LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG CHO ĐOẠN SÔNG TỪ TRẠM SƠN TÂY VỀ TRẠM HÀ NỘI TRÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu 2 3. Phạm vi nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Nội dung nghiên cứu 3 CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG HỒNG 4 1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 4 1.1.1. Vị trí địa lý 4 1.1.2. Địa hình, địa mạo 5 1.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng 5 1.1.4. Lớp phủ thực vật 7 1.1.5. Đặc điểm khí hậu 7 1.1.6. Đặc điểm thủy văn và hệ thống sông ngòi 9 1.1.7. Hiện trạng đoạn sông nghiên cứu ( đoạn Sơn Tây Hà Nội ) 15 1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội 15 1.2.1. Dân số 15 1.2.2. Cơ cấu kinh tế 16 1.2.3. Hiện trạng công trình thủy lợi về kế hoạch phòng lũ 16 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG TRÊN ĐOẠN SÔNG HỒNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM HÀ NỘI 17 2.1. Phân tích tình hình số liệu 17 2.2. Lập phương án dự báo 17 2.2.1. Xác định thời gian chảy truyền ( τ ) 17 2.2.2. Xây dựng bản đồ dự báo và xác định sai số cho phép 20 2.2.3. Đánh giá sai số dự báo phụ thuộc 22 2.2.4. Đánh giá sai số phương án dự báo độc lập 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 PHỤ LỤC 30

σ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

ĐỒ ÁN DỰ BÁO THỦY VĂN

LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG CHO ĐOẠN SÔNG

TỪ TRẠM SƠN TÂY VỀ TRẠM HÀ NỘI

TRÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG

Giáo viên hướng dẫn : ThS Lê Thu Trang Sinh viên thực hiện : Lại Thị Diệu

Hà Nội, tháng 03/2017 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Tài nguyên nước là tài nguyên vô cùng quý giá của con người trên hành tinh.Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển.Tài nguyên nước sông là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất được sử dụng rộngrãi trong đời sống kinh tế và xã hội có ảnh hưởng lớn đến các hoạt động của conngười Do đó, tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là mộttrong những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổhay một quốc gia

Từ xa xưa, lịch sử phát triển nhân loại cho thấy rằng các thành phố, thị xã,thị trấn thường phát triển ven các con sông Nhiều người cho rằng có thể chọn khốilượng nước tiêu thụ cho mỗi đầu người làm chỉ số đánh giá mức độ văn minh củamột vùng dân cư Điều đó chứng tỏ rằng, nước rất quan trọng trong cuộc sống củamọi vật thể trên trái đất

Tuy nhiên chúng ta cũng không thể không chú ý đến mặt gây hại của nó.Trên thế giới cũng như ở nước ta từng có những trận lũ lịch sử lớn đã gây nhữngthiệt hại vô cùng to lớn về người và của cải mà phải mất khá nhiều thời gian đểkhắc phục hậu quả gây ra

Ở nước ta hằng năm không ở tỉnh này thì ở tỉnh khác, không ở lưu vực nàythì ở lưu vực khác xảy ra nhưng trận lũ lớn gây ra nhiều thiệt hại to lớn làm ảnhhưởng không nhỏ đến các cộng đồng dân cư Con người khó tránh khỏi những thảmhọa do thiên nhiên gây ra, tuy nhiên con người có thể hạn chế được những thiệt hại,như đối với thiên tai bão lũ chúng ta có thể hoàn toàn phòng tránh, giảm nhẹ tác hạicủa chúng bằng cách xây dựng các phương án dự báo phòng lũ Bên cạnh các biệnpháp trị thủy như xây dựng các công trình hồ chứa điều tiết lũ ở thượng lưu, xâydựng củng cố các tuyến đê, kè giảm nhẹ thiệt hại của thiên tai thì trong thời giangần đây con người đã chú trọng đến việc dự báo thủy văn nhằm biết trước khả năngxảy ra để có biện pháp phòng tránh

Dự báo thủy văn là tính trước một cách khoa học tình hình biến đổi các đặctrưng trên sông, suối, ao, hồ,… để phục vụ việc phòng chống thiên tai và sử dụng

hợp lý nguồn tài nguyên nước trong các nghành kinh tế quốc dân, đông thời tránhcác thảm họa do nước có thể gây ra cho con người và môi trường.

Dự báo thủy văn chính xác mạng lại hiệu quả kinh tế rõ rệt Ví dụ như dựbáo mực nước, lưu lượng rất cần thiết cho việc khai thác có hiệu quả các công trìnhthủy lợi…

Vì vậy, với đồ án dự báo “Lập phương án dự báo theo phương pháp lưulượng-mực nước tương ứng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội trên lưu vực sôngHồng”

2. Mục tiêu

- Tìm hiểu được đặc điểm địa lý- điều kiện tự nhiên của lưu vực sông Hồng

- Xây dựng được một bài toán dự báo theo phương pháp mực nước tương ứng trạmtrên ( Sơn Tây ) – trạm dưới ( Hà Nội )

3. Phạm vi nghiên cứu

Lưu vực sông Hồng nhưng do thời gian có hạn và số liệu giáo viên hướngdẫn nên phạm vi thu hẹp lại từ đoạn trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội

4. Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng phương pháp lưu lượng mực nước tương ứng

-Phân tích tình hình số liệu phục vụ cho việc tính toán mực nước dự báo từ

số liệu mực nước thực đo đã thu thập được(2/3 để dự báo phụ thuộc còn lại dự báođộc lập)

-Xác định thời gian chảy truyền trên đoạn sông

-Tính toán sai số cho phép trong quá trình dự báo từ đó đánh giá được số liệuthực đo có đảm bảo độ chính xác trong việc tính toán dự báo mực nước lũ trên sông

để tiến hành xây dựng các phương án dự báo cho phù hợp

Ưu điểm của phương pháp: các thông số có thể được xác định dễ dàng bằng

đồ thị và bằng cách giải đơn giản Phương pháp này chỉ dùng tốt đối với độ sông có

độ dốc lớn, trạm dưới ít bị ảnh hưởng của thủy triều hay nước vật, các trạm trênkhông quá nhiều, thường chỉ một hay hai trạm trên và một trạm dưới

Nhược điểm phương pháp: điều kiện quan trọng của phương pháp lưu mực nước tương ứng là phải tính đúng thời gian chảy truyền τi Việc xác định thờigian chảy truyền ở đoạn sông không nhánh đã khó, xác định τi ở đoạn sông nhiềunhánh càng khó hơn và luôn có sai số Trường hợp đoạn sông nhiều trạm trên hoặc

lượng-nhiều trạm dưới chịu ảnh hưởng của nước vật hay thủy triều phải tìm cách giảiquyết khác.

5. Nội dung nghiên cứu

Cấu trúc nội dung của bài gồm 2 chương không kể mở đầu, kết luận, tài liệutham khảo, phụ lục còn có:

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

LƯU VỰC SÔNG HỒNG

1.1.1. Vị trí địa lý

Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn nhất miền Bắc nước ta Lưu vực

hệ thống sông Hồng có tổng diện tích 155 000 km2, trong đó tới hơn nửa diện tích(53%) nằm ở nước ngoài (Trung Quốc, Lào) còn diện tích phần trong nước chỉkhoảng 72 300 km2 Lưu vực nằm trong phạm vi từ 20000’ đến 25030’ vĩ độ Bắc và

từ 100000 đến 106007’ kinh độ Đông

-Phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang-Phía Đông giáp lưu vực hệ thống sông Thái Bình và vịnh Bắc Bộ-Phía Tây giáp lưu vực sông Mê Kông và sông Mã

Phần lưu vực sông Hồng trên lãnh thổ Việt Nam có vị tríđịa lý từ: 20˚23’đến23˚22’ vĩđộ Bắc và từ 102˚10’đến 107˚10’ kinh độ Tây

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng

1.1.2. Địa hình, địa mạo

Địa hình lưu vực hện thống sông Hồng phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh, cóhướng dốc chung từ Tây Bắc xuống Đông Nam Phía Tây có dãy núi Vô Lương caotrên 2500 m, phân cách lưu vực hệ thống sông Mê Kông và lưu vực sông Hồng.Trong lưu vực có dãy Hoàng Liên Sơn với đỉnh Phan-Xi-Pan cao nhất nước ta(3143 m), phân chia lưu vực sông Đà và lưu vực sông Thao Lưu vực hệ thống sôngHồng có tới 70% diện tích ở độ cao trên 500 m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở

độ cao trên 1000 m Độ cao bình quân lưu vực cỡ 1090 m Do chủ yếu là địa hìnhđồi núi nên độ dốc lưu vực khá lớn, bình quân đạt từ 15% đến 35% Một số lưu vựcsông như Ngòi Thia có độ dốc đạt tới 42%, Suối Sập 46,6%

Đồng bằng sông Hồng được tính từ Việt Trì, chiếm hơn 7% diện tích toànlưu vực, thấp và tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng 25 m dọc theocác sông ở đồng bằng đều có đê kiên cố làm cho đồng bằng bị chia cắt thành các ôtương đối độc lập Vùng cửa sông giáp biển có nhiều cồn cát và bãi

1.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng

a. Địa chất

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

- Trầm tích lòng sông gồm các tầng cát thô có màu vàng nhạt, lớp thực vật chưa phânhoá hết, phía trên có lớp phù sa nông, đường kínhtrung bình hạt lòng sôngd50=92mm

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

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

với sự phân bố của tầng đá vôi dày đến hàng nghìn met Nham thạch ởđây đượcphân bố phức tạp, diệp thạch và sa diệp thạch chiếm diện tích rất nhiều.

Lưu vực sông Hồng nằm trong 3 miền kiến tạo lớn là miền kiến tạo ĐôngBắc, miền kiến tạo Tây Bắc Bộ và miền kiến tạo Cực Tây Bắc Bộ Ranh giới giữacác miền là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Ðiện Biên - Lai Châu Trên phạm vi lưuvực có các đới kiến tạo lớn là An Châu, Sông Lô, Sông Hồng, Fan Si Pan, NinhBình, Tú Lệ, Sông Mã, Sông Đà, Sơn La, Sông Gâm, Sông Hiến, An Châu, Mường

Tè và võng chồng Hà Nội

Trong lưu vực, phát triển nhiều hệ thống đứt gãy lớn như hệ thống đứt gãySông Hồng, Sông Chảy, Sông Lô, Fan Si Pan, Sông Đà, Sơn La, Lai Châu - ĐiệnBiên, Vạn Yên, Mường Pìa phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam và hệthống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam là các đứt gãy Thái Nguyên - Chợ Mới - Kim

Hỷ, đứt gãy đường 13A Ngoài các đứt gãy sâu kể trên, trong vùng còn phát triểnnhiều hệ thống đứt gãy, trong đó chiếm ưu thế là hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc

- Đông Nam, với hàng loạt các đứt gãy song song

- Đất chua mặn: loại đất này tập trung ở vùng trũng gần biển thuộc HảiPhòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình đất bị glây hoá mạnh độ PH = 4,0

- Đất mặn: là loại đất phân bố dọc theo đê biển vàđê cửa sông thuộc các tỉnhNinh Bình, Nam Định, Thái Bình và thành phố Hải Phòng thành phần cơ giới thayđổi từ sét đến cát mịn, PH từ 7,3 ÷ 8,0 làđất cóđộ muối tan chiếm 0,25 ÷ 1,0%

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

có cao độ từ 15 ÷ 25m thuộc các tỉnh Hoà Bình, Hà Tây, Ninh Bình, Phú thọ, VĩnhPhúc, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương

- Đất đen: là loại đất phân bốở các thung lũng đá vôi ở các cao nguyên MộcChâu, Mai Sơn, Thuận Châu (Sơn La), Tủa Chùa, Tam Đường (Lai Châu) vv đấtcóđộ mùn cao (4,0 ÷ 5,0%) độ PH = 7,0 đất giàu canxi – magiê

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

PH = 4 ÷ 4,1

- Đất Ferlits đỏ nâu trên đá vôi thường ở các tỉnh miền núi như Hà Giang,Tuyên Quang, Hoà Bình thành phần chính là CaCO3 và cặn sét đất có cấu tượng hạtchắc

- Đất Feralit đỏ vàng có mùn trên núi:

- Đất mòn alít trên núi cao phân bố tập trung ở các đỉnh núi cao nhiều mùnthảm thực vật dày trên 1cm, sau đótầng mùn dày (6÷7)cm tiếp đến là đất màu đennhạt dần sang thẫm

1.1.4. Lớp phủ thực vật

Thảm thực vật đã bị tàn phá chỉ còn khoảng 16% diện tích đất tự nhiên Trênlưu vực sông Đà thậm chí có nơi chỉ còn 6-10%; rừng thượng nguổn sông Lô cònkhá hơn chiếm khoảng 20-30%

Sau khi nhà máy thủy điện Hòa Bình được xây dựng, rừng vùng lưu vực hồ

đã bị tàn phá nghiêm trọng mà tác nhân chủ yếu là khai thác quá mức, du canh du

cư, đốt nương làm rẫy Hàng năm khu vực này có khoảng 120 đến 160 ha rừng bịxâm phạm và đốt cháy làm nương rẫy mới Nếu tính toàn vùng Tây Bắc (bao gồmcác khu vực thuộc lưu vực hồ Hòa Bình và lân cận) thì đến nay chỉ còn 5 - 6% diệntích đất tự nhiên là có rừng che phủ

1.1.5. Đặc điểm khí hậu

Lưu vực sông Hồng là khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa – kiểu khí hậu chungcủa vùng Đồng bằng Bắc Bộ - với mỗi năm có một mùa đông lạnh và khô; một mùa

hè nóng, ẩm và mưa nhiều Giữa hai mùa này có sự chuyển giao về khí hậu, điểnhình là tháng IV và tháng X nên có thể coi khí hậu ởđây có 4 mùa.

a. Chế độ mưa

Lưu vực sông Hồng nằm trong vùng mưa trung bình của Đồng bằngBắc Bộ.Lượng mưa năm bình quân nhiều năm ởđây đạt khoảng 1.650 mm Mỗi năm cókhoảng trung bình trên dưới 150 ngày có mưa Lượng mưa phân bố rất không đềutheo thời gian trong năm Một năm hình thành hai mùa: mùa mưa vàmùa khô rõ rệt

Mùa mưa kéo dài 5 tháng, từ tháng V đến tháng X với tổng lượng mưa chiếmtới xấp xỉ 83 % tổng lượng mưa năm Tháng mưa nhiều nhất thường là VII hoặcVIII với lượng mưa chiếm tới trên 18 % tổng lượng mưa năm Ba tháng liên tụccómưa lớn nhất trong năm là VII, VIII, IX Tổng lượng mưa của ba tháng nàychiếm tới trên 49% tổng lượng mưa năm

Mùa khô thường kéo dài 7 tháng, từ tháng XI đến tháng IV năm sau vớitổnglượng mưa chỉ chiếm khoảng 17 % lượng mưa của cả năm Tháng ít mưa nhấtthường là tháng VII hoặc tháng I với lượng mưa chỉ chiếm trên dưới 1% tổng 9lượng mưa năm Ba tháng liên tục mưa ít nhất là các tháng XII, I và II Tổng lượngmưa của 3 tháng này chỉ chiếm khoảng 4,2 % tổng lượng mưa năm

Sự phân bố lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc rất nhiều vào địa hình và sựsắp xếp các dãy núi Những nơi địa hình cao, nằm ở phía đón gió mang ẩm thườngmưa rất nhiều và tạo thành các tâm mưa như: Bắc Quang, Mường Tè, Hoàng LiênSơn Vùng núi thuộc dãy Hoàng Liên Sơn, Tây Côn Lĩnh và vùng núi Ba Vì – TamĐảo có lượng mưa từ 2400 mm/năm đến 2800 mm/năm Đặc biệt tâm mưa BắcQuang có năm đạt đến 5499 mm/năm Những vùng khuất sau những dãy núi chắngió như thung lũng Yên Châu, cao nguyên Sơn La, lòng chảo Nghĩa Lộ, vùngthượng nguồn sông Gâm có lượng mưa nhỏ, chỉ khoảng 1200 mm/năm đến 1600mm/năm Vùng đồng bằng có lượng mưa trung bình 1700 mm/năm

Lượng mưa biến đổi qua các năm trong thời kỳ nhiều năm không lớn: lượngmưa của năm mưa nhiều chỉ lớn gấp 2-3 lần lượng mưa của năm mưa ít

b. Nhiệt độ

Nhiệt độ không khí trung bình trên lưu vực thay đổi từ 150 (phần TrungQuốc) đến 240 (phần Việt Nam) Lượng bốc hơi hàng năm trên lưu vực không lớn

và biến đổi ít dọc theo không gian Lượng bốc hơi khả năng đo bằng ống Piche thayđổi từ 600 mm đến 1000 mm.

Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối tới 42,8 oC, thấpnhất tuyệt đối chỉ2,7oC, trung bình năm dao động trong khoảng 23 ÷ 24 oC Trong những năm gầnđây, do ảnh hưởng chung của sự biến đỏi khí hậu toàn cầu, nhiệt độ không khí có xuhướng tăng cao nên nền nhiệt độ không khí trung bình năm của những năm gần đâycũng tăng lên (năm 1998 là 25, 1 oC )

100 mm Tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm là tháng VII, tới 98 mm Thời

kỳ khô hanh đầu mùa đông cũng là thời kỳ có lượng bốc hơi lớn, trung bình daođộng trong khoảng 90 – 95 mm

e. Gió

Tốc độ gióở khu vực không lớn lắm.Tốc độ gió trung bình củatháng lớn nhất(tháng IV) cũng chỉ khoảng 2,5 m/s còn của tháng nhỏ nhất (tháng I) rất thấp, chỉ1,5 m/s Tuy nhiên, tốc độ gió mạnh nhất có thểđạt tới trên 40 m/s Hướng gió luônthay đổi theo thời gian trong năm nhưng chủđạo là các hướng Đông Nam và ĐôngBắc

1.1.6. Đặc điểm thủy văn và hệ thống sông ngòi

Dòng chính sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Ngụy Sơn cao trên 2700 m củatỉnh Vân Nam (Trung Quốc), chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, qua tỉnh VânNam (Trung Quốc), chảy vào lãnh thổ Việt Nam tại Lào Cai rồi đổ vào vịnh Bắc Bộtại cửa Ba Lạt Lưu vực hệ thống sông Hồng có hình dạng hẹp, kéo dài ở phầnthượng lưu và mở rộng ở hạ lưu Tổng diện tích lưu vực là 155 000 km2, trong đóphần Việt Nam chiếm 47%

Tổng lượng nước trung bình hàng năm của sông Hồng chảy qua Sơn Tây là

120 tỷ m3, trong đó phần từ Trung Quốc chảy vào chiếm 36% Tính đến Sơn Tây sovới lưu vực sông Hồng, sông Lô chiếm 27% diện tích lưu vực, chiếm 28% lượngnước; sông Đà chiếm 43% diện tích lưu vực, 47% lượng nước; sông Thao chiếm36% diện tích lưu vực, 25% lượng nước

Bảng 1.1: Tần suất (%) bắt đầu và kết thúc mùa lũ trên hệ thống sông Hồng

Dòng chảy lũ phân bố không đều, tháng đầu và cuối mùa có lượng dòng chảychiếm 10-15%, các tháng chính vụ (tháng VII,VIII), tới 20-35% lượng nước năm.Trên các sông chính, tháng 8 có lượng lũ lớn nhất, đạt 20-25% lượng nướcnăm.Lưu lượng đỉnh lũ lớn, trên sông Hồng tại Sơn Tây đỉnh lũ năm 1971 là 37.800m3/s, mực nước đỉnh lũ cao nhất tại Hà Nội xảy ra vào 19/VIII/1971 là 14,64 (hoànnguyên và theo cao độ mới) Sông Đà tại Hòa Bình, năm 1945, lưu lượng lớn nhất

là 21.000m3/s (tính toán); năm 1996, lưu lượng lớn nhất đến hồ là 21.500m3/s(trong tự nhiên là 20.000m3/s), lũ phức tạp nhất, 3 đỉnh cao liên tiếp, tổng lượngtrận lũ lớn nhất từ 1902 đến nay

Theo số liệu từ 1902 đến 2002, lũ lớn nhất đã xảy ra trên sông Hồng vàotháng VIII.1971với lưu lượng lớn nhất tại Sơn Tây là 37.800 m3/s, mực nước caonhất (theo cao độ mới) tại Hà Nội là 14,64m (thực đo khi có phân, chậm lũ là 13,97)

và tại Phả Lại là 8,1m (thực đo khi vỡđê, là 7,21m) với điều kiện lòng dẫn năm

1971 Do biến đổi lòng dẫn, đặc biệt là sự lấn chiếm lòng dẫn và các bãi sông trongnhững năm gần đây, nên khi tính toán với tài liệu địa hình thời kỳ 1990-2002 chothấy, mực nước cao nhất tại Hà Nội trong trận lũ 1971 gia tăng 0,3m, lên tới 14,94m

và 8,79m tại Phả Lại Đây là điểm cần lưu ý trong tính toán phương án cảnh báo, dựbáo phục vụ phòng lũ cho hạ du

Bảng 1.2: Đặc trưng của một số trận lũ lớn trên sông Hồng

Thời gian Q Sơn Tây

Hình 1.2 : Sơ đồ mạng lưới thủy văn thủy lực trên sông Hồng

Ba nhánh lớn hợp thành hệ thống sông Hồng gồm có:

a) Sông Thao

Có chiều dài: L = 902 km (trên lãnh thổ Việt Nam dài 332 km) Diện tíchsông: F = 51900 km2 (ở Việt Nam là 12100 km2)

Sông Thao có tên gọi là sông Nguyên ở phía Trung Quốc bắt nguồn từ dãynúi Ngụy Sơn thuộc tỉnh Vân Nam-Trung Quốc cao trên 2000 m Sông Thao là điểnhình về hướng của một con sông do vận động tạo sơn Himalaya vạch ra Có thể nóisông Thao có hướng chảy khá ổn định: trừ một đoạn ngắn ở đầu nguồn, đoạn còn lạikhá thẳng theo hướng Tây Bắc-Đông Nam cho tới Việt Trì và cửa sông.

Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của sông Thao tại Việt Trì là 28.4

km3 tương ứng với lưu lượng bình quân là 500 m3/s và mô đun dòng chảy năm là17.31 l/s.km2

Chế độ dòng chảy trên sông Thao phụ thuộc vào chế độ mưa Cũng vì vậy

mà mùa lũ trên sông Thao kéo dài trong 5 tháng (từ tháng VI đến tháng X) Lượngdòng chảy mùa lũ chiếm khoảng 70.3% đến 71.06% lượng dòng chảy cả năm

Sông suối trong lưu vực sông Đà thuộc loại sông suối trẻ, thung lũng sônghẹp, nhiều đoạn có dạng lõm vực sâu chứng tỏ địa hình mới được nâng lên mạnh.Phần lớn lòng sông cao hơn mặt biển từ 100-500 m Do đó sông đang đào lòngmạnh, trắc diện hẹp, bồi tụ ít, lắm thác ghềnh

Không kể những phụ lưu lớn, dòng chính sông Đà có mạng lưới thủy vănphân bố không đồng đều Mật độ sông suối từ thưa đến rất dày Vùng đá vôi mưa ít

có nơi xuống dưới 0.50 km/km2 như lưu vực Nậm Sập; vùng núi cao mưa nhiều,như thượng lưu sông Nậm Mu, mạng lưới sông suối dày đặc khoảng 1.67 km/km2.Các nơi còn lại phân bố từ tương đối dày đến dày: 0.5-1.5 km/km2

Khí hậu trong khu vực dòng chính sông Đà có mùa đông lạnh, khô và mùa

hè nhiều ở vùng cao Vùng thấp thời tiết khô nóng Qua phân bố mưa ta thấy rõđược điều đó: Mường Tè 1637 mm, Lai Châu 2162 mm, Quỳnh Nhai 1739 mm,VạnYên 1344 mm, Suối Rat 1538 mm, Sơn La 1496 mm, Mộc Châu 1583 mm…

Lượng mưa trung bình năm trên lưu vực sông Đà là 1800 mm lớn hơn sôngThao Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của sông Đà khoảng 55.7 km3 tươngứng với lưu lượng bình quân là 1770 m3/s và modun dòng chảy năm là 33.5 l/s.km2.

Dòng chảy năm trên sông Đà tăng dần từ Bắc xuống Nam: modun dòng chảynăm tại Lý Tiên Độ (Trung Quốc) là 25.2 l/s.km2, khi tới Lai Châu tăng lên thành 34l/s.km2 Tuy nhiên từ Lai Châu tới Hòa Bình thì modun dòng chảy năm hầu nhưkhông tăng: tại Hòa Bình là 33.8 l/s.km2 Điều này có thể giải thích bởi lượng mưa

ở phía bờ phải trên đoạn này của sông Đà giảm sút rõ rệt còn khoảng 1600 mm,vùng cao nguyên Sơn La, Mộc Châu còn ít hơn nữa, chỉ đạt 1100-1400 mm

Nước lũ sông Đà rất ác liệt, nhưng chuyển sang mùa kiệt thì dòng chảy khôcạn khá gay gắt Tùy điều kiện mặt đệm và lượng mưa nhiều hay ít mà lượng dòngchảy nhỏ nhất trên lưu vực sông Đà có sự thay đổi từ nơi này qua nơi khác Dòngchảy tháng nhỏ nhất bình quân xuất hiện đồng bộ vào tháng III chiếm trên dưới 2%lượng dòng chảy cả năm Dòng chảy bình quân tháng nhỏ nhất trên dòng chính sông

Đà ít biến đổi từ thượng lưu về hạ lưu Nhưng trên các phụ lưu thì phạm vi biến đổicủa dòng chảy nhỏ nhất bình quân tháng từ 2.58 l/s.km2 đến 11.61 l/s.km2

Dòng chảy bùn cát trên sông Đà thuộc loại lớn trên miền Bắc Tổng lượngbùn cát của sông Đà tại Hòa Bình là 72.3 106 tấn ứng với độ đục bình quân nhiềunăm là 1310 g/m3

Phần lớn đất đai trong lưu vực sông Đà là đồi núi Độ cao bình quân toàn lưuvực là 1130 m, riêng phần Việt Nam độ cao bình quân là 965 m Độ dốc đáy sông

Đà đạt 0.41%

c) Sông Lô

Chiều dài sông là L = 470 km Diện tích sông là F = 13690 km2

Lưu vực được giới hạn phía Đông là cánh cung Ngân Sơn và cánh cung sôngGâm, phía Đông Nam là dãy núi Tam Đảo và phía Tây là dãy Con Voi Hướng dốcchung là Tây Bắc-Đông Nam Độ cao bình quân lưu vực là: 500-1000 m

Dòng chính sông Lô bắt nguồn từ vùng cao nguyên Vân Nam, cao trên 2000

m, bắt đầu chảy vào Việt Nam tại Thanh Thủy

Đoạn từ nguồn tới Hà Giang chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam, thunglũng sông Lô ở đây rất hẹp, có nơi chỉ rộng khoảng 4-5 km, các bờ núi xung quanh

cao từ 1000 đến 1500 m Từ Hà Giang tới Bắc Quang, sông đổi hướng thành gầnBắc Nam, lòng sông rất nhiều thác ghềnh: chỉ kể từ biên giới về tới Vĩnh Tuy đã cótới 60 ghềnh, thác và bãi bồi Tới Hà Giang, sông Miện gia nhập vào sông Lô ở bờphải.

Lưu vực dòng chính sông Lô có lượng nước trung bình nhiều năm lớn nhất

so với các sông khác trong lưu vực Tổng lượng nước bình quân nhiều năm lên tới31.9 km3 ứng với lưu lượng bình quân 1010 m3/s, môdun dòng chảy năm là 25.9l/s.km2

Dòng chảy năm dao động ít, hệ số biến đổi của dòng chảy năm thay đổi từ0.17 đến 0.22 Phụ thuộc vào chế độ mưa, chế độ dòng chảy trong lưu vực sông Lôcũng chia thành hai mùa rõ rệt:

- Mùa lũ kéo dài 5 tháng, từ tháng VI đến tháng X Trên các phụ lưu mùa lũ ngắnhơn, khoảng 4 tháng, từ tháng VI đến tháng IX Tháng có lượng dòng chảy lớn nhấttrong năm xuất hiện vào tháng VIII Phía trung lưu dòng chảy tháng lớn nhất xuấthiện sớm hơn, vào tháng VII và chiếm 17-20 % lượng dòng chảy cả năm Cườngsuất mực nước bình quân lớn nhất trên dòng chính sông Lô có trị số từ 24 đến 44cm/h Đường quá trình nước lũ đều có dạng răng lược Trong suốt mùa lũ có tới trên

10 ngọn lũ lớn nhỏ và thường đạt tới đỉnh cao nhất vào tháng VII hoặc tháng VIII

- Mùa cạn, mực nước và lưu lượng giảm xuống nhanh chóng Nước cạn nhất xuấthiện vào tháng III, lượng dòng chảy của tháng này chỉ chiếm khoảng 2 % lượngdòng chảy cả năm Modun dòng chảy nhỏ nhất bình quân tháng đều trên 6 l/s.km2,môđun dòng chảy nhỏ nhất tuyệt đối cũng đạt tới 2.6-3.5 l/s.km2 Dòng chảy mùacạn sông Lô biến đổi không nhiều, hệ số biến đổi 0.26-0.30

Độ dốc trung bình của đáy sông là 0.26 ‰ Riêng các phụ lưu thì dốc hơnnhiều, độ dốc trung bình của sông con tới 6.18 ‰ Sự dao động lớn về độ cao tươngđối đã tạo ra những thung lũng sâu và hẹp, độ dốc sườn lớn 38-400 Địa hình núi,đồi chiếm trên 80 % diện tích lưu vực Trên một số phụ lưu diện tích có độ cao từ

600 m trở lên, chiếm tỷ lệ lớn

Đặc điểm khí hậu dòng chính sông Lô chịu ảnh hưởng sâu sắc của địa hình

và vị trí lưu vực Tùy thuộc vào vị trí và đặc điểm cao hay thấp của địa hình cùng

mức độ ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa đối với từng nơi mà có sự thay đổi về khíhậu giữa các vùng trong lưu vực:

- Thượng lưu sông Lô có khí hậu nóng vừa, khô và ít mưa

- Trung lưu sông Lô khí hậu nóng ẩm và mưa nhiều vùng có mưa lũ lớn nhất lưu vực

- Hạ lưu sông Lô có khí hậu nóng và tương đối ẩm, mưa trên lưu vực nhiều nhất ởtrung lưu và giảm dần về thượng, hạ lưu

1.1.7. Hiện trạng đoạn sông nghiên cứu ( đoạn Sơn Tây- Hà Nội )

Tình trạng sạt lở xảy ra hết sức phức tạp, trên toàn tuyến từ K27+500- K32xuất hiện nhiều vết nứt ngang, dọc gây xói lở và sạt trượt ở nhiều đoạn bờ sông, đedọa an toàn đê điều và cuộc sông trên 400 hộ dân ven sông

Bãi sông nhỏ dần và có xu hướng hạ thấp chiều cao trung bình 0,5 m Trongkhi dòng chảy có xu hướng hạ thấp mạnh Dòng chính hạ thấp khoảng hơn 5m sau

11 năm Khi lòng dẫn biến đổi lưu lượng có xu thế tăng nhẹ trong khi mực nước lại

có xu thế giảm mạnh chứng tỏ mặt cắt đáy sông mở rộng hoặc hạ thấp

1.2. Đặc điểm kinh tế- xã hội

1.2.1. Dân số

Dân số trên toàn lưu vực năm 2005 là 27.116.270 người, dân số chủ yếu vẫntập trung ở nông thôn tới 78,8%, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của các tỉnh miền núitrung du từng vùng tuef 11,00 – 18,35 ‰, còn khu vực sông Hồng là 8,7 – 17,5 ‰.Lực lượng lao động (tính từ 15-60 tuổi từ 12.527.717 người chiếm 78.85%)

Trình độ lao động: Lao động biết chữ ở vùng đồng bằng sông Hồng chiếm99,3% trong đó vùng miền núi trung du chiếm 68% Lao động có trình độ tốt nghiệpphổ thông cơ sở và phổ thông trung học ở đồng bằng sông Hồng đạt 74,2%, trog khi

đó ở miền núi trung du đạt 54,5% Tỷ lệ thất nghiệp của khu vực thành thị tương đốicao 7,85%, tỷ lệ thời gian lao động của vùng nông thôn thấp chỉ đạt 65 – 70%

1.2.2. Cơ cấu kinh tế

Chuyển dịch đúng hướng theo xu thế hiện đại hóa, cơ cấu kinh tế dịch công nghiệp- nông nghiệp hình thành rỗ rệt Quan hệ giữa các nghành kinh tế bướcđầu có sự thay đổi về chất

vụ-Tốc độ tăng trưởng bình quân sản xuất công nghiệp toàn lưu vực khoảng10÷

1.2.3. Hiện trạng công trình thủy lợi về kế hoạch phòng lũ

Hồ Hoà Bình với dung tích thiết kế là 9.45 tỷ m3 và mặt hồ 208 km2, dàitrên 200 km, chính thức hoạt động từ năm 1987, đã tác động mạnh mẽ tới dòngchảy sông Đà và sông Hồng Hồ chứa Hoà Bình là công trình sử dụng tổng hợp,trước hết là chống lũ và phát điện Ngoài ra, hồ chứa Thác Bà, trong những trườnghợp cần thiết cũng tham gia cắt lũ cho hạ du Các công trình phân lũ cống Vân Cốc,Đập Đáy, các khu chậm lũ: Thanh Ba, Tam Nông, Lương Phú, có tác dụng lớntrong phòng lũ cho Hà Nội nói riêng và cho đồng bằng Bắc Bộ nói chung Tuynhiên, việc vận hành hệ thống công trình và các biện pháp phòng lũ nêu trên sẽ tácđộng mạnh mẽ đến nội dung và chất lượng dự báo lũ ở các công trình và hạ lưusông Hồng Đây thực chất là những vấn đề mới, phức tạp mà dự báo thủy văn nước

ta còn chưa có nhiều kinh nghiệm

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG TRÊN ĐOẠN SÔNG HỒNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM HÀ NỘI

2.1 Phân tích tình hình số liệu

Số liệu phân tích thuộc 2 trạm là Sơn Tây và Hà Nội trên lưu vực sông Hồng

Từ ngày 30/6/1993 đến hết ngày 27/8/1993 với số lần đo lượng mưa là 4 lần

2.2.1 Xác định thời gian chảy truyền ( τ )

- Chọn trận lũ đơn, có lượng gia nhập khu giữa không lớn

- Xác định các điểm chân lũ (C tr ), đỉnh lũ (Đ tr ) của quá trình lũ trạm trên

(trạm Sơn Tây) và các điểm chân lũ (C d ), đỉnh lũ (Đ d ) của quá trình lũ trạm dưới

(trạm Hà Nội) tương ứng hình 2.1

Hình 2.1 : Đường quá trình lũ trạm Sơn Tây-Hà Nội

- Thống kê thời gian xuất hiện các điểm đặc trưng trên đường quá trình lũtrạm trên:

+ Thời điểm xuất hiện điểm Ctr là tCtr

+ Thời điểm xuất hiện điểm Đtr là tĐtr

- Tương tự thời gian xuất hiện của các điểm đặc trưng trên đường quá trình

lũ trạm dưới:

+ Thời điểm xuất hiện điểm Cd là tCd

+ Thời điểm xuất hiện điểm Đd là tĐd

- Tính thời gian truyền các điểm đặc trưng tương ứng từ trạm trên về trạmdưới:

τC = tCd - tCtr

τĐ = tĐd - tĐtr

Trong đó τC là thời gian truyền chân lũ; τĐlà thời gian truyền đỉnh lũ

Việc tính toán thời gian truyền lũ được thực hiện dưới dạng bảng 2.1

Bảng 2.1: Tính thời gian truyền lũ bằng phương pháp điểm đặc trưng

Trong dự báo có thể lấy thời gian truyền lũ lên là 6h và thời gian lũ xuống là 6h

Thời gian truyền lũ ( thời gian chảy truyền ) τ = 6h ta xây dựng đường quan

hệ Hd(t+6h) = f [Htr(t)]

Hình 2.2 : Biểu đồ đường quan hệ quan hệ H d (t+6h) = f [H tr (t)]

2.2.2 Xây dựng bản đồ dự báo và xác định sai số cho phép

a Xây dựng bản đồ dự báo

Trích số liệu mực nước trạm trên ( Htr,t )- Sơn Tây tại thời điểm t, tương ứngvới mực nước của trạm dưới ( Hd,t+6 )- Hà Nội Các số liệu này được đưa vào bảng

cở sở dữ liệu để xây dựng phương án dự báo.Các số liệu này được đưa vào bảng cơ

sở số liệu để xây dựng biểu đồ dự báo (Bảng 2.2)

Bảng 2.2: Bảng trích số liệu theo thời gian chảy truyền [ 1 ]

Từ số liệu thực đo thống kê trong bảng ta xây dựng đường quan hệ Hd(t+6h)

= f [Htr(t)] cho 2/3 số liệu trong bảng 2.2