Đặt vấn đề Hiện nay việc quy hoạch sử dụng đất không hợp lý trên thế giới và trong nƣớc đã và đang góp phần làm suy thoái lƣu vực mà một trong những hậu quả là xói mòn đất và sự bồi lắng dòng chảy làm ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống của cộng đồng dân cƣ sống trên lƣu vực và vùng hạ lƣu cũng nhƣ ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh thái của khu vực. Có rất nhiều nguyên nhân làm cho lƣu vực suy thoái, nhƣng quan trọng nhất là việc sử dụng không hợp lý tài nguyên trong lƣu vực, trong số các tài nguyên thì việc sử dụng đất đƣợc xem là quan trọng nhất. Sự thay đổi các kiểu sử dụng đất có ý nghĩa rất lớn ảnh hƣởng đến lƣu lƣợng dòng chảy, xói mòn đất và đến việc chuyển biến khí hậu (Nguyễn Duy Liêm, 2013). Vì vậy việc đánh giá ảnh hƣởng của việc quy hoạch sử dụng đất đến sự suy thoái lƣu vực nói chung và hiện trạng xói mòn và bồi lắng khu vực nói riêngKLTN Thông là một vấn đề cấp thiếttin trongđịa phát lý triển bền vững của khu vực.
Có hai phƣơng pháp chính để đánh giá xói mòn bồi lắng là phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng pháp mô hình toán. Ƣu điểm của phƣơng pháp mô hình toán là ít tốn chi phí, có thể mô phỏng đƣợc trên khu vực rộng lớn hoặc hiểm trở và trên hết là có thể hỗ trợ dự báo tƣơng lai. Phƣơng pháp mô hình toán nổi bật có mô hình thủy văn có thể mô phỏng đƣợc lƣợng xói mòn và bồi lắng theo ranh giới lƣu vực và có độ chính xác khá cao (Nguyễn Trƣờng Ngân, 2012). Có nhiều mô hình thủy văn khác nhau phục vụ cho việc nghiên cứu đánh giá xói mòn đất và bồi lắng.
Trong đó SWAT là một mô hình đƣợc sử dụng phổ nhiều và mang lại hiệu quả cao nhất khi nghiên cứu về quá trình xói mòn đất (Arnold và ctv, 1998). Ngoài ra SWAT còn đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng (Garrity, D. Loi và ctv, 2011). Lƣu vực sông Đak Bla thuộc địa bàn tỉnh Kon Tum có chiều dài khoảng 110, 6 km chảy theo hƣớng Tây Trƣờng Sơn từ địa phận huyện Kon Plong tỉnh Kon Tum chảy ngƣợc theo hƣớng về thành phố Kon Tum.
Do ảnh hƣởng của việc khai thác đá, cát, rừng bừa bãi cũng nhƣ hậu quả của việc xây dựng đập thủy điện Yaly nên hiện 1 trạng xói mòn đất và ở đây diễn ra phức tạp gây nên hậu quả nghiêm trọng cho đời sống của ngƣời dân cũng nhƣ ảnh hƣởng đến hệ sinh thái nơi đây. Tình hình diễn biến thiên tai trên địa bàn tỉnh ngày càng diễn ra phức tạp điển hình nhƣ các vụ sạt lở đất do xói mòn gây ra làm chôn vùi hàng nghìn hecta rừng, cây cối hoa màu cũng nhƣ các khu dân cƣ trong lƣu vực. Xói mòn còn suy giảm tính chất đất và làm giảm diện tích cây trồng trên địa bàn. Trầm tích do xói mòn góp phần làm bồi tụ lòng sông và hồ do vận chuyển các hạt từ nơi này đến nơi khác từ đó làm suy giảm khả năng chứa nƣớc của sông hồ.
Chính vì những thiệt hại to lớn nói trên mà đặt ra yêu cầu bức bách phải có nghiên cứu đánh giá xói mòn bồi lắng để ngăn ngừa và giảm thiểu những hậu quả của xói mòn đến đời sống kinh tế - xã hội tỉnh. Xuất phát từ các lý do trên nên đề tài “Ứng dụng GIS và SWAT hỗ trợ công tác đề xuất quy hoạch sử dụng đất cho lƣu vực sông Đak Bla, Kon Tum” đƣợc thực hiện.2 Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng GIS và mô hình SWAT đánh giá ảnh hƣởng của việc quy hoạch sử dụng đất đến xói mòn và bồi lắng lƣu vực sông Đak Bla, tỉnh Kon Tum nhằm phục vụ KLTN Thông tin địa lý định hƣớng phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh, với các mục tiêu chi tiết : -Xây dựng các lớp dữ liệu đầu vào cho mô hình SWAT. -Tính toán và mô phỏng lƣợng bồi lắng trên lƣu vực sông Đak Bla, tỉnh Kon Tum năm 2010 và năm 2020. -Đánh giá mức độ xói mòn và bồi lắng trên lƣu vực sông Đak Bla tỉnh Kon Tum tại thời điểm năm 2010 và năm 2020.
-Đề xuất giải pháp hạn chế xói mòn và bồi lắng hỗ trợ công tác quy hoạch sử dụng đất trên lƣu vực sông Đak Bla.3 Giới hạn đề tài Do hạn chế về thời gian (4 tháng) và nguồn lực nên trong đề tài em chỉ xét tác nhân gây xói mòn chủ yếu là do nƣớc và giới hạn phạm vi khu vực nghiên cứu là lƣu vực sông Đak Bla trên địa bàn tỉnh Kon Tum.1 Khu vực nghiên cứu 2.1 Vị trí địa lý Sông Đak Bla là nhánh sông lớn cấp I nằm ở phía Đông-Đông Nam tỉnh Kon Tum bắt nguồn từ núi Ngọc Cơ Rinh (cao 2.039 m) chảy theo hƣớng Đông Bắc-Tây Nam hợp lƣu với sông Sê San nơi cách Yaly 16km về phía hạ lƣu. Sông có chiều dài 110, 6 km, diện tích lƣu vực là 1. Sông Đak Bla có lƣu lƣợng trung bình năm tính theo thủy điện Thƣợng Kon Tum là khoảng 15, 2 m3. Phía Bắc giáp với hệ thống sông Thu Bồn phía Đông giáp với hệ thống sông Ba, phía Nam là hạ lƣu sông Sê San.
Trong khuôn khổ đề tài ta chỉ xét đến lƣu vực sông Đak Bla nằm trên khu vực tỉnh Kon Tum (phần diện tích chảy qua huyện Kon Rẫy, huyện Kon Plong và một số xã của huyện Đak Hà). KLTN Thông tin địa lý Hình 2. Vị trí địa lý lưu vực sông Đak Bla 3 2.2 Địa hình Lƣu vực Đak Bla nằm ở phía Tây dãy Trƣờng Sơn ở độ cao từ 558 – 2039 m. Đặc điểm địa hình đặc trƣng là thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam.
Địa hình trong lƣu vực tính trong tỉnh Kon Tum có thể chia thành 3 dạng chủ yếu sau: - Địa hình núi trung bình và núi cao: phân bố ở phía bắc phần lƣu vực trong tỉnh Kon Tum. Độ dốc lớn bình quân từ 15o trở lên bao gồm những núi cao liền dải phân cắt hiểm trở mặt địa hình tạo thành các thung lũng và khe suối. Các núi đƣợc tạo thành bởi đá biến chất cổ nên có dạng khối. - Dạng địa hình núi thấp: phân bố ở trung tâm phần lƣu vực trong tỉnh Kon Tum.
Độ dốc bình quân 15 – 200. Đƣợc hình thành từ các đồi trầm tích neogen và đá bazan, biến chất; mức độ chia cắt vừa đến mạnh. - Dạng địa hình thung lũng và máng trũng: phân bố ở phía Nam phần lƣu vực trong tỉnh Kon Tum. Độ dốc bình quân từ 10 – 150.
Đƣợc hình thành từ các địa hình bóc mòn ven sông; địa hình có hình lòng máng thấp dần về phía Tây Nam. KLTN Thông tin địa lý 2.3 Khí hậu – thủy văn 2.1 Khí hậu Lƣu vực Đak Bla có khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa nằm với hai mùa rõ rệt:mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Trên lƣu vực, mùa Đông bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3. Mùa Hạ bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 9 hoặc tháng 10.
Lƣợng mƣa trung bình hằng năm vào loại trung bình khoảng 2.121 mm, lƣợng mƣa năm cao nhất 2.260 mm, năm thấp nhất 1.234 mm, tháng có lƣợng mƣa cao nhất là tháng 8, tháng 9. Trên lƣu vực Đak Bla hƣớng gió thay đổi theo mùa và có đặc điểm của gió mùa Đông Nam Á. Hƣớng gió thịnh hành là hƣớng Tây và hƣớng Đông với tần suất xuất hiện khoảng 28 ÷ 36%. Hƣớng Bắc và Nam xuất hiện ít khoảng 1 ÷ 2 %.
Độ m trung bình hàng năm đạt khoảng 78 - 87%. Tháng có độ m không khí cao nhất là tháng 8 - 9 (khoảng 90%), tháng thấp nhất là tháng 3 (khoảng 66%). 4 Tổng lƣợng bốc hơi trung bình hằng năm đo đƣợc tại trạm Kon Tum là 940 mm/năm. Lƣợng bốc hơi lớn nhất đo đƣợc vào tháng 2, tháng 3 và nhỏ nhất vào các tháng mùa mƣa.
Tổng lƣợng bức xạ hằng năm khá lớn đạt 220-204Kcal/cm2 dẫn tới cân bằng bức xạ cả năm đạt 95-115 Kcal/cm2 ảnh hƣởng đến tình trạng sản xuất nông nghiệp cũng nhƣ phân bố thực vật tỉnh. Số giờ nắng trung bình năm đo đƣợc tại trạm Kon Tum đạt 2100-2400 h/năm. 80 300 250 Độ m (%) 60 200 40 150 100 20 50 0 KLTN Thông tin địa lý 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng Lƣợng mƣa Bốc hơi Độ m Hình 2. Đồ thị trạm khí tượng Kon Tum từ năm 2005-2010 (Nguồn: Nguyễn Bách Thắng và ctv, 2010) 2.2 Thủy văn Hệ thống sông Đak Bla gồm sông chính Đak Bla, các sông Đak Ne, Đak Pơ ne và các suối nhánh; hƣớng chảy chính là Đông Bắc – Tây Nam, đổ vào sông Sê San chảy qua địa phận tỉnh Gia Lai sang Cam Pu Chia.
Lƣu vực Đak Bla có độ cao nguồn sông là 1.650m, tại vị trí hợp lƣu vào sông Sê San có độ cao là 1. Tổng lƣợng dòng chảy năm của lƣu vực Đak Bla khoảng 2.106 m3 chiếm 32, 43% tổng lƣợng dòng chảy năm của tỉnh. Đổ vào Đak Bla có 18 nhánh sông suối chính, có độ dài đa số từ 10 – 70 km. Những suối lớn nhất là Đak Akol, Đak Pơ Ne, Ia Krom với tổng diện tích lƣu vực chiếm 60% diện tích lƣu vực sông Đak Bla.
Mật độ mạng lƣới 5 sông Đak Bla là 0,49km/km2 với hệ số uốn khúc là 2, 03; độ dốc trung bình lòng sông chính là 4%. Trên lƣu vực sông Đak Bla có lƣợng mƣa năm bình quân lƣu vực là 2.121 mm, sinh ra lƣợng dòng chảy năm Qo = 98, 5m3/s, mô số dòng chảy năm Mo = 32, 3 l/s/km2, chiếm 24, 1% so với toàn lƣu vực Sê San. Mùa khô trên lƣu vực Đak Bla có lƣợng mƣa rất nhỏ chiếm từ 10 ÷ 15% lƣợng mƣa của cả năm trong đó có 3 tháng kiệt nhất là tháng 2, 3, 4 chỉ chiếm có 10% lƣợng nƣớc cả năm. Đặc điểm các nhánh sông của lưu vực sông Đak Bla Độ cao Độ dài Độ cao Độ rộng Độ dốc Mật độ nguồn sông TB lưu TB Sông TB lưu lưới sông sông chính vực lưu vực vực (%) (km/km2) TT (m) (km) (m) (km) Sông Đak Pơ Ne KLTN Thông tin địa lý 1 1150 35 1050 37 15,7 0,58 Sông 2 Đak Ne 1500 55 1100 25 15,2 0,66 Sông 3 Đak Bla 1200 81.