LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong
luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được trích dẫn rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Hoàng Mạnh Cường

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình điều tra, thu thập, nghiên cứu để hồn thiện luận văn, tơi đã nhận được
sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, quý báu của các nhà khoa học, của các cơ quan, tổ
chức, cá nhân có sự hiểu biết về lĩnh vực nghiên cứu.
Tơi xin được bày tỏ sự cảm ơn chân thành nhất tới 02 giáo viên hướng dẫn khoa học
PGS.TS Nguyễn Thanh Hùng và PGS.TS Ngơ Lê Long đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
tơi trong suốt q trình hồn thành luận văn.
Tơi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các thầy giáo, cô giáo trong khoa
Thủy Văn và Tài nguyên nước - trường Đại học Thủy Lợi, chân thành cảm ơn các anh
chị trong Phịng Thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực học sông biển… đã nhiệt
tình giúp đỡ tơi trong q trình hồn thành luận văn này.
Sau cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, những người thân, đồng nghiệp và bạn
bè đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất. Song do
thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi những thiếu sót,
vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của các Thầy, Cơ và các bạn để luận văn được
hoàn thiện hơn.
Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Tác giả luận văn

Hoàng Mạnh Cường

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH .........................................................................................
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................
MỞ ĐẦU ...........................................................................................................
1.Tính cấp thiết của Đề tài .................................................................................
2.Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................
3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................
4.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .....................................................

v
vii
1
1
1
1
2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VIỆC TÍNH TỐN DỊNG CHẢY, BÙN
CÁT TRÊN LƯU VỰC SƠNG ......................................................................
1.1.Một số khái niệm .......................................................................................
1.1.1.Khái niệm xói mịn đất .............................................................................
1.1.2.Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn đất ...................................................
1.1.2.1.Yếu tố khí hậu ........................................................................................
1.1.2.2.Yếu tố địa hình .......................................................................................
1.1.2.3.Yếu tố thổ nhưỡng ..................................................................................
1.1.2.4.Thảm thực vật ........................................................................................
1.1.2.5.Hoạt động của con người ......................................................................
1.1.3.Phân loại xói mịn đất ...............................................................................

3
3
3
3
4
4
4
5
6
6

1.2.Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về tính tốn dịng chảy, bùn
cát trên lưu vực ................................................................................................

7

1.3.Tổng quan các nghiên cứu ở Việt Nam về tính tốn dịng chảy, bùn
cát trên lưu vực ................................................................................................

1.4.Giới thiệu khái quát lưu vực sơng Nhật Lệ .............................................
1.4.1.Điều kiện tự nhiên ....................................................................................
1.4.1.1.Vị trí địa lý .............................................................................................
1.4.1.2.Đặc điểm địa hình .................................................................................
1.4.1.3.Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng ..............................................................
1.4.1.4.Thảm phủ thực vật .................................................................................
1.4.1.5.Đặc điểm địa lý thủy văn .......................................................................
1.4.2.Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội ........................................................
1.4.3.Hiện trạng các hồ thủy điện trên lưu vực .................................................
1.4.4.Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Nhật Lệ ...............................
1.4.4.1.Lưới trạm khí tượng thủy văn ................................................................
1.4.4.2.Chế độ khí hậu lưu vực sơng Nhật Lệ ...................................................
1.4.5.Chế độ thủy văn sông Nhật Lệ .................................................................

iii

9
11
11
11
11
12
13
13
16
16
17
17
19
25



1.4.5.1.Dòng chảy năm ......................................................................................
1.4.5.2. Dòng chảy lũ .........................................................................................
1.5.Khái quát một số phương pháp tính tốn xói mịn lưu vực ....................

26
28
30

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH THIẾT LẬP MƠ HÌNH TÍNH TỐN XĨI
MỊN LƯU VỰC SƠNG NHẬT LỆ ..............................................................
2.1.Giới thiệu mơ hình SWAT ........................................................................
2.1.1.Tổng quan .................................................................................................
2.1.2.Nguyên lý mô phỏng ................................................................................
2.2.Dữ liệu và phương pháp tính ....................................................................
2.2.1.Yêu cầu về dữ liệu phục vụ chạy mơ hình lưu vực ..................................
2.2.2.Thu thập số liệu đầu vào phục vụ chạy mơ hình ......................................
2.2.3.Đánh giá độ tin cậy của mơ hình ..............................................................
2.3.Thiết lập mơ hình SWAT tính tốn xói mịn lưu vực sơng Nhật Lệ .....
2.3.1. Chuẩn bị dữ liệu ......................................................................................
2.3.2. Phân định lưu vực ....................................................................................
2.3.3. Định nghĩa đơn vị thủy văn .....................................................................
2.3.4. Nhập dữ liệu đầu vào ...............................................................................
2.3.5. Chạy mơ hình ..........................................................................................
2.3.6. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình ...........................................................

33
33
33

35
39
39
41
42
43
43
48
49
50
51
52

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWAT ĐỂ TÍNH TỐN, ĐÁNH
GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA XĨI MỊN LƯU VỰC THƯỢNG NGUỒN
ĐẾN VẬN CHUYỂN BÙN CÁT VÙNG CỦA SÔNG NHẬT LỆ ..............
3.1 Xây dựng kịch bản tính tốn ....................................................................
3.1.1. Kịch bản số 1 ...........................................................................................
3.1.2. Kịch bản số 2 ...........................................................................................
3.2 Tính tốn xói mịn lưu vực sơng Nhật Lệ bằng mơ hình SWAT ...........
3.2.1. Kết quả theo kịch bản số 1 ......................................................................
3.2.2. Kết quả theo kịch bản số 2 ......................................................................
3.3. Đánh giá ảnh hưởng của xói mịn đến vận chuyển bùn cát vùng cửa
sông Nhật Lệ ....................................................................................................
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................................
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ..........................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................
PHỤ LỤC .........................................................................................................

iv


59
59
59
60
61
61
64
67
69
70
71
72


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu ................................................
Hình 1.1. Vị trí địa lưu vực sơng Nhật Lệ .........................................................
Hình 2.1. Các q trình thủy văn trên lưu vực ..................................................
Hình 2.2. Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha lưu vực ......................................
Hình 2.3. Bản đồ độ cao lưu vực sơng Nhật Lệ ................................................
Hình 2.4. Bản đồ sử dụng đất (2001-2010) trên lưu vực sông Nhật Lệ ............
Hình 2.5. Bản đồ đất lưu vực sơng Nhật Lệ ......................................................
Hình 2.6. Bảng tọa độ 3 trạm đo mưa trên lưu vực ...........................................
Hình 2.7. Bảng tọa độ trạm khí tượng ...............................................................
Hình 2.8. Bảng dữ liệu lượng mưa ngày trạm Ba Đồn ......................................
Hình 2.9. Bảng dữ liệu lượng mưa ngày trạm Kiến Giang ...............................
Hình 2.10. Bảng dữ liệu lượng mưa ngày trạm Lệ Thủy ..................................
Hình 2.11. Bảng dữ liệu nhiệt độ cao nhất, thấp nhất ngày trạm Ba Đồn .........
Hình 2.12. Bảng dữ liệu nhiệt độ cao nhất, thấp nhất ngày trạm Đồng Hới .....

Hình 2.13. Bảng dữ liệu nhiệt độ cao nhất, thấp nhất ngày trạm Tun Hóa ...
Hình 2.14. Kết quả phân định lưu vực ..............................................................
Hình 2.15. Kết quả file báo cáo định nghĩa đơn vị thủy văn .............................
Hình 2.16. Giao diện nhập dữ liệu trạm thời tiết ...............................................
Hình 2.17. Giao diện nhập dữ liệu lượng mưa ..................................................
Hình 2.18. Giao diện nhập dữ liệu nhiệt độ ......................................................
Hình 2.19. Giao diện ghi bảng các dữ liệu đầu vào của mô hình SWAT .........
Hình 2.20. Giao diện thiết lập thơng số chạy mơ hình ......................................
Hình 2.21. Giao diện chạy mơ hình thành cơng ................................................
Hình 2.22. Giao diện phần mềm SWAT-CUP2012 ..........................................
Hình 2.23. Kết quả so sánh đường q trình dịng chảy tính tốn và thực đo tại
trạm Kiến Giang (Giai đoạn hiệu chỉnh - năm 1977) ........................................
Hình 2.4. Kết quả so sánh đường q trình dịng chảy tính tốn và thực đo tại
trạm Kiến Giang (Giai đoạn hiệu chỉnh - năm 1977) ........................................
Hình 3.1. Vị trí 04 hồ trong kịch bản tính tốn .................................................
Hình 3.2. Các thơng số hồ chứa giả định ..........................................................
Hình 3.3. Bản đồ thảm phủ năm 2018 ...............................................................
Hình 3.4. Biểu đồ kết quả tính tốn dịng chảy theo KB1 .................................
Hình 3.5. Biểu đồ kết quả tính tốn trầm tích theo KB1 ...................................
Hình 3.6. Biểu đồ kết quả tính tốn nồng độ bùn cát theo KB1 ........................
Hình 3.7. Biểu đồ kết quả tính tốn dịng chảy theo KB2 .................................

v

2
11
34
37
44
45

45
46
46
46
47
47
47
48
48
49
49
50
50
51
51
52
52
54
55
58
59
59
60
62
63
64
65


Hình 3.8. Biểu đồ kết quả tính tốn trầm tích theo KB2 ...................................

Hình 3.9. Biểu đồ kết quả tính tốn nồng độ bùn cát theo KB2 ........................

vi

66
67


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng các hồ thủy điện vừa và nhỏ lưu vực sông Nhật Lệ theo Quy
hoạch ...................................................................................................................
Bảng 1.2. Lưới trạm thủy văn lưu vực sông Nhật Lệ ..........................................
Bảng 1.3. Lưới trạm khí tượng đo mưa lưu vực sông Nhật Lệ ...........................
Bảng 1.4. Tổng hợp một số phương pháp đánh giá xói mịn trên thế giới ..........
Bảng 2.1. Danh sách các trạm thu thập số liệu lượng mưa .................................
Bảng 2.2. Danh sách các trạm thu thập số liệu nhiệt độ khơng khí ....................
Bảng 2.3. Chuẩn bị dữ liệu đầu vào mơ hình SWAT ..........................................
Bảng 2.4. Số liệu lưu lượng trung bình ngày (năm 1977) đo đạc tại Kiến Giang
Bảng 2.5. Thơng số mơ hình thủy văn SWAT cho lưu vực Kiến Giang ............
Bảng 2.6. Số liệu lưu lượng ngày năm 1978 tại trạm Kiến Giang ......................
Bảng 3.1. Bảng diễn giải các thông số hồ chứa giả định ....................................
Bảng 3.2. Bảng thay đổi diện tích .......................................................................
Bảng 3.3. Kết quả tính tốn dịng chảy theo KB1 (trung bình tháng từ năm
1977 đến năm 1981) ............................................................................................
Bảng 3.4. Kết quả tính tốn trầm tích theo KB1 (trung bình tháng từ năm 1977
đến năm 1981) .....................................................................................................
Bảng 3.5. Kết quả tính tốn nồng độ bùn cát theo KB1 (trung bình tháng từ
năm 1977 đến năm 1981) ....................................................................................
Bảng 3.6. Kết quả tính tốn dịng chảy theo KB2 (trung bình tháng từ năm
1977 đến năm 1981) ............................................................................................

Bảng 3.7. Kết quả tính tốn trầm tích theo KB2 (trung bình tháng từ năm 1977
đến năm 1981) .....................................................................................................
Bảng 3.8. Kết quả tính tốn nồng độ bùn cát theo KB2 (trung bình tháng từ
năm 1977 đến năm 1981) ....................................................................................

vii

17
18
19
31
41
42
44
53
56
57
60
61
61
62
63
64
65
66


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Xói mịn đất là một trong những vấn đề mơi trường tồn cầu hiện nay và đang có xu

hướng gia tăng. Trong khi quỹ đất canh tác của thế giới hết sức hữu hạn và dân số
không ngừng phát triển. Theo các chuyên gia của FAO-UNEP hàng năm trên tồn thế
giới có khoảng từ 5-7 triệu ha đất bị mất khả năng sản xuất do bị xói mịn đất. Ở Việt
Nam, với ¾ diện tích là đồi núi và lại nằm trong vùng nhiệt đới ẩm gió mùa, vậy xói
mịn được xem là một hiểm họa đối với đất dốc ở Việt Nam. Nếu khơng có biện pháp
phịng chống thì mỗi năm hàng trăm tấn đất và dinh dưỡng sẽ bị mất và chỉ sau vài
năm đất trở nên thối hóa khơng cịn khả năng canh tác. Lưu vực sơng Nhật Lệ có đặc
điểm địa hình nhiều đồi núi, hệ thống sơng ngịi với mật độ dày, các con sơng ngắn, có
độ dốc lớn, khả năng tập trung lũ nhanh, đồng bằng ven biển hẹp, cửa sông biến đổi
theo mùa, bị co hẹp ảnh hưởng đến khả năng thoát lũ... nên vào mùa mưa bão trên lưu
vực sông này thường xảy ra các trận lũ lụt lớn.
Cho đến nay vùng cửa sông ven biển Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình vẫn chưa có một
nghiên cứu tổng thể nào về ảnh hưởng của dòng chảy bùn cát từ thượng nguồn liên
quan đến hiện tượng xói lở, bồi tụ vùng cửa sông. Sự thay đổi về dịng chảy bùn cát
vùng cửa sơng chịu ảnh hưởng lớn từ sự xói mịn của lưu vực thượng nguồn vì vậy
việc ứng dụng mơ hình SWAT để đánh giá ảnh hưởng của xói mịn lưu vực thượng
nguồn đến vận chuyển bùn cát ra cửa sông là rất cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu ứng dụng mơ hình SWAT mơ phỏng và tính tốn lượng bùn cát trên lưu
vực ra cửa sông theo các kịch bản khai thác thượng nguồn. Áp dụng cho lưu vực sông
Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Dòng chảy và dòng chảy bùn cát, tải lượng bùn cát cửa ra
sông Nhật Lệ.
- Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sơng Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình.

1


4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

a. Cách tiếp cận:
- Đề tài sẽ sử dụng cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu trên cơ sở các quá trình xảy ra trên
bề mặt lưu vực và lòng dẫn như được trình bày tại hình dưới đây:

Hình 1. Sơ đồ cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu
Quá trình mưa sẽ làm xói mịn bề mặt lưu vực đồng thời hình thành nên dịng chảy mặt
và dịng chảy trong sơng ngịi. Một phần bùn cát do xói mịn trên bề mặt lưu vực sẽ
được vận chuyển đến sơng theo dịng chảy mặt. Dịng chảy trong sơng mang theo bùn
cát và phụ thuộc vào sức tài cát của dịng nước trong sơng sẽ gây ra hiện tượng bồi
lắng hoặc xói mịn trong sông (vận chuyển bùn cát trong sông).
b. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thống kê: Thu thập và xử lý các tài liệu cần thiết có liên quan đến lưu
vực nghiên cứu cũng như các nội dung tính tốn đề cập trong luận văn. Tham khảo các
tài liệu, các đề tài có liên quan tới nội dung nghiên cứu.
- Phương pháp mơ hình tốn: Phân tích và lựa chọn mơ hình tốn thủy văn để tính tốn
vận chuyển bùn cát và biến hình lịng dẫn lưu vực sơng.

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VIỆC TÍNH TỐN DỊNG CHẢY, BÙN CÁT
TRÊN LƯU VỰC SÔNG
1.1. Một số khái niệm
1.1.1. Khái niệm xói mịn đất
Xói mịn đất hiện nay có nhiều định nghĩa khác nhau:
Theo Ellison (1944): “Xói mịn là hiện tượng di chuyển đất bởi nước mưa, bởi gió
dưới tác động của trọng lực lên bề mặt của đất. Xói mịn đất được xem như là một hàm
số với biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của thảm thực vật, lượng
mưa và cường độ mưa”.
Theo Rattan Lal (1990): “Xói mịn đất là sự mang đi lớp đất mặt do dòng chảy, tuyết

tan hoặc các tác nhân địa chất khác bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực”.
Cũng dựa trên yếu tố trọng lực, tác giả Cao Đăng Dư (1992) có quan niệm cho rằng
q trình xói mịn, trượt lở, bồi lấp thực chất là quá trình phân bố lại vật chất dưới ảnh
hưởng của trọng lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố địa hình.
Theo Tổ chức FAO (1994): “Xói mịn là hiện tượng các phần tử mảnh, cục và có khi
cả lớp bề mặt đất bị bào mịn, cuốn trơi do sức gió và sức nước”.
Theo cách tiếp cận khác khi nghiên cứu về lớp phủ thực vật của các tác giả Nguyễn
Quang Mỹ và Nguyễn Tứ Dần (1986) cho rằng: “Xói mịn là một q trình động lực
phá hủy độ màu mỡ của đất, làm mất trạng thái cân bằng của cả vùng bị xói mịn lẫn
vùng bị bồi tụ”.
Như vậy, xói mịn đất là hiện tượng các cấp hạt đất, cục đất, có khi cả lớp đất bề mặt bị
bào mịn, cuốn trơi do sức gió, sức nước và một số hoạt động khác của con người. Xói
mịn đất được biểu hiện bằng hai hình thức chủ yếu là xói mịn bề mặt và xói mịn rãnh
[4].
1.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn đất
Theo kết quả nghiên cứu xói mịn đất của các nhà khoa học (Ellision 1944, Wishmeier
và Smith 1978, …) thì các yếu tố ảnh hưởng đến xói mịn đất (chủ yếu là xói mịn do

3


nước) bao gồm: khí hậu (mưa), địa hình, thổ nhưỡng, thảm phủ bề mặt và hoạt động
của con người.
1.1.2.1. Yếu tố khí hậu
Yếu tố khí hậu chính là mưa và gió. Ở Việt Nam, mưa là yếu tố khí hậu quan trọng
nhất. Gió ảnh hưởng đến xói mịn chủ yếu thơng qua hướng gió và tốc độ gió, gió cũng
ảnh hưởng đến tốc độ thoát hơi nước và ẩm độ đất. Lượng mưa, cường độ mưa, và sự
phân bố mưa sẽ quyết định đến lực phân tán các hạt của đất, đến lượng nước và tốc độ
của nước chảy tràn. Tổng lượng mưa cao chưa hẳn gây xói mịn mạnh hơn cường độ
mưa cao. Thời gian mưa ngắn cũng hạn chế xói mịn do khơng đủ lượng nước hình

thành dịng chảy. Khi cường độ mưa cao, thời gian mưa kéo dài, xói mịn rất nghiêm
trọng. Điều này đặc biệt nghiêm trọng sau khi thu hoạch hay ngay sau làm đất cho cây
trồng vụ sau.
1.1.2.2. Yếu tố địa hình
Độ dốc và chiều dài sườn dốc là 2 thành phần ảnh hưởng đến chảy tràn và xói mịn.
Độ dốc càng lớn, mức độ xói mịn càng cao. Theo ngun tắc, chiều dài sườn dốc càng
dài, tốc độ dòng chảy càng tăng, nhưng thực tế, đất có tính thấm và khơng thật bằng
phẳng nên sườn dốc càng dài, lượng nước chảy tràn lại giảm. Chảy tràn chịu ảnh
hưởng bởi lưu lượng và tốc độ dòng chảy, và lưu tốc phụ thuộc vào độ dốc. Tốc độ di
chuyển càng nhanh, lực mang các vật liệu càng lớn.
1.1.2.3. Yếu tố thổ nhưỡng
Các tính chất đất ảnh hưởng đến xói mịn bao gồm các tính chất ảnh hưởng đến tính
thấm ban đầu và tính bền của cấu trúc đất như sa cấu (tỉ lệ phần trăm các cấp hạt
khoáng như hạt sét, thịt, cát trong đất), chất hữu cơ, độ dốc… Đất ảnh hưởng đến xói
mịn phụ thuộc vào tốc độ thấm ban đầu và khả năng chống lại sự phân tán các hạt khi
nước chảy tràn.
- Tính thấm ban đầu: Khả năng thấm nước mưa vào đất phụ thuộc: độ rỗng đất, độ ẩm
đất trong thời gian mưa và tính thấm xuyên suốt phẫu diện đất. Tốc độ thấm ban đầu tỉ
lệ nghịch với căn bậc 2 của độ ẩm đất tại thời điểm mưa bắt đầu.
- Khả năng chống phân tán của đất: Có 2 tính chất ảnh hưởng đến khả năng phân tán hạt.

4


(1) Khi đất khô và đất bị nén chặt, lượng mưa ban đầu sẽ có tác động tạo vữa (hỗn hợp
sét và nước), làm tăng tỉ trọng nước chảy tràn. Khi mưa kéo dài, phần đất bị phân tán,
tạo vữa, bị nước cuốn trơi đi, nên chỉ cịn lại tầng đất bị nén chặt, ẩm ướt, lượng huyền
phù (vữa) trong nước chảy tràn giảm dần theo thời gian mưa. Tính chống chịu sự phân
tán của tầng đất gia tăng theo hàm lượng sét. Vì vậy, khi mưa đất bị xói mòn do sự tạo
hồ vữa và tác động va đập của hạt mưa lên mặt đất. Các vật liệu mịn bị mang đi chủ

yếu trong giai đoạn này. Đất có cấu trúc càng bền chặt, càng chống lại được sự phân
tán và tạo hồ vữa, nên càng giảm lượng huyền phù trong nước chảy tràn.
Tuy nhiên nếu mưa lớn kéo dài, chảy tràn sẽ gia tăng cả lưu lượng và tốc độ, sự xói mịn
phụ thuộc vào khả năng liên kết giữa các thành phần hạt trên mặt và bên dưới. Trong
trường hợp này, đất có cấu trúc tơi xốp có thể bị xói mịn mạnh hơn đất bị nén chặt.
(2) Khi đất bão hịa, nhất là đất thịt, có tính dính thấp, nếu mưa to, xói mịn sẽ rất
nghiêm trọng.
1.1.2.4. Thảm thực vật
Thảm thực vật sẽ cản trở sự va đập trực tiếp của hạt mưa vào đất và làm tiêu hao năng
lượng của hạt mưa. Ngoài ra thảm phủ thực vật có tác dụng như là 1 đập làm chậm tốc
độ dòng chảy, thúc đẩy sự lắng đọng của hạt bùn cát. Tốc độ xói mịn gia tăng trên đất
dốc khi làm đất và làm sạch cỏ trên các vùng đất bắt đầu đưa vào sản xuất nông nghiệp
- hay khi đưa vào chăn thả gia súc tự do, rừng bị phá. Con người là tác nhân chính làm
đất thối hóa khi đưa đất rừng vào sản xuất nơng nghiệp.
Nguy cơ xói mịn cao nhất khi bắt đầu canh tác cây ngắn ngày, nhất là các vùng có nguy
cơ xói mịn cao. Một thảm phủ thực vật tốt sẽ hạn chế rất lớn tác động của mưa, gió, nên
có vai trị lớn trong hạn chế xói mịn đất. Trong nơng nghiệp, ta khơng thể ln ln duy
trì thảm phủ cây trồng, tuy nhiên, đất có canh tác cũng có tác dụng hạn chế xói mịn rất
lớn. Các ảnh hưởng của thực vật có thể chia thành 4 dạng:
- Chắn mưa do tán lá: Một phần nước mưa này đọng lại trên lá, không rơi vào đất, tiêu
hao năng lượng hạt mưa, giảm lực va đập lên mặt đất. Đây là tính chất quan trọng của
tán lá hạn chế xói mịn đất.

5


- Giảm tốc độ nước chảy tràn và cắt dòng chảy: Do tán lá giữ lại 1 phần nước nên làm
giảm được lượng nước chảy tràn trên mặt. Thực vật đang sinh trưởng cũng làm giảm 1
lượng nước chảy tràn hữu hiệu nhất. Bất kỳ loại thực vật nào cũng làm cản trở dịng
chảy của nước. Thảm thực vật khơng chỉ làm giảm tốc độ dòng chảy theo độ dốc, mà

cịn có khuynh hướng ngăn chặn sự tích lũy nước q nhanh. Đây chính là tác dụng cắt
dịng chảy của thảm thực vật. Khi tốc độ chảy tràn giảm do thảm thực vật, tốc độ thấm
của đất phải cần nhiều thời gian để làm giảm tổng lượng nước chảy tràn. Một thảm cỏ
tốt có tác dụng cắt dịng chảy tốt.
- Rễ cây có ảnh hưởng đến cấu trúc đất, độ bền và các hoạt động sinh học liên quan
đến sinh trưởng thực vật nên ảnh hưởng đến độ rỗng của đất.
- Thoát hơi nước làm giảm ẩm độ đất, tăng tính thấm.
1.1.2.5. Hoạt động của con người
Nhiều kỹ thuật canh tác có thể làm gia tăng tốc độ xói mịn như du canh, đốt rừng làm
rẫy, canh tác cây ngắn ngày, đồng cỏ chăn thả tự do, quản lý đất và hệ thống canh tác
khơng hợp lý…
1.1.3. Phân loại xói mịn đất
Tùy theo tác nhân gây xói mịn mà người ta có thể phân loại xói mịn như sau:
- Xói mịn do gió: Hiện tượng xói mịn đất do gió thường xảy ra ở những vùng đất có
thành phần cơ giới nhẹ như những vùng đất cát ven biển, đất vùng đồi bán khơ hạn.
Mức độ xói mịn do gió mạnh hay yếu phụ thuộc vào những yếu tố như: tốc độ gió,
thành phần cơ giới của đất, độ ẩm đất, độ che phủ của thảm thực vật.
- Xói mịn do nước: Xói mịn do nước là loại xói mịn do sự công phá của những hạt
mưa đối với lớp đất mặt và sức cuốn trơi của dịng chảy trên bề mặt đất. Đây là loại
xói mịn nguy hiểm cho vùng đất dốc khi khơng có lớp phủ thực vật, gây ra các hiện
tượng xói mịn mặt, xói rãnh, xói khe.
- Xói mịn do trọng lực: Do đặc tính vật lý của đất là có độ xốp, đất có nhiều khe hở
với nhiều kích thước khác nhau và do lực hút của quả đất, nên đất có khả năng di

6


chuyển từ tầng đất trên bề mặt xuống các tầng đất sâu hơn do chính trọng lượng của nó
hoặc có thể là đất bị trôi nhẹ theo khe, rãnh. Hay người ta cịn gọi đây là hiện tượng
rửa trơi đất theo chiều sâu của phẫu diện đất.

- Xói mịn do các hoạt động sử dụng và quản lý đất của con người: Nhịp độ tăng
trưởng kinh tế về mặt dân số và phát triển kinh tế - xã hội trong nhiều thập kỷ qua đã
làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên đất. Con người
với các hoạt động sử dụng và quản lý đất khác nhau đã góp phần gây ra xói mịn đất,
dẫn đến suy thoái đất.
Các hoạt động sử dụng và quản lý đất dẫn đến xói mịn đất: Khai thác rừng không hợp
lý, phá rừng làm nương rẫy, canh tác nông nghiệp không bền vững, cháy rừng, chăn
thả gia súc quá mức, xây dựng các cơng trình đường xá, cầu cống, nhà cửa, đường
điện ở vùng núi khơng hợp lý, có trồng rừng nhưng khơng chú ý đến hỗn lồi và chọn
loại cây trồng thích hợp…
1.2. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về tính tốn dịng chảy, bùn cát trên
lưu vực
Vận chuyển trầm tích được nghiên cứu từ rất sớm như ở Trung Quốc cổ đại, Lương
Hà, Hy Lạp và Đế quốc La Mã. Nghiên cứu bằng phương pháp lý thuyết và thực
nghiệm sớm nhất được thực hiện bởi nhà khoa học DuBuat (1738-1809) người Pháp.
Ông xác định vận tốc dịng chảy gây ra xói mịn đáy, trong đó có xem xét đến sự khác
nhau của vật liệu đáy. DuBuat đã phát triển khái niệm ma sát trượt. Hagen (17971884) người Đức và Dupuit (1804-1866) người Pháp mô tả về chuyển động dọc theo
đáy và chuyển động lơ lửng của trầm tích. Brahms (1753) đề xuất một cơng thức tính
vận tốc tới hạn trên đáy với vật liệu là đá. Công thức vận tải đáy đầu tiên dựa vào độ
dốc và độ sâu được DuBoys (1847-1924) người Pháp đề xuất, Ơng khái qt q trình
vận chuyển như chuyển động của các hạt trầm tích trong một loạt các lớp.
Đến khoảng năm 1900, mơ hình biến đổi đáy đầu tiên được Fargue (1827-1910) người
Pháp và Reynolds (1892-1912) người Anh xây dựng. Cơ sở nghiên cứu vận chuyển
trầm tích trong các máng thí nghiệm được bắt đầu bởi Engels (1854-1945) người Đức
và Gilbert (1843-1918) người Mỹ.

7


Lý thuyết vận chuyển trầm tích được viết bởi Forchheimer (1852-1933) và Schoklitsch

(1888-1969) người Đức. Đến năm 1914, phát triển phương trình tích ứng suất trượt
đáy tới hạn (bắt đầu chuyển động của một hạt) theo chiều dọc của đáy dốc. Phương
trình tương tự cho một hạt dừng chuyển động theo chiều ngang một đáy dốc được
Leiner đề xuất năm 1912. Năm 1936, Shields có một đóng góp quan trọng liên quan
đến ứng suất trượt đáy tới hạn cho sự khởi đầu chuyển động của các hạt trầm tích. Các
đường cong được đề xuất gọi là đường cong “Shislds”.
Các nghiên cứu đầu tiên liên quan đến động lực học chất lỏng và vận chuyển bùn cát
được thực hiện bởi Bagnold năm 1936, 1937. Đến năm 1950, Einstein và các cộng sự
nhờ vào sự phát triển của năng lực tính tốn, biến các mơ hình tốn vận chuyển bùn
cát thành một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực khoa học ven biển. Năm 1967, Robert
P. Apmann và Ralph R. Rumer nghiên cứu q trình phát tán các hạt trầm tính do
khuếch tán rối trong dòng chảy bất đồng nhất dựa trên mơ hình tốn. Thí nghiệm được
tiến hành trong một máng dài với 3 lớp trầm tích. Hệ số khuếch tán được xác định là
một hàm của đặc trưng trầm tích và vận tốc dòng chảy.
Odd và Owen, 1972 sử dụng mơ hình 1D xem xét tốc độ xói mịn và lắng đọng dựa
trên công thức đề xuất của Krone 1962 và Partheniades 1965. Smith và Kirby, 1989 đã
ứng dụng các mơ hình 1D để mơ phỏng vận chuyển bùn cát và thay đổi hình thái quy
mơ lớn ở các sơng De Vries, trong kênh thủy triều Dyer và Evans, mô phỏng q trình
hình thành “lutocline” ở các cửa sơng Ross và Mehta.
Năm 1971, O'Connor trình bày mơ hình 2D tích phân theo độ sâu. Ariathurai và
Krone, 1976 đã trình bày một mơ hình phần tử hữu hạn áp dụng các yếu tố hình tam
giác với một xấp xỉ bậc hai cho nồng độ và phương pháp trọng số thặng dư Galerkian.
Mơ hình sử dụng các cơng thức cổ điển xác định q trình xói mịn và lắng đọng trầm
tích. Q trình keo tụ được tính tốn bằng cách xác định vận tốc chìm lắng trên mỗi
phần tử lưới là một hàm của thời gian. Mulder và Udink 1991 áp dụng mơ hình 2D cho
cửa sơng Western Scheldt có tính đến thủy triều và sóng gió. Mơ hình giải một phương
trình cân bằng tác động phổ, nội suy độ cao và chu kỳ sóng tính tốn theo các thời kỳ
triều khác nhau để xác định vận tốc quỹ đạo và thành phần ứng suất trượt đáy do sóng.
Sử dụng các cơng thức thực nghiệm để tính tốn xói mịn và lắng đọng trầm tích và sử


8


dụng các giá trị đồng nhất cho ứng suất trượt tới hạn của q trình xói mịn, lắng đọng
và vận tốc chìm lắng.
Năm 1994, Leonor Cancino và Ramiro Neves mơ tả và ứng dụng hệ thống mơ hình
thuỷ động lực và vận chuyển trầm tích 3D (dạng nghiêng áp, sử dụng phương pháp sai
phân hữu hạn). Mơ hình thủy động lực dựa trên xấp xỉ thuỷ tĩnh và xấp xỉ Boussinesq,
sử dụng tọa độ sigma kép cho chiều thẳng đứng với lưới so le và sơ đồ bán ẩn bậc hai.
Ngồi phương trình động lượng và phương trình liên tục, mơ hình giải hai phương
trình vận chuyển nhiệt độ, độ muối và một phương trình trạng thái có tính đến hiệu
ứng nghiêng áp. Mơ phỏng q trình vận chuyển trầm tích gắn kết được thực hiện
bằng cách giải các phương trình bảo tồn, bình lưu - khuếch tán 3D, trong cùng một
lưới sử dụng trong mơ hình thủy động lực. Qúa trình cố kết, xói mịn và lắng đọng của
trầm tích được biểu diễn bằng các cơng thức thực nghiệm. Các mơ hình đã được thử
nghiệm và hiệu chỉnh bằng cách mơ phỏng dịng triều và vận chuyển bùn cát lơ lửng ở
các cửa sông. Hai ứng dụng ở cửa sông Western Scheldt (Hà Lan) và Gironde (Pháp)
cho thấy sự phù hợp tốt giữa kết quả tính tốn và đo đạc thực địa.
Năm 2005, C.H. Wang, Onyx W.H. Wai và C.H. Hu phát triển mơ hình tính tốn vận
chuyển trầm tích cho vùng cửa sơng Pearl River (vịnh Lingding). Mơ hình sử dụng kỹ
thuật tách để giải các phương trình chủ đạo: giải các số hạng bình lưu bằng phương
pháp Eulerian-Lagrangian, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn cho các số hạng
khuếch tán theo phương ngang và phương pháp sai phân hữu hạn cho số hạng khuếch
tán theo phương thẳng đứng. Sơ đồ khép kín rối bậc 2,5 của Mellor-Yamada được sử
dụng kết hợp để xác định tham số nhớt rối thẳng đứng.
Năm 2008, Idris Mandang và Tetsuo Yanagi áp dụng mơ hình 3D ECOMSED được
phát triển bởi HydroQual (2002) vào tính tốn vận chuyển trầm tích khu vực cửa sơng
Mahakam, phía Đơng Kalimantan, Indonesia. Mơ hình có sử dụng phép xấp xỉ
Bousinesq và xấp xỉ thủy tĩnh. Mô phỏng qúa trình vận chuyển trầm tích dựa trên cơ
sở giải đồng thời các phương trình bình lưu - khuếch tán - bảo toàn 3 chiều.

1.3. Tổng quan các nghiên cứu ở Việt Nam về tính tốn dịng chảy, bùn cát trên
lưu vực

9


Ở Việt Nam tính đến thời điểm hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về dịng chảy, bùn cát
trên lưu vực sơng được cơng bố trên các Tạp chí trong nước trong đó số đó có các
nghiên cứu tiêu biểu sau:
- Mơ phịng vận chuyển bùn cát và biến đổi địa hình đáy khu vực cửa sơng Thu Bồn
của nhóm tác giả Vũ Minh Cát, Đặng Minh Đoan đăng trên Tạp chí Khoa học kỹ thuật
thủy lợi và mơi trường số đặc biệt (11/2013): Nội dung chính của nghiên cứu là Ứng
dụng mơ hình MIKE21_FM Couple để mơ phịng và tính tốn, đánh giá định lượng sự
thay dổi địa hình đáy sau những trận lũ kinh điển cũng như quá trình xả lũ từ hồ chứa,
bùn cát từ trong sơng cũng như sự thay đổi trường mực nước và trường sóng phía biển.
- Nghiên cứu sự biến động về bùn cát trên các tuyến sơng chính đổ vào vùng biển Đồ
Sơn - Hải Phịng của nhóm tác giả Hồ Việt Cường và Nguyễn Thị Ngọc Nhẫn đăng
trên Tạp chí Khoa học và công nghệ Thủy lợi số 26-2015: Nội dung chính của nghiên
cứu là Ứng dụng mơ hình MIKE11 đánh giá sự thay đổi của lưu lượng dòng chảy, bùn
cát vận chuyển ra vùng biển Đồ Sơn khi có sự phát triển kinh tế xã hội, thay dổi yếu tố
mặt đếm, khai thác nguồn nước và khai tác cát trên lưu vực trên hệ thống sơng Hồng Thái Bình có các cửa sông đổ ra vùng biển Đồ Sơn - Hải Phòng.
- Nghiên cứu sự thay đổi chế độ bùn cát tại hạ lưu sông Ba dưới tác động của hệ thống
hồ chứa của nhóm tác giả Nguyễn Tiền Giang, Hồng Thu Thảo, Trần Ngọc Vĩnh,
Phạm Duy Huy Bình, Vũ Đức Quân đăng trên Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà
Nội số 4(2017) 127-134: Nội dung chính của nghiên cứu là thực hiện việc đánh giá
định lượng tác động của Hồ chứa Ba Hạ và hồ Sông Hinh đến chế độ bùn cát tại trạm
thủy văn Củng Sơn trên lưu vực.
- Ứng dụng mơ hình SWAT để tính tốn lưu lượng dịng chảy và bùn cát trên lưu vực
sông cầu của tác giả Trần Việt Bách đăng trên Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và
mơi trường số 56 (3/2017): Nội dung chính của nghiên cứu là Ứng dụng mơ hình

SWAT mơ phỏng, tính tốn lượng bùn cát đóng góp và hệ thống sơng Cầu biến đổi
theo không gian và thời gian phụ thuộc vào các yếu tố như mưa, thảm phủ, thổ
nhưỡng, độ dốc địa hình.

10


1.4. Giới thiệu khái quát lưu vực sông Nhật Lệ

1.4.1. Điều kiện tự nhiên
1.4.1.1. Vị trí địa lý

Hình 1.1. Vị trí địa lưu vực sơng Nhật Lệ
Lưu vực sơng Nhật Lệ thuộc địa phận tỉnh Quảng Bình với diện tích tự nhiên khoảng
2.653km² (chiếm khoảng 34,7% diện tích tỉnh Quảng Bình), nằm địa phận Thành phố
Đồng Hới, huyện Quảng Ninh và huyện Lệ Thủy. Lưu vực nằm trong phạm vi 17º31’ 16º55’ vĩ độ Bắc và 106º17’ - 106º59’ kinh độ Đơng.
Về phía Bắc, lưu vực tiếp giáp với huyện Bố Trạch, Quảng Bình. Phía Tây là dãy
Trường Sơn dài 202km, giáp với tỉnh Khăm Muộn của CHDCND Lào. Phía Đông
giáp với dải cồn cát Biển Đông với đường bờ biển dài 126km. Đoạn hẹp dài nhất từ
Tây sang Đông đi qua Thành phố Đồng Hới dài chừng 45km.
1.4.1.2. Đặc điểm địa hình

11


Sông Nhật Lệ nằm trong vùng trũng của duyên hải Trung Bộ. Địa hình lưu vực sơng
Nhật Lệ chủ yếu là đồi núi thấp, độ cao bình quân lưu vực đạt 234m và độ dốc đạt
20,1m. Lưu vực có dạng hình trịn, là tập hợp của hai nhánh sơng Kiến Giang và Long
Đại. Nhánh sơng Kiến Giang có chiều dài 96km chảy theo hướng Tây Nam – Đông
Bắc ở phần thượng du, sau đó chuyển sang hướng Đơng Nam – Tây Bắc ở phần hạ

lưu, chạy song song với đường bờ biển bằng dãy đụn cát cao. Nhánh Long Đại chảy
theo hướng Tây Nam – Đông Bắc với chiều dài 39km. Bề mặt lưu vực bị chia cắt
mạnh nên mạng lưới sông suối khá phát triển với mật đọ lưới sông là 0,84km/km².
Phần hạ lưu sông thuận lợi cho việc tập trung nước nên dễ bị úng ngập trong mùa mưa.
1.4.1.3. Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng
Trầm tích hiện đại ở dải ven biển cửa sông Nhật Lệ phân bố ở diện hẹp, kéo dài cùng
phương với đường bờ biển. Trầm tích cát trung, cát nhỏ, bột có chiếm từ 50 -90%, các
trầm tích chuyển tiếp cát thơ – cát trung, cát trung - cát nhỏ , cát – bột chỉ chiếm từ 30
– 40%. Trầm tích tầng mặt hiện đại đa số có độ chọn lọc (So) tốt, gía trị So đạt từ 1-2,
riêng đối với các trầm tích sét bột độ chọn lọc kém hơn với giá trị So đạt từ 2,7 – 5.
Trầm tích ở dải ven biển có đương kính trung bình (Md) thay đổi từ 0,1 -1,1mm, có
màu trắng, trắng xám, trắng nhạt và vàng trắng. Đối với các trầm tích trong sơng do có
lẫn thành phần hữu cơ nên thường có màu xám xanh hoặc nâu xám, giá trị Md thay đổi
từ 0,003 – 0,1 mm.
Có hai hệ đất chính là hệ phù sa (ở vùng đồng bằng) và hệ feralit (ở vùng đồi núi) với
15 loại thuộc 5 nhóm khác nhau:
Nhóm đất cát nhìn chung là xấu, ít dinh dưỡng, thành phần cơ giới rời rạc, ở các cồn
cát thường xuất hiện nạn cát bay, cát chảy cát di động. Vùng đất cát ven biển chủ yếu
được sử dụng vào mục đích lâm nghiệp.
Nhóm đất mặn phân bố phần lớn ở các cửa sơng, diện tích đất mặn có chiều hướng gia
tăng do nước biển tràn sâu vào đất liền dưới tác động của bão hoặc triều cường.

12


Nhóm đất phù sa chủ yếu là loại đất được bồi hằng năm phân bố ở dải đồng bằng và
các thung lũng sơng. Nhìn chung đây là nhóm đất chính để trơng cây lương thực và
cây cơng nghiệp ngắn ngày.
Nhóm đất lầy thụt và đất than bùn phân bố ở các vùng trũng, đọng nước.
Nhóm đất đỏ vàng tập trung chủ yếu ở những nơi có độ cao từ 25 – 1.000m.

1.4.1.4. Thảm phủ thực vật
Khu vực nghiên cứu là nơi giao thoa của hai lng thực vật từ phí Bắc xuống và từ
phía Nam lên nên thực vật tương đối phong phú.
Chủ yếu hai bên bờ sông là điện tích đất được dùng để sản xuất nơng nghiệp, cây trồng
ở đây tương đối phong phú gồm có: cây nơng nghiệp lâu năm, cây công nghiệp ngắn
ngày, lúa, cây ăn quả,…
Tại các vùng cát ven biển có độ che phủ thực vật từ 20 – 40%, trên vùng cát còn trồng
rừng (chủ yếu là cây thân gỗ) để ngăn chặn cát bay.
1.4.1.5. Đặc điểm địa lý thủy văn
Theo các tài liệu hiện có, Quảng Bình có một số đặc điểm địa chất thủy văn chủ yếu
sau:
a) Các tầng chứa nước lỗ hổng
Nước tồn tại trong các lỗ hổng của các trầm tích bở rời Neogen và Đệ Tứ phân bố hạn
chế trong vùng nghiên cứu. Nước tồn tại và vận động trong các lỗ hổng của đất đá bở
rời như cát, cuội, tảng. Tầng chứa nước lỗ hổng phân bố rất hạn chế, chủ yếu ở các bãi
bồi, các thềm kéo dài theo dịng chảy của sơng. Bề dày tầng chứa nước nhỏ. Nước ở
đây có quan hệ chặt chẽ với nước các sơng. Nước nhạt có thành phần chủ yếu là
Bicacbonat Natri - Canxi. Do phân bố hẹp, bề dày mỏng, mùa khô thường bị cạn nên
nước lỗ hổng chỉ đáp ứng cấp nước nhỏ, qui mơ gia đình hoặc cụm gia đình. Thành
phần vật chất chủ yếu là cát, cát bột, cát sét, cát lẫn sạn sỏi, sét,... xen kẽ, phân bố phức
tạp. Độ chứa nước trong các tầng phụ thuộc vào đặc điểm này, giàu nước trong các tập
hạt thô, nghèo nước trong các tập hạt mịn. Nhìn chung, các trầm tích Neogen và Đệ Tứ

13


trong vùng thuộc loại giàu nước nhưng chiều dày chứa nước không lớn, thường 3-6m
đến 15-25m. Các tầng chứa nước lỗ hổng thường có áp lực giảm dần từ đất liền ra phía
biển, độ dốc thuỷ lực thấp (0,005-0,05), đơi chỗ mặt thuỷ áp nghiêng cục bộ ra sông.
Độ sâu mực nước ở trung tâm lưu vực chỉ vào khoảng 0,5-2m, ở vùng chân núi có thể

đạt 4-5m. Về chất lượng, nước trong các tầng chứa nước lỗ hổng trong khu vực có thể
từ siêu nhạt đến nhạt. Nhìn chung nước sạch, đạt tiêu chuẩn vệ sinh cho sinh hoạt và
sản xuất. Tuy nhiên, do nước dưới đất nằm nông, phần trên cùng của tầng chứa chủ
yếu có thành phần hạt thơ, tính thấm cao, nên dễ bị ơ nhiễm từ các nguồn nước, rác
thải trên mặt đất.
Nguồn bổ cập cho các tầng chứa nước là nước mưa và nước của các dịng chảy mặt.
Dù lượng mưa trung bình năm khá lớn (hơn 2.000mm), nhưng do địa hình đồi núi ít có
điều kiện tụ thủy nên mặc dù tính thấm của lớp phủ cao nhưng các tầng chứa nước lỗ
hổng có trữ lượng tự nhiên thấp.
Miền thốt nước của các tầng chứa nước lỗ hổng trùng với các thung lũng sơng lớn.
Ngồi ra, những đứt gãy lớn nằm trong tầng phủ tạo điều kiện dễ dàng cho nước từ các
tầng lỗ hổng thấm xuống cung cấp cho các tầng lỗ hổng ở dưới.
Có thể phân biệt những tầng chứa nước lỗ hổng sau:
- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ Tứ khơng phân chia (q).
- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen (qh): Bao gồm 2 lớp chứa nước:
+ Lớp chứa nước trầm tích biển - gió (qh1-3 mv), chủ yếu phân bố ở một số vùng cát
ven biển. Tầng này có độ chứa nước cao, lưu lượng 1,60-6,56 l/s, chất lượng tốt. Độ
tổng khống hóa 0,15-0,355 g/l.
+ Lớp chứa nước trầm tích sơng - biển (qh1-3 am), phân bố chủ yếu ở vùng trũng
trung tâm đồng bằng và ven các suối ở phía Tây thuộc vùng đồi núi. Tầng nước này
thường có độ khống hóa khoảng 0,25-1,11 g/l.
- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen (qp): Phân bố rộng trên tồn bộ
đồng bằng ven biển và một phần phía Tây. Thành phần đất đá chứa nước chủ yếu là

14


cát, cát lẫn bột... Độ chứa nước của tầng này nghèo, lưu lượng nhỏ. Độ tổng khống
hóa 0,050-0,202 g/l. Tầng này ít có ý nghĩa khai thác sử dụng.
- Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Neogen (n): Có độ chứa nước tương đối

giàu, lưu lượng 1,0-1,76 l/s, có nơi đến 2,4 l/s. Tầng nước này có ý nghĩa khai thác sử
dụng.
b) Các tầng chứa nước khe nứt
Nước khe nứt trong đá gốc có tuổi khác nhau: Nước tồn tại và vận động trong các khe
nứt của các đá cứng nứt nẻ. Trên địa bàn vùng đồi núi phía Tây, nước chủ yếu chứa
trong các khe nứt của các đá trầm tích biến chất có tuổi từ Paleozoi đến Mesozoi.
Thành phần thạch học bao gồm cát kết dạng quarzit, đá phiến thạch anh - sericit, đá
phiến thạch anh - felspat, đá phiến silic, đá phiến giàu vật chất than, đá phiến biotit,
thạch anh biotit, đá phiến thạch anh 2 mica, cát kết tuf, bột kết tuf, riolit... Các thành
tạo này kém nứt nẻ, bị biến chất ép nén mạnh, nên mức độ chứa nước rất hạn chế. Chỉ
dọc theo các đới huỷ hoại của các đứt gãy kiến tạo, hoặc trục các nếp uốn đất đá nứt nẻ
mạnh hơn có mức độ chứa nước cao hơn. Nghiên cứu một số giếng và lỗ khoan cho
thấy lưu lượng nước trong tầng này khá nhỏ từ 0,15-0,24 l/s, pH từ 6.5-7.0. Nguồn
cung cấp chính là nước mưa và nước ở dưới sâu đưa lên.
Các tầng chứa nước không liên tục mà thường nằm trong những hệ thuỷ lực (những
bồn hay các khối đá nứt nẻ) cách biệt nhau bởi những đới nguyên khối cứng chắc (gần
như không nứt nẻ). Độ sâu mực nước ngầm thường biến đổi rất đột ngột tuỳ vào độ
dốc địa hình và đặc điểm nứt nẻ, phong hóa. Vùng sườn dốc, đỉnh đồi, núi, mực nước
ngầm nằm rất sâu 5-10m hoặc hơn. Vùng đồng bằng phía Đơng vùng nghiên cứu, độ
sâu mực nước của tầng chứa nước khe nứt xấp xỉ với tầng chứa nước lỗ hổng, 2-5m ở
vùng thềm sông và 2m ở các bồn trũng, lịng sơng... Độ chứa nước trong các tầng này
biến đổi phức tạp, tuỳ thuộc mức độ phong hóa, bề dày đới nứt nẻ và đặc điểm thạch
học của đá gốc, nhưng thơng thường, trừ các trầm tích carbonat, đều thuộc loại nghèo.
Mặt gương nước ngầm có dạng bậc thang, độ sâu mực nước thay đổi từ 2-5m đến 510m hay sâu hơn nữa, đơi khi hình thành những tầng chứa nước có áp lực cục bộ bị
chắn bên trên bởi những lớp vỏ phong hoá sét bột dày. Về chất lượng, nước khe nứt

15


nói chung thuộc loại nhạt (M < 0,5 g/l). Nguồn bổ sung của nước khe nứt chủ yếu là

nước mưa rơi trên diện lộ và nước thấm từ các tầng chứa nước lỗ hổng nằm trên. Miền
thoát nước trùng với các hệ thống sông suối trong vùng.
Nước khe nứt-Karst trong trầm tích Carbon - Permi: Các trầm tích Carbon - Permi có
thành phần chính là đá vơi phân lớp dày, bị Karst hoá, nứt nẻ ở những mức độ khác
nhau, có chứa những hang hốc Karst, đơi khi hình thành những hang động lớn. Lưu
lượng các mạch lộ, suối ngầm Karst thay đổi từ 0,5 đến 0,75 l/s . Nước thuộc loại nhạt
- siêu nhạt với M = 0,17 -0,5 g/l, có nói đến 1,0 l/s.
Nước khe nứt trong các đới đứt gãy, dập vỡ: Trong các hệ thống đứt gãy lớn như đứt
gãy Long Đại, Kiến Giang,…
1.4.2. Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội
Tình hình tăng dân số trên lưu vực diễn ra khá nhanh, trong đó mật đơ dân số cao nhất
là ở Thành phố Đồng Hới là 687 người/km² theo số liệu thống kê năm 2007, tiếp đên
là huyện Lệ Thủy với mật độ là 104 người/km² theo số liệu thống kê năm 2007 và
huyện Quảng Ninh là 76 người/km² theo số liệu thống kê năm 2007.
Dân cư phân bố không đều, tập trung phần lớn ở khu vực ven biển và đồng bằng, ở
khu vực miền núi và gò đồi dân cư thưa thớt.
Thành phố Đồng Hới có mật độ dân số gấp 6 lần mật độ dân số của tỉnh Quảng Bình.
Vùng ven hai bên sơng Nhật Lệ có mật độ dân số khá cao vì gần nguồn nước, gần nới
sản xuất, điều kiện quần cư thuận lợi.
Dân cư sinh sống hai bên bờ sông phát triển nghề nuôi trồng thủy sản khá mạnh và
hoạt động này trực tiếp làm biến đổi, thay đổi dịng sơng. Tại Thành phố Đồng Hới các
khu công nghiệp, các cơ sở kinh doanh tập trung dày đặc hai bên bờ sông cũng gây cản
trở rất lớn cho dịng chảy.
1.4.3. Hiện trạng các hờ thủy điện trên lưu vực
Theo Quyết định số 1448/QĐ-UBND ngày 19 tháng 6 năm 2009 của Ủy ban nhân
nhân tỉnh Quảng Bình về việc phê duyệt Quy hoạch phát triển thủy điện vừa và nhỏ

16



tỉnh Quảng Bình đến năm 2020 thì lưu vực sơng Nhật Lệ có 14 hồ thủy điện vừa và
nhỏ thuộc Quy hoạch.
Bảng 1.1. Bảng các hồ thủy điện vừa và nhỏ lưu vực sông Nhật Lệ theo Quy hoạch
Tên hồ

Huyện

Sông/suối

Hiện trạng

1

Long Đại 1

Lệ Thủy

Long Đại

Chưa xây dựng

2

Long Đại 2

Lệ Thủy

Long Đại

Chưa xây dựng


3

Long Đại 3

Lệ Thủy

Long Đại

Chưa xây dựng

4

Long Đại 4

Quảng Ninh

Long Đại

Chưa xây dựng

5

Long Đại 5

Quảng Ninh

Long Đại

Chưa xây dựng


6

Long Đại 6

Quảng Ninh

Long Đại

Chưa xây dựng

7

Lồ Ô

Quảng Ninh

Lệ Nghi

Chưa xây dựng

8

Rào Reng 1

Lệ Thủy

Rào Reng

Chưa xây dựng


9

Rào Reng 2

Lệ Thủy

Rào Reng

Chưa xây dựng

10

Khe Đen 4

Quảng Ninh

Khe Đen

Chưa xây dựng

11

Rào Mây

Quảng Ninh

Rào Mây

Chưa xây dựng


12

Sông Cát

Quảng Ninh

Sông Cát

Chưa xây dựng

13

Rào Tràng 1

Quảng Ninh

Rào Tràng

Chưa xây dựng

14

Rào Tràng 2

Quảng Ninh

Rào Tràng

Chưa xây dựng


TT

1.4.4. Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Nhật Lệ
1.4.4.1. Lưới trạm khí tượng thủy văn
Trên hệ thống sơng Nhật Lệ có hai trạm thủy văn đo mực nước, lưu lượng và phù sa là
trạm Tám Lu trên sông Đại Giang khống chế lưu vực là 1.130 km2, trạm Kiến Giang
trên sơng Kiến Giang có diện tích lưu vực là 321 km2. Hai trạm này đều bắt đầu hoạt
động từ năm 1960, 1961 và đến năm 1976 ÷ 1977 thì hạ cấp và chỉ cịn đo mực nước.
Có 4 trạm đo mực nước là Đồng Hới, Phú Vinh, Lệ Thủy và Xuân Ninh. Hầu hết các
trạm đo này đều sử dụng cao độ đường sắt.

17


- Trạm Đồng Hới: Chỉ quan trắc từ năm 1962, 1964 ÷ 1/1966, tháng II/1966 trạm
chuyển lên Lương Yến cách vị trí cũ 6 km và đo đạc tới nay (theo cao độ đường sắt).
Đến năm 2004 trạm được khôi phục lại, quan trắc mực nước triều và độ mặn theo mùa.
- Trạm Phú Vinh: Trạm lập năm 1960, nhưng đến năm 1963 mới có tài liệu. Trạm này
thuê người dân tộc đo đạc cho nên mức độ tin cậy không cao, đặc biệt là những năm
1966-1967 do địch đánh phá ác liệt, đo đạc thất thường, khơng có tài liệu chỉnh biên.
Từ năm 1968 có thêm 2 cán bộ nên tài liệu có khá hơn, đến hết năm 1978 thì trạm
đóng cửa.
- Trạm Lệ Thủy (Phan Xá): Xây dựng trạm từ năm 1960 nhưng đến năm 1964 mới có
tài liệu, từ tháng VII/1968 ÷ VII/1970 quan trắc tại tuyến sơ tán về phía thượng lưu
sơng từ 1/VIII/1970 trở về vị trí cũ.
- Trạm Xuân Ninh: Xây dựng năm 1960 ngay đầu mối giao thông nên bị đánh phá liên
miên, trạm di chuyển tới 4 lần đến năm 1969 trạm đóng cửa.
Tồn vùng khơng cịn trạm thủy văn quan trắc lưu lượng dòng chảy. Các trạm đo mực
nước còn hoạt động đến nay đã thống nhất cao độ về cao độ quốc gia.

Bảng 1.2. Lưới trạm thủy văn lưu vực sông Nhật Lệ
Toạ độ
Kinh độ

Vĩ độ

Các yếu tố
quan trắc

Nhật Lệ

106037’

17028’

H triều, đo mặn

Lương Yến

Nhật Lệ

106038’

17015’

H triều

3

Kiến Giang


Nhật Lệ

106044’

17000’

H, Q, 

4

Lệ Thủy

Kiến Giang

106047’

17013’

H

5

Phú Vinh

Kiến Giang

106o39’

17o21’


H

6

Xuân Ninh

Đại Giang

106o22’

17o18’

H

7

Tám Lu

Đại Giang

106028’

17015’

Q, H, 

TT

Trạm


1

Đồng Hới

2

Sông

18