Đặt vấn đề Nƣớc là thành phần quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống, là cái nôi cho sự sống, là môi trƣờng sống cho hàng triệu triệu sinh vật trên trái đất và cũng là nguồn tài nguyên vô giá đối với sự sống, sự phát triển của con ngƣời.Tài nguyên nƣớc là một trong những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế - xã hội của một vùng lãnh thổ hay của một quốc gia. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, từng bƣớc chuyển dịch và phát triển theo hƣớng tích cực, vấn đề Quản lý Tài nguyên nƣớc đang ngày đƣợc quan tâm và chú trọng thực hiện. Việc tiến hành nghiên cứu xác định hệ thống thủy văn bằng công nghệ GIS là điều vô cùng cần thiết. Do nƣớc có quan hệ mạng lƣới, không giới hạn trong một khu vực địa lý hay ranh giới địa chính mà nó chảy qua nhiều vùng khác nhau, việc sử dụng nƣớc có mối liên quan mật thiết với sử dụng đất và ảnh hƣởng đến hệ sinh thái chính vì vậy cách tiếp cận nghiên cứu theo từng lƣu vực sẽ giúp cho sử dụng và bảo vệ tốt tài nguyên cho toàn lƣu vực.
Hồ ba bể là hồ tự nhiên trên núi duy nhất có ý nghĩa đặc biệt quan trọng ở Việt Nam, là hồ kiến tạo tự nhiên lớn. Do cơ chế kiến tạo đại chất và thủy văn đặc biệt nằm trong vùng đá vôi, nhƣng hồ Ba Bể không bị mất nƣớc và đây chính là điều kì thú độc đáo của hồ Ba Bể. Trên mặt hồ trong xanh có các đảo Karst, xunh quanh hồ là rừng nhiệt đới thƣờng xanh trên núi đá vôi và là sinh cảnh quan trọng của các loài độn vật quý hiếm. Lƣu vực hồ Ba Bể nhận nƣớc từ các sông Tà Han, Bó Lù và Chợ Lèng ở phía Nam của Vƣờn Quốc gia với tổng diện tích lƣu vực là 420km2.Hồ Ba Bể có vai trò rất quan trọng trong việc điều tiết nguồn nƣớc trong khu vực này.
n 2 Hệ thống thông tin địa lí (GIS – geographic information system) là một công nghệ mới du nhập vào Việt Nam trong những thập niên 90 của thế kỉ XIX. Và đang phát triển trong những năm trở lại đây. GIS ngày nay là một công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lí, các doanh nghiệp, các cá nhân…đánh giá đƣợc hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin đƣợc gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở dữ liệu đầu vào.
Ở một số nƣớc, đã có một số nghiên cứu liên quan đến xác định hệ thống thủy văn bằng công nghệ GIS, nƣớc ta cũng có một số nghiên cứu liên quan đến việc xác định hệ thống thủy văn bằng công nghệ GIS. Để từ đó chúng ta có thể đƣa ra các phƣơng án sử dụng đất tối ƣu ít làm ảnh hƣởng tới lƣu lƣợng dòng chảy, mang lại hiệu quả cao. Xuất phát từ lí do trên và đƣợc sự đồng ý của Ban giám hiệu, ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của thầy giáo Th.S Nguyễn Quang Thi tôi thực hiện đề tài:“Nghiên cứu xác định hệ thống thủy văn thuộc lưu vực hồ Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn bằng công nghệ GIS” 1. Mục tiêu của nghiên cứu 1.
Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu xác định hệ thống thủy văn thuộc lƣu vực hồ Ba Bể, làm căn cứ để đƣa ra đề xuất cho việc sử dụng đất của các xã thuộc khu vực nghiên cứu. Mục tiêu cụ thể - Xác định đƣợc khu vực nghiên cứu, đƣa ra đƣợc một số điểm khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu - Nêu lên đƣợc hiện trạng sử dụng đất của các xã thuộc khu vực nghiên cứu n 3 - Xác định đƣợc hệ thống thủy văn khu vực nghiên cứu bằng công nghệ GIS - Đƣa ra một số đề xuất sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học - Cơ hội tốt để sinh viên củng cố kiến thức đã đƣợc học, nghiên cứu trong nhà trƣờng và những kiến thức thực tế cho bản thân trong quá trình thực tập tại cơ sở.
- Nâng cao khả năng tiếp cận, thu thập và xử lý thông tin trong quá trình làm đề tài. Ý nghĩa trong thực tiễn Trên cơ sở xác định hệ thống thủy văn từ đó đề xuất sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu phù hợp với điều kiện của địa phƣơng. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2. Khái quát về tài nguyên nƣớc 2.
Định nghĩa của nước Nƣớc đƣợc xem nhƣ một tài nguyên quí giá và cần thiết cho sự sống. Nƣớc chi phối nhiều hoạt động của con ngƣời, thực và động vật và vận hành của thiên nhiên. Theo định nghĩa thông thƣờng:"Nƣớc là một chất lỏng thông dụng. Nƣớc tinh khiết có công thức cấu tạo gồm 2 nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, nƣớc là một chất không màu, không mùi, không vị.
Dƣới áp suất khí trời 1 atmosphere, nƣớc sôi ở 100°C và đông đặc ở 0°C, nƣớc có khối lƣợng riêng là 1000 kg/m3”. Tính chất của nước - Nƣớc là một dung môi vạn năng: Nƣớc có thể hòa tan đƣợc rất nhiều chất, đặc biệt là các chất khoáng và chất khí cung cấp dinh dƣỡng và giúp cho sự trao đổi chất trong cơ thể sinh vật. - Nƣớc có nhiệt dung rất lớn: Nƣớc có khả năng hấp thu rất nhiều nhiệt lƣợng khi nóng lên và đồng thời cũng tỏa ra nhiều nhiệt lƣợng khi lạnh đi. Khả năng này giúp cho nhiệt độ ban ngày trên trái đất ít nóng hơn và ban đêm đỡ lạnh đi, giúp cho sự sống khỏi sự tiêu diệt ở mức chênh lệnh nhiệt độ quá lớn.
- Nƣớc rất khó bay hơi: Ở 20°C, muốn 1 lít nƣớc bốc hơi phải tốn 539. Đặc tính này của nƣớc đã cứu thoát sự sống khỏi bị khô héo nhanh chóng và giúp cho các nguồn nƣớc không bị khô hạn, làm tiêu diệt các sinh vật sống trong nó. - Nƣớc lại nở ra khi đông đặc: Khi hạ nhiệt độ xuống thấp dƣới 4°C thì thể tích nƣớc lại tăng lên. Đến diểm đông đặc 0°C, thể tích nƣớc tăng lên n 5 khoảng 9 % so với bình thƣờng, làm băng đá nổi lên mặt nƣớc.
Nƣớc có nhiệt độ cao hơn sẽ chìm xuống đáy giúp các thủy sinh vật tồn tại và lớp băng đá - có tính dẫn nhiệt rất kém - trở thành chiếc áp giáp bảo vệ sự sống phía dƣới nó. - Nƣớc có sức căng mặt ngoài lớn: Nhờ có sức căng mặt ngoài lớn nên nƣớc có tính mao dẫn mạnh. Hiện tƣợng này có một ý nghĩa rất lớn trong việc duy trì sự sống trên trái đất, nƣớc từ dƣới đất có thể thấm đến từng ngọn cây. Trong cơ thể ngƣời và động vật, máu và dịch mô vận chuyển đƣợc đến các cơ quan nội tạng cũng nhờ khả năng mao dẫn của nƣớc.
- Nƣớc có khả năng tự làm sạch: Nƣớc trong quá trình vận chuyển của nó khắp nơi trong thiên nhiên còn có khả năng tự làm sạch, loại bỏ một phần chất bẩn, tạo điều kiện cho môi trƣòng sinh thái đƣợc cải thiện.Vai trò của nước trong cuộc sống Nƣớc là yếu tố hàng đầu quyết định sự tồn tại và phát triển của sinh giới. Không có nƣớc sự sống lập tức bị rối loạn, ngƣng lại và tiêu diệt. - Nƣớc chiếm thành phần chủ yếu trong cấu tạo cơ thể thực và động vật. Con ngƣời có khoảng 65 - 75 % trọng lƣợng nƣớc trong cơ thể, đặc biệt nƣớc chiếm tới 95 % trong huyết tƣơng, cá có khoảng 80 % nƣớc trong cơ thể, cây trên cạn có 50 - 70 % nƣớc, trong rong rêu và các loại thủy thực vật khác có 95 - 98 % là nƣớc.
- Muốn có thực phẩm cho ngƣời và gia súc cần có nƣớc: muốn có 1 tấn lúa mì, cần 300 - 500 m3 nƣớc, 1 tấn gạo cần tiêu thụ 1.000 m3 nƣớc và để có 1 tấn thịt trong chăn nuôi cần tốn 20. - Lƣợng nƣớc trên trái đất là một máy điều hòa nhiệt và làm cho cán cân sinh thái đƣợc cân bằng. Sự sống thƣờng tập trung ở các nguồn nƣớc, phần lớn các nền văn minh, các trung tâm kinh tế, công nghiệp, nông nghiệp, khoa học kỹ thuật, văn hóa xã hội, dân cƣ,. đều nằm dọc theo các vùng tập trung nƣớc.
n 6 - Sự thay đổi cán cân phân phối nƣớc hoặc sự phá hoại nguồn nƣớc có thể làm tàn lụi các vùng trù phú, biến các vùng đất màu mỡ thành các vùng khô cằn 2. Khái quát về lƣu vực 2. Những khái niệm cơ bản về lưu vực - Hệ thống thủy văn: là các quá trình thủy văn (chu trình thủy văn) diễn ra trên thực tế trong một vùng không gian nhất định. - Chu trình thủy văn: là hệ thống gồm các thành phần là bốc hơi, lƣợng mƣa, dòng chảy và các pha khác nhau của chu trình.
- Lưu vực: là một phạm vi không gian lãnh thổ đƣợc phân chia dựa trên địa hình và đƣờng ranh giới phân chia lƣu vực gọi là đƣờng phân thủy. Trong phạm vi không gian đó mọi lƣợng nƣớc mƣa khi rơi xuống có thể chảy thành dòng trên bề mặt thông qua hệ thống sông suối, tập trung lại và thoát qua một cửa ra duy nhất ở điểm cuối của lƣu vực. Tại đây có thể xây đập nhằm phục vụ cho tƣới tiêu, thủy lợi trong nông nghiệp hoặc cung cấp nƣớc sinh hoạt hay các thủy điện hoặc điểm cuối của lƣu vực này cũng lại là điểm đầu của lƣu vực khác, nơi đây dòng chảy có thể đổ ra lƣu vực lớn hơn, hay ra hồ hoặc đổ thẳng ra biển.Lƣu vực là một hệ thống khép kín, độc lập và rất phức tạp, gồm có những thành phần hữu sinh, vô sinh, các yếu tố trong lƣu vực có mối quan hệ mật thiết chặt chẽ với nhau và thƣờng đƣợc kết nối với các hệ sinh thái khác nhau. Lƣu vực không nhất thiết là một vùng cao hay vùng địa hình núi, nó có thể tồn tại ở vùng đồng bằng.
Trong lƣu vực có thể tồn tại rừng, khu dân cƣ, nông nghiệp, công nghiệp, thƣơng nghiệp…. - Tiểu lưu vực: một lƣu vực lớn sẽ đƣợc chia nhỏ thành nhiều tiểu lƣu vực. Mỗi tiểu lƣu vực có vị trí địa lý trong lƣu vực và có mối quan hệ về mặt không gian với các tiểu lƣu vực khác.