Luận văn thạc sĩ " Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba "

Chia sẻ: Phạm Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

180
lượt xem 53
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Từ xưa tới nay lũ lụt luôn là mối đe dọa hàng đầu và đã gây ra nhiều thiệt hại về người và của. Cùng với sự tăng trưởng của các ngành kinh tế và sự phát triển của xã hội, đòi hỏi công tác quản lý, phòng chống thiên tai đặc biệt là lũ lụt nhằm đảm bảo mức độ an toàn ngày càng cao và hạn chế đến mức thấp nhất về thiệt hại. Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, việc khai thác tổng hợp tài nguyên nước cho các mục đích khác nhau trên các hệ thống sông...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ " Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba "

LUẬN VĂN THẠC SỸ Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba
MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................... i DANH SÁCH CÁC BẢNG ..................................................................................... iii DANH SÁCH CÁC HÌNH....................................................................................... iv LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ..................................................................................................................vii CHƯƠNG 1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN NGẬP LỤT .................................................. 10 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN LƯU VỰC NGHIÊN CỨU ................................... 10 1.1.1. Điều kiện tự nhiên [6] .............................................................................. 10 1.1.2. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi [6] .......................................................... 15 1.1.3. Đặc điểm khí tượng – khí hậu [6] ........................................................... 19 1.1.4. Đặc điểm thủy văn [6] ............................................................................. 27 1.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI [6] .............................................................. 29 1.2.1. Đặc điểm dân sinh kinh tế ....................................................................... 29 1.2.2. Đặc điểm kinh tế ...................................................................................... 29 1.3. TÌNH HÌNH NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA [6] ...................................... 30 1.3.1. Tình hình ngập lụt .................................................................................... 30 1.3.2. Thiệt hại do ngập lụt ................................................................................ 30 1.3.3. Hiện trạng công trình phòng chống lũ và tiêu úng.................................. 32 1.3.4. Mục tiêu phòng chống lũ trên lưu vực ..................................................... 33 1.3.5. Phương án quy hoạch phòng chống lũ .................................................... 34 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT .......... 36 2.1. TỔNG QUAN CHUNG ................................................................................. 36 2.1.1. Khái niệm về bản đồ ngập lụt [1, 3] ........................................................ 36 2.1.2. Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt .......................................... 36 2.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC TÍNH TOÁN NGẬP LỤT [3] ...................................................................................................... 37 2.2.1. Các mô hình mưa dòng chảy: .................................................................. 37 i
2.2.2. Mô hình thủy lực:..................................................................................... 38 2.2.3. Lựa chọn mô hình diễn toán .................................................................... 45 2.2.4. Cơ sở lý thuyết của mô hình .................................................................... 46 2.2.5. Các bước triển khai mô hình ................................................................... 61 2.3. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT ................ 62 2.3.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý ........................................................ 62 2.3.2. Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt [1, 2, 3, 5] ................. 64 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 66 3.1. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ..................................................................... 66 3.1.1. Tài liệu địa hình ....................................................................................... 66 3.1.2. Tài liệu thủy văn ...................................................................................... 69 3.1.3. Tài liệu điều tra vết lũ .............................................................................. 70 3.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỰC TÍNH TOÁN NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................................................................................................... 71 3.2.1. Mô hình mưa rào dòng chảy NAM [2] .................................................... 71 3.2.2. Mô hình EFDC [7, 8, 9, 10] .................................................................... 74 3.2.3. Kết quả mô phỏng quá trình ngập lụt bằng mô hình EFDC ................... 79 3.3. TÍNH TOÁN NGẬP LỤT THEO TẦN SUẤT 1%, 2%, 5% VÀ 10% ......... 87 3.4. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT .............................................................. 89 3.4.1. Quy trình chuyển kết quả của mô hình EFDC sang GIS và xây dựng bản đồ ngập lụt ......................................................................................................... 89 3.4.2. Kết quả xây dựng bản đồ ngập lụt ........................................................... 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 103 ii
DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Các đặc trưng chính của sông Ba và một số sông trong lưu vực ............... 16 Bảng 2: Tốc độ gió trung bình tháng và năm (Đơn vị: m/s) .................................... 20 Bảng 3: Nhiệt độ trung bình tháng và năm (Đơn vị: 0C) ......................................... 22 Bảng 4: Một số đặc trưng mưa năm (Đơn vị: mm) .................................................. 24 Bảng 5: Lượng mưa trung bình nhiều năm các tháng (Đơn vị: mm) ....................... 25 Bảng 6: Độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng và năm (mb) .......................................... 26 Bảng 7: Độ ẩm tương đối trung bình tháng và năm (Đơn vị: %) ............................ 27 Bảng 8: Lưu lượng lũ lớn nhất tại một số trạm trên lưu vực sông Ba ..................... 28 Bảng 9: Thiệt hại một số năm do ngập lũ vùng hạ lưu sông Ba .............................. 31 Bảng 10: Đặc trưng mặt cắt ngang sông trong sơ đồ tính toán thủy lực ................. 66 Bảng 11: Thông số chính đập đâng Đồng Cam [6] ................................................. 68 Bảng 12: Bảng đánh giá kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM ..................................... 73 Bảng 13: Bộ thông số mô hình NAM ........................................................................ 74 Bảng 14: Vị trí các mặt cắt thực đo [6].................................................................... 77 Bảng 15: Chỉ tiêu đánh giá sai số thực đo và tính toán tại trạm Phú Lâm .............. 80 Bảng 16: Kết quả mô phỏng mực nước lũ tại các vị trí điều tra vết lũ .................... 80 Bảng 17: Chỉ tiêu đánh giá sai số thực đo và tính toán tại trạm Phú Lâm .............. 82 Bảng 18: Chỉ tiêu đánh giá sai số thực đo và tính toán tại trạm Phú Lâm .............. 84 Bảng 19: Thống kê diện tích ngập theo xã - phường hạ lưu sông Ba trận lũ tháng 11/2009 ................................................................................................................................... 85 Bảng 20: Tần suất lũ thiết kế tại trạm Củng Sơn - Sông Ba .................................... 88 Bảng 21: Diện tích lưu vực tại Củng Sơn và các vị trí nhập lưu ............................. 89 iii
DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1. Bản đồ khu vực tỉnh Phú Yên (Tỉ lệ 1:600 000) .......................................... 11 Hình 2. Bản đồ mạng lưới sông lưu vực sông Ba..................................................... 18 Hình 3. Sơ đồ vùng hạ lưu sông Ba từ Củng Sơn đến cửa Đà Rằng ............................ 19 Hình 4. Bản đồ phân bố lượng mưa mùa mưa (tỉ lệ 1: 100 000) ............................. 25 Hình 5. Bản đồ phân bố lượng mưa mùa khô (tỉ lệ 1: 100 000) .............................. 25 Hình 6. Cấu trúc mô hình NAM [2] ......................................................................... 47 Hình 7. Cấu trúc cơ bản mô hình EFDC [7, 10] ..................................................... 48 Hình 8. Cấu trúc mô hình thủy động lực học EFDC [7, 10].................................... 49 Hình 9. Miền lưới dạng Uniform Grid ..................................................................... 50 Hình 10. Miền mô hình tạo dạng Expanding Grid ................................................... 51 Hình 11. Miền mô hình tạo dạng Centerline Dominant ........................................... 52 Hình 12. Lưới cong được tạo theo tùy chọn Equi-Distance Widths ........................ 52 Hình 13. Bảng tính thời gian sử dụng mô hình [7] .................................................. 53 Hình 14. Sơ đồ xây dựng bản đồ ngập lụt bằng phương pháp GIS ......................... 64 Hình 15. Sơ họa vị trí mặt cắt từ trạm Củng Sơn tới cửa Đà Rằng ......................... 67 Hình 16. Mặt cắt ngang phổ biến sông Ba ............................................................... 68 Hình 17. Bản đồ cao độ số độ cao DEM 30m x 30m khu vực nghiên cứu ............... 69 Hình 18. Sơ hoạ vị trí điều tra tra vết lũ tháng 10/1993 .......................................... 70 Hình 19. Biểu đồ lưu lượng tại Củng Sơn thực đo và tính toán tháng 10/1993 ...... 71 Hình 20. Biểu đồ lưu lượng tại Củng Sơn thực đo và tính toán tháng 11/2003 ...... 72 Hình 21. Biểu đồ lưu lượng tại Củng Sơn thực đo và tính toán tháng 11/2009 ...... 72 Hình 22. Sơ hoạ phạm vi mô phỏng hạ lưu sông Ba ............................................... 75 Hình 23. Phần mềm Delft 3D ................................................................................... 75 Hình 24. Giao diện làm việc chính của Delft 3D ..................................................... 76 Hình 25. Cốt cao địa hình khu vực tính toán ........................................................... 77 Hình 26. Lưới tính toán và biên đầu vào cho mô hình ............................................. 78 Hình 27. Biểu đồ đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trận lũ 10/1993 79 Hình 28. Mực nước tại thời điểm ngập lớn nhất ...................................................... 81 Hình 29. Trường vận tốc tại thời điểm ngập lớn nhất trận lũ tháng 10/1993 ......... 81 iv
Hình 30. Biểu đồ đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trận lũ 11/2003 83 Hình 31. Trường vận tốc tại thời điểm ngập lớn nhất trận lũ tháng 11/2003 ......... 83 Hình 32. Biểu đồ đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trận lũ 11/2009 84 Hình 33. Trường vận tốc tại thời điểm ngập lớn nhất trận lũ 11/2009 ................... 85 Hình 34. Ảnh vệ tinh hiện trạng ngập lụt khu vực sông Ba tháng 11/2009 ............. 87 Hình 35. Lưu lượng lớn nhất tại trạm Củng Sơn qua các năm ................................ 88 Hình 36. Đường tần suất lũ trạm Củng Sơn............................................................. 89 Hình 37. Trích xuất kết quả độ sâu ngập lớn nhất từ mô hình EFDC ..................... 90 Hình 38. Nội-ngoại suy độ sâu ngập lụt lớn nhất bằng công cụ Vertical mapper .. 91 Hình 39. Nền DEM được tạo ra từ phép nội-ngoại suy độ sâu ngập lụt lớn nhất ... 91 Hình 40. Xây đựng đường contour phân cấp ngập lụt từ công cụ của vertical mappper ..................................................................................................................... 92 Hình 41. Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba ứng với thời điểm ngập lụt lớn nhất tháng 10/2003 ...................................................................................................................... 94 Hình 42. Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba ứng với thời điểm ngập lụt lớn nhất tháng 11/2009 ...................................................................................................................... 95 Hình 43. Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba_Ứng với tần suất 1% ............................. 96 Hình 44. Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba_Ứng với tần suất 2% ............................. 97 Hình 45. Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba_Ứng với tần suất 5% ............................. 98 Hình 46. Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba_Ứng với tần suất 10% ........................... 99 v
LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ khoa học: “Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba” được hoàn thành vào tháng 12 năm 2012 dưới sự hướng dẫn của TS. Huỳnh Thị Lan Hương. Tác giả xin bày tỏ sự cám ơn chân thành tới TS. Huỳnh Thị Lan Hương đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, qua đây tác giả cũng bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới PGS. TS Nguyễn Hữu Khải đã có những định hướng bước đầu khi tác giả bắt đầu thực hiện luận văn này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo trong khoa Khí tượng – Thủy văn – Hải dương học đã giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn. Trong khuân khổ của luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của độc giả và các đồng nghiệp. Hà Nội, Ngày tháng 12 năm 2012 Tác giả vi
MỞ ĐẦU i. Đặt vấn đề Từ xưa tới nay lũ lụt luôn là mối đe dọa hàng đầu và đã gây ra nhiều thiệt hại về người và của. Cùng với sự tăng trưởng của các ngành kinh tế và sự phát triển của xã hội, đòi hỏi công tác quản lý, phòng chống thiên tai đặc biệt là lũ lụt nhằm đảm bảo mức độ an toàn ngày càng cao và hạn chế đến mức thấp nhất về thiệt hại. Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, việc khai thác tổng hợp tài nguyên nước cho các mục đích khác nhau trên các hệ thống sông thuộc miền Trung nói chung và lưu vực sông Ba nói riêng đã đem lại những giá trị to lớn về của cải xã hội đóng vai trò quan trọng cho các ngành kinh tế trong tỉnh như: du lịch, công nghiệp, thủy lợi, năng lượng, thủy sản, nông nghiệp... Sông Ba là một trong những con sông lớn ở miền trung Trung Bộ Việt Nam với tổng diện tích lưu vực 14.132 km2 nằm trên địa phận 3 tỉnh Gia Lai, ĐakLak và Phú Yên. Hàng năm, về mùa lũ, nước sông Ba dồn từ thượng lưu về gây ngập lụt nghiêm trọng cho hạ lưu sông Ba. Lũ đã gây ngập lụt, thiệt hại khá lớn về người và tài sản trên lưu vực. Mưa lũ gây chết người, nhà cửa bị ngập, bị sập, các công trình hạ tầng cơ sở như trường học, bệnh viện bị hư hỏng, đường sá cầu cống công trình thuỷ lợi bị sạt lở, bị vỡ và bồi lấp. Diện tích đất trồng trọt bị ngập lâu ngày làm cho lúa, hoa màu và các loại cây trồng khác bị chết gây thất thu. Theo thống kê một số năm gần đây cho thấy tình hình lũ lụt trên lưu vực ngày càng nghiêm trọng với mức độ thiệt hại có xu thế ngày càng tăng: Lũ năm 1990 thiệt hại 21,6 tỷ đồng; Lũ năm 1992 thiệt hại 51,5 tỷ đồng; Lũ năm 1993 thiệt hại 394 tỷ đồng; Lũ năm 1995 thiệt hại 17 tỷ đồng; Lũ năm 1999 thiệt hại 50 tỷ đồng. Năm 2009, lưu lượng nước về sông Ba do Trung Tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn tỉnh Phú Yên này đo được gần 15.000 m3/s nhưng đã làm cả hạ du ngập trắng, thiệt hại nặng cho vùng hạ du lưu vực sông Ba. [6] Do tính chất nghiêm trọng của lũ đối với vùng hạ lưu sông Ba, đồng thời hiện nay quy hoạch phòng chống lũ riêng cho lưu vực chưa được xây dựng nên việc cần thiết hiện nay là phải xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm đưa ra được vii
phương án phòng chống lũ bảo vệ cho vùng hạ lưu sông Ba đồng thời phục vụ phát triển kinh tế xã hội trong vùng. Nhằm mục tiêu giảm thiểu các thiệt hại do lũ lụt gây ra, đề xuất các phương án phòng chống thông qua các cảnh báo về khả năng và diện tích ngập lụt ứng với các trận lũ khác nhau, nghiên cứu này tiên hành: “ Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba”. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở quy hoạch phòng chống lũ cho cả khu vực cũng như làm tài liệu tham khảo cho các nhà hoạch định chính sách và ra quyết định ở địa phương. ii. Ý nghĩa của bản đồ ngập lụt Bản đồ ngập lụt là một công cụ trực quan cho phép nắm bắt được khả năng ngập lụt khi dự báo được diễn biến mực nước ở một vị trí đặc trưng nào đó trong khu vực ngập. Điều này rất cần thiết cho các nhà quản lý khi quyết định xử lý tình huống khẩn cấp. Bản đồ ngập lụt nhằm: 1. Cho biết trước diện tích ngập, mức ngập tại bất kỳ điểm nào trong vùng ngập khi biết được cấp mực nước lũ tại điểm chốt. 2. Đánh giá nguy cơ thiệt hại hàng năm và việc phân tích chi phí - lợi ích của những dự án công trình phòng chống ngập lụt. 3. Tạo cơ sở lựa chọn và phối hợp các biện pháp phòng lụt và ngập úng. 4. Trợ giúp thực hiện phân vùng quản lý sử dụng đất trong khu vực thường xuyên ngập úng. 5. Tạo cơ sở nghiên cứu biện pháp phòng ngập trong xây dựng cơ bản. 6. Thiết kế và vận hành các công trình khống chế ngập úng. Việc thiết kế và vận hành các công trình khống chế ngập như hồ chứa, trạm bơm phải dựa vào nhiều tài liệu nghiên cứu, tính toán thuỷ văn, thuỷ lực trong đó bản đồ ngập lụt là tài liệu không thể thiếu. Quy trình Vận hành hồ chứa đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngập lụt vùng hạ lưu, điều này cần được đánh giá đầy đủ hơn. viii
iii. Mục tiêu, phương pháp: 1. Mục tiêu : Xây dựng bản đồ ngập lụt do ảnh hưởng của trận lũ thực năm 2009 và các bản đồ ngập lụt ứng với các tần suất lũ đặc trưng nhằm trợ giúp cho việc hoạch định các hoạt động kinh tế - xã hội trong trong khu vực hạ lưu sông Ba . 2. Phương pháp Hiện nay trên thế giới có 2 phương pháp được sử dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt, đó là: a. Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào điều tra các trận lũ lớn thực tế đã xảy ra. b. Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào việc mô phỏng bằng các mô hình thủy văn, thủy lực. Luận văn này sử dụng phương pháp thứ 2, tập trung vào ứng dụng các mô hình thủy văn, thủy lực kết hợp với cơ sở dữ liệu GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt. iv. Bố cục luận văn bao gồm Mở Đầu CHƯƠNG 1: Điều kiện tự nhiên và xã hội khu vực nghiên cứu liên quan đến ngập lụt CHƯƠNG 2: Cơ sở lý thuyết xây dựng bản đồ ngập lụt CHƯƠNG 3: Xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo ix
CHƯƠNG 1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN NGẬP LỤT 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN LƯU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1. Điều kiện tự nhiên [6] a. Vị trí địa lý Lưu vực sông Ba nằm ở miền Trung Trung Bộ Việt Nam có hình dạng chữ L. Phạm vi lưu vực ở : 12035’ đến 14038’ vĩ độ Bắc và 108000’ đến 109055’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp lưu vực sông Trà Khúc; Phía Nam giáp lưu vực sông Cái và sông Sêrêpôk; Phía Tây giáp lưu vực sông Sêsan và sông Sêrêpôk; Phía Đông giáp lưu vực sông Kône, sông Kỳ Lộ và biển Đông. Diện tích tự nhiên toàn lưu vực là 14.132 km2 nằm trên địa phận hành chính của 15 huyện, thị thuộc 3 tỉnh Gia Lai, Đak Lăk và Phú Yên bao gồm hầu hết diện tích đất đai các huyện K‘bang, An Khê, KonchRô, Mưang Yang, A. Yunpa, K.Rông Pa, K.Rông H Năng, Mưa Rak, Sơn Hoà, sông Hinh, Tuy Hoà và thị xã Tuy Hoà và một phần diện tích các huyện Chư Sê, Ea H Leo, Krông Buk, Eaka. Tổng diện tích nông nghiệp 352.811 ha. Phú Yên là một tỉnh thuộc duyên hải Nam Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh Bình Định, phía Nam giáp tỉnh Khánh Hòa, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai và Đắc Lắc, phía Đông giáp Biển Đông. Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 5.045km2 giới hạn bởi tọa độ 12039’ 10’’ đến 13045’20’’ độ vĩ bắc, 108039’45’’ đến 109029’20’’ độ kinh Đông. Có đường Quốc lộ 1A và đường sắt Bắc Nam chạy qua, có sân bay Đông Tác, cảng biển Vũng Rô. Đặc biệt phía Tây giáp ranh với vùng Tây Nguyên rộng lớn, được nối liền bằng quốc lộ 25, tỉnh lộ 645 và hưởng chung nguồn nước sông Ba. Phía Đông giáp Biển Đông với nhiều loài hải sản phong phú, trữ lượng lớn, có thể đánh bắt quanh năm. Bờ biển Phú Yên dài 198km chạy từ Cù Mông đến Vũng Rô, một bên là núi một bên là biển với nhiều bãi tắm đẹp, cấu trúc khá đặc biệt xen kẽ rất nhiều đầm, vịnh, vũng, mũi điển hình như đầm Cù Mông, đầm Ô Loan, Vũng Rô và vịnh Xuân Đài đều là vị trí thuận lợi để phát triển du lịch và nuôi trồng hải sản (hình 1). 10
Hình 1. Bản đồ khu vực tỉnh Phú Yên (Tỉ lệ 1:600 000) b. Đặc điểm địa hình Địa hình lưu vực sông Ba biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh mẽ bởi sự chi phối của dãy Trường Sơn. Đường phân thuỷ của lưu vực có độ cao từ (500- 2000)m bao bọc 3 phía: Bắc, Đông, Nam và chỉ được mở rộng về phía Tây với cao nguyên rộng lớn Pleiku, Mưang Yang, Chư Sê. Đồng thời mở ra biển qua vùng đồng bằng Tuy Hoà rộng trên 20.000 ha. Đường chia nước phía Đông Bắc lưu vực thuộc giải Trường Sơn có cao độ từ 600-1.300m (cá biệt có đỉnh Chư Trung Ari cao 1331m) dải núi này chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam cho đến đèo An Khê sau 11
đó chuyển hướng và kết thúc ở thượng nguồn sông Cà Lúi, sông Con ở độ cao (600- 700)m. Phía Nam là dãy núi Phượng Hoàng chạy sát ra biển theo hướng Đông Bắc đến Tây Nam và kết thúc tại đèo Cả có cao độ biến đổi (600-2000)m. Điển hình có đỉnh Chưhơmu cao 2051m. Hai dãy núi phía Đông và phía Nam của lưu vực tạo thành bức tường chắn gió, cản trở việc hoạt động của hướng gió Đông và Đông Nam. Phía Tây Bắc có các đỉnh núi cao hơn ở phía Đông, nhưng bị chia cắt nhiều, không liên tục. Độ cao các đỉnh núi biến động từ (700-1.700)m và chạy theo hướng Bắc Nam. Các đỉnh như Ngọc Rô cao 1549m, Kon Ka Kinh cao 1761m, Chư Rơ Pan cao 1571m. Đến Cheo Reo, độ cao các đỉnh núi thấp dần (300-400)m. Sau đó lại được nâng lên từ (700-1.200)m và chuyển hướng Tây Bắc - Đông Nam cho đến thượng nguồn sông KRông H Năng: Chư Tun cao 1215m. Do các dãy núi phía Tây bị chia cắt mạnh và không liên tục đã hình thành trên lưu vực các thung lũng An Khê, Cheo Reo, Phú Túc và vùng đồng bằng hạ lưu. Dưới tác động của các yếu tố địa hình phức tạp có thể chia lưu vực thành 5 vùng địa hình sau: -Vùng núi cao: chiếm 60% diện tích lưu vực. Độ cao bình quân trong vùng này (600-800)m, độ dốc địa hình từ thoải đến rất dốc. -Vùng thung lũng: kéo dài từ An Khê đến Phú Túc. Cao độ phổ biến ở thung lũng An Khê (400-500)m, thung lũng Cheo Reo (150-200)m và Phú Túc (100-150)m. Địa hình bằng phẳng, tập trung thành những cánh đồng lớn dọc theo hai bờ sông. -Vùng cao nguyên: có cao độ phổ biến từ (300-500)m. -Vùng gò đồi: chủ yếu là vùng An Khê, Sơn Hoà, hạ lưu sông Hinh và lưu vực sông Krông H Năng. -Vùng đồng bằng: tập trung ở hạ lưu sông Ba, cao độ (5-7)m. Phú Yên phía Đông giáp Biển Đông, ba mặt còn lại đều giáp núi, có dãy Cù Mông ở phía Bắc, dãy Vọng Phu - Đèo Cả ở phía Nam, phía Tây là rìa đông của dãy Trường Sơn. Ở giữa sườn Đông của dãy Trường Sơn cũng có một dãy núi thấp hơn đâm ngang ra biển tạo nên cao nguyên Vân Hòa là ranh giới phân chia hai đồng bằng trù phú, màu mỡ do sông Ba, sông Kỳ Lộ bồi đắp. Toàn tỉnh ngoại trừ vài đỉnh núi cao trên 1.000m như Hòn Dù, Hòn Ông, Hòn Chùa phía Nam huyện Tuy Hòa, 12
Chư Ninh, Chư Đan, Chư Hle nằm phía Đông Nam, Tây Nam huyện Sông Hinh, Núi La Hiên, Chư Treng, Hòn Rung Gia, Hòn Suối Hàm ở giáp ranh huyện Sơn Hòa và Đồng Xuân. Còn lại núi, đồi ở Phú Yên chỉ cao phổ biến ở mức 300 đến 600m phân bố rải rác các nơi. Chính vì thế, Phú Yên là tỉnh có nhiều đèo dốc và có tất cả các loại địa hình như đồng bằng, đồi, núi, cao nguyên, thung lũng xen kẽ nhau, thấp dần từ tây sang đông. Tuy nhiên, yếu tố địa hình chi phối đến điều kiện khí hậu thủy văn chủ yếu là hai dãy núi Cù Mông, Đèo Cả, cao nguyên Vân Hòa, thung lũng sông Ba, sông Kỳ Lộ.[6] c. Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng Địa tầng: tham gia vào cấu trúc lãnh thổ tỉnh Phú Yên có mặt khá đa dạng các thành tạo trầm tích, trầm tích biến chất và phun trào có tuổi từ Proterozoi đến Kanozoi, theo thứ tự từ già đến trẻ gồm các phân vị địa tầng sau: giới Proterozoi, Paleozoi, Merozoi, Kainozoi. Mác ma xâm nhập: trong phạm vi tỉnh Phú Yên phát triển khá phong phú và đa dạng cả về không gian lẫn thời gian, chiếm trên 50% diện tích tự nhiên và có các phức hệ Bến Giằng- Quế Sơn, Vân Canh, Tây Ninh, Định Quán, Đèo Cả, Cà Ná- Pha 1, Phan Rang, Cù Mông. Đặc điểm cấu trúc kiến tạo: hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc -Tây Nam, điển hình là đứt gãy Vĩnh Long - Trung Hòa. Hệ thống đứt gãy theo phương Tây Bắc - Đông Nam gồm nhiều đứt gãy quy mô nhỏ - vừa, điển hình là đứt gãy sông Ba, sông Kỳ Lộ. Hệ thống đứt gãy theo phương á kinh tuyến là đứt gãy quy mô nhỏ -vừa, phát triển chủ yếu ở phía Bắc. Đất đai Phú Yên được hình thành trên mẫu đất phù sa và ba loại đá chính là: Granit, Ba Zan, trầm tích gồm 8 nhóm phổ biến. Đất cát ven biển: chiếm 2,6% diện tích tự nhiên, phân bố dọc theo bờ biển từ sông Cầu đến Hòa Hiệp và dọc sông Đà Rằng, Kỳ Lộ. Thành phần cơ giới chủ yếu là cát, khả năng giữ nước và dinh dưỡng kém. Đất mặn phèn: chiếm 1,4% diện tích tự nhiên, phân bố tập trung ở Hòa Tâm, Hòa Hiệp, Hòa Xuân và dọc ven biển từ Sông Cầu đến cửa sông Đà Rằng. Đất phù sa: chiếm 9,8% diên tích tự nhiên, tập chung chủ yếu ở huyện Phú 13
Hòa, huyện Tuy Hòa và thị xã Tuy Hòa, rải rác ở Tuy An, Đồng Xuân, sông Cầu. Đất xám: chiếm 6,9% diện tích tự nhiên được phân bố từ địa hình trung gian nơi tiếp giáp vùng núi và vùng thấp có địa hình chia cắt trung bình, tương đối bằng tập trung ở Sơn Hòa, Đồng Xuân, Sông Hinh và phía tây huyện Phú Hòa. Đất đen: chiếm 3,5% diện tích, phân bố ở phía nam huyện Tuy An, xã Bình Kiến, huyện Sông Hinh và một phần huyện Sơn Hòa. Đất đỏ vàng: chiếm 65% diện tích tự nhiên phân bố đều khắp ở vùng đồi núi. Đất mùn vàng đỏ chiếm 2,2% diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu trên núi cao từ 900 -1000m. Đất dốc tụ chiếm 0,3% diện tích tự nhiên, phân bố rải rác ở địa hình thấp.[6] d. Lớp phủ thực vật Theo thống kê của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Phú Yên năm 2002 có 363.948,2ha đất lâm nghiệp chiếm 72% đất tự nhiên, độ che phủ rừng là 32%. Trong đó rừng tự nhiên 144.664,6ha, rừng trồng 18.324,3ha, đất đồi trọc là 200.959ha, còn lại là đất nông nghiệp canh tác theo thời vụ. Thực vật gồm hai loại chính, thực vật tự nhiên và thực vật trồng. Thực vật tự nhiên được phân bố trên các kiểu rừng với mật độ và số lượng loài khác nhau gồm có: Kiểu rừng nhiệt đới núi thấp có diện tích lớn nhất tỉnh, phân bố ở độ cao dưới 1000m, nằm trong phạm vi vùng núi huyện Tuy Hòa, Sông Hinh, Sơn Hòa, Đồng Xuân. Đặc điểm kiểu rừng này là rừng xanh quanh năm, ít thay lá tại vùng có địa hình khá cao, rừng thưa rụng lá và nửa rụng lá phân bố ở vùng thấp hơn. Kiểu rừng truông gai, cây bụi: đây là kiểu rừng tương đối đặc biệt, hình thành do các yếu tố tổng hợp của khí hậu, đất đai, địa hình, hệ thực vật có tác động mạnh của nhân tố con người. Đặc điểm kiểu rừng này là phần lớn cây cối gồm các loại cây chịu hạn, có gai, lá nhỏ, thường sống ở vùng có đất đai rất xấu, khô cứng, tầng mỏng, xói mòn mặt, thiếu nước nên mùa hè có hiện tượng héo lá khi trời nắng hạn. Loại rừng này phân bố nhiều ở ven biển huyện Sông Cầu, Tuy An, thị xã Tuy Hòa. Kiểu thực vật trên cát có diện tích khoảng 10.000ha, chủ yếu là cỏ, vùng kín gió có một số cây gỗ như Cóc, Mù U. Đặc biệt là Chai Lá Cong phân bố ở các huyện thị ven biển, nhiều nhất ở huyện Sông Cầu và Tuy Hòa. Hiện nay một số lớn 14
diện tích đã đưa vào canh tác, trồng rừng, xây dựng khu công nghiệp hoặc quy hoạch khu công nghiệp. Thực vật trồng: ngoài thực vật tự nhiên, thực vật trồng cũng rất phong phú, phân bố chủ yếu ở vùng có độ cao dưới 100m gồm có các nhóm chính là cây lương thực, thực phẩm, cây công nghiệp, dược liệu theo thời vụ. Cây lấy gỗ trồng theo chương trình, dự án, cây cảnh và cây phân tán ở hộ gia đình. 1.1.2. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi [6] Lưu vực sông Ba có dạng chữ L, phình rộng ở trung lưu và thu hẹp ở hai đầu thượng và hạ lưu. Mạng lưới sông ngòi khá dầy và được phân bố đều khắp trong vùng. Chiều rộng bình quân lưu vực 48,6km, có nơi rộng 80 km. Dòng chính sông Ba được bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Rô (tỉnh Kon Tum) cao 1.544m, sông chảy qua các tỉnh KonTum, Gia lai, ĐakLăk và Phú Yên. Diện tích lưu vực sông Ba 14132 km2 với chiều dài 374 km, mật độ lưới sông 0,22 km/km2. Từ thượng nguồn tới gần An Khê, sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam qua địa hình hiểm trở, chia cắt mạnh, lòng sông hẹp, lắm thác ghềnh, độ dốc lòng sông 20%. Sông Ba có nhiều nhánh sông , suối nhỏ đổ vào trong đó có 36 phụ lưu cấp I, 54 phụ lưu cấp II, 14 phụ lưu cấp III. Từ Cheo Reo đến thị trấn Củng Sơn, sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông , Nam lại nhận thêm nước của phụ lưu sông Krong H Năng, diện tích lưu vực 1750 km2, chiều dài sông 130km, đổ vào bên phải sông Ba tại ranh giới Gia Lai - Phú Yên. Sông Hinh diện tích lưu vực 932km2, dài 85km, bắt nguồn từ dãy núi Chư Mu cao 2051m, đổ vào bên phải Sông Ba tại xã Đức Bình Đông huyện Sông Hinh, đây là vùng mưa lớn nhất trong toàn lưu vực sông Ba. Năm 2000 thuỷ điện Sông Hinh bắt đầu tích nước phát điện, làm cho chế độ thuỷ văn ở đây khác biệt cón bản đặc biệt là trong mùa lũ. Đoạn sông cuối cùng chảy theo hướng gần như Tây - Đông, nhưng từ Đồng Bò, sông hơi chuyển hướng lệch về phía Bắc và đổ nước ra cửa Đà Rằng. Đoạn sông này còn nhận thêm nước sông Con, sông Cái bên trái, sông Đồng Bò bên phải, lòng sông khá rộng, độ dốc nhỏ chỉ khoảng 1‰. Dọc theo hai bên bờ sông là các bãi bồi rộng lớn tạo thành cánh đồng phì nhiêu, trù phú. (hình 2) 15
Ngoài dòng chính, lưu vực sông Ba có 3 nhánh sông đáng chú ý:  Sông Ayun: bắt nguồn từ đỉnh núi Krong Hơ Dung ở độ cao 1.220m, chảy theo hướng Bắc Nam, sau chuyển hướng Tây Bắc - Đông Nam rồi nhập với dòng chính sông Ba tại vị trí cách thị trấn Cheo Reo khoảng 1km về phía Bắc. Sông có diện tích lưu vực 2.950km2, độ dài sông 175km.  Sông Krong H'Năng: bắt nguồn từ đỉnh núi Chư Tung ở độ cao 1.215m. Hướng dòng chảy tương đối phức tạp song chủ yếu là Bắc - Nam và Tây Bắc - Đông Nam rồi nhập với sông chính tại ranh giới Gia Lai và Phú Yên. Sông có diện tích lưu vực là 1.840km2, độ dài là 130km. Bảng 1: Các đặc trưng chính của sông Ba và một số sông trong lưu vực Độ Hệ Hệ Độ Độ Diện Chiều Mật độ rộng số số dốc Sông cao tích dài lưới Sông chính bình hình uốn sông nhánh nguồn lưu vực sông sông quân dạng khúc (J (m) F(km2) L(km) (km/km2) B(km) (φ) (K) ‰) 1500 13043 360 33,9 0,1 2,0 2,7 0,5 S. Hinh 750 932 85 33,9 0,1 1,7 6,4 0,5 S. Con 750 124 20 11,7 0,3 1,2 24,0 0,5 Sông Ba S.Đồng 750 144 27 6,2 0,2 1,4 17,0 0,7 S.Bò Con 450 238 30 5,3 0,3 1,5 15,0 0,6 S. Tha 300 148 25 7,9 0,2 1,5 8,9 0,2 S. Cà 750 190 48 5,9 0,1 1,5 10,0 0,2 Bàn Thạch Lúi 1400 5900 68 4,0 0,1 1,8 14,0 0,5 Kỳ Lộ 1000 1950 105 8,7 0,2 1,5 5,8 0,6 S. Trà 470 270 35 18,6 0,2 2,2 15,0 0,5 Bương S. Cô 530 348 36 7,7 0,3 1,2 11,0 0,8 Sông Cầu 600 146 137 9,9 0,2 1,2 16,0 0,3  Sông Hinh: bắt nguồn từ đỉnh núi Chư H'Mu ở độ cao 2.051m. Hướng dòng chính là Tây Bắc - Đông Nam đến vĩ độ 1205' sông chảy theo hướng Bắc - Nam rồi nhập với dòng chính tại phía trên Sơn Hòa. Sông có diện tích lưu vực là 1.040km2, độ dài là 88km. Các sông suối thuộc lưu vực sông Ba đều hẹp và sâu, độ dốc lớn có tiềm năng lớn về thủy điện. Địa hình bị chia cắt mạnh, lưu vực sông Ba có dạng 16
lòng máng chạy dài từ thượng nguồn đến cửa sông; phía Bắc, Đông, Nam có núi cao bao học (ở độ cao 500 - 2.000m) và chỉ được mở rộng về phía Tây Nam với cao nguyên rộng lớn Pleiku, Mang Yang, Chư Sê, mở ra biển qua vùng đồng bằng Tuy Hoà rộng hơn 2.400ha với độ cao từ 5-10m, còn vùng cửa sông và ven biển từ 0,5 - 2,0m. Lòng máng của lưu vực bị những dãy núi đâm sát ra mép sông tạo nên những thung lũng độc lập như An Khê (400 - 500 m), Cheo Reo (150 - 200m) và Phú Túc (100 - 200m). [6] 17
Hình 2. Bản đồ mạng lưới sông lưu vực sông Ba 18
Hình 3. Sơ đồ vùng hạ lưu sông Ba từ Củng Sơn đến cửa Đà Rằng 1.1.3. Đặc điểm khí tượng – khí hậu [6] a. Chế độ gió Gió cũng là một trong những nhân tố khí hậu quan trọng, nó phản ánh các điều kiện hoàn lưu khí quyển và tác động đến nhiều mặt trong tự nhiên. Chế dộ gió được nhiều ngành như: hàng không, hàng hải, xây dựng, nông nghiệp, năng lượng… quan tâm.  Hướng gió Chế độ gió ở Phú Yên thể hiện hai mùa rõ rệt. Mùa đông thịnh hành một trong ba hướng gió chính là: Bắc, Đông Bắc và Đông, Mùa hạ là thời kỳ thịnh hành một trong hai hướng gió chính là Tây và Tây Nam. Nhưng tùy thuộc vào địa hình mỗi nơi, hướng gió thịnh hành ngay trong cùng một vùng, một mùa cũng có thể khác nhau. 19