Đánh giá tác động của tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi và giao thông thủy vùng hạ du sông hồng

Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: Vùng hạ du, tập trung trên dòng chính sông Hồng - Phạm vi khoa học: Các tổ hợp tần suất cạn bất lợi và tác động của chúng đến hệ thống thủy lợi v

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 – KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG HẠ DU SÔNG HỒNG 4

1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 4

1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 5

1.1.3 Khí hậu 6

1.1.4 Thuỷ văn 7

1.1.5 Hải văn 8

1.1.6 Thổ nhưỡng 9

1.1.7 Thực vật 11

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 11

1.2.1 Dân cư và lao động 11

1.2.2 Đặc điểm phát triển kinh tế 12

1.3 Khái quát về đặc điểm hệ thống thủy lợi hạ du sông Hồng 16

1.3.1 Vùng sông Lô - Gâm 16

1.3.2 Vùng sông Cầu - sông Thương 17

1.3.3 Vùng hữu sông Hồng 17

1.3.4 Vùng tả sông Hồng 18

1.3.5 Vùng hạ du sông Thái Bình 19

1.4 Khái quát đặc điểm mạng lưới giao thông thủy vùng hạ du sông Hồng 21

Chương 2 - XÁC ĐỊNH TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HẠ DU SÔNG HỒNG 26

2.1 Đặc điểm dòng chảy cạn vùng hạ du sông Hồng 26

2.2 Đánh giá sự đồng bộ các đặc trưng dòng chảy cạn trên sông Hồng 29

2.2.1 Cơ sở dữ liệu đánh giá 29 2.2.2 Đánh giá sự đồng bộ về thời gian xuất hiện dòng chảy cạn trên các nhánh sông 30 2.2.3 Đánh giá sự đồng bộ về mức độ cạn 35

2.3 Lựa chọn hợp cạn bất lợi nhất 45Chương 3 – ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ GIAO THÔNG THỦY VÙNG HDSH 463.1 Ứng dụng mô hình MIKE 11-HD mô phỏng dòng chảy kiệt hệ thống sông Hồng theo năm cạn bất lợi 46

3.1.1 Cơ sở lý thuyết của mô hình MIKE 11-HD 46 3.1.2 Thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình 50

3.2 Đánh giá tác động của tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi vùng hạ du 593.3 Đánh giá tác động của tổ hợp cạn bất lợi đến giao thông thủy vùng hạ du 63KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 70TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Phân loại đất vùng HDSH 9

Bảng 1 2 Kích thước đường thủy nội địa theo cấp kỹ thuật 22

Bảng 1 3 Cấp kỹ thuật của các tuyến đường thủy chính vùng HDSH 23

Bảng 1 4 Các tuyến giao thông thủy quan trọng vùng HDSH 24

Bảng 2 1 Dòng chảy trung bình mùa cạn lưu vực sông Hồng – Thái Bình 28

Bảng 2 2 Tổng hợp mực nước Hà Nội thấp nhất trong các tháng mùa cạn từ 2001-2011 (Đơn vị: cm) 29

Bảng 2 3 Thời gian xuất hiện đặc trưng dòng chạy cạn tại các tuyến sông Đà, Thao, Lô và hạ lưu Hồng 31

Bảng 2 4 Năm xuất hiện trạng thái rất đồng bộ giữa các tuyến sông 34

Bảng 2 5 Tổ hợp dòng chảy cạn các tuyến theo đặc trưng dòng chảy năm ứng với mức đặc biệt cạn tại Hà Nội 35

Bảng 2 6 Tổ hợp dòng chảy cạn các tuyến theo đặc trưng dòng chảy mùa cạn ứng với mức đặc biệt cạn tại Hà Nội 37

Bảng 2 7 Tổ hợp dòng chảy cạn các tuyến theo đặc trưng dòng chảy 3 tháng min ứng với mức đặc biệt cạn tại Hà Nội 39

Bảng 2 8 Tổ hợp dòng chảy cạn các tuyến theo đặc trưng dòng chảy 1 tháng min ứng với mức đặc biệt cạn tại Hà Nội 41

Bảng 2 9 Đặc trưng dòng chảy tại các trạm chính trên lưu vực sông Hồng năm 2009-2010 45

Bảng 3 1 Kết quả so sánh giá trị thực đo và tính toán theo chỉ số Nash 58

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Vị trí địa lý vùng HDSH 4

Hình 1 2 Bản đồ hệ thống thủy lợi vùng HDSH 21

Hình 1 3 Sơ đồ các tuyến vận tải thủy vùng HDSH 24

Hình 1 4 Sơ đồ các tuyến vận tải thủy quan trọng vùng HDSH 25

Hình 2 1 Tương quan dòng chảy năm trạm Hòa Bình và trạm Sơn Tây 36

Hình 2 2 Tương quan dòng chảy năm trạm Yên Bái và trạm Sơn Tây 36

Hình 2 3 Tương quan dòng chảy năm trạm Vụ Quang và trạm Sơn Tây 37

Hình 2 4 Tương quan dòng chảy mùa cạn trạm Hòa Bình và trạm Sơn Tây 38

Hình 2 5 Tương quan dòng chảy mùa cạn trạm Vụ Quang và trạm Sơn Tây 38

Hình 2 6 Tương quan dòng chảy mùa cạn trạm Yên Bái và trạm Sơn Tây 39

Hình 2 7 Tương quan dòng chảy 3 tháng nhỏ nhất tại Hòa Bình và Sơn Tây 40

Hình 2 8 Tương quan dòng chảy 3 tháng nhỏ nhất tại Vụ Quang và Sơn Tây 40

Hình 2 9 Tương quan dòng chảy 3 tháng nhỏ nhất tại Yên Bái và Sơn Tây 41

Hình 2 10 Tương quan dòng chảy 1 tháng nhỏ nhất tại Hòa Bình và Sơn Tây 42

Hình 2 11 Tương quan dòng chảy 1 tháng nhỏ nhất tại Vụ Quang và Sơn Tây 42

Hình 2 12 Tương quan dòng chảy 1 tháng nhỏ nhất tại Yên Bái và Sơn Tây 43

Hình 2 13 Tương quan dòng chảy 3 tháng min và 1 tháng min tại Hòa Bình 43

Hình 2 14 Tương quan dòng chảy 3 tháng min và 1 tháng min tại Yên Bái 44

Hình 2 15 Tương quan dòng chảy 3 tháng min và 1 tháng min tại Vụ Quang 44

Hình 2 16 Tương quan dòng chảy 3 tháng min và 1 tháng min tại Sơn Tây 44

Hình 3 1 Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott 47

Hình 3 2 Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott; Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x~t 48

Hình 3 3 Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ 48

Hình 3 4 Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott; 48

Hình 3 5 Cấu trúc các điểm lưới trong mạng vòng 49

Hình 3 6 Sơ đồ mặt mạng sông tính toán và vị trí các mặt cắt 51

Hình 3 7 Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 1998-1999 53

Hình 3 8 Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 2003 - 2004 53

Hình 3 9 Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 2004 - 2005 53

Hình 3 10 Biên mực nước ứng mùa cạn năm 1998-1999 53

Hình 3 11 Biên mực nước ứng mùa cạn năm 2003 - 2004 53

Hình 3 12 Biên mực nước ứng mùa cạn năm 2004 - 2005 53

Hình 3 13 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Sơn Tây mùa cạn 1998 - 1999 54

Hình 3 14 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Hà Nội mùa cạn 1998 - 1999 54

Hình 3 15 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Thượng Cát mùa cạn 1998 - 1999 54

Hình 3 16 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Hưng Yên mùa cạn 1998 - 1999 54

Hình 3 17 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Sơn Tây mùa cạn 2003-2004 55

Hình 3 18 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Hà Nội mùa cạn 2003-2004 55

Hình 3 19 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Thượng Cát mùa cạn 2003-2004 56

Hình 3 20 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Hưng Yên mùa cạn 2003-2004 56

Hình 3 21 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Sơn Tây mùa cạn 2004-2005 56

Hình 3 22 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Hà Nội mùa cạn 2004-2005 56

Hình 3 23 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Thượng Cát mùa cạn 2004-2005 57

Hình 3 24 Kết quả kiểm tra mực nước tính toán tại trạm Hưng Yên mùa cạn

2004-2005 57

Hình 3 25 Biên lưu lượng ứng mùa cạn năm 2009-2010 59

Hình 3 26 Biên mực nước mùa cạn năm 2009-2010 59

Hình 3 27 Đường quá trình mực nước tại TB Bạch Hạc 60

Hình 3 28 Đường quá trình mực nước tại cống Liên Mạc 61

Hình 3 29 Đường quá trình mực nước tại cống Xuân Quan 63

Hình 3 30 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Đà 64

Hình 3 31 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Lô 64

Hình 3 32 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Hồng 65

Hình 3 33 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Đuống 65

Hình 3 34 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Đáy 66

Hình 3 35 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Kinh Thầy 66

Hình 3 36 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Đá Bạch 67

Hình 3 37 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Lai Vu 67

Hình 3 38 Độ sâu cột nước thấp nhất mùa cạn dọc sông Lạch Tray 68

Hình 3 39 Sơ đồ các vị trí bất lợi cho giao thông thủy ứng với tổ hợp cạn năm 2009 -2010 69

BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

3Tmin Lưu lượng trung bình 3 tháng nhỏ nhất Tmin Lưu lượng trung bình tháng nhỏ nhấ

tế trọng điểm của cả nước và là khu vực tập trung dân cư đông đúc Trong bối cảnh phát triển nền kinh tế xã hội hướng đến công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay cùng với xu thế biến đổi khí hậu, một trong những thách thức mà khu vực phải đối mặt trong thời gian tới là sự suy thoái, hạn hán thiếu nước sử dụng trong mùa cạn Xét về tài nguyên nước, ngoài nguồn nước tại chỗ với lượng mưa trung bình toàn vùng đạt 1700mm, hàng năm HDSH đón nhận một lượng nước lớn từ thượng du (đạt tới trên 83 tỷ m3/năm tính đến trạm thủy văn Sơn Tây) – và đây chính là nguồn cung cấp nước chính cho các hoạt động phát triển của con người Tuy nhiên, dưới tác động của điều kiện địa hình kết hợp với hoàn lưu đã phân bố nguồn nước không đều theo cả không gian và thời gian; trên 65% lượng nước tập trung vào các tháng mùa lũ (từ tháng VI đến tháng IX hoặc X) và nguồn nước trong mùa khô kiệt rất nhỏ Bên cạnh đó, vùng thượng lưu rộng lớn, địa hình đa dạng nên thường xuyên không xuất hiện đồng bộ các pha nước, đã gây khó khăn trong khai thác nguồn nước phục sản xuất nông nghiệp cũng như hoạt động giao thông thủy của vùng

Liên tục trong những năm gần đây, mực nước sông Hồng xuống rất thấp, năm sau đạt kỷ lục hơn năm trước và mực nước thấp nhất chỉ là 0,1m xuất hiện năm

2010 – đây là mực nước thấp nhất trong lịch sử quan trắc được tại trạm thủy văn Hậu quả là giao thông thủy bị tê liệt, diện tích đất không canh tác hoặc bị hạn hán giảm năng suất rất lớn

Mức độ cạn HDSH hoàn toàn bị chi phối bởi dòng chảy các sông thuộc lưu vực thượng lưu như sông Đà, sông Thao, sông Hồng, là kết quả của tổ hợp dòng chảy cạn các sông này Để có cơ sở khoa học cho việc giảm thiểu tác động bất lợi

của hạn hán đến hệ thống thủy lợi và giao thông thủy vùng HDSH, học viên lựa

chọn đề tài “Đánh giá tác động của tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi và giao thông thủy vùng HDSH”

2 Mục tiêu của luận văn

- Xác định tổ hợp cạn bất lợi của các sông thượng du đến dòng chảy cạn HDSH

- Đánh giá ảnh hưởng của tổ hợp cạn bất lợi đến hệ thống thủy lợi và giao

thông thủy vùng HDSH

3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu

+ Thu thập các tài liệu trên cơ sở kế thừa từ các nguồn tài liệu, tư liệu, số liệu, thông tin có liên quan đến đề tài một cách có chọn lọc, từ đó phân tíchhay tổng hợp đánh giá chúng theo mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu

+ Thống kê, thu thập các số liệu đo đạc, khảo sát ngoài thực địa, tính toán trên bản đồ của các đề tài, dự án liên quan đã triển khai

+ Thu thập các tài liệu khí tượng, thủy văn, hải văn trên vùng nghiên cứu

- Phương pháp xác suất thống kê:

+ Sử dụng trong việc xác định các tổ hợp cạn bất lợi trên sông Hồng

- Phương pháp bản đồ và GIS:

+ Sử dụng trong quá trình tìm hiểu tài liệu, dữ liệu bản đồ, dựng các sơ đồ + Hỗ trợ thiết lập dữ liệu đầu vào mô hình toán

- Phương pháp mô hình toán:

+ Mô phỏng, diễn toán dòng chảy cạn vùng HDSH làm cơ sở đánh giá ảnh hưởng dòng chảy cạn đến khả năng khai thác nguồn nước của các công trình thủy lợi và giao thông thủy trên khu vực

4 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian: Vùng hạ du, tập trung trên dòng chính sông Hồng

- Phạm vi khoa học: Các tổ hợp tần suất cạn bất lợi và tác động của chúng đến hệ

thống thủy lợi và giao thông thủy HDSH

5 Bố cục của luận văn

Nội dung của luận văn ngoài phần đầu và kết luận, được trình trong 3 chương:

Chương 1 Khái quát đặc điểm điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế - xã hội vùng HDSH

Chương 2 Xác định tổ hợp cạn bất lợi đến hạ du hệ sông Hồng

Chương 3 Đánh giá tác động của tổ hợp cạn bất lợi hến hệ thống thủy lợi và giao thông thủy vùng HDSH

Chương 1 – KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG HẠ DU SÔNG HỒNG

1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

của vùng giáp biển

Đông, phía Tây

giáp các tỉnh Hoà

Bình và Phú Thọ,

phía Nam giáp tỉnh

Thanh Hoá, phía

Bắc giáp các tỉnh

Tuyên Quang, Thái Nguyên, Bắc Giang và Quảng Ninh

Vùng hạ du sông Hồng giữ vai trò cửa ngõ phía Bắc của Tổ quốc; với hệ thống giao thông hiện có như mạng lưới đường bộ, đường sông, đường biển, đường hàng không, đường sắt, cảng biển Hải Phòng, cảng hàng không quốc tế sân bay Nội Bài…là những đầu mối nối liền giữa Vùng với các vùng kinh tế trong nước và mở

Hình 1 1 Vị trí địa lý vùng HDSH

rộng quan hệ giao lưu với các nước trong khu vực và thế giới

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Vùng HDSH là châu thổ có địa hình cơ bản là thấp và bằng phẳng, dốc thoải

từ Tây Bắc xuống Đông Nam, độ cao giảm từ 10 – 15m đến mực nước biển và có

sự phân hóa giữa các khu vực Sự phân hóa của địa hình cũng như các điều kiện tự nhiên khác chi phối tập quán sản xuất của dân cư Có thể chia vùng HDSH thành 3 vùng có địa hình khác nhau như sau:

* Vùng rìa đồng bằng có 2 kiểu là đồng bằng thềm phù sa cổ xen đồi sót và đồng bằng thềm phù sa cổ Kiểu thứ nhất phổ biến ở rìa phía Bắc và Tây Bắc đồng bằng Địa hình phần lớn là gò đồi và bậc thềm cao ráo, mạng lưới sông suối thưa

Cư dân ở đây chọn đồng ruộng ở địa thế cao Tại những nơi có đồi gò thì cư dân xây nhà tập trung ở chân đồi gò, để dành đất bằng cho canh tác, công tác chống xói mòn được coi trọng Ngày nay, phương thức sản xuất có nhiều thay đổi, nhiều nông trường và trang trại hộ gia đình được hình thành, năng suất kinh tế cao hơn với sản phẩm hàng hóa Kiểu thứhai đã xuống gần sông Hồng hoặc các chi lưu nên chịu ảnh hưởng chế độ nước sông hơn Nông dân biết tận dụng nước để tát tưới và có thêm những cánh đồng phù sa mới phì nhiêu, kinh tế cũng trù phú hơn

* Vùng trung tâm đồng bằng chịu ảnh hưởng của chế độ nước sông và thủy triều rõ rệt hơn, được phân thành 4 kiểu

Kiểu đồng bằng phù sa mới đất cao nằm ở tả, hữu ngạn sông Hồng Đây là khu vực bị bão lụt đe dọa nhiều nhất nhưng đất đai cũng màu mỡ nhất nên dân cư tập trung đông Vườn nhỏ được bố trí hợp lí nhằm tiết kiệm đất, đặc biệt là có ao ở những nơi cần vượt đất làm nên nhà, sử dụng phương thức VAC (vườn – ao – chuồng) nhằm khai thác tối đa tài nguyên

Tại kiểu đồng bằng phù sa mới thấp nằm giữahai lưu vực sông, để tránh lụt

cư dân đào nhiều sông, kênh tiêu nước, đây cũng là đường giao thông thủy nội bộ nối các điểm quần cư với nhau Phương thức VAC rất phổ biến nhưng ao rộng hơn, vườn hẹp hơn

Tại kiểu đồng bằng phù sa mới trũng rất tiêu biểu tại các tỉnh Hà Nam, Ninh Bình không thể tiêu nước bằng kênh vì mực nước các sông lớn bao quanh đều cao hơn nội đồng Thời gian ngập úng kéo dài nên nông dân chỉ làm 1 - 2 vụ trong năm Thời gian nông vụ ít nên các ngành nghề thủ công nghiệp phát triển hoặc cư dân di

cư đi kiếm ăn theo thời vụ khá phổ biến Hiện nay, người nông dân tích cực áp dụng các biện pháp cải tạo, nhất là thủy lợi nên diện tích lầy thụt thu hẹp, nhờ đó mà năng suất lúa cao hơn, cây trồng đa dạng hơn

Các bãi bồi ngoài đê gồmhai kiểu phụ: bài bồi ven sông và bãi giữa Tại các bãi bồi không thuận lợi cho cây lúa, cư dân chuyển sang trồng hoa màu, cây công nghiệp ngắn ngày và nghề cá, nhất là nghề vớt cá bột trên sông Các bãi giữa chỉ bị ngập sau khi lũ thật lớn thì cư dân tập trung thành 1 điểm quần cư có đê bao quanh Ngoài đê trồng cây hoa màu và cây công nghiệp ngắn ngày

*Vùng ven biển với địa hình rất thấp, bằng phẳng gồmhai kiểu phụ: đồng bằng ven biển hiện đại và đồng bằng tích tụ cửa sông Tại đây, cư dân quai đê lấn biển, đào kênh tạo thành hệ thống giao thông thủy bộ Trong đê họ trồng lúa, cói, ngoài đê phát triển đánh bắt hải sản và làm vận tải, kinh tế biển phát triển rõ nhất trong HDSH

1.1.3 Khí hậu

Khí hậu của vùng mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng rất mạnh củahai hướng gió chính là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam và được phân thành 4 mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông)

Nhiệt độ không khí trung bình năm là 23,5°C, lượng bức xạ cao vào khoảng

115 kcal/cm2/năm

Lượng mưa trung bình trong năm khoảng 1.500 - 2.000 mm, lượng mưa phân bố theo mùa; mùa mưa từ tháng V đến tháng X lượng mưa chiếm trên 85% tổng lượng mưa cả năm, mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau, lượng mưa ít chiếm khoảng 15% lượng mưa cả năm

Độ ẩm trung bình các tháng trong năm chênh lệch không lớn, tháng có độ ẩm

cao nhất và tháng có độ ẩm thấp nhất chênh nhau 12% Độ ẩm trung bình tối đa là 92%, độ ẩm trung bình tối thiểu là 80%

Nhìn chung khí hậu vùng HDSH thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng, ẩm, mưa nhiều và được phân hoá theo mùa, sự chênh lệch nhiệt độ giữa các mùa và các tháng trong năm tương đối lớn, lượng bức xạ và tổng số giờ nắng trong năm tương đối cao; mưa phân bố theo mùa, lượng mưa tập trung vào mùa hạ, độ ẩm không khí trung bình rất cao, đây là điều kiện thuận lợi cho cây trồng, vật nuôi sinh trưởng, phát triển quanh năm Tuy nhiên do sự phân bố không đều trong năm đã gây trở ngại cho sản xuất và đời sống con người, đây cũng là nét đặc trưng nổi bật của khí hậu vùng HDSH

1.1.4 Thuỷ văn

HDSH có mạng lưới sông, ngòi, hồ, ao phong phú và đa dạng, có hai hệ thống sông chủ yếu là sông Hồng và sông Thái Bình với mật độ mạng lưới sông từ 1-1,3 km/km2, tạo nên vùng đồng bằng châu thổ phì nhiêu màu mỡ, thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Là vùng đồng bằng rộng lớn được bồi tụ bằng phù sa sông Hồng – sông Thái Bình với địa hình khá bằng phẳng, độ dốc trung bình từ Việt Trì tới bờ biển (theo hướng Tây Bắc – Đông Nam) khoảng 9cm/km, chênh lệch nơi cao nhất và nới thấp nhất khoảng 10m Ngoài ra còn những đồi núi còn sót cao trên dưới 100m nằm rải rác ở đồng bằng (nhất là rìa phía Đông Bắc và Tây Nam) Các

hệ thống dòng chính và phân lưu tạo thành một mạng lưới sông ngòi chằng chịt bao gồm hầu hết các tỉnh đồng bằng, trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam

Dòng chính của sông Hồng có tổng chiều dài 1.183km, trong đó có 640km chảy trên đất Trung Quốc Phần thuộc lãnh thổ Việt Nam là 500km, chỗ rộng nhất là 1300m, chỗ hẹp nhất là 400m Sông Hồng là hợp lưu của 3 nhánh sông lớn sông

Đà, sông Lô, sông Thao Khi chảy vào vùng đồng bằng nó có nhiều phân lưu ra cảhai bờ tả hữu Trước đây bên bờ tả có các nhánh như sông Phan, sông Cà Lồ, sông Thiếp, sông Đuống, Đình Đào, Cửu An và sông Trà Lý; bờ hữu có các sông như sông Đáy, sông Nhuệ, Tô Lịch, sông Lấp, Châu Giang, sông Đào Nam Định, sông Ninh Cơ và sông Sò Ngày nay bờ tả còn 3 phân lưu là sông Đuống, sông Luộc và

sông Trà Lý; bờ hữu cònhai phân lưu đó là sông Đào Nam Định và sông Ninh Cơ, sông Đáy ở cửa Đáy chỉ liên hệ với sông Hồng khi phân lũ

Hệ thống sông Thái Bình có lưu vực nằm hoàn toàn trên lãnh thổ Việt Nam

và hình thành từ 3 nhánh sông là sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam Ba nhánh gặp nhau tại Phả Lại tạo thành dòng chính sông Thái Bình, về hạ du nó có nhiều phân lưu thuộc bờ tả như: Kinh Thầy, Văn Úc và nhận nước sông Hồng từ bờ hữu qua các sông Đuống và sông Luộc Sông Đuống và sông Luộc nốihai hệ thống sông trên với nhau và lưu vực đổ ra biển bằng 9 cửa là: Cửa Đáy, cửa Ninh Cơ, cửa

Ba Lạt, cửa Trà Lý, cửa Thái Bình, cửa Văn Úc, cửa Lạch Tray, cửa Cấm và cửa Bạch Đằng

Mạng lưới sông suối trong hệ thống sông Hồng – Thái Bình phát triển không đồng đều với mật độ lưới sông từ 0,25 – 0,50km/km2

ở nơi như Nam Định đến hơn 1,3 km/km2 ở những nơi như Hà Nội, Bắc Ninh

Ở hạ lưu sông Hồng có một số phân lưu chính như các sông Đáy, Đuống, Luộc, Trà Lý, Đào, Ninh Cơ Sông Đuống và sông Luộc chảy vào sông Thái Bình tại phía dưới Phả Lại và Quý Cao, sông Đào chảy vào sông Đáy, sông Trà Lý chảy

ra cửa Trà Lý và sông Ninh Cơ chảy ra cửa Lạch Giang

Sông Đáy là sông tự nhiên nhận nước sông Hồng qua cửa Hát Môn Sau khi đập Đáy được xây dựng (1937) cửa sông Hát Môn bị bồi lấp Do đó sông Đáy thành sông tiêu nước tự nhiên của lưu vực sông Đáy, chỉ khi lũ sông Hồng đặc biệt lớn mới phân lũ sông Hồng vào sông Đáy Ngoài cửa Ba Lạt, nước sông Hồng còn chảy qua các cửa Trà Lý, Lạch Giang và một số cửa của sông Thái Bình

Ngoài ra các sông Cà Lồ, Ngũ Huyện Khê trước đây cũng là phân lưu của sông Hồng ở phía bờ trái nhưng hiện nayhai cửa sông này cũng đã bồi lấp nên chỉ còn là sông tiêu nước cho vùng Vĩnh Phúc và Bắc Ninh

1.1.5 Hải văn

Vùng ven biển cửa sông vùng HDSHcó chế độ nhật triều, có độ lớn thuỷ triều trong một ngày thuộc loại lớn nhất nước ta Một ngày có một đỉnh triều và một chân

triều (H max đạt tới 3,5 – 4,0 m) Thời gian triều nên khoảng 11 giờ và triều xuống khoảng 13 giờ Cứ khoảng 15 ngày có một kỳ nước cường (độ lớn thuỷ triều lớn) và một kỳ nước ròng (hay còn gọi là nước lửng, là khi độ lớn thuỷ triều bé) Vào kỳ triều cường, dòng chảy sông Hồng ở vùng hạ lưu bị ảnh hưởng thuỷ triều vịnh Bắc Bộ, mùa cạn ảnh hưởng nhiều hơn mùa lũ Sóng đỉnh triều mùa cạn vào sâu trong nội địa 150 km, và trong mùa lũ ảnh hưởng vào 50 – 100 km

Mực nước triều bình quân từ tháng 9 đến tháng 12, thường cao nhất vào đầu mùa khô, nhất là tháng 10 như ở Hòn Dấu là + 36 cm và tháng 1 đến tháng 4, thấp nhất vào cuối mùa khô (tháng 3) là +7 cm

Độ lớn thuỷ triều kỳ triều xuống có chênh lệch lớn nhất vào tháng 12 và nhỏ nhất vào tháng 3, tháng 4 Biến đổi mực nước của mực nước cao nhất hàng tháng mùa cạn là 0,5 - 1,0 m, của mực nước thấp nhất hàng tháng mùa cạn là 0,3- 0,5 m ở Hòn Dấu

Thủy triều vịnh Bắc bộ có ảnh hưởng đặc biệt mạnh đến vùng cửa sông ven

biển HDSH, một trong những tác động đó là vấn đề xâm nhập mặn

1.1.6 Thổ nhưỡng

Vùng HDSH có 8 nhóm đất chính (bảng 1.1) gồm: nhóm đất cát (C), nhóm đất mặn (M), nhóm đất phèn (S), nhóm đất phù sa (P), nhóm đất glây (GL), nhóm đất đỏ vàng (F), nhóm đất xám (X) và nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá (E) Trong đó nhóm đất phù sa có diện tích lớn nhất 756.095ha; chiếm 50,91% tổng diện tích tự nhiên toàn vùng

Bảng 1 1 Phân loại đất vùng HDSH

TT Nhóm đất theo phân loại

Việt Nam

Ký hiệu

Tên theo FAO-UNESCO

Ký hiệu

Diện tích (ha)

TT Nhóm đất theo phân loại

Việt Nam

Ký hiệu

Tên theo FAO-UNESCO

Ký hiệu

Diện tích (ha)

- Nhóm đất cát (C):Nhóm đất cát được hình thành vùng ven biển và nội

đồng ven sông suối do quá trình bồi lắng chủ yếu từ sản phẩm thô

- Nhóm đất mặn (M): Đây là nhóm đất mặn ven biển, do ảnh hưởng của

nước biển theo thuỷ triều tràn vào hoặc do nước ngầm bị nhiễm mặn Nhóm đất mặn ở vùng ĐBSH có 2 loại chính: loại đất sú vẹt, loại đất mặn ít

- Nhóm đất phèn (S): Đất phèn phân bố ở ven biển thuộc thành phố Hải

Phòng, các tỉnh Thái Bình và Nam Định được hình thành do sản phẩm bồi tụ phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình chứa vật liệu sinh phèn (xác sinh vật chứa lưu huỳnh - Pyrite) phát triển mạnh ở môi trường đầm mặn, khó thoát nước

- Nhóm đất phù sa (P): Nhóm đất phù sa ở vùng ĐBSH được hình thành do

quá trình bồi lắng của hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình, tính chất phụ thuộc vào mẫu chất, điều kiện địa hình và hệ thống sử dụng, phân bố ở tất cả 12 tỉnh thành trong vùng

- Nhóm đất glây (GL): Đất glây vùng HDSH là đất hình thành từ các vật liệu

không gắn kết, trừ các vật liệu có thành phần cơ giới thô và trầm tích phù sa có các đặc tính phù sa,phân bố tập trung ở hầu hết các tỉnh trong vùng

- Nhóm đất xám (X): Diện tích của nhóm đất xám phát triển trên phù sa cổ,

đá macma axit và đá cát Các loại đất này đã được khai thác cho sản xuất nông lâm nghiệp

- Nhóm đất đỏ vàng (F): Nhóm đất này phân bố ở tiểu vùng đồi núi và trung

du, phổ biến ở nơi có địa hình cao, dốc, bị chia cắt mạnh, quá trình phong hoá diễn

ra mạnh nhưng cũng chịu tác động mạnh của quá trình rửa trôi, xói mòn Nhóm đất

đỏ vàng có 4 loại đất chính: đất đỏ vàng trên đá sét và biến chất, đất đỏ nâu trên đá vôi, đất vàng nhạt trên đá cát và đất nâu vàng trên phù sa cổ

- Nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá (E): Nhóm đất này hình thành ở những khu

vực có địa hình dốc, thảm thực vật rừng bị phá huỷ và hoạt động canh tác nương rẫy bất hợp lý diễn ra trong thời gian dài, tập trung ở vùng núi dốc thuộc các tỉnh Vĩnh

Phúc, Ninh Bình, Bắc Ninh

1.1.7 Thực vật

Năm 2005 toàn vùng có 123.154ha rừng, chiếm 12,80% diện tích đất nông nghiệp, chiếm 8,29% diện tích tự nhiên, bao gồm nhiều chủng loại cây đã được lựa chọn qua thời gian dài và mang tính hiệu quả kinh tế cao, tính lịch sử khoa học, danh lam thắng cảnh nổi tiếng như rừng Cúc Phương, đảo Cát Bà, vườn quốc gia Ba

Vì Diện tích rừng phân bố không đều trong vùng chủ yếu tập trung ở các tỉnh Ninh Bình, Hà Nội, Hải phòng, Hải Dương, Hưng Yên, diện tích rừng của vùng có tính chất chủ yếu là rừng phòng hộ và rừng đặc dụng đã hình thành một vành đai thực vật tăng độ trong lành và cân bằng sinh thái môi trường tự nhiên của vùng Rừng của vùng tương đối đa dạng về sinh học (cả về thực vật và động vật)

1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.2.1 Dân cư và lao động

Mặc dù chỉ chiếm 6% diện tích lãnh thổ cả nước nhưng HDSH là nơi tập trung dân cư đông nhất cả nước Theo số liệu Niên giám thống kê năm 2013 của Tổng cục Thống kê, tính hết năm 2013, số dân của vùng là là 19.257.200 người, chiếm 21,46% dân số cả nước Dân số nông thôn chiếm 70,7% dân số toàn vùng trong khi khu vực thành thị chiếm 29,3% Mật độ dân số trung bình hiện nay của vùng là 1288 người/km2

, cao gấp 4,75 lần so với mật độ trung bình của cả nước, gấp gần 2,99 lần so với Đồng bằng sông Cửu Long… Đa số dân số là người Kinh, một bộ phận nhỏ thuộc Ba Vì (Hà Nội) và Nho Quan (Ninh Bình) có thêm dân tộc Mường

Cơ cấu dân số HDSH hiện được coi là “cơ cấu dân số vàng” (số người trong

độ tuổi lao động cao hơn số người phụ thuộc) với nhóm 15 - 64 tuổi chiếm 68,6% Lực lượng lao động của vùng tính sơ bộ năm 2013 là 11,27 triệu lao động, chiếm 21,17% lực lượng lao động toàn quốc Đây là một thuận lợi vì vùng có nguồn lao động dồi dào với truyền thống kinh nghiệm sản xuất phong phú, chất lượng lao động dẫn đầu cả nước

1.2.2 Đặc điểm phát triển kinh tế

HDSH là một khu vực có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, tốc độ tăng trưởng liên tục của vùng trên 10% và đóng góp khoảng 24% cho GDP của cả nước Cơ cấu kinh tế của vùng đang có sự chuyển dịch theo hướng giảm tỉ trọng ngành nông - lâm - ngư nghiệp, tăng nhanh tỉ trọng ngành công nghiệp - xây dựng (chiếm 45,4%)

và dịch vụ (chiếm 42,6 %) trên cơ sở đảm bảo tăng trưởng kinh tế nhanh, bền vững, gắn liền với việc giải quyết các vấn đề xã hội Mặc dù tỷ trọng ngành nông nghiệp không cao nhưng đây là lĩnh vực chi phối số lượng dân cư lớn và tập trung ở tầng lớp dân có thu nhập thấp vì vậy tác động bất lợi đến lĩnh vực này có ảnh hưởng sâu sắc đến phát triển xã hội và ổn định môi trường

1.2.2.1 Nông nghiệp

Hiện nay, vùng đang thực hiện đổi mới sản xuất nông nghiệp: phát triển sản xuất hàng hóa, gắn với nông thôn, chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, phát triển chăn nuôi, thủy sản,…

Nền nông nghiệp ở HDSH có trình độ thâm canh cao; trong những năm gần đây, việc áp dụng kỹ thuật thâm canh ngày càng đem lại hiệu quả lớn Tuy vậy, nông nghiệp HDSH vẫn phát triển chủ yếu dựa trên nguồn lao động dư thừa Để giải quyết tình trạng dư thừa lao động ở nông thôn và khắc phục tính mùa vụ trong

sử dụng lao động nông nghiệp, HDSH là vùng rất phổ biến các làng nghề, nông dân

có nhiều nghề phụ, từ chế biến lương thực, thực phẩm đến làm hàng tiểu thủ công nghiệp Việc đẩy mạnh chăn nuôi tiểu gia súc, gia cầm cũng có phần là để tận dụng phụ phẩm nông nghiệp và tạo thêm việc làm, thu nhập cho nông dân

HDSH có nhiều thuận lợi trong đẩy mạnh sản xuất lương thực, thực phẩm,

đặc biệt là về sản xuất thực phẩm Đây là vùng có nhiều tiềm năng trong phát triển

vụ đông, trồng các loại rau quả có giá trị dinh dưỡng cao và có giá trị xuất khẩu; bên cạnh đó có nguồn lao động dồi dào, thị trường tiêu thụ rộng lớn và công nghệ chế biến lương thực, thực phẩm phân bố rộng khắp

Cơ cấu ngành nông nghiệp còn tình trạng mất cân đối giữa trồng trọt (67%)

và chăn nuôi (30%) cũng như giữa trồng cây lương thực với cây công nghiệp hàng năm Trong nông nghiệp cây hàng năm chiếm 94,4% diện tích đất nông nghiệp Đất này sử dụng sản xuất lương thực là chủ yếu

- Trồng trọt

+ Đối với sản xuất lương thực:

Tổng diện tích gieo trồng cây lương thực trên 1,17 triệu ha (năm 2013), chiếm 13,6% diện tích gieo trồng cây lương thực của cả nước Trong cơ cấu, diện tích gieo trồng cây lương thực, diện tích lúa chiếm đến 92,5% , tùy theo điều kiện thủy lợi của từng năm Trước kia hoa màu lương thực chủ yếu thay thế lúa gạo khi mất mùa, giáp hạt, hiện nay các cây màu cũng đem lại giá trị kinh tế cao nhất là khi được đem chế biến

Sản lượng lương thực có hạt của các tỉnh HDSH đạt gần 7,2 triệu tấn, trong

đó có 6,8 triệu tấn lúa Nhìn chung, cây lúa có mặt ở hầu hết các nơi, nhưng tập trung nhất và đạt năng suất cao nhất là các tỉnh trọng điểm (Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Hải Dương, Hưng Yên, Ninh Bình) Thái Bình trở thành tỉnh dẫn đầu cả nước về năng suất lúa

Về cơ cấu sản lượng lương thực, lúa chiếm 94,4%, hoa màu 5,6% (chủ yếu là ngô, khoai trồng ở các bãi ven sông hoặc vùng đất cao trên đồng bằng trồng luân canh với cây hàng năm khác) Diện tích gieo trồng màu lương thực của các tỉnh HDSH bằng 15% diện tích màu cả nước

Bình quân sản lượng lương thực ở HDSH đứng thứ 2 cả nước sau đồng bằng sông Cửu Long, mặc dù có khoảng cách khá lớn giữahai vùng trọng điểm này Hiện

nay, HDSH đã đảm bảo tốt hơn an ninh lương thực, từ đó có điều kiện để đa dạng hóa sản xuất lương thực, thực phẩm nhất là đẩy mạnh sản xuất cây thực phẩm, cây

ăn quả, chăn nuôi lợn và gia cầm

+ Đối với sản xuất râu đậu, cây ăn quả:

HDSH là vùng trồng rau lớn nhất cả nước, dao động trên dưới 100 nghìnha, bằng 1/3 diện tích rau cả nước Rau được trồng trên các đất bãi ven sông Hồng, sông Đáy, sông Nhuệ,…và đặc biệt các huyện ngoại thành của các thành phố lớn

Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định và Hải Dương

Diện tích cây ăn quả đang trên đà mở rộng, chiếm khoảng 10% diện tích cây

ăn quả của cả nước Ở HDSH có nhiều loại quả ngon nổi tiếng, trong đó có nhãn lồng Hưng Yên, vải thiều Thanh Hà (Hải Dương), chuối ngự (Nam Định), ổi Bo (Thái Bình),….Một số loại đã được chế biến xuất khẩu như nhãn, vải Dứa được trồng theo quy mô lớn ở vùng Tam Điệp, Nho Quan (Ninh Bình)

+ Cây công nghiệp:

Diện tích cây công nghiệp hàng năm ở HDSH dao động, thường ở mức 80 nghìnha Cây công nghiệp hàng năm được trồng chủ yếu ở các vùng đất phù sa ven sông Hồng, sông Đuống, sông Luộc và trên các đất bạc màu rìa đồng bằng Đậu tương, lạc là cây công nghiệp hàng năm quan trọng nhất hiện nay

Đay, cói là những cây công nghiệp truyền thống của HDSH nhưng diện tích hiện nay đã bị giảm nhiều do thị trường tiêu thụ bị thu hẹp, hiện dao động ở mức khoảng 3 nghìn ha

- Chăn nuôi:

Về chăn nuôi, đàn lợn gắn liền với vùng sản xuất lương thực HDSH là vùng chăn nuôi lợn lớn nhất của nước ta Đến năm 2013 có 6426.6 nghìn con (chiếm 24,5% đàn lợn cả nước) Việc phát triển chăn nuôi lợn vừa đảm bảo nhu cầu về thịt cho nhân dân, vừa cung cấp các nguồn phân chuồng cho đồng ruộng và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, tăng thu nhập cho nông dân Chăn nuôi lợn theo quy mô công

nghiệp đã phát triển ở nhiều địa phương

Bên cạnh đó, việc chăn nuôi gia cầm cũng được phát triển khá mạnh Đến năm 2013, số lượng đàn gia cầm đạt 85,36 triệu con, chiếm 25% đàn gia cầm cả nước, chủ yếu chăn nuôi gà

Chăn nuôi trâu, bò trước đây được phát triển để lấy sức kéo là chính Cho đến nay, đàn trâu vẫn chủ yếu lấy sức kéo nhưng đã giảm mạnh do nông nghiệp đã được cơ giới hóa hơn trước Số lượng bò là 478,8 nghìn con (chiếm 10,7% số lượng

bò cả nước), hiện nay bò được nuôi chủ yếu để lấy thịt và sữa

1.2.2.2 Công nghiệp

Công nghiệp vùng HDSH hình thành sớm nhất và phát triển mạnh trong thời

kì đất nước thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá Các ngành công nghiệp trọng điểm của vùng là công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm, sản xuất hàng tiêu dùng, sản xuất vật liệu xây dựng và công nghiệp cơ kh với các sản phẩm công nghiệp quan trọng là máy công cụ, động cơ điện, phương tiện giao thông, thiết bị điện tử, hàng dệt kim, giấy viết, thuốc

Việc chuyển dịch cơ cấu trong ngành công nghiệp cũng được thực hiện qua việc hình thành các ngành trọng điểm dựa trên thế mạnh của vùng về tự nhiên và dân cư như dệt may, giày da, cơ khí điện tử, vật liệu xây dựng, chế biến lương thực thực phẩm

1.2.2.3 Du lịch – Dịch vụ

Nhờ kinh tế phát triển mà hoạt động vận tải trở nên sôi động Thủ đô Hà Nội

và thành phố Hải Phòng là hai đầu mối giao thông vận tải quan trọng đồng thời là hai trung tâm du lịch lớn ở phía Bắc Ngoài ra HDSH còn có nhiều địa danh du lịch hấp dẫn, nổi tiếng như chùa Hương, Tam Cốc - Bích Động, Côn Sơn, Cúc Phương,

Đồ Sơn, Cát Bà

Bưu chính viễn thông là ngành phát triển mạnh Hà Nội là trung tâm thông tin, tư vấn, chuyển giao công nghệ, đồng thời là một tronghai trung tâm tài chính,

ngân hàng lớn nhất nước Trong tương lai, vùng định hướng phát triển mạnh ngành dịch vụ và đẩy mạnh hơn nữa việc phát triển du lịch, khai thác các tiềm năng sẵn có

1.3 Khái quát về đặc điểm hệ thống thủy lợi hạ du sông Hồng

Là vùng có nền nông nghiệp phát triển lâu đời nên đây cũng là khu vực có hệ thống khai thác nguồn nước tương đối hoàn chỉnh, chủ yếu dựa vào nguồn nước mặt của hệ thống sông Hồng – Thái Bình Toàn bộ hệ thống thủy lợi ở HDSH được

chia thành 5 vùng gồm vùng sông Lô – Gâm, vùng sông Cầu - sông Thương, vùng

hữu sông Hồng, tả sông Hồng và vùng hạ du sông Thái Bình với đặc điểm như sau:

1.3.1 Vùng sông Lô - Gâm

Gồm có huyện Lập Thạch, huyện Sông Lô và 1 phần huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc là thuộc lưu vực sông Lô - Gâm và nằm trong khu thuỷ lợi sông Lô - Phó Đáy.[12]

Vùng tưới có nguồn nước cấp phong phú từ các dòng chính sông Lô, sông Phó Đáy và các sông suối nhánh trong vùng

Khu này có diện tích tự nhiên 37.584ha, diện tích cần tưới là 15.846ha, trong

đó đất canh tác là 10.910ha, diện tích lúa là 8.600ha, đất nuôi trồng thuỷ sản là 354ha

Công trình thuỷ lợi lưu vực sông Phó Đáy có đập Liễn Sơn là lớn nhất, có diện tích tưới thiết kế là 17.000ha, đảm nhận tưới cho huyện Lập Thạch là 1.000ha, thực

tế tưới 828ha, còn lại là tưới cho các huyện khác

Hiện nay tổng số công trình thuỷ lợi toàn khu xây dựng được 164 công trình trong đó 141 hồ, đập, 23 trạm bơm, diện tích tưới thiết kế 11.427ha, diện tích tưới thực tế 9916ha, so với diện tích yêu cầu tưới thì diện tích còn lại chưa được tưới là 5.930ha, tỷ lệ diện tích tưới đạt 62,6% so với yêu cầu tưới

Diện tích chưa tưới đựơc là diện tích cây lâu năm và hầu hết nằm ở vùng đồi núi nên khó khăn về việc khai thác nguồn nước Các suối thường ở thấp còn các khu tưới lại ở cao nên công trình không tới được

1.3.2 Vùng sông Cầu - sông Thương

Bao gồm diện tích đất đai của 3 tỉnh: Vĩnh Phúc, phần Bắc thành phố Hà Nội, một phần tỉnh Bắc Ninh Tổng diện tích tự nhiên 201.469ha, diện tích đất cần tưới 97.396ha [12]

Vùng tưới có nguồn nước cấp phong phú từ các dòng chính sông Hồng, sông

Lô, sông Phó Đáy, sông Đuống, sông Cầu, sông Ngũ Huyện Khê, sông Cà Lồ và các sông trục, kênh tiêu nội đồng trong vùng

Toàn vùng có 668 công trình các loại Trong đó:

- HT Liễn Sơn Bạch Hạc (16 công trình): Tưới thiết kế: 22.066ha, tưới thực tế: 21.019ha

- 67 hồ đập: Tưới thiết kế: 18.766ha, tưới thực tế: 16.068ha

- 450 trạm bơm: Tưới thiết kế: 83.448ha, tưới thực tế: 57.346ha

- 135 CT tiểu thuỷ nông: Tưới thiết kế: 1.572ha, tưới thực tế: 1.408ha

Tổng diện tích tưới thiết kế của các công trình là 125.852ha, diện tích tưới thực tế đạt 95.841ha, so với diện tích yêu cầu tưới thì diện tích chưa tưới được còn 1.555ha Tỷ

lệ diện tích tưới được đạt 98% so với diện tích cần tưới

Có đặc điểm địa hình tương đối giống với khu vực sông Lô - Gâm, diện tích cây lâu năm hầu hết nằm ở vùng đồi núi nên khó khăn về việc khai thác nguồn nước Các suối thường ở thấp còn các khu tưới lại ở cao, các vùng có hệ thống kiên

cố như hệ thống Liễn Sơn, hệ thống thủy nông Bắc Đuống hầu hết là công trình đã

bố trí đầy đủ và tương đối hợp lý song do các công trình có thời gian sử dụng quá lâu, đã xuống cấp nên khai thác không đạt hiệu quả cao

1.3.3 Vùng hữu sông Hồng

Vùng Hữu sông Hồng nằm trọn trong lưu vực sông Đáy bao gồm diện tích đất đai của 4 tỉnh, thành phố là thành phố Hà Nội, tỉnh Hà Nam, Nam Định và Ninh Bình Tổng diện tích tự nhiên vùng này là 644.081ha, trong đó diện tích đất canh tác

là 286.942ha, diện tích đất cần tưới là 350.504ha [12]

Vùng được cung cấp nước từ 2 nguồn là sông Hồng và sông Đáy Sông Hồng

là nguồn cấp chủ yếu cho vùng thông qua các công trình lấy nước như Liên Mạc, Cẩm Đình - Hiệp Thuận, Tắc Giang

Toàn vùng có 27 công trình đầu mối, trong đó đa số được xây dựng từ các thập kỷ 60-70, nhiều công trình đã xuống cấp Kênh mương bị bồi lắng, sạt lở nhiều, đến nay mới có khoảng 20% kênh mương được xây bê tông, nhiều cống đầu kênh cấp II không có cửa, điều tiết nước khó khăn Yếu tố kênh mương nội đồng là yếu tố chủ chốt trong khâu điều tiết nước tưới, nhiều nơi công trình đầu mối tốt nhưng kênh mương không hoàn chỉnh nên hiệu quả tưới không cao

Tổng số công trình thủy lợi nội đồng hiện có toàn vùng 1.149 công trình trong

đó có 836 trạm bơm, 207 cống, 106 hồ, đập, tổng diện tích tưới thiết kế 332.089ha, diện tích thực tế 222.775ha Như vậy tổng diện tích được tưới toàn vùng hữu sông đạt 64 % yêu cầu tưới

1.3.4 Vùng tả sông Hồng

Vùng Tả sông Hồng được giới hạn bởi sông Hồng ở phía Tây Nam, sông Đuống ở phía Bắc, sông Thái Bình và biển Đông ở phía Đông và Đông Nam Vùng bao gồm toàn bộ đất đai của 3 tỉnh Thái Bình, Hưng Yên, Hải Dương, phần diện tích phía Nam sông Đuống của tỉnh Bắc Ninh và 1 phần thành phố Hà Nội Tổng diện tích tự nhiên là 378.622ha trong đó đất cần tưới 245.265ha, đất canh tác 208.247ha [12]

Vùng tả sông Hồng có cao độ mặt đất thấp, trung bình từ khoảng 4-6 m ở phía Bắc rồi giảm dần ra phía biển, cao độ chỉ còn từ 1-2 m Là vùng hàng năm đất đai canh tác được lấy nước trực tiếp từ sông Hồng và các sông trục lớn khác có phù

sa bồi đắp nên đất đai màu mỡ

Nguồn nước lấy từ sông Hồng, sông Đuống, sông Thái Bình, sông Luộc, sông Trà Lý, sông Hoá và các sông trục nội đồng

Vùng có 932 công trình thủy lợi, trong đó có 37 cống, 895 trạm bơm lớn và trạm bơm cấp II Tổng diện tích tưới thiết kế 258.922ha, diện tích tưới thực tế 189.853ha, đạt 77% so với yêu cầu tưới

Các công trình đầu mối chính phần lớn xây dựng từ lâu, có chất lượng công trình, hình thức, kết cấu không đủ khả năng để lấy nước đạt thiết kế Nhiều vùng nội đồng có công trình đầu mối để lấy sa, nhưng lại thiếu công trình điều tiết nên việc lấy sa tự chảy còn bị hạn chế như vùng Thuyền Quan, vùng Tam Kỳ Cống cấp nước dưới đê còn một số cống chính xuống cấp cần cải tạo, phần thiết kế cửa tầng lấy nước ở mực nước cao chưa phù hợp như cống Việt Yên, có cống còn chưa thiết

kế cửa tầng như cống Đại Nẫm

Trong vùng có nhiều trạm bơm điện nhỏ, nhưng các trạm này phần lớn xây dựng

từ thập kỷ 60, 70, 80 đến nay công trình phần lớn là máy bơm trục ngang quy mô nhỏ, đã

hư hỏng nhiều dẫn đến hiệu quả tưới thấp, chi phí quản lý vận hành cao, cần cải tạo loại bơm hướng trục thích hợp Mặc dù những năm gần đây đã được cải tạo nhưng số lượng còn ít

1.3.5 Vùng hạ du sông Thái Bình

Bao gồm địa giới hành chính của tỉnh: Hải Dương (4 huyện) và Hải Phòng (8 huyện, thị) Tổng diện tích tự nhiên là 299.248ha, diện tích đất cần tưới là 135.239ha, đất canh tác 89.887ha [12]

Đặc điểm của khu này đa số diện tích là đồng bằng có chế độ thủy văn chịu ảnh hưởng của thủy triều, nguồn nước chính cung cấp cho nông nghiệp là các sông: Thái Bình, Kinh Thầy, Kinh Môn, sông Rạng, sông Văn Úc, sông Hương, sông Mới

Toàn vùng hạ du sông Thái Bình có 1.528 công trình trong đó:

+ 100 hồ, đập tưới thiết kế 22.688ha, tưới thực tế 13.796ha

+ 1.021 trạm bơm tưới thiết kế 73.873ha, tưới thực tế 60.124ha

+ 407 cống diện tích tưới thiết kế 124.261ha, tưới thực tế 3.442ha

Tổng diện tích tưới thiết kế toàn vùng là 100.003ha, tưới thực tế 77.361ha Diện tích tưới thực tế so với diện tích yêu cầu tưới còn lại 57.878ha chưa được tưới chủ động,

tỷ lệ diện tích được tưới chủ động đạt 57% so với yêu cầu tưới, phần diện tích còn lại chưa có công trình phục vụ đa số là diện tích nuôi trồng thuỷ sản

Các khu thủy lợi hàng năm vẫn tồn tại diện tích chưa tưới được khoảng 57.878ha, trong đó có những khu công trình đầy đủ nhưng vẫn chưa đảm bảo diện tích tưới là do các công trình lâu ngày bị hỏng hóc, kênh mương chưa được nạo vét Diện tích này tập trung ở các khu: Nam Thanh, Chí Linh, Kinh Môn, An Kim Hải, Uông Đông Hưng, còn lại các khu: Thuỷ Nguyên, Đa Độ, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo vừa thiếu nguồn nước và thiếu công trình thuỷ lợi Tóm lại, các khu thủy lợi dọc dòng chính sông Hồng có nguồn cấp nước tương đối dồi dào nên ít xảy ra khả năng thiếu nước

Hình 1 2 Bản đồ hệ thống thủy lợi vùng HDSH [12]

1.4 Khái quát đặc điểm mạng lưới giao thông thủy vùng hạ du sông Hồng

Hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình là hệ thống sông tự nhiên lớn nhất miền Bắc, với các tuyến đường thủy chính bao gồm:

+ Sông Hồng: Sông có bề rộng trung bình 500-700m, độ sâu mùa cạn 5m, là tuyến đường thuỷ huyết mạch của vùng đồng bằng sông Hồng

3,5-+ Sông Đuống: Sông có nhiều đoạn cong và bãi cạn, độ sâu mùa cạn 1,8m

1,5-+ Sông Cầu: Sông có bề rộng trung bình 150m, độ sâu mùa cạn 1,2-1,5m các

xà lan và tàu hàng nhỏ hơn 100 tấn có thể đi lại được

+ Sông Luộc là tuyến sông chủ yếu nối Hải Phòng với các tỉnh miền Bắc có khả năng lưu thông hàng triệu tấn/năm

+ Ngoài ra còn các Sông Đáy, sông Châu, sông Nhuệ, sông Sắt Trong đó, sông Đáy và sông Hồng do Trung ương quản lý, giữ vị trí quan trọng trong việc vận tải, cung ứng các loại vật tư, nguyên liệu phục vụ sản xuất và vận chuyển sản phẩm sản xuất đi các tỉnh trong cả nước, các cảng biển để xuất khẩu

+ Sông Cấm, sông Thái Bình, sông Lạch Tray, sông Văn Úc cũng giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong giao thông đường thủy liên vùng và khu vực

Theo thông tư số 36/2012/TT-BGTVT ngày 13 tháng 9 năm 2012 của Bộ Giao thông vận tải về Quy định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa (bảng 1.2), các tuyến thủy nội địa vùng HDSH trên 25 sông chính được phân cấp thành 31 tuyến đường thủy

Bảng 1 2 Kích thước đường thủy nội địa theo cấp kỹ thuật [3]

Hoàng Long (bảng 1.3)

Bảng 1 3 Cấp kỹ thuật của các tuyến đường thủy chính vùng HDSH [3]

(km)

Cấp kỹ thuật

1 Sông Hồng Từ Ngã ba Việt Trì đến cảng Hà Nội 74,5 II

Từ cảng Hà Nội đến cửa Ba Lạt 178,5 I

2 Sông Đà Từ trạm Hòa Bình đến ngã ba Việt Trì 58 III

Long Từ ngã ba Gián Khẩu đến cầu Nho Quan 28,0 IV

11 Sông Đào Nam

Từ ngã ba Kênh Khê-Thái Bình đến Quý Cao 3,0 II

Từ ngã ba Mía đến ngã ba Nấu Khê 57,0 III

Từ ngã ba Nấu Khê đến ngã ba Lác 7,0 II

21 Sông Trà Lý Từ cửa Trà Lý đến thành phố Thái Bình 42,0 II

Từ thành phố Thái Bình đến ngã ba Phạm Lỗ 28,0 III

24 Sông Lạch Tray Từ cửa Lạch Tray đến cầu Rào 9,0 II

STT Sông Phạm vi Chiều dài

(km)

Cấp kỹ thuật

Từ cầu Rào đến ngã ba Kênh Đồng 40,0 III

Hình 1 3 Sơ đồ các tuyến vận tải thủy vùng HDSH

Trong số 31 tuyến vận tải thủy kể trên có 4 tuyến được coi là những tuyến đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu được trong hệ thống giao thông vận tải vùng HDSH [12]

Bảng 1 4 Các tuyến giao thông thủy quan trọng vùng HDSH [12]

STT Tuyến Sông chính Chiều dài

(km)

Độ sâu tối thiểu (m)

Tuyến 4 Cửa Đáy - Ninh Bình Sông Đáy 72 0,8 300 - 1.000

Hình 1 4 Sơ đồ các tuyến vận tải thủy quan trọng vùng HDSH

Chương 2 - XÁC ĐỊNH TỔ HỢP CẠN BẤT LỢI ĐẾN HẠ DU SÔNG HỒNG 2.1 Đặc điểm dòng chảy cạn vùng hạ du sông Hồng

Mùa cạn trên vùng HDSH bắt đầu từ cuối tháng XI tới tháng V năm sau, tháng XI là tháng chuyển tiếp mùa lũ sang cạn Dòng chảy bắt đầu giảm từ tháng X

và giảm nhanh vào tháng XII đến tháng IV, đạt nhỏ nhất vào tháng II, III trên dòng chính và các sông nhánh lớn Tháng IV, V do có mưa dông, lượng dòng chảy bắt đầu tăng Trong các tháng mùa cạn lượng mưa chiếm 20 - 25% lượng mưa năm, nhưng tập trung chủ yếu vào tháng XI, IV, V từ tháng XII tới tháng II mưa nhỏ, thời tiết khôhanh, cuối tháng III có mưa phùn Từ tháng XII tới tháng III dòng chảy trong sông chủ yếu là do nước ngầm cung cấp

Dạng dòng chảy tháng cạn nhất tại Sơn Tây trên sông Hồng đạt trung bình 6,78 l/skm2 Trên sông Thái Bình, sông Lục Nam có mô đun dòng chảy trung bình tháng cạn nhất chỉ đạt 2,4 l/s.km2 Tháng có dòng chảy nhỏ nhất trong tháng cạn nhất tại Sơn Tây trên sông Hồng chỉ đạt 4,4 l/skm2

Nước ngầm là nguồn cung cấp quan trọng cho dòng chảy mùa cạn Dòng chảy mùa cạn chủ yếu được nuôi dưỡng bằng lượng nước ngầm trong lưu vực và một phần nhỏ lượng nước mưa do gió mùa đông bắc hoặc front cực đới đem lại

Sau khi kết thúc mùa lũ nước sông ngòi hạ thấp dần, lưu lượng nước trong sông giảm dần cho tới giá trị thấp nhất trong năm sau đó được tăng dần bởi những trận mưa đầu mùa mưa Nếu như mùa lũ lượng nước dư thừa gây thiệt hại cho nông nghiệp và đời sống thì ngược lại mùa cạn lại gây nên thiếu nước ở nhiều nơi Mùa cạn có quan hệ trực tiếp đến sản xuất nông lâm nghiệp Vụ đông, vụ xuân thời vụ dùng nước nhiều cho canh tác lại đúng vào lúc mực nước trong sông xuống thấp, lượng nước ít

Dòng chảy mùa cạn có thể chia làm ba thời kỳ:

+ Đầu mùa cạn + Giữa mùa cạn + Cuối mùa cạn

Trong thời kỳ đầu mùa cạn: Dòng chảy trong sông giao động mạnh, nó mang tính chất chuyển tiếp từ chế độ này sang chế độ khác của dòng chảy trong các tháng

IX và X vùng hoạt động của dải hội tụ dịch về phía nam, gió mùa đông bắc đã bắt đầu hoạt động, nếu lượng mưa tháng IX, tháng X trên dưới 200mm thì sang tháng

X, tháng XI chỉ trên dưới 100mm, dòng chảy trong sông giảm xuống chỉ còn 5- 6% Nếu tháng IX, X là tháng cuối mùa lũ thì tháng X, XI bắt đầu mùa cạn

Giai đoạn giữa mùa cạn: thường kéo dài từ tháng XII đến tháng III năm sau

Từ cuối tháng XI đến tháng I là thời kỳ khô hanh Trong thời kỳ này gió mùa đông bắc đã ổn định, thời kỳ thịnh hành của khối không khí cực đới biến tính qua lục địa nên nhìn chung mưa ít Tháng mưa ít nhất là tháng XII, tháng I, II và III là tháng mưa phùn, lượng mưa dưới 30mm, lượng mưa này chỉ có tác dụng là ẩm không khí, giảm bốc hơi mà không cho lượng nước đáng kể

Thời kỳ giữa mùa cạn là thời kỳ lượng nước trong sông ổn định nhất, lượng dòng chảy sông suối hoàn toàn nuôi dưỡng bằng nước ngầm, dòng chảy trung bình tháng thấp nhất phần lớn rơi vào tháng III Vào tháng đầu mùa cạn thành phần dòng chảy rút xuống thành phần thứ yếu nhường chỗ cho dòng chảy ngầm, tỷ lệ dòng chảy trong tháng đầu mùa cạn còn chiếm từ 5,5% đến 8,0% lượng dòng chảy cả năm Sang tháng kế tiếp hoạt động kế tiếp hoạt động của chế độ gió mùa đông bắc

đã đi vào thế ổn định lượng mưa tháng giảm xuống nhiều chỉ trên dưới 50mm Dòng chảy trong sông được nuôi dưỡng phần lớn bằng dòng chảy ngầm và một phần lượng trữ trong sông

Giai đoạn cuối mùa cạn: Đây là thời kỳ chuyển tiếp từ mùa đông sang mùa

hạ Hệ thống không khí lạnh hình thành và phát triển còn chưa chiếm ưu thế còn hệ thống không khí mùa đông đang suy yếu Do sự giao tranh như vậy nên động lực gây mưa bắt đầu phát triển lẻ tẻ, đã có những trận mưa rào có lượng nước đáng kể, lượng mưa tháng III trên khu vực và lượng mưa tháng IV trên các lưu vực khác đã vượt trên 100mm Thời gian kéo dài mùa cạn trên hệ thống sông như sau: hệ thống sông Thái Bình không đồng nhất Thời điểm bắt đầu và kết thúc mùa cạn tương đối

ổn định Nhìn chung thời điểm bắt đầu mùa cạn ổn định hơn thời điểm kết thúc

Lượng dòng chảy mùa cạn phụ thuộc vào đặc tính trữ nước và điều tiết nước của lưu vực như mưa, diện tích lưu vực, thảm phủ thực vật, các yếu tố về địa chất thổ nhưỡng địa hình Do đó vùng khác nhau có tỷ lệ lượng nước lớn nhỏ khác nhau

Bảng 2 1 Dòng chảy trung bình mùa cạn lưu vực sông Hồng – Thái Bình Trạm Sông F(km 2 ) Q TBcạn (m 3 /s) M TBcạn (l/s.km 2 )

Nguồn: [1]

Dòng chảy tháng nhỏ nhất trên toàn lưu vực đồng bộ rơi vào tháng II, thời kỳ này cũng là thời kỳ cuối mùa khô nên lượng mưa đạt giá trị rất thấp, đây là thời kỳ căng thẳng về nước Tỷ lệ dòng chảy tháng nhỏ nhất so với dòng chảy năm chiếm từ 0,3% - 3,6% Lưu vực sông Thái Bình là lưu vực có mức độ điều tiết kém nhất, tỷ lệ dòng chảy 1 tháng nhỏ nhất từ 0,69% - 2,22%

Trong những năm gần đây do tác động của sự phát triển hệ thống các công trình khai thác nguồn nước cũng như chịu ảnh hưởng của BĐKH nên về mùa cạn tình trạng khô kiệt trên sông đã xẩy ra nghiêm trọng theo chiều hướng hết sức bất lợi Năm 2004, năm được coi là khốc liệt nhất trong vòng 40 năm qua, mực nước sông Hồng tại Hà Nội ở thời điểm tháng 1/2004 là +2,17m (kiệt nhất có lúc xuống tới 1,75m); Năm 2005 ở cùng thời điểm mực nước xuống đến 2,06m (kiệt nhất có lúc xuống tới 1,5m); Năm 2006 – 2007, mực nước sông Hồng tại Hà Nội giảm xuống còn 1,6m thấp nhất trong vòng 100 năm qua Kỷ lục vào năm 2010 mực nước Hà Nội chỉ còn là 0,1m

Bảng 2 2 Tổng hợp mực nước Hà Nội thấp nhất trong các tháng mùa cạn từ

2.2 Đánh giá sự đồng bộ các đặc trưng dòng chảy cạn trên sông Hồng

2.2.1 Cơ sở dữ liệu đánh giá

Sông Hồng được tạo thành bởi 3 nhánh sông chính: Sông Đà, sông Thao và sông Lô Tổ hợp cạn được xác định những năm có dòng chảy cạn nhất (bất lợi về cấp nước nhất) trên 3 nhánh sông và dòng chính sông Hồng

Để phản ánh khách quan việc gặp gỡ dòng chảy cạn giữa các năm trên các tuyến thuộc hệ thống sông Hồng, chuỗi số liệu dòng chảy trung bình tháng trong 52 năm từ 1960-2011 đã được sử dụng để tính toán Nghiên cứu và phân tích sự gặp gỡ dòng chảy giữa các tuyến theo các thời gian được thực hiện theo chu kỳ thời gian: năm thủy văn, mùa cạn, 3 tháng liên tục cạn nhất và 1 tháng cạn nhất

Các vị trí đại diện tính toán tổ hợp cạn hệ thống sông Hồng gồm:

- Nhánh sông Đà: Số liệu được dùng gồm lưu lượng trung bình ngày, lưu lượng trung bình tháng thực đo tại trạm Hòa Bình từ 1961-2011

- Nhánh sông Thao: Số liệu được dùng gồm lưu lượng trung bình ngày, lưu lượng trung bình tháng trạm thủy văn Yên Bái từ 1960-2011

- Nhánh sông Lô: Số liệu được dùng gồm lưu lượng trung bình ngày, lưu lượng trung bình tháng thực đo tại trạm thủy văn Vụ Quang từ năm 1960-2011

- Dòng chính sông Hồng: trạm thủy văn Sơn Tây và Hà Nội Số liệu được dùng gồm lưu lượng trung bình ngày, lưu lượng trung bình tháng từ năm 1960-

3 nhánh sông thượng lưu và dòng chính sông Hồng, nếu 2 nhánh sông thượng lưu

có thời gian xuất hiện đặc trưng dòng chảy cạn trùng với dòng chính sông Hồng thì được đánh giá là khá đồng bộ; nếu 3 nhánh sông có thời gian xuất hiện đặc trưng dòng chảy cạn trùng với dòng chính sông Hồng thì ta xem năm đó xuất hiện rất

đồng bộ, không trùng thời gian hoặc chỉ có 1 nhánh sông trùng thời gian thì ta xét không đồng bộ

Đặc trưng dòng chảy cạn xét ở đây gồm: lưu lượng trung bình ba tháng nhỏ nhất (3Tmin) và lưu lượng trung bình tháng nhỏ nhất (Tmin)

Như vậy để đánh giá sự đồng bộ về thời gian xuất hiện trên các nhánh sông,

và dòng chính sông Hồng cần thống kê thời gian xuất hiện và giá trị dòng chảy tháng nhỏ nhất, 3 tháng liên tục nhỏ nhất theo tài liệu thực đo 1960-2011 tại các nhánh sông Đà tại trạm Hòa Bình, sông Thao tại trạm Yên Bái, sông Lô tại Vụ Quang và dòng chính sông Hồng tại Sơn Tây

Bảng 2 3 Thời gian xuất hiện đặc trưng dòng chạy cạn tại các tuyến sông Đà,

Thao, Lô và hạ lưu Hồng

Sông Sông Đà Sông Thao Sông Lô Sông Hồng