích thước 30mx30m. Với tỷ lệ như vậy sẽ đảm bảo mức độ chính xác cho bản đồ ngập lụt. Sau khi dữ liệu được nhập vào MIKE11 - GIS, tiến hành phân cấp mức độ ngập lụt thành 5 cấp:

- Cấp 1 ngập dưới 1m;

- Cấp 2 ngập từ 1 - 2m;

- Cấp 3 ngập từ 2 - 3m

- Cấp 4 ngập từ 3 - 4m.

- Cấp 5 ngập trên 4m

Để xác định diện ngập lụt của vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam, chúng tôi xác định theo tần suất xuất hiện lũ của trạm Câu Lâu. Dựa vào chuỗi số liệu đo đạc của trạm thủy văn Câu Lâu từ năm 1976 đến năm 2008, chúng tôi lựa chọn được các năm có mực nước đỉnh lũ cao nhất:

Bảng 26: Tần suất xuất hiện đỉnh lũ trên sông tại trạm Câu lâu

Năm H (cm) Thời gian P (%) Năm H (cm) Thời gian P (%)

1996 444 3/11 15 1999 523 3/11 2

1998 509 21/11 5 2007 539 12/11 1

Và kết quả tính toán diện tích ngập lụt sử dụng mô hình MIKE11 – GIS cho các trận lũ điển hình được trình bày ở bảng 27 và trên bản đồ ngập lụt của các năm 1999 và 2007 (là 2 trận lũ lớn nhất trong thời kỳ quan trắc) .

Bảng 27: Diện tích ngập theo các cấp ở hạ lưu sông Thu Bồn - Tam Kỳ (km2)

Cấp ngập Năm 1996 Năm 1998 Năm 1999 Năm 2007 Cấp 1 223,3 195,2 184,3 202.5 Cấp 2 136,3 154,7 132,4 148.2 Cấp 3 69,23 106,9 94,43 138.7 Cấp 4 20,77 55,51 65,94 75.1 Cấp 5 2,679 15,29 51,52 19.23 Tổng 452,279 527,6 528,59 583.73

Có thể thấy rằng, tình trạng ngập lụt ở vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam ngày càng có xu hướng gia tăng.

68

Hình 15: Bản đồ ngập lụt tỉnh Quảng Nam năm 1999

69

Hình 26: Bản đồ ngập lụt tỉnh Quảng Nam năm 2007

70

IV.3. THIÊN TAI HẠN HÁN CỦA TỈNH QUẢNG NAM

IV.3.1. Thiệt hại do hạn hán của tỉnh Quảng Nam

Hạn hán là loại thiên tai không ảnh hưởng thường xuyên hàng năm, nhưng có chu kỳ lặp lại với thời gian tương đối ngắn, từ 3 đến 4 năm xảy ra một lần và khi diễn ra thì có mức độ khốc liệt. Về thời gian, hạn hán xảy ra vào thời kỳ lúa Đông Xuân và Hè Thu đang làm đòng trổ bông, cây công nghiệp ngắn ngày đang ra hoa kết trái nên đã gây ra thiệt hại lớn trên nhiều mặt nhất là trên lĩnh vực nông nghiệp và nước sinh hoạt. Về không gian, hạn hán xảy ra trên diện rộng, đặc biệt là các khu vực chưa có công trình thuỷ lợi chủ động nước tưới và khu vực đồng bằng ven sông do thiếu công trình ngăn mặn, giữ ngọt.

Quảng Nam là khu vực thường xuyên xảy ra tình trạng hạn hán và theo tài liệu thống kê hạn hán từ năm 1990 trở lại đây hầu như năm nào cũng có hạn với các mức độ khác nhau và xu thế hạn hán ngày càng tăng. Diện tích có khả năng bị hạn rất lớn, vụ đông xuân trung bình khoảng 5.566ha, vụ hè thu đạt 1.700ha và đối với vụ mùa, diện tích lên tới 32.994ha (chiếm 65,8% diện tích gieo trồng). Hạn nặng và hạn vừa vào các vụ mùa ngày càng gay gắt hơn, chu kỳ hạn từ (7 – 10) năm. Chu kỳ hạn vụ đông xuân không ổn định, từ (5 - 7) năm. Việc cạn kiệt nhanh nguồn nước trên sông làm tăng xâm nhập mặn vào sông, gây thiếu nước sử dụng rất nghiêm trọng cả vùng thượng du sông lẫn đồng bằng ven biển và ô nhiễm môi trường do thiếu nước, các bệnh dịch phát sinh.

Bảng 68: Mức độ hạn hán tác động đến vụ đông xuân và vụ hè thu

Năm Tác động hạn hán

Năm Tác động hạn hán

Hạn ĐX Hạn HT Hạn ĐX Hạn HT 1977 vừa vừa 1992 nặng 1978 vừa vừa 1993 rất nặng rất nặng 1979 nhẹ nhẹ 1995 nhẹ nhẹ 1980 nhẹ 1996 nhẹ 1982 nhẹ Vừa 1997 nhẹ nhẹ 1983 nặng nặng 1998 vừa nặng 1984 nhẹ vừa 1999 nhẹ 1985 vừa 2000 1986 vừa vừa 2001 1987 nặng vừa 2002 vừa 1988 nhẹ nặng 2003 vừa vừa 1989 nhẹ 2004 vừa nặng 1990 nặng 2005 nặng vừa 1991 Nhẹ 2006 Nhẹ

(Nguồn: “Nghiên cứu và xây dựng công nghệ dự báo và cảnh báo sớm hạn hán ở Việt Nam, Viện KTTV”)

71

Theo tài liệu thống kê từ những năm 1952 trở lại đây, trong vòng 50 năm trong tỉnh Quảng Nam đã ghi nhận 4 năm hạn hán nặng nhất vụ mùa, đó là 1952, 1969, 1993 và 1998, hạn vụ đông xuân thì có các năm 1970 và 1984. Đặc biệt trong những năm gần đây, hạn hán ở vùng này xảy ra liên tiếp với mức độ khác nhau, có thể kể đến đợt hạn nặng nhất là đợt hạn từ tháng 5 - 8/1998 đã làm ảnh hưởng đến 32.767ha gieo trồng trong đó mất trắng 2.819ha và làm giảm năng suất của 15.750ha (bao gồm 4.365ha lúa, 1.971ha rau màu, 7.428ha cây công nghiệp ngắn ngày...). Thiếu nước sinh hoạt cho khoảng 200.000 người. Tổng thiệt hại ước tính khoảng 23.5 tỷ đồng.

Trong 5 năm từ 2001 đến 2005, năm nào cũng có hạn hán gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp và thiếu nước sinh hoạt. Liên tiếp trong các năm từ 2002 trở lại đây diện tích các cây trồng cạn bị hạn chiếm từ 8,76 đến 13,3% tổng số gieo trồng. Đặc biệt vụ mùa 2004 và đông xuân 2005, các diện tích mất trắng do hạn hán tăng cao. Bên cạnh đó là thiếu nước sinh hoạt cho khoảng 38,3% số người dân trong tỉnh.

Bảng 29: Thiệt hại do hạn hán qua các năm 2001-2005

Năm 2001 2002 2003 2004 2005

- Thiếu nước tưới lúa (ha ) 5.000 15.000 6.830 3.700 7.150

- Thiếu nước tưới rau, màu (ha) 5.000 6.900 10.000 5.000 8.000

- Thiếu nước sinh hoạt (người) 40.000 5.6000 50000 - 100.000

Tác động chung của hạn hán: Tác động của hạn ở nhiều quốc gia cũng như khu vực lãnh thổ thường được biểu thị qua các đặc trưng sau đây:

- Diện tích gieo trồng lúa và một số hoa màu bị thu hẹp

- Chi phí tưới và có thể cả chi phí sản xuất tăng lên

- Năng suất lúa và một số hoa màu suy giảm đến mức rất thấp

- Sản lượng lúa và cả sản lượng hoa màu quy thóc giảm sút

- Hạn thường xuyên đi kèm với cháy rừng, cháy thảm cỏ

- Hạn hán với nắng nóng kéo dài, gió thổi mạnh, làm cho nhiều đồi cát ven biển hoặc sa mạc nội địa, cát bay, phủ khắp ruộng vườn, làng mạc

- Hạn hán làm cho nguồn nước trong đất cạn kiệt, đất dễ bị suy thoái, dẫn đến nguy cơ hoang mạc hóa

- Hạn hán dẫn đến thiếu nước sinh hoạt, nước phục vụ sản xuất

- Hạn hán dẫn đến đói kém, kết quả là một số nông dân bỏ đồng ruộng đi phá rừng hoặc tìm kiếm việc làm ở thành thị, …

- Hạn hán dẫn đến mất an ninh lương thực thiếu hụt thức ăn và giảm khẩu phần cho

72

gia súc, …

Tình hình khô hạn phụ thuộc vào chế độ mưa và dòng chảy mùa kiệt từ tháng 1 đến tháng 8 hàng năm.

IV.3.2. Lựa chọn chỉ số khô hạn đánh giá hạn hán tỉnh Quảng Nam

Từ năm 1983 một số chuyên gia của Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) đã phân định 4 loại hạn hán sau đây:

(1) Hạn khí tượng: Thiếu hụt nước trong cán cân lượng mưa – lượng bốc hơi, nhất là trong các trường hợp liên tục ít mưa hoặc không mưa. Ở đây, lượng mưa tiêu biểu cho phần thu và lượng bốc hơi tiêu biểu cho phần chi của cán cân nước.

(2) Hạn nông nghiệp: Thiếu hụt mưa dẫn tới mất cân bằng giữa hàm lượng nước thực tế trong đất và nhu cầu nước của cây trồng. Hạn nông nghiệp thực chất là hạn sinh lý được xác định bởi điều kiện nước không thích nghi của cây trồng, hệ canh tác nông nghiệp,…

(3) Hạn thủy văn: Dòng chảy sông suối thấp hơn trung bình nhiều năm rõ rệt và mực nước trong các tầng chứa nước dưới đất hạ thấp

(4) Hạn kinh tế - xã hội: Nước không đủ cho nhu cầu của các hoạt động kT - XH

Có rất nhiều các chỉ số xác định các loại hạn hán. Có thể điểm qua một số các chỉ tiêu hạn như sau:

- Các chỉ tiêu hạn khí tượng xác định hạn theo lượng mưa (như Brunov, Henry, Cole, Bates...) và Viện Khí tượng Thủy văn năm 1985 đã xác định một bộ chỉ tiêu hạn với các tín hiệu mưa cụ thể là Đợt hạn: ít nhất 20 ngày liên tục lượng mưa không quá 10mm, trong đó ngày mưa nhiều nhất không quá 5mm; Tuần hạn: Lượng mưa tuần không quá 5mm; Tháng hạn: Lượng mưa tháng không quá 10mm và đến năm 1998 đã xác định cụ thể hơn là hạn xẩy ra khi: Lượng mưa tháng không quá 30mm (đối với các tháng từ 11 đến tháng 4) và lượng mưa tháng không quá 50mm (từ tháng 5 đến tháng 8)

- Các chỉ tiêu hạn khí tượng xác định hạn theo chỉ số hạn như chỉ số ẩm Lang (1913); chỉ số ẩm Koppen (1918); chỉ số ẩm De Martonne (1926); chỉ số ẩm Reidel (1920); chỉ số ẩm Angstrem (1936); chỉ số ẩm Selianinov (1948); chỉ số khô hạn; chỉ số khô hạn tích lũy; chỉ số mùa tổng quát...

- Các chỉ tiêu hạn nông nghiệp như chỉ số ẩm MI; chỉ số Bova; chỉ số Prescot; chỉ số hạn đất; chỉ số ẩm sẵn có; chỉ số thỏa mãn nhu cầu nước

Qua phân tích đánh giá các chỉ số hạn đã có, dựa trên số liệu thực tế ở tỉnh Quảng Nam và những đợt hạn thực tế xảy ra trên địa bàn tỉnh, chúng tôi lựa chọn các nhóm chỉ số được coi là cơ sở cho việc xây dựng chỉ số hạn hán của tỉnh:

+ Các chỉ số hạn theo định lượng mưa: R 10; 30; 50 mm: Chỉ tiêu hạn với

73

các điều kiện mưa do Viện Khí tượng thủy văn, xác định cụ thể như sau:

- Đợt hạn: ít nhất 20 ngày liên tục lượng mưa không quá 10mm, trong đó ngày mưa nhiều nhất không quá 5mm.

- Tuần hạn: Lượng mưa tuần không quá 5mm.

- Tháng hạn: Lượng mưa tháng không quá 10mm.

- Xác định hạn xảy ra khi: (1) Lượng mưa tháng không quá 30mm (vào các tháng 11 - 4); và (2) Lượng mưa tháng không quá 50mm (tháng 5 - 8).

+ Các chỉ số lượng mưa tích lũy:

- Hạn xẩy ra khi trên 21 ngày lượng mưa không vượt quá 30% lượng mưa cùng thời kỳ [Henry, 1906].

- Năm hạn có lượng mưa không quá 75% lượng mưa trung bình năm; tháng hạn có lượng mưa không quá 50% lượng mưa trung bình tháng [Bates, 1935].

+ Chỉ số khô hạn:

t

tt R

EK

Et: Lượng bốc hơi

Rt : Lượng mưa

+ Chỉ số khô hạn tích lũy

1

1)1(

n

iikknKn

Trong đó: ki: Chỉ số khô hạn tháng 1 (i = 1,2,…n)

IV.3.3. Hiện trạng khô hạn của tỉnh Quảng Nam

a) Khả năng không mưa trong mùa kiệt

Trung bình nhiều năm, lượng mưa mùa kiệt (1 - 8) chỉ chiếm 25 - 30% lượng mưa năm và thời gian không mưa liên tục kéo dài là nguyên nhân gây ra tình trạng hạn hán trên diện rộng. Mức độ khô hạn diễn ra nghiêm trọng khi thời gian không mưa kéo dài liên tiếp trong thời gian dài. Trên lãnh thổ Quảng Nam, vùng đồng bằng ven biển hàng năm trung bình có 9 đến 10 đợt không mưa kéo dài, nhiều nhất 14 đợt, ít nhất 3 đợt . Trung bình mỗi đợt không mưa kéo dài 14 đến 17 ngày, dài nhất là 100 ngày, nghĩa là trên 3 tháng nắng nóng liên tục không mưa. Ở trung du và vùng núi, trung bình hàng năm có 5 đến 6 đợt không mưa kéo dài, nhiều nhất là 9 đợt. Trung bình mỗi đợt không mưa kéo dài 9 đến 10 ngày, dài nhất là 55 ngày. Cụ thể ở một số vùng như sau:

74

Bảng 30: Thời gian không mưa liên tục dài nhất ở các địa phương

TT Địa điểm Thời gian không mưa liên tục Số ngày kéo dài

1 Tam Kỳ Từ 1/3/1984 đến 27/4/1984 58

2 Trà My Từ 31/1/1982 đến 26/3/1982 55

3 Câu Lâu Từ 20/1/1983 đến 29/4/1983 100

4 Ái Nghĩa Từ 6/3/1995 đến 7/5/1995 63

5 Hội An Từ 21/1/1983 đến 29/5/1983 99

b) Mức độ khô hạn ở Quảng Nam:

Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy không có một chỉ số nào có ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi điều kiện. Tuy nhiên không ít chỉ số đã thể hiện sự phù hợp cao với tình hình hạn hán ở từng vùng cụ thể. Đối với vùng Nam Trung Bộ nói chung và lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn tỉnh Quảng Nam nói riêng, các chỉ tiêu/chỉ số tính toán chỉ số khô hạn như PDSI, CMI, GMI, SI, Chỉ số khô Penman… hiện không thể áp dụng được do không đủ tài liệu quan trắc. Trong khuôn khô của chuyên đề này, công thức tính toán chỉ số khô hạn K (xét theo tiêu chuẩn cán cân nước)

Chỉ số khô hạn:

t

tt R

EK

Et: Lượng bốc hơi và Rt : Lượng mưa

Tháng nào có chỉ số khô hạn nhỏ hơn 1 tháng đó được coi là ẩm ướt, ngược lại tháng nào có chỉ số khô hạn nhỏ hơn 1 thì được coi là tháng khô hạn, và chỉ số khô hạn càng lớn thì càng khô hạn và ngưỡng chỉ tiêu khô hạn K được thể hiện ở bảng 32

Bảng 31: Ngưỡng các chỉ tiêu khô hạn K

Hệ số K Bảng đối chiếu mức khô hạn

K< 0,5 0,5 ≤ K <1,0 1,0 ≤ K <2,0 2,0 ≤ K <4,0 K≥ 4,0

Mức hạn Rất ẩm Ẩm Hơi khô Khô Rất khô

Chuỗi số liệu quan trắc mưa và bốc hơi năm 1997 – 2007 của các trạm trong và lân cận tỉnh Quảng Nam được trình bày trong bảng 32

75

Bảng 32: Liệt số liệu mưa và bốc hơi năm 1997 – 2007 (mm)

Năm Đà Nẵng Đà Nẵng

Tam Kỳ - Quảng Nam

Quảng Ngãi -Quảng Ngãi

Ba Tơ - Quảng Ngãi

Z X Z X Z X Z X

1997 889 2206 797 2484 878,3 1765,2 853,10 3443,1

1998 946,6 2148 811,1 3802,1 884,5 3080,4 853,90 4849,1

1999 878,4 3924,5 724,1 4370,3 900,6 2695,1 842,10 6520,5

2000 864,2 2828,3 732,2 3812,8 813,6 2153,3 788,20 4505,4

2001 891,6 2750,8 873,3 2859,6 864,3 1594,1 876,90 3067,5

2002 1125,2 2365,8 862,1 2463,1 881,9 2268,8 818,90 3562,1

2003 957,2 1739,5 997,9 2071,4 905,1 2065,4 748,80 4108,2

2004 1024 1375,1 809,9 2004,1 1097,5 1905,9 795,00 3319,9

2005 1107,9 1871,2 932,4 3158,9 1386,9 2451,2 813,50 4952,5

2006 1210,7 2231,7 1035,8 2333,7 1329,6 1668,8 842,10 2438,1

2007 1217,8 3064,1 820,3 5100,8 1052 2630,8 684,70 4072,7

Trên cơ sở số liệu quan trắc chúng tôi tính toán chỉ số khô hạn K theo năm của tỉnh (bảng 33)

Bảng 33: Chỉ số khô hạn trung bình năm khu vực Quảng Nam

Năm Chỉ số khô hạn Knăm

Đà Nẵng Tam Kỳ Quảng Ngãi Ba Tơ

1997 0,40 0,32 0,42 0,25

1998 0,44 0,21 0,24 0,18

1999 0,22 0,17 0,22 0,13

2000 0,31 0,19 0,24 0,17

2001 0,32 0,31 0,36 0,29

2002 0,48 0,35 0,49 0,23

2003 0,55 0,48 0,37 0,18

2004 0,74 0,40 0,40 0,24

2005 0,59 0,30 0,29 0,16

2006 0,54 0,44 0,57 0,35

2007 0,40 0,16 0,29 0,17

Với số liệu trung bình năm, khu vực Quảng Nam luôn đạt ngưỡng ẩm, tuy nhiên do tính chất phân mùa sâu sắc nên trong từng thời kỳ thể hiện các mức độ khô hạn khác nhau.

76

Bảng 34: Chỉ số khô hạn trung bình theo các tháng khu vực Quảng Nam

Trạm Đà Nẵng Tam Kỳ Trà My Quảng Ngãi

I 0,76 0,89 0,27 0,41

II 2,15 2,78 1,43 1,08

III 3,85 13,3 2,11 2,19

IV 3,41 3,16 0,85 2,38

V 1,86 1,54 0,34 1,56

VI 1,40 0,85 0,29 1,11

VII 1,54 2,50 0,40 1,45

VIII 1,21 1,43 0,36 0,82

IX 0,26 0,41 0,14 0,26

X 0,13 0,12 0,05 0,10

XI 0,19 0,10 0,03 0,09

XII 0,34 0,20 0,08 0,18

Năm 0,35 0,52 0,19 0,41

Qua nghiên cứu chỉ số khô hạn, có thể thấy ở Quảng Nam có 2 thời kỳ khô hạn là từ tháng 1II đến tháng 1V và từ tháng VII đến tháng VIII. Tại trạm khí tượng Tam Kỳ, đại diện cho vùng đồng bằng, tháng 1II và tháng VII chỉ số khô hạn trung bình chỉ có 0.5. Chỉ số khô hạn nhỏ nhất bằng không có thể kéo dài 100 ngày ở vùng Điện Bàn, Hội An, hơn 60 ngày ở vùng Đại Lộc và 55 ngày vùng phía nam của tỉnh. Hạn hán thường xẩy ra vào tháng 1II và tháng VII, đây cũng là thời kỳ lúa Đông Xuân và Hè Thu làm đòng trổ bông, vì vậy công tác phòng chống hạn phải đặt ra thường xuyên.

Hình : Bản đồ chỉ số hạn tỉnh Quảng Nam

77

c) Tình trạng khô kiệt của dòng chảy mùa kiệt trên các sông tỉnh Quảng Nam

Dòng chảy mùa kiệt trên sông phụ thuộc vào trữ lượng nước ngầm và lượng mưa trong mùa khô. Căn cứ vào sự biến đổi dòng chảy từ tháng 1 đến tháng VIII hàng năm, có thể chia mùa cạn trên các sông suối tỉnh Quảng Nam thành 2 thời kỳ:

- Thời kỳ dòng chảy ổn định, thường từ tháng 1 đến tháng 1V, dòng chảy thời gian này chủ yếu là do lượng nước trữ trong lưu vực sông cung cấp nên xu hướng giảm dần theo thời gian và sau đó ổn định.

- Thời kỳ dòng chảy không ổn định, thời gian từ tháng V đến tháng VII. Trong thời kỳ này, dòng chảy thường không ổn định do nguồn cung cấp nước cho dòng chảy ngoài nước ngầm còn có lượng mưa trong mùa cạn chủ yếu là mưa tiểu mãn.

Bảng 75: Dòng chảy mùa kiệt trung bình tháng trên sông tỉnh Quảng Nam

Đơn vị: Q (m3/s)

Trạm I II III IV V VI VII VIII

Thạnh mỹ 106, 67,5 45,8 40,8 55,3 62,5 46,4 52,5

Nông Sơn 224 136 90,1 73,5 107 108 73,8 75,1

Dòng chảy nhỏ nhất trên sông suối tỉnh Quảng Nam thường xảy ra 2 lần trong năm, lần thứ nhất vào tháng 1II tháng 1V và lần 2 vào tháng VII tháng VIII. Lưu lượng dòng chảy tháng nhỏ nhất tại trạm Thạnh Mỹ trên sông Vu Gia là 16,2m/s (tháng 1V/1983), tại trạm Nông Sơn trên sông Thu Bồn là 28,1m/s (tháng 1V/1983).

d) Tình trạng hạn hán tỉnh Quảng Nam

Như vậy, mỗi năm trung bình ở Quảng Nam có khoảng 3 tháng hạn, những năm nhẹ hạn chỉ tập trung vào tháng 1I, tháng 1II, tháng 1V và kết thúc vào thời kỳ mưa tiểu mãn. Những năm nặng, hạn bắt đầu từ tháng 1 và kéo dài cho đến tháng VI, tháng VII thậm chí tháng VIII. Năm 1976, hạn kéo dài suốt 7 tháng từ tháng 1I đến tháng VIII. Nói chung ở vùng núi ít hạn hơn ở đồng bằng ven biển (bảng 36)

Bảng 36: Một số đặc trưng hạn ở khu vực Quảng Nam

Đặc trưng Đà Nẵng Quảng Ngãi

Số tháng hạn trung bình 2,89 3,01

Độ lệch tiêu chuẩn 2,12 2,27

Số tháng hạn nhiều nhất 7 8

Năm xẩy ra 1976 1993

78

e) Xu thế hạn ở Quảng Nam

Xu thế hạn ở Quảng Nam được đánh giá bằng phương trình Ht = b0+b1t

Ở đây,

t

t

tt

ttHHtb

21 )(

))((

Với t

tHn

H 1

t

tn

t 1 được gọi là tốc độ xu thế

tbHb 10 được gọi là gốc của đường biểu diễn xu thế

Độ tin cậy của phương trình xu thế được ước lượng bằng hệ số tương quan giữa H và t

t t

tt

xtttHH

ttHHr

2)(2)(

))((

Các hệ số được xác định tại trạm khí tượng Đà Nẵng như sau:

b0 = 0,0069; b1 = 2,69; rxt = 0,0444

Trên cơ sở phương trình, có thể nhận định như sau về xu thế hạn của khu vực Quảng Nam trong 50 năm gần đây:

- Mối liên hệ giữa đặc trưng phản ánh mức độ hạn với thời gian rất không đáng kể, nghĩa là không thể thừa nhận xu thế hạn tăng hay giảm theo thời gian.

- Xu thế hạn gia tăng ở đây, tuy nhiên tốc độ xu thế tăng rất bé. Tính cho mỗi thập kỷ, tốc độ tăng cũng chỉ đến 0,219 tháng nghĩa là 6 – 7 ngày qua mỗi thập kỷ, hoàn toàn có thể bỏ qua.

79

V. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LŨ LỤT VÀ HẠN HÁN

V.1. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM VÀ Ở TỈNH QUẢNG NAM

V.1.1. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam

Biến đổi khí hậu là sự thay đổi của khí hậu do bị ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp từ các hoạt động của con người làm thay đổi cấu thành của khí quyển toàn cầu và sự biến đổi tự nhiên của khí hậu quan sát được so với thời gian trước đó.

Mực nước biển dâng cao là ảnh hưởng lớn nhất do biến đổi khí hậu tác động đến Việt Nam. Theo báo cáo của ngân hàng thế giới năm 2007 thì Việt Nam được xếp vào 1 trong 5 nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất bởi mực nước biển dâng cao. Và trong báo cáo năm 2008, Việt Nam nằm trong 4 nước chịu tác động mạnh nhất của biến đổi khí hậu. Báo cáo dự báo rằng: Mực nước biển tăng lên 1m sẽ ảnh hưởng đến khoảng 5% diện tích đất của Việt Nam và 11% dân số cả nước, tác động đến 7% diện tích đất Nông nghiệp và giảm GDP đến 10%. Nếu mực nước biển tăng 3m sẽ ảnh hưởng tới 12% diện tích đất và 25% dân số, tác động đến 17% diện tích đất nông nghiệp và giảm 24% GDP.

Biến đổi về khí hậu dẫn đến những thay đổi về hình thái mưa, lũ lụt và hạn hán. Theo một nghiên cứu điển hình cho báo cáo phát triển con người của UNDP thì nếu so với năm 1990, tổng lượng mưa hàng năm chắc chắn sẽ tăng khoảng từ 2,5% đến 4,8% vào năm 2050 và từ 4,7% đến 8,8% vào năm 2100 và biến đổi khí hậu cũng sẽ làm cho mưa trở nên không đều và biến đổi hơn theo không gian và thời gian. Theo thông báo quốc gia về biến đổi khí hậu, các thiệt hại về lũ lụt là rất lớn nếu lượng mưa hàng ngày tăng lên mức 12- 19% vào năm 2070. Khu vực miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long là những nơi đã và sẽ ảnh hưởng nhiều hơn của lũ lụt do khả năng xuất hiện và cường độ lũ ở khu vực này được ghi nhận tăng lên so với nửa đầu thế kỷ 20.

Biến đổi khí hậu cũng gây ra thay đổi hình thái bão và tác động đến sản xuất nông lâm ngư nghiệp cũng như sức khoẻ con người. Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu khí tượng khí hậu quốc gia thì mặc dù số các cơn bão mà Việt Nam phải hứng chịu có giảm đi trong thời gian gần đây nhưng cường độ của các cơn bão lại tăng lên và sẽ không có gì chắc chắn về tần suất các cơn bão sẽ xẩy ra. Quỹ đạo các trận bão dường như đang có xu hướng chuyển về phía Nam trong những năm gần đây. Hậu quả là các vùng ven biển sẽ phải hứng chịu các cơn bão có cường độ mạnh hơn, đe doạ nhiều hơn đến tính mạng người dân, sinh kế, cơ sở hạ tầng, sản xuất nông nghiệp, bệnh dịch và đa dạng sinh học.

Kịch bản khí hậu, theo định nghĩa của IPCC là một cách trình diễn hợp lý, giản lược về khí hậu tương lai dựa trên một loạt quan hệ khí hậu nội tại nhất quán, những quan hệ này được xây dựng để sử dụng trực tiếp để nghiên cứu hệ quả tiềm năng mô hình tác động của biến đổi khí hậu.

80

Ở Việt Nam đã có nhiều kịch bản khí hậu được xây dựng vào các năm gần đây: kịch bản biến đổi khí hậu năm 1994, kịch bản biến đổi khí hậu năm 1998, kịch bản biến đổi khí hậu năm 2007 và năm 2009. Kịch bản biến đổi khí hậu năm 2009 được Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường xây dựng theo phương pháp tổ hợp MAGIC – SCENGEN từ các mô hình khí hậu của nhiều nước khác nhau trên thế giới trong quá trình chuẩn bị cho báo cáo đánh giá biến đổi khí hậu thứ 3 (TAR). Kịch bản biến đổi khí hậu này được xây dựng chi tiết cho 7 vùng khí hậu ở Việt Nam: Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ. Nội dung chủ yếu của kịch bản bao gồm: Mức tăng nhiệt độ trung bình (0C), mức thay đổi tỷ lệ lượng mưa và mực nước biển dâng vào các năm: 2020, 2030,…, 2100 so với thời kỳ 1980 - 1999. Kịch bản này đã được Nhà nước phê duyệt vào năm 2009.

V.1.2. Biến đổi khí hậu ở tỉnh Quảng Nam

Kịch bản nhiệt độ

Nội dung chủ yếu trong kịch bản nhiệt độ là mức tăng nhiệt độ trung bình năm các mùa: xuân (3 - 5), hạ (6 - 8), thu (9 - 11), đông (12 - 2).

Ở Quảng Nam, theo kịch bản cao mức tăng nhiệt độ trung bình năm so với thời kỳ 1980 – 1999 vào các năm 2020, 2050, 2070, 2100 là: 0,4; 1,0; 1,5; 2.40C. Tuy nhiên, mức tăng nhiệt độ lại khác nhau trong các mùa, trong đó mùa hè cao hơn trung bình năm còn trong mùa xuân, mùa thu và mùa đông thì ngược lại, thấp hơn hoặc xấp xỉ trung bình năm.

Theo kịch bản vừa, mức tăng nhiệt độ trung bình so với thời kỳ 1980 – 1999 vào các năm nói trên lần lượt là 0,4; 0,9; 1,4; 1,90C cao hơn chút ít so với mức tăng của kịch bản thấp: 0,4; 0,9; 1,2; 1,20C.

Khác kịch bản cao, trong kịch bản vừa và thấp của nhiệt độ trung bình mùa xuân, mùa thu và mùa đông cao hơn của năm và mức tăng của nhiệt độ trung bình mùa hè thì ngược lại, thấp hơn của năm (Bảng 37).

Bảng 8: Mức tăng nhiệt độ (0C) so với thời kỳ 1980 -1999 theo kịch bản

Mức kịch bản Thời kỳ 2020 2050 2070 2100

Cao

tháng 12 - 2 0,4 1,0 1,5 2,5

tháng 3 - 5 0,4 0,9 1,3 2,2

tháng 6 - 8 0,4 1,1 1,7 2,8

tháng 9 - 11 0,3 0,7 1,1 1,8

Năm 0,4 1,0 1,5 2,4

Vừa tháng 12 - 2 0,4 1,0 1,5 2,0

81

tháng 3 - 5 0,4 1,0 1,5 2,2

tháng 6 - 8 0,3 0,7 1,0 1,4

tháng 9 - 11 0,4 1,0 1,5 2,1

Năm 0,4 0,9 1,4 1,8

Thấp

tháng 12 - 2 0,4 1,0 1,2 1,3

tháng 3 - 5 0,4 1,0 1,3 1,4

tháng 6 - 8 0,3 0,7 0,8 0,9

tháng 9 - 11 0,4 1,0 1,3 1,4

Năm 0,4 0,9 1,2 1,2

Kịch bản lượng mưa

Nội dung cơ bản của kịch bản lượng mưa là mức tăng hay giảm hay còn gọi là mức thay đổi tỷ lệ lượng mưa năm vào các mùa: xuân, hạ, thu, đông.

Ở Quảng Nam, theo kịch bản cao, mức tăng lượng mưa năm so với thời kỳ 1980 -1999 vào các năm 2020, 2050, 2070 và 2100 lần lượt là 0,8; 1,9; 3,1; 5,0%. Tuy nhiên, mức thay đổi tương ứng trong các mùa rất khác nhau: giảm đi trong mùa đông, mùa xuân và ngược lại là tăng lên trong mùa hè và mùa thu.

Theo kịch bản vừa, mức tăng của lượng mưa năm so với thời kỳ 1980 – 1999 vào các năm nói trên lần lượt là 0,3; 0,8; 1,1; 1,5%. Cũng như kịch bản cao, mức thay đổi của lượng mưa trong kịch bản vừa là giảm đi trong mùa đông, mùa xuân và tăng lên trong mùa hè và mùa thu nhưng với tỷ lệ thấp hơn.

Theo kịch bản thấp, mức tăng của lượng mưa năm so với thời kỳ 1980 – 1999 vào các năm nói trên lần lượt là 0,3; 0,7; 0,9; 1,0%. Tương tự kịch bản cao và kịch bản vừa, lượng mưa mùa đông và mùa xuân giảm đi trong khi lượng mưa mùa hè và mùa thu tăng lên với tỷ lệ còn thấp hơn kịch bản vừa (bảng 38).

Bảng 9: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản

Mức kịch bản Thời kỳ 2020 2050 2070 2100

Cao

tháng 12 - 2 -2,2 -5,3 -8,0 -13,9

tháng 3 - 5 -3,0 -7,1 -11,0 -18,1

tháng 6 - 8 0,8 1,9 3,1 5,0

tháng 9 - 11 2,5 6,1 9,3 15,3

Năm 0,7 1,7 2,5 4,1

82

Vừa

tháng 12 - 2 -2,0 -5,4 -7,6 -10,2

tháng 3 - 5 -2,8 -7,4 -10,5 -14,2

tháng 6 - 8 0,8 2,1 2,9 3,9

tháng 9 - 11 2,4 6,3 9,0 12,1

Năm 0,7 1,7 2,4 3,2

Thấp

tháng 12 - 2 -2,0 -5,1 -3,5 -6,7

tháng 3 - 5 -2,8 -7,1 -8,7 -9,3

tháng 6 - 8 0,8 1,9 2,4 2,6

tháng 9 - 11 2,4 6,0 7,8 7,9

Năm 0,7 1,6 2,0 2,2

Kịch bản nước biển dâng

Trên các đoạn bờ biển Việt Nam, từ Bắc Bộ, Trung Bộ đến Nam Bộ đều có chung kịch bản nước biển dâng (bảng 39). Theo kịch bản cao, mực nước biển dâng vào các năm 2020, 2050, 2070 và 2100 là 12; 33; 57; 100 cm trong khi kịch bản vừa dự kiến mực nước biển dâng trong các năm nói trên là 12; 30; 46; 75 cm. Theo kịch bản thấp, mực nước biển dâng vào năm 2050 là 28 cm và năm 2100 là 65 cm.

Bảng 10: Mực nước biển dâng so với thời kỳ 1980 – 1999 (cm)

Kịch bản 2020 2050 2070 2100

Thấp 11 28 42 65

Vừa 12 30 46 75

Cao 12 33 57 100

Theo các kịch bản biến đổi khí hậu, khi lượng mưa trong mùa mưa lũ có xu hướng gia tăng và mực nước biển tăng, lũ và ngập lụt cũng có xu hướng gia tăng mạnh mẽ. Từ tháng 9 đến tháng 12 hàng năm là thời kỳ mưa lũ ở Quảng Nam. Mưa lớn tập trung từ trung tuần tháng 10 đến thượng tuần tháng 12.

Lượng mưa mùa lũ từ tháng 9 - 12 chiếm từ 60 đến 76% lượng mưa năm. Lượng mưa này phân bố không đều trên toàn lãnh thổ, vùng núi Tây Bắc có lượng mưa chiếm từ 60 đến 76%, vùng núi Tây Nam có lượng mưa mùa lũ chiếm từ 70 đến 76%. Và vùng đồng bằng ven biển, lượng mưa mùa lũ chiếm từ 75 đến 76% lượng mưa cả năm. Lượng mưa 1, 3, 5 ngày lớn nhất cùng với diện mưa quyết định đến trận lũ lớn hay nhỏ và thời gian duy trì lũ trên sông chậm hay nhanh. Vì vậy theo các kịch bản biến đổi khí hậu đã xác định được mức độ thay đổi tỷ lệ (%) lượng mưa qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với

83

thời kỳ 1980 – 1999 ứng với các kịch bản phát thải thấp đến cao (bảng 40)

Bảng 40: Mức thay đổi tỷ lệ (%) lượng mưa qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời kỳ 1980 – 1999 ứng với các kịch bản phát thải thấp đến cao

Trạm Kịch bản Thời kỳ 2020 2050 2070 2100 Đ

à N

ẵng

B1

Năm 0,2 1,5 2,0 2,4

XII-II -1,8 -3,7 -4,6 -4,9

III-V -2,7 -5,8 -7,2 -7,7

VI-VIII 0,8 1,7 2,1 3,1

IX-XI 2,1 4,4 5,4 5,8

B2

Năm 0,0 1,6 2,7 4,0

XII-II -1,5 -3,9 -5,5 -7,4

III-V -2,3 -6,2 -8,7 -11,7

VI-VIII 0,7 1,8 2,6 3,5

IX-XI 1,7 4,6 6,6 8,9

A2

Năm 0,1 1,5 2,9 5,3

XII-II -1,5 -3,7 -5,8 -9,5

III-V -2,5 -5,9 -9,1 -14,9

VI-VIII 0,8 1,8 2,7 4,4

IX-XI 1,9 4,5 6,9 11,3

Quả

ng N

gãi

B1

Năm 1,9 5,1 6,4 6,9

XII-II -0,8 -1,7 -2,1 -2,2

III-V -1,2 -2,4 -3,0 -3,2

VI-VIII 1,5 3,2 3,9 4,2

IX-XI 4,2 8,8 10,8 11,5

B2

Năm 1,4 5,3 8,0 11,1

XII-II -0,7 -1,7 -2,5 -3,4

III-V -1,0 -2,6 -3,6 -4,9

VI-VIII 1,3 3,4 4,8 6,4

IX-XI 3,5 9,2 13,0 17,6

A2

Năm 1,6 5,1 8,4 14,4

XII-II -0,7 -1,6 -2,6 -4,3

III-V -1,0 -2,4 -3,8 -6,2

VI-VIII 1,4 3,2 5,0 8,2

IX-XI 3,7 8,8 13,7 22,4

84

Từ bảng 40 là kết quả tính toán mức thay đổi lượng mưa theo các kịch bản từ thấp đến cao. Nhìn chung, lượng mưa năm ở các trạm đều có xu hướng tăng dao động trong khoảng từ 2,5 đến 15,5% theo các kịch bản. Ở đây lượng mưa giảm vào tháng 12 - 2 và 3 - 5, trong đó mùa tháng 3 - 5 giảm nhiều hơn so với mùa tháng 12 - 2.

Như đã nói ở trên thì kịch bản nước biển dâng được kiến nghị là: Kịch bản cao được tính toán theo kịch bản phát thải cao A1FI và Kịch bản trung bình được tính toán theo kịch bản phát thải trung bình B2. Bảng 41 là mức độ ngập lụt ở tỉnh Quảng Nam khi mực nước biển dâng theo 2 phương án phát thải cao A1FI và trung bình B2.

Bảng 41: Diện tích ngập lụt ứng với các nước biển dâng (kịch bản cao)

Kịch bản Diện tích ngập ứng với các kịch bản (km2)

2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Cao: Mực nước biển dâng (cm) 11,6 17,3 24,4 33,4 44,4 57,1 71,1 86,1 102

Quảng Nam 1,94 2,08 2,26 2,56 2,93 3,35 3,92 4,50 6,23

Trung bình: Mực nước biển (cm) 11,7 17,1 23,2 30,1 37,6 45,8 54,5 63,8 73,7

Quảng Nam 1,94 2,08 2,23 2,44 2,75 2,97 3,29 3,60 4,03

Có thể thấy với mức độ dâng của mực nước biển từ 11,6 đến 102cm (kịch bản

A1FI) và từ 11,7 đến 73,7cm (kịch bản B2) thì ở Quảng nam mức độ ngập lụt vùng ven

biển khá rộng (từ 1,94km2 đến 6,23km2), thấp hơn so với Thừa Thiên Huế (từ 230 đến

350 km2) nhưng cao hơn Quảng Ngãi (từ 2 đến 6 km2).

V.2. XU HƯỚNG CỦA THIÊN TAI Ở QUẢNG NAM

Theo kết quả nghiên cứu của Tổ chức Đông Tây hội ngộ (EMWF), các loại thiên

tai tác động chủ yếu trên địa bàn tỉnh Quảng Nam có xu hướng ngày càng nhiều hơn về số

lượng và mạnh hơn về mức độ tác động. Đồng thời có xu hướng diễn biến phức tạp, khó

lường hơn về hướng đi, mùa ảnh hưởng và khu vực ảnh hưởng. Số liệu thu thập được của

Trung tâm khí tượng thuỷ văn Quảng Nam trong 5 năm gần đây thể hiện xu hướng bão

ngày càng nhiều hơn.

85

Bảng 11: Xu hướng thiên tai trong 5 năm gần đây ở Quảng Nam

TT Loại thiên tai 2003 2004 2005 2006 2007

1 Bão

1.1 Bão trên biển Đông 7 5 9 10 7

1.2 Bão ảnh hưởng đến Tỉnh 4 2 6 4 4

2 Số trận lụt 4 2 6 4 9

3 Tổng lượng mưa cả năm (mm) 2.071 2.009 3.158 2.356 3.440

4 Lốc tố

4.1 Số trận lốc ở miền Trung 6 4 8 5 6

4.2 Số trận lốc ở Quảng Nam 3 3 6 3 1

5 Mực nước triều cao nhất (cm) 83 78 84 80 94

6 Số đợt nắng nóng ở miền Trung 11 9 13 13 9

Lũ lụt cũng có xu hướng ngày càng gia tăng do lượng mưa lớn và tập trung, rừng đầu nguồn bị thu hẹp, dòng chảy thoát nước ra biển ngày càng hạn chế do có nhiều công trình xây dựng dọc theo bờ sông. Do lũ lụt ngày càng gia tăng nên mức độ sạt lở cũng có xu hướng ngày càng tăng, tiềm ẩn nguy cơ mất đất sản xuất nông nghiệp, nhà cửa, tài sản và phá huỷ các công trình phúc lợi công cộng ven sông.

Mức độ ảnh hưởng của mỗi loại thiên tai đối với từng khu vực là khác nhau tuỳ thuộc vào những đặc điểm riêng của từng khu vực như vị trí địa lý, địa hình, nguồn thu nhập chính của cộng đồng, mức độ phát triển cơ sở hạ tầng. Từ đó, dưới tác động của thiên tai, cộng đồng ở những khu vực khác nhau sẽ gặp những vấn đề khác nhau và cần có những giải pháp khác nhau trong hoạt động phòng chống và giảm nhẹ hậu quả biến đổi khí hậu.

V.3. DỰ BÁO XU THẾ BIẾN ĐỘNG CÁC THIÊN TAI LŨ LỤT VÀ HẠN HÁN CỦA TỈNH QUẢNG NAM ĐẾN NĂM 2020 CÓ XÉT ĐẾN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

V.3.1. Dự báo xu thế biến động của lũ và ngập lụt đến năm 2020 tỉnh Quảng Nam

Như đã nói ở trên thì kịch bản nước biển dâng được kiến nghị là: Kịch bản cao được tính toán theo kịch bản phát thải cao A1FI và Kịch bản trung bình được tính toán theo kịch bản phát thải trung bình B2. Bảng 41 là mức độ ngập lụt ở tỉnh Quảng Nam khi mực nước biển dâng theo 2 phương án phát thải cao A1FI và trung bình B2.

86

Bảng 12: Diện tích ngập lụt ứng với các nước biển dâng (kịch bản cao)

Kịch bản Diện tích ngập ứng với các kịch bản (km2)

2020 2050 2100

Cao: Mực nước biển dâng (cm) 11,6 33,4 102

Quảng Nam 1,94 2,56 6,23

Trung bình: Mực nước biển (cm) 11,7 30,1 73,7

Quảng Nam 1,94 2,44 4,03

Có thể thấy với mức độ dâng của mực nước biển từ 11,6 đến 102cm (kịch bản A1FI) và từ 11,7 đến 73,7cm (kịch bản B2) thì ở Quảng Nam mức độ ngập lụt vùng ven biển khá rộng (từ 1,94km2 đến 6,23km2), thấp hơn so với Thừa Thiên Huế (từ 230 đến 350 km2) nhưng cao hơn Quảng Ngãi (từ 2 đến 6km2).

Với bộ thông số mô hình Mike 11 – GIS đã được thiết lập, chúng tôi xác định diện ngập lụt ở vùng hạ du tỉnh Quảng Nam ứng với các kịch bản biến đổi lượng mưa, mực nước biển dâng. Năm 2007 là năm có mức độ lũ và ngập lụt lớn nhất trong thời kỳ quan trắc, ứng với tần suất xuất hiện 1% được chúng tôi lựa chọn. Ứng với trận lũ này, mức ngập theo các kịch bản biến đổi khí hậu như sau (bảng 43).

Có thể thấy rằng, diện tích ngập úng có xu thế tăng từ 4,76% (năm 2020) tới 14,4% (năm 2100), tuy nhiên sự biến động diện tích ngập úng trong từng cấp ngập rất khác nhau. Diện tích ngập ở cấp 1 (dưới 1m nước) có xu hướng không thay đổi nhiều, thậm trí còn thu hẹp về diện nhưng cấp ngập 5 (trên 4m) tăng rất lớn, đến năm 2100, diện tích ngập trên 4m tăng 1,8 lần so với năm 2007 khi cùng gặp trận lũ có tần suất xuất hiện 1%. Như vậy có thể thấy rằng vùng đồng bằng Quảng Nam có diện tích ngập không tăng nhiều nhưng độ sâu ngập lụt tăng rất lớn.

Bảng 13: Diện tích ngập lụt hạ du ứng với các kịch bản biến đổi khí hậu

Cấp ngập Hiện tại 2007

Năm 2020 Năm 2050 Năm 2100

Diện tích

(km2)

So với 2007 (%)

Diện tích

(km2)

So với 2007 (%)

Diện tích

(km2)

So với 2007 (%)

0-1m 202,5 201,6 -0,44 200,5 -0,99 202,6 0,05

1m-2m 148,2 155,2 4,72 158,5 6,95 162,1 9,38

2m-3m 138,7 152,1 9,66 152,3 9,81 152 9,59

3m-4m 75,1 82,3 9,59 90,62 20,67 117 55,79

>4m 19,23 20,31 5,62 23,99 24,75 34,15 77,59

Tổng (km2) 583,73 611,51 4,76 625,91 7,23 667,85 14,41

87

Hình 3: Diện tích ngập năm 2007 (ứng với tần suất 1%)

Hình 4: Diện tích ngập năm 2020 (ứng với tần suất 1%)

88

Hình 5: Diện tích ngập năm 2050 (ứng với tần suất 1%)

Hình 6: Diện tích ngập năm 2100 (ứng với tần suất 1%)

89

V.3.2. Dự báo xu thế hạn hán theo kịch bản Biến đổi khí hậu đến năm 2020 tỉnh Quảng Nam

Tác động của biến đổi khí hậu đến hạn hán ở Quảng Nam được nghiên cứu thông qua việc xây dựng kịch bản hạn hán cho khu vực này. Căn cứ vào tính chất triền miên của hạn hán ở vùng khí hậu Nam Trung bộ nói chung và Quảng Nam nói riêng với kết quả đối chiếu các chỉ số hạn đã có với các yêu cầu về chỉ số hạn hoặc phục vụ xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, ở trên chúng tôi đã xác định chỉ số hạn hán với các thành tố sau đây:

(1) Tên chỉ số: Độ dài mùa hạn

(2) Đơn vị trắc lượng: Thời gian kéo dài, tính bằng tháng hoặc bằng ngày

(3) Điều kiện xuất hiện và tồn tại hạn

Hạn xuất hiện và tồn tại trong cả mùa vụ được xác định thông qua các tiêu chí sau đây:

(a) Trong thời gian từ tháng XI đến tháng 1V tổng lượng mưa 3 tháng liên tiếp không quá 60mm.

(b) Trong thời gian từ tháng 1V đến tháng V tổng lượng mưa không quá 70mm

(c) Trong thời gian từ tháng V đến tháng 1X tổng lượng mưa 2 tháng liên tiếp không quá 100mm.

Đối với bất cứ địa phương nào trong khu vực, được coi là tồn tại hạn khi thỏa mãn các điều kiện sau đây:

- Tồn tại hạn đông xuân với điều kiện (a), (b)

- Tồn tại hạn mùa lũ với điều kiện (c)

- Tồn tại hạn 2 vụ với điều kiện (a) và (c) hoặc (b) và (c).

+ Cấp hạn: Cấp hạn được phân định dựa trên độ dài mùa hạn và có 8 cấp hạn với chỉ tiêu sau đây:

Cấp 0: H < 3 Cấp 4: H = 6

Cấp 1: H = 3 Cấp 5: H = 7

Cấp 2: H = 4 Cấp 6: H = 6

Cấp 3: H = 5 Cấp 7: H 9

Như đã phân tích trong phần II của báo cáo mùa hạn ở Quảng Nam xẩy ra từ tháng 1 đến tháng VI, tháng VII. Một trong những đặc tính quan trọng của hạn là sự tích lũy quá trình thiếu hụt mưa theo thời gian, dẫn đến hạn ngày càng nặng. Xét về mức độ thiếu nước cũng như tình trạng thiếu nước ảnh hưởng của hạn về cuối mùa càng nghiêm trọng. Dễ dàng phát hiện thời gian chủ yếu cao điểm của mùa hạn ở Quảng Nam là từ

90

tháng VI đến tháng VIII, đây là cơ sở để xác định đặc trưng tương ứng phổ biến trong kịch bản là nhiệt độ mùa hè (VI – VIII).

Để hình dung được mối quan hệ đại thể giữa hạn với nhiệt độ và lượng mưa, chúng tôi khảo sát chuẩn sai của hạn, nhiệt độ trung bình mùa hè và lượng mưa mùa hè trên các địa điểm tiêu biểu vào 10 năm hạn nặng nhất: 1963, 1969, 1977, 1979, 1983, 1987, 1993, 1998, 2002, 2005 và 10 năm hạn ít nhất hoặc không hạn: 1961, 1971, 1976, 1978, 1982,1985, 1989, 2000, 2001, 2007.

Ở đây hạn nặng là những năm có tổng số tháng hạn từ 28 trở lên và hạn nhẹ là những năm số tháng đó dưới 16. Trong bảng , ∆H là chuẩn sai tháng hạn, ∆T là chuẩn sai nhiệt độ trung bình mùa xuân và ∆R là chuẩn sai lượng mưa mùa xuân.

Bảng 14: Chuẩn sai số tháng hạn, nhiệt độ trung bình và lượng mưa trong 10 hạn nặng và 10 năm hạn nhẹ

Năm Nặng

Năm Nhẹ

∆H ∆T ∆R ∆H ∆T ∆R

1963 - - 1961 - - +

1969 + + - 1971 + - +

1977 + + - 1976 + - -

1979 + - + 1978 + - -

1983 + + + 1982 - - -

1987 - + - 1985 - - +

1993 + + + 1989 + - +

1998 + + - 2000 - - +

2002 + + + 2001 - - +

2005 + + 2007 - + -

Có thể nhận định như sau :

1) Vào những năm hạn nặng của khu vực, phần lớn chuẩn sai hạn của các nơi đều dương, tỷ trọng chuẩn sai dương đối với tỉnh Quảng Nam thay đổi tương đối thấp và trong những năm hạn nhẹ, chuẩn sai hạn âm tương đối thấp ở Quảng Nam.

2) Tỷ trọng chuẩn sai dương và không của nhiệt độ vào những năm hạn nặng cũng như tỷ trọng chuẩn sai âm và không của nhiệt độ vào những năm hạn nhẹ phổ biến trên 80%.

91

3) Tỷ trọng chuẩn sai âm của lượng mưa vào những năm hạn nặng cũng như tỷ trọng dương của lượng mưa vào những năm hạn nhẹ phổ biến trên 50%.

Mối quan hệ giữa độ dài mùa với thời gian (t), nhiệt độ (T) và lượng mưa (R) trong thời kỳ chủ yếu của mùa hạn được đúc kết trong bảng 46.

Bảng 15: Một số đặc trưng về tốc độ xu thế của hạn tại trạm Đà Nẵng

Đặc trưng yếu tố Ký hiệu Đơn vị tính Giá trị

Độ dài mùa hạn H tháng 2,89

Độ lệch tiêu chuẩn của độ dài mùa hạn S(H) tháng 2,12

Nhiệt độ trung bình trong mùa hạn T 0C 29,1

Độ lệch tiêu chuẩn của T trong mùa hạn ST 0C 0,37

Lượng mưa trong mùa hạn R mm 314

Độ lệch tiêu chuẩn của R trong mùa hạn SR mm 100

Tốc độ xu thế của H tính theo thời gian t b1(Ht) tháng/năm 0,0069

Hệ số tương quan giữa H và t r(Ht) tháng/0C 0,0444

Tốc độ xu thế của H theo T b1(HT) 0,8018

Hệ số tương quan giữa H và T r(HT) 0,1430

Tốc độ xu thế của H theo R b1(HR) -0,016

Hệ số tương quan giữa H và R r(HR) tháng/10mm -0,3037

Tốc độ xu thế của T theo thời gian t b1(Tt) 0,0005

Hệ số tương quan giữa T và t r(Tt) 0C/năm 0,0111

Tốc độ xu thế của R theo thời gian t b1(Rt) mm/năm 2,1185

Hệ số tương quan giữa R và t r(Rt) 0,1993

Dễ dàng nhận thấy, độ dài mùa hạn tăng lên theo nhiệt độ với tốc độ từ 0,80 – 0,88 tháng/0C ở khu vực Quảng Nam (biểu hiện qua trạm Đà Nẵng), trong khi đó, độ dài mùa hạn giảm đi theo lượng mưa với tốc độ 0,016 – 0,155tháng/10mm.

Đây chính là cơ sở để dự tính mức độ kéo dài hay rút ngắn mùa hạn khi nhiệt độ tăng lên và lượng mưa thay đổi theo kịch bản biến đổi khí hậu ở đây.

Dự báo mức tăng độ dài mùa hạn theo các kịch bản biến đổi khí hậu: Theo kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam, ở Quảng Nam nhiệt độ trung bình năm tăng lên 0,40C vào năm 2020; 0,9 – 1,00C vào năm 2050 và 1,2 – 2,40C vào năm 2100 và theo kịch bản

92

cao mức tăng nhiệt độ vào mùa hè cao hơn của cả năm, còn theo kịch bản thấp thì ngược lại lượng mưa tăng khoảng 1,5 – 2,0%. Tuy nhiên, lượng mưa không tăng trong tất cả các mùa mà giảm đi trong mùa đông và mùa xuân vì vậy, hạn bắt đầu từ mùa xuân kéo dài và hết sức khắc nghiệt vào mùa hè càng về cuối mùa càng nghiêm trọng. Trong gần 50 năm qua, độ dài mùa hạn tăng lên khi nhiệt độ tăng cùng với lượng mưa giảm và ngược lại, giảm đi khi nhiệt độ giảm và lượng mưa tăng. Đó là cơ sở khoa học chủ yếu để tính mức tăng của độ dài mùa hạn khi lượng mưa thay đổi theo kịch bản biến đổi khí hậu ở Quảng Nam trong thế kỷ 21. Vào năm 2020, độ dài mùa hạn tăng lên 12 ngày theo kịch bản cao và 7 ngày theo kịch bản thấp; vào năm 2050, tăng lên 39 ngày theo kịch bản cao và 16 ngày theo kịch bản thấp. Đến năm 2100, mức tăng sẽ là 65 ngày theo kịch bản cao và 21 ngày theo kịch bản thấp

Bảng 16: Mức tăng độ dài mùa hạn do biến đổi khí hậu

Mức kịch bản

Do nhiệt độ tăng so với thời kỳ 1980 – 1999

Do lượng mưa thay đổi so với thời kỳ 1980 – 1999

Do biến đổi khí hậu so với thời kỳ 1980 – 1999

2020 2050 2070 2100 2020 2050 2070 2100 2020 2050 2070 2100

Cao 12 26 41 67 0 -1 -2 -3 12 25 39 65

Vừa 7 17 24 34 0 -1 -1 -2 7 16 23 32

Thấp 7 17 19 22 0 -1 -1 -1 7 16 18 21

Tác động của biến đổi khí hậu đến tình trạng hạn hán trên địa bàn tỉnh Quảng Nam dựa trên mức tăng của nhiệt độ, mức thay đổi của lượng mưa và mức tăng độ dài mùa hạn. Ở đây hạn thường xẩy ra trong mùa xuân và cả mùa hè với độ dài trung bình mùa hạn khoảng 2,5 – 3,5 tháng. Những năm hạn nặng, hạn bắt đầu từ cuối mùa đông, qua mùa xuân và trở nên gay gắt trong mùa hè. Những năm hạn nhẹ, hạn chỉ bó gọn trong một vài tháng mùa xuân hay mùa hè. So với thời kỳ 1980 – 1999, độ dài mùa hạn dài thêm 10 – 15 ngày song tiềm năng mùa hạn chỉ ở mức tương đối nghiêm trọng trên một số huyện đồng bằng ven biển hoặc trung du như Thanh Bình, Núi Thành (Quảng Nam).

93

KẾT LUẬN

Tỉnh Quảng Nam nằm ở trung tâm dải duyên hải miền Trung - nơi chịu nhiều thiên tai trên lãnh thổ nước ta, trong đó thiên tai liên quan đến dòng chảy như lũ lụt và hạn hán được xếp hàng đầu về phạm vi ảnh hưởng, mức độ nghiêm trọng và số lần xuất hiện. Lũ lụt và hạn hán cũng là loại thiên tai gây thiệt hại lớn nhất về kinh tế, môi trường và xã hội. Có thể nói, ở tỉnh Quảng Nam, thiên tai liên quan đến dòng chảy như lũ lụt và hạn hán luôn luôn gắn với nghèo đói và phá hủy môi trường sinh kế. Cùng với sự biến đổi khí hậu toàn cầu, các tai biến thiên nhiên ở đây ngày càng gia tăng cả về tần suất lẫn cường độ. Thiên tai luôn gây ra nhiều thiệt hại về mặt dân sinh kinh tế đồng thời cũng là nhân tố hạn chế sự phát triển kinh tế - xã hội.

Thực hiện phương châm “Chủ động phòng, tránh, thích nghi để phát triển”. Để góp phần giảm nhẹ thiên tai, trong những năm vừa qua, tỉnh Quảng Nam đã thực hiện nhiều biện pháp công trình, phi công trình thông qua các hoạt động: Nâng cao nhận thức của cộng đồng về phòng tránh thiên tai; Nâng cao khả năng dự báo, cảnh báo bão lũ, khả năng quản lý lưu vực sông; tiến hành quy hoạch, xây dựng các công trình phòng, chống giảm nhẹ thiên tai công trình cơ sở hạ tầng; thực hiện quy hoạch di dời dân ra khỏi vùng thường xuyên bị thiên tai uy hiếp. Chuyển đổi mùa vụ, cơ cấu cây trồng, vật nuôi phù hợp với đặc thù thiên tai của vùng đồng bằng ven biển, vùng trung du miền núi. Những hoạt động nói trên đã đem lại hiệu quả to lớn, góp phần phát triển kinh tế - xã hội ổn định trên địa bàn tỉnh.

Trong điều kiện khí hậu, thời tiết có những biến đổi, thiên tai diễn biến ngày càng phức tạp, để đảm bảo phát triển kinh tế xã hội của tỉnh ổn định, bền vững công tác quy hoạch, kế hoạch phát triển phải gắn liền với quy hoạch, kế hoạch phòng chống thiên tai trên địa bàn.

94

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2009, Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, Hà Nội.

[2] Nguyễn Lập Dân, 2005: Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo phòng tránh lũ lụt ở miền Trung” mã số KC 08-12. Lưu trữ tại Trung tâm Thông tin Khoa học và công nghệ Quốc Gia, Bộ Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.

[3] Nguyễn Trọng Hiệu, 1995, Phân bố hạn hán và tác động của chúng – Viện Khí tượng Thủy văn, Hà Nội.

[4] Nguyễn Kim Ngọc, 2003: Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu cân bằng và quy hoạch tổng thể khai thác sử dụng bền vững các nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế – xã hội tỉnh Quảng Nam”. Báo cáo lưu trữ tại Sở Khoa học Công nghệ Quảng Nam, Hà Nội.

[5] Nguyễn Đức Ngữ và nnk, 2002, Tìm hiểu về hạn hán và hoang mạc hóa, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

[6] BCHPCLB QUẢNG NAM, 1999: Bản đồ phạm vi ngập lụt lớn nhất hạ lưu sông Thu Bồn - Tam Kỳ, năm 1999, tỷ lệ 1/100.000, Tam Kỳ.

[7] TỔ CHỨC HỢP TÁC QUỐC TẾ NHẬT BẢN – JICA, 2003: Nghiên cứu về phát triển và quản lý tài nguyên nước toàn quốc tại Nước CHXHCN Việt Nam. Báo cáo lưu trữ Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Hà Nội

[8] TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC VIỆT NAM, 2003, Quy hoạch thủy điện Quốc Gia, Báo cáo lưu trữ PECC1, Hà Nội.

95

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ...................................................................................... Error! Bookmark not defined.

I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark

not defined.

I.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ...............................Error! Bookmark not defined.

I.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................Error! Bookmark not defined.

I.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát ngoài thực địa Error! Bookmark not defined.

I.2.2. Phương pháp thống kê .....................................Error! Bookmark not defined.

I.2.3. Phương pháp mô hình toán ..............................Error! Bookmark not defined.

I.2.4. Phương pháp đánh giá tổng hợp trên quan điểm hệ thốngError! Bookmark

not defined.

I.3. CƠ SỞ TÀI LIỆU ..................................................Error! Bookmark not defined.

I.3.1. Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng ................Error! Bookmark not defined.

I.3.2. Mạng lưới trạm quan trắc thủy văn ..................Error! Bookmark not defined.

II. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TÁC ĐỘNG HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY

CỰC ĐOAN TRÊN LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN Error! Bookmark not defined.

II.1. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU .........................................Error! Bookmark not defined.

II.1.1. Đặc điểm khí hậu trong mùa mưa gây lũ lớn và ngập lụtError! Bookmark

not defined.

II.1.2. Các điều kiện khí hậu trong mùa khô tác động đến thiên tai hạn hán .... Error!

Bookmark not defined.

II.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN .........................Error! Bookmark not defined.

II.2.1. Đặc điểm địa hình, địa chất, địa mạo .............Error! Bookmark not defined.

II.2.2. Lớp phủ thổ nhưỡng .......................................Error! Bookmark not defined.

II.2.3. Thảm thực vật.................................................Error! Bookmark not defined.

II.2.4. Hình thái lưu vực sông suối ............................Error! Bookmark not defined.

III. ĐẶC ĐIỂM TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH QUẢNG NAMError! Bookmark not

defined.

III.1. PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT THEO KHÔNG GIAN ............... Error!

Bookmark not defined.

III.2. PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT THEO THỜI GIAN................ Error!

Bookmark not defined.

III.2.1. Dòng chảy lũ .................................................Error! Bookmark not defined.

III.2.2. Dòng chảy kiệt ..............................................Error! Bookmark not defined.

96

IV. CÁC TAI BIẾN LIÊN QUAN ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TỈNH QUẢNG NAM

....................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

IV.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THIÊN TAI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM

.....................................................................................Error! Bookmark not defined.

IV.2. THIN TAI LŨ VÀ NGẬP LỤT Ở TỈNH QUẢNG NAMError! Bookmark not

defined.

IV.2.1 Thiệt hại do thiên tai lũ và ngập lụt tỉnh Quảng NamError! Bookmark not

defined.

IV.2.2. Đặc điểm lũ và ngập lụt trên địa bàn tỉnh Quảng NamError! Bookmark not

defined.

IV.2.3. Sử dụng mô hình MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ ngập lụt trên địa bàn tỉnh

Quảng Nam ứng với các trận mưa lũ điển hình .........Error! Bookmark not defined.

IV.3. THIÊN TAI HẠN HÁN CỦA TỈNH QUẢNG NAMError! Bookmark not

defined.

IV.3.1. Thiệt hại do hạn hán của tỉnh Quảng Nam.....Error! Bookmark not defined.

IV.3.2. Lựa chọn chỉ số khô hạn đánh giá hạn hán tỉnh Quảng Nam ............... Error!

Bookmark not defined.

IV.3.3. Hiện trạng khô hạn của tỉnh Quảng Nam.......Error! Bookmark not defined.

V. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LŨ

LỤT VÀ HẠN HÁN .................................................................... Error! Bookmark not defined.

V.1. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM VÀ Ở TỈNH QUẢNG NAM ............. Error!

Bookmark not defined.

V.1.1. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam ...........................Error! Bookmark not defined.

V.1.2. Biến đổi khí hậu ở tỉnh Quảng Nam ................Error! Bookmark not defined.

V.2. XU HƯỚNG CỦA THIÊN TAI Ở QUẢNG NAMError! Bookmark not

defined.

V.3. DỰ BÁO XU THẾ BIẾN ĐỘNG CÁC THIÊN TAI LŨ LỤT VÀ HẠN HÁN

CỦA TỈNH QUẢNG NAM ĐẾN NĂM 2020 CÓ XÉT ĐỂN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

.....................................................................................Error! Bookmark not defined.

V.3.1. Dự báo xu thế biến động của lũ và ngập lụt đến năm 2020 tỉnh Quảng Nam

.................................................................................Error! Bookmark not defined.

V.3.2. Dự báo xu thế hạn hán theo kịch bản Biến đổi khí hậu đến năm 2020 tỉnh

Quảng Nam ..............................................................Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN .................................................................................. Error! Bookmark not defined.

97

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................... Error! Bookmark not defined.