Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
526
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ MỨC ĐỘ CHIA CẮT SÂU ĐỊA HÌNH
PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC
TRONG HỆ THỐNG THỦY LỢI
Vũ Ngọc Quỳnh, Đặng Minh Hải
Trường Đại học Thủy lợi, email: quynhvn@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Hiện nay, việc ứng dụng đường ống dẫn
nước trong hệ thống thủy lợi ở nước ta đang
nhận được nhiều quan tâm do công nghệ này
mang đến nhiều lợi ích, có thể kể đến như
đảm bảo sự ổn định và chất lượng nguồn
nước ở địa hình phức tạp; thích hợp với xu
hướng hiện đại hóa, tiết kiệm nước; giảm
thiểu chi phí sửa chữa khi thiên tai xảy ra.
Đặc biệt tại những khu vực có địa hình phức
tạp bị chia cắt liên tục gây trở ngại cho giao
thông, cho việc khai thác tài nguyên và giao
lưu kinh tế giữa các vùng, việc áp dụng mạng
lưới đường ống dẫn nước được cho là phù
hợp và đáp ứng được yêu cầu cấp nước.
Tuy nhiên, một vấn đề quan trọng cần xác
định khi xây dựng hệ thống đường ống dẫn
nước là cần làm rõ điều kiện bắt buộc phải sử
dụng đường ống. Hệ thống ống dẫn nước đặc
biệt phát huy ưu thế khi xây dựng trên địa
hình bị chia cắt, nhưng hiện tại, hầu hết các
địa phương chưa có công cụ hỗ trợ định
lượng cụ thể mức độ chia cắt.
Mục tiêu chính của bài báo là xây dựng
bản đồ mức độ chia cắt sâu địa hình trên
phạm vi phần đất liền Việt Nam, làm cơ sở
phục vụ công tác nghiên cứu khả thi ứng
dụng mạng lưới đường ống dẫn nước trong
hệ thống thủy lợi ở nước ta.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Khái niệm
Mức độ chia cắt sâu là một đại lượng đặc
trưng của hình thái địa hình, đó là sự chênh
lệch độ cao của địa hình trên một đơn vị diện
tích. Chia cắt sâu địa hình cũng là một chỉ số
đánh giá quá trình xâm thực theo chiều thẳng
đứng của các loại dòng chảy. Chỉ số chia cắt
sâu địa hình được xác định theo công thức:
Hs = H h
trong đó,
Hs là chỉ số mức độ chia cắt sâu (m/km2);
H là độ cao tuyệt đối lớn nhất trong khu
vực nghiên cứu;
H là độ cao tuyệt đối nhỏ nhất trong khu
vực nghiên cứu.
2.2. Dữ liệu nghiên cứu
Bài báo sử dụng dữ liệu mô hình số độ cao
DEM thể hiện bề mặt độ cao địa hình phần
đất liền của Việt Nam, với độ phân giải là
30m, để thành lập bản đồ mức độ chia cắt sâu
địa hình.
2.3. Xây dựng bản đồ mức độ chia cắt
sâu địa hình
Trong bài báo, công cụ GIS được sử dụng
chủ yếu để xử lý và thành lập bản đồ mức độ
chia cắt sâu dựa trên dữ liệu mô hình DEM.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) hiển thị các
lớp thông tin đã được sàng lọc, tổng hợp theo
yêu cầu truy cập thông tin, đồng thời cho
phép tính toán, phân tích không gian và
chồng ghép các lớp thông tin [1].
Bản đồ mức độ chia cắt sâu thể hiện sự
chênh lệch độ cao địa hình trong phạm vi một
đơn vị diện tích (1 km2). Việc xây dựng bản
đồ mức độ chia cắt sâu được thực hiện theo
trình tự các bước trong Hình 1 sau đây.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
527
Hình 1. Trình tự xây dựng bản đồ
mức độ chia cắt sâu địa hình
Từ dữ liệu mô hình số độ cao DEM, sử
dụng phần mềm ArcGIS để tính độ chênh cao
địa hình giữa các pixel kề nhau, thiết lập bản
đồ thể hiện giá trị cao nhất và giá trị thấp
nhất. Sau đó, dùng thuật toán thống kê không
gian và thiết lập các mức phân cấp để tạo bản
đồ mức độ chia cắt sâu địa hình.
Nhóm tác giả Phạm Văn Duẩn và các cộng
sự [2] đã ứng dụng GIS thử nghiệm phương
pháp phân cấp mức độ xung yếu đầu nguồn
cho tỉnh Đắk Nông. Trong nghiên cứu này,
độ chia cắt sâu được phân thành 3 cấp tương
ứng với 3 mức độ xung yếu phân cấp rừng
phòng hộ đầu nguồn. Tuy nhiên, trong nghiên
cứu tính cần thiết và tính khả thi của việc sử
dụng đường ống dẫn nước trong hệ thống
thủy lợi, đòi hỏi một bảng phân cấp độ chia
cắt sâu địa hình chi tiết hơn, đặc biệt ở khu
vực cao nguyên và miền núi thường được
đánh giá có địa hình chia cắt mạnh. Trong bài
báo này, nguyên tắc phân cấp mức độ chia
cắt sâu dựa trên đồ thị phân bố với các mức
ngắt phù hợp với phân loại địa hình. Ví dụ
trong địa mạo học, khu vực đồng bằng
thường có chỉ số chia cắt sâu dưới 20 m/km2,
cao nguyên là dưới 75 m/km2, và miền núi
thường trên 100 m/km2.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Bản đồ mức độ chia cắt sâu địa hình phần
đất liền Việt Nam đã được thiết lập và biểu
diễn trong Hình 2. Trong khu vực nghiên cứu
độ phân cắt sâu nằm trong khoảng từ 0 đến
1380 m/km2, được chia thành 9 phân cấp như
trong Bảng 1, dựa theo nguyên tắc phân cấp
mức độ chia cắt sâu đã nêu tại mục Phương
pháp nghiên cứu. Các cấp chia cắt sâu thể
hiện sự chuyển tiếp địa hình từ đồng bằng
sang cao nguyên tới miền núi; đồng thời phản
ánh mức độ xâm thực địa hình ở nước ta.
Hình 2. Bản đồ mức độ chia cắt sâu
địa hình phần đất liền Việt Nam
Bảng 1. Phân cấp mức độ chia cắt sâu
địa hình phần đất liền Việt Nam
TT Cấp chia cắt sâu
địa hình (m/km2)Diện tích (%)
1 < 20 20.22
2 20 - 50 8.34
3 50 - 75 10.11
4 75 - 100 11.23
5 100 - 300 31.38
6 300 - 500 15.42
7 500 - 800 3.12
8 800 - 1000 0.13
9 > 1000 0.05
Kết quả nghiên cứu đặc điểm chia cắt sâu
địa hình cho thấy địa hình nước ta có thể coi
là một tập hợp nhiều kiểu địa hình xâm thực
khác nhau, từ loại bị xâm thực yếu chủ yếu
tập trung ở khu vực đồng bằng, đến loại xâm
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
528
thực mạnh xuất hiện nhiều ở khu vực miền
núi, đặc biệt ở nơi có mức độ chia cắt sâu
trên 1000 m/ km2.
Mức độ chia cắt sâu địa hình là một chỉ số
quan trọng phản ánh đặc điểm địa hình khu
vực nghiên cứu, góp phần đánh giá nguy cơ
xói mòn đất - một yếu tố cần thiết phải xem
xét khi nghiên cứu tính khả thi của việc sử
dụng đường ống dẫn nước. Yếu tố mức độ
chia cắt sâu được đánh giá có tầm ảnh hưởng
lớn đến trượt lở tại nhiều địa phương ở nước
ta theo các nghiên cứu tại tỉnh Hà Giang [3],
tỉnh Thừa Thiên Huế [4]…
Mức độ chia cắt sâu càng lớn thì thế năng
chuyển sang động năng càng mạnh, đất đá
chuyển dịch càng nhanh; nói cách khác, nguy
cơ xói mòn đất càng cao và yêu cầu sử dụng
mạng lưới đường ống dẫn nước để đảm bảo
việc cấp nước càng lớn. Từ kết quả nghiên
cứu, có thể thấy khu vực miền núi của nước
ta, nơi có tính chất địa hình phức tạp do mức
độ chia cắt sâu lớn, là khu vực nên được ưu
tiên nghiên cứu áp dụng đường ống cấp nước
trong các hệ thống thủy lợi.
4. KẾT LUẬN
Hiện nay tại nước ta đã và đang có nhiều
dự án đẩy mạnh ứng dụng đường ống trong
các hệ thống thủy lợi với mục tiêu đảm bảo
yêu cầu cấp nước cho nông nghiệp. Công
nghệ đường ống được chú trọng bởi nhiều lợi
ích như hiệu quả về lâu dài, chi phí giải
phóng mặt bằng giảm, chi phí quản lý vận
hành giảm, tổn thất cột nước giảm và nhiều
cắt giảm nữa về chi phí. Tuy nhiên, việc áp
dụng công nghệ đường ống vẫn tồn tại nhiều
khó khăn; một trong số đó là việc xác định
điều kiện bắt buộc cũng như tính khả thi của
công nghệ này.
Xây dựng bản đồ mức độ chia cắt sâu địa
hình là hướng tiếp cận hiệu quả, là nguồn tư
liệu có ích phục vụ cho công tác nghiên cứu
điều kiện bắt buộc và tính khả thi của việc sử
dụng mạng lưới đường ống dẫn nước trong
hệ thống thủy lợi tại các địa phương ở nước
ta, đặc biệt là khu vực miền núi có địa hình
phức tạp. Trình tự các bước tính toán để xây
dựng bản đồ được thực hiện logic và khoa
học dựa trên công nghệ GIS. Việc ứng dụng
mô hình số độ cao DEM để xây dựng bản đồ
mang lại hiệu quả cao, quy trình thành lập
đơn giản, tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng
thời cung cấp một lượng thông tin lớn.
Tất nhiên, mức độ chia cắt sâu địa hình chỉ
là một yếu tố hỗ trợ việc nghiên cứu sử dụng
hệ thống ống dẫn nước. Cần có thêm nhiều
nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng khác
như địa chất, thủy văn, kinh tế… trước khi ra
quyết định xây dựng hệ thống dẫn nước bằng
đường ống.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Malaperdas, G., Grethe, R., Zacharias, N,
2023. Depicting the past: The value of old
maps and topographic diagrams in cultural
heritage through GIS. Journal of
Archaeological Science Reports 52(4):104276.
[2] Phạm Văn Duẩn, Hoàng Văn Khiên, Vũ
Thị Thìn, Phạm Thành Đồng, 2016. Ứng
dụng GIS thử nghiệm phương pháp phân
cấp mức độ xung yếu đầu nguồn tại tỉnh
Đắk Nông. Tạp chí KH&CN Lâm nghiệp,
Số 2 (2016) 45-55.
[3] Nguyễn Quang Huy, Trần Mạnh Liểu, Bùi
Bảo Trung, Nguyễn Văn Thương, Nguyễn
Công Kiên, 2016. Đánh giá nguy cơ trượt
đất khu vực xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần,
tỉnh Hà Giang. Tạp chí Khoa học
ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi
trường, Tập 32, Số 4 (2016) 12-21.
[4] Hà Văn Hành, Nguyễn Quang Việt, Trương
Đình Trọng, Nguyễn Phước Gia Huy, 2020.
Đánh giá nguy cơ trượt lở đất ở khu vực
miền núi tỉnh Thừa Thiên Huế bằng phương
pháp phân tích đa tiêu chí và công nghệ
GIS. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, N.2
- tr.135-148 - ISSN.2354-0850.