Báo cáo cơ sở khoa họcđiều hành cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng

Tớnh toỏn thủy lực phục vụ nghiờn cứu quy trỡnh điều hành hệ thống 218 6.5.Đề xuất quy trỡnh vận hành phỏt điện, cấp nước hạ du trong mựa kiệt của hệ thống hồ chứa và hệ thống cụng trỡnh

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIấN CỨU KHOA HỌC ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC

NGHIấN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC

VÀ THỰC TIỄN ĐIỀU HÀNH CẤP NƯỚC

MÙA CẠN CHO ĐỒNG BẰNG SễNG HỒNG

6757

12/3/2007

Hà Nội, tháng 10 năm 2007

Trường đại học thủy lợi - ĐC:175 Tây Sơn-Đống Đa-Hà Nội,

Điện thoại: (04) 8534435; Fax: 04 8534198; E-mail : dhtl@wru.edu.vn

TT Họ và tên Đơn vị Chức

1 Lê Kim Truyền ĐHTL GS.TS Chủ nhiệm đề tài

2 Hà Văn Khối ĐHTL GS.TS Phó chủ nhiệm đề

7 Lê Văn Nghinh ĐHTL PGS.TS Chủ nhiệm đề mục

10 Lê Thị Thu Hiền ĐHTL Th.S Tham gia đề mục

11 Nguyễn Thị Thu Nga ĐHTL Th.S Tham gia đề mục

12 Phạm Hùng ĐHTL PGS.TS Tham gia đề mục

13 Bùi Du Dương ĐHTL KS Tham gia đề mục

14 Nguyễn Tiến Thái ĐHTL KS Tham gia đề mục

15 Nguyễn Quang Phi ĐHTL KS Tham gia đề mục

16 Vũ Thị Thu Huệ ĐHTL KS Tham gia đề mục

17 Phạm Văn Chiến ĐHTL KS Tham gia đề mục

18 Cù Thị Phương ĐHTL Th.S Tham gia đề mục

19 Thái Gia Khánh Viện

QH

Th.S Tham gia đề mục

20 Nguyễn Thị Thu Hà ĐHTL KS Tham gia đề mục

21 Đỗ Thị Bính CH13 KS Tham gia đề mục

22 Lê Bảo Trung ĐHTL Th.S Tham gia đề mục

23 Lê Vũ Việt Phong ĐHTL KS Tham gia đề mục

24 Nguyễn Văn Sơn ĐHTL KS Tham gia đề mục

25 Nguyễn Tiên Phong ĐHTL KS Tham gia đề mục

26 Trịnh Quốc Công ĐHTL KS Tham gia đề mục

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SễNG

1.1 Khái quát về lưu vực sông Hồng – TháI Bình 11

1.1.3 Phân tích hiện trạng kinh tế xã hội trên lưu vực sông Hồng –

TháI Bình

40 1.2 Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội vùng đồng bằng sông Hồng đến

năm 2010 và năm 2020

49

1.3 Đánh giá chung về tình hình hạn hán trong những năm gần đây 54 1.3.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến dòng chảy mùa kiệt hạ lưu sông

Hồng

54 1.3.2 Hiện trạng hạn hán trong những năm gần đây 59 1.3.3 Sơ bộ đánh giá nguyên nhân gây ra hạn hán trong những năm

gần đây

60 1.4 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài 61 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước 61 1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 62

CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CễNG

2.1 Giới thiệu chung về hệ thống cấp nước 64

2.1.2 Hệ thống công trình cấp nước hạ du 65 2.2 Phõn tớch đỏnh giỏ tỡnh hỡnh nước đến trong những năm hạn 73 2.2.1 Khụi phục dũng chảy tự nhiờn tuyến Hoà Bỡnh và trạm thuỷ

2.2.2 Phõn tớch chế độ dũng chảy kiệt tại Hoà Bỡnh, Yờn Bỏi, Vụ

Quang, Sơn Tõy và lựa chọn cỏc năm kiệt đại biểu 75 2.3 Hiện trạng điều hành cấp nước và phõn tớch ảnh hưởng của sự điều

hành đến chế độ cấp nước hạ du trong những năm hạn 81

2.3.1 Hiện trạng điều hành cấp nước của hồ chứa Thỏc Bà 81

3.1.1 Đối với các công trình lấy nước tưới vùng sông ảnh hưởng

mạnh của thuỷ triều

99

3.1.2 Các công trình lấy nước thuộc vùng sông ít hoặc không ảnh

hưởng thuỷ triều

101

3.2 Phân tích ảnh hưởng điều tiết ngày đêm hồ Hoà Bình đến sự thay đổi

mực nước tại các cửa lấy nước vùng hạ du

4.3.1 Tình hình tài liệu khí tượng thuỷ văn 127

5.3.1 Tính toán nhu cầu sử dụng nước cho tuới vùng đồng bằng

5.3.2 Xác định nhu cầu nước cho công nghiệp 154 5.3.3 Xác định nhu cầu nước cho sinh hoạt 155 5.3.4 Xác định nhu cầu nước cho chăn nuôi 156

5.3.6 Xác định nhu cầu nước cho giao thông thủy 158

5.3.8 Tổng hợp về nhu cầu dựng nước cho vựng đồng bằng sụng

5.4 Tớnh toỏn nhu cầu nước giai đoạn 2010 163

5.4.1 Cỏc chỉ tiờu cơ bản giai đoạn 2010 phục vụ tớnh toỏn nhu cầu

5.4.2 Kết quả tớnh toỏn nhu cầu nước giai đoạn 2010 165

Chương vi : Lập quy trình điều hành cấp nước cho mùa cạn

đồng bằng sông hồng

170

6.1 Xõy dựng hệ thống kịch bản cho bài toỏn điều hành hệ th 170

6.2 Tớnh toỏn điều tiết hệ thống hồ chứa phục vụ nghiờn cứu quy trỡnh

điều hành hệ thống

177

6.2.1 Kết quả tớnh toỏn vẽ biểu đồ điều phối cỏc hồ chứa 177

hệ thống các hồ chứa

186

6.3 Tính toán kiểm tra khả năng cấp nước gia tăng khi vận hành hồ chứa

theo biểu đồ điều phối hồ chứa

198 6.4 Tớnh toỏn thủy lực phục vụ nghiờn cứu quy trỡnh điều hành hệ thống 218 6.5.Đề xuất quy trỡnh vận hành phỏt điện, cấp nước hạ du trong mựa kiệt

của hệ thống hồ chứa và hệ thống cụng trỡnh phõn phối nước đồng bằng

sụng Hồng

228

Chương vii : Dự báo dòng chảy mùa kiệt phục vụ công tác

điều hành hồ chứa thượng lưu

Chương viii : đánh giá hiệu quả kinh tế và môI trường 277

8.1 PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ SAU KHI Cể CÁC GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT MÂU

THUẪN GIỮA CẤP NƯỚC VÀ PHÁT ĐIỆN TRONG THỜI KỲ MÙA KIỆT

277

8.2 NGHIấN CỨU TÍNH TOÁN PHÁT ĐIỆN CÁC PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH CÁC HỒ

CHỨA THƯỢNG LƯU

279

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

khoa học và thực tiễn điều hành cấp nước cho mùa cạn đồng bằng sông Hồng” thực hiện các nội dung chính sau:

1 Thu thập phân tích và xử lý các tài liệu cơ bản trên hệ thống sông Hồng – TháI Bình

2 Điều tra hiện trạng hệ thống công trình cấp nước đồng bằng sông Hồng

3 Phân tích, đánh giá hiện trạng hệ thống công trình cấp nước đồng bằng sông Hồng

4 Phân tích ảnh hưởng của hồ chứa Hoà Bình và Thác Bà đến chế

độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng

5 Tính toán và dự báo thuỷ văn

6 Tính toán nhu cầu dùng nước cho đồng bằng sông Hồng

7 Xây dựng hệ thống kịch bản cho bài toán điều hành hệ thống và thử nghiệm mô hình điều hành

8 Tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa phục vụ nghiên cứu quy trình

11 Đánh giâ hiệu quả kinh tế và môi trường của đề tài nghiên cứu Các nội dung trên được phân tích, trình bày cụ thể trong báo cáo tổng kết và các báo cáo đề tài nhánh

Đề tài nghiên cứu triển khai thành công và đạt được kết quả là do sự

động viên kịp thời và chỉ đạo sát sao của Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Trường Đại học Thủy lợi, Phòng Quản lý khoa học Sự thành công của đề tài cũng không thể tách rời sự cộng tác và phối hợp chặt chẽ của các cơ quan liên ngành

Thay mặt cho nhóm nghiên cứu, chủ nhiệm Đề tài xin bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc

Do thời gian và trình độ có hạn, những kết quả nghiên cứu đạt được chắc còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu của thực tế Tập thể tác giả mong tìm được sự cảm thông và nhất là sự góp ý cho những công tác nghiên cứu tiếp của đông đảo các chuyên gia trong và ngoài ngành, các bạn

đồng nghiệp cùng các độc giả đọc báo cáo này

Xin chân thành cám ơn

Hà nội ngày 10 tháng 10 năm 2007

Chủ nhiệm đề tài

GS.TS Lê Kim Truyền

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, do chế độ khí hậu có nhiều sự thay đổi nên đã chi phối đến chế độ dòng chảy sông ngòi, trong đó có hệ thống sông Hồng Hệ thống sông Hồng là nguồn thuỷ duy nhất chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế vùng đồng bằng sông Hồng - Thái Bình Quy luật hình thành và sự thay đổi của nó bị chi phối mạnh bởi chế độ khí hậu và những công trình hồ chứa đầu nguồn Do vậy khi nghiên cứu chế độ làm việc và vận hành hệ thống hồ chứa, hệ thống các công trình lấy nước ở hạ lưu cần được xem xét theo quan điểm hệ thống Bài toán tổng hợp sử dụng nguồn nước trên lưu vực được nghiên cứu trong mối quan hệ tương tác giữa bài toán điều hành mùa lũ và mùa kiệt với các nội dung, điều hành phòng lũ, trữ nước và phát điện trong mùa lũ, với cân bằng nước cho các mục đích sử dụng khác nhau trong mùa cạn Như vậy quan điểm hệ thống với bài toán đa mục tiêu sẽ được nghiên cứu và là cơ sở cho việc khai thác và sử dụng nguồn nước một cách hợp lý nhất Nguồn nước là sản phẩm của khí hậu chịu sự chi phối phức tạp của nhiều yếu tố, trong đó có những yếu

tố mang tính toàn cầu và những yếu tố địa phương ở nước ta và cụ thể hơn trên hệ thống sông Hồng, do nguồn nươc phân bố không đều trong năm, do vậy không thể xem xét tách rời nguồn nước mùa cạn và nguồn nước mùa lũ mà cần xem xét nó trong một bài toán chung gọi là quản lý tổng hợp sử dụng nước trên lưu vực, các nội dung điều hành phòng lũ, trữ nước và phát điện trong mùa lũ, cân đối nguồn nước cho các mục đích sử dụng khác nhau trong mùa cạn bao gồm cấp nước và phát điện Như vậy quan điểm hiện đại là phải xem xét đa mục tiêu trên cơ sở khai thác và sử dụng hợp lý

Về dòng chảy mùa cạn và giải quyết mâu thuẫn giữa phát điện với nhu cầu cấp nước cho hệ thống sông Hồng còn tồn tại một số bất cập như sau:

1 Nhiệm vụ cấp nước cho hạ lưu đã thay đổi so với thiết kế ban đầu

- Theo thiết kế xả xuống hạ du mùa kiệt không nhỏ hơn 600 m3/s, trong đó dòng chảy sinh thái chưa được xác định một cách có cơ sở khoa học

- Tần suất cấp nước thiết kế hiện tại p=75%, nhưng theo quy hoạch phát triển sẽ nâng lên p=85%

- Các nghiên cứu giai đoạn trước khi có thêm các hồ chứa mới như Tuyên Quang và Sơn La mới là cân bằng lượng nước cho cả mùa mà chưa nghiên cứu cho tuần, tháng nên đã gây thiếu nước trong các năm từ 2003-2004

2 Tình hình thời tiết biến động, do ảnh hưởng của Elnino và Lanila, các chu kỳ khô hạn có xu thế gia tăng và nước đến trong mùa cạn ít, trong khi mưa mùa cạn cũng giảm làm tăng tính khốc liệt của tình hình thiếu nước Trong khi yêu cầu dùng nước của các ngành kinh tế có xu thế ngày càng tăng do phát triển kinh tế, dân số tăng, đặc biệt là cấp nước vụ đông đang trở thành vụ chính do tăng vụ và thâm canh Điều đó đồng nghĩa với lượng nước cần tăng đột biến

3 Đối với hồ chứa Hoà Bình và Thác Bà mới chỉ có quy trình vận hành chống lũ chứ chưa có quy trình cấp nước trong mùa cạn cho vùng đồng bằng, chính vì vập chưa chủ động trong việc lập kế hoạch hàng năm cho phát điện và cấp nước hạ du

4 Đối với hệ thống công trình cấp và phân phối nước vùng đồng bằng hiện chưa có quy trình điều hành chung cho cả hệ thống

5 Chưa có những nghiên cứu làm cơ sở khoa học cho việc xác định nhu cầu nước sinh thái cho các hệ thống sông Hồng – Thái Bình

Trên cơ sở của những điều kiện và đặc điểm nêu trên, việc xây dựng cơ sở khoa học nhằm điều hành hệ thống các hồ chứa phục vụ kiểm soát lũ, điều phối và chia sẻ nguồn nước cho các hệ dùng nước khác nhau, nhằm tránh những tổn thất lớn về kinh

tế xã hội là rất cấp thiết, do đó đề tài cấp nhà nước "Nghiên cứu cơ sở khoa học, thực

tiễn điều hành cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng" đã được Bộ Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn phê duyệt với thời gian thực hiện đề tài từ tháng

1/2005 đến tháng 6/2006 (nhưng thực tế ký kết hợp đồng để thực hiện đề tài từ

31/8/2005 và do việc lưu trữ các tài liệu cơ bản ở các cống chưa đồng bộ gây nhiều khó khăn cho đầu vào khi tính toán nên thời gian thực hiện bị kéo dài gần 5 tháng tính đến thời điểm nghiệm thu đề tài ở cấp cơ sở - tháng 11/2007) với các mục tiêu như

Để đạt được các mục tiêu nêu trên, đề tài gồm những nội dung chính như sau:

- Thu thập, phân tích và sử lý số liệu khí tượng thuỷ văn, số liệu về quy hoạch

và dân sinh kinh tế, tài liệu về địa hình, các số liệu quan trắc thuỷ văn tại các tuyến công trình

- Điều tra đánh giá hiện trạng công trình lấy nước và tình hình sử dụng nước

hệ thống sông Hồng, điều tra hiện trạng xâm nhập mặn và vận hành cấp nước các công trình lấy nước đồng bằng sông Hồng, điều tra hiện trạng điều hành cấp nước hồ chứa Hoà Bình, Thác Bà và công tác quản lý nước trong thời ký kiệt, phân tích, đánh giá hiện trạng công trình và quản lý hệ thống

- Phân tích hiện trạng chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng do ảnh hưởng của hồ chứa Hoà Bình và Thác Bà

- Tính toán, dự báo thuỷ văn và xác định nhu cầu nước cho đồng bằng sông Hồng

- Lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2010 – 2015 có kể đến các hồ chứa Sơn La và Tuyên Quang Qua báo cáo này, nhóm thực hiện đề tài xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Khoa học Công nghệ, trường Đaị học Thuỷ lợi, đã giúp đỡ nhóm chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tài Chúng tôi xin chân thành cám

ơn sự giúp đỡ đó

Giới thiệu chung về đề tài

(Trích theo đề cương nghiên cứu đã thông qua ngày 31 tháng 3 năm 2005và hợp đồng giữa Bộ KHCN với trường Đại học Thuỷ lợi số 21G/2005/HĐ-ĐHTL ngày 31/8/2005)

I THễNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

Họ và tờn: Lờ Kim Truyền

Học hàm, học vị: Giỏo sư, Tiến sĩ

Điện thoại: (04) 8534435 (CQ)/ (04) 8534436 (NR) Fax: (08) 8534198

E-mail: lekimtruyen@wru.edu.vn

Địa chỉ cơ quan: Trường Đại học Thủy lợi, 175 Tõy Sơn, Đống Đa, Hà Nội

Địa chỉ nhà riờng: Tập thể Đại học Thủy lợi, Hà Nội

Cơ quan chủ trỡ đề tài Trường Đại học Thủy lợi

Điện thoại: (04) 8533083 (CQ) Fax: (08) 8534198

E-mail: nckh@wru.edu.vn

Địa chỉ: Trường Đại học Thủy lợi, 175 Tõy Sơn, Đống Đa, Hà Nội

II Sự cần thiết của đề tài

1 Cho đến nay chưa cú nghiờn cứu nào về xõy dựng quy trỡnh vận hành cấp nước cho hệ thống sụng Hồng Hiện nay mới cú cỏc quy trỡnh vận hành hệ thống hồ chứa cho thơi kỳ mựa lũ: Quy trỡnh điều tiết phũng lũ năm 1997, Quy trỡnh điều tiết phũng lũ hồ Hũa Bỡnh và Thỏc Bà năm 2005; Quy trỡnh vận hành liờn hồ chứa thủy điện Hũa Bỡnh, Thỏc Bà và Tuyờn Quang trong mựa lũ (2007) Về mựa kiệt cỏc hồ chứa Hũa Bỡnh và Thỏc Bà mới chỉ chỳ trọng nhiệm vụ phỏt điện là chủ yếu, mà chưa xem xột một cỏch tổng thể giữa phỏt điện và cấp nước cho đồng bằng sụng Hồng

2 Hồ chứa Tuyờn Quang đó hoàn thành, hồ chứa Sơn La sẽ đưa vào sử dụng vào năm 2010 và chưa cú nghiờn cứu về Quy trỡnh vận hành Dự ỏn liờn hồ chứa về quy trỡnh vận hành thời kỳ mựa kiệt đang được tiến hành và chưa kết thỳc

3 Trong những năm gần đây, do sự gia tăng về yêu cầu cấp nước mâu thuẫn giữa phát điện và cấp nước hạ du càng gay gắt và chưa có cơ sở khoa học cho việc giải quyết các mâu thuẫn này

4 Đồng bằng sông Hồng có diện tích đất đai 799.103 ha với dân số nông nghiệp gần 10,9 triệu người, là vựa thóc thứ hai của cả nước, cung cấp lương thực, thực phẩm chủ yếu cho thủ đô Hà Nội và các thành phố khác nên việc bảo đảm đủ nước để phát triển nông nghiệp, nông thôn là mục tiêu lớn của Đảng, Nhà nước ta

Với những vấn đề được trình bày ở trên, việc xây dựng cơ sở khoa học nhằm điều hành hệ thống các hồ chứa phục vụ kiểm soát lũ, điều phối và chia sẻ nguồn nước cho các hộ dùng nước khác nhau, nhằm tránh những tổn thất lớn về kinh tế xã hội là rất cấp thiết

III MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1 Đề xuất được cơ sở khoa học để điều hành cấp nước và phân phối nước cho toàn mùa kiệt và những năm hạn

2 Đề xuất được quy trình vận hành các hồ chứa phục vụ phát điện và cấp nước trong thời kỳ mùa kiệt trên hệ thống sông Hồng

IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài tập trung vào nghiên cứu vùng đồng bằng sông Hồng trong vấn đề điều hành cấp nước và phân phối trong thời kỳ mùa kiệt trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

V CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

V.1 Cách tiếp cận

Để có cơ sở khoa học cho việc lập quy trình vận hành hệ thống cần tập trung giải quyết một số vấn đề chính như sau:

- Nghiên cứu các mô hình toán phục vụ công tác điều hành

- Nâng cao hiệu quả công tác dự báo

- Nghiên cứu các phương án điều hành sao cho vừa có hiệu quả phát điện, vừa an toàn

thấp so với các nước tiên tiến trên thế giới, do đó cần kế thừa và tiếp thu tối đa

kiến thức khoa học và công nghệ của các nước phát triển

• Tiếp cận phương pháp dự báo hạn dài về hạn về nguồn nước, các mô hình kiểm soát lũ cũng như điều hành các hồ chứa để vừa đảm bảo chống lũ, vừa phối hợp giữa các hộ dùng nước, giảm thiểu xung đột giữa các hộ dùng nước là mục tiêu đặt

ra của đề tài

5.2 Phương pháp nghiên cứu

Trên cơ sở của những điều kiện và đặc điểm nêu trên, cách tiếp cận hợp lý để đạt được mục tiêu nghiên cứu là việc sử dụng các phương pháp nghiên cứu bao gồm:

9 Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ hiện có trên thế giới/trong nước

9 Phương pháp điều tra phân tích tổng hợp nguyên nhân hình thành

9 Phương pháp phân tích thống kê

9 Phương pháp mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực, cân bằng nước và ứng dụng các công nghệ hiện đại: viễn thám, GIS

9 Phương pháp chuyên gia

5.3 Kỹ thuật sử dụng

- Thu thập, xử lý thông tin, tài liệu cơ bản

- Khai thác các phần mềm phù hợp với những nội dung nghiên cứu Sử dụng mô hình tính toán thuỷ lực, xây dựng và khai thác các mô hình tính toán điều tiết và điều hành

hệ thống hồ chứa: MIKE11

VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI

1 Thu thập, phân tích đánh giá và xử lý các tài liệu cơ bản trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

Trên cơ sở thu thập các tài liệu về địa hình, thổ nhưỡng, thảm phủ, địa chất, mạng lưới sông ngòi, mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn, số liệu khí tượng thuỷ văn, các tài liệu về quy hoạch dân sinh kinh tế, tài liệu về hiện trạng công trình cấp nước trên vùng đồng bằng sông Hồng, đề tài đã tiến hành tổng hợp, đánh giá phân tích các

số liệu thu thập được để đưa ra một bức tranh tổng quan về hệ thống sông Hồng - Thái Bình Trên cơ sở số liệu thu thập được, sơ bộ đánh giá tình trạng, nguyên nhân gây hạn trong một vài năm gần đây Đây là một việc làm với khối lượng rất lớn, đòi hỏi phải có điều tra, thu thập, đánh giá và phân tích kết quả

2 Phân tích, đánh giá hiện trạng công trình lấy nước và sử dụng nước tưới trong nông nghiệp của các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng

Đề tài đã tiến hành điều tra hiện trạng các công trình lấy nước cống và trạm bơm trên các dòng nhánh, dòng chính hệ thống sông Hồng - Thái Bình vùng đồng bằng sông Hồng

3 Phân tích hiện trạng chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng do ảnh hưởng của hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà

Mực nước và lưu lượng trên sông là vô cùng quan trọng cho việc lấy nước phục

vụ cấp nước trong mùa kiệt Nếu mực nước trên các sông trục chính thấp, đặc biệt các tháng I, II, III thì việc lấy nước qua các công trình lấy nước như cống, trạm bơm rất ít khi phát huy được năng lực thiết kế Trong thực tế, nếu mực nước trên sông Hồng tại

Hà Nội nhỏ hơn 3m là việc thiếu nước có thể xảy, đe dọa sản xuất nông nghiệp của người nông dân trên toàn vùng Mực nước tại Hà Nội càng cao càng có điều kiện phát huy năng lực công trình đồng thời nâng mức đảm bảo cấp nước Mặt khác, nếu lưu lượng và mực nước tại Hà Nội cũng như các cửa ra xuống thấp sẽ không đảm bảo lưu lượng đẩy mặn, giao thông thuỷ, duy trì sự sống của dòng sông Do vậy, nghiên cứu diễn biến mực nước mùa cạn trên sông Hồng nhằm giảm bớt căng thẳng về nguồn nước là công việc rất quan trọng trong phục vụ các hoạt động kinh tế xã hội vùng đồng bằng sông Hồng

4 Tính toán, dự báo thủy văn

Phân tích chế độ dòng chảy thời kỳ mùa kiệt hệ thống sông Hồng-sông Thái bình, Phân tích tổ hợp dòng chảy mùa kiệt các sông thuộc hệ thống sông Hồng - Thái bình Phân tích và xác định các tổ hợp dòng chảy - thủy triều hệ thống sông Hồng

Tính toán dòng chảy năm, dòng chảy kiệt ứng với tần suất thiết kế tại các tuyến

hồ chứa và các tuyến khống chế trên các hệ thống sông Đà, sông Thao, sông Lô và sông Chảy Phân tích lựa chọn các tổ hợp về dòng chảy kiệt trên các nhánh sông theo

các mô hình kiệt thiết kế, từ đó xác định biên cho mô hình hệ thống phục vụ điều hành

cấp nước mùa kiệt (biên lưu lượng và biên triều) theo các tổ hợp khác nhau của dòng chảy kiệt và thủy triều

Đánh giá hiện trạng phương pháp và công nghệ dự báo dòng chảy kiệt các thời đoạn 10 ngày, 1 tháng, 3 tháng và mùa kiệt ở nước ta Nghiên cứu lựa chọn phương pháp, công nghệ dự báo dòng chảy kiệt lưu vực sông Hồng Xây dựng phương án và

dự báo thử nghiệm dự báo thử nghiệm cho mùa kiệt 2005-2006

5 Xác định nhu cầu nước cho đồng bằng sông Hồng

Tính toán nhu cầu nước theo tần suất 85% cho giai đoạn hiện trạng và giai đoạn

2010 cho các nhu cấu nước cho nông nghiệp, sinh hoạt, chăn nuôi, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, môi trường sinh thái Đây là số liệu đầu vào cần thiết cho bài toán lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước cho mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng

6 Phân tích hiện trạng chế độ dòng chảy vùng hạ lưu sông Hồng do ảnh hưởng của hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà

Nêu tổng quát về sự thay đổi mực nước và lưu lượng khi các điều kiện biên thay đổi và đây là cơ sở đề xuất các kịch bản vận hành điều tiết hệ thống các hồ chứa thượng lưu, những vấn đề càn xét xét một cách tổng thể để cuối cùng xay dựng được qui trình vận hành đảm bảo bài toán kinh tế kỹ thuật tạo điều kiện phát triển bền vững

cho vùng hạ lưu của lưu vực

7 Lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng giai đoạn 2010-2015 có kể đến các hồ chứa Sơn La và Tuyên Quang

Để lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng, cần thiết phải xây dựng hệ thống kịch bản cho bài toán điều hành hệ thống, tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa phục vụ quy trình điều hành hệ thống

8 Đề xuất quy trình vận hành phát điện, cấp nước hạ du trong mùa kiệt của hệ thống hồ chứa và hệ thống công trình phân phối nước đồng bằng sông Hồng

Trên cơ sở kết quả tính toán thủy lực, đề xuất ra quy trình vận hành phát điện, cấp nước hạ du trong mùa kiệt của hệ thống hồ chứa và hệ thống công trình phân phối nước đồng bằng sông Hồng

9 Đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của đề tài nghiên cứu

Sau khi có các giải pháp giải quyết mâu thuẫn giữa cấp nước và phát điện trong thời kỳ mùa kiệt, cần tiến hành đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường

VII NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN

7.1 Những thuận lợi chính

Trên thế giới, việc nghiên cứu điều hành lũ, điều phối cấp nước, phát điện và các lợi ích khác được nhiều học giả và các chuyên gia nghiên cứu rất sâu Đối với việc quản lý hệ thống các hồ phòng lũ, phát điện và cấp nước có thể tóm tắt những hướng phát triển chính như sau:

- Quản lý hệ thống theo biểu đồ điều phối cấp nước: Hướng nghiên cứu này thường được ứng dụng đối với các hồ chứa độc lập và đơn thuần chỉ có nhiệm vụ cấp nước, phát điện và chống lũ cho bản thân công trình Đối với hệ thống hồ chứa bậc thang phát điện đã nghiên cứu phát triển các phương pháp tối ưu hoá để xác định chế

độ làm việc tối ưu của hệ thống hồ chứa

- Quản lý theo mô hình: đây là hướng phát triển hiện đại Hệ thống các hồ chứa

và công trình phân phối nước được thiết lập như một hệ thống tổng hợp Các nghiên

cứu tập trung xõy dựng cỏc mụ hỡnh mụ phỏng kết hợp với dự bỏo để trợ giỳp điều hành cho cụng tỏc quản lý vận hành

Một loạt cỏc mụ hỡnh mụ phỏng phục vụ cụng tỏc điều hành và quản lý hệ thống đó được phỏt triển: Cỏc mụ hỡnh mụ phỏng tớnh toỏn dũng chảy trong hệ thống sụng như mụ hỡnh thuỷ lực 1 chiều, 2 chiều, 3 chiều, họ mụ hỡnh HEC (HEC-3, HEC-

5, HEC-RAS) Cỏc mụ hỡnh thủy lực và quản lý hệ thống cú liờn quan: MIKE11, MIKE21, MIKE BASIN, MITSIM, RIBASIM, HEC-RESSIM

- Tự động hoỏ trong cụng tỏc điều hành: Việc tự động hoỏ đó được thực hiện ở những nước tiờn tiến như Mỹ, Anh, Phỏp, Đức, Đài loan, Trung quốc

Để cú thể tự động hoỏ trong điều hành hệ thống cần thiết phải kốm theo cỏc thiết bị đo và điều khiển tự động

Nhiều mụ hỡnh toỏn đó kết nối với hệ thống cơ sở dữ liệu như hệ thụng tin địa

lý (GIS), cỏc vệ tinh, Rada để tăng tớnh hiệu quả của cỏc mụ hỡnh toỏn Kỹ thuật dự bỏo số trong dự bỏo tỏc nghiệp được phỏt triển mạnh

Trờn hệ thống sụng Hồng đó cú những nghiờn cứu làm cơ sở cho việc triển khai đề tài, đú là:

- Cỏc nghiờn cứu trước đõy về cõn bằng nước đồng bằng sụng Hồng

- Cỏc dự ỏn điều tra cơ bản thực hiện trong những năm gần đõy

- Cỏc nghiờn cứu Quy hoạch thủy lợi đồng bằng sụng Hồng do Viện quy hoạch thủy lợi thực hiện những năm gần đõy

- Cỏc quy hoạch về phỏt triển hệ thống hồ chứa phỏt điện, phũng lũ trờn sụng Hồng

- Cỏc quy trỡnh vận hành hệ thống thủy nụng (Bắc Hưng Hải, Sụng Nhuệ v v)

7.2 Những khú khăn

1 Chưa cú nghiờn cứu nào về quy trỡnh điềuhành hệ thống trờn sụng Hồng

2 Cỏc quy trỡnh về vận hành hệ thống thường chỉ được xõy dựng cho cỏc cụng trỡnh độc lập Hiện nay cỏc quy trỡnh vận hành cỏc hồ chứa lớn cũng chưa được hoàn thiện

3 Tài liệu về hiện trạng của hệ thống chưa được lưu dữ cú hệ thống Cỏc tài liệu quan trắc liờn quan đến vận hành cỏc cụng trỡnh cũng rất tản mạn và khú thu thập

4 Điều hành hệ thống cụng trỡnh cấp nước trờn hệ thống sụng Hồng rất phức tạp đũi hỏi phõn tớch tổng hợp và cần được triển khai theo nhiều nội dung khỏc nhau

VIII những kết quả nghiên cứu chính của đề tài

1 Thu thập cỏc tài liệu khớ tượng, thủy văn, địa hỡnh, cỏc tài liệu về hệ thống cụng trỡnh hồ chứa và cụng trỡnh lấy nước, cỏc tài liệu quan trắc vận hành và lập cơ sở

dữ liệu của đề tài lưu trữ vào CD: số liệu KTTV, bản đồ

2 Bổ sung, khụi phục số liệu, phõn tớch tớnh toỏn thủy văn phục vụ cho bài toỏn vận hành hệ thống

3 Điều tra và đỏnh giỏ hiện trạng hệ thống

4 Phõn tớch hiện trạng điều hành hệ thống và đỏnh giỏ ảnh hưởng điều tiết của hồ chứa Hũa Bỡnh, Thỏc Bà đến khả năng cấp nước hạ du

5 Tớnh toỏn tổng hợp nhu cầu dựng nước vựng đồng bằng sụng Hồng giai đoạn

điều hành hệ thống

8 Nghiờn cứu diễn biến xõm nhập mặn hạ du theo cỏc phương ỏn vận hành hệ thống

9 Tinh toỏn điều tiết, xõy dựng biểu đồ điều phối hồ chứa

10 Nghiờn cứu chế độ vận hành hệ thống hồ chứa thượng nguồn và cỏc cụng trỡnh lấy nước hạ du theo cỏc kịch bản vận hành hệ thống

11 Nghiờn cứu khả năng gia tăng cấp nước hạ du và chế độ vận hành cấp nước phỏt điện trong thời kỳ mựa kiệt cỏc hồ chứa thượng nguồn Hũa Bỡnh, Thỏc Bà, Tuyờn Quang và hồ Sơn La

12 Nghiờn cứu phương phỏp dự bỏo dũng chảy mựa kiệt phục vụ cụng tỏc điốu hành hệ thống

13 Phõn tớch hiệu quả kinh tế của quy trỡnh điều hành hệ thống

14 Kiến nghị quy trỡnh vận hành hệ thống

IX SẢN PHẨM KHOA HỌC CễNG NGHỆ

1 Ngõn hàng dữ liệu và liờn kết với phần mềm MIKE11

2 Chuyển giao cụng nghệ cỏc phần mềm tớnh toỏn điều tiết hồ chứa (Do Đại học Thủy lợi lập):

- Phần mềm tớnh điều tiết hồ chứa cấp nước, phỏt điện hồ chứa độc lập TN1

- Phần mềm tớnh điều tiết cấp nước, phỏt điện hệ thống hồ chứa bậc thang TN2

- Phần mềm tớnh toỏn xõy dựng biểu đồ điều phối hồ chứa cấp nước, phỏt điện

DIEUPHOI

3 Cỏc biểu đồ điều phối hồ chứa

4 Kiến nghị về quy trỡnh vận hành hệ thống

5 Cỏc bỏo cỏo tổng hợp và bỏo cỏo chuyên đề: (theo đề cương đó lập)

6 Các sản phẩm khoa học công nghệ của đề tài:

+ Kết quả phõn tớch, đỏnh giỏ hiện trạng chế độ dũng chảy vựng hạ lưu sụng Hồng do ảnh hưởng của Hồ Hoà Bỡnh, Thỏc Bà

+ Kết quả tớnh toỏn nhu cầu nước tại cỏc vị trớ then chốt trờn tuyến sụng Hồng với P=85%

+ Hệ thống kịch bản điều hành cỏc hồ chứa: Hoà Bỡnh, Thỏc Bà, Sơn Lan, Tuyờn quang và cỏc nỳt cụng trỡnh cấp nước chớnh ở hạ du sụng Hồng theo mụ hỡnh nước đến cỏc năm 2004-2005 và năm cú P=85%

+ Đề xuất quy trỡnh phối hợp điều tiết cấp nước cỏc hồ chứa Hoà Bỡnh, Thỏc

Bà, Sơn La, Tuyờn Quang theo mụ hỡnh nước đến cỏc năm 2004, 2005 và năm cú P=85%

+ Chuyển giao cụng nghệ điều tiết cấp nước cỏc hồ chứa Hũa Bỡnh, Thỏc Bà, Sơn la, Tuyờn Quang và cỏc nỳt cụng trỡnh cấp nước chớnh ở hạ du sụng Hồng thời kỳ mựa kiệt theo mụ hỡnh nước đến của cỏc năm 2004, 2005, và năm cú tần suất dũng chảy đến P=85%

X CÁC NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG KHÁC CỦA ĐỀ TÀI

- Hoạt động hội thảo khoa học : Đề tài đó tổ chức cỏc buổi hội thảo khoa học cú sự

tham gia của nhiều nhà chuyờn mụn, của cỏc cơ quan Chớnh từ cỏc cuộc hội thảo này,

đề tài đó nhận được nhiều sự đúng gúp ý kiến gúp ý của cỏc nhà khoa học

- Đăng bỏo sản phẩm của đề tài: Đó cú 4 bài bỏo được đăng trờn tạp chớ

- Cụng tỏc đào tạo : Từ nội dung nghiờn cứu cú liờn quan của đề tài, đó cú 1 NCS

đang làm luận ỏn, 4 thạc sĩ đó tốt nghiệp Sắp tới sẽ cú thờm cỏc học viờn chọn nội dung của đề tài và phỏt triển thành cỏc luận văn thạc sĩ Cú 9 sinh viờn đó bảo vệ đồ ỏn tốt nghiệp theo cỏc nội dung cú liờn quan đến đề tài, trong đú cú 2 sinh viờn đạt giải thưởng Loa thành

- Chuyển giao phần mềm: Đào tạo cỏc khúa học sử dụng phần mềm MIKE11

- Cụng tỏc lưu trữ và chuyển giao sản phẩm nghiờn cứu: Cỏc tài liệu, số liệu được

sắp xếp một cỏch khoa học, lưu trữ theo ngõn hàng dữ liệu trong đĩa CD, do đú dễ dàng và thuận tiện cho việc chuyển giao sản phẩm nghiờn cứu cho cỏc cơ quan hữu quan

XI NHỮNG ĐểNG GểP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

1 Xõy dựng hệ thống cỏc phương ỏn điều hành 4 hồ chứa và cỏc cụng trỡnh cấp nước chủ yếu ở hạ du đồng bằng sụng Hồng theo các kịch bản cấp nước mựa kiệt theo mụ hỡnh của cỏc năm 2004, 2005, và năm cú tần suất dũng chảy đến P=85%

2 Đưa ra được cỏc phương ỏn điều tiết hồ chứa và điều hành cỏc cụng trỡnh lấy nước chớnh ở hạ du đồng bằng sụng Hồng theo mụ hỡnh nước đến của cỏc năm 2004, 2005,

và năm cú tần suất dũng chảy đến P=85%

3 Xõy dựng được cụng nghệ phối hợp điều tiết cấp nước cỏc hồ chứa Hũa Bỡnh, Thỏc

Bà, Sơn la, Tuyờn Quang và cỏc nỳt cụng trỡnh cấp nước chớnh ở hạ du sụng Hồng thời kỳ mựa kiệt theo mụ hỡnh nước đến của cỏc năm 2004, 2005, và năm cú tần suất dũng chảy đến P=85% Là cụng nghệ mới, dễ sử dụng

4 Xõy dựng biểu đồ điều phối hồ chứa phục vụ điều hành hệ thống

5 Xõy dựng cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn điều tiết hệ thống hồ chứa cấp nước, phỏt điện phục

vụ cụng tỏc điều hành

6 Tính toán thuỷ lực hệ thống sông hồng, đánh giá ảnh hưởng điều tiết các hồ chứa thượng nguồn đến chế độ dòng chảy và xâm nhập mặn vùng hạ du sông Hồng

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

1.1 KHÁI QUÁT VỀ LƯU VỰC SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH

1.1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1.1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình là một lưu vực sông liên quốc gia chảy qua 3 nước Việt Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 169.000km2 và diện tích lưu vực của hai sông này trong lãnh thổ Việt Nam vào khoảng 87.840km2 Châu thổ sông nằm hoàn toàn trong lãnh thổ Việt Nam có diện tích ước tính khoảng 17.000km2 Chiều daì sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam khoảng 328km Phần lưu vực nằm ở Trung quốc là: 81.200 km2 chiếm 48% diện tích toàn lưu vực Phần lưu vực nằm ở Lào là: 1.100 km2 chiếm 0,7% diện tích toàn lưu vực Phần lưu vực nằm ở Việt Nam là: 87.840 km2 chiếm 51,3% diện tích lưu vực

Đây là con sông lớn thứ hai (sau sông Mêkông) chảy qua Việt Nam đổ ra biển Đông Sông Hồng được hình thành từ 3 sông nhánh lớn là sông Đà, sông Lô và sông Thao Sông Thái Bình cũng được hình thành từ 3 nhánh sông lớn là sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam Hai hệ thống sông được nối thông với nhau bằng sông Đuống và sông Luộc tạo thành lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được giới hạn từ 20023’ đến 25030’ vĩ độ Bắc và từ 1000 đến 107010’ kinh độ Đông

+ Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang và sông Châu Giang của Trung Quốc

+ Phía Tây giáp lưu vực sông Mêkông

+ Phía Nam giáp lưu vực sông Mã

+ Phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ

Phần lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình trên lãnh thổ Việt Nam có vị trí địa

lý từ: 20023’ đến 23022’ vĩ độ Bắc và từ 102010’ đến 107010’ kinh độ Tây

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sông Hồng - Thái Bình

Mê Kông Trong lưu vực có dãy Hoàng Liên Sơn phân chia sông đà và sông Thao, có đỉnh Phan Xi Pan cao 3143m, là đỉnh núi cao nhất ở nước ta Độ cao trung bình lưu vực của sông ngòi lớn, độ chia cắt sâu dẫn tới độ dốc bình quân lưu vực lớn, phổ biến

độ dốc bình quân lưu vực đạt từ 10% đến 15% Một số sông rất dốc như Ngòi Thia đạt tới 42%, Suối Sập 46,6%

Địa hình lưu vực sông Thái Bình là địa hình dạng đồi, với độ cao phổ biến từ 50m đến 150m, chiếm 60% diện tích Rất ít đỉnh cao vượt quá 1000m Chỉ có một số đỉnh như Tam đảo có độ cao 1591m, Phia Đeng cao 1527m Núi đồi trong hệ thống sông Thái Bình có hướng tây bắc - đông nam tồn tại song song với những vòng cung

mở rộng về phía Bắc Đồng bằng sông Hồng Thái bình được tính từ Việt Trì đến cửa sông chiếm hơn 70% diện tích toán lưu vực Địa hình thấp và tương đối bằng phẳng,

độ cao trung bỡnh khoảng 25m Dọc theo cỏc sụng ở đồng bằng đều cú đờ chia cắt đồng bằng thành những ụ tương đối độc lập Vựng cửa sụng giỏp biển cú nhiều cồn cỏt

- Dóy Tõy Cụn Lĩnh cú đỉnh cao 2419m ngăn cỏch giữa sụng Lụ và sụng Thao

- Cỏc dóy Ngõn Sơn, Tam Đảp cú đỉnh cao từ 1000-2000m ngăn cỏch giữa Thỏi Bỡnh với sụng Lụ [1]

Cỏc dóy nỳi đều cú độ cao thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tõy sang Đụng làm cho lưu vực cú độ dốc chung theo hướng Tõy Bắc - Đụng Nam Phõn phối độ cao của lưu vực sụng Hồng như sau:

Bảng 1.1: Bảng phõn phối độ cao của lưu vực sụng Hồng

Phân Trung Quốc Phần Việt Nam Tổng cộng Cao độ

Như vậy khoảng 55% diện tớch lưu vực sụng Hồng ở cao trỡnh trờn 1000m đối với lónh thổ Việt Nam, chỉ 40% diện tớch cú cao trỡnh trờn 1000m

Cao độ trung bỡnh của lưu vực sụng Thao là 547m, sụng Đà 965m, sụng Lụ 884m, sụng Cầu 190m, sụng Thương 190m, sụng Lục Nam 207m

Trong đú sụng Lụ cú độ dốc lưu vực lớn nhất (1,8m/km), sau đến sụng Đà (1,5m/km), sụng Thao (1,2m/km), sụng Thương (1,8m/km), sụng Cầu (1m/km), sụng Lục Nam (1,2m/km)

b) Vựng đồng bằng

Vựng đồng bằng sụng Hồng cú trỡnh mặt đất từ 0,4 ữ 9 m Với 58,4% diện tớch đồng bằng sụng Hồng ở mức thấp hơn 2m ở cao trỡnh này hoàn toàn bị ảnh hưởng thuỷ triều nếu khụng cú hệ thống đờ biển và đờ vựng cửa sụng Hơn 72% diện tớch đồng bằng ở cao trỡnh thấp hơn 3m ở cao trỡnh này hoàn toàn bị ảnh hưởng nước biển nếu xảy ra lũ cấp 9 vào lỳc xảy ra triều cường Bốn tỉnh Hải Phũng, Thỏi Bỡnh, Nam

Hà và Ninh Bỡnh cú trờn 80% diện tớch đất đai cú cao trỡnh thấp hơn 2m

Dọc theo cỏc sụng vựng đồng bằng sụng Hồng đều cú đờ bảo vệ từ nhiều năm nay vỡ vậy do tỏc dụng bồi lắng của phự sa sụng Hồng, cao trỡnh vựng mặt đất bói sụng ngoại đờ thường cao hơn cao trỡnh mặt đất trong dũng chớnh từ 3 ữ 5m

Khi mực nước dọc các triền sông mới ở mức báo động I, tức mực nước lũ gần như năm nào cũng xảy ra (85 ÷ 90%) thì hầu nhưhoàn toàn vùng đồng bằng nằm dưới mực nước sông trừ các làng mạc đã được tôn tạo hoặc những vùng ngoại đê được phù

sa bồi đắp hàng năm Gặp những lũ lớn xảy ra tràn hoặc vỡ đê thì khó tránh khỏi tổn thất lớn về người và của

Tỷ lệ diện tích đồng bằng theo cao độ xem bảng 1.1 Địa thế chung của lưu vực sông Hồng rất hiểm trở, có đến 47% có độ cao trên 1000m, phần lớn nằm ở miền Tây của lưu vực thuộc hai nhánh lớn sông Đà và sông Thao, còn một phần nằm trên cao nguyên phía Bắc thuộc sông Lô Phần đất bằng chỉ phân bố lẻ tẻ dọc thung lũng của các sông lớn, song phần chủ yếu tập trung ở tam giác châu sông Hồng - sông Thái Bình

Bảng 1.2: Diện tích phân bổ theo cao độ của đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình

Hình 1.2 Bản đồ DEM lưu vực sông Hồng - Thái Bình

1.1.1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT

Trong mối quan hệ nhân quả, các đặc điểm và quá trình địa chất, trực tiếp hoặc gián tiếp đều có tác động đến quá trình phát triển của lòng sông Hầu hết khu vực sông nghiên cứu mới hình thành khoảng hơn 1000 trước cho tới nay Đây là khu vực có quá trình phát triển địa chất lâu dài và mạnh mẽ thể hiện qua những mối tương tác tích cực giữa các nhân tố nội sinh và ngoại sinh, khí hậu và phi khí hậu, giữa lục địa và biển Căn cứ vào tài liệu khảo sát ở khu vực ta thấy địa tầng đoạn sông chủ yếu gồm hai loại sau đây:

Trầm tích lòng sông gồm các tầng cát thô có màu vàng nhạt, lớp thực vật chưa phân hoá hết, phía trên có lớp phù sa nông, đường kínhtrung bình hạt lòng sông

d50=92mm

Tầng bồi tích đồng bằng, tầng này hiện nay chủ yếu là bờ của dòng sông gồm chủ yếu là các tầng đất sét cát dày từ 0,8 ÷ 1m, giữa các tầng đất sét cát có xen kẽ các lớp của con người đi lại trồng cây nên kết cấu của đất chặt chẽ hơn

Địa chất ở đây được cấu tạo bởi nhiều nham thạch khác nhau trong quá trình xâm thực của Mác ma, sản phẩm của núi lửa như phún xuất, phiến trầm tích cùng với

sự phân bố của tầng đá vôi dày đến hàng nghìn met Nham thạch ở đây được phân bố phức tạp, diệp thạch và sa diệp thạch chiếm diện tích rất nhiều

Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình nằm trong 3 miền kiến tạo lớn là miền kiến tạo Đông Bắc, miền kiến tạo Tây Bắc Bộ và miền kiến tạo Cực Tây Bắc Bộ Ranh giới giữa các miền là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Ðiện Biên - Lai Châu Trên phạm vi lưu vực có các đới kiến tạo lớn là An Châu, Sông Lô, Sông Hồng, Fan Si Pan, Ninh Bình, Tú Lệ, Sông Mã, Sông Đà, Sơn La, Sông Gâm, Sông Hiến, An Châu, Mường Tè và võng chồng Hà Nội

Trong lưu vực, phát triển nhiều hệ thống đứt gãy lớn như hệ thống đứt gãy Sông Hồng, Sông Chảy, Sông Lô, Fan Si Pan, Sông Đà, Sơn La, Lai Châu - Điện Biên, Vạn Yên, Mường Pìa phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam và hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam là các đứt gãy Thái Nguyên - Chợ Mới - Kim Hỷ, đứt gãy đường 13A Ngoài các đứt gãy sâu kể trên, trong vùng còn phát triển nhiều hệ thống đứt gãy, trong đó chiếm ưu thế là hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam, với hàng loạt các đứt gãy song song

Ở sông Thao, các dãy núi có hướng Tây Bắc - Đông Nam mà độ cao giảm dần

từ Tây Bắc xuống Đông Nam, sườn rất dốc, nhiều khe sâu được cấu tạo bởi đá kết tinh

cổ gơnai, hoa cương, riôlit, pòcirit xen kẽ có những bề mặt bằng phẳng, các bồn địa Than Uyên, Nghĩa Lộ, Quang Huy, các cao nguyên đá vôi tiếp nhau Xa Phìn, Xin Chải, Sơn La, Mộc Châu Nham thạch ở đây đã bị phong hoá, bóc mòn dữ dội, hiện tượng đất lở, đá trượt xảy ra rất mạnh

Phía Đông sông Thao là khối vòm sông Chảy, các cánh cung, nhiều nơi là những vùng đá vôi dựng đứng Có thể nói phần phía Đông của lưu vực phổ biến là đá vôi, nhiều hang động, sông suối ngầm, có những khối nước sót riêng biệt Hiện tượng hang đá vôi đã làm tăng lượng nước thấm, giảm lượng bốc hơi, tăng lượng dòng chảy các chất hoà tan Vòm sông Chảy là một khối granit lớn và cổ nhất nước ta, nhiều nơi phổ biến Vùng đồi, ở hạ du các thung lũng sông, có những cánh đông rộng , có chỗ là thung lũng xâm thực, bồi tụ Tiếp giáp với đồng bằng bằng phẳng, các thềm sông và bãi bồi

Trong lưu vực, phát triển nhiều hệ thống đứt gãy lớn như hệ thống đứt gãy

Sông Hồng, Sông Chảy, Sông Lô, Fan Si Pan, Sông Đà, Sơn La, Lai Châu - Điện

Biên, Vạn Yên, Mường Pìa phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam và hệ thống

đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam là các đứt gãy Thái Nguyên - Chợ Mới – Kim Hỷ, đứt

gãy đường 13A Ngoài các đứt gãy sâu kể trên, trong vùng còn phát triển nhiều hệ

thống đứt gãy, trong đó chiếm ưu thế là hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đông

Nam, với hàng loạt các đứt gãy song song

1.1.1.4 THỔ NHƯỠNG

Theo tài liệu điều tra của viện nông hoá thổ nhưỡng, trong lưu vực có 10 loại

đất chính như sau:

Bảng 1.4:Loại đất trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình

STT Tên các loại đất Diện tích (ha)

2.080.342

10 Đất mòn alít trên núi cao 223.035

- Đất phù sa sông Hồng nằm hầu hết ở các tỉnh đồng bằng và trung du đất có độ PH từ

6,5 ÷ 7,5 thành phần cơ giới phổ biến là sét hoặc sét pha trung bình, đất có cấu tượng

tốt nhất là ở những vùng trồng màu hầu hết diện tích loại đất này đã được gieo trồng từ

2 đến 3 vụ lúa mầu và cho năng suất khá cao,

- Đất chiêm trũng Glây loại đất này tập trung ở những vùng đất trũng thuộc các tỉnh

Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hà Tây, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hưng Yên, Hải

Dương, Vĩnh Phú, Thái Bình Loại đất này có nhiều sắt hàm lượng canxi - manhê từ 5

÷ 6 mg/100g đất Thường trồng từ 1 ÷ 2 vụ lúa trong năm, độ PH = 4 ÷ 4,5 bị chua và

nghèo lân, kali có năng suất thấp, cần được cải tạo bằng đưa nước phù sa sông Hồng

thau chua và tăng chất dinh dưỡng cho đất

- Đất chua mặn: loại đất này tập trung ở vùng trũng gần biển thuộc Hải Phòng, Thái

Bình, Nam Định, Ninh Bình đất bị glây hoá mạnh độ PH = 4,0 hiện nay loại đất này

đang được trồng 2 vụ ÷ 3 vụ lúa màu có năng suất cao, song để duy trì và cải tạo tốt

loại đất này phải thường xuyên được đưa nước ngọt vào và thau chua rửa mặn thay

nước đầu vụ đảm bảo tốt cho cây trồng phát triển (lượng nước dùng để thau chua

khoảng 1500 ÷ 1600 m3/ha)

- Đất mặn: là loại đất phân bố dọc theo đê biển và đê cửa sông thuộc các tỉnh Ninh

Bình, Nam Định, Thái Bình và thành phố Hải Phòng thành phần cơ giới thay đổi từ sét

đến cát mịn, PH từ 7,3 ÷ 8,0 là đất có độ muối tan chiếm 0,25 ÷ 1,0% muốn gieo trồng

lúa hoa màu phải thường xuyên lấy nước ngọt, rửa mặn, hiện tại năng suất cây ở đây

thấp; có khả năng phát triển nuôi trồng thủy sản tuy nhiên còn phụ thuộc vào độ mặn

cũng như điều kiện địa hình Đây là loại đất phải tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên mà

khai thác sử dụng cho thích hợp

- Đất bạc màu: Loại đất này phân bố ven rìa đồng bằng thuộc các vùng đồi có cao độ

từ 15 ÷ 25m thuộc các tỉnh Hoà Bình, Hà Tây, Ninh Bình, Phú thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương Đất này có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo mùn, kết von dưới tầng đế cày, đôi khi gặp đá ong hoá, cây trồng cho năng suất thấp,

để cải tạo tốt cần cấp nước phù sa, bón phân hữu cơ, đa dạng hóa cây trồng

- Đất đen: là loại đất phân bố ở các thung lũng đá vôi ở các cao nguyên Mộc Châu, Mai Sơn, Thuận Châu (Sơn La), Tủa Chùa, Tam Đường (Lai Châu) vv đất có độ mùn cao (4,0 ÷ 5,0%) độ PH = 7,0 đất giàu canxi - manhê có cấu tượng viên tơi xốp đạm (0,35÷0,5%) lân 0,7 ÷ 1% Kali khoảng 2% loại đất này phù hợp với các loại cây công nghiệp cây ăn quả và hoa màu

- Đất Feralits đỏ vàng: loại đất này phân bố trên địa hình đồi núi thấp ở các tỉnh Bắc Cạn, Thái Nguyên, Hà Giang, Tuyên Quang, Lào Cai, Yên Bái, Sơn La, Lai Châu, Cao Bằng, Bắc Cạn, Lạng Sơn Đất có độ mùn cao (2 ÷ 4%), đạm 2%, lân 0,08%, PH

= 4 ÷ 4,1 là loại đất thích hợp với các cây lấy gỗ, cây công nghiệp và những cây trồng cạn như: trẩu, sở, quế, chè và các cây nguyên liệu như mỡ, bồ đề vv

- Đất Ferlits đỏ nâu trên đá vôi thường ở các tỉnh miền núi như Hà Giang, Tuyên Quang, Hoà Bình thành phần chính là CaCO3 và cặn sét đất có cấu tượng hạt chắc, nói chung là tốt nhưng phần dưới là đá vôi nên mất nước thích hợp với cây trồng cạn như ngô đậu lạc và thích với cây cần ít nước và chịu hạn

- Đất Feralit đỏ vàng có mùn trên núi:

- Đất mòn alít trên núi cao phân bố tập trung ở các đỉnh núi cao có nhiều mùn thảm thực vật dày trên 1cm, sau đó là tầng mùn dày (6÷7)cm tiếp đến là đất màu đen nhạt dần sang thẫm, đất thích hợp cho việc trồng rừng và các cây lâm sản quý hiếm

Do khai thác, đốt phá rừng bừa bãi nên tỷ lệ rừng che phủ trong lưu vực còn tương đối thấp, nhất là vào các thập kỷ 70 và 80 của thế kỷ 20 Theo kết quả điều tra của Viện Điều tra Quy hoạch rừng, tỷ lệ rừng che phủ vào đầu thập kỷ 80 trong lưu vực sông Hồng-Thái Bình phần thuộc lãnh thổ Việt Nam chỉ còn khoảng 17,4%

Trong những năm gần đây, nhờ có phong trào trồng và bảo vệ rừng nên tỷ lệ rừng che phủ ở các tỉnh trong lưu vực sông Hồng-Thái Bình đã tăng lên đáng kể Tính đến năm 1999, tỷ lệ rừng che phủ ở vùng trung du và miền núi đã tăng lên 35%

Lớp phủ thực vật trên lưu vực sông Hồng biến đổi theo độ cao của mặt lưu vực, theo điều kiện thổ nhưỡng Phần lớn vùng núi và vùng đồi là rừng trồng và rừng tự nhiên, đất hoang

Vào năm 1960 còn 3,6 triệu ha chiếm 42% Nhưng vào năm 1987 chỉ còn khoảng 2,66 triệu ha tức 31%, còn đất khoảng 5 triệu ha tức 58%

Rừng trên lưu vực sông Hồng có tác dụng ngăn lũ chống xói mòn, tăng độ ẩm của lưu vực Việc phá rừng trong 3 thập kỷqua đã làm cho tỷ lệ diện tích tầng phủ trên lưu vực giảm đến mức nguy hiểm, cần được xem xét khắc phục

Do vậy vấn đề cấp thiết đang được đặt ra để giải quyết hậu quả do việc phá rừng nêu trên là bảo vệ có hiệu quả rừng hiện có, phủ xanh đất trống đồi trọc, đưa tỷ lệ rừng

lên từng bước như đầu thế kỷ; trước mắt, cần tập trung vào các vùng có vị trí phòng hộ đầu nguồn, thượng lưu các công trình quan trọng như kho nước Hoà Bình, Thác Bà Đồng thời tiến hành giải quyết tốt các công trình xã hội như định canh định cư, tổ chức trồng rừng theo phương thức nông lâm kết hợp, tổ chức công tác quản lý và bảo

vệ rừng, phòng cháy, chữa cháy, áp dụng rộng rãi kỹ thuật viễn thámđể nắm kịp thời tình trạng diễn biến của rừng v.v

Hình1.3: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2003 trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình

1.1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

1.1.2.1 Mạng lưới sông ngòi

Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ hai ở nước ta, chỉ sau hệ thống sông Mê Kông Nhưng nếu xét về phần diện tích lưu vực cũng như lượng dòng chảy được sinh ra trong lãnh thổ nước ta thì nó được xếp hàng đầu Địa hình lưu vực thấp dần theo hướng tây bắc-đông nam, độ cao đường phân nước (ranh giới lưu vực) xung quanh hệ thống sông bằng khoảng 2000-3000 m ở lãnh thổ Trung Quốc và 1000-2000

m ở Việt Nam Địa hình đồi núi chiếm phần lớn lưu vực với độ cao trung bình 1090

m Phần phía tây của lưu vực nằm trong lãnh thổ nước ta được giới hạn bởi khối núi ở biên giới Việt-Lào với những đỉnh núi cao trên 1800 m như Pu-đen-đinh (1886 m), Pu-sam-sao (1987m), về phía bắc có dãy núi Pu-si-lung (3076 m) nằm ở biên giới Việt-Trung, phía đông được giới hạn bởi cánh cung Ngân Sơn - Yên Lạc với những

núi cao trên 1500 m như đỉnh Phia Bioc cao 1576 m Trung và thượng lưu của hệ thống sông là những khối núi và cao nguyên Đáng kể nhất là dãy Hoàng Liên Sơn kéo dài 180km từ biên giới Việt-Trung đến Vạn Yên với đỉnh Phan-xi-păng cao 3143 m,

Pu Luông 2985 m Đó cũng là đường phân nước giữa sông Đà và sông Thao Dãy núi Con Voi chạy gần song song với sông Thao, là đường phân nước giữa sông Thao với sông Lô Các cao nguyên đá vôi có thể kể đến là các cao nguyên: Ta Phìn, Sín Chải, Sơn La, Mộc Châu trong lưu vực sông Đà, các cao nguyên Bắc Hà, Quản Bạ, Đồng Văn trong lưu vực sông Lô Xen kẽ những cao nguyên, đồi núi là những thung lũng, bồn địa bằng phẳng như các bồn địa Nghĩa Lộ, Quang Huy Vùng trung du được đặc trưng bởi địa hình đồi dạng bát úp với độ cao dưới 50-100 m Hạ lưu sông Hồng kết hợp với hạ lưu sông Thái Bình đã tạo thành đồng bằng sông Hồng-sông Thái Bình Như vậy, đồng bằng sông Hồng-Thái Bình (đồng bằng châu thổ Bắc Bộ) do phù sa của 2 hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp, địa hình bằng phẳng, hơi nghiêng ra biển theo hướng tây bắc - đông nam, trừ một số đồi có độ cao thường dưới

10 m Dọc theo các triền sông có đê bao bọc, nên đồng bằng bị chia cắt thành những vùng trũng ở gần bờ biển có các cồn cát và bãi phù sa

Sông Thái Bình bắt nguồn từ Việt Nam về phía bắc của Hà Nội, chảy về phía đông nam và cuối cùng đổ ra Biển Đông Ở phía nam Hà Nội, sông Đuống tách từ sông Hồng và nhập vào sông Thái Bình chảy về phía đông Cảng Hải Phòng nổi tiếng nằm ở phía bắc cửa sông Thái Bình Hệ thống sông Thái Bình do 3 sông: Cầu, Thương

và Lục Nam hợp thành Hệ thống sông nằm ở khu vực đông bắc Bắc Bộ, phía tây và phía bắc giáp lưu vực sông Hồng, phía đông giáp hệ thống sông Kỳ Cùng - Bằng Giang, phía đông nam giáp lưu vực các sông nhỏ ở Quảng Ninh và phía nam giáp vịnh Bắc Bộ Phần phía tây và tây bắc là vùng núi cao thuộc cánh cung sông Gâm, Ngân Sơn - Yên Lạc quy tụ về dãy núi Tam Đảo với đỉnh Pia-Bioc cao 1576 m, dãy núi Tam Đảo ở phía tây nam với đỉnh cao 1592m; phần phía bắc và đông bắc là vùng núi thuộc cánh cung Bắc Sơn với một số đỉnh núi cao trên 1000 m như đỉnh Cốc Xe 1131 m, Khao Kiên 1107 m, phía đông nam giáp với tỉnh Quảng Ninh là dãy núi Yên Tử cao

1068 m Vùng đồi núi thấp phân bố ở trung lưu sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam với độ cao dưới 100-200 m Vùng đồng bằng nằm ở hạ lưu các sông, địa hình bằng phẳng và thấp Nhìn chung, địa hình ở lưu vực sông Cầu thấp dần từ bắc xuống nam, còn ở 2 lưu vực sông Thương và sông Lục Nam thì thấp dần theo hướng đông bắc - tây nam Độ cao trung bình của lưu vực của sông Cầu, sông Thương xấp xỉ nhau (190 m) còn ở sông Lục Nam thì cao hơn (207m)

Bảng 1.5: Đặc trưng hình thái một số sông chính trong

hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình

DiÖn tÝch lưu vùc (km 2 ) ChiÒu dµi (km)

Toµn

bé

Trong nưíc

Nưíc ngoµi

1.1.2.2 Mạng lưới trạm đo khí tượng thuỷ văn

Trên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình việc xây dựng các trạm quan trắc các yếu tố khí tượng cả trên lãnh thổ Việt Nam và Trung Quốc đã được bắt đầu từ thế kỷ

20 ở Việt Nam bắt đầu từ năm 1890 là trạm Hà Nội và thành lập Nha khí tượng vào năm 1902 Ở Trung Quốc có trạm quan trắc từ năm 1938 là 2 trạm Tân Bình và Ca Cựu

Mạng lưới đi dần hoàn chỉnh ở Việt Nam là sau năm 1954 và ở Trung Quốc là sau năm 1949

a Tình hình quan trắc trên lãnh thổ ở Trung Quốc

Sau ngày giải phóng 1949 hệ thống quan trắc đã hình thành với khoảng 24 trạm khí tượng trên các sông: sông Nguyên (đầu nguồn sông Hồng) có 15 trạm, sông Lý Tiên (đầu nguồn sông Đà) có 5 trạm và sông Bàn Long (đầu nguồn sông Lô) có 4 trạm Năm 1964 trong cuốn tài liệu khí tượng lưu vực sông Hồng của bạn thì trong lưu vực sông Hồng và vùng phụ cận có 16 trạm khí tượng khí hậu Tuy nhiên các trạm phần lớn quan trắc không được liên tục cụ thể có:

+ 3 trạm có 27 ÷ 37 năm tài liệu (không liên tục) có 2 trạm trong lưu vực

+ 8 trạm 10 ÷ 19 năm tài liệu (không liên tục) có 1 trạm trong lưu vực

+ 7 trạm có 5 ÷ 8 năm tài liệu (không liên tục) có 5 trạm trong lưu vực

Số liệu quan trắc trên địa phận Trung Quốc có rất ít chỉ được thông báo đến

1963 Từ đó đến nay chưa được thông báo nên việc tìm hiểu đặc tính khí hậu của toàn lưu vực hệ thống sông Hồng sẽ bị hạn chế

b Tình hình quan trắc trên phần lưu vực thuộc Việt Nam

Năm 1890 đã bắt đầu đo mưa ở Hà Nội, sau đó năm 1905 ở Tuyên Quang, Hà Giang, Phủ Liễn, Lào Cai vv năm 1911 đo ở Nam Định, Sa Pha và mãi đến năm

1920 mới mở rộng lưới trạm đo ra các tỉnh đồng bằng và một số nơi quan trọng ở miền núi Tới năm 1940 tất cả các trạm trên lưu vực sông Hồng của Việt Nam chưa đầy 110 trạm và hầu hết các trạm này đều ngưng hoạt động trong thời kỳ 1946 ÷ 1954

Sau năm 1954 và nhất là thời kỳ năm 1960 lưới trạm đo khí tượng khí hậu được khôi phục và phát triển mạnh do yêu cầu của công tác trị thủy và khai thác sông Hồng

Số lượng trạm tăng lên nhanh chóng từ 87 trạm đo mưa năm 1939 lên 303 trạm năm

1960 Nhưng sau năm 1985 một số trạm ngừng không quan trắc hiện nay còn khoảng

275 trạm đo mưa trong đó có 83 trạm đo khí hậu khí tượng

Để phục vụ cho việc tính toán, lập quy trình điều hành hệ thống cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng cần thu thập các tài liệu khí tượng thuỷ văn thời kỳ

1960 – 2004, trong đó số liệu mưa ngày, một số trạm đo có số liệu mưa giờ, số liệu lưu lượng ngày, số liệu thuỷ văn vùng cửa sông và các số liệu về xâm nhập mặn Vị trí các trạm khí tượng thuỷ văn xem bản đồ lưới trạm hình 1.1 Thực trạng đo đạc các yếu

tố khí tượng thuỷ văn ở từng trạm xem bảng sau

Bảng 1.5: Thời gian, yếu tố đo đạc ở từng trạm khí tượng

trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

Tr¹m

S¬n

Tên Trạm TOA_DO_X TOA_DO_Y Thuộc tỉnh Cao độ

Trạm

Ninh

Bảng 1.6: Thời gian, yếu tố đo đạc ở từng trạm thuỷ văn

TT Tªn tr¹m N¨m

TL

(km2)

56 Phóc Léc

Ph−¬ng

c Nhận xét chung về tài liệu khí tượng thuỷ văn

1 Nguồn tài liệu khí tượng thuỷ văn được thống kê trong bảng 2.5, 2.6 do Trung tâm lưu trữ số liệu của Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp, chất lượng tốt, đáng tin cậy Các số liệu đã được chỉnh biên, kiểm tra độ chính xác hợp lý, đảm bảo được yêu cầu chất lượng, sử dụng được trong phân tích tính toán thuỷ văn phục vụ cho việc xây dựng cơ sở khoa học, thực tiễn điều hành cấp nước mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng

2 Chuỗi tài liệu khí tượng thuỷ văn ở các trạm trên lưu vực được phân tích đánh giá tính đồng nhất, ngẫu nhiên trước khi đưa vào sử dụng Nhìn chung về quan trắc mực nước có năm cao nhất là 127 trạm (năm 1969) với 73 trạm vùng không ảnh

hưởng triều, 54 trạm trong vùng ảnh hưởng triều Đến năm 1985 đã giảm đi 64 trạm

đo mực nước (vùng ảnh hưởng triều 41 trạm và không ảnh hưởng triều 23 trạm) Về lưu lượng số trạm cũng biến động lớn, nhất là vùng ảnh hưởng triều cũng giảm đi rõ rệt Số liệu trên địa phận Việt Nam cũng khá dài, đủ điều kiện cho việc nghiên cứu tính toán ở mức chính xác tương đối

3 Tuy nhiên chuỗi số liệu đo đạc được trên hệ thống sông Hồng – Thái bình vẫn còn tồn tại một số bất cập chính như sau:

- Quá trình quan trắc dài qua nhiều thập kỷ, dòng sông đã chịu tác động mạnh mẽ của con người như phá rừng, đắp đê, làm hồ, làm các công trình lấy nước, điều chỉnh dòng chảy, song mức độ thay đổi đó chưa được đưa vào chỉnh biên trong chuỗi số liệu đo đạc để đồng nhất tính tự nhiên vùng ngẫu nhiên (kể cả vỡ đê, hồ điều tiết chưa được hoàn nguyên dầy đủ)

- Chỉnh biên cũng chưa quan tâm tới điều kiện cân bằng phân lưu gia nhập, sự mất cân bằng và dị thường chưa được giải thích

- Hệ thống cao độ vẫn còn chưa thật thống nhất nên sự nhầm lẫn dễ dàng xảy ra

- Số liệu tính toán tài nguyên phần Trung Quốc còn rất thiếu, các số liệu điều tiết hồ, các hộ lấy nước không thể đầy đủ nên kết quả chỉ là tương đối trong quá trình sử dụng cũng cần có những hệ số xử lý phù hợp

4 Trên cơ sở nguồn tài liệu thu thập được, tiến hành phân tích đánh giá tài liệu

đó để rút ra được những đặc điểm chung về khí hậu, dòng chảy trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình Chi tiết của việc phân tích đánh giá được trình bày trong chương 3

1.1.2.3 ĐẶC ĐIỂM KH Í HẬU

1.1.2.3.1 Khái quát chung

Ở thượng nguồn sông Hồng thuộc địa phận Trung Quốc, mùa mưa thường bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng VIII, tháng IX, lượng mưa giảm nhỏ, nhưng sang tháng X thì lượng mưa lại tăng quá 100mm, hình thành một đỉnh mưa phụ Lượng mưa năm nói chung rất nhỏ, thượng nguồn lưu vực sông Nguyên thường chỉ đạt từ 550mm đến trên 700mm ở vùng tiếp giáp với Việt Nam, lượng mưa năm tăng lên nhưng cũng chỉ đạt từ 1000mm đến 1300mm Riêng khu vực thượng nguồn sông

Đà, lượng mưa năm khá hơn, từ 1300mm đến 1500mm Đặc biệt tại trạm Lý Tiên Độ, lượng mưa năm đạt trên 1800mm, có năm đạt 2446mm Lượng mưa ba tháng lớn nhất thường là các tháng VI, VII, VIII và tháng VI là lớn nhất đối với thượng nguồn sông Thao và tháng VII là lớn nhất đối với thượng nguồn sông Đà Lượng mưa một ngày lớn nhất từ 40mm đến 60mm, cá biệt có nơi vượt quá 80mm Mùa khô rất ít mưa, có khi hai tháng liền không mưa Lượng mưa mùa khô chỉ chiếm không đầy 10% lượng trong năm

Đồng bằng châu thổ sông Hồng giáp biển chịu sự điều hoà của biển nên trong mùa hạ bớt nóng hơn và lượng ẩm tăng lên ảnh hưởng của bão cũng trực tiếp trong thời kỳ từ tháng VI đến tháng X và nhất là trong các tháng VII và VIII Tốc độ của gió

ở ven bờ biển có thể vượt 50m/s Mưa bão thường đạt 200 ÷ 300 mm/ ngày §ặc biệt những đợt mưa trong bão, trong vòng ba ngày, cho lượng mưa từ 600 đến xấp xỉ 1000mm Các kết quả quan chắc được cho thấy lượng mưa bão chiếm 25-30% tổng lượng mưa mùa mưa Mùa mưa ở đòng bằng thường từ tháng V đến tháng X tập chung tới 85% lượng mưa năm - tháng VIII là tháng thường có lượng mưa lớn nhất đạt

từ 300 đến trên 400mn Lượng mưa tháng lớn nhất là 569mm Trong mùa ít mưa, từ tháng XI đến tháng IV, lượng mưa chỉ chiếm xấp xỉ 155 lượng trong năm , tháng ít mưa nhất thường là tháng Ụ với lượng mưa từ 15 ÷ 20mm

Toàn lưu vực sông Hồng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với mùa Đông lạnh, khô, ít mưa và mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, chịu tác đọng của cơ chế gió mùa Đông Nam á với hai mùa gió: Gió mùa Đông và gió mùa Hạ

Gió mùa Đông bị chi phối bởi không khí cực đới và không khí biển Đông và biến tính

Gió mùa Hạ bị chi phối bởi ba không khí:

+ Không khí nhiệt đới biển bắc ấn Độ (gió Tây Nam)

+ Không khí xích đạo (gió Nam)

+ Không khí biển Thái Bình Dương (gió Đông Nam)

1.1.2.3.2 Chế độ bức xạ

Do ở vùng khí hậu nhiệt đới, nên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình hàng năm nhận được nguồn năng lượng bức xạ 100 ÷ 200 Kcal/cm2/tháng, trung bình là 60

÷ 80 Kcal/cm2/tháng Nhỏ nhất là tháng I và II có tổng lượng bức xạ là 5÷8 kcal/cm2/tháng, lớn nhất là vào tháng VII, thời kỳ lên cao nhất trên Vĩ độ Bắc lượng bức xạ tổng cộng tới 12 ÷ 16 Kcal/cm2/tháng Các tháng mùa hạ cán cân bức xạ tăng tương đối đồng đều trên toàn lưu vực nên mức độ chênh lệch ít hơn các tháng mùa đông Một điều cần quan tâm là cán cân bức xạ thay đổi theo cao độ địa hình (ở Hà Nội với cao độ 5m là 72,5 Kcal/cm2/năm; nhưng ở Sa Pa cao độ 1570 cán cân bức xạ chỉ còn 44,7 Kcal/cm2/năm)

1.1.2.3.3 Chế độ ẩm

Độ ẩm tương đối trung bình năm của không khí trên lưu vực ở phần Việt Nam

có trị số khá cao từ 80% ÷ 90%, thời kỳ khô nhất khoảng 75% và thời kỳ ẩm nhất nhiều nơi đạt đến hơn 90% Phần lớn các vùng trong lưu vực đạt hai giá trị cực đại và hai giá trị cực tiểu

Cực đại thứ nhất thường xảy ra vào khoảng tháng II đến tháng III do có nhiều mưa phùn và và ẩm ướt nhất trong năm (Yên Bái 90%, Hà Nội 87%, Hải Phòng 91%, Nam Định 91% ) Cực đại thứ hai xảy ra vào khoảng tháng VII đến tháng VIII tương ứng với thời gian nóng nhất và mưa nhiều trong năm (Tuyên Quang, Hà Nội 86%, Hải Phòng 88%)

Cực tiểu thứ nhất xảy ra vào tháng V ÷ VI và cực tiểu thứ hai xảy ra vào khoảng tháng X ÷ XI tương ứng với thời kỳ vào đầu và cuối mùa mưa (Hoà Bình, Phú Thọ, Hà Nội có độ ẩm khoảng 80 ÷ 83%)

Độ ẩm không khí tương đối trung bình nhiều năm của lưu vực vào khoảng 84% Độ ẩm tương đối lớn nhất xuất hiện vào các tháng mùa Hè, mùa xuân, nhất là các ngày có gió mùa Đông Bắc hoạt độngmạnh gây mưa lớn Trong các tháng này độ

ẩm tương đối thường cao hơn 86% Độ ẩm thấp nhất xảy ra vào các tháng mùa Đông, đặc biệt vào những ngày gió Tây Nam khô nóng hoạt động, trong thời kỳ này độ ẩm

có thể nhỏ hơn 50%

Sự chênh lệch về độ ẩm không khí giữa mùa khô và mùa mưa của khu vực này là thấp, tháng có độ ẩm tương đối nhỏ nhất là tháng XI, XII

Bảng 1.6: Đ ộ ẩm tương đối trung bình tháng và năm (%) trong thời kỳ quan trắc của

một số trạm đặc trưng trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

độ bình quân hàng năm thấp hơn

Do chịu ảnh hưởng nhiều của gió mùa Đông Bắc trong mùa đông và gió mùa Tây Nam trong mùa hạ nên thời gian ấm nóng trong phần lớn lưu vực kéo dài từ 8 ÷ 9 tháng (tháng III ÷ IX, có nhiệt độ trung bình tháng trên 20oC, tháng V ÷ IX có nhiệt độ cao hơn 25oC) Nhiệt độ thấp ở hầu khắp trong lưu vực vào tháng XII ÷ II (thấp nhất thường vào tháng I và đầu tháng II, trên vùng núi cao vào những ngày giá rét thường

có tuyết rơi và nước đóng băng trên bề mặt nhưng cũng chỉ xảy ra trong ngày

Một điều cần lưu ý là vào đầu mùa hè (tháng V ÷ VI) gió mùa Tây Nam phát triển mạnh, áp thấp ấn - Miên di chuyển từ Tây sang Đông gây gió Tây mang thời tiết khô nóng ảnh hưởng nhiều nên trên bề mặt lưu vực lưu vực sông Đà và có khi còn tràn xuống cả trung du và đồng bằng sông Hồng (thời kỳ này thường đạt tới trị số cao tuyệt đối, trị số đó thường từ 40o ÷ 43oC)

Nhiệt độ không khí bình quân nhiều năm là 23,3oC Nhiệt độ cao nhất vào tháng VII với bình quân tháng là 28,8oC Nhiệt độ thấp nhất là vào các tháng XII, I bình quân vào khoảng 15,9 đến 18,2oC

Bảng 1.7: Nhiệt độ không khí trung bình tháng và năm ( oC ) trong thời kỳ quan trắc của

một số trạm đặc trưng trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

* Xét theo không gian

- Phần Trung Quốc thuộc lưu vực sông Hồng có lượng bốc hơi trung bình năm rất lớn (Lấy theo số liệu 1961 ÷ 1963): Thượng nguồn sông Thao ở Nguỵ Sơn: 2170 mm/năm, Lâm Bình: 2226 mm/năm, Mông Tự: 2362 mm/năm, Khai Hiển: 2502 mm/năm, Hà Khẩu 1494 mm/năm; Thượng nguồn sông Đà: Mặc Giang: 1780 mm/năm, Giang Thành: 1417 mm/năm; Thượng sông Lô: Văn Sơn: 2000 mm/năm

- Phần Việt Nam thuộc lưu vực sông Hồng có lượng bốc hơi trung bình năm nhỏ (là vùng có lượng bốc hơi nhỏ nhất nước ta): ở Tây Bắc từ 660 ÷ 1150 mm/năm, Việt Bắc 500 ÷ 860 mm/năm, Thái Nguyên 730 ÷ 980 mm/năm, trung du 560 ÷ 1050 mm/năm, đồng bằng 700 ÷ 990 mm/năm

Nếu so sánh với các vùng khác ở miền Trung và Miền Nam nước ta thì thấy nhiều vùng có lượng bốc hơi lớn hơn: Thanh Hoá - Nghệ An - Hà Tĩnh: 650 ÷ 1150 mm/năm, Quảng Bình - Quảng Trị - Thừa Thiên Huế: 900 ÷ 1500 mm/năm, Quảng Nam: 1122 mm/năm, Nha Trang: 1468 mm/năm, Buôn Mê Thuột: 1610 mm/năm, Tân Sơn Nhất: 1686 mm/năm, đồng bằng sông Cửu Long 1000 ÷ 1250 mm/năm Nguyên nhân là do nhiệt lượng trong năm thấp nhưng độ ẩm tương đối nhiều năm lại rất cao, nên lượng bốc hơi năm thấp

• Xét theo thời gian

Các tháng lạnh ẩm có lượng bốc hơi thấp, các tháng khô nóng lượng bốc hơi cao hơn rõ rệt: Ở Tây Bắc vào tháng III, Việt Bắc vào tháng V, đồng bằng Bắc Bộ vào tháng VII

Do khu vực nắng khá nhiều nên lượng bốc hơi khá cao Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm trên 1000mm Bốc hơi mạnh nhất vào những ngày gió Tây Nam khô nóng hoạt động Các tháng mùa hè lên đến trên 80mm mỗi tháng, trái lại trong các tháng mùa mưa lượng bốc hơi chỉ dưới 50mm Tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất là tháng II

Bảng 1.8: Lượng bốc hơi Piche trung bình tháng và năm của thời kỳ quan trắc (mm)

của một số trạm đặc trưng trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

Hai hướng gió thịnh hành trong năm là hướng Nam và Đông Nam Trong mùa đông khi gió Đông Bắc tràn về, hướng gió Đông Bắc và Bắc cùng xuất hiện, song không đều trên lưu vực và tần suất xuất hiện nhỏ hơn nhiều so với hướng Đông Nam Hướng Đông Nam không những thịnh hành trong mùa hè mà còn thịnh hành trong cả một số tháng mùa đông, đồng thời là nguyên nhân tạo ra những đợt nóng ấm xen kẽ trong mùa đông

Bảng 1.9: Tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s) của thời kỳ quan trắc của một số trạm đặc trưng trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

Th¸ng tr¹m I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII N¨m

Lượng mưa trung bình thời kỳ quan trắc của các trạm, khí tượng, đo mưa trên

lưu vực được minh hoạ trong bảng 3.5 Nhìn chung, lưu vực sông Hồng – Thái Bình

có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Lượng mưa khá phong phú nhưng phân bố

không đều theo không gian Lượng mưa năm khá lớn nhưng chủ yếu tập trung vào

mùa mưa Lượng mưa năm biến động rất mạnh so với yếu tố khí tượng khác, giá trị

cực đại tiểu cực đại của lượng mưa có thể chênh nhau từ hai đến ba lần Nếu xét theo

không gian trong lưu vực dao động trong khoảng 1200 ÷ 2000 mm, phần lớn trong

khoảng 1800 mm/năm Lượng mưa năm biến đổi rất lớn từ 700 ÷ 4800 mm, trong đó

địa phận Trung Quốc 700 ÷ 2100 mm/năm, phần Việt Nam 1200 mm ÷ 4800mm

(thuộc loại mưa lớn của thế giới) Tạo ra tài nguyên khí hậu và tài nguyên nước rất

phong phú trong lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình

Sự phân bố lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc rất nhiều vào địa hình và sự xắp

xếp các dãy núi: hướng đón gió và khuất gió Địa hình cao, phía hướng đón gió mưa

nhiều và tạo thành các tâm mưa lớn là Bắc Quang, Mường Tè, Hoàng Liên Sơn có

lượng mưa khá lớn Lượng mưa lớn nhất có nơi đạt đến 600-700mm/tuần;

1200mm/tháng đặc biệt là trung tâm mưa Bắc Quang có năm đạt đến 5499mm/năm

Những vùng khuất sau dãy núi chắn gió như thung lũng Yên Châu, Cao nguyên Sơn

La, lòng chảo Nghĩa Lộ, vùng thượng nguồn sông Gâm có lượng mưa nhỏ đạt từ

1200mm đến khoảng 1600mm/năm Vùng đồng bằng có lượng mưa trung bình từ

1400mm đến hơn 2000mm

Lượng mưa biến đổi qua nhiều năm không lớn, năm mưa nhiều gấp 2-3 lần

lượng mưa năm mưa ít Do đặc tính khí hậu nhiệt đới gió mùa nên chế độ mưa trên lưu

vực sông Hồng biểu hiện tính mùa khá rõ rệt Mùa mưa thường kéo dài 5 tháng từ

tháng VI đến tháng X Nơi mưa nhiều có thể kéo dài 7-8 tháng Nhiệt độ không khí

trung bình từ 15oC – 24oC Lượng bốc hơi trung bình năm (đo bằng ống Piche) từ

600mm ở vùng núi cao đến hơn 1000mm ở vùng đồng bằng

Bảng 1.10: Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm) của thời kỳ quan trắc

của một số trạm đặc trưng trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

Bão là một nhiễu động khí quyển cực kỳ quan trọng thường xuất hiện trong hè,

những cơn bão ảnh hưởng tới lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình thường bắt nguồn

từ biển Tây Thái Bình Dương, vượt qua Philippin vào biển Đông hoặc hình thành

ngay trên biển Đông rồi đổ bộ vào lưu vực Bão thường kèm theo mưa to, gió lớn, gây

lũ lụt nghiêm trọng cùng với nhiều tai hoạ khác kèm theo

Sự diễn biến của bão qua từng năm rất phức tạp cả về số lượng, đường đi và

cường độ Có năm không thấy trận bão nào như năm 1976, 1985, có năm có trên 10

trận bão như năm 1909, 1929, 1964, 1973, 1978 1991, có năm bão đến sớm từ tháng

IV ÷ V, có năm đến muộn vào tháng XI Nói chung là mùa bão trùng với mùa lũ

(tháng VI ÷ X) trong đó nhiều nhất là tháng IX rồi đến tháng VII và tháng VIII

Nhìn chung, bão thường gây ra mưa lớn kéo dài từ 2 ÷ 4 ngày lượng mưa toàn

đợt đạt từ 200mm ÷ 400mm và cao hơn nữa ở vùng ven biển bão cũng thường gây ra

nạn nước dâng, mặn lấn sâu vào đất liền và còn có tác dụng làm thay đổi hướng chảy

của các dòng sông ra biển Bão rất nguy hiểm, gây nhiều thiệt hại và ảnh hưởng to lớn đến đời sống của nhân dân và các ngành kinh tế xã hội của đất nước

Số cơn bão trong các thập kỷ rất khác nhau, bốn thập kỷ gần đây bão có xuất hiện nhiều hơn với cường độ mạnh hơn Theo kết quả thống kê 403 trận bão đổ bộ vào Việt Nam trong vòng 100 năm thì có 126 trận (tức 31%) đổ bộ vào vùng biển từ Quảng Ninh đến Ninh Bình Trong đó xảy ra vào tháng 9 có 37 trận, tháng 7 có 35 trận và tháng 8 có 26 trận

1.1.2.4 Đặc điểm thủy văn trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình

1.1.2.4.1 Dòng chảy năm

Dòng chảy trên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được hình thành từ mưa

và khá dồi dào Tổng lượng bình quân nhiều năm qua Sơn Tây khoảng 118 tỷ m3tương ứng với lưu lượng 3743 m3/s, nếu tính cả sông Thái Bình, sông Đáy và vùng đồng bằng thì tổng lượng dòng chảy đạt tới 135 tỷ m3, trong đó 82,54 tỷ m3 (tương đương 61,1%) lượng dòng chảy sản sinh tại Việt Nam và 52,46 tỷ m3 (tương đương 38,9%) là sản sinh trên lãnh thổ Trung Quốc Tuy nhiên, do địa hình chia cắt, lượng mưa phân bố không đều nên dòng chảy trên các phần lưu vực cũng rất khác nhau

Dòng chảy ở địa phận Việt Nam phong phú hơn nhiều dòng chảy của phần thượng nguồn lưu vực nằm ở Trung Quốc (lượng mưa trung bình ước tính trên sông

Đà phần Việt Nam 2900 mm/năm; Phần Trung Quốc 1800 mm/năm; trên sông Lô phần lưu vực ở Trung Quốc là 1200 mm/năm thì lưu vực thuộc Việt Nam lên tới 1900 mm/năm; trên sông Thao phần Trung Quốc còn thấp hơn là 1100 mm/năm và thuộc lãnh thổ Việt Nam cũng đạt 1900 mm/năm)

Nhìn chung, lượng nước trung bình hàng năm trên lưu vực biến đổi khá lớn và tuỳ thuộc từng sông Năm nhiều nước nhất so với năm ít nước nhất gấp 1,7 đến 2,2 lần

ở sông Hồng và từ 3 đến 4,6 lần ở sông Thái Bình Trên các sông nhỏ, biến động nước trung bình năm nhiều hơn, đặc biệt là các nhánh nhỏ của sông Thái Bình

Bảng 1.11 : Biến động lượng nước trung bình năm tại một số vị trí

STT Sông

* Nguồn: Viện quy hoạch Thuỷ lợi

Trong 3 nhánh lớn của sông Hồng thì sông Đà có lượng dòng chảy lớn nhất chiếm khoảng 42%, sông Thao có diện tích lưu vực xấp xỉ sông Đà song lại có lượng dòng chảy nhỏ nhất chỉ chiếm 19%, sông Lô có diện tích lưu vực là nhỏ nhất song có lượng dòng chảy đáng kể đứng thứ hai sau sông Đà chiếm 25,4% (tỷ lệ này so với lượng dòng chảy đến tại Sơn Tây)

Bảng 1.12: Đặc trưng dòng chảy năm trung bình nhiều năm

trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

b Diễn biến dòng chảy qua nhiều năm

- Dòng chảy năm không biến đổi nhiều lắm, năm nhiều nước nhất so với năm ít nước nhất trong thời gian từ đầu thế kỷ tới nay cũng chỉ khoảng 2,0 ÷ 2,6 lần đối với các trạm trên sông lớn và khoảng 3 ÷ 4 lần đối với các trạm trên sông nhánh của sông Thái Bình Từ khi có chế độ quan trắc tốt hơn (1956 đến nay) lại rơi vào thời kỳ sông Hồng ít nước thì tỷ lệ đó chỉ còn 1,6 ÷ 2,0 lần ở sông lớn và khoảng 3,0 ÷ 4,5 ở thượng lưu sông Thái Bình

- Hệ số biến đổi Cv của dòng chảy năm tăng khi diện tích lưu vực giảm và khi lượng nước trung bình năm trên lưu vực giảm Hệ số Cv ở các lưu vực sông lớn: 0,16

÷ 0,23 các lưu vực trung bình và các lưu vực nhỏ: 0,30 ÷ 0,50 Hệ số biến động Cv được thống kê trong bảng sau:

Bảng 1.13: Hệ số biến động Cv tại một số trạm trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

c Phân phối dòng chảy trong năm

Để phục vụ cho bài toán điều hành cấp nước cho mùa cạn cho đồng bằng sông Hồng, chúng tôi xét sự phân phối dòng chảy trong năm vùng đồng bằng sông Hồng: