Chương 5 SÔNG VÀ LŨ LỤT Câu hỏi :Sử dụng đất liên quan thế nào đến hoạt động của lũ ? Trả lời : Một số định nghĩa về đất Đấ là một thực thể vật chất đã dược hình thành trong nhiều thiên niên kỉ,là lớp vỏ ngoài của trái đất,là đối tượng lao động của nông dân,là môi trường sống quan trọng của con người .Nhờ có độ phì nhiêu mà dất có thể nuôi sống được muôn loài .Tuy nhiên đất cũng tiềm ẩn những yếu tố nhất định.người sử dụng phải hiều đầy đủ về đất,mới có thể làm chủ được sản xuất và cuộc sống của mình. Một số định nghĩa: -theo những nhà địa chất học,đất là những vật liệu trái đất ở dạng rắn bị biến đổi bởi các quá trình vật lý ,hóa học và hữu cơ mà qua đó thể giúp thực vật phát triển . -Theo các nhà kĩ thuật thì đất là bất cứ vật liệu rắn nào của trái đất có thể di chuyển được mà không phải dung tới chất nổ -Đất có thể được xem như một hệ thống mở tương tác với các hợp phần khác của chu kì địa chất .Các dung dịch của đất riêng biệt là hàm số của khí hậu ,địa hình ,đá mẹ(đá hoặc aluvi mà từ đó đá được sinh thành ),thời gian (tuổi của đá) và các quaa1 trinh hữu cơ (hoạt động của các vi sinh vật đất)Nhiều khác biệt mà chúng ta có thể thấy trong đất là hiệu ứng của thời tiết và địa hình,nhưng kiểu đá mẹ,quá trình hữu cơ và thời gian diễn ra quá trình hoạt động rất quan trọng I Tổng quan về lũ: 1.Lưu vực: Các dòng chảy và các con song tao ra 1 hệ thống vận chuyển cơ bản của chu trình đá và tác nhân chính gây xói mòn địa hình ,tạo hình cho cảnh quan.Khu vực dẫn nước của 1 hệ thống dòng chảy gọi là lưu vực 2.Lũ là gì? Quá trình tự nhiên của việc dẫn nước tràn qua bờ sông được gọi là nạn lũ.Đa số cơn lũ của sông là hàm số của toàn bộ khối lượng và lượng mưa phân bố trong lưu vực,tốc độ và lượng mưa thấm vào đá hay đất và địa hình.Tuy nhiên ,một số cơn lũ là kết quả sự tan chảy quá nhanh của băng và tuyết vào mùa xuân,hay do một đập nước bị vỡ(trường hợp hiếm ).Cuối cùng ,việc sử dung đất có the63anh3 hưởng rất lớn đến sự ngập lũ trong lưu vực 3.Lưu lượng lũ:Lưu lượng kênh (m 3 /s) hoặc cm 3 /s)tại một diểm mà nước chảy tràn qua kênh gọi là lưu lượng và được dùng được dùng để chỉ cường độ của lũ .Cường độ của một trận lũ có lẽ có hoặc không có tương quan với mức độ thiệt hại vật chất .Thuật ngữ ‘giai đoạn lũ’ thường có nghĩa là sự dang lên của nước đến độ cao có thể gây ra thiệt hại.Định nghĩa này dựa vào nhận thức của con người về sự kiện ,vì thế độ cao của nước được xem là giai đoạn lũ còn tùy thuộc vào hoạt động của con người ở vùng đồng bẳng ngập lũ. 4.Tác động của dòng chảy; - Sự xói mòn và lắng động trầm tích đã được xác định một phần bởi tốc độ dong chảy và áp lực dòng chảy tai moi điểm,mà điểm đó được xác định bởi dộ dốc của dòng chảy ,diện tích mặt cắt ngang,hình dạng và lưu lượng .Nhìn chung một con sông thường duy trì một trạng thái cân bằng động lực giữa lượng trầm tích bị vận chuyển đi và trẩm tích tích tụ.Việc thay đổi cách thức sử dụng dất đã tác động đến lưu lượng nước và lượng trầm tích đi vào dòng chảy.Kết quả là lảm thay đổi độ dốc của kênh và hình dạng mặt cắt và vận tốc dòng nước . -Các trầm tích tích tụ ở các chỗ uốn khúc của dòng chảy và bởi lũ tràn định kì vào 2 bên bờ sông .Cường dộ và mức độ thường xuyên của các trận lũ có mối liên quan ngược l;ại và là hàm số của cường độ và phân bố của các trận mưa,mức độ thấm của nước vào đất ,đá và dịa hình. 5.Phân biệt lũ thượng nguồn và lũ hạ nguồn: Rấ có ít khi phân biệt lũ thượng nguồn và lũ hạ nguồn.Lũ thượng nguồn xuất hiện ở những phần phía trên lưu vực và thong thường được hình thành bởi một cơn mưa lớn trong một thời gian ngắn trên một diện tích tương đối nhỏ.Những cơn lũ này có thể không dẫn tới những vụ lũ lụt quan trọng ở những dòng sông lớn khi đổ ra hạ ngườn ,mặc dù chúng khá nguy hiểm trong phạm vi địa phương. -Lũ hạ nguồn bao phủ một khu vực rộng lớn và thường được hình thành bởi các cơn bão xảy ra trong thời gian dài làm đất bị úng và làm tăng nước chảy tràn trên bề mặt.Lũ trên các lưu vực phụ có lẽ hạn hẹp hơn ,nhưng sự đóng góp số lượng nước chảy tràn từ hàng ngàn nhánh sông nhỏ ấy có thể là nguyên nhân cho mo6g5 trận lũ rất lớn nơi hạ nguồn.Mổi cơn lũ loại này được đặc trưng bởi sự chuyển động nước xuôi dòng ,đó là sự tăng cao đột ngột và sự suy giảm nhanh chóng Ví dụ,một cơn lũ đầu nguồn xảy ra ở Front Range ,bang Colorado vào mùa hè 1976 ,khi một trậ lũ lớn dữ dội được hình thành bởi một trạn mưa going phức tạp mang đến lượng mưa khoảng 25cm ,quét qua một vài hẻm núi phía tây Loveland.Chỉ trong khoảng thời gian ngắn ,cơn lũ ấy đả cướp đi sinh mạng của 139 người và gây thiệt hại trên 35 triệu đô về đường cao tốc ,phố xá cầu cống nhà cửa và các khu vực kinh doanh nhỏ.Hầu hết thiệt hại về vật chất và nhân mạng xảy ra ở hẻm núi Big Thompson,nơi có hàng trăm cư dân sinh sống ,những người cắm trại và du khách .Họ đã không biết một cảnh báo nào. II Việc sử dụng đất liên quan thế nào đến hoạt động của lũ: 1.Hoạt động của lũ ảnh hưởng đến việc sử dụng đất: Lũ là một trong những mối nguy hại thiên nhiên thường thấy nhất.Tác động của nó lên những khu vực khác nhau trong lưu vực là khác nhau.Chính vì vậy mà việc sử dụng đất của con người ở những vùng này là khác nhau nhằm đật được những hiệu quả cao nhất a)Đối với vùng thượng lưu :Hay xảy ra lũ thượng nguồn khó kiểm soát,thời gian xảy ra lũ ngắn nhưng tốc độ dòng nước lớn và sự tàn phá rất mạnh .Tại đây hay xảy ra sự lỡ đất và lũ quét.Chính vì vậy mà sự chọn lựa sử dụng đất ở đây cũng phải phù hợp như:Lựa chọn các vị trí thích hợp để xây dựng các công trình để trành dòng nước mạnh.Và điều đặc biệt là ở đây chúng ta chỉ nên trồng rừng để tạo ra một hệ thực vật bảo vệ cho đất và ổn định dòng chảy vì: Lượng trầm tích giữa lại trong dòng chảy của vùng đó sẽ giảm(đất rừng có thể bị xói mòn thấp hơn đất nông nghiệp),ít trầm tích lắng xuống kênh donmg1 chảy và sự xói mòn của kênh sẽ làm độ dốc giảm xuống ,từ từ làm giảm vận tốc nước .Ưu thế của sự xói mòn so với sự tích tụ sẽ tiếp tục cho đến khi một trạng thái cân bằng giữa lượng trầm tích đi và lượng giữ được lặp lại b)Đối với vùng hạ lưu : Dòng chảy nhanh hơn có khả năng xói mòn sông nhiều hơn là dòng chảy chậm.Hơn nữa dòng chảy nhanh,sức nước có khuynh hướng mạnh hơn,trầm tích có thể mang đi nhiều hơn và nặng hơn.Khi những hạt nhỏ dược vận chuyển thì sức nước khá thấp ,các hạt lớn nhất và nặng nhất(sỏi mịn và cuội sỏi) được tích tụ lại trong môi trường sông ở những vị trí mà sức nước khá lớn.Cát và phù sa có khuynh hướng lắng xuống khi dòng chảy chậm ở những nơi có độ dốc thấp,những đoạn nước di chuyển chậm do sức nước yếu.Nơi các dòng chảy di từ trên núi xuống đồng bằng có thể tạo ra những trầm tích hình dạng quạt được gọi là đất bồi hình quạt.Những nơi sông chảy ra biển có thể bồi tụ trầm tích để trở thành một vùng châu thổ,một vùng đất hình tam giác rộng lớn kéo dài đến tận biển .Sự tích tụ tram tích chỉ xuất hiện ở những khu vực đặc biệt của dòng sông ,hoặc vùng đất bồi hình quạt và vùng châu thổ phức tạp và rất phức tạp liên quan đến sự thay đổi môi trường sông nhưng chúng nằm ngoài phạm vi thảo luận của chúng ta Tại những vùng này nhờ sự bồi đắp của sông đất đai màu mỡ và bằng phẳng chính vì vậy mà tại đây tập trung đông dân cư và các hoạt động canh tác sản xuất .Nhiều công trình được xây dựng ,tại đây chúng ta có thể trống rất nhiều loại cây trồng và đặc biệt chúng ta có hai đồng bằng lớn là Châu thổ sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long là hai vựa lúa lớn nhất của nước ta. Chúng ta canh và và sử dụng đất phải phù hợp với chu kì hoạt động của lũ nhằm tránh những thiệt hại do lũ gây ra. 2.Hoạt động của con người ảnh hưởng đến lũ và gây ra lũ: a)Hoạt động canh tác - Những dòng chảy và sông là những hệ thồng mở và duy trì một trạng thái cân bằng động lực hay trạng thái ổn định,giữa những thứ mang đi –trầm tích vận chuyển bởi dòng chảy- và những thứ phải lưu lại-trầm tích được phân phối tới dòng chảy từ các nhánh phụ và đồi dốc.Những dòng chảy thường có dốc và hình dạng mặt cắt để cung cấp vận tốc cần thiết cho dòng chảy di chuyển được lượng trầm tích lưu lại.Sự tăng giảm lượng nước hay trầm tích mà dòng chảy nhận được sẽ làm thay đổi độ dốc của kênh hay hình dáng mặt cắt ,từ đó làm thay đổi vận tốc nước .Sự thay đổi của vận tốc của nước có thể làm tăng hay giảm trẩm tích được mang đến trong hệ thống .Như vậy,việc thay đổi các hoạt động sử dụng đất làm ảnh hưởng thể tích trầm tích hoặc nước trong dòng chảy, có thể gây ra một trong các sự kiện nghiêm trọng. Ví dụ: xem xét việc dùng rừng để cnh tác nông nghiệp. sự thay đổi này sẽ làm gia tăng xoái mòn đất và làm tăng tải trọng được cung cấp cho dong chảy. Đầu tiên. Dòng chảy sẽ không thể vận động toàn bộ tải lượng và sẽ lắng động nhiều trần tích hơn , tăng tốc độ của con kênh, và từ từ làm tăng vận tốc nước và cho vận chuyển trầm tích đến nhiều hơn. Độ dốc sẽ tiếp tục tăng do sự bồi tụ kênh cho đến khi vận tốc tăng đủ để mang đi lượng tải trọng mới. Từ đó trạng thái cân bằng ddoonhj lực mới được thiết lập, tạo nên sự ổn định về tốc độ tăng lên của trầm tích, đọ dốc và hình dạnh kênh. Chính vì điều này làm tăng nguy cơ bị lũ thượng nguồn và mức độ tàn phá của nó cũng tăng lên. b) Hoạt động đô thị hóa: Các hoạt động sử dụng đất của con người ở môi trường đô thị làm tăng cường độ và tầng số lũ lụt ở khu vực nhỏ trong khoảng vài km 2 . Tốc độ gia tăng là hàm số của phần trăm đất được che phủ bởi bóng râm hay vỉa hè, những nơi được tráng xi măng (liên quan đến những vỏ bọc không thấm nước) và phần trăm khu vực được trang bị ống cống thoát nước). Những ống công có vai trò khá quan trọng vì chúng dẫn nước từ đô thị chẩy từ những bề mặt không thấm nước tới các kênh mương một cách nhanh chống. Vì thế, vỏ bọc không thấm nước và hệ thống cống là một số đo trong việc đánh giá mức độ đô thị quá. Ảnh hưởng của việc đô thị hóa còn lớn hơn 1 con lũ có tầng số là 50 năm. Sự đô thị hóa làm tăng lượng nước chảy tràn do lượng nước thấm vào đất là rất ít. Khoảng thời gian giữa những cơn mưa và lúc lũ đạt đỉnh cao dường như là giảm đáng kể, đối với 2 điều kiện trái ngược nhau là đô thị và nông thôn (khoảng thời gian ngắn giữa 2 sự kiện được đặc trưng bới sự vọt lên và hạ xuống của nước lũ). Do chỉ có một lượng nước nhỏ thấm vào đất, nên khi trieuf xuống hoạt lượng nước vào mùa khô hạn, thì dòng chảy đô thị được duy trì bởi lượng nước mặt chảy vào kênh. Qua đó làm tập trung một số chất ô nhiễm có trong nước và làm giảm các giá trị thẫm mỹ của dòng chảy nói chung. Mối quan hệ giữa việc sử dụng đất và lũ lụt ở những lưu vực nhỏ khá là phức tạp. Một nghiên cứu cho thấy rằng không phải ở tất cả mọi hình thức đô thị hóa đều làm tăng lương nước chảy tràn và lũ lụt. Khi những hàng cây trồng như ngô và đậu nành được thay thế bởi sự phát triển rải rát cư dân, số dự báo nước chảy tràn và đỉnh cao lũ ở cường độ thấp và khoảng thời gian tái diễn từ 2 đến 4 năm tăng lên. Tuy nhiên, với con lũ mà khoảng thời gian trên 4 năm, lượng nước chảy tràn và đỉnh cao ở các vùng đất nông nghiệp có thể vượt qua vùng dân cư phát triển. Khi những hàng cây trồng được thay thế bởi những khu vực trải nhựa hay cỏ, lượng nước chảy tràn ở những khu vực trải nhựa thì lớn hơn, những khu vực cỏ thì lượng nước chảy tràn ít hơn so với đất nông nghiệp. Vì thế, các tác động do thay đổi các hoạt động sử dụng đất đối với lượng nước chảy tràn và lũ lụt phụ thuộc vào thiên nhiên, quy mô của việc đô thịu hóa và đặc biệt là tỷ lệ giữa khu vực trải nhựa và khu vực trồng cỏ. Đô thị hóa không làm phát triển mà còn làm tăng nguy cơ lũ. Một vài trận lĩu quét đã xuất hiện bởi vì những cây cầu được xây dựng ngang qua những dòng nước nhỏ, mà nguyên nhân là do các mảng rác tích tụ lại thành đống ngăn cản dong nước.( Xem case history: flash flood in estern ohio). c) việc xây dựng hồ nhân tạo: việc thoát lũ ở các vùng đầm lầy có ảnh hưởng bất lợi tới thực vật và độg vật thông qua việc loại trừ môi trường sống cần cho sự tồn tại của một số loài . -việc chặt cây dọc dòng chảy đã loại trừ bòng râm và nơi che của cá ,để lộ dòng chảy dưới mặt trời ,kết quả là gây tổn hại đến cuộc sống của thực vật và các tổ chức sống dưới nước không có máu nóng rộng lớn -Việc chặt phá cây gỗ lớn trên vùng đất màu mỡ gần sông làm mất đi môi trường sống của nhiều loài động vật và chim,dễ làm xói mòn đất và lắng bùn của dòng chảy . Sự làm thẳng và thay đổi lòng sông phá hủy các mô hình dòng chảy đa dạng,thay đổi lưu lượng cao nhất và phá hủy khu vực cung cấp thức ăn và sinh sản cho các loài sống ở dưới nước . -Do dòng chảy quanh co uốn khúc bị nắn thắng nên làm thay đổi vùng ngập ,tạo ra các rãnh gây thoái hóa trầm trọng giá trị thẩm mỹ của khu vực thiên nhiên. 3)Con người đã làm gì để thích nghi với lũ: Bước chuẩn bị đầu tiên để thích nghi với đồng bằng ngập lụt là làm bản đồ nguy cơ lũ ,nó cung cấp thông tin về đồng bằng ngập lũ cho việc lên kế hoạch sử dụng đất .Bản đồ nguy cơ lũ có thể mô tả các cơn lũ trong quá khứ hoặc các cơn lũ có tần suất đặc biệt ,các cơn lũ 100 năm.Chúng rất hữu dụng trong việc điều chỉnh sự phát triển chuyên dụng, mua bán đất của cộng đồng sử dụng như công viên và những tiện nghi giải trí ,và tạo thành đường lối sử dụng đất trên các đồng bằng ngập lũ trong tương lai. Tuy các đập và hồ có những tác động đến môi trường sự tự nhiên của lũ nhưng điều này không nói lên rằng các rào chắn vật lý ,những hồ chứa nước ,và các hoạt động của con kênh là không có giá trị .Ở 1 số vùng phát triển trên đồng bằng ngập lũ,chúng thực sự cần thiết để bảo vệ sinh mạng và tài sản .Tuy nhiên cần thấy rõ ,đồng bằng ngập lũ phụ thuộc vào hệ thống sông và bất kỳ sự xâm phạm nào làm giảm diện tích mặt cắt của đồng bằng ngập lũ đều làm tăng lũ lụt.Giải pháp lý tưởng là sẽ ngưng lại việc phát triển trên đồng bằng ngập lũ để buộc phải có cách thức ngăn cản bằng các rào chắn vật lý mới .Hay nói cách khác ý tưởng đó là thiết kế gắn liền thiên nhiên .Thực tế trong hầu hết các trường hợp phương pháp hiệu quả và thực tiễn nhất là một sự kết hợp giữa rào chắn vật lý với các đặc điểm vùng đồng bằng ngập lũ mà sẽ làm thay đổi ít nhất các thông số vật lý của hệ thống sông. Ví dụ: trong việc phân vùng đồng bằng ngập lũ hợp lý cùng với các dự án làm chệch hướng dòng chảy hoặc hồ chứa ở thượng lưu ,có thể phải thay đổi hướng dòng chảy hay hồ chứa nước ở thượng lưu .Nhưng kết quả có thể thấp hơn yêu cầu nếu không có tiêu chuẩn nào về đồng bằng ngập lũ được sử dụng . trên các đồng bằng ngập lũ trong tương lai. Tuy các đập và hồ có những tác động đến môi trường sự tự nhiên của lũ nhưng điều này không nói lên rằng các. phải có cách thức ngăn cản bằng các rào chắn vật lý mới .Hay nói cách khác ý tưởng đó là thiết kế gắn liền thiên nhiên .Thực tế trong hầu hết các trường