Chương 1 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên trên hệ thống thủy lợi Xuân Thủy 1. Vị trí địa lý Hệ thống thủy lợi Xuân Thủy bao gồm hai huyện Xuân Trường và Giao Thủy thuộc tỉnh Nam Định, nằm ở phía đông tỉnh Nam Định, được giới hạn bởi sông Hồng ở phía bắc, sông Ninh Cơ và huyện Trực Ninh - tỉnh Nam Định ở phía tây, huyện Hải Hậu - tỉnh nam Định ở phía tây nam, biển Đông ở phía đông và đông nam. Sông Hồng cũng là biên giới chung giữa tỉnh Nam Định nói chung và hệ thống thủy lợi Xuân Thủy nói riêng với tỉnh Thái Bình.
Hệ thống thủy lợi Xuân Thủy kéo dài từ 20010’27” đến 20022’32” vĩ độ bắc, từ 106017’44” đến 106036’22” kinh độ đông.1: Vị trí của hệ thống thủy lợi Xuân Thủy - Tỉnh Nam Định 11 1. Đặc điểm địa hình Hệ thống thủy lợi Xuân Thủy là vùng đất được hình thành nhờ quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng – sông Ninh Cơ cùng với quá trình khai hoang lấn biển nên có địa hình tương đối bằng phẳng và được chia thành hai vùng độc lập là vùng trong đê và vùng bãi sông, bãi biển ngoài đê: 1. Vùng bãi sông, bãi biển ngoài đê: Đây là các vùng đất đang được hình thành do quá trình bồi tụ phù sa của sông Hồng mà thành gồm: - Bãi sông Sò có diện tích 132 ha thuộc các xã Giao Tiến, Giao Tân, Giao Thịnh, Xuân Hòa, Xuân Vinh có cao trình tự nhiên trung bình +0,8 m đến +1,0 m. - Vùng bãi biển Cồn Lu – Cồn Ngạn có cao độ trung bình +0,7 m.
Vùng đất này còn được biết đến với tên Vườn Quốc gia Xuân Thủy, vùng đất ngập nước chính thức gia nhập công ước RAMSAR (Công ước bảo vệ những vùng đất ngập nước có tầm quan trọng quốc tế, đặc biệt như là nơi di trú của những loài chim nước). Vườn Quốc gia Xuân Thủy còn là vùng lõi có tầm quan trọng đặc biệt của khu dự trữ sinh quyển Đồng bằng ven biển châu thổ sông Hồng đã được UNESCO công nhận năm 2004. Vùng trong đê: Đây là vùng nghiên cứu của luận văn. Nhìn chung địa hình vùng này có xu hướng dốc dần từ bắc xuống nam, từ tây sang đông và được chia thành thành hai khu vực sau: a) Khu vực phía bắc sông Ngô Đồng (Sông Sò): thuộc địa bàn huyện Xuân Trường, có cao trình bình quân từ +0,6 m đến +0,7 m.
Trong vùng khu vực lòng chảo thấp có cao trình từ +0,3 m đến +0,4 m nằm ở các xã Xuân Thủy, Xuân Ngọc, Xuân Bắc, Xuân Trung, Xuân Đài, Xuân Tân… Những vùng cao nằm ven sông Hồng và sông Ninh Cơ có cao trình từ +0,9 m đến +1,1 m gồm các xã Xuân Châu, Xuân Hồng, Xuân Thành, Xuân Phong, Xuân Ninh… b) Khu vực phía nam sông Sò: thuộc địa bàn huyện Giao Thủy, hướng dốc địa hình thoải dần từ tây bắc xuống đông nam, cao trình phổ biến từ +0,7 m đến +0,8 m. Vùng cao ven thượng lưu sông Ngô Đồng, sông Hồng, kênh Cồn Nhất có cao trình từ +0,9 m đến +1,0 m gồm các xã Hoành Sơn, Giao Tiến, một phần các xã 12 Giao Hà, Giao Nhân, Giao Châu… Đặc biệt có một số khu vực cồn cát nằm ở phía nam huyện Giao Thủy có cao trình từ +2,0 m đến +2,5 m gồm các xã Giao Lâm, Giao Phong, Giao Tiến. Những vùng đất thấp nằm sát biển có cao trình từ +0,2 m đến +0,4 m gồm một phần các xã Giao Tiến, Giao Châu, Giao Long, Giao Hải, Giao An và Giao Thiện. Đặc điểm cấu tạo địa chất Dựa theo tài liệu điều tra, nghiên cứu của các nhà địa chất trong nước và tài liệu khảo sát địa chất các công trình xây dựng đã triển khai trên hệ thống thủy lợi Xuân Thủy trong những năm qua có thể khái quát cấu trúc địa chất của vùng nghiên cứu có dạng sau: + Trầm tích Pleixtoxen: nằm dưới đáy địa tầng là cát thạch anh hạt nhỏ đến hạt trung thuộc bồi tích cổ alQ III , có bề dầy từ 20 đến 30 m hoặc lớn hơn, nằm khá sâu dưới mặt đất từ 20 đến trên 30 m.
+ Trầm tích tholoxen: nằm trên tầng trầm tích Pleixtoxen, dạng phổ biến là bùn sét kiểu đầm lầy ven biển (bmQ IV ). Trên tầng bùn sét là trầm tích sét biển (mQ IV ), trên nữa là tầng á sét có chứa vỏ sò, chất hữu cơ thực vật. Trên cùng là tầng bồi tích sông (alQ IV ). Quá trình hình thành và phát triển địa chất vùng nhiên cứu rất phức tạp được thể hiện ở tính đa dạng của các dạng địa hình và các kiểu địa mạo.
Tuy nhiên có thể khái quát lại thành 2 kiểu địa mạo chính sau: 1. Đồng bằng bồi tích phù sa sông: Kiểu địa mạo này có địa hình rất bằng phẳng, chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu. Đây là kiểu đồng bằng đã qua giai đoạn phát triển tam giác châu, đang trong giai đoạn phát triển của đồng bằng bồi tích phù sa sông. Những chỗ thấp là tàn tích của các lòng sông cũ còn những chỗ cao là tàn tích của các con trạch gần bờ.
Quá trình bồi lấp tuy chưa hoàn thiện nhưng hiện tại đã bị ngừng trệ do hệ thống đê ngăn lũ được xây dựng trên hầu hết các sông lớn. Do ảnh hưởng của hệ thống đê mà vùng nghiên cứu đã hình thành các ổ trũng lớn tương đối độc lập với nhau. Đồng bằng bồi tích tam giác châu hiện đại: Kiểu địa mạo này nằm ở khu vực cửa biển sông Hồng và sông Ninh Cơ, đang trong giai đoạn bồi tụ rất mạnh làm cho tam giác châu sông Hồng tiến nhanh ra biển với tốc độ vài chục m mỗi năm, bề mặt rất bằng phẳng và độ cao tuyệt đối rất thấp, biến đổi từ 0 đến 1,0 m. Nhìn chung nền địa chất vùng nghiên cứu rất yếu, khi khảo sát thiết kế và thi công các công trình thủy lợi cần có biện pháp thích hợp để xử lý chống lún, chống cát đùn, cát chảy.
Đặc điểm thổ nhưỡng Đất đai trong hệ thống thủy lợi Xuân Thủy được hình thành chủ yếu do quá trình bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Ninh Cơ. Cùng với quá trình cải tạo đất phục vụ sản xuất nông nghiệp, điều kiện canh tác cùng những tác động của các yếu tố tự nhiên và xã hội trên hệ thống đã hình thành nhiều loại đất khác nhau. Theo các chuyên gia về thổ nhưỡng, đất canh tác trên hệ thống thủy lợi Xuân Thủy bao gồm một số loại chính sau đây: 1. Đất phù sa được bồi hàng năm (pb, ph b ) Loại đất này phân bố ở các khu vực nằm ngoài đê sông Hồng và sông Ninh Cơ.
Đây là loại đất có dung tích hấp thụ và mức độ bão hòa bazơ cao, có phản ứng trung tính, ít chua, thành phần cơ giới thịt nhẹ, hàm lượng mùn rất thấp và có xu hướng giảm theo chiều sâu của phẫu diện. Đạm và lân tổng số rất nghèo nhưng lại tương đối giầu kali tổng số. Các chất dễ tiêu như lân ở mức thấp, đất còn kali ở mức khá. Trong thành phần cation trao đổi thì hàm lượng Ca++ ở mức cao còn magiê lại ở mức thấp.
Mặc dù có diện tích không lớn lại phân bố ở ngoài đê, về mùa lũ việc canh tác trên loại đất này có nhiều hạn chế nhưng lại là loại đất thích hợp với nhiều loại rau, hoa màu và cây công nghiệp ngắn ngày như mía, ngô, đậu đỗ. Đất phù sa không được bồi (p, ph) Là loại đất rất phổ biến phân bố ở các khu vực cao nằm trong đê sông. Do có địa hình cao và nằm trong đê nên loại đất này hầu như không được bồi bổ sung một lượng phù 14 sa mới. Đất có màu nâu tươi, hình thái phẫu diện khá đồng nhất, ít chua ở tầng mặt, càng xuống dưới thì pH KCl càng tăng.
Các chất tổng số như đạm ở mức trung bình, lân ở mức khá và kali ở mức cao. Các chất dễ tiêu chỉ có kali ở mức khá còn lân thì ở mức thấp. Tương tự như đất phù sa được bồi, trong tổng lượng cation trao đổi thì hàm lượng Ca++ vượt trội so với Mg ++. Dung tích hấp thụ cao.
Độ no bazơ khá, đạt xấp xỉ 70%. Mặc dù hàng năm không được bổ sung một lượng phù sa mới như đất phù sa được bồi nhưng đây lại là loại đất tốt thích hợp cho cả việc trồng lúa, hoa màu và thâm canh tăng vụ. Đất phù sa chua (Pc) Đây là loại đất phổ biến nhất trong nhóm đất phù sa, có đặc tính chung là chua, hàm lượng hữu cơ, đạm, ka li và dung tích hấp thu ở mức trung bình, lân ở mức trung bình và nghèo, độ bão hòa bazơ nhỏ dưới 50%. Do thiếu và không cân đối hàm lượng NPK nên loại đất này cần tăng cường bón phân để cân đối dinh dưỡng đặc biệt là phải nâng cao hàm lượng hữu cơ và hạ dần độ chua của đất 4.
Đất phù sa gley (pg) Loại đất này cũng khá phổ biến trên hệ thống. Do phân bố ở khu vực có địa hình thấp trũng, bị ngập nước trong một thời gian dài, mực nước ngầm thường xuyên ở mức cao đã tạo ra tình trạng đất bị yếm khí thường xuyên, quá trình glây phát triển mạnh làm cho đất có màu loang lổ. Khảo sát một số phẫu diện đất trên hệ thống cho thấy tỷ lệ cấp hạt sét ở các tầng đất thường khá cao và tăng theo chiều sâu của phẫu diện. Đất có phản ứng chua, hàm lượng mùn, đạm và kali tổng số cao trong khi lân tổng số thấp.
Các chất dễ tiêu như lâ rất nghèo, kali ở mức trung bình. Trong thành phần các cation trao đổi, hàm lượng can xi ở mức trung bình, ma giê thấp. Dung tích hấp thụ trung bình còn độ no bazơ khá. Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa (Fl) Phân bố rải rác khắp các khu vực trồng lúa nước.
Là loại đất có nguồn gốc tại chỗ, qua quá trình canh tác lúa nước đất bị biến đổi một số tính chất lý hoá học mà tạo nên loại đất đỏ vàng. Kết quả phân tích mẫu đất do Hội Khoa học đất Việt 15 Nam thực hiện cho thấy đất có thành phần cơ giới trung bình, phản ứng ít chua, hàm lượng mùn khá (có thể do được bổ sung trong quá trình canh tác bằng phân hữu cơ). Các chất tổng số như đạm và kali ở mức khá, lân ở mức nghèo. Hàm lượng can xi, magiê thấp.
Dung tích hấp thụ cation và độ no bazơ thấp. Đây là loại đất được nhân dân khai thác trồng lúa nước từ lâu đời.