Đường phân thuỷ, còn gọi là đường chia nước, là đường nối những điểm cao mà nước mưa rơi xuống ở hai bên sẽ chảy về hai lưu vực khác nhau. Một giọt mưa rơi bên này đường có thể ra Biển Đông, giọt rơi cách đó vài mét bên kia lại theo sông Mê Kông ra biển ở một nơi khác. Đường này không do ai vẽ mà do địa hình quyết định, và nó không phải lúc nào cũng chạy trên dải đỉnh núi cao nhất.
Định nghĩa cho chặt: ranh giới của "nước đi về đâu"
Hãy hình dung mỗi điểm trên mặt đất được tô màu theo nơi nước mưa ở đó cuối cùng đổ ra: cửa sông nào, hồ nào, biển nào. Mỗi vùng cùng màu là một lưu vực. Đường phân thuỷ chính là đường ranh giữa hai màu.
Từ định nghĩa đó rút ra ba điều hay bị hiểu nhầm:
- Đường phân thuỷ không bắt buộc là dãy núi. Trên một cao nguyên phẳng, đường chia nước có thể chạy qua giữa cánh đồng, chênh lệch vài mét, đi bộ qua không nhận ra.
- Đỉnh cao nhất chưa chắc nằm trên đường chia nước. Một khối núi có thể nằm trọn trong một lưu vực, trong khi đường chia nước lại đi qua một dải thấp hơn ở chỗ khác.
- Đường phân thuỷ có thứ bậc. Ranh giữa lưu vực hai suối nhỏ là đường chia nước cấp thấp; ranh giữa các đại dương là cấp cao nhất. Lưu vực lớn chứa lưu vực nhỏ như búp bê lồng nhau.
Những đường chia nước lớn của thế giới
Đường chia nước lục địa châu Mỹ
Ở Bắc Mỹ, đường chia nước chính chạy dọc dãy Rocky, tách phần nước đổ ra Thái Bình Dương với phần đổ về Đại Tây Dương qua vịnh Mexico. Người Mỹ gọi nó là Great Divide hay Continental Divide. Ở công viên quốc gia Glacier, bang Montana, có ngọn Triple Divide Peak: nước trên đỉnh có thể chia ba ngả, ra Thái Bình Dương, ra vịnh Mexico và lên vịnh Hudson. Có ý kiến coi vịnh Hudson thuộc Bắc Băng Dương, có ý kiến xếp vào Đại Tây Dương, nên tên gọi "điểm chia ba đại dương" vẫn còn tranh luận.
Trong công viên Yellowstone có hồ Isa nằm vắt ngang đường chia nước lục địa. Hồ nhỏ này thoát nước theo cả hai phía: một đầu về Thái Bình Dương, đầu kia về Đại Tây Dương. Đây là ví dụ hiếm hoi cho thấy đường chia nước không phải lúc nào cũng là một nét mảnh.
Đường chia nước chính châu Âu
Ở châu Âu có một đường chia nước dài tách phần nước đổ về Biển Bắc, Đại Tây Dương, biển Baltic với phần đổ về Địa Trung Hải và Biển Đen. Sông Rhine chảy về Biển Bắc, sông Danube bắt nguồn cách đó không xa ở vùng Rừng Đen nước Đức rồi chảy hơn hai nghìn km về Biển Đen. Kênh đào Main–Danube hoàn thành năm 1992 nối hai hệ thống, phải dùng âu thuyền để đưa tàu vượt qua đường chia nước.
Khi sông tự nối hai lưu vực
Ở Nam Mỹ, kênh Casiquiare là một dòng sông tự nhiên nối hệ thống sông Orinoco với sông Negro thuộc lưu vực Amazon. Một phần nước của thượng nguồn Orinoco rẽ sang Amazon. Hiện tượng sông chia nhánh về hai lưu vực như vậy gọi là phân lưu (bifurcation), hiếm nhưng có thật, và làm khái niệm "mỗi điểm thuộc đúng một lưu vực" trở nên mềm hơn.
Trường Sơn chia nước: không phải lúc nào cũng trùng sống núi
Ở Việt Nam, dải Trường Sơn là đường chia nước lớn nhất: phía đông nước đổ ra Biển Đông qua những con sông ngắn và dốc, phía tây nước đổ về sông Mê Kông. Nhưng đi vào chi tiết thì đường chia nước uốn lượn hơn nhiều so với hình dung "theo sống núi".
- Sông Cả (sông Lam) bắt nguồn từ vùng núi bên Lào rồi chảy vào Nghệ An ra biển. Nghĩa là ở khúc này, đường chia nước giữa lưu vực Biển Đông và lưu vực Mê Kông nằm sâu ở phía tây.
- Sông Mã bắt nguồn ở tỉnh Điện Biên, chảy sang Lào một đoạn rồi quay về Thanh Hoá. Dòng sông vượt qua dãy núi chứ không bị dãy núi chặn lại.
- Tây Nguyên là một ví dụ ngược: sông Sê San và sông Srêpốk chảy về phía tây, nhập vào Mê Kông, trong khi sông Ba chảy về phía đông ra biển ở Tuy Hoà (tỉnh Đắk Lắk). Đường chia nước giữa hai hướng chạy qua các khối núi và cao nguyên của vùng, trong đó khối núi Kon Tum được ví là mái nhà chia nước.
Lý do: sông có lịch sử lâu hơn nhiều dãy núi đang được nâng lên. Một con sông có đủ sức đào lòng nhanh hơn tốc độ núi trồi lên sẽ giữ được dòng chảy cũ, cắt xuyên qua núi. Các nhà địa mạo gọi đó là sông tiền bối (antecedent river).
Máy tính vẽ đường chia nước thế nào: ví dụ tính tay trên lưới 3×3
Ngày nay đường phân thuỷ được vẽ tự động từ mô hình số độ cao (DEM): mặt đất chia thành lưới ô vuông, mỗi ô một con số độ cao, đo từ vệ tinh, máy bay hoặc LiDAR. Thuật toán phổ biến nhất là D8, được mô tả trong công trình của O'Callaghan và Mark năm 1984:
- Với mỗi ô, xét 8 ô xung quanh, chọn ô có độ dốc xuống lớn nhất. Nước trong ô hiện tại sẽ chảy về đó.
- Lần theo mũi tên từ mỗi ô cho tới khi gặp cửa xả (mép lưới, hồ, biển).
- Gom các ô cùng cửa xả thành một lưu vực. Ranh giữa các nhóm là đường chia nước.
Thử với lưới độ cao (mét) dưới đây, mỗi ô cạnh 100 m:
| Cột 1 | Cột 2 | Cột 3 | |
|---|---|---|---|
| Hàng 1 | 52 | 58 | 51 |
| Hàng 2 | 47 | 60 | 49 |
| Hàng 3 | 40 | 55 | 44 |
Ô giữa cao 60 m. Hàng xóm thấp nhất về độ dốc: ô hàng 3 cột 1 (40 m) nằm chéo, khoảng cách 141 m, độ dốc (60 − 40) / 141 ≈ 0,142; ô hàng 3 cột 3 (44 m) chéo, độ dốc 16 / 141 ≈ 0,113; ô hàng 2 cột 1 (47 m) thẳng, độ dốc 13 / 100 = 0,13. Thắng là ô 40 m, nên nước ở ô giữa chảy sang góc trái dưới.
Làm tương tự cho từng ô sẽ thấy cả cột 1 và cột 2 dồn về góc trái dưới (ô 55 m ở đáy cột 2 dốc về ô 40 m với độ dốc 0,15), còn cột 3 dồn về góc phải dưới. Ô 58 m ở hàng 1 cột 2 là ca sát nút: dốc về ô 51 m bên phải là 7/100 = 0,07, dốc chéo về ô 49 m là 9/141 ≈ 0,064, nhưng dốc chéo về ô 47 m là 11/141 ≈ 0,078. Ô 47 m thắng, nên nó thuộc lưu vực trái. Đường chia nước trên lưới nhỏ này chạy giữa cột 2 và cột 3: chỉ cần đổi độ cao một ô vài mét là đường dịch sang một ô.
Ví dụ cũng cho thấy điểm yếu của phương pháp: trên vùng phẳng hoặc trũng kín, mũi tên không có hướng rõ, phần mềm phải "lấp hố" và chọn hướng theo quy ước. Ở đồng bằng có kênh rạch chằng chịt, đường chia nước tính từ độ cao thường lệch xa thực tế, vì nước đi theo kênh do con người đào chứ không theo độ dốc tự nhiên.
Đường chia nước cũng di chuyển: chuyện cướp dòng
Một con sông đào ngược lên thượng nguồn mạnh hơn sông bên cạnh có thể ăn thủng đường chia nước và "cướp" nhánh thượng nguồn của sông kia. Các nhà địa mạo gọi đó là cướp dòng (stream capture). Thường hiện tượng này diễn ra qua hàng nghìn tới hàng triệu năm, để lại dấu vết như khuỷu sông gập đột ngột hay thung lũng khô không còn dòng chảy.
Có một trường hợp diễn ra ngay trước mắt các nhà khoa học. Năm 2016, sông băng Kaskawulsh ở vùng Yukon, Canada lùi lại, nước tan chảy đổi hướng chỉ trong vài ngày: sông Slims gần như mất nguồn nước, phần lớn chuyển sang sông Kaskawulsh rồi đổ về Thái Bình Dương qua sông Alsek, thay vì đi về phía bắc tới biển Bering. Một nhóm nghiên cứu mô tả hiện tượng này trên tạp chí Nature Geoscience năm 2017 như một ca cướp dòng do sông băng rút lui.
Vì sao đường chia nước quan trọng với đời sống
- Quản lý nước theo lưu vực. Ô nhiễm ở thượng nguồn theo nước chảy xuống, không dừng ở ranh giới hành chính. Nhiều nước, trong đó có Việt Nam qua Luật Tài nguyên nước 2023, lấy lưu vực sông làm đơn vị để quy hoạch và điều phối khai thác nước.
- Thiết kế hồ chứa, cống, cầu. Kỹ sư tính diện tích lưu vực phía trên công trình để ước lượng lưu lượng lũ. Sai đường chia nước một chút là sai diện tích hứng mưa, kéo theo sai cỡ cống.
- Ranh giới tự nhiên. Từ xưa, người ta hay lấy sống núi chia nước làm ranh giữa các vùng, vì đó là đường dễ nhận ra và dễ thống nhất hơn một đường kẻ thẳng.
- Đa dạng sinh học. Cá nước ngọt không vượt được đường chia nước, nên hai lưu vực sát nhau có thể có những loài cá khác hẳn nhau.
Để thấy tầm quan trọng của khái niệm lưu vực nói chung, hãy nhìn một con số giản dị: lượng nước qua một cửa sông xấp xỉ bằng lượng mưa trên toàn lưu vực trừ phần bốc hơi và thấm sâu. Lưu vực càng rộng, sông càng lớn, bất kể sông dài hay ngắn.
Góc nhìn hôm nay: tự tìm đường chia nước quanh mình
- Đi đèo. Nhiều con đèo nằm đúng trên đường chia nước: đứng ở đỉnh đèo, suối bên này và suối bên kia chảy về hai hướng ngược nhau. Lần sau đi qua đèo Lò Xo hay đèo Ô Quy Hồ, hãy để ý hướng các dòng suối hai bên.
- Ngay sân nhà. Sau một trận mưa, xem nước trên mái, sân, con đường chảy về đâu. Nóc mái nhà chính là một đường chia nước thu nhỏ.
- Dùng bản đồ địa hình. Trên bản đồ có đường đồng mức, đường chia nước đi qua các điểm mà đường đồng mức "lồi" về phía thấp, ngược với thung lũng nơi đường đồng mức lõm về phía cao.
- Đọc thêm giáo trình địa mạo học và thuỷ văn học đại cương, phần mạng lưới sông và lưu vực.
Câu hỏi thường gặp
Đường phân thuỷ là gì?
Đường phân thuỷ là ranh giới giữa hai lưu vực: nước mưa rơi ở hai bên đường sẽ chảy về hai cửa xả khác nhau. Nó thường chạy theo sống núi nhưng có thể đi qua cao nguyên phẳng, nơi khó nhận ra bằng mắt.
Đường phân thuỷ khác lưu vực sông thế nào?
Lưu vực là cả vùng đất mà nước đổ về một dòng sông. Đường phân thuỷ là đường bao quanh vùng đó, tách nó khỏi các lưu vực bên cạnh. Một bên là diện tích, một bên là ranh giới.
Dãy Trường Sơn chia nước như thế nào?
Nhìn chung, nước phía đông Trường Sơn đổ ra Biển Đông, phía tây đổ về sông Mê Kông. Nhưng đường chia nước không trùng hẳn với sống núi: sông Cả và sông Mã có đoạn thượng nguồn ở bên Lào, còn ở Tây Nguyên, sông Sê San và Srêpốk lại chảy về phía tây.
Có hồ nào chảy ra hai đại dương không?
Có. Hồ Isa trong công viên Yellowstone (Mỹ) nằm vắt ngang đường chia nước lục địa và thoát nước ra cả hai phía, một phía về Thái Bình Dương, một phía về Đại Tây Dương. Đây là trường hợp hiếm.
Đường phân thuỷ có thay đổi không?
Có, nhưng thường rất chậm. Xói mòn có thể làm một con sông ăn ngược lên và cướp nhánh của sông bên cạnh. Năm 2016, sông băng Kaskawulsh ở Canada rút lui làm dòng nước tan đổi hướng chỉ trong vài ngày, một ca cướp dòng được ghi nhận trực tiếp.