Tổng quan nghiên cứu

Lũ lụt và hạn hán là những thiên tai gây thiệt hại nghiêm trọng đến đời sống kinh tế - xã hội, đặc biệt tại các khu vực có lượng mưa lớn và tập trung. Quá trình dâng lên hoặc suy giảm bất thường của dòng nước là nguyên nhân chính dẫn đến các tai biến này, gây thiệt hại về kinh tế, suy thoái môi trường và ảnh hưởng đến đời sống con người. Các chỉ số phản ánh đặc điểm dòng chảy như hệ số biến động dòng chảy, tốc độ tăng lũ, hệ số giảm lũ, thời gian trễ lũ và tổng lưu lượng dòng chảy có mối quan hệ mật thiết với đặc điểm lưu vực như hiện trạng lớp phủ thực vật, độ dốc, độ chênh cao, diện tích, chu vi, hình dạng và chế độ mưa.

Tại huyện Thu La Khôm, tỉnh Viêng Chăn, nước CHDCND Lào, lưu vực Năm Măng là khu vực trọng điểm với diện tích lưu vực khoảng 53.385 ha, độ chênh cao trung bình 458,1 m và độ dốc trung bình 15°. Hồ thủy điện Năm Măng được xây dựng nhằm điều tiết nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp và phát triển kinh tế địa phương. Tuy nhiên, việc xây dựng đập thủy điện đã làm thay đổi đặc điểm kinh tế - xã hội và diện tích rừng trong khu vực, ảnh hưởng đến chức năng phòng hộ và điều tiết nước của lưu vực.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định đặc điểm chung về hiện trạng rừng và sự thay đổi diện tích rừng tại lưu vực Năm Măng, đồng thời đề xuất giải pháp bảo tồn rừng phù hợp nhằm góp phần quản lý rừng bền vững cho các lưu vực đầu nguồn. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi huyện Thu La Khôm, tỉnh Viêng Chăn, với dữ liệu thu thập từ năm 2013 và các năm trước đó, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc quy hoạch, quản lý tài nguyên rừng và phòng tránh thiên tai tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về thủy văn rừng và ảnh hưởng của đặc điểm lưu vực đến dòng chảy. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Khả năng giữ nước của rừng: Rừng có vai trò quan trọng trong việc lưu giữ và tích lũy nước, làm tăng lượng nước trong đất, giảm bốc hơi, tăng mực nước ngầm và giảm dòng chảy bề mặt, từ đó ổn định dòng chảy sông suối và hạn chế xói mòn đất. Khả năng này phụ thuộc vào cấu trúc rừng, đặc điểm đất và địa hình (Vu Chí Dân và Vương Lễ Tiên, 2001).

  2. Ảnh hưởng của đặc điểm lưu vực đến dòng chảy: Các yếu tố như diện tích, độ dốc, hình dạng lưu vực, lớp phủ thực vật và chế độ mưa ảnh hưởng đến sản lượng nước, đỉnh lũ, độ muộn lũ và biến động dòng chảy. Mối quan hệ này được mô hình hóa qua các chỉ số như hệ số biến động dòng chảy, hệ số tăng lũ, hệ số giảm lũ và thời gian trễ lũ (Trần Quang Bảo, 2006).

Các khái niệm chính bao gồm: hệ số biến động dòng chảy, hệ số tăng lũ, hệ số giảm lũ, độ chênh cao trung bình, độ dốc lưu vực, tỷ lệ che phủ rừng và chỉ số hình dạng lưu vực.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp thu thập dữ liệu thứ cấp và khảo sát thực địa:

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng thủy văn năm 2013, ảnh vệ tinh, bản đồ DEM, báo cáo điều tra và kiểm kê rừng, số liệu dân số và kinh tế xã hội từ các cơ quan chức năng tỉnh Viêng Chăn và huyện Thu La Khôm.

  • Phương pháp thu thập số liệu: Sử dụng phần mềm ArcGIS 10.0 để xác định ranh giới lưu vực, diện tích và các chỉ số địa hình; thu thập số liệu khí tượng thủy văn từ 17 trạm quan trắc; khảo sát thực địa 50 hộ gia đình để điều tra sự thay đổi diện tích rừng; tham vấn ý kiến chuyên gia lâm nghiệp.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích thống kê mô tả, phân tích mối quan hệ giữa đặc điểm lưu vực và các chỉ số dòng chảy bằng phần mềm FOXPRO; xây dựng mô hình dự báo lưu lượng dòng chảy cực đại dựa trên các nhân tố ảnh hưởng; đánh giá sự thay đổi diện tích rừng qua các năm bằng phân tích ảnh vệ tinh và số liệu thực địa.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý dữ liệu trong năm 2013, khảo sát thực địa và phân tích số liệu trong năm 2014.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm lưu vực Năm Măng: Diện tích lưu vực là 53.385 ha, độ chênh cao trung bình 458,1 m, độ dốc trung bình 15°, chu vi lưu vực lớn, hình dạng lưu vực gần tròn với hệ số hình dạng RPA gần 1. Lượng mưa trung bình năm dao động từ 1.900 đến 2.200 mm, tập trung chủ yếu vào mùa mưa (tháng 10 đến tháng 3), chiếm 85% tổng lượng mưa.

  2. Hiện trạng rừng và sự thay đổi diện tích: Độ che phủ rừng hiện tại khoảng 49%, trong đó rừng giàu chiếm 8,5%, rừng trung bình 16%, còn lại là rừng nghèo kiệt, rừng phục hồi và rừng trên núi đá. Diện tích rừng giàu và trung bình đã giảm đáng kể do khai thác trái phép và chuyển đổi mục đích sử dụng đất. Sự suy giảm diện tích rừng làm tăng nguy cơ xói mòn đất và ảnh hưởng đến chức năng điều tiết nước của lưu vực.

  3. Đặc điểm thủy văn: Mực nước hồ thủy điện Năm Măng biến động theo mùa, mùa khô duy trì ở cao trình 80 m, mùa mưa có thể lên đến 90 m. Tổng lưu lượng dòng chảy năm 2013 đo được tại đầu ra lưu vực là khoảng X m³/s (theo ước tính). Hệ số biến động dòng chảy năm đạt khoảng 200%, cho thấy sự biến động lớn trong dòng chảy theo mùa. Hệ số tăng lũ và giảm lũ có mối liên hệ chặt chẽ với độ dốc và tỷ lệ che phủ rừng.

  4. Ảnh hưởng của đặc điểm lưu vực đến dòng chảy: Phân tích cho thấy diện tích lưu vực và độ che phủ rừng có ảnh hưởng lớn đến biến động dòng chảy và đỉnh lũ. Lưu vực có diện tích lớn và độ che phủ rừng cao có khả năng giảm đỉnh lũ và ổn định dòng chảy. Hình dạng lưu vực gần tròn giúp trì hoãn dòng chảy, giảm nguy cơ lũ ống và lũ quét.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự biến động dòng chảy và nguy cơ thiên tai là do sự thay đổi diện tích và chất lượng rừng trong lưu vực, cùng với đặc điểm địa hình dốc và lượng mưa tập trung theo mùa. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trên thế giới và trong khu vực, khẳng định vai trò quan trọng của rừng trong điều tiết nước và giảm thiểu lũ lụt.

So sánh với các nghiên cứu tại Việt Nam và các nước Đông Nam Á, tỷ lệ che phủ rừng cần thiết để duy trì ổn định dòng chảy dao động từ 20% đến 50%, tương ứng với các đặc điểm lưu vực và khí hậu. Việc giảm diện tích rừng dưới mức này làm tăng hệ số biến động dòng chảy và nguy cơ lũ lụt.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến động mực nước hồ theo tháng, bảng thống kê diện tích rừng theo năm và biểu đồ mối quan hệ giữa tỷ lệ che phủ rừng với hệ số biến động dòng chảy, giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của rừng đến thủy văn lưu vực.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường bảo vệ và phục hồi rừng phòng hộ: Thực hiện khoanh nuôi bảo vệ rừng giàu và trung bình, kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa phù hợp để nâng cao độ che phủ rừng lên ít nhất 50% trong vòng 5 năm tới. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý rừng và chính quyền địa phương.

  2. Xây dựng hệ thống giám sát và quản lý tài nguyên rừng: Áp dụng công nghệ GIS và ảnh vệ tinh để theo dõi biến động diện tích rừng hàng năm, phát hiện kịp thời các hành vi khai thác trái phép. Thời gian triển khai: 2 năm. Chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Chi cục Kiểm lâm.

  3. Phát triển mô hình sản xuất nông lâm kết hợp bền vững: Hỗ trợ người dân chuyển đổi từ canh tác nương rẫy sang mô hình nông lâm kết hợp, giảm áp lực khai thác rừng tự nhiên, nâng cao thu nhập và bảo vệ môi trường. Thời gian: 3-5 năm. Chủ thể: UBND huyện, các tổ chức phi chính phủ.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, tập huấn về vai trò của rừng trong điều tiết nước và phòng chống thiên tai, khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ rừng. Chủ thể: Ban quản lý rừng, các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý tài nguyên rừng và thủy lợi: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách bảo vệ rừng, quy hoạch sử dụng đất và quản lý nguồn nước hiệu quả.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành lâm nghiệp, môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình phân tích và dữ liệu thực địa để phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan.

  3. Chính quyền địa phương và các tổ chức phi chính phủ: Áp dụng các giải pháp đề xuất trong công tác bảo tồn rừng, phát triển kinh tế bền vững và phòng chống thiên tai.

  4. Người dân và cộng đồng địa phương: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng, tham gia bảo vệ và phát triển rừng, đồng thời cải thiện sinh kế thông qua mô hình nông lâm kết hợp.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao rừng lại quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy?
    Rừng giữ nước bằng cách tăng khả năng thấm nước của đất, giảm dòng chảy bề mặt và tăng dòng chảy ngầm, từ đó ổn định lưu lượng nước sông suối và giảm nguy cơ lũ lụt. Ví dụ, rừng tự nhiên có hệ số dòng chảy mặt thấp hơn 2,5 đến 27 lần so với khu vực không có rừng.

  2. Diện tích rừng cần thiết để bảo vệ lưu vực là bao nhiêu?
    Tỷ lệ diện tích rừng quy đổi cần thiết dao động từ 20% đến 50% tùy thuộc vào đặc điểm lưu vực và lượng mưa, nhằm giữ hệ số biến động dòng chảy dưới 200% và giảm tần suất xuất hiện lũ.

  3. Ảnh hưởng của địa hình đến dòng chảy như thế nào?
    Độ dốc và độ chênh cao trung bình ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy và nguy cơ hình thành lũ. Lưu vực có độ dốc lớn và địa hình phức tạp thường có biến động dòng chảy cao và dễ xảy ra lũ ống, lũ quét.

  4. Phương pháp nghiên cứu nào được sử dụng để đánh giá khả năng giữ nước của rừng?
    Nghiên cứu kết hợp phương pháp phân tích lưu vực và khảo sát thủy văn trên sườn dốc, sử dụng các ô thí nghiệm và mô hình thủy văn để định lượng lượng nước giữ lại trên tán rừng, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm.

  5. Giải pháp nào hiệu quả nhất để bảo tồn rừng tại lưu vực Năm Măng?
    Tăng cường khoanh nuôi bảo vệ rừng giàu và trung bình, kết hợp trồng bổ sung, phát triển mô hình nông lâm kết hợp bền vững và nâng cao nhận thức cộng đồng là các giải pháp hiệu quả, có thể thực hiện trong vòng 3-5 năm.

Kết luận

  • Lưu vực Năm Măng có diện tích 53.385 ha, độ dốc trung bình 15° và lượng mưa năm khoảng 1.900-2.200 mm, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển rừng phòng hộ.
  • Độ che phủ rừng hiện tại khoảng 49%, nhưng rừng giàu và trung bình đang suy giảm, ảnh hưởng đến chức năng điều tiết nước và phòng chống thiên tai.
  • Hệ số biến động dòng chảy năm đạt khoảng 200%, cho thấy biến động lớn theo mùa, liên quan mật thiết đến đặc điểm lưu vực và tỷ lệ che phủ rừng.
  • Các giải pháp bảo tồn rừng bao gồm khoanh nuôi bảo vệ, giám sát tài nguyên, phát triển mô hình nông lâm kết hợp và tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý bền vững lưu vực đầu nguồn, góp phần giảm thiểu thiệt hại do thiên tai và phát triển kinh tế xã hội địa phương.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp bảo tồn rừng đã đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu đánh giá tác động lâu dài của biến đổi khí hậu và hoạt động kinh tế đến lưu vực Năm Măng. Đề nghị các cơ quan chức năng phối hợp chặt chẽ để thực hiện hiệu quả các khuyến nghị.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ và phát triển rừng là bảo vệ nguồn sống bền vững cho cộng đồng và môi trường khu vực lưu vực Năm Măng.