zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kinh Tế - Quản Lý

» Quản lý Nhà nước

Bài giảng Quản lý lưu vực 1 - Nguyễn Thị Hạnh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:74

Báo xấu

26
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Quản lý lưu vực 1 cung cấp cho sinh viên hiểu và giải thích được các quá trình tự nhiên cơ bản trong lưu vực, đồng thời tính toán được các đặc trưng thủy văn, xói mòn đất, sự bồi lắng chất xói mòn trong lưu vực, đồng thời đề xuất được một số giải pháp quản lý lưu vực. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Quản lý lưu vực 1 - Nguyễn Thị Hạnh

Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp CƠ SỞ 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BAN QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƯỜNG BÀI GIẢNG QUẢN LÝ LƯU VỰC I Giảng viên: Nguyễn Thị Hạnh Đơn vị: Ban quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 1 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Đồng Nai, tháng 9 năm 2011 Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 2 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp QUẢN LÝ LƯU VỰC I Watershed Management Số đơn vị học trình: 3, số tiết lý thuyết: 45 tiết (3 tín chỉ) Thực tập sản xuất: 15 tiết (01 tuần) HƯỚNG DẪN GIẢNG DẠY Cấu trúc: Lý thuyết 25 tiết, bài tập 5 tiết, thực tập 15 tiết Nội dung: Môn học cung cấp cho sinh viên hiểu và giải thích được các quá trình tự nhiên cơ bản trong lưu vực, đồng thời tính toán được các đặc trưng thủy văn, xói mòn đất, sự bồi lắng chất xói mòn trong lưu vực, đồng thời đề xuất được một số giải pháp quản lý lưu vực. ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Mục tiêu, yêu cầu của môn học: Trang bị cho sinh viên những kiến thức phân tích, đánh giá, xây dựng và thực hiện những giải pháp quản các tài nguyên thiên nhiên liên quan đến nước, ngăn chặn sự suy giảm năng suất của các nguồn tài nguyên thiên nhiên, suy giảm những giá trị sinh thái, môi trường vùng đầu nguồn. Mô tả vắn tắt nội dung môn học: Quản lý lưu vực là môn học thuộc khối kiến thức giáo dục chuyên nghiệp giảng dạy cho sinh viên ngành quản lý tài nguyên rừng và môi trường Trường đại học lâm nghiệp. Về lý thuyết, sau khi học sinh viên sẽ hiểu được mối quan hệ giữa các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong lưu vực, nguyên lý chung của tuần hoàn nước và các quá trình thuỷ văn, quy luật biến động của đất đai và các nguồn tài nguyên liên quan đến nước, các giải pháp quản lý nước và các tài nguyên liên quan. Về thực hành, sau khi học môn quản lưu vực sinh viên sẽ có được kỹ năng về phân tích và dự báo biến động tài nguyên, thiết kế các giải pháp quản lý bền vững tài nguyên vùng đầu nguồn. Nội dung chi tiết môn học Phần I: Lý thuyết (tổng số 30 tiết) Bài mở đầu: Khái niệm và sự phát triển của quản lý lưu vực (Tổng số: 3 tiết) Chương 1: Lưu vực và quản lý lưu vực (Tổng số: 5 tiết) 1.1. Khái niệm lưu vực 1.2. Các đặc trưng của lưu vực 1.3. Các thành phần tài nguyên trong một lưu vực 1.4. Quản lý lưu vực và đặc điểm của hoạt động quản lý lưu vực Chương 2: Tuần hoàn nước và các quá trình thuỷ văn (Tổng số: 7 tiết) 2.1. Tuần hoàn nước trong lưu vực 2.2. Các đặc trưng thuỷ văn trong lưu vực Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 3 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp 2.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng thuỷ văn trong lưu vực 2.4. Cân bằng nước trong lưu vực 2.5. Lũ lụt và khả năng giữ nước của rừng Chương 3: Xói mòn đất (Tổng số: 6 tiết) 3.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 3.2. Phương trình xói mòn đất, ứng dụng phương trình xói mòn đất 3.3. Những giải pháp giảm thiểu xói mòn đất Chương 4: Các biện pháp quản lý lưu vực (Tổng số: 9 tiết) 4.1. Mục tiêu chung của quản lý lưu vực ở vùng núi nhiệt đới 4.2. Nguyên tắc của quản lý lưu vực 4.3. Các biện pháp kỹ thuật quản lý lưu vực 4.4. Các biện pháp kinh tế xã hội quản lý lưu vực Phần II: Thực hành (Tổng số: 15 tiết) 1. Thiết lập phương trình cân bằng nước cho một lưu vực 2. Thiết kế biện pháp kỹ thuật chống xói mòn đất Phần C: Thực tập sản xuất (Tổng số: 15 tiết) Bài 1. Điều tra hiện trạng tài nguyên trong lưu vực Bài 2. Điều tra điều kiện KTXH và khoa học công nghệ cho QLTN Bài 3. Xây dựng phương án quản lý lưu vực NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG Bài mở đầu Khái niệm và sự phát triển của quản lý lưu vực 1. Khái niệm và tính cấp bách của quản lý lưu vực Lưu vực là quá trình vận chuyển của nước trên một diện tích nhất định. Vì vậy muốn tìm hiểu về lưu vực và quản lý lưu vực, trước hết phải tìm hiểu về nước. 1.1. Nước a. Khái niệm về nước Nước là một hợp chất hóa học của ôxy và hyđrô, công thức hóa học là H2O. Nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và đời sống. 70 % diện tích Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ 0,3 % nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 4 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Theo Luật Tài nguyên nước do Quốc hội ban hành ngày 20/05/1998 "Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nước; mặt khác nước cũng có thể gây ra tai họa cho con người và môi trường". Nước là vật chất cần thiết để cấu tạo nên tế bào và cơ thể sống, cần thiết cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, hoạt động sản xuất và hình thành nên điều kiện ảnh hưởng đến tâm lý, tình cảm, điều kiện giải trí, nghỉ ngơi tĩnh dưỡng của con người. b. Đặc tính của nguồn nước Tính hiệu ích của nước thể hiện qua các tính chất liên quan đến khả năng đáp ứng cho nhu cầu sống và thiên nhiên, quan trọng nhất là tính ngọt, tính sạch, tính tại chỗ, tính đủ và tính ổn định. * Tính ngọt của nguồn nước: Phần lớn cuộc sống của con người và các sinh vật trên lục địa phụ thuộc vào nguồn cung cấp nước ngọt, nước ngọt được cung cấp chủ yếu từ giáng thủy. Mưa hoặc tuyết cung cấp nước cho mặt đất, hình thành nên nước trong đất, nước ở sông suối, ao hồ và nước ngầm trong các tầng sâu, … bằng nhiều cách khác nhau con người khai thác các nguồn nước này để phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất và tạo nên những điều kiện giải trí nghỉ dưỡng phục vụ đời sống của chính con người. *Tính sạch của nguồn nước: Con người cũng không thể tùy tiện sử dụng một loại nước bất kỳ mà chỉ sử dụng khi chúng phải đạt ở độ sạch nhất định. Độ sạch cần thiết ấy tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Nước sử dụng cho mục đích y tế, chế biến thực phẩm, ăn uống và sinh hoạt thường đòi hỏi có độ sạch cao nhất. Nước cho thủy lợi, nuôi trồng thủy sản, … cần ở độ sạch thấp hơn. Nước cho thủy điện, giao thông, … yêu cầu có độ sạch thấp hơn nữa. Trên cơ sở nghiên cứu những ảnh hưởng của chất lượng nước đến đời sống và sản xuất, nhà nước đã và đang xác định những tiêu chuẩn nước sạch đối với mỗi hoạt động khác nhau. *Tính ổn định của nguồn nước: mặc dù có thể vận chuyển nước từ nơi này đến nơi khác nhờ hệ thống các sông đào, kênh mương, ống dẫn, … nhưng việc cung cấp nước đi xa thường tốn kém và gặp nhiều khó khăn. Chính vì vậy, để tiết kiệm và hạ giá thành phần lớn con người vẫn sử dụng nước tại chỗ. Các thành phố, khu dân cư, khu sản xuất thường được phân bố ở những nơi có nguồn cung cấp nước ổn định như: Ven sông, ven hồ và những nơi có khả năng khai thác nước ngầm khác. Hiệu ích của nguồn nước còn phụ thuộc vào tính ổn định của dòng chảy. Nguồn nước thất thường sẽ làm giảm mức an toàn cho sản xuất và đời sống. Các hiện tượng hạn hán, lũ lụt, mất mùa cây trồng, tạm ngừng phát điện, … phần lớn có liên quan đến tính kém ổn định của nguồn nước. Vì vậy, một trong những nhiệm vụ quan trọng của các chương trình quản lý nguồn nước hiện nay là điều tiết dòng chảy để giảm nhẹ những thiệt hại do tính không ổn định của nguồn nước gây nên. Bảo vệ nguồn nước là toàn bộ những hoạt động nhằm duy trì và cải thiện tính hiệu ích của nguồn nước. Mục tiêu đặt ra là làm tăng sản lượng nước tại chỗ ở Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 5 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp mọi điểm trên lãnh thổ, đặc biệt là sản lượng nước trong mùa khô, làm giảm tính biến động của dòng chảy, làm giảm lũ lụt và hạn hán, ngăn chặn và khắc phục các quá trình làm ô nhiễm nguồn nước. Nước có tầm quan trọng đặc biệt nhưng sự phân bố không đều về chất lượng và số lượng nguồn nước là một trong những nhân tố cơ bản dẫn đến sự phân bố không đều của các giống loài sinh vật, hệ sinh thái, cảnh quan thiên nhiên, khu dân cư và sự phồn thịnh của xã hội loài người. Nhận thức được tầm quan trọng của nước, con người đã không ngừng tìm hiểu, nghiên cứu các hiện tượng, quá trình có liên quan đến chất lượng và số lượng của nguồn nước, các giải pháp để khai thác và sử dụng nó một cách hiệu quả. Trong những thập kỷ gần đây, trong khi nhu cầu nước ngày một tăng thì nguồn nước lại bị suy thoái nghiêm trọng. Hiện tượng hoang hóa đất đai, đói nghèo và bệnh tật có liên quan đến nguồn nước đang đe dọa cuộc sống của hàng tỉ người trên khắp hành tinh, việc nghiên cứu sử dụng bền vững và hiệu quả nguồn nước đã trở thành một nhu cầu, một nhiệm vụ cấp bách mang tính sống còn. Thực tiễn đó đã ra đời môn khoa học mới đó là khoa học về Quản lý lưu vực. 1.2. Lưu vực Lưu vực là phần diện tích bề mặt đất trong tự nhiên mà mọi lượng nước mưa khi rơi xuống sẽ tập trung lại và thoát qua một cửa ra duy nhất. Trên thực tế, lưu vực thường được đề cập đến là lưu vực sông, và toàn bộ lượng nước trên sông sẽ thoát ra cửa sông. Nhìn tổng thể, lưu vực được mô phỏng như sau: Hình mô phỏng một lưu vực Theo khái niệm chung, lưu vực là một đơn vị diện tích mặt đất, mà trong đó những quá trình tích luỹ và vận chuyển của nước diễn ra tương đối độc lập với các diện tích xung quanh. Trong thực tế, lưu vực thường được hiểu là diện tích mà toàn bộ nước mưa rơi xuống được tập trung về một điểm trước khi chảy ra. Lưu vực này phân cách với các lưu vực khác xung quanh bằng những dông núi, đồi, gò liên tiếp bao quanh nó. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 6 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp 1.3. Quản lý lưu vực Theo tài liệu hướng dẫn quản lý lưu vực của tổ chức nông lương thế giới thì “quản lý lưu vực là quá trình thiết lập và thực hiện một chuỗi các hành động liên quan đến việc đẩy mạnh việc sử dụng hệ thống tự nhiên trong một lưu vực (watershed) để đạt được những mục tiêu cụ thể” (FAO Conservation Guide, 1986). Trong quản lý tài nguyên chỉ tập trung vào quản lý từng tài nguyên riêng lẻ như thủy sản, rừng và đời sống hoang dã; hay quản lý riêng lẻ từng thành phần của môi trường như nước, không khí, đất đai dẫn tới việc quản lý các hệ sinh thái bị phân cách và mang tính chủ quan từ người sử dụng, quản lý lưu vực được xem là cách tiếp cận hợp lý hơn để khai thác và bảo vệ tài nguyên. Một số nhà khoa học coi quản lý lưu vực như một tiến trình hướng dẫn, tổ chức sử dụng đất và những tài nguyên khác để cung cấp tốt những yêu cầu và phục vụ con người mà không ảnh hưởng tới tài nguyên đất và nước. Quản lý lưu vực cũng được định nghĩa như một quá trình tối ưu hóa về sử dụng tài nguyên trong lưu vực như tối đa sự cung cấp nước, hạn chế tối đa các vấn đề xói mòn và bồi tụ, lũ lụt và hạn hán. Đến nay, quản lý lưu vực có thể được hiểu là việc xây dựng và tổ chức thực hiện các hoạt động nhằm duy trì, phát triển và sử dụng hiệu quả các nguồn lực cho phát triển kinh tế xã hội lưu vực. Quản lí lưu vực là quản lí, bảo vệ và phát triển nguồn nước tự nhiên của một lưu vực sông (nước mặt, nước dưới đất). Nội dung QLLV gồm đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, thực vật và nước dưới đất hình thành trên lưu vực; đánh giá các ảnh hưởng hoạt động kinh tế của con người đến nguồn nước của lưu vực, sử dụng đất, chống xói mòn, trồng hoặc phá rừng, ... trên lưu vực; tính toán và xác định các đặc tính cũng như trữ lượng nguồn nước tự nhiên của lưu vực; nghiên cứu và đề xuất các biện pháp nhằm quản lí, bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên nước của lưu vực. Mục đích của QLLV là phục hồi và cải thiện tính hữu ích của nguồn nước nhằm phát huy những giá trị kinh tế và sinh thái ở mức tối đa. Để đạt được mục đích trên, con người phải nghiên cứu quy luật hình thành, vận động và biến đổi của tài nguyên nước, mối quan hệ của nước với các thành phần môi trường khác, những hoạt động kinh tế có ảnh hưởng quyết định đến đời sống của con người và thiên nhiên, nghiên cứu được những giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế và sinh thái của nước. Quản lý lưu vực (QLLV) là khoa học nhằm duy trì, nâng cao tính hiệu ích của nguồn nước, phát huy giá trị kinh tế và sinh thái ở mức tối đa. Về mặt hành động: “Quản lý lưu vực là một quá trình thiết lập và thực hiện một chuỗi các hành động liên quan đến việc đẩy mạnh sử dụng hệ thống tự nhiên trong một lưu vực (watershed) để đạt được những mục tiêu cụ thể” (FAO, 1986). Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 7 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Đặc tính cơ bản của quản lí lưu vực bao gồm: * Quản lý lưu vực là hoạt động mang tính kỹ thuật Nước là một nhân tố tự nhiên, các tính chất và đặc điểm biến đổi của nó phụ thuộc chặt chẽ vào nhiều nhân tố tự nhiên khác theo quy luật vật lý và hóa học. Vì vậy, để bảo vệ, phát triển và sử dụng nước một cách hiệu quả cần có những biện pháp kỹ thuật được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu quy luật phụ thuộc vào đặc điểm của nguồn nước và các nhân tố ảnh hưởng đặc biệt khác. Các hoạt động mang tính kỹ thuật để cải thiện tính hữu ích của nguồn nước và nâng cao giá trị sử dụng như: Trồng rừng, phát triển rừng để cải thiện chất lượng nước và ổn định dòng chảy, chống xói mòn bảo vệ đất nông nghiệp để duy trì năng suất cây trồng trên các cùng đất dốc, xây dựng hồ đập để điều tiết dòng chảy, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng điện, tạo điều kiện phát triển nghề cá, cải thiện giống cây trồng vật nuôi, khai thác hợp lý các sản phẩm nông lâm nghiệp, tạo cảnh quan phục vụ du lịch, phát triển công nghệ sau thu hoạch, … đều góp phần làm tăng hiệu quả sử dụng nguồn nước và được coi là những nội dung của hoạt động QLLV. * Quản lý lưu vực là hoạt động mang tính liên ngành Tài nguyên nước không tồn tại một cách riêng lẻ, ở vùng đầu nguồn mà là một bộ phận cấu thành và có liên hệ mật thiết với các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác như: Khí hậu, đất, địa hình địa mạo, sinh vật, … chúng cùng nhau hình thành nên hệ thống tự nhiên, mà trong đó mỗi thành phần đều có tác động đến các thành phần khác trong mối quan hệ biện chứng, chúng cần thiết cho sự tồn tại của nhau và của cả hệ thống. Những tác động của con người làm biến đổi một bộ phận này sẽ dẫn đến những biến đổi của các bộ phận khác cũng như hiệu quả sử dụng của toàn hệ thống. Vì vậy, để có được hiệu quả tối ưu từ các nguồn tài nguyên, thì quản lý lưu vực phải là hoạt động mang tính tổng hợp, không thể quản lý bộ phận tài nguyên này mà thiếu quản lý bộ phận tài nguyên khác. Đây là lý do vì sao hoạt động QLLV cần được thực hiện theo quan điểm hệ thống, cần sự phối hợp của nhiều ngành, nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội khác nhau. * Quản lý lưu vực là những hoạt động mang tính kinh tế Mục đích của hoạt động QLLV là mang lại hiệu quả tối ưu từ việc sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên có liên quan đến tài nguyên nước. Hiệu quả đó bao gồm hiệu quả kinh tế tổng hợp của nhiều ngành như: Nông nghiệp, lâm nghiệp, năng lượng, ngư nghiệp, thủ công mỹ nghệ, công nghiệp nông thôn, du lịch, dịch vụ, … và hiệu quả sinh thái môi trường như: Ổn định khí hậu, giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ các giống loài, bảo vệ đất đai, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, làm tăng vẻ đẹp cảnh quan, duy trì những truyền thống văn hóa, bảo tồn di tích lịch sử, … Nhưng vì bảo vệ môi trường cũng là bảo vệ những điều kiện sản xuất để đạt được tính ổn định lâu bền, nên suy cho cùng thì hiệu quả sinh thái môi trường cũng quy được thành hiệu quả kinh tế, nhưng phần lớn đó là hiệu quả kinh tế trong tương lai. Vì tính kinh tế phải được xây dựng trên cơ sở cân nhắc hiệu quả tổng hợp về kinh tế và môi trường. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 8 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp * Quản lý lưu vực là hoạt động mang tính xã hội Trong tự nhiên, nước được vận động theo quy luật của trọng lực, nước di chuyển từ trên cao xuống dưới thấp, từ nơi ẩm đến nơi khô, chảy tràn trên mặt hoặc chảy ngầm trong lòng đất qua các lớp nông sâu khác nhau. Sự di chuyển của nước không phụ thuộc vào ranh giới hành chính của làng xã hay hộ gia đình, nó có thể vận chuyển từ nơi này đến nơi khác theo quy luật của dòng chảy qua diện tích của nhiều gia đình, làng xã, lãnh thổ, … Vì vậy, hoạt động QLLV của một hộ gia đình, một làng xã hay một địa phương thường mang lại lợi ích cho cả cộng đồng. Mặt khác, nhiều hoạt động quản lý lưu vực như: Bảo vệ và phát triển rừng, xây dựng hồ đập chứa nước, cải thiện giống cây trồng vật nuôi, phòng chống lũ lụt, cải tạo dòng chảy, … chỉ thực hiện khi có sự tham gia và liên kết của nhiều thành viên trong cộng đồng cũng như toàn xã hội. Do vậy, QLLV thực sự là hoạt động mang tính xã hội, đem lại lợi ích và cũng cần có sự tham gia của toàn xã hội. 2. Lịch sử Quản lý lưu vực Quản lý lưu vực (Watershed management) còn gọi là kinh doanh lưu vực nước, kinh doanh vùng rừng đầu nguồn nhằm phát huy tối đa hiệu ích sinh thái, kinh tế và xã hội của tài nguyên nước trong đất mà lấy lưu vực làm đối tượng, trên cơ sở quy hoạch toàn diện, sắp xếp hợp lý phù hợp với các ngành, sử dụng đất vào mục đích nông, lâm, ngư, áp dụng biện pháp thích hợp để thiết lập và bố trí các đối sách quản lý tổng hợp, từ đó tiến hành bảo vệ, cải tiến và lợi dụng hợp lý đối với tài nguyên nước. Quản lý tài nguyên nước vùng núi trên thực tế là giữ gìn nguồn nước và đất ở vùng đồi núi. Ở Châu Âu, QLLV bắt nguồn từ việc sửa chữa đất vùng núi, do dân số tập trung lớn nhất tại vùng núi, tình trạng thoái hoá đất, sạt lở đất ngày càng diễn ra nghiêm trọng, con người đã coi trọng việc sửa chữa đất vùng núi với đối tượng là lưu vực. Đồng thời, không ngừng tăng thêm nhu cầu tài nguyên nước, lợi dụng đa mục tiêu về tài nguyên thiên nhiên vùng núi cùng với việc phát triển nông nghiệp; điều này cũng yêu cầu người dân coi trọng vấn đề bảo vệ môi trường tự nhiên vùng núi, đặc biệt là bảo vệ, cải tiến và lợi dụng hợp lý tài nguyên nước. Sau thời kỳ phục hưng văn hóa Châu Âu, xung quanh việc tàn phá rừng bừa bãi tại các khu vực vùng núi dẫn đến việc hoang phí đất, các nước đã quản lý lưu vực suối với việc khôi phục rừng làm trung tâm. Ở Châu Mĩ, công tác quản lý lưu vực sớm nhất đầu tiên phải kể tới là nước Mĩ. Năm 1930 nước Mĩ xây dựng cơ quan quản lý lưu vực đầu tiên đó là cục quản lý lưu vực. Quan điểm về quản lý lưu vực ở nước Mỹ là do một nhà thuỷ văn rừng đưa ra vào niên đại 40 của thế kỷ XX. Họ cho rằng chỉ có thể dùng phương pháp tổng hợp mới có thể cải thiện tính chất của nước và tình trạng thuỷ văn của khu vực này. Họ kiến nghị cần kết hợp giữa việc cải thiện tình trạng thuỷ văn, phòng trừ sạt lở đất đá với việc lợi dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên như nước, đất và cây rừng. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 9 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Ở Nhật Bản, vào năm 1928 sau cuộc cải cách từ nạn nước lũ và sạt lở đất đá ở miền Đông Quan, với tư tưởng truyền thống là “Trị nước từ trị núi” đã thiết lập ra khoa học về công trình phòng chống cát Nhật Bản (còn gọi là Bảo toàn lưu vực). Sở Lâm Dã thuộc Bộ Nông Lâm Nhật Bản đưa ra chính sách quản lý rừng và chủ trì quản lý rừng là công tác “bảo toàn lưu vực”. Từ “quản lý vùng núi” trong từ điển đã ban bố tại Nhật Bản có nghĩa là “quản lý lưu vực”. Sau năm 1917, học thuyết cảnh quan của những nhà khoa học về rừng phòng hộ nông nghiệp ở Liên Xô (cũ) đã đưa ra hệ các đối sách về quản lý lưu vực, bao gồm việc quy hoạch phương pháp kinh doanh, phương pháp cải tạo đất rừng, cải tạo nông nghiệp và công trình thuỷ lợi cải tạo đất. Trong những nước đang phát triển thì lợi ích từ vùng núi đối với người dân còn nhiều, nông nghiệp du canh du cư phát triển, thiếu những nhận thức cơ bản về việc bảo vệ nguồn nước, sự lợi dụng rừng không hợp lý và vấn đề thoái hoá lưu vực vùng núi diễn ra nghiêm trọng. Chính phủ các nước đã chú ý và tăng cường quản lý lưu vực ở vùng núi với nội dung như sau: Một số nhà nước trước đây chỉ chú ý đến hạ du thhi2 nay đã chú ý đến thượng du, đưa ra luật bảo vệ rừng nguyên sinh trong lưu vực, cấm chặt phá và lửa rừng nhưng hiệu quả mang lại không cao. Một số nước như Thái Lan, Zamaika, Inđônêxia đã áp dụng phương pháp hỗ trợ người dân qua kỹ thuật canh tác nông lâm kết hợp để bảo vệ và quản lý lưu vực, chính phủ một số nước đã thiết lập các cơ quan quản lý lưu vực trong các ban ngành lâm nghiệp, xúc tiến công tác quản lý lưu vực như ở Thái Lan, Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, … Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO) ngoài việc tổ chức các lớp bồi dưỡng kỹ thuật về quản lý lưu vực cho các nước đang phát triển, còn hỗ trợ tiền cho công tác quản lý lưu vực như: Thái Lan, Pakistan, Ấn Độ, Trung Quốc, … Việt Nam cũng là một trong các quốc gia đã từng nhận được hỗ trợ từ phía tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc về quản lý lưu vực. Việt Nam là nước có vùng đồi núi chiếm 2/3 diện tích toàn quốc, diện tích rửa trôi bề mặt ở vùng đồi núi lên đến hàng triệu ha. Đất ở lưu vực vùng núi do canh tác không hợp lý cùng với nạn tàn phá rừng, xói mòn diễn ra nghiêm trọng, tầng đất canh tác mỏng, đất thoái hoá, môi trường sinh thái thoái hoá, sản lượng cây trồng đạt giá trị thấp và khồng ổn định. Từ khi hoà bình lập lại ở miền Bắc, đặc biệt là sau khi đất nước hoàn toàn đựợc giải phóng Đảng và Chính phủ đã rất coi trọng việc quản lý lưu vực ở vùng núi, coi việc quản lý lưu vực là cương lĩnh lãnh đạo người dân ở khu vực cần xóa đói giảm nghèo, là chính sách và đối sách quan trọng nhằm nâng cao đời sống của ngưòi dân địa phương. Những lưu vực vùng núi đã qua quản lý điều kiện môi trường được cải thiện rõ rệt, lợi nhuận kinh tế của người dân được nâng cao, giảm lượng xói mòn, rửa trôi đất, sản lượng lương thực tăng cao, hệ kinh tế sinh thái lưu vực phát triển và tuần hoàn theo hướng ngày càng tốt đẹp. Một số mô hình cũng đạt được giải thưởng cấp nhà nước, đồng thời cùng được tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO) và các chuyên gia nước ngoài đánh giá cao. Những năm gần đây nhà nước ta cũng đã đề ra Chương trình “Quản lý lưu Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 10 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp vực tổng hợp” và tổng kết được một số lý luận cơ bản về quản lý lưu vực tổng hợp. Chương 1 Lưu vực và tài nguyên trong lưu vực 1. Khái niệm lưu vực và quản lý lưu vực 1.1. Khái niệm lưu vực Trong tự nhiên, khi nước mưa rơi xuống chúng luôn vận chuyển theo quy luật của trọng lực đó là chảy từ trên cao xuống thấp. Từ đỉnh núi hoặc sườn núi trên cao nước chảy tràn bề mặt hoặc các khe mạch trong đất xuống sườn thấp và chân núi. Nước từ những suối nhỏ trên cao chảy vào các suối lớn hơn phía dưới và cuối cùng đổ vào các con sông. Theo nguyên lý này toàn bộ lượng nước chảy qua một điểm nào đó trên dòng chảy đều được dồn đến từ một khu vực thu nước cố định trên mặt đất. Hình 1: Lưu vực nhìn theo mặt cắt ngang Đặc điểm số lượng, chất lượng nước cũng như tính hiệu ích của nó phụ thuộc vào diện tích khu vực thu nước, đặc điểm của tài nguyên cùng cách thức quản lý tài nguyên trên khu vực đó như: Điều kiện địa hình, đất đai, tình trạng lớp phủ thực vật, diện tích, vị trí và đặc điểm công nghệ canh tác, số lượng, quy mô và vị trí các hồ đập, kênh mương, … Đặc điểm của quá trình thủy văn và mối tương tác giữa các bộ phận tài nguyên trong khu vực diễn ra tương đối độc lập với khu vực bên cạnh. Người ta gọi mỗi khu vực như vậy là một vùng thu nước hay một lưu vực (watershed). Nó được sử dụng như những đối tượng để nghiên cứu quá trình thủy văn, mối quan hệ của các bộ phận tài nguyên thiên nhiên và hiệu quả của hoạt động QLLV. Theo khái niệm chung, lưu vực là một đơn vị diện tích mặt đất mà trong đó những quá trình tích lũy và vận chuyển của nước diễn ra tương đối độc lập với các diện tích xung quanh. Trong thực tế, lưu vực thường được hiểu là diện tích mà toàn bộ nước mưa rơi xuống được tập trung về một điểm trước khi chảy ra. Lưu vực này phân cách với các lưu vực khác xung quanh bằng những đỉnh núi, đồi, gò liên tiếp bao quanh nó. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 11 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Khái niệm lưu vực chỉ mang tính tương đối vì quy mô của một lưu vực có thể biến động trong phạm vi lớn từ 1 vài ha đến hàng triệu ha. Thực tế, mỗi lưu vực lớn có thể chứa nhiều lưu vực con và ngược lại, lưu vực nhỏ này có thể là một bộ phận của những lưu vực kia lớn hơn. Ngoài ra, sự độc lập của các quá trình thủy văn trong mỗi lưu vực chỉ là tương đối, vì thực chất các quá trình thủy văn của mỗi lưu vực ở mức độ nhiều hay ít, trực tiếp hoặc gián tiếp vẫn ảnh hưởng và chịu ảnh hưởng của quá trình thủy văn ở các lưu vực khác. Chẳng hạn, nước bốc hơi từ một lưu vực này có thể di chuyển tới và ngưng kết ở một lưu vực khác, hoặc không khí khô nóng của lưu vực này có thể di chuyển đến và làm tăng bốc hơi nước của lưu vực khác, … trong thực tế thì tất cả các lưu vực đều nằm trong hệ thống tuần hoàn nước của trái đất. * Các chức năng của lưu vực Lưu vực là nơi tồn tại của con người và các giống loài động thực vật, đảm bảo duy trì những điều kiện vật lý và không gian sống cho sự tồn tại của con người trong thiên nhiên. Lưu vực cung cấp các nguồn nguyên liệu, năng lượng và thông tin cần thiết cho hoạt động sản xuất và đời sống của con người. Lưu vực là nơi chứa đựng và thanh lọc các loại chất thải ra trong quá trình sản xuất và đời sống của con người. Lưu vực cũng là nơi lưu giữ những yếu tố xã hội cần thiết cho sự tồn tại của con người như: Các yếu tố cấu trúc xã hội, kiến thức, phong tục tập quán, tôn giáo, tín ngưỡng, ... * Khái niệm về Quản lý lưu vực Theo tài liệu hướng dẫn quản lý lưu vực của Tổ chức Nông Lương Thế giới thì “Quản lý lưu vực là quá trình thiết lập và thực hiện một chuỗi các hành động liên quan đến việc đẩy mạnh việc sử dụng hệ thống tự nhiên trong một lưu vực (watershed) để đạt được những mục tiêu cụ thể.” (FAO Conservation Guide, 1986). Đến nay, quản lý lưu vực có thể được hiểu là việc xây dựng và tổ chức thực hiện các hoạt động nhằm duy trì, phát triển và sử dụng hiệu quả các nguồn lực cho phát triển kinh tế xã hội lưu vực. 2. Cấu trúc lưu vực Cấu trúc lưu vực là thuật ngữ dùng nói đến đặc điểm của các bộ phận hợp thành lưu vực như: Diện tích, độ dốc, độ cao, hình dạng, loại đá, loại đất, tình trạng lớp phủ thực vật, số lượng, diện tích và phân bố của hồ đập, … Cấu trúc lưu vực có ảnh hưởng quyết định đến đặc điểm của quá trình tích lũy, vận chuyển cũng như tính hiệu ích của nước. Sơ đồ cấu trúc chung của một lưu vực nước được mô tả trên hình 2. Khái niệm một số thuật ngữ được sử dụng để mô tả trong sơ đồ trên: Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 12 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Đường phân thủy mặt: Là đường nối liền các ngọn núi, đồi, gò liên tiếp bao quanh lưu vực. Nước mưa rơi vào diện tích trong đường phân thủy mặt sẽ chảy vào sông suối của lưu vực. Ngược lại, nước mưa rơi vào diện tích ngoài đường phân thủy mặt sẽ chảy vào sông suối của các lưu vực khác xung quanh. Hình Đường phân thuỷ mặt Giáng thủy 2: Sơ đồ Bốc thoát hơi n cấu trúc lưu vực Lưu vực (Adenrson nhỏ Sông H.. 1976) Suối Đường phân Đường thủy ngầm: Sông chính phân Là đường thủy ngầm phân chia Lớp vỏ thấm nước Mạch ngầm nước ngầm dưới mặt Dòng chảy sông suối Đá mẹ Khe dò đất. Nếu Dòng chảy ngầm nước ngấm xuống lớp đất sâu trong đường phân thủy ngầm sẽ chảy vào sông suối của lưu vực. Ngược lại, nước ngấm xuống lớp đất sâu ngoài đường phân thủy ngầm sẽ chảy vào sông suối của các lưu vực khác. Thường thì đường phân thủy mặt trùng với đường phân thủy ngầm. Chỉ trường hợp các lớp đất đá được phân bố thành những lớp nghiêng so với mặt đất thì có thể nước ngầm ở ngoài đường phân thủy mặt vẫn có thể chảy vào sông suối của lưu vực. Dòng chảy sông suối được tạo nên bởi hai bộ nguồn chính: Dòng chảy trên mặt đất và dòng chảy ngầm nhưng ở các lớp đất cao hơn đáy sông. Dòng chảy ngầm: Là dòng chảy trong lớp cát, sỏi và đá dưới đáy sông. Thường không đo trực tiếp được dòng chảy ngầm mà phải xác định thông qua các bộ phận khác của cân bằng nước. Vỏ thấm nước của lưu vực: là lớp đất trên cùng tương đối tơi, xốp nước có thể thấm qua và di chuyển được. Mạch ngầm và khe dò là nơi những lớp đá không thấm nước bị đứt gẫy tạo thành đường dẫn nước xuống các lớp đá dưới sâu. Sông chính là sông lớn nhất trong lưu vực, có độ chênh cao nhỏ và thường có nước quanh năm. Sông nhánh là các sông nhỏ hơn, thường dốc hơn và có thể bị cạn theo mùa. Lưu vực con là một bộ phận của lưu vực và có quá trình tích lũy, vận chuyển nước tương đối độc lập với những lưu vực con khác. 3. Các bộ phận tài nguyên chính trong lưu vực Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 13 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Các bộ phận tài nguyên chính trong lưu vực gồm: Đất, nước và thực vật. Chúng có quan hệ chặt chẽ và ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. Đặc điểm của mỗi bộ phận này được quy định bởi những đặc điểm của các bộ phận khác. Đất là nguồn tài nguyên quan trọng trong lưu vực có ảnh hưởng đến thực vật và nguồn nước. Đất có độ phì cao sẽ đảm bảo được những điều kiện cần thiết cho phát triển lớp phủ thực vật nhờ đó bảo vệ được nguồn nước. Trong điều kiện đất bị thoái hóa, thực vật kém phát triển thì khả năng thanh lọc làm sạch nước, khả năng giữ nước và điều hòa dòng chảy cũng như các tĩnh hữu ích khác của nguồn nước sẽ giảm xuống. Thực vật là một bộ phận quan trọng, có chức năng hình thành và cung cấp liên tục những sản phẩm nuôi dưỡng sự sống trong lưu vực. Sự sinh trưởng, phát triển của thực vật chịu ảnh hưởng của điều kiện đất đai và nguồn nước, song cũng ảnh hưởng mạnh mẽ đến các đặc điểm của hai nguồn tài nguyên này. Khi lớp phủ thực vật phát triển tốt nó có thể bảo vệ đất khỏi xói mòn, cung cấp mùn qua cành khô lá rụng, làm tơi xốp đất bằng hệ rễ dày đặc, … Nhờ đó lớp phủ thực vật có tác dụng bảo vệ và cải tạo các tính chất vật lý và hóa học đất, nâng cao độ phì đất. Mặt khác, lớp phủ thực vật đất cũng có vai trò làm giảm dòng chảy mặt, tạo điều kiện để tăng độ ẩm và dòng chảy ngầm trong đất. Nhờ đó nó có tác dụng làm sạch nước, cung cấp nước ổn định hơn cho đất và điều hòa dòng chảy sông suối. Nước là bộ phận tài nguyên có ảnh hưởng lớn đến đất, thực vật cũng như toàn bộ các đặc điểm khác của lưu vực. Thiếu nước sẽ làm giảm độ phì đất và những điều kiện cần thiết khác cho phát triển của thực vật. Phần lớn các vùng đất hoang hóa, sa mạc, bán sa mạc đều liên quan đến sự thiếu hụt và phân bố không đều của nước. Đất, nước và thực vật luôn tác động qua lại lẫn nhau trong mối liên hệ biện chứng. Chúng quy định những đặc điểm của nhau và quyết định phần lớn những tính chất của sinh cảnh. Có thể hình dung tính thống nhất của các bộ phận tài nguyên thiên nhiên trong lưu vực theo sơ đồ sau: ĐẤ T NƯỚC LƯU VỰ TH C ỰC VẬT Hình 3: Sơ đồ về tính thống nhất giữa các bộ phận tài nguyên trong lưu vực Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 14 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Trong lưu vực, sự biến đổi của một thành phần này luôn luôn kéo theo sự biến đổi của các thành phần khác, những tác động làm cải thiện hoặc dẫn đến thoái hóa thành phần này luôn dẫn đến những biến đổi theo chiều hướng cải thiện hoặc làm thoái hóa thành phần khác. Vì vậy, trong thực tế không thể bảo vệ được một thành phần đơn lẻ khi không tiến hành bảo vệ đồng thời những thành phần khác. Ngược lại, khi đã bảo vệ được một thành phần này cũng có nghĩa là đã bảo vệ được những thành phần khác còn lại trong hệ thống. Đây cũng chính là lý do chương trình quản lý lưu vực luôn mang tính tổng hợp – quản lý đồng thời các tài nguyên vì hiệu suất cao của toàn hệ thống. Chương 2 Tuần hoàn nước và các quá trình thủy văn 1. Khái niệm về tuần hoàn nước và các quá trình thuỷ văn Trong tự nhiên nước vận chuyển theo hai chiều trái ngược nhau, từ thấp lên cao khi ở thể lỏng và vận chuyển từ cao xuống thấp khi ở thể khí. Nhờ quy luật này mà nước trong tự nhiên vận chuyển được theo những chu trình khép kín được gọi là sự tuần hoàn nước. Vòng tuần hoàn nước: Là sự tồn tại và vận động của nước trên mặt đất, trong lòng đất và trong bầu khí quyển của Trái Đất. Nước trái đất luôn vận động và chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, từ thể lỏng sang thể hơi rồi thể rắn và ngược lại. Vòng tuần hoàn nước đã và đang diễn ra từ hàng tỉ năm và tất cả cuộc sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nó, Trái Đất chắc hẳn sẽ là một nơi không thể sống được nếu không có nước. Vòng tuần hoàn nước được Cục Địa chất Mĩ mô phỏng qua sơ đồ sau: Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 15 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Hình 4: Vòng tuần hoàn nước (nguồn: http://vi.wikipedia.org) Vòng tuần hoàn nước không có điểm bắt đầu nhưng chúng ta có thể bắt đầu từ các đại dương. Mặt Trời điều khiển vòng tuần hoàn nước bằng việc làm nóng nước trên những đại dương, làm bốc hơi nước vào trong không khí. Những dòng khí bốc lên đem theo hơi nước vào trong khí quyển, gặp nơi có nhiệt độ thấp hơn hơi nước bị ngưng tụ thành những đám mây. Những dòng không khí di chuyển những đám mây khắp toàn cầu, những phân tử mây va chạm vào nhau, kết hợp với nhau, gia tăng kích cỡ và rơi xuống thành giáng thủy (mưa). Giáng thuỷ dưới dạng tuyết được tích lại thành những núi tuyết và băng hà có thể giữ nước đóng băng hàng nghìn năm. Trong những vùng khí hậu ấm áp hơn, khi mùa xuân đến, tuyết tan và chảy thành dòng trên mặt đất, đôi khi tạo thành lũ. Phần lớn lượng giáng thuỷ rơi trên các đại dương; hoặc rơi trên mặt đất và nhờ trọng lực trở thành dòng chảy mặt. Một phần dòng chảy mặt chảy vào trong sông theo những thung lũng sông trong khu vực, với dòng chảy chính trong sông chảy ra đại dương. Dòng chảy mặt, nước thấm được tích luỹ và được trữ trong những hồ nước ngọt. Mặc dù vậy, không phải tất cả dòng chảy mặt đều chảy vào các sông. Một lượng lớn nước thấm xuống dưới đất. Một lượng nhỏ nước được giữ lại ở lớp đất sát mặt và được thấm ngược trở lại vào nước mặt và đại đương dưới dạng dòng chảy ngầm. Một phần nước ngầm chảy ra thành các dòng suối nước ngọt. Nước ngầm tầng nông được rễ cây hấp thụ rồi thoát hơi qua lá cây. Phân bổ nước được thể hiện qua biểu đồ ở hình 03. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 16 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Hình 5: Nước trên trái đất (nguồn: http://vi.wikipedia.org) Đại tuần hoàn nước: Là vòng tuần hoàn nước lớn trong đó nước từ đại dương bốc hơi vào khí quyển, hơi nước được vận chuyển nhờ gió vào các lục địa, sau đó được ngưng kết thành mưa rơi xuống mặt đất. Theo dòng chảy nước mặt và nước ngầm đổ ra sông suối, cuối cùng quay trở về đại dương. Tính trung bình một năm từ các đại dương có 448.000 km3 nước bốc hơi vào khí quyển. Trong đó có 36.000 km3 được vận chuyển vào đất liền và có đúng khối lượng nước ấy được chuyển theo sông suối đổ ra biển. Tiểu tuần hoàn nước: Là vòng tuần hoàn nước nhỏ trong đó nước bốc hơi từ mặt đệm của một địa phương, được ngưng kết và rơi xuống ngay tại địa phương đó. Theo những tính toán thuỷ văn, trung bình một năm từ lục địa có 63.000 km 3 nước bốc hơi vào khí quyển. Cũng trong một năm tổng lượng mưa ở đất liền là 99.000 km3, đúng bằng tổng lượng nước bốc hơi từ lục địa cộng với lượng nước được vận chuyển từ đại dương vào. Tiểu tuần hoàn nước có ý nghĩa quan trọng. Nó làm tăng lượng mưa, làm tăng lượng nước tưới cho thực vật, tăng nước cung cấp cho các hồ, đập. Để nâng cao hoạt động của tiểu tuần hoàn nước ở lục địa cần phải cải tạo tính chất vật lý của mặt đệm theo chiều hướng làm tăng khả năng tích luỹ và bốc thoát hơi nước của nó. Chẳng hạn, trồng rừng, xây hồ, đập, ... Như vậy, tuần hoàn nước được xem như một hệ thống gồm các bộ phận tích luỹ nước (khí quyển, vỏ đất, sông suối, …) và các dòng vận chuyển nước (rắn, lỏng, khí) trong từng bộ phận cũng như giữa các bộ phận đó. Người ta gọi các quá trình tích luỹ và vận chuyển nước trong tự nhiên là những quá trình thuỷ văn. Phụ thuộc vào tính chất vật lý, địa lý của địa phương mà đặc điểm của những quá trình thuỷ văn rất khác nhau, chúng lại quyết định đến toàn bộ tính hiệu ích của nguồn nước trong lưu vực. Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 17 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp Theo Cục Địa chất Mĩ, nước gồm có 13 thành phần như sau: Nước đại dương: Một lượng nước khổng lồ được trữ ở các đại dương trong một thời gian dài hơn là được luân chuyển qua vòng tuần hoàn nước. Các nhà địa chất Mĩ ước tính có khoảng 1.338.000.000 km3 nước được trữ trong đại dương, chiếm khoảng 96,5 %, và đại dương cũng cung cấp khoảng 90 % lượng nước bốc hơi vào trong vòng tuần hoàn nước trên trái đất. Trong những thời kỳ khí hậu lạnh, nhiều đỉnh núi băng và những dòng sông băng được hình thành, một lượng nước trái đất khá lớn được tích lại dưới dạng băng làm giảm bớt lượng nước trong những thành phần khác của vòng tuần hoàn nước. Ngược lại, trong thời kỳ ấm cuối thời kỳ băng hà những sông băng bao phủ 1/3 bề mặt trái đất, mực nước các đại dương thì thấp hơn ngày nay khoảng 122 m (400 feet). Cách đây khoảng 3 triệu năm, khi trái đất ấm hơn, mực nước của các đại dương có thể đã cao hơn hiện nay khoảng 50 m (165 feet). Có những dòng chảy trong đại dương di chuyển một khối lượng lớn nước khắp thế giới. Những sự di chuyển này có ảnh hưởng lớn đến vòng tuần hoàn nước và khí hậu. Dòng Gulf Stream được biết đến nhiều như là một dòng biển nóng trong vùng Đại Tây Dương, chúng vận chuyển nước từ vùng Vịnh Mexico ngang qua Đại Tây Dương hướng đến nước Anh. Với tốc độ 60 dặm (97 km) một ngày, dòng Gulf Stream đem theo một lượng nước nhiều bằng 100 lần tất c ả các sông trên trái đất. Xuất phát từ những vùng khí hậu ấm, dòng Gulf mang theo nước ấm hơn đến Bắc Đại Tây Dương, làm ảnh hưởng đến khí hậu của một vài vùng, như phía tây nước Anh. Bốc hơi: Bốc hơi nước là một quá trình nước chuyển từ thể lỏng sang thể hơi hoặc khí. Bốc hơi nước là đoạn đường đầu tiên trong vòng tuần hoàn mà nước chuyển từ thể lỏng thành hơi nước trong khí quyển. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các đại dương, biển, hồ và sông cung cấp gần 90 % độ ẩm của khí quyển qua bốc hơi, 10 % còn lại là do thoát hơi của cây. Nhiệt hay còn gọi là năng lượng là nhân tố cần thiết cho bốc hơi nước xuất hiện. Năng lượng được sử dụng để bẻ gãy những liên kết giữa các phân tử nước, nó là nguyên nhân tại sao nước có thể dễ dàng bốc hơi tại điểm sôi (212°F, 100°C) nhưng bốc hơi rất chậm tại điểm đóng băng. Khi độ ẩm tương đối không khí đạt 100 %, tức là ở trạng thái bão hoà hơi nước, bốc hơi không thể tiếp tục diễn ra. Quá trình bốc hơi nước tiêu thụ nhiệt năng từ môi trường, đó là nguyên nhân tại sao nước bốc hơi từ da làm bạn mát. Bốc hơi nước từ các đại dương là cách chính để nước được luân chuyển vào trong khí quyển. Diện tích của các đại dương (trên 70 % diện tích bề mặt của Trái Đất được bao phủ bởi các đại dương) cung cấp những cơ hội lớn cho quá trình bốc hơi diễn ra. Trên phạm vi toàn cầu, lượng nước bốc hơi cũng bằng với lượng giáng thủy. Mặc dù vậy, tỉ lệ giữa lượng nước bốc hơi và lượng giáng thuỷ biến đổi theo vùng địa lý. Thông thường, trên các đại dương lượng bốc hơi nhiều hơn lượng giáng thủy, trong khi đó trên mặt đất, lượng giáng thủy vượt quá lượng bốc hơi. Phần lớn lượng nước bốc hơi từ các đại dương rơi ngay trên đại dương qua quá trình giáng Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 18 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp thủy. Chỉ khoảng 10 % nước bốc hơi từ các đại dương được vận chuyển vào đất liền và rơi xuống thành giáng thuỷ. Khi bốc hơi, một phân tử nước tồn tại trong khí quyển khoảng 10 ngày. Kết quả tính toán cho thấy nếu dồn toàn bộ nước trong khí quyển về mặt đất sẽ được một lớp dày chừng 25 mm. Trong khi đó, tổng lượng mưa hàng năm ở một địa phương có thể lên tới hàng nghìn mm. Như vậy, nước trong khí quyển đã thực hiện 4050 vòng tuần hoàn một năm, trong đó nó phải trải qua ba mắt xích quan trọng là bốc hơi, ngưng kết và giáng thuỷ. Nước được bốc hơi từ biển hồ, sông, suối, mặt đất, thực vật, ... vào khí quyển. Khi gặp điều kiện thuận lợi nhất định, hơi nước trong khí quyển được ngưng kết và quay trở về mặt đất dưới dạng mưa, tuyết, sương, ... tạo nên những vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên. Nước khí quyển: Mặc dù khí quyển không là kho chứa nước khổng lồ, nhưng nó là một “siêu xa lộ” để luân chuyển nước khắp toàn cầu. Trong khí quyển luôn luôn có nước, những đám mây chính là một dạng nhìn thấy được của nước khí quyển, trong không khí trong cũng chứa đựng nước những phần tử nước này quá nhỏ để có thể nhìn thấy được. Thể tích nước trong khí quyển tại bất kỳ thời điểm nào vào khoảng 12.900 km3. Nếu tất cả lượng nước khí quyển rơi xuống cùng một lúc, nó có thể bao phủ khắp bề mặt trái đất với độ dày 2,5 cm. Sự ngưng tụ hơi nước: Sự ngưng tụ hơi nước là quá trình hơi nước trong không khí được chuyển sang thể nước lỏng. Ngưng tụ hơi nước rất quan trọng đối với chu trình tuần hoàn nước vì nó hình thành nên các đám mây, những đám mây này có thể tạo ra mưa, nó là cách chính để nước quay trở lại trái đất. Ngưng tụ hơi nước là quá trình ngược lại với bốc hơi nước. Sự ngưng tụ hơi nước cũng là nguyên nhân của hiện tượng sương, hoặc nước tụ trên mắt kính khi ta từ một phòng lạnh đi ra ngoài trong một ngày nóng, ẩm ướt, còn trong một ngày lạnh nước có thể nhỏ giọt bên ngoài cốc uống nước hay có nước ở phía bên trong cửa sổ. Ngay cả khi bầu trời trong xanh không một gợn mây, nước vẫn tồn tại dưới hình thức hơi nước và những giọt nước li ti không thể nhìn thấy được. Những phân tử nước kết hợp với những phân tử bụi, muối, khói trong khí quyển để hình thành nên các hạt nhân mây (giọt mây nhỏ, đám mây nhỏ), nó gia tăng khối lượng và phát triển thành những đám mây. Khi những giọt nước kết hợp với nhau, gia tăng về kích thước, những đám mây phát triển và đến một mức độ nhất định thì mưa sẽ xảy ra. Các đám mây hình thành trong khí quyển do không khí chứa hơi nước bốc lên cao và lạnh đi. Phần quan trọng của quá trình này là không khí sát mặt đất ấm lên do bức xạ mặt trời. Nguyên nhân lớp khí quyển phía bên trên mặt đất lạnh đi là do áp lực không khí. Không khí có trọng lượng và tại mực nước biển trọng lượng của một cột không khí nén xuống trên đầu bạn khoảng 32 kg trên mỗi inch vuông (6,5 cm2), áp lực này được gọi là khí áp, nó là kết quả của mật độ không khí trong cột không khí phía trên. Càng lên cao càng ít không khí phía bên trên vì thế càng ít áp lực, khí áp Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 19 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh
Ban Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường Cơ sở 2 Trường Đại học Lâm nghiệp thấp hơn và mật độ không khí giảm theo độ cao. Điều này làm cho không khí trở nên lạnh hơn. Giáng thủy: Là nước thoát ra khỏi những đám mây dưới dạng nước mưa, mưa tuyết, mưa đá, tuyết. Đó là cách chính để nước từ khí quyển quay trở lại Trái Đất. Phần lớn lượng giáng thuỷ là mưa. Lượng giáng thủy trên trái đất được thể hiện qua hình 6. Hình 6: Lượng giáng thủy trung bình năm trên thế giới Những đám mây trên bầu trời chứa hơi nước và những hạt nhân mây nhỏ, các hạt nhân mây này quá nhỏ để có thể rơi xuống thành mưa, nhưng nó cũng đủ lớn để hình thành nên các đám mây có thể nhìn thấy được. Nước liên tục bốc hơi và ngưng tụ trong khí quyển. Nếu nhìn gần một đám mây, ta có thể nhìn thấy những phần đang biến mất (đang bốc hơi) trong khi những phần khác đang phát triển (ngưng tụ). Phần lớn lượng nước được ngưng tụ trong các đám mây không rơi xuống thành giáng thuỷ. Vì để giáng thuỷ xảy ra, trước tiên những giọt nước nhỏ phải được ngưng tụ. Những phân tử nước có thể kết hợp với nhau thành những giọt nước lớn hơn và đủ nặng để rơi thành mưa. Cần tới hàng triệu hạt mây để hình thành chỉ một hạt mưa nhỏ. Lượng giáng thủy phân bố không đều trên thế giới, trong một nước hoặc thậm chí trong một thành phố. Ví dụ tại quận 9 – Tp.HCM, một trận mưa giông mùa hè có thể cho một lớp nước dày vài cm, trong khi đó ở quận Bình Thạnh, quận 5, quận 3 – Tp.HCM chỉ cách đó vài km thì vẫn khô ráo. Nước băng và tuyết: Nước được giữ lâu dài trong băng, tuyết và các sông băng là một thành phần của vòng tuần hoàn nước toàn cầu. Vùng Nam cực chiếm 90 % tổng lượng băng của trái đất, các đỉnh núi băng ở Greenland chiếm 10 % tổng lượng băng trên toàn cầu. Một vài số liệu về các dòng sông băng và những đỉnh núi băng: Bài giảng môn Quản lý lưu vực I 20 Giảng viên: Th.s Nguyễn Thị Hạnh

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.