Tính toán khí tượng thuỷ văn phục vụ điều tiết hồ chứa nước Khe Cả – xã Cẩm Phả Huyện Hoành Bồ – Tỉnh Quảng Ninh

Do điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa mà ở nước ta nói chung, tỉnh Quảng Ninh nói riêng hàng năm mưa chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa nhiều và và mùa mưa ít, tương ứng với mùa lũ và mùa cạn. Điều này rất bất lợi cho sản xuất và đời sống sinh hoạt của người dân ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế xã hội. Để khắc phục điều đó một trong những biện pháp là xây dựng những hồ chứa nước nhằm tích nước trong mùa lũ và điều tiết sử dụng trong mùa cạn. Một trong những bước đầu tiên đóng vai trò hết sức quan trọng là tính toán khí tượng thủy văn cho các công trình khai thác sử dụng nguồn nước. Trong xu thế phát triển kinh tế của cả nước huyện Hoành Bồ Quảng Ninh trong tương lai sẽ là vùng du lịch biển đảo quan trọng. Để phục vụ cho sự phát triển kinh tế đó huyện đang chuẩn bị dự án xây dựng hồ chứa nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt, du lịch. Để phục vụ cho dự án này em chọn đề tài “Tính toán khí tượng thủy văn phục vụ điều tiết hồ chứa nước Khe Cả – xã Cẩm Phả Huyện Hoành Bồ – Tỉnh Quảng Ninh” làm đề tài thiết kế đồ án tốt nghiệp. Nội dung đồ án ngoài phần mở đầu, kết luận còn có 4 chương như sau: Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu. Chương 2: Tính toán đặc trưng khí tượng. Chương 3: Tính toán dòng chảy năm. Chương 4: Tính toán điều tiết hồ chứa.

MỞ ĐẦU

Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, có vai trò quyết định đối với sự tồntại và phát triển của sự sống trên trái đất Nước cũng là tài nguyên thiết yếu vàkhông thể tách rời của các lưu vực sông Việc sử dụng nước có mối liên quan mậtthiết với sử dụng đất và ảnh hưởng đến hệ sinh thái lưu vực Tuy nhiên hiện nay do

sự gia tăng về dân số, tốc độ đô thị hoá nhanh, nhu cầu về nước cho sinh hoạt, chosản xuất ngày càng trở nên cấp thiết Mâu thuẫn giữa các hộ dùng nước tăng Nhiềuvấn đề nảy sinh như nước thải, ô nhiễm môi trường ở nhiều nơi, nhất là ở các khu

đô thị đông dân

Là một trong những quốc gia có nguồn tài nguyên nước tương đối phongphú, tiềm năng về trữ lượng nước của Việt Nam tập trung chủ yếu trên 9 hệ thốngsông lớn, nhưng khoảng 2/3 lại bắt nguồn từ ngoài lãnh thổ quốc gia, mùa khô kéodài 6 đến 7 tháng làm cho nhiều vùng thiếu nước trầm trọng Chính vì vậy nguồn tàinguyên thiên nhiên này càng cần được sử dụng và phân bổ một cách hợp lý, tănghiệu quả và giá trị một cách tối đa

Do tác động của các hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, làm tình hình thờitiết, thuỷ văn ở nước ta trong những năm gần đây có những diễn biến phức tạp Bãonhiều và cường độ mạnh, giông, lốc, mưa trên diện rộng Nước ta luôn luôn phảiđối phó với thiên tai, bất thường đa dạng làm ảnh trực tiếp tới nông nghiệp gây mấtmùa hạn hán làm cho cuộc sống người dân trở nên khó khăn Chình vì vậy cần phảixây dựng hồ chứa phục vụ nước tưới cho nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt vàphòng lũ

Do điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa mà ở nước ta nói chung, tỉnh QuảngNinh nói riêng hàng năm mưa chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa nhiều và và mùamưa ít, tương ứng với mùa lũ và mùa cạn Điều này rất bất lợi cho sản xuất và đờisống sinh hoạt của người dân ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế xã hội Đểkhắc phục điều đó một trong những biện pháp là xây dựng những hồ chứa nướcnhằm tích nước trong mùa lũ và điều tiết sử dụng trong mùa cạn Một trong nhữngbước đầu tiên đóng vai trò hết sức quan trọng là tính toán khí tượng thủy văn chocác công trình khai thác sử dụng nguồn nước

Trong xu thế phát triển kinh tế của cả nước huyện Hoành Bồ Quảng Ninhtrong tương lai sẽ là vùng du lịch biển đảo quan trọng Để phục vụ cho sự phát triểnkinh tế đó huyện đang chuẩn bị dự án xây dựng hồ chứa nước phục vụ cho sản xuấtnông nghiệp, cấp nước sinh hoạt, du lịch Để phục vụ cho dự án này em chọn đề tài

“Tính toán khí tượng thủy văn phục vụ điều tiết hồ chứa nước Khe Cả – xã Cẩm

Phả - Huyện Hoành Bồ – Tỉnh Quảng Ninh” làm đề tài thiết kế đồ án tốt nghiệp.

Nội dung đồ án ngoài phần mở đầu, kết luận còn có 4 chương như sau:

Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu

Chương 2: Tính toán đặc trưng khí tượng

Chương 3: Tính toán dòng chảy năm

Chương 4: Tính toán điều tiết hồ chứa

Qua đây, để hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính toán khí tượng

thuỷ văn phục vụ điều tiết hồ chứa nước Khe Cả – xã Cẩm Phả - Huyện Hoành

Bồ – Tỉnh Quảng Ninh”, em xin chân thành cảm ơn:

- Thầy giáo Nguyễn Sơn Tùng

- Các thầy cô giáo trong khoa Thuỷ văn và Tài nguyên nước

vụ công tác được giao trong vai trò là một kỹ sư khi ra trường

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

1.1 Đặc điểm tự nhiên

1.1.1Vị trí địa lý

a Huyện Hoành Bồ

Hoành Bồ có vị trí độc đáo tiếp giáp với 3 thị xã và thành phố của tỉnh Hoành

Bồ có toạ độ địa lý: Kinh độ: Từ 106050’ đến 107015’ kinh độ đông Vĩ độ: Từ

20054’47’’ đến 21015’ vĩ độ bắc

Phía Bắc giáp huyện Ba Chẽ và Sơn Động (Bắc Giang), phía Nam là vịnh CửaLục thuộc thành phố Hạ Long, phía đông giáp thị xã Cẩm Phả, phía Tây giáp thị xãUông Bí

Hoành Bồ có quốc lộ 279 đã được nâng cấp chạy qua, đường dẫn Cầu Bang nối liền với thành phố Hạ Long đang trong giai đoạn hoàn thành, liền kề với khu du lịch

Hạ Long, các trung tâm khai thác than lớn của tỉnh và cả nước là Hòn Gai, Uông Bí

và Cẩm Phả Do đó, Hoành Bồ được đánh giá như một huyện ngoại ô và vệ tinh củathành phố Hạ Long Ví trí đó tạo điều kiện thuận lợi để đẩy mạnh giao lưu kinh tế,thúc đẩy các lĩnh vực mà huyện có lợi thế như cung cấp thực phẩm, rau quả cho cáckhu công nghiệp, du lịch Hạ Long và các đô thị khác Đồng thời Hoành Bồ cũng cókhả năng phát triển thêm nhiều tuyến điểm du lịch bên cạnh di sản thiên nhiên thếgiới Vịnh Hạ Long

b Tỉnh Quảng Ninh:

- Quảng Ninh là một tỉnh lớn ở địa đầu phía đông bắc Việt Nam Tỉnh QuảngNinh có dáng một hình chữ nhật lệch nằm chếch theo hướng đông bắc - tây nam.Phía tây tựa lưng vào núi rừng trùng điệp Phía đông nghiêng xuống nửa phần đầuvịnh Bắc Bộ với bờ biển khúc khuỷu nhiều cửa sông và bãi triều, bên ngoài là hơnhai nghìn hòn đảo lớn nhỏ, trong đó có 1.030 đảo có tên, còn lại hơn một nghìn hònđảo chưa có tên

- Ðịa giới Quảng Ninh trải rộng từ kinh độ đông 106o26' đến kinh độ đông 108o

33' và từ vĩ độ bắc 20o40' đến vĩ độ bắc 21o40' Bề ngang từ đông sang tây, khoảngdài nhất là 195 km Bề dọc từ bắc xuống nam khoảng dài nhất là 102 km

- Ðiểm cực bắc là dãy núi cao thôn Mỏ Toòng, xã Hoành Mô, huyện Bình Liêu.Ðiểm cực nam là đảo Hạ Mai thuộc xã Ngọc Vừng, huyện Vân Ðồn Ðiểm cực tây

là sông Vàng Chua ở xã Bình Dương và xã Nguyễn Huệ, huyện Ðông Triều Ðiểmcực đông trên đất liền là múi Gót ở đông bắc xã Trà Cổ, thị xã Móng Cái

- Quảng Ninh có biên giới quốc gia và hải phận giáp giới nước Cộng hoà Nhândân Trung Hoa Trên đất liền, phía bắc các huyện Bình Liêu, Quảng Hà và thị xãMóng Cái giáp huyện Phòng Thành và thị trấn Ðông Hưng, tỉnh Quảng Tây vớichiều dài 132,8 km Ðôi bên có chỗ núi đồi và thung lũng nối liền (40,8 km) còn

phần lớn (92 km) ngăn cách bởi sông suối, trong đó có đoạn thượng nguồn sông KaLong và sông Bắc Luân.

- Về phía biển ngoài các đảo là đảo Trần và quần đảo Cô Tô thuộc huyện Cô Tô vàvùng nội thuỷ, Quảng Ninh và vùng lãnh hải, vùng tiếp giáp lãnh hải, vùng đặcquyền kinh tế và vùng thềm lục địa trong vịnh Bắc Bộ kéo dài theo hướng bắc -nam gần 200 hải lý giáp vùng biển Trung Quốc ở phía đông Quảng Ninh có hơn

300 km giáp Lạng Sơn, Bắc Giang, Hải Dương và thành phố Hải Phòng Diện tíchtoàn tỉnh Quảng Ninh là 8.239,243 km2 (phần đã xác định) Trong đó diện tích đấtliền là 5.938 km2, vùng đảo, vịnh, biển (nội thuỷ) là 2.448,853 km2 Riêng các đảo

có tổng diện tích là 619,913 km2

1.1.2 Địa hình địa mạo

Quảng Ninh là tỉnh miền núi – duyên hải Hơn 80 % đất đai là đồi núi, hơn

2000 hòn đảo nổi trên mặt biển cũng đều là các quả núi, ta có thể thấy các vùng địahình sau đây:

* Vùng núi chia làm 2 vùng:

- Vùng núi miền đông từ Tiên Yên qua Bình Liêu, Quảng Hà đến Móng Cái.Ðây là vùng nối tiếp của vùng núi Thập Vạn Ðại Sơn từ Trung Quốc, hướng chủđạo là đông bắc - tây nam Có hai dãy núi chính: dãy Quảng Nam Châu (1.507 m) -Cao Xiêm (1.330 m) chiếm phần lớn diện tích tự nhiên các huyện Bình Liêu, QuảngHà

- Vùng núi miền tây từ Tiên Yên qua Ba Chẽ, Hoành Bồ, phía bắc thị xã Uông

Bí và thấp dần xuống ở phía bắc huyện Ðông Triều Vùng núi này là những dãy nốitiếp hơi uốn cong nên thường được gọi là cánh cung núi Ðông Triều với đỉnh Yên

Tử (1.068 m) trên đất Uông Bí và đỉnh Am Váp (1.094 m) trên đất Hoành Bồ

* Vùng trung du và đồng bằng ven biển gồm những dải đồi thấp bị phong hoá

và xâm thực tạo nên những cánh đồng từ các chân núi thấp dần xuống các triềnsông và bờ biển Ðó là vùng Ðông Triều, Uông Bí, bắc Yên Hưng, nam Tiên Yên,Quảng Hà và một phần Móng Cái ở các cửa sông, các vùng bồi lắng phù sa tạo nênnhững cánh đồng và bãi triều thấp Ðó là vùng nam Uông Bí, nam Yên Hưng (đảo

Hà Nam), đông Yên Hưng, Ðồng Rui (Tiên Yên), nam Quảng Hà, nam Móng Cái.Tuy có diện tích hẹp và bị chia cắt nhưng vùng trung du và đồng bằng ven biểnthuận tiện cho nông nghiệp và giao thông nên đang là những vùng dân cư trù phú

* Vùng biển và hải đảo của Quảng Ninh là một vùng địa hình độc đáo Hơn hainghìn hòn đảo chiếm hơn 2/3 số đảo cả nước (2078/2779), đảo trải dài theo đườngven biển hơn 250 km chia thành nhiều lớp Có những đảo rất lớn như đảo Cái Bầu,Bane Sen, lại có đảo chỉ như một hòn non bộ Có hai huyện hoàn toàn là đảo làhuyện Vân Ðồn và huyện Cô Tô Trên vịnh Hạ Long và Bái Tử Long có hàng ngàn

đảo đá vôi nguyên là vùng đại hình Karst bị nước bào mòn tạo nên muôn nghìn hìnhdáng bên ngoài và trong lòng là những hang động kỳ thú Vùng ven biển và hải đảoQuảng Ninh ngoài những bãi bồi phù sa còn những bãi cát trắng táp lên từ sóngbiển Có nơi thành mỏ cát trắng làm nguyên liệu cho công nghệ thuỷ tinh (VânHải), có nơi thành bãi tắm tuyệt vời (như Trà Cổ, Quan Lạn, MinhChâu,NgọcVùng )

- Ðịa hình đáy biển Quảng Ninh, không bằng phẳng, độ sâu trung bình là 20

m Có những lạch sâu là di tích các dòng chảy cổ và có những dải đá ngầm làm nơisinh trưởng của các rạn san hô rất đa dạng các dòng chảy hiện nay nối với các lạchsâu đáy biển còn tạo nên hàng loạt luồng lạch và hải cảng trên dải bờ biển khúckhuỷu kín gió nhờ những hành lang đảo che chắn, tạo nên một tiềm năng cảng biển

và giao thông đường thuỷ rất lớn

1.1.3 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng

a Đất

Địa hình Quảng Ninh có tuổi kiến tạo trẻ nên lớp đất phong hoá không dày, mật

độ chia cắt lớn nên đất đai có đặc tính chung là giàu oxit sắt, nhôm, tầng mùn mỏng,

ít các chất dinh dưỡng dễ tiêu Loại đất chiếm diện tích lớn nhất là đất feralít đồng

cỏ thứ sinh phát triển ở địa hình đồi núi thấp

Quảng Ninh có quỹ đất dồi dào với 601.000 ha, trong đó 50.364 ha đất nôngnghiệp đang sử dụng, 146.019 ha đất lâm nghiệp với nhiều diện tích đất có thể trồng

cỏ, phù hợp cho chăn nuôi, khoảng gần 20.000 ha có thể trồng cây ăn quả

Bảng 1-1:Kếhoạch sử dụng đất 5 năm (2011-2015)

Thứ

Năm hiện trạng 2010 (ha)

Các năm trong kỳ kế hoạch

Quảng Ninh là vùng đất đa dạng về địa hình, khí hậu thổ nhưỡng nên hệ sinhthái cũng phát triển đa dạng và phong phú về chủng loại.

Thực vật ở Quảng Ninh có thế mạnh ở rừng và đất rừng Ðất canh tác hẹp vàkém phì nhiêu nên sản lượng lúa, ngô, khoai thấp song bù lại là tiềm năng trồng cây

ăn quả, cây lấy gỗ và nhiều loại cây công nghiệp Hiện nay Quảng Ninh đang mởrộng diện tích cây ăn quả, trong đó có vùng vải thiều Đông Triều 3.000 ha đã thuhoạch Vùng chè Quảng hà đã cho chè búp chất lượng tốt

Trước đây Quảng Ninh có nhiều giống gỗ tốt, nhiều nhất là lim, táu, nay diện tíchlớn nhất là trồng thông vừa lấy nhựa vừa lấy gỗ Rừng bạch đàn, keo cũng đang mởrộng để vừa phủ kín đất trồng, vừa lấy gỗ cho công nghiệp mỏ (chống lò) Vùng núiQuảng Ninh đang phục hồi và phát triển những giống cây đặc sản như quế, hồi,trẩu, sở và những cây dược liệu Trong đó ở Quảng Ninh có cây ba kích nổi tiếng.Với 3/4 diện tích tự nhiên là rừng và ít rừng, nếu được bảo vệ và trồng thêm nhiều,rừng Quảng Ninh sẽ phát huy thế mạnh và là một nguồn lợi lớn của Quảng Ninh.Các đảo của vườn quốc gia Bái Tử Long đều có quy mô nhỏ, trên đó không códòng chảy mặt thường xuyên thay vì có một số suối ngắn và dốc hình thành trongmưa Thảm thực vật trên đảo tuy tương đối dày song không có khả năng sinh thuỷ

mà chỉ có khẳ năng cân bằng động thái nước mặt đệm giữa nước ngầm do nướcmưa trữ trong vỏ phong hoá và nhu cầu tiêu thụ của thảm thực vật hiện có Điều đó

có nghĩa là mọi hoạt động của con người triệt thoái thảm thực vật hay bóc lộ vỏphong hoá trên đảo dễ dẫn tới phá vỡ cân bằng nước trên đảo và mất thảm thực vật

1.1.4 Mạng lưới sông suối:

- Quảng Ninh có nhiều sông suối nhưng các sông đều ngắn, nhỏ, độ dốc lớn.Lưu lượng và lưu tốc rất khác biệt giữa các mùa Mùa đông, các sông cạn nước, cóchỗ trơ ghềnh đá nhưng mùa hạ lại ào ào thác lũ, nước dâng cao rất nhanh Lưulượng mùa khô 1,45 m3/s, mùa mưa lên tới 1500 m3/s, chênh nhau 1.000 lần

- Sông Tiên Yên có chiều dài 82 km bao gồm 7 phụ lưu trên lưu vực rộng 1070

km2 bắt nguồn từ độ cao 1175 m thuộc địa phận Bình Liêu Chủ lưu rộng trungbình 100 m và sâu 3 m, lưu lượng thấp nhất đạt 28 m3/s Hàng năm, sông Tiên Yên

đổ ra biển khoảng 660 x 106 m3 nước và 0,0347 x 106 tấn phù sa Tuy nhiên, phầnlớn lượng phù sa này tạo nên các chương cát ngầm và bãi triều vùng cửa sông TiênYên, phần nhỏ còn lại đổ vào khu vực vịnh Bái Tử Long qua cửa Mô

- Quảng Ninh có đến 30 sông, suối dài trên 10 km nhưng phần nhiều đều nhỏ.Diện tích lưu vực thông thường không quá 300 km2, trong đó có 4 con sông lớn là

hạ lưu sông Thái Bình, sông Ka Long, sông Tiên Yên và sông Ba Chẽ Mỗi sônghoặc đoạn sông thường có nhiều nhánh Các nhánh đa số đều vuông góc với sôngchính

- Đại bộ phận sông có dạng xoè hình cánh quạt, trừ sông Cầm, sông Ba Chẽ,sông Tiên Yên, sông Phố Cũ có dạng lông chim

- Nước ngập mặn xâm nhập vào vùng cửa sông khá xa Lớp thực vật che phủchiếm tỷ lệ thấp ở các lưu vực nên thường hay bị xói lở, bào mòn và rửa trôi làmtăng lượng phù sa và đất đá trôi xuống khi có lũ lớn do vậy nhiều nơi sông suối bịbồi lấp rất nhanh, nhất là ở những vùng có các hoạt động khai khoáng như ở cácđoạn suối Vàng Danh, sông Mông Dương

- Ngoài 4 sông lớn trên, Quảng Ninh còn có 11 sông nhỏ, chiều dài các sông từ

15 – 35 km, diện tích lưu vực thường nhỏ hơn 300 km2, chúng được phân bố dọctheo bờ biển, gồm sông Tràng Vinh, sông Hà Cối, sông Đầm Hà, sông Đồng CáiXương, sông Hà Thanh, sông Đồng Mỏ, sông Mông Dương, sông Diễn Vọng, sôngMan, sông Trới, sông Míp

- Sông Diễn Vọng bắt nguồn từ dãy núi Am Vát cao 1094 m chảy trên địa bàn

huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh, ra vịnh Cửa Lục, gần thành phố Hạ Long

1.1.5 Chế độ thủy triều:

- Vùng biển Quảng Ninh giáp vịnh Bắc Bộ, một vịnh lớn nhưng kín lại có nhiềulớp đảo che chắn nên sóng gió không lớn như vùng biển Trung Bộ Chế độ thuỷtriều ở đây là nhật triều điển hình, biên độ tới 3 - 4 m Nét riêng biệt ở đây là hiệntượng sinh "con nước" và thuỷ triều lên cao nhất vào các buổi chiều các tháng mùa

hạ, buổi sáng các tháng mùa đông những ngày có con nước cường Trong vịnh Bắc

Bộ có dòng hải lưu chảy theo phương bắc nam kéo theo nước lạnh lại có gió mùađông bắc nên đây là vùng biển lạnh nhất nước ta Nhiệt độ có khi xuống tới 130C

- Chế độ độ thủy triều và mực nước biển khu vực vườn quốc gia Bái Tử Long

có 2 đặc điểm nổi bật:

+ Là khu vực có chế độ thủy triều toàn nhật đều điển hình với đặc trưng mỗitháng có 2 kỳ nước cường và 2 kỳ nước kém Mỗi kỳ nước cường từ 11 đến 13ngày, mức nước cáo nhất có thể cao từ 3,5 đến 4 m so với mức nước 0 hải đồ(0mHĐ) Mỗi kỳ nước kém từ 3 đến 4 ngày, mức nước cáo nhất từ 0,5 đến 1m sovới mức nước 0mHĐ

+ Mực nước khu vực này có biên độ dao động lớn nhất nước ta Mực nướclớn nhất có thể đạt tới 4,8 m

Theo kinh nghiệm bản địa, các tháng 5 và 10 có biên độ triều lớn nhất Khoảng

từ tháng 4 tới tháng 8 nước lớn về đêm, cạn vào ban ngày; từ tháng 9 tới tháng 3năm sau nước thường lớn vào ban ngày và cạn về đêm Thời điểm nước lớn và mựcnước cao, thấp là yếu tố ảnh hưởng rất nhiều tới đặc tính sinh trưởng, phát triển củacác loài thuỷ sản, đồng thời cũng là yếu tố ảnh hưởng rất sâu sắc tới các hoạt độngđánh bắt, nuôi trồng thủy sản, giao thông và dịch vụ du lịch

1.1.6 Đặc điểm khí tượng, thủy văn

 Khái quát chung:

- Khí hậu Quảng Ninh tiêu biểu cho khí hậu các tỉnh miền Bắc Việt Nam Mộtnăm có bốn mùa xuân, hạ, thu, đông Đây là vùng nhiệt đới - gió mùa Mùa hạnóng, ẩm, mưa nhiều, gió thịnh hành là gió đông nam Mùa đông lạnh, khô hanh, ítmưa, gió là gió đông bắc

- Nằm trong vùng nhiệt đới, Quảng Ninh có lượng bức xạ trung bình hàng năm115,4 kcal/cm2 Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm trên 210C Độ ẩm khôngkhí trung bình năm là 84 % Từ đó lượng mưa hàng năm lên tới 1.700 - 2.400 mm,

số ngày mưa hàng năm từ 90 - 170 ngày Mưa tập trung nhiều vào mùa hạ (hơn85%) nhất là các tháng 7 và 8 Mùa đông chỉ mưa khoảng 150 đến 400 mm So vớicác tỉnh Bắc Bộ, Quảng Ninh chịu ảnh hưởng gió mùa đông bắc mạnh hơn Đây lànơi "đầu sóng ngọn gió" Gió thổi mạnh và so với các nơi cùng vĩ độ thường lạnhhơn từ 1 đến 30C

- Trong những ngày gió mùa đông bắc, ở vùng núi cao Bình Liêu, Hải Hà, Đầm

Hà nhiệt độ có khi xuống dưới 00C Quảng Ninh cũng chịu ảnh hưởng lớn của bão

tố Bão thường đến sớm (các tháng 6, 7, 8) và có cường độ khá mạnh, nhất là ởvùng đảo và ven biển

- Tuy nhiên do diện tích lớn lại nhiều vùng địa hình nên khí hậu giữa các vùnglại khác nhau Huyện địa đầu Móng Cái lạnh hơn lại mưa nhiều: nhiệt độ trung bìnhnăm là 220C, lượng mưa trung bình năm tới 2.751 mm Huyện Yên Hưng ở tậncùng phía nam, nhiệt độ trung bình năm là 240C, lượng mưa trung bình năm là1.700 mm Vùng núi cao của Hoành Bồ, Ba Chẽ khí hậu khá khắc nghiệt, mỗi nămthường có 20 ngày sương muối và lượng mưa hàng năm thấp Cũng là miền núinhưng Bình Liêu lại có mưa lớn (2.400 mm), mùa đông kéo dài tới 6 tháng Vùnghải đảo lại không phải là nơi mưa nhiều nhất, chỉ từ 1.700 đến 1.800 mm/năm,nhưng lại là nơi rất nhiều sương mù về mùa đông

- Quảng Ninh có tài nguyên nước khá phong phú và đặc sắc:

+ Nước mặt chủ yếu là nước sông hồ, các sông lớn là: sông Ka Long (đoạn chủyếu là đường biên giới quốc gia giáp Trung Quốc), sông Hà Cối, sông Ðầm Hà,sông Tiên Yên, sông Phố Cũ, sông Ba Chẽ, sông Diễn Vọng, sông Trới, sông Míp,sông Uông, sông Ðạm, sông Cầm và ranh giới phía nam tỉnh là sông Kinh Thầy nốivới sông Ðá Bạch chảy ra sông Bạch Ðằng

+ Nước ngầm Quảng Ninh khá phong phú Ngay trên các đảo lớn đều có nguồnnước ngầm có thể khai thác Hiện nay chưa thăm dò hết, tại 13 khu vực đô thị vàcông nghiệp đã khảo sát và ước tính có thể khai thác tại đây 64.388 m3/ngày

- Quảng Ninh có nhiều điểm nước khoáng uống được ở Quang Hanh (Cẩm Phả),

Khe Lạc (Tiên Yên), Ðồng Long (Bình Liêu) Nước khoáng uống được tập trung ởkhu vực km 9 (xã Quang Hanh, Cẩm Phả), hiện nay có 15 lỗ khoan thăm dò và tính

sơ bộ trữ lượng là 1.004 m3/ngày, trong đó 4 lỗ khoan đã đưa vào khai thác (đóngchai và nạp thêm khí cacbonic) và đã trở thành mặt hàng nước uống được ưachuộng Nước khoáng Quang Hanh trong suốt không màu, không mùi, có vị hơimặn, độ khoáng hoá từ 3,5 đến 5,05g/l Thành phần vi lượng chủ yếu là: Na, Ka,

Ca, Mg, Cl, SO4, H2CO3 hàm lượng thay đổi tuỳ vị trí lỗ khoan Với các vi lượngnày, nước khoáng Quang Hanh rất có lợi cho giải khát và tiêu hoá Nước khoángkhông uống được tập trung ở khu vực km11 và km12 Cẩm Phả và ở xã Tam Hợp(cũng thuộc thị xã Cẩm Phả) Loại nước khoáng này có nồng độ khoáng khá cao,nhiệt độ trên 350C nên có thể tận dụng điều trị một số bệnh

 Tình hình nghiên cứu khí tượng thủy văn trên khu vực huyện Hoành Bồ

Hồ chứa Khe Cả thuộc địa phận huyện Hoành Bồ không có các trạm đo khítượng, thủy văn Vì vậy để tính toán các đặc trưng khí tượng, thủy văn ta dựa vào sốliệu khí tượng, thủy văn của các trạm trong hoặc gần khu vực Cụ thể trạm khítượng ta lấy trạm Khí tượng Cửa Ông để tính toán, còn trạm thủy văn ta dùng trạmDương Huy

Bảng 1-2:Bảng chuỗi số liệu dùng để tính toán các đặc trưng khí tượng, thủy

văn khu vực hồ Khe Cả

Trạm khí

tượng

Đặc trưng khí tượng Nắng Bốc hơi Độ ẩm

Độ ẩm min Nhiệt độ Mưa ngày

Mưa tháng Cửa Ông

2001

1990- 2001

1986- 2001

1960- 2001

1986- 2001

2007

2007

1960-Trạm thủy văn Số liệu dòng chảy trung bình tháng

Nguồn: Trung tâm tư liệu khí tượng thủy văn quốc gia.

1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội huyện Hoành Bồ

1.2.1 Tình hình dân số

Tính đến thời điểm tháng 4/2009, dân số Hoành Bồ có 46.435 người với 7 dân tộc anh em cùng chung sống gồm: Dân tộc Kinh, Dao, Hoa, Sán Dìu, Tày, Nùng, Cao Lan Trong đó, dân tộc thiểu số (DTTS) là 16.961 người, chiếm 36,5% dân số toàn huyện

* Định hướng về công tác dân số và giải quyết việc làm

Đẩy mạnh công tác dân số,nguồn nhân lực, nâng cao dân trí, mở rộng đào tạo nghề, tiếp tục thực hiện chương trình xoá đói, giảm nghèo Chuyển đổi cơ cấu lao

động theo hướng giảm tỷ trọng lao động nông nghiệp, tăng tỷ trọng lao động công nghiệp, dịch vụ Phát triển doanh nghiệp, mở rộng ngành nghề tạo thêm việc làm Xây dựng xã hội công bằng, dân chủ, văn minh

Dự báo dân số, lao động đến năm 2020

Bảng 1-3: Dự báo dân số và lao động đến năm 2020

TT Thành phần dân số, lao động

Tổng dân số theo chu kỳ Dân số tăng thêm theo

thời kỳ Năm

2005

Năm 2010

Năm 2020

Năm 2006-2010

Năm 2011-2020 -Tổng dân số (nghìn người) 1.07 1.124 1.234 54 113

1.2.2 Tình hình khai thác thủy lợi trong khu vực

Đầu tư nâng cấp hệ thống thuỷ lợi, đảm bảo cung cấp đủ nước tưới cho diệntích lúa và rau màu Giải quyết tiêu úng, chống lũ nhằm phòng, tránh thiên tai, gópphần bảo vệ sản xuất, tính mạng và tải sản của nhân dân

Toàn tỉnh còn có 69 công trình hồ, đập các loại Hệ thống hồ, đập chính tập trung tại các vùng nông nghiệp như huyện Đông Triều, Yên Hưng và các huyện miền Đông Hệ thống này gồm 7 công trình với tổng trữ lượng 222 triệu m3, có khảnăng cung cấp nước tưới cho 28.500 ha; trong đó công trình lớn nhất là hồ Yên Lập (thuộc dịa phận huyện Yên Hưng) với trữ lượng 118 triệu m3, có khả năng cung cấpnước tưới cho 10.000 ha và cung cấp nước sinh hoạt cho 100.000 dân

* Cấp nước.

- Các chỉ tiêu và nhu cầu dùng nước

+ Nước sinh hoạt: 170 ÷ 200 lít/người/ngày đêm được cấp cho 85 ÷ 95% dânsố

+ Nước công nghiệp: 22 ÷ 35 m3/ha/ngày đêm tính cho 70% diện tích

+ Nước phục vụ du lịch, dịch vụ: 300 lít/người/ngày đêm tại thời điểm hiệntại, dự kiến năm 2020 tăng lên: 400 lít/người/ngày đêm

Trong tương lai, khi điều kiện về khoa học công nghệ, kinh tế phát triển nên xây dựng trạm xử lý nước biển để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, du lịch, dịch vụ của người trên khu vực không chỉ ở thành phố Cẩm Phả nói riêng mà toàn tỉnh Quảng Ninh nói chung

Ngành thuỷ lợi sẽ tập trung phục vụ sản xuất nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, cung cấp nước sinh hoạt cho các khu đô thị, thành phố cũng như vùng nông thôn

Chương 2: TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG

Để phục vụ cho việc tính toán nước dùng các mùa vụ trong nông nghiệp, chosinh hoạt, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, và các nhu cầu sử dụng khác, trước hếtchúng ta cần tính toán các đặc trưng khí tượng

2 1 Tính toán số liệu khí tượng, thuỷ văn

Huyện Hoành Bồ tỉnh Quảng Ninh nằm trong khu vực có chế độ khí hậu vùngBắc bộ Trên Địa bàn thành phố Cẩm Phả không có trạm khí tượng, thủy văn vì vậy

để nghiên cứu đặc điểm khí tượng của khu vực có thể sử dụng tài liệu của trạm khítượng Cửa Ông nằm ở ngay cạnh để tính các đặc trưng khí tượng

2.1.1 Chế độ nắng

Nắng là một yếu tố khí hậu có quan hệ chặt chẽ với bức xạ mặt trời và bị chiphối bởi lượng mây trên khu vực Ở trạm khí tượng Cửa Ông số giờ trung bìnhtrong thời khoảng từ năm1990-2001 đạt 1555.5 giờ

Về mùa đông do lượng mây nhiều và thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn hơnnên số giờ nắng cũng ít hơn Số giờ nắng ít nhất là tháng III trung bình tháng khôngvuợt quá 50 giờ, sau đó đến tháng I, tháng II trung bình trên 50 giờ ứng với thời kỳ

có lượng mây và số ngày nhiều mây nhất trong năm Còn các tháng khác từ tháng Vtrở đi thì số giờ nắng trung bình tháng của các năm đều đạt trên mức 100 giờ nắng

Về mùa hè do lượng mây ít, nhất là lượng mây dưới và thời gian chiếu sáng dàinên số giờ nắng nhiều hơn mùa đông Trung bình mỗi tháng trong mùa này có từ156.1 – 194.2 giờ nắng Trong bảng 2-1 số giờ nắng các tháng trong năm trungbình nhiều năm của trạm khí tượng Cửa Ông

Bảng 2-1:Số giờ nắng tháng và năm trung bình nhiều năm trạm Cửa Ông

Số giờ 59.5 51.6 46.1 83.4 156.1 160.9 169.2 182.1 178.3 194.2 156.5 117.6 129.6

Hình 2-1: Mô hình phân phối giờ chiếu nắng tháng trung bình nhiều

năm trạm Cửa Ông

Qua biểu đồ phân phối giờ chiếu nắng trung bình nhiều năm cho ta thấy một cáchtrực quan sự phân phối giờ chiếu nắng trung bình tháng nhiều năm tại trạm Cửa Ông

2.1.2 Chế độ nhiệt

Nhìn chung chế độ nhiệt ở Hoành Bồ – Quảng Ninh có chế độ nhiệt chung của

cả nước, nghĩa là mùa hè nhiệt độ cao và mùa đông thấp, tuy nhiên do đặc điểm củađịa hình nên cũng có những nét riêng

Nhiệt độ không khí trung bình năm trạm Cửa Ông từ năm là 22,90C Các thángnóng nhất trong mùa hè (V, VI, VII, VIII, IX) có nhiệt độ không khí trung bìnhtháng biến đổi từ 26,50C đến 28,10C Theo số liệu đo được từ 1986 đến 2001 chothấy nhiệt độ không khí trung bình tháng lớn nhất đo được tới 37,20C ở Cửa Ông(xuất hiện trong ngày 6-VII /2001)

Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình tháng tại Cửa Ông là 4.70C 1996), Từ kết quả quan trắc này ta thấy sự chênh lệch nhiệt độ Max và Min khá lớn.Biến trình nhiệt độ năm theo dạng một đỉnh Tháng có nhiệt độ trung bình caonhất là tháng VII Trong 3 tháng mùa lạnh thì tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất

(21-II-là tháng I Trong bảng 2-2 cho thấy nhiệt độ trung bình tháng trung bình trong nhiềunăm của trạm Cửa Ông

Bảng 2-2:Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm trạm Cửa Ông

Hình 2-2: Mô hình phân phối nhiệt độ tháng trung bình nhiều

năm trạm Cửa Ông

Qua biểu đồ phân phối nhiệt độ trung bình nhiều năm cho ta thấy một cách trực quan sự phân phối nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm tại trạm Cửa Ông

2.1.3 Chế độ ẩm

Độ ẩm trong vùng giữa các tháng từ năm 1986 – 2001 biến đổi rất ít, độ ẩmtương đối trung bình tháng trung bình nhiều năm đều đạt trên 77 % Độ ẩm trungbình lớn nhất xảy ra vào tháng III là tháng bầu trời thường đầy mây và mưa nhỏ,mưa phùn Độ ẩm trung bình thấp nhất xẩy ra vào tháng XI, XII khoảng 36% Nhưvậy vùng này chênh lệch độ ẩm giữa các tháng với nhau không lớn

Bảng 2- 3 cho ta thấy sự thay đổi độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm và độ ẩmtương đối thấp nhất trung bình tháng, năm của trạm

Bảng 2-3: Đặc trưng độ ẩm của trạm Cửa Ông

II I

I

V I

VI I

VII I

I

X I

XI

Độ ẩm t/đ trung bình (%)

8 4

8 6

8 8

8 7

8 5

8

8 2

7 9

4 4

4 7

5 7

5 4

5

4 8

4 0 3

Hình 2-3: Mô hình phân phối độ ẩm tháng trung bình nhiều

năm trạm Cửa Ông

Qua biểu đồ phân phối độ ẩm trung bình nhiều năm cho ta thấy một cách trực quan

sự phân phối độ ẩm trung bình tháng nhiều năm tại trạm Cửa Ông

Hình 2-4: Mô hình phân phối độ ẩm thấp nhất tháng trung bình nhiều

năm trạm Cửa Ông

Qua biểu đồ phân phối độ ẩm thấp nhất trung bình nhiều năm cho ta thấy mộtcách trực quan sự phân phối độ ẩm thấp nhất trung bình tháng nhiều năm tại trạmCửa Ông, cũng như tại khu vực nghiên cứu hồ Khe Cả huyện Hoành Bồ

2.1.4 Chế độ gió

Gió là sự chuyển động của không khí theo chiều ngang Gió là nhân tố ảnhhưởng nhiều nhất tới mưa và bốc hơi Gió vận chuyển hơi nước từ nơi này đến nơikhác làm tăng khả năng bốc hơi và làm thay đổi độ ẩm của không khí, gây ra nhiễuđộng và là nguyên nhân của mưa

Theo số liệu thống kê các trạm khí tượng từ 1960 đến 2001 cho thấy tốc độ giótrung bình nhiều năm trạm Cửa Ông là 3,1m/s Biên độ dao động trung bình tốc độgió các tháng của các năm từ 2,5 đến 3,6 m/s Song vào mùa mưa bão tốc độ gió lớnnhất ở đây có thể đạt tới 40 m/s ở Cửa Ông vào Tháng 3/1960

Trong bảng 2-4 là tốc độ gió lớn nhất quan trắc được ở các tháng trong năm vàtốc độ gió trung bình từng tháng trong nhiều năm tại trạm khí tượng

Bảng 2-4: Tốc độ gió trung bình tháng trung bình nhiều

năm trạm Cửa ông (m/s).

Tốc độ gió Tr.

Qua bảng: 2-4 ta thấy tốc độ gió trung bình tháng lớn nhất là tháng X, XI, tháng

có tốc độ gió trung bình tháng nhỏ nhất là tháng IV với giá trị 2,5 m/s Chênh lệchtốc độ gió trung bình các tháng của nhiều năm là không lớn, chúng chênh lệch nhaukhông nhiều

Hình 2-5: Mô hình phân phối tốc độ gió tháng trung bình nhiều năm trạm Cửa

Ông

2.1.5 Chế độ bốc hơi

Tài liệu đo bốc hơi trạm khí tượng Cửa Ông từ năm 1986 đến năm 2001 Lượngbốc hơi trung bình nhiều năm ta tính được ở trạm Cửa Ông là 938.6 mm Trongbảng: 2-5là lượng bốc hơi các tháng trong năm trung bình nhiều năm.

Bảng 2-5: Phân phối bốc hơi trung bình các tháng trạm Cửa Ông

Hình 2-6: Mô hình phân phối bốc hơi tháng trung bình nhiềunăm trạm Cửa

Ông

Qua biểu đồ phân phối bốc hơi trung bình nhiều năm cho ta thấy một cách trựcquan sự phân phối bốc hơi trung bình tháng nhiều năm tại trạm Cửa Ông, cũng nhưtại khu vực nghiên cứu hồ Khe Cả huyện Hoành Bồ

2.2 Tính toán mưa năm

Mưa là một trong những yếu tố quan trọng nhất hình thành nên dòng chảy.Lượng mưa là lớp nước mưa rơi trong một thời đoạn nào đó, đơn vị tính là mm.Lượng mưa quan trắc trong một trận gọi là lượng mưa trận, trong một ngày đêm gọi

là lượng mưa ngày Nếu thời đoạn tính toán là một tháng, một năm ta có tương ứnglượng mưa tháng, lượng mưa năm Không chỉ có lượng mưa đặc trưng cho mưa màcòn có cường độ mưa và chế độ mưa Cường độ mưa là lượng mưa rơi trong mộtđơn vị thời gian, đơn vị tính thường là mm/phút hoặc mm/h Chế độ mưa có thểđược hiểu là sự thay đổi có quy luật của mưa theo thời gian Phân tích chế độ mưanhiều năm, chế độ mưa năm và chế độ mưa gây lũ là rất cần thiết trong tính toán

thủy văn Tùy yêu cầu của bài toán cụ thể mà mưa được tính theo các thời khoảngkhác nhau.

2.2.1 Tính lượng mưa năm thiết kế.

Tính toán lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế phục vụ cho việc đánh giánguồn tài nguyên nước, tính toán được thành phần cân bằng nước trên lưu vực

Để xác định được lượng mưa năm thiết kế ta cần phải xác định được các tham sốthống kê của chuỗi mưa năm: Trị số bình quân của chuỗi số ; hệ số biến đổi Cv

và hệ số không đối xứng CS của chuỗi mưa năm Các tham số này được xác địnhbằng cách vẽ đường tần suất lý luận

Dựa vào số liệu 48 năm lượng mưa của trạm Cửa Ông sử dụng phần mềm vẽđường tần xuất của Đặng Duy Hiển vẽ đường tân suất lý luận lượng mưa năm vàxác định lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế

Hình 2-7:đường tần suất lý luận lượng mưa năm tại trạm Cửa Ông(1960-2007)

Kết quả các thông số thống kê và lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế thống kêtrong bảng sau:

Bảng 2-6: Các thông số thống kê và Lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế

TSTK Xp (mm) CV CS P = 25% P = 50% P = 75%Giá trị 2208.53 0.23 -0.09 2555.02 2216.15 1870.35Trong đó:

n: Số năm quan trắc

: Lượng mưa trung bình nhiều năm

Cv: Hệ số biến đổi

Cs: Hệ số không đối xứng

XP: Lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế P

Qua bảng 2-6 cho thấy lượng mưa năm của khu vực được đo tại trạm Cửa Ông

có độ biến động theo thời gian nhỏ Lượng mưa lớn nhất đạt 3076 mm (năm 1966),năm có lượng mưa nhỏ nhất đạt 1314,1 mm năm 1976

2.2.2 Phân phối mưa năm thiết kế.

Ở nước ta lượng mưa năm khá lớn, có tháng lượng mưa rất nhiều (có nơi đạttrên 1000 - 1500 mm/tháng) có tháng có lượng mưa ít thậm chí trong năm có nhiềutháng liên tục không có mưa Những tháng có mưa nhiều thường gây lũ lụt, ngậpúng Để phân biệt thời kỳ mưa nhiều và thời kỳ mưa ít tương ứng với mùa lũ vàmùa cạn trong sông ta thường chia thành hai mùa trong năm là mùa mưa và mùakhô

Chỉ tiêu phân mùa mưa:

Mùa mưa gồm những tháng liên tục có lượng mưa tháng vượt quá lượng tổnthất ổn định nào đó Lượng tổn thất đó có dùng khả năng bốc hơi (lấy lượng bốc hơimặt nước đo bằng chậu, bằng thùng) tương ứng làm đặc trưng tính toán Mức độ ổnđịnh có thể lấy tần suất P 50% cho vùng có sự tương phản rõ rệt giữa mùa mưa

và mùa khô và P 75% với vùng còn lại

Theo kết quả quan trắc nhiều năm ở Bắc Bộ trong tháng chuyển tiếp lượng bốchơi có thể lấy bằng 100 mm

Đánh dấu các tháng có trị số lượng mưa tháng vượt trên 100 mm Tính tần suất

Hình 2-8 : Biểu đồ lượng mưa trung bình nhiều năm trạm Cửa Ông(1960-2007) Bảng 2-7 : phân bố mưa năm trung bình năm trạm Cửa Ông (1960-2007)

Ta thấy có 5 tháng vượt chỉ tiêu P 75%xuất hiện lượng mưa trên 100 mm

Như vậy ở khu vực hồ Khe Cả mùa mưa kéo dài 5 tháng , từ tháng V đến tháng

IX, tháng có lượng mưa nhiều nhất vào tháng VIII chiếm 23.1% lượng mưa cả năm.Trong thời diểm này lượng mưa thường lớn, và kéo dài trong nhiều ngày Đây làthời gian chủ yếu hình thành dòng chảy trong các sông hồ ao

Nhiều tháng có lượng mưa nhỏ thường vào tháng XII, I của các năm Mùa khôcủa khu vực hồ Khe Cả kéo dài 7 tháng từ tháng X năm trước đến hết tháng IV nămsau chiếm 20.7 % lượng mưa cả năm

Do sự phân bố mưa rõ rệt từng mùa, mùa mưa lượng mưa rất lớn chiếm phầnlớn lượng mưa cả năm thường gây ra lũ vào mùa mưa còn mùa khô lượng mưa nhỏ

và thường có những ngày không mưa kéo dài gây hạn hán và khó khăn trong nhucầu sử dụng nước

Phân phối mưa năm theo thời khoảng tháng thiết kế:

Lượng mưa năm thiết kế ứng với các tần suất P = 25%, 50%, 75% ta xác định đượcthông qua tính toán lượng mưa năm thiết kế ở phần tính toán mưa năm thiết kế ởbảng 2-6.

Mô hình mưa năm thiết kế thời khoảng tháng theo dạng này chọn mô hình mưanăm đại biểu thực tế rồi thu phóng thành mô hình mưa năm thiết kế Khi chọn nămđại biểu ta chọn theo các yêu cầu sau:

− Năm đại biểu mưa nhiều là năm có lượng mưa ứng với nhóm tần suất P = 1

33% có thời gian mưa kéo dài trong năm, lượng mưa mùa mưa khá lớn, thánglớn nhất rơi đúng vào tháng mưa lớn nhất xuất hiện nhiều trong nhóm nămquan trắc

− Năm đại biểu mưa ít là năm có lượng mưa ứng với nhóm tần suất P = 67

100% năm có thời gian mùa khô kéo dài trong năm, lượng mưa mùa khô tươngđối ít, có tháng mưa nhỏ nhất xuất hiện đúng vào tháng mưa nhỏ nhất xuất hiệnnhiều trong năm

− Năm đại biểu mưa trung bình là năm có lượng mưa tháng, lượng mưa năm bằng

số trung bình nhiều năm của năm quan trắc

• Đối với khu vực hồ Khe Cả:

• Năm mưa nhiều chọn năm thực tế 1968 có lượng mưa năm X = 2568.60

mm làm năm đaị biểu

• Năm mưa trung bình chọn năm thực tế 1971 có lượng mưa năm 2263.7 mm

làm năm đại biểu

• Năm mưa ít chọn năm thực tế 2003 có lượng mưa năm 1895.2 mm làm nămđại biểu

Như vậy hệ số thu phóng từ mô hình mưa năm đại biểu sang mô hình mưa thiết

kế là K p% = ; Kp = 25% = 0,995 ; Kp = 50% = 0,979 ; Kp = 75% = 0,987

Nhân các hệ số này với lượng mưa từng tháng của các năm đại biểu ta được môhình mưa thiết kế

Bảng 2-8: Phân phối mưa năm ứng với các tần suất thiết kế khu vực hồ Khe Cả

CảnămNăm nhiều nước (25%)

225.2 47.3

1089.3

460.8

227.7

44.5 4.6

2568.6

%Xp(m

m)

22

2

53.8

1083.8

458.5

226.6

44.3 4.6

2555.6Năm nước trung bình (50%)

229.4

356

4

740.6 284

246.4 0

139.2

2263.7

%Xp(m

m)

11

5

18.8

224.6

348

9

725.0

278.0

241.2

0

0

136.3

2216.2Năm ít nước (75%)

192.1

108.1

114.4

271.1

339

4

128.2

122.6

416.3

89.5 4.4

1895.1

%Xp(m

m)

33

1

74.6

189.6

106.7 113

267.6 335

126.5 121

410.9

88.3 4.3

1870.6

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 0

Hình 2-9: Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng trạm Cửa Ông

năm mưa nhiều

Hình 2-10: Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng trạm Cửa Ông

năm mưa trung bình

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 0

50 100

Mô hình phân phối mưa năm theo thời khoảng tháng ta thấy mô hình mưa thiết

kế phụ thuộc chủ yếu vào mô hình mưa đại biểu

− Đối với năm nhiều nước, trung bình nước, ít nước ta thấy lượng mưa phân bố

không đồng đều, lượng mưa tập trung vào các tháng mùa mưa đó là các tháng:

VI, VII, VIII, IX Trong khi đó các tháng mùa khô thì lượng mưa ít, gây khókhăn cho việc sử dụng nước

− Đối với năm nhiều nước lượng mưa lớn tập trung chủ yếu vào các tháng mùa

mưa, với giá trị lớn, tháng VI, VII, VIII, IX với các giá trị lượng mưa là: 869.7

mm, 515.8 mm, 569.4 mm, 245.8 mm Trong khi đó các tháng khác lượng mưanhỏ, chiếm tỷ lệ thấp lượng mưa trong năm

− Đối với năm nước trung bình lượng mưa tập trung nhiều vào các tháng mùa mưa

với giá trị lớn nhất là tháng VIII với giá trị 731 mm Tháng lượng mưa nhỏ làtháng I với giá trị là 11.5 mm Thậm chí có tháng còn không có mưa như tháng

XI Lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng

− Đối với năm ít nước, lượng nước trong năm ít nước có vai trò quan trọng trong

cung cấp nước cho các nhu cầu khác nhau tại khu vực, lượng nước tập trung vàocác tháng VII, VIII, X với lần lượt các giá trị: 273 mm, 341.7 mm, 419.2 mm.Lượng mưa nhỏ nhất gây khó khăn cho nhu cầu dùng nước vào tháng XII vớigiá trị: 4,4 mm

− Tùy vào nhu cầu dùng nước từng tháng và lượng mưa đến, khả năng cấp nước

hợp lý để đảm bảo nhu cầu dùng nước

2.2.3 Tính lượng mưa 1, 3 và 5 ngày lớn nhất:

Nhiệm vụ của đồ án là tính toán khí tượng thủy văn và điều tiết hồ chứa phục

vụ cấp nước cho nhu cầu tưới nên tính lượng mưa 1, 3 và 5 ngày lớn nhất để làm tàiliệu đầu vào cho bài toán tính tiêu nước tại mặt ruộng, tính toán dòng chảy lũ thiết

kế (công thức Alêcxâyép), xác định tổng lượng lũ lớn nhất thiết kế khi tài liệu ngắnhoặc không có Tính toán thủy văn và điều tiết cho hồ chứa thì phải tính lũ mưa rào

T ≤ 24h, mà:

− Do khống chế lượng mưa lớn nhất trong khoảng thời gian tính toán nên nhóm

ngày thường được tính từ ngày có mưa kéo dài tiếp những ngày sau Nhữngngày giữa và cuối nhóm có thể có lượng mưa bằng 0

− Do khống chế lượng mưa của các nhóm ngày mưa có cùng tần suất nên yêu cầu

lượng mưa lớn nhất của nhóm ngày ngắn nằm trong nhóm dài ngày Yêu cầu đó,đối với vùng mưa bão như đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng ven biển Miền Trungthì thỏa mãn tần suất xuất hiện khá lớn P ≥ 75%, nhưng đối với vùng mưa lớnkhông phải ảnh hưởng do mưa bão như đồng bằng miền Nam thì tần tần suấtxuất hiện lượng mưa lớn nhất của nhóm ngày ngắn nằm trong nhóm dài ngày làthấp P ≤ 50%

Tỉnh Quảng Ninh thuộc khu vực bắc bộ nên cũng có một số năm có lượng mưalớn nhất của nhóm ngày ngắn không nằm trong nhóm dài ngày

Từ chỉ tiêu trên ta thống kê lượng mưa 1, 3 và 5 ngày lớn nhất từ tài liệu mưangày của trạm mưa Cửa Ông thống kê ( phụ lục 2-1, 2-2, 2-3.)

Từ chuỗi số liệu mưa 1, 3 và 5 ngày lớn nhất thống kê, ta dùng phần mềm vẽđường tần suất (TSTV2002) của tác giả Đặng Duy Hiển, được kết quả

tập trung vào tháng VI, VIII (14/30 trường hợp), tháng VI có 6 giá trị mưa max 1ngày Lượng mưa 3 ngày lớn nhất đạt tới 655.5 mm, lượng mưa 5 ngày lớn nhất đạt

tới 799.1 mm

Bảng 2-10: Bảng thống kê số lần xuất hiện lượng mưa lớn nhất theo từng

tháng

Tháng

Số lần xuất hiện X max

X1 max X3 max X5 max

2.2 4 Tính mưa vụ

Hồ Khe Cả thuộc lưu vực sông Diễn Vọng mục đích chính là cấp nước phục

vụ nước tưới cho lúa, cây trồng, hoa màu trong năm Tùy thuộc vào thời gian từngmùa vụ lúa, rau màu mà ta tính toán mưa vụ phù hợp Ở khu vực hồ Khe Cả trongnăm có 2 vụ lúa: vụ chiêm xuân bắt đầu từ tháng I đến tháng V, vụ lúa vụ mùa bắtđầu từ tháng VI đến tháng IX và vụ đông bắt đầu từ tháng X đến tháng XII

Từ số liệu thống kê lượng mưa các tháng ứng với vụ đông, vụ chiêm xuân và

vụ mùa, dùng phần mềm tần suất FFC ta xác định được các thông số thống kê.Theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 285:2002, tần suất tưới cho nông nghiệp đượcchọn là P = 75% Mô hình mưa năm theo thời khoảng mùa chỉ cho ta tỷ số giữalượng mưa mùa mưa và mưa năm trong các nhóm năm, nó đồng đều hóa lượng mưatrong từng mùa, nên chỉ phù hợp với yêu cầu chế độ tưới của cây trồng lâu năm.Đối với cây trồng ngắn ngày như lúa, hoa màu hay đối với yêu cầu tính toán điềutiết cho một kho nước thì thời khoảng tính toán phải ngắn hơn Do đó mô hình mưađại biểu thường được chọn theo thời khoảng ngày

Tính lượng mưa vụ chiêm xuân

Vụ chiêm xuân tại khu vực hồ Khe Cả, Cẩm Phả, Hoành Bồ, Quảng Ninh đượctính từ tháng I đến tháng V, thống kê số liệu mưa tháng, vẽ đường tần suất (Phụ lục2-7)ta được các đặc trưng thống kê và lượng mưa vụ chiêm xuân thiết kế

Bảng 2-11: Đặc trưng thống kê và lượng mưa vụ chiêm xuân

là k = 0.978, nhân hệ số k với mưa vụ chiêm xuân 1996 đại biểu ta được mô hìnhmưa vụ chiêm xuân thiết kế được thống kê ở bảng 2-14

Tính lượng mưa vụ mùa.

Vụ mùa khu vực tính từ tháng VI đến tháng IX Từ chuỗi thống kê lượng mưacác tháng thuộc vụ mùa, vẽ đường tần suất(Phụ lục 2-8) ta có các tham số thống kênhư trong bảng 2-12 và lượng mưa vụ mùa ứng với tần suất thiết kế

Bảng 2-12: Đặc trưng thống kê và lượng mưa vụ Mùa

Để xác định mô hình mưa vụ mùa thiết kế ứng với tần suất P = 75% của khu vực

hồ Khe Cá ta chọn mưa vụ mùa 1974 có tổng lượng mưa X = 1231.8 mm làm môhình đại biểu Hệ số thu phóng mô hình mưa thiết kế P = 75% là k = 1,011 ta nhân

hệ số k với lượng mưa ngày năm 1974 được mô hình mưa vụ hè thu thiết kế, thống

kê ở bảng 2-15

Tính lượng mưa vụ đông.

Vụ đông mùa mưa tại khu vực hồ Khe Cả tính từ tháng X năm nay đến hếttháng I năm sau Từ chuỗi thống kê số liệu mưa tháng của trạm Cửa Ông từ tháng Xđến tháng I, vẽ đường tần suất(phụ lục 2-9) ta có các tham số thống kê và lượngmưa cho vụ đông ứng với tần suất thiết kế trong bảng 2-16

Bảng 2-13: Đặc trưng thống kê và lượng mưa vụ đông thiết kế

Trạm n Xbq(mm) Cv Cs Xp = 75% Xp = 85%

- Xác đinh mô hình mưa tưới thiết kế:

Căn cứ vào lượng mưa vụ đại biểu và hệ số k, nhân hệ số k với lượng mưatừng tháng của từng vụ được mô hình mưa tưới thiết kế cho từng vụ

Lượng mưa tưới thiết kế vụ Chiêm Xuân (từ tháng I-V)

Lượng mưa vụ Chiêm Xuân ứng với tần suất 75%: 295.54 mm

Lượng mưa vụ Chiêm Xuân ứng với tần suất 85%: 247.86 mm

Bảng 2-14: Lượng mưa vụ Chiêm Xuân thiết kế

Lượng mưa tưới thiết kế vụ Mùa (từ tháng VI-IX)

Lượng mưa vụ Mùa ứng với tần suất 75%: 1244.9 mm

Lượng mưa vụ Mùa ứng với tần suất 85%: 1085.6 mm

Bảng 2-15: Lượng mưa vụ Mùa thiết kế

Lượng mưa tưới thiết kế vụ Đông (từ tháng X-XII)

Lượng mưa vụ Đông ứng với tần suất 75%: 175.43 mm

Lượng mưa vụ Đông ứng với tần suất 85%: 132.3 mm

Bảng 2-16: Lượng mưa vụ Đông thiết kế

mô hình TANK kết hợp với mưa, bốc hơi tại trạm Cửa Ông để mượn bộ thông số

mô hình của lưu vực sông Diễn Vọng đê tính dòng chảy tháng cho tuyến công trình

hồ Khe Cá Vì vậy ta cần xét lưu vực tương tự trạm Dương Huy để mượn số liệudòng chảy để chạy mô hình Tank

Điều kiện thỏa mãn tiêu chuẩn lưu vực tương tự là: lưu vực có số liệu thủy vănthực đo ở gần lưu vực nghiên cứu nhất, diện tích xấp xỉ hoặc lớn hơn không quá 5lần so với lưu vực nghiên cứu, điều kiện khí hậu, địa chất, địa hình và hệ thốngsông suối có nhiều điểm tương đồng với nhau Trạm Dương Huy trên sông DiễnVọng có diện tích lưu vực là 52 km2, diện tích hứng nước khu vực hồ Khe Cả là19,8 km2 và hai khu vực có cùng điều kiện khí hậu, địa chất, địa hình, hệ thống sôngsuối có nhiều điểm tương tự nhau Vậy hai khu vực nghiên cứu thỏa mãn lưu vựctương tự

3.1.1 Ứng dụng mô hình Tank cho khu vực hồ Khe Cả:

a Xác định bộ thông số mô hình

Bộ thông số mô hình được xác định theo số liệu dòng chảy trung bình tháng củatrạm Dương Huy từ năm 1961-1970 và số liệu lượng mưa tháng trạm Cửa Ông từnăm 1961-1966, số liệu lượng bốc hơi tháng trung bình nhiều năm trạm Cửa Ông

- Dòng chảy trung bình tháng trạm Dương Huy (Phụ lục 3-0).

- Lượng mưa tháng trạm Cửa Ông (Phụ lục 3-1).

- Lượng bốc hơi tháng trung bình nhiều năm trạm Cửa Ông (Phụ lục 3-2).

b Hiệu chỉnh mô hình

Quá trình hiệu chỉnh mô hình sử dụng 6 năm tài liệu:

- Số liệu dòng chảy trung bình tháng của trạm Dương Huy từ năm 1961-1966

- Số liệu lượng mưa tháng trạm Cửa Ông từ năm 1961-1966

- Số liệu lượng bốc hơi tháng trung bình nhiều năm trạm Cửa Ông

Bảng 3-1: kết quả tìmBộ thông số mô hình Tank

Hình 3.1: kết quả hiệu chỉnh mô hình

Hình 3.2 : kết quả kiểm định mô hình`

3.2 Tính toán dòng chảy năm:

3.2.1 Xác định chuẩn dòng chảy năm

Chuẩn dòng chảy năm (hay dòng chảy bình quân nhiều năm) của một lưu vực

là trị số trung bình của đặc trưng dòng chảy trong thời kỳ nhiều năm, với điều kiệncảnh quan địa lý, điều kiện địa chất không thay đổi và không kể đến sự thay đổi quyluật tự nhiên của dòng chảy do hoạt động dân sinh kinh tế con người

Chuẩn dòng chảy năm là giá trị quan trọng có ý nghĩa trong tính toán thủy vănthiết kế các công trình thủy lợi Nó là giá trị đặc trưng cho trữ lượng tài nguyênnước của một lưu vực

Các đại lượng biểu thị chuẩn dòng chảy năm

 Lưu lượng dòng chảy năm bình quân nhiều năm:

Lưu lượng dòng chảy bình quân nhiều năm, thường ký hiệu là Q0, đơn vị tính

là m3/s: là lưu lượng tính bình quân cho thời đoạn là nhiều năm Lưu lượng dòngchảy bình quân nhiều năm được tính theo công thức:

(m3/s)

 Mô duyn dòng chảy năm bình quân nhiều năm:

Mô duyn dòng chảy năm ký hiệu M0, đơn vị (l/s.km2), là mô duyn dòng chảytính cho thời đoạn một năm:

M0= (l/s.km2)

 Tổng lượng dòng chảy năm bình quân nhiều năm:

Tổng lượng dòng chảy năm của một lưu vực sông thường ký hiệu là W0, đơn vịtính là m3: là lượng dòng chảy qua mặt cắt cửa ra của lưu vực tính trong thờikhoảng một năm

W0= 31,5 106 Q0 (m3)

 Lớp dòng chảy năm bình quân nhiều năm:

Lớp dòng chảy năm ký hiệu là Y0, đơn vị (mm), là lớp dòng chảy tính cho thờiđoạn là một năm:

 Hệ số dòng chảy năm bình quân nhiều năm:

Hệ số dòng chảy năm ký hiệu α là tỷ số gữa lớp dòng chảy và lượng mưa nămtưng ứng

α = Chuẩn dòng chảy năm biểu thị dưới hình thức mô đuyn dòng chảy bình quânnăm hay lớp nước dòng chảy bình quân năm, không phụ thuộc vào diện tích lưu vựccũng như các thành phần khí hậu khác (mưa, bốc hơi ) biến đổi nhịp nhàng theolãnh thổ nên có thể biểu thị bằng bản đồ đẳng trị

Áp dụng cho khu vực lưu vực hồ Khe Cả được kết quả tính các đặc trưng như ởbảng sau:

Bảng 3-2:kết quả các đặc trưng của chuẩn dòng chảy năm.

Đặc trưng Q o (m 3 /s) M o (l/s.km 2 ) W o (10 6 m 3 ) Y o (mm) Α

3.2.2 Phân mùa dòng chảy khu vực hồ Khe Cả

Mùa lũ bao gồm các tháng liên tục trong năm có lượng dòng chảy tháng lớnhơn hay bằng 1/12 lượng dòng chảy năm với mức độ ổn định hàng năm lớn hơn50%

P (Qtbtháng mùa lũ ≥ Qtbnăm) ≥ 50%

Chọn lượng tổn thất ổn định là Qo = 0.97 m3/s

− Đánh dấu các tháng có trị số dòng chảy tháng vượt trên lưu lượng dòng chảy

trung bình năm.bảng 3-3

− Tính tần suất: P = ( số lần vượt )*100% / tổng số năm thống kê.

Theo chỉ tiêu phân mùa trên đối với lưu vực hồ chứa Khe Cả thì mùa lũ kéo dài

từ tháng VI đến tháng IX, với lượng dòng chảy chiếm 76% tổng lượng dòng chảy

cả năm Mùa cạn kéo dài 8 tháng từ tháng X đến tháng V năm sau, với lượng dòngchảy mùa cạn chiếm 24% lượng dòng chảy cả năm

Bảng 3-3: Bảng phân mùa dòng chảy đến hồ Khe Cả (1960-2007)

TB năm

P% 0 0 0 0 15 57 89 89 68 34 6 0

Tháng VII, VIII có số lần xuất hiện lượng dòng chảy vượt quá dòng chảy trung bìnhnăm là lớn nhất đạt 89% Tháng IX đạt 68%, tháng VI đạt 57% Ta thấy dòng chảytập trung vào các tháng VI, VII, VIII, IX của năm Các tháng còn lại chiếm lượngdòng chảy nhỏ, thậm chí có tháng mưa rất ít, không có số lần xuất hiện dòng chảyvượt dòng chảy trung bình năm đó là các tháng I, II, III, IV và XII

Sắp xếp số liệu dòng chảy trung bình tháng trạm hồ Khe Cả theo năm thuỷ văn

dựa vào kết quả phân mùa dòng chảy ta được dòng chảy trung bình tháng theo năm

thủy văn ở phụ lục 3-3

3.2.3 Tính lượng dòng chảy năm thiết kế

Để xác định được dòng chảy năm thiết kế ta phải xác định được các tham sốthông kê chuỗi dòng chảy năm, sử dụng phần mềm tần suất FFC, vẽ đuờng tần suấtdòng chảy trung bình của 47 năm đến hồ Khe Cả theo năm thủy văn, kết quả ta thuđuợc như sau: Có dòng chảy bình quân nhiều năm Qtb = 0.97 m3/s, hệ số phân táncủa chuỗi dòng chảy năm Cv =0.33 hệ số thiên lệch của chuỗi dòng chảy năm