Chương 1- TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm về lớp phủ bề mặt Lớp phủ bề mặt (mặt đất) là lớp phủ vật chất bao gồm các loại thực phủ, các công trình xây dựng của con người bao phủ lên bề mặt trái đất. Nước, băng, đá lộ hay các dải cát, đất trống… cũng được coi là lớp phủ bề mặt. Lớp phủ mặt đất nhìn chung rất phong phú và đa dạng, tổng thể lớp phủ mặt đất chia ra thành hai nhóm chính là mặt nước và mặt đất.
Nhóm mặt nước: Bao gồm có nước lục địa (sông suối, kênh mương, ao hồ tự nhiên và nhân tạo) và nước đại dương. Nhóm mặt đất: Bao gồm đất không có thực phủ và đất có thực phủ. Trong đó, đất không có thực phủ tự nhiên là đất không có tác động do con người (đất trống, bãi đá, cồn cát.), đất không có thực phủ nhân tạo là đất bao gồm các công trình do con người xây dựng (dân cư đô thị, nông thôn, mạng lưới giao thông, khu công nghiệp, thương mại và các đối tượng đất chuyên dụng khác…), đất có thực phủ (do tự nhiên hoặc nhân tạo) gồm: cây cỏ, cây bụi, rừng, đất canh tác đang có cây sinh trưởng [6]. Thực tế mỗi khu vực khác nhau trên trái đất sẽ có loại hình lớp phủ mặt đất đặc trưng và đều chịu sự tác động hoặc do tự nhiên hoặc do con người.
Sự tác động trực tiếp hay gián tiếp này đã làm cho lớp phủ mặt đất thay đổi. Lớp phủ mặt đất có thực phủ là thảm thực vật rừng giữ vai trò quan trọng trong điều tiết nguồn nước, hạn chế lũ lụt, xói mòn đất, hạn hán,. Sự thay đổi lớp thực phủ này có thể làm đảo lộn các hệ sinh thái mẫu chuẩn cũng như làm mất đi các loài động, thực vật quý hiếm. Bên cạnh đó, tốc độ phát triển các khu công nghiệp và các hoạt động nông nghiệp không hợp lý cũng là một trong những nguyên nhân gây biến đổi lớp phủ mặt đất.
Như vậy, có thể nói lớp phủ mặt đất có quan hệ mật thiết với các hoạt động kinh tế xã hội, tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống của con người trong sự phát triển bền vững. Qua đó, giúp cho mọi người thấy rõ hơn những tác động tích 8 cực và tiêu cực của con người đối với môi trường, cũng như những ảnh hưởng của môi trường đối với cuộc sống con người. Bề mặt trái đất Mặt nước Mặt đất Nước lục địa Đại dương, biển Đất không Đất có thực phủ có thực phủ Sông suối Hồ,ao Tự nhiên Nhân tạo Thường Thay đổi Kênh mương đầm (đất trống (các công xuyên theo mùa bãi đá, cồn trình xây bãi cát…) dựng…) Tự nhiên Nhân tạo Tự nhiên Nhân tạo (Rừng tự (cây lâu năm .) Hình 1-1: Sơ đồ tổng quát về lớp phủ mặt đất (Nguồn: [6]) 1. Khái niệm chung về lũ lụt Lũ là mức nước và tốc độ dòng chảy trên sông, suối vượt quá mức bình thường.
Lụt xảy ra khi nước lũ dâng cao tràn qua sông, suối, hồ, đập và đê vào các vùng trũng, làm ngập nhà cửa, cây cối, đồng ruộng. Lũ là hiện tượng nước sông dâng cao trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó giảm dần. Lũ trong sông ở nước ta chủ yếu do mưa trên lưu vực, song cũng có thể là do vỡ đê, vỡ đập, hoặc các dạng tắc ứ tạm thời dòng chảy trong các lòng dẫn,…[13]. 9 Hình 1-2: Lũ lụt gây ảnh hưởng đến cuộc sống của con người.
Lụt là hiện tượng ngập nước của một vùng lãnh thổ do lũ gây ra. Lụt có thể do lũ lớn, nước lũ tràn qua bờ sông (đê) hoặc làm vỡ các công trình ngăn lũ vào các vùng trũng; có thể do nước biển dâng khi gió bão làm tràn ngập nước vùng ven biển. Mưa lớn và kéo dài (do bão lớn) là nguyên nhân chính gây ra lũ lụt, ngoài ra ở vùng đồng bằng cửa sông tiếp giáp với biển, triều cường là một nhân tố làm cho lũ lụt trầm trọng hơn. Bên cạnh đó còn một số yếu tố khác ảnh hưởng đến khả năng xuất hiện lũ lớn và bất thường.
Đặc điểm của lũ lụt ở một số khu vực tại Việt Nam Ở Việt Nam, lũ lụt là một hiện thượng tự nhiên, gần như xảy ra hằng năm. Lũ do nước sông dâng cao trong mùa mưa. Số lượng nước dâng cao xảy ra trên một con sông ở mức tạo thành lũ có thể xảy ra một lần hay nhiều lần trong một năm [13]. Khi nước sông dâng lên cao (do mưa lớn và triều cao), vượt qua khỏi bờ chảy 10 tràn vào các vùng trũng sẽ gây ra ngập trên một diện rộng trong một khoảng thời gian nhất định.
Ở khu vực đồng bằng sông Hồng, hàng năm những trận bão biển và gió mùa Tây Nam kết hợp cùng với sự biến động thời tiết đã gây nên những trận mưa lớn ở miền thượng du cũng như đồng bằng miền Bắc. Mùa bão thường kéo dài từ tháng 6 đến tháng 10, và trung bình hàng năm có 4 cơn bão. Mưa bão đã gây ra các trận lũ lớn và đa số xảy ra vào tháng 8, nhằm vào cao điểm của mùa mưa bão. Đặc biệt vào năm 1971, trận lụt ở đồng bằng sông Hồng đã khiến 13 tỉnh, thành phố phía Bắc vỡ đê và gây ngập lụt diện rộng trên khu vực Đồng bằng Bắc Bộ.
Đây là trận lũ lụt lớn nhất trong vòng 250 năm trở lại trước đó ở miền Bắc. Tại khu vực miền Trung, đặc biệt vào năm 1999, những trận mưa liên tục từ trong khoảng từ nửa cuối tháng 10 đến nửa đầu tháng 11 đã nâng mực nước các sông lớn ở miền Trung lên rất cao. Mực nước Sông Hương lên cao gần 6 m, cao hơn mực nước trận lụt năm 1953 đến 0. Tiếp đến là các trận mưa lớn đã xãy ra từ ngày 1 đến 7 tháng 12, nhất là ở hai tỉnh Quảng Nam và Quảng Ngãi.
Lượng nước mưa lên đến 2192 mm ở thượng lưu Sông Tam Kỳ và 2011 mm ở gần Ba Tơ. Năm 1999, nước lũ dâng cao rất nhanh nhưng xuống chậm, làm nhiều nơi bị lụt ngập đến 3-4 ngày [10]. Hình 1-3: Lũ nhấn chìm Thừa Thiên - Huế năm 1999. (Nguồn: [15]) 11 Tại vùng ĐBSCL, trận lũ lụt năm 2000 được gọi trận lũ lụt thế kỷ, đã làm gần 1000 người thiệt mạng và tổn thất về tài sản và mùa màng được ước lượng đến 500 triệu Mỹ Kim.
Các cơn lũ bắt đầu khi nước sông Mê Kông dâng cao làm ngập vùng Savannakhet và Pakse ở miền Nam Lào rồi đến vùng Kratie ở miền Đông Campuchia. Nước lũ từ thượng lưu theo sông Tiền và sông Hậu chảy vào nước ta rồi thoát ra biển Đông. Mùa lũ thường kéo dài từ cuối tháng 6 cho đến cuối tháng 12 và được chia ra ba giai đoạn. Trong giai đoạn 1, từ tháng 7 đến tháng 8, nước lũ chảy vào các kênh, mương, rạch tự nhiên vùng Đồng Tháp Mười và Tứ Giác Long Xuyên.
Cao điểm lũ lụt xảy ra trong giai đoạn 2 khi mực nước sông Tiền ở Tân Châu cao hơn 4,2 m và mực nước sông Hậu ở Châu Đốc cao hơn 3,5 m. Giai đoạn 3 bắt đầu từ tháng 10 khi mực nước hạ thấp dần cho đến cuối tháng 12 [9]. Tình hình nghiên cứu sự biến đổi của lớp phủ bề mặt do ảnh hưởng của lũ lụt 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Các vùng đất ngập nước (ĐNN) đóng vai trò hết sức quan trọng đối với sự sống trên trái đất.
Là nơi cung cấp đa dạng các hệ sinh thái cho sự tồn tại và phát triển của các loài sinh vật. Đối với mỗi quốc gia, các vùng ĐNN cung cấp nguồn lợi phục vụ cho phát triển kinh tế như: nuôi trồng thủy sản, phát triển nông nghiệp, du lịch… ĐNN chiếm khoảng 6% bề mặt trái đất. Trong đó khoảng 2% dưới dạng hồ, đồng bằng ngập lũ là 15%, đầm lầy là 20%, sông, kênh mương là 26% và 30% là vùng trũng ngập nước [26]. Các vùng ĐNN ngọt chiếm 90% các vùng ĐNN còn lại trên toàn cầu, bao gồm: sông, suối, ao, hồ và vùng ngập nước.
Các vùng đầm lầy nước ngọt chứa đất giàu khoáng chất bao gồm một lượng lớn vật liệu hữu cơ và hỗn hợp đất sét, cát và phù sa là những loại đất thích hợp cho thảm thực vật vùng ĐNN như: hoa súng, lau sậy, lồi và đuôi chuột. Các vùng ĐNN tồn tại ở nhiều địa hình khác nhau, bao gồm các khu vực có rừng và vùng cây bụi. Đầm lầy có rừng thường chứa những cây rậm rạp cao từ 5 đến 18 mét. Dạng đầm lầy có kích thước nhỏ, có ít nước và đất nông hơn thường chứa các loại cây bụi và được phân bố dọc theo các dòng sông [26].
12 Hình 1-4: Phân biên chung cho vùng đất ngập nước Hình 1-5 thể hiện địa phận phân bố các loài thực vật được thiết lập tại các vị trí nhất định liên quan đến sự xuất hiện của nước. Sự thay đổi theo mùa của mực nước được biểu thị bằng các dòng nước ngầm hoặc nước mặt có tác động đến sự thay đổi của thực vật. Nước bị giữ lại trong ranh giới của vùng ĐNN được thực vật hấp thụ. Một giá trị khác của vùng ĐNN liên quan đến quá trình carbon hóa và gây ra sự nóng lên toàn cầu là do quá nhiều carbon đã được thải vào khí quyển.
Các vùng ĐNN có khả năng lưu trữ carbon bên trong các thực vật sống, trong đất và phân hủy các chất hữu cơ xung quanh rễ cây. Thủy văn là một yếu tố môi trường quan trọng kiểm soát các quá trình sinh thái ở các vùng ĐNN. Tính đa dạng về loài của động vật, thảm thực vật tại vùng ngập nước phần lớn phụ thuộc vào những thay đổi tiềm năng trong thủy văn ([30], [32]). Các loại hình lớp phủ bề mặt như một số loại thảm thực vật, các công trình nhân tạo là thành phần chính của vùng ĐNN.
Với các đặc điểm riêng của chúng và bề mặt địa hình môi trường sống sẽ phụ thuộc và chịu sự ảnh hưởng khác nhau bởi tác động của lũ lụt. Xác định biến động lớp phủ bề mặt là vấn đề không thể thiếu trong quản lý lũ lụt. 13 Hình 1-5: Mặt cắt ngang và các đường viền cơ bản vùng đất ngập nước điển hình. Việc thay đổi mực nước bất thường ở hạ lưu các sông là nguyên nhân gây ra các hiện tượng ngập lụt hoặc sự xâm nhập mặn của nước biển vào các khu vực có các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội làm mất cân bằng sinh thái ở các khu vực này, đồng thời cũng gây ra các thiệt hại về kinh tế.
