Chương 1 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên của khu vực nghiên cứu 1. Vị trí địa lí Hệ thống sông Cả là một trong 9 hệ thống sông lớn của nước ta. Sông chính bắt nguồn từ nước Lào, chảy qua địa phận tỉnh Nghệ An, cuối cùng đổ ra biển ở Cửa Hội.
Phần lớn lưu vực sông Cả nằm trên lãnh thổ Việt Nam, có diện tích 17.730 km2, giới hạn bởi phạm vi địa lý: từ 18015'00’’ đến 20010'30'' vĩ độ Bắc, từ 103045'20'' đến 105015'20'' kinh độ Đông; phía Bắc giáp với hệ thống sông Mã, phía Nam giáp lưu vực sông Gianh và phía Đông giáp với biển. Sơ đồ khu vực nghiên cứu 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khu vực nghiên cứu (hạ lưu lưu vực sông Cả) nằm trong giới hạn từ 18°29'16" đến 18°53'43" vĩ độ Bắc, từ 105°27'26" đến 105°48'30" kinh độ Đông (hình 1). Địa hình Lưu vực sông Cả có 3 dạng địa hình chính, đó là: đồi, núi và đồng bằng. Địa hình đồi, núi chiếm tới 90% diện tích lưu vực, phân bố ở thượng lưu và trung lưu.
Địa hình đồng bằng chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ và tập trung ở vùng hạ lưu sông. Địa hình đồi, núi thấp chiếm 25% diện tích lưu vực; độ cao thường từ 500 đến 1.000 m; phân bố ở các huyện: Anh Sơn, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Quế Phong, Con Cuông, Tương Dương, Kỳ Sơn. Địa hình núi cao chiếm 65% diện tích lưu vực. Khu vực cao nhất là rìa phía Tây và phía Bắc của lưu vực, với các đỉnh núi cao như Pu Hoạt (2.452 m), Pu Lai Leng (2.235 m) và nhiều đỉnh khác cao trên 1.
Theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam và từ Tây sang Đông, địa hình lưu vực có xu hướng thấp dần. Vùng chuyển tiếp từ núi cao sang đồi bát úp có địa hình karst, nằm rải rác ở các huyện Con Cuông, Anh Sơn, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Tân Kỳ, Thanh Chương, Đô Lương. Địa hình đồi có độ cao khoảng 200 – 300 m, đỉnh bằng, sườn thoải, phân bố ở thượng lưu sông Cả và lưu vực sông Ngàn Sâu. Khu vực nghiên cứu có địa hình đồng bằng là chủ yếu.
Đây là vùng địa hình thấp, tương đối bằng phẳng, độ cao phổ biến không vượt quá 15 m. Với địa hình như vậy, khu vực có nguy cơ xảy ra ngập lụt rất cao, đặc biệt là dưới ảnh hưởng của lũ trên sông Cả. Lớp phủ thực vật Thảm phủ thực vật trên lưu vực rất phong phú. Trong đó, phổ biến một số kiểu rừng: rừng thường xanh mưa mùa nhiệt đới; rừng hỗn giao cây lá rộng - lá kim, mưa ẩm á nhiệt đới.
8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hiện nay, rừng thường xanh lá rộng chiếm phần lớn diện tích, phân bố chủ yếu ở miền núi phía Tây. Trong rừng có nhiều loại gỗ quý, có giá trị kinh tế cao. Rừng hỗn giao cây lá rộng - lá kim chiếmdiện tích không nhiều nhưng có tác dụng phòng hộ, điều tiết dòng chảy, giữ nước trong mùa khô và giữ đất, hạn chế xói mòn, thoái hóa [12]. Bên cạnh đó, trên lưu vực còn tồn tại một số khu rừng nguyên sinh, tiêu biểu là rừng nguyên sinh Pù Mát (thuộc các huyện Tương Dương và Con Cuông), diện tích khoảng 91.
Với sự đóng góp của rừng như vậy, tỷ lệ che phủ trên lưu vực đến nay khoảng 44%. Rừng phân bố chủ yếu ở vùng thượng lưu và trung lưu nên góp phần đáng kể vào việc phòng lũ ở hạ lưu. Khí hậu Lưu vực sông Cả nằm trong vùng Bắc Trung Bộ, thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh, nắng ít, mưa phùn, mùa hè có gió tây khô nóng, nhiệt độ cao, mưa nhiều vào nửa cuối năm [12]. Lượng mưa năm trung bình thời kỳ 1961 - 2012 biến đổi trong phạm vi 1877 - 1953 mm.
Do ảnh hưởng của địa hình nên lượng mưa năm phân bố không đều trong hệ thống sông. Trung tâm mưa lớn nhất xuất hiện ở phía Tây tỉnh Hà Tĩnh - thượng nguồn các sông Ngàn Phố, Ngàn Trươi và Ngàn Sâu trên sườn phía Đông dãy Trường Sơn. Trung tâm mưa nhỏ nhất xuất hiện ở vùng cửa sông Nậm Mô (tại Tương Dương là 1200 mm) [12]. Phần lớn các nơi khác trong lưu vực có lượng mưa năm dao động trong khoảng 1600 – 2000 mm.
Khu vực là nơi thường xuyên có bão. Hằng năm, khu vực phải hứng chịu khoảng 1 – 2 cơn bão đổ bộ trực tiếp, ngoài ra còn những cơn bão khác mà khu vực nằm ở vùng ảnh hưởng. Mạng lưới sông suối và lưới trạm thủy văn a. Mạng lưới sông suối Hệ thống sông Cả do dòng chính sông Cả và các sông nhánh tạo thành.
9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thượng nguồn sông Cả hình thành từ vùng núi Mường Khút, Mường Lập của nước Lào, ở độ cao 1800- 2000 m, do sự hợp lưu của 2 sông Nậm Nơn và Nậm Mô. Sau đó, sông chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam vào Việt Nam tại địa phận huyện Kỳ Sơn (Nghệ An). Khi qua huyện Con Cuông, sông Cả nhận một nhánh lớn là sông Hiếu gia nhập từ bờ trái. Đến khi chỉ còn cách cửa sông khoảng 30km, sông Cả nhận thêm một nhánh lớn nữa gia nhập từ bờ phải, đó là sông Ngàn Sâu.
Cuối cùng, sông Cả đổ ra Biển Đông tại Cửa Hội [12]. Dòng chính sông Cả dài 531 km, trong đó có 361 km thuộc lãnh thổ nước ta. Ở thượng lưu, lòng sông hẹp, hai bên bờ sông núi cao và dốc, phần nhiều là vách núi dựng đứng, có nhiều thác ghềnh. Đoạn từ biên giới Việt-Lào đến Cửa Rào, độ dốc đáy sông khoảng 3 ‰.
Từ Cửa Rào xuống đến Con Cuông, lòng sông khá sâu, độ dốc nhỏ, trung bình 0,4 ‰. Trung lưu sông Cả, từ Con Cuông tới Anh Sơn, thung lũng sông mở rộng rõ rệt. Độ dốc đáy sông giảm xuống chỉ còn khoảng 0,6- 0,7 ‰. Hạ lưu sông Cả, từ Đô Lương trở xuống, lòng sông mở rộng và uốn khúc quanh co, hệ số uốn khúc lớn [12].
Một số đặc trưng hình thái của lưu vực như sau: độ cao bình quân: 294 m; độ dốc bình quân 18,3%; chiều rộng bình quân: 89 km; mật độ lưới sông: 0,6 km/km2; hệ số hình dạng: 0,29; hệ số uốn khúc: 1,74; chiều dài lưu vực: 450 km. Tổng lưu lượng trung bình năm của toàn hệ thống sông khoảng 6.180 m3/s, tương ứng với mô đun dòng chảy năm là 22,7 l/s.km2 và độ sâu dòng chảy năm 717 mm. Nếu chỉ tính dòng chảy được hình thành trên lãnh thổ Việt Nam thì mô đun dòng chảy năm trung bình là 28,5 l/s.km2 tương ứng với độ sâu dòng chảy 900 mm [12]. Trên lãnh thổ Việt Nam, sông Cả có 151 phụ lưu các cấp, bao gồm 44 phụ lưu cấp I, 74 phụ lưu cấp II, 32 phụ lưu cấp III.
Sông Hiếu: là phụ lưu cấp I lớn nhất ở bờ trái, với diện tích lưu vực 5.340 km2, chiều dài 228 km và độ cao bình quân lưu vực 303 m. Sông bắt nguồn từ vùng núi Pu Hoạt ở biên giới Việt Lào, đổ vào sông Cả tại Anh Sơn. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sông Ngàn Sâu: là phụ lưu lớn nhất ở bờ phải sông Cả, bắt nguồn từ dãy núi Trường Sơn, chảy theo hướng Đông Nam – Tây Bắc, đến Linh Cảm thì tiếp nhận sông Ngàn Phố làm phụ lưu, sau cùng gia nhập vào sông Cả tại Chợ Tràng. Diện tích lưu vực là 3.
Hạ lưu sông Ngàn Sâu,bắt đầu từ nơi gặp sông Ngàn Phố còn có tên gọi khác là sông La. Sông suối trong lưu vực sông Cả phát triển tương đối đồng đều. Phù hợp với phân bố mưa và địa hình, tại những vùng ít mưa dưới thung lũng thấp, mật độ sông suối thường thưa nhất, khoảng 0,44 km/km2 (ở sông Gang). Ngược lại, đối với những vùng núi cao, mưa nhiều, mật độ sông suối phát triển dày hơn, khoảng 1,13 km/ km2 (trên sông Rào Cái).
Trên lưu vực sông Cả đã xây dựng hàng trăm công trình thuỷ lợi: hồ chứa, đập dâng, trạm bơm. nhằm mục đích ngăn lũ, chậm lũ, tiêu thoát lũ hay phục vụ tưới tiêu. Trong đó, có một số hồ chứa lớn như: hồ Bản Vẽ trên sông Nậm Nơn, hồ Khe Bố trên dòng chính sông Cả, hồ Ngàn Trươi trên sông Ngàn Trươi. Lưới trạm khí tượng, thủy văn Mạng lưới trạm đo trên lưu vực tương đối dày, tính đến nay có 12 trạm khí tượng, 20 trạm thủy văn và 60 trạm đo mưa cơ bản đang hoạt động.
Đa số trạm đo có thời kỳ quan trắc dài, bắt đầu từ những năm 50, 60 cho đến nay. Nguồn số liệu khí tượng, thủy văn mà các trạm cung cấp có độ tin cậy cao, có thể sử dụng trong các nghiên cứu khoa học. Một số trận lũ lớn điển hình đã xẩy ra và thiệt hại do lũ lụt trên địa bàn lưu vực sông Cả Trận lũ tháng IX/1978: là lũ kép với 2 đỉnh. Mực nước cao nhất tại Nam Đàn là 9,64m, tại Linh Cảm là 7,75m.
Lũ đặc biệt lớn trên sông Cả do mưa từ 3 cơn bão (số 7, 8, 9) tác động liên tiếp lên phía nam Nghệ Tĩnh khi kết hợp với không khí lạnh: 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cơn bão số 7, sau khi suy yếu thành áp thấp đi vào Quảng Nam -Đà Nẵng ngày 15/IX, tiếp theo là bão số 8 vào nam Quảng Bình, bắc Đà Nẵng ngày 20/IX, kết hợp với không khí lạnh gây ra mưa lớn ở trung, hạ lưu sông Cả. Ngày 26/9, khi lũ đang rút (mực nước Nam Đàn đã xuống tới 6,94 m), bão số 9 lại đổ bộ vào bắc Quảng Bình có tác động của không khí lạnh gây nên mưa lớn, tập trung trong 3 ngày 26-28/IX. Trung tâm mưa lớn ở khu giữa Dừa - Nam Đàn, lượng mưa lớn nhất 3 ngày (26-28/IX) tại Đô Lương là 957,9mm, Môn Sơn 867,4mm, Khai Sơn 846,8mm, Dừa 809,2mm. Diện mưa trên 700mm trải rộng từ Dừa tới Nam Đàn, vùng đồng bằng bắc Nghệ Tĩnh mưa 500-700mm.
Lượng mưa trung bình trên phần lưu vực sông Cả thuộc Việt Nam khi đó là 387mm. Tính chung cho cả 2 đợt, từ 14- 28/IX, mưa trung bình là 762,8mm, tương đương với 10,8 tỉ m3 nước. Bên cạnh đó, cường suất lũ lên lại rất nhanh, cường suất lớn nhất tại Dừa là 57cm/h, tại Nam Đàn là 20cm/h. Đỉnh lũ tại Dừa là 9.920m3/s, gia nhập khu giữa ước tính là 7.820m3/s, tại Yên Thượng là 9.
Lũ sông La quá lớn đã cản trở sự thoát lũ ở hạ lưu sông Cả và uy hiếp đê ở hạ lưu. Đỉnh lũ tại Linh Cảm là 7,75m (năm 1954 là 6,10m).