Ứng dụng mô hình toán khôi phục số liệu dòng chảy sông và đánh giá tài nguyên nước mặt khu vực cheng tà rùng

DAO ĐỘNG CỦA MƯA NĂM TRONG THỜI KỲ NHIỀU NĂM Lượng mưa năm không chỉ thay dôi theo không gian mà còn thay dổi cả theo thòi gian từ năm này qua năm khác.. Lượng mùa năm phân phôi không để

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ■ ■ ■

TÊN ĐỂ TÀI:

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN KHÔI PHỤC SỐ LIỆU DÒNG CHẢY SÔNG

VÀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT

MÃ SỐ: QT-08-50

2 NCS Nguyễn Đức Hạnh

'RL'Í; ' ■■ ■;

D T / ị cJ i

HÀ NỘI, 2008.

BÁ O CÁO TÓM TẮT

a T ên đề tài:

ứ n g d ụ n g m ô h ìn h to á n k h ô i p h ụ c s ố liệ u d ò n g ch ả y sô n g

v à đ ả n h g iá tà i n g u y ê n nước m ặt k h u vự c C heng-Tà R ùng

d Mục tiêu và nội d u n g n ghiên cứu:

Đề tà i n g h iên cứu ứng dụng mô h ình NLRRM đề khôi phục sô liệu quá tr ìn h dòng chảy các lưu vực sông trong khu vực Cheng-Tà

R ùng và tr ê n cơ sở các sô" liệu đã khôi phục được tiến h à n h đán h giá tài n g u y ên nưốc m ặt, phục vụ công cuộc hợp tác p h á t triể n kinh tê và bảo vệ môi trư ờ n g đ a n g được chính quyển sở tại q u a n tâ m đầu tư

Nội d u n g n g h iên cứu bao gồm ba v ấn đê chính:

- K h ái q u á t các điều kiện địa lý tự n h iên k h u vực Cheng-TàRùng

- Đ á n h giá tà i n g uyên nước m ưa k h u vực Cheng-Tà Rùng

- N g h iên cứu ứ n g d ụ n g mô h ìn h NLRRM khôi phục số liệu dòngchảy các lư u vực sông và đ á n h giá tà i n g uyên nước sông hồ khuvực C heng-T à Rùng

e Các k ế t q u ả đ ạ t được:

- Đã k h á i q u á t được tương đốì đầy đủ các điều kiện địa lý tự

n h iê n k h u vực C heng-T à R ùng tr ê n t ấ t cả các m ặt: vị tr í địa lý, địa chất, địa h ìn h , th ổ nhưỡng, lớp p h ủ thực vật, đặc điểm k h í hậu, khí tượng, đặc điểm m ạ n g lưới sông suối và tin h h ìn h ng h iên cứu khí tượng th ủ y v ă n tro n g k h u vực

- Đã n g h iê n cứu và đ án h giá đầy đủ tà i nguyên nước mưa khu vực C heng-Tà Rùng

- Đã n g h iê n cứu kỹ cơ sở lý th u y ê t của mô h ìn h NLRRM và ứng dụn g th à n h công mô h ìn h NLRRM đê khôi phục sô liệu quá tr ìn h dòng chảy 30 n ă m (1977^-2006) cho các lưu vực sông tro n g k h u vực nghiên cứu

- Đã nghiên cứu và đán h giá đầy đủ tà i nguyên nưóc sông, hồ khu vực Cheng-Tà Rùng.

- Đã công bô 1 bài báo khoa học

- Đã th u th ập được bộ sô" liệu khí tượng, th ủ y v ă n của k h u vực để hướng dẫn sinh viên làm khoá luận tôt nghiệp

f Tống kinh phí của đề tài:

Tỏng kinh phí của đê tài được cấp là 20 triệ u đồng Đề tài đã chi hết theo đúng các mục đã dự trù và đã quyết to á n h ê t đ ú n g thời hạn

XÁC NHẬN CỦA BAN CHỦ NHIỆM KHOA CHỦ NHIỆM ĐỂ TÀI

XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG

#wó h i ệ u t h ư ớ n g

\

SUMMARY IN ENGLISH

APPLICATION NLRRM MODEL TO RESTORE FLOW DATA

OF RIVER BASINS AND ASSESSMENT SURFACE WATER RESOURCES

OF CHENG-TA RUNG AREA

b The m a in responsible person for th e subject:

Nguyen Thi Nga

1 D ang Quy P huong

2 Nguyen Due H a n h

d Objectives a n d c o n ten t of the study:

Objective of th e subject are stu d y in g and applying NLRRM model to re s to re flow d a ta of river basins and a ss e ssm e n t surface

w a te r resources of Cheng-Ta Rung area

The m a in c o n ten ts of the study include th r e e m ain proplems:

- G en era liz a tio n of physical geography conditions of Cheng-Ta

R ung area

- A s s e s s m e n t ra in -w a te r resources of C heng-ta ru n g area

- S tu d y in g theo retical basics of NLRRM model and applying NLRRM model to re s to re flow d a ta of river b asin s C heng-ta ru n g area

- A s s e s s m e n t river a n d lake w a te r resources of Cheng-Ta Rungarea

e A tta in e d resu lts:

- G e n e r a te d r a t h e r completely physical geography conditions OÍ'

C h en g -ta r u n g a r e a on angles such as geographic position,

to phography, soil, botanic cover class, climatic a n d meteorological

c h aracteristic, c h a ra c te ris tic of river n etw ork and s itu a tio n of meteo- hydrological s tu d y in th e area

- S tu d ie d a n d ev a lu a te d completely r a in -w a te r resources of

C heng-ta r u n g area

- S tu d ie d carefully theoretical basics of NLRRM model and applied successfully th e model to resto re flow d a ta of riv e r b asin s in

- Studied and evaluated completely river and lake w ater

resources of Cheng-ta rung area

- Announced a scientific article

■ Collected a set of hydrologic and sed im en t d a ta to guide thesis for hydrological students

CHỦ NHIỆM ĐỂ TÀI

Nguyễn Thị Nga

M ỤC LỤC

Mở đ ầ u 1

C hương 1 Đ iề u k iệ n đ ịa lý tự n h iê n và tìn h h ìn h n g h iê n cứu k hí tượng th ủ y v ă n tỉn h k h u vự c C heng-Tà R ù n g 2

1.1 Vị tr í địa lý 2

1.2 Địa chất, địa h ì n h 3

1.3 Đ ấ t 3

1.4 T h ả m p h ủ th ự c v ậ t 4

1.5 K hí h ậ u 4

1.6 M ạng lưới sông su ô i 6

1.7 T ình h ìn h n g h iê n cứu khí tượng th ủ y v ăn tro n g k h u vực 8

C hương 2 Đ á n h g iá tà i n g u y ên nước m ưa k hu vực Cheng-Tà R ù n g 11

2.1 C h u ẩ n m ư a n ă m 11

2.2 Dao động của m ư a n ă m trong thời kỳ n h iều n ă m 14

2.3 P h â n phôi m ư a tro n g n ă m 15

2.3.1 P h â n phôi m ư a n ă m theo m ù a 15

2.3.2 P h â n phôi m ư a n ă m theo th á n g 16

C hương 3 Đ á n h g iá tà i n g u y ên nước sôn g, hồ k hu vực Cheng- Tà R ù n g 18

3.1 Cơ sở dữ liệ u 18

3.1.1 P h â n tích sô" liệ u 18

3.1.2 ứ n g d ụ n g mô h ìn h NLRRM khôi phục sô liệu dòng chảy các lưu vực sông k h u vực Cheng-Tà R ù n g 18

3.2 Tài n g u y ê n nước sông 26

3.2.1 C h u ẩ n dòng chảy n ă m 26

3.2.2 Dao động của dòng chảy n ă m trong thòi kỳ n h iề u n ă m 29

3.2.3 P h â n phôi dòng chảy trong n ă m 31

3.2.4 Dòng chảy m ù a lũ 36

3.2.5 Dòng chảy th á n g lớn n h ấ t 39

3.2.6 Dòng chảy b a th á n g liên tục lnn n h ấ t 40

3.2.7 Dòng chảy m ù a k iệ t 41

3.2.8 Dòng chảy t h á n g k iệt n h ấ t 42

3.2.9 Dòng chảy ba th á n g liên tục k iệt n h ấ t 43

3.2 Tài n g u y ê n nước h ồ 44

3.2 C h ấ t lượng nước sông, hồ 44

Kết lu ậ n 46

T ài liệ u th a m k h ả o 50

P h ụ lụ c 51

MỞ ĐẨU

Cheng-Tà R ùng là k hu vực biên giới quốc gia giữa hai tỉn h

Q uảng Trị của Việt N am và S a v a n a k h e t của Lào Nơi đây có hai cửa

k h ẩ u p h ụ C heng-M ày và Tà Rùng-A Via K hu vực hiện đang được chính quyển h a i tỉn h q u a n tâ m đầu tư đê hợp tác p h á t triể n kinh t ế và bảo vệ môi trường Bởi vậy, công tác điều t r a và đ á n h giá tổng hợp các điều k iện tự n h iê n và tài nguyên th iên n h iên của k h u vực, trong đó có tài nguyên nưóc trơ th à n h một yêu cầu thực tiễn cấp bách Báo cáo vối

đề tà i “Ưng d ụ n g mô h ìn h to án khôi phục sô liệu dòng chảy sông và

đ á n h giả tài n g u y ê n nước m ặ t khu vực Cheng-Tà Rùng” dược thực

hiện để đáp ứng yêu cầu cấp bách dó của thực tiễn

Báo cáo được bồ' cục th à n h 3 chương (không kê p h ầ n mỏ dầu và kết luận):

Chương 1 Đ iều k iện địa lý tự n h iên và tìn h h ìn h n ghiên cứu khí tượng

th ủ y v ă n k h u vực Cheng-Tà Rùng

Chương 2 Đ á n h giá tà i nguyên nước m ưa k hu vực Cheng-Tà Rùng Chương 3 Đ á n h giá tà i nguyên nước sông hồ k h u vực Cheng-Tà Rùng

Dạng địa hình chủ yêu của khu vực là núi tr u n g bình và núi thấp Các dải núi tru n g bình cấu tạo bởi đá vôi p h ân bô ở p h ầ n bắc khu vực còn các dải núi th ấp cấu tạo bởi đá trầ m tích biến ch ất p h â n bô ở phần trung

và nam khu vực

Phần bề mặt đỉnh của các dãy núi th ấp và p h ầ n tru n g tâm của khu vục tồn tại khá phô biến phần sót lại của các bê m ặ t sa n bằn g có địa hình dạng dồi hoặc hổ mặt lượn sóng khá bằng phang, cấu tạo bởi đá trầm tích hiên chát

Các thung lũng ííiữa núi ỏ phần nam và dông nam khu vực cấu tạo bói (la l)a/an

Cao (lộ (lịa hình khu vực dao dộng trong khoảng từ 380 m đến

Trên các suòn núi thấp cấu tạo bởi da trầ m tích biến ch ất đã hình

th àn h không chi nhóm đất đò vàng Acrisols (tròn các sườn dốc dưới 25")

mà còn nít phô biên nhom (lát dò vàng Cambisols (trôn các sườn núi dốc

Acrisols-Hum ic Cambisols) còn tro n g điều kiện lốp th ả m rừng tự nhiên

bị p h á huỷ, tầ n g m ù n bê m ặ t bị bóc mòn h ế t hoặc chỉ còn một lớp mỏng

Lớp p h ủ đ ấ t h ìn h th à n h tr ê n các sườn núi đá vôi phức tạp hơn Xen kẽ giữa các diện tích đá vôi lộ có các đ ấ t n â u đen, n â u th ẫ m có tầ n g dày, mỏng khác n h a u , tồn tạ i trong các h a n g hốc caxtơ và dọc theo các khe n ứ t của đá Dưới ch ân sườn các núi đá vôi thường tích tụ các tầ n g

đ ất đỏ n â u có bề dày khác n h au , có lẫ n hoặc không lẫn các m ảnh cục đá vôi đang phong h oá dở dang với nhiều kích thước khác n h au Nhiều diện tích th u n g lũ n g núi đá vôi lại được lấp đầy bởi các m ả n h cục đá VÔI có kích thưóc khác n h a u và có tỷ lệ đ ất mịn th ấ p hơn 10% N hư vậy, trên các diện tích vù n g núi đá vôi đồng thòi tồn tại n h iều nhóm đất khác

n h a u cùng p h á t sin h như: đ ấ t n â u đen (Luvisols, Cambisols), đất n â u đỏ (Ferralsols), đ ấ t tầ n g mỏng hoặc chứa n h iều đá lẫ n (Leptosols)

N hóm đ ấ t n â u đỏ p h á t triển trê n đá Bazan (Haplic Ferrasols) hình

t h à n h tro n g các th u n g lủng ở ph ần nam và đông n a m khu vực

T rê n các dải ven sông hình th à n h nhóm đ ấ t phù sa chua (Dystric Fluvisols)

1.4 T H Ả M P H Ủ T H Ự C V Ậ T

Mức p h ủ rừ n g tr ê n k h u vực vẫn còn k h á lốn, tới 52,34%, p h â n bô' chủ yếu tr ê n các địa h ìn h núi

Tổng diện tích rừ n g của k h u vực là 10469,2 ha, tro n g dó rừng gỗ tự nhiên: 9146,5 ha, chiếm tới 87,37%; rừ n g tre nứa: 1279,7 ha, chiếm 12,24%; còn lại là rừ n g trồng (43 ha) [1]

T rong tố n g diện tích 9146,5 ha rừ n g gỗ tự n h iê n của k hu vực, diện tích giàu chỉ 403,2 ha, rừ ng nghèo khoảng 647,3 ha; còn lại là rừng tru n g bình (k hoảng 8099,5 ha)

1.5 K H Í H Ậ U

C heng-T à R ùng thuộc m iền khí h ậ u tâ y Trường Sòn Chê độ khí

h ậ u k h u vực m a n g tín h c h ấ t n h iệ t đới ẩm gió m ùa, với n ê n n h iệ t năm

k h á cao, sự p h â n hóa n h iệ t độ trong năm k h á lớn, c h ế độ m ưa ấm phong

p h ú và p h â n h óa rõ r ệ t theo mùa

Lượng bức xạ tổng cộng n ă m ỏ k h u vực k h á lớn ( ' 130 kcal/crrr/năm ) và p h â n hóa theo m ùa Thời kỳ II I^VII là thòi kỳ có luọng

bức xạ lỏn, trong dó th á n g IV và V có lượng bức xạ lốn n h ấ t (13+14 keal/crrr/tháng) và th á n g XI và XII có lượng bức xạ th ấ p n h ấ t (7-Ỉ-8 kcal/crrr/tháng).

Khu vực Chcng-Tà Rùng có khá nhiều nắng Tổng số giờ nắn g năm tru n g hình khoảng 1770 giờ M ùa nấng 0' đây dài tới 11 th á n g (I-Ỉ-XI) trong đó hai th án g IV và V có nhiều n ă n g n h ấ t (190-r200 giò nắng/tháng) Tháng XII ít nắng n h ấ t n h ú n g vẫn có tối 98 giờ nắng/tháng

Nền nhiệt của khu vực thay đôi theo độ cao địa hình Nhiệt độ tru n g bình năm giảm khi độ cao địa hình tăng Ó n h ữ n g vùng th ấp nhiệt

độ tru n g bình năm dạt khoảng 2Õ°C, tương ứng với tổng n h iệt năm khoảng 9100°C; đến độ cao khoảng Õ00 m n h iệt độ tr u n g bình năm giảm xuống còn 22°c, tương ứng vối tổng nhiệt năm khoảng 8000°C; còn đến

độ cao khoáng 900m nhiệt độ tru n g bình năm chỉ đ ạ t 20°c (tổng nhiệt năm khoảng 7300°C)

Chế (lộ gió phụ thuộc chủ yếu vào chê độ hoàn lưu của k hu vực và điểu kiện địa hình địa phương Vận tốc gió tru n g bình năm đạt khoảng2.6 ni/s

L uọiiịĩ m u a h ã n í í n ă m ròi t r ô n k h u v ực k h á lớn, d a o d ộ n g t rong

khoang từ 2500 mill đên trôn 3000 mm Chỏ dộ mưa trong năm phân hóa

th àn h hai mùa mùa và khô rõ rệt với kiểu m ùa mưa m ang sắc thái đặc trứng cua VÙ11ÍĨ nhiệt đỏi gió mùa trên sùờn đón gió m ùa tây nam Đó là kiêu mùa múa hồ-thu kéo dài 6 tháng, từ th á n g VI đến th á n g XI với tổng lượng mưa chiếm 81,3% tông lượng mưa năm Do vậy, m ù a khô ở đây cũng chì kéo dài 6 th án g (tù th án g XII năm lịch trước đến th á n g V năm lịch sau) và không quá gay gắt vói tổng lượng m ùa chiếm 18,7% tông lượng 1111(11 năm

Độ am không khí tương dôi tru n g bình năm ở khu vực khá cao (xấp

XI 88",») và ít biến dộng trong năm Thòi kỳ ấm n h ấ t (IX+II) có độ ẩm truníí bình dạt 91H91V Hai tháng IV, V có độ ẩm th ấ p n h ấ t cũng đạt tới

I V

Suóníĩ 111 ù có thô quan trắc thây rải rác trong m ùa đông, nhưng nhiêu nhat vao CÍH' tháng Ih-IV tru n g bình khoảng 10-11 ngày/tháng, ó khu vực ( h ong-1 a Rùng hau như không qu an trắc th ấ y hiện tượng suón” muoi-một hiện tượng thòi tiêt rất có hại dôi vỏi cây trồng nhiệt đới

1.6 MẠNG LƯỚI SÔNG SUÔI

Sự p h â n hóa của n ê n địa chất và kiểu địa h ìn h đã tạo nên sự ph ân

bô r ấ t không đều của m ạn g lưới sông suôi tr ê n k h u vực Điều n ày thê

h iện k h á rõ tr ê n b ả n đồ p h â n k h u hệ sô m ậ t độ lưới sông đã được báo cáo xây dựng tro n g h ìn h 1.2

Hình 1.2 Bản đố phân khu hệ sô mật độ lưới sông khu vực Cheng-Tà Rùng

Cả m ột v ù n g diện tích rộng lớn (31,9 krrr) chiêm đại bộ p h ậ n p h ầ n bắc k h u vực do n ằ m ho àn to àn trê n địa h ìn h núi đá vôi n ên h ầ u như không có dòng chảy m ặt ở đây gần n h ư không th ấ y sự hiện diện của sông suối, n g h ĩa là m ậ t độ lưới sông (d) là 0 km /krrr M ưa rơi xuông một

p h ầ n bị bốc hơi, p h ầ n còn lại bị th ấ m h ú t hết vào các khe n ú t k a rs t nôn

k hông có dòng chảy m ặ t mà chỉ có dòng chảy ngầm

Nằm xen vào giữa khu vực đá vôi không có dòng chảy m ặ t nói trên chí có duy n h ấ t một sông đơn mang tên huôi Sạ Tmg Sông n ày không có

cua, chảy theo hướng nam-bắc phù hợp với hướng dôc của địa h ình ơ đây

Tỏng chiêu dài sông chì 4,000 km Sau khi tiêp n h ậ n h ê t nước từ bê mặt diện tích lưu vực 6,058 km 2; sông chuyển sang chảy ngâm M ật độ lưới sông bình quân trê n diện tích lứu vực này chi đạt 0,66 k m /k n r; nghĩa là thuộc loại ít p h át triển [4]

Phía Đông Bắc lưu vực có một sô sông suôi nhỏ Chúng là các nhánh của suôi Trãng-sông cấp I phía tả ngạn của Sê P ăng Hiêng Tông diện tích lưu vực của các sông suôi nhò này xâp xỉ 5,83 k m “ Mạng lưới

sông ỏ dây thuộc loại từ kém p h á t triển (d<0,5 k m /k n r) đcn ít p h á t trier

(0,5 d < l,0 km/kirr) I 1],

Toàn bộ phán phía Nam khu vực Cheng - Tà Rùng, có diện tích155,2 k n r (chiếm tới 78% diện tích toàn khu vực) là lưu vực của hai sông thuộc hộ thônự sông Sê Pôn: dó là sông huôi Cạ Niêng và sông Xê Sạ Lon Trừ lưu vực sông Muôi Sạ Ki ỏ góc Tây Nam khu vực và phần lưu vực phía tá ngạn sông Huôi Sạ Tưng (đoạn thượng lưu của Huổi Cạ Niông) có mạng lưới sông thuộc loại kém p h á t triển (d<0,5 km/knr), mạnịí lum SÔ11ÍĨ trôn các diện tích CÒ11 lại của hai lưu vực này đều thuộc loại (ù phái (liên vừa (l,0< d< l,õ km/krrr) dốn p h á t triển m ạnh (d>l,5 km/km' )| 1| Sông Huôi Cạ Niông có đoạn thượng lưu gọi là huổi Sạ Tung, phát nguồn từ độ cao 1200 m của dãy núi Sá Mùi thuộc xã Hướng

Q uáng-huyện Hướng Hóa-tỉnh Quảng Trị Đoạn thượng và tru n g lưu cháy theo hướng đông-tây, doạn hạ lưu chảy s á t ra n h giới phía tây của khu vực chay theo hướng bắc-nam Huối Cạ Niêng có chiều dài sông tính

từ nguồn xa n h ất đến hốt địa phận khu vực Cheng-Tà Rùng là 26,17 km

và diện tích lùu vực 121.76 km J, trong đó p h ầ n diện tích lưu vực nằm trên địa phận khu vực nghiên cứu tới 101,73 k m “ (chiếm 84%) còn phần thượng ]líu nằm ngoài khu vực nghiên cứu chỉ 19,43 k n r (chiếm 14%)

Nhánh lỏn n ỉ i a t của huối Cạ Niông là Xê Sạ Mủ nằm ỏ phía tả ngạn, co tong chiếu dài tính từ nguồn xa n h ất đôn hct dịa phận khu vực

Q u ả n g -h u y ện H ưóng H óa-tỉnh Q uảng Trị Diện tích lưu vực của sông A Roong là 21,64 k m 2 Đoạn từ nguồn đến Tiên Yên chảy theo hướng bắc- nara Đ oạn từ T iên Yên đến chỗ n h ậ p lưu vói sông Xa Ry chảy theo hướng đông bắc-tây nam S au khi n h ậ p lưu với sông Xa Ry, sông được đối

tê n t h à n h Xê Sạ M ủ và chảy theo hướng đông n a m -tâ y bắc cho tới tậ n chỗ n h ậ p lưu vói huổi Cạ Niêng Một p h ầ n diện tích p h ía tả ngạn của lưu vực sông A Roong 11,6 k m 2) n ằ m ngoài địa p h ậ n k h u vực nghiên cứu

Sông Xa Ry p h á t nguồn từ độ cao 7Õ0 m tại xã Hướng Quảng-

h u y ệ n Hướng H óa-tỉnh Q uảng Trị Đoạn thượng lưu chảy theo hướng đông bắc- tâ y nam S au khi tiếp n h ậ n nưốc của n h á n h đầu tiên phía tả ngạn, sông đổi hướng và từ đó đến chỗ nh ập lưu với A Roong chảy theo hướng đông nam - tâ y bắc Sông Xa Ry có tổng chiều dài 7,058 km và diện tích lưu vực 15,71 k m 2 P h ầ n thượng nguồn của sông (diện tích 7,938

k m 2) n ằ m ngoài k h u vực nghiên cứu

Sông Xê Sạ L en có tổng diện tích lưu vực trê n địa p h ận khu vực nghiên cứu là 53,47 k m 2 Đoạn thượng lưu m ang tê n sông Sen, nằm gần

n h ư ho àn to à n ngoài k h u vực nghiên cứu, b ắ t nguồn từ độ cao gần 800 m tại làng Rươn thuộc xã Hướng V inh-huvện Hướng H óa-tỉnh Q uảng Trị, chảy theo hướng đông n am -tây bắc Đoạn từ chỗ n h ập lưu VỚI n h á n h sông Xa Kia ( n h á n h lớn n h ấ t, n ằ m ở phía bò phải) trở vê xuôi mối m ang

tê n Xê Sạ Len Đ oạn n ày chảy ho àn toàn tr ê n địa p h ậ n k hu vực nghiên cứu

Sông Xa Kia (n h á n h cấp I p hía bờ p h ải của Xê Sạ Len) chảy gần

n h ư ho àn to à n tr ê n địa p h ậ n k h u vực ng h iên cứu Sông này có chiều dài5,527 km (trong đó chỉ đoạn h ạ lưu gần cửa đô vào sông chính Xê Sạ Len dài 0.5 km n ằ m ngoài k h u vực nghiên cứu), diện tích lưu vực 9,12 krrr (trong đó chỉ có 0,56 k m 2 n ằ m ngoài k h u vực ng h iên cứu) Đây là sông duy n h ấ t tr ê n k h u vực có xây dựng đập chắn ng an g sông tạo th à n h hai

hồ chứa nước nhỏ Hồ chứa nước th ứ n h ấ t có diện tích 13 040 ITT, dược xây dựng ở th ư ợ n g lư u sông Xa Kia Hồ chứa nước th ứ hai là hồ T ra Khi,

có diện tích 18 620 m 2, được xây dựng ở thư ợ ng lưu n h á n h cấp 1 duy n h ấ t

ph ía tả n g ạ n c ủ a sông Xa Kia

1.7 TÌNH HÌNH NGHIÊN cứ u KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TRONG KHU v ự c

C heng-T à R ùng là k h u vực còn r ấ t ít được nghiên cứu Trôn địa

p h ậ n k h u vực k h ô n g có tr ạ m khí tượng, th ủ v v ă n hoặc do mưa Lân cận

Q u ả n g -h u y ện H ướng H óa-tỉnh Q uảng Trị Diện tích lưu vực cùa sông A Roong là 21,64 k m 2 Đoạn từ nguồn đến Tiên Yên chảy theo hướng bắc- nam Đ oạn từ Tiên Yên đến chỗ n h ậ p lưu với sông Xa Ry chảy theo hưống đông bắc-tây nam S au khi n h ậ p lưu với sông Xa Ry, sông được đôi tên t h à n h Xê Sạ M ủ và chảy theo hướng đông n a m -tâ y bắc cho tới tậ n chỗ n h ậ p lưu vói huổi Cạ Niêng Một p h ầ n diện tích p h ía tả ngạn của lưu vực sông A Roong 11,6 k m 2) nằm ngoài địa p h ậ n k h u vực nghiên cứu.

Sông Xa Ry p h á t nguồn từ độ cao 750 m tại xã Hướng Quảng-

hu y ện H ưống H óa-tỉnh Q uảng Trị Đoạn thư ợ ng lưu chảy theo hướng đông bắc- tâ y nam S a u khi tiếp n h ậ n nước của n h á n h đ ầu tiên phía tả ngạn, sông đổi hướng và từ đó đến chỗ n h ập lưu với A Roong chảy theo hưóng đông nam - tây bắc Sông Xa Ry có tông chiều dài 7,058 km và diện tích lưu vực 15,71 k m 2 P h ầ n thượng nguồn của sông (diện tích 7,938

k m 2) n ằ m ngoài k h u vực nghiên cứu

Sông Xê Sạ L en có tổng diện tích lưu vực tr ê n địa p h ậ n k hu vực nghiên cứu là 53,47 k m “ Đoạn thượng lưu m ang tên sông Sen, nằm gần

n h ư hoàn to à n ngoài k h u vực nghiên cứu, b ắ t nguồn từ dộ cao gần 800 m tại làng Rươn thuộc xã Hướng V inh-huyện Hướng H óa-tỉnh Q uảng Trị, chảy theo hướng đông n am -tây bắc Đoạn từ chỗ n h ậ p lưu với n h á n h sông Xa Kia (n h á n h lớn n h ấ t, nằm ở p h ía bò phải) trở vê xuôi mới m ang

tê n Xê Sạ Len Đ oạn này chảy hoàn toàn tr ê n địa p h ậ n k h u vực nghiên cứu

Sông Xa Kia (n h á n h cấp I phía bờ p h ải của Xê Sạ Len) chảv gần

n h ư ho àn to à n tr ê n địa p h ậ n k h u vực nghiên cứu Sông này có chiều dài5,527 km (trong đó chỉ đoạn hạ lưu gần cửa đổ vào sông chính Xê Sạ Len dài 0.5 km n ằ m ngoài k h u vực nghiên cứu), diện tích lưu vực 9,12 km 2 (trong đó chỉ có 0,56 k n r n ằ m ngoài k h u vực nghiên cứu) Đây là sông duy n h ấ t tr ê n k h u vực có xây dựng đập chắn n g an g sông tạo th à n h hai

hồ chứa nước nhỏ Hồ chứa nước th ứ n h ấ t có diện tích 13 040 m 2, được xây dựng ở th ư ợ n g lưu sông Xa Kia Hồ chứa nước th ứ hai là hồ Tra Khi,

có diện tích 18 620 m 2, được xây dựng ở thượng lưu n h á n h cấp I duy n hất phía tả n g ạ n của sông Xa Kia

1.7 TÌNH HỈNH NGHIÊN cứ u KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TRONG KHU vực

C heng-T à R ù n g là k hu vực còn r ấ t ít được nghiên cứu Trên địa

p h ậ n k h u vực k h ô n g có tr ạ m khí tượng, thủy văn hoặc đo mưa Lân cận

khu vực cùng nằm trên sườn tây Trường Sơn chỉ có duy n h ấ t tr ạ m khí tượng Khe Sanh đo k há đầy đủ và liên tục các yếu tố khí tượng trong đó

có mưa và cũng chỉ có duy n h át trạ m th u y ván Rao Q u a n tiGn song Rao Quán dươc xây dùng đê đo lưu lương và mực niíơc phục vụ viẹc th iet kfi, xây dựng nhà máy thủy điện Rào Q uán n h ú n g thơi gian q u an trac khong dài, chỉ 4 năm (1983 H- 1985, 2004) Các nghiên cứu h iện có về tài nguyên nước ở đây cũng rất h ạ n chế và mối chỉ có ở p h ầ n phía đông của khu vực (nghĩa là phần thuộc địa phận tinh Quảng Trị của Việt Nam) còn phần phía tâv của khu vực (thuộc tỉnh S av an ak h ét của Lào) h â u như chưa dược nghiên cứu

C H U GIAI

ị -1 I Biên giới quóc gia

Thủy hê _ _ _ _ Đưòng phản nuóc

Tram th ú y '/ân

^ giả đinh

Khu vứt Cheng * Tả Rừng

Hình1.3 Mạng lưới trạm thủy văn giả định trên các sông thuộc khu vực Cheng-Tà Rùng

Trong điếu kiện nhu tròn, ngoài việc th a m khao các công trình

n u h i r n c ử u h i ộ n co vế t à i n g u y ê n m í ỏ c t i n h Q u a n g Trị, v i ệ c n g h i ê n cứu

( l a n h Jíiá t a i i i Lí uv r n m i n e k h u v ụ c O h e n g - T a R ù n g c h í c ó t h ế d ự a t r ê r

rai’ sò liệu thực (lo khí t u ọ n í ĩ thủy văn của các trạ m do hiện có ở lân cậr

k h u vực n g h iên cứu (tỉnh Q uảng Trị) kết hợp với việc sử dụng các phương p h á p nội, ngoại suy và tổng hợp địa lý cũng n h ư phương pháp tương tự th ủ y văn Đặc biệt, để đ á n h giá t h à n h p h ầ n tài nguyên nước sông của k h u vực, p h ải tìm cách khôi phục cơ sở dữ liệu quá trìn h dòng chảy tạ i các t r ạ m th ủ y văn tự giả định tr ê n các sông từ số liệu quá trìn h

m ưa th ự c đo tạ i t r ạ m tương tự nhò lựa chọn ứng dụng một mô hình toán thích hợp

M ạn g lưới các tr ạ m th ủ y văn giả định trê n các sông của k hu vực nghiên cứu dự đ ịn h sẽ khôi phục sô liệu quá tr ìn h dòng chảy từ quá trìn h

m ưa b ằ n g cách ứ n g dụng mô h ìn h toán được th ê h iện tr ê n h ình 1.3

Tài n g u y ê n nước m ặ t của một k h u vực bao gồm tài nguyên nưóc

m ưa và tà i n g u y ên nước sông hồ Các th à n h p h ầ n tài nguyên nước m ặt này của k h u vực Cheng-Tà Rùng sẽ lần lượt được nghiên cứu đán h giá tro n g các chương tiếp theo

Chương 2 ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MƯA KHU vự c CHENG-TÀ RÙNG

Việc đ á n h giá tà i n g uyên nước m ưa bao gồm n h ữ n g đán h giá về diễn b iên của lượng m ư a theo không gian và thòi gian

2.1 CHUẨN MƯA NĂM

C h u ẩ n m ư a n ă m là lượng m ưa n ă m tr u n g bình trong thời kỳ nhiều

n ă m đã tiê n tới ổn định Nó đặc trư n g cho mức độ phong p hú nước mưa của từ n g k h u vực

P hư ơn g p h á p tín h chuân mưa n ă m tạ i từ n g tr ạ m đo m ưa phụ

thuộc vào độ dài của chuỗi tài liệu đo m ưa và mức độ biến động của mưa

n ă m tạ i từ n g tr ạ m tro n g thời kỳ n h iều năm Để đảm bảo tín h ôn định của c h u ẩ n m ư a n ă m tín h toán, chuỗi qu an trắc raưa năm càng cần phải dài n ếu hệ sô" biến đổi m ưa năm càng lớn

T rong trư ờ n g hợp có đủ tài liệu thực đo (nghĩa là hoặc có sô năm

q u a n trắc lớn hơn 50-Ỉ-60 năm, hoặc có sô năm q u a n trắc đủ dài để lựa chọn được thòi kỳ tín h to án đại biểu xác định được c h u ẩ n mưa năm với

độ ch ín h xác cho phép), c h u ẩ n m ưa n ă m được tín h bằn g tr ị bình qu ân sô học của chuỗi sô liệu m ư a n ă m của thời kỳ dài (trên 50-^60 năm) hay của thời kỳ q u a n trắ c đại biểu (bao gồm sô lốn n h ấ t các chu kỳ m ư a trọn vẹn, xác đ ịn h dựa tr ê n đường luỹ tích sai c h u ẩ n m ư a năm ) có độ dài đủ để tín h được c h u ẩ n m ư a n ă m với sai sô không vượt quá sai sô cho phép ([ƠN] = ± (5-5-10%) [3],

T rong trư ờ n g hợp th iế u tà i liệu, c h u ẩ n m ưa n ă m của các tr ạ m đo

m ư a có thời kỳ đo đạc n g ắ n được tín h theo c h u ẩ n m ư a n ă m của trạ m tương tự có tà i liệu dài theo phương ph áp tương quan

Đối với trư ờ n g hợp hoàn to àn không có tà i liệu đo đạc, chuẩn mưa

n ă m được xác đ ịnh theo phương ph áp nội ngoại suy hoặc từ b ản dồ chuẩn

m ưa n ă m hoặc từ c h u ẩ n m ưa năm của các tr ạ m gốc lân cận C h u ẩn mưa

n ă m của các v ù n g n ú i chưa nghiên cứu được xác định theo vùng và theo

sự th a y đôi của m ư a n ă m vói độ cao địa phương

Hình 2.1 Bản đồ đảng Trị chuẩn mưa năm tỉnh Quảng Trị |2)

Thực tê, k h u vực Cheng-Tà Rùng gồm hai phần: p h ầ n phía tây thuộc địa p h ậ n tỉn h S a v a n a k h é t của Lào còn p h ầ n phía đông thuộc địa

p h ậ n tỉn h Q u ả n g Trị P h ầ n thuộc Lào không có tr ạ m đo m ưa và từ trước đên n a y v â n chưa có một nghiên cứu nào vê mưa Trong khi đó, ph ần thuộc tỉn h Q u ả n g Trị đã có b ả n đồ c h u ẩ n mưa năm Bản đồ ch u ẩn mưa

n ă m của p h ầ n n à y n ằ m tro n g b ản đồ c h u ẩ n m ưa năm đã được [2] xây dựng cho to à n tỉn h Q uảng Trị (hình 2.1) dựa tr ê n liệt sô liệu thực đo

m ưa n ă m từ 1977 đên 2006 của của 11 tr ạ m đo m ưa trong và lâ n cận tỉnh

Với thự c tê sô liệu và tìn h hình ng h iên cứu n h ư trên, các đường

đ ẳ n g trị c h u ẩ n n n ía n ă m tại p h ầ n phía tâ y của k hu vực Cheng-Tà Rùng (phần ch ư a được n g h iên cứu và cũng hoàn to àn không có sô' liệu đo mưa) chỉ có th ể được ngoại suy từ các đường đ ắ n g trị c h u â n m úa năm trê n

p h ầ n p h ía đông c ủ a k h u vực (thuộc địa p h ậ n huyện Hướng Hóa-tỉnh

Quang Trị của nưỏc ta) theo xu th ế kết hợp xem xét đến quy lu ậ t tăng mưa theo đỏ cao địa hình Kêt qua th u được b an đô đăng tiỊ chuan mưa nám cho toàn khu vực Cheng-Tà Rùng n h ư trong h ìn h 2.2.

P hân tích các dứòng đăng tri chuân m ua n ằ m trGn b a n đo hình 2.2

có thô thấy:

- Khu vực Cheng-Tà Rùng nằm trong vùng m ù a tương đối lớn Lượng mưa hàng năm tính tru n g bình trê n p h ạ m vi to àn k h u vực đạt2818,9 mm

- Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, lượng m ùa năm phân bô không dồng đêu theo không gian nhưng phạm vi biôn đôi không lớn, từ

2400 mm đôn 3000 mm

- Xu thô biến dôi của mưa năm theo không gian p h ù hợp với xu thê tăng dần của mu'a theo độ cao địa hình

2.2 DAO ĐỘNG CỦA MƯA NĂM TRONG THỜI KỲ NHIỀU NĂM

Lượng mưa năm không chỉ thay dôi theo không gian mà còn thay dổi cả theo thòi gian từ năm này qua năm khác Mức độ biên đôi của lượng nnía năm trong thời kỳ nhiều năm được đán h giá bơi hệ sô biến dôi múa năm ( \ \ còn qui luật thay dổi của lượng m ưa n ă m trong thời kỳ nhiếu năm dược thổ hiện trôn đường lũy tích sai c h u ẩ n lượng mưa năm

Mặc dù trong khu vực nghiên cứu không có tr ạ m đo mưa nào nhưng lân cận có trạ m Khe Sanh củng nằm trê n sườn tây của dãy Trường Sơn do múa liên tục từ 1975 trong đoá sô liệu từ 1977 đên nay là đáng tin cậy Bởi vậy, có thê sử dụng sô liệu thực đo m ưa th á n g tại trạm Khe Sanh (bang 1 cua phần phụ lục) đê nghiên cứu dao động của mưa năm trong thòi kỳ nhiêu năm cũng như để nghiên cứu ph ân phôi mưa troníĩ năm trôn khu vực Cheng-Tà Rùng

Két qua tính hệ sô biến đôi m ùa năm (tại tr ạ m Khe Sanh) cho thày: mức độ dao động cua lượng mưa năm trong thời kỳ nhiều năm ở khu vực nghiên cứu thuộc loại tru n g bình Hệ số biến đổi của lượng mưa năm trong nhiều năm là 0.23

Lượng mưa năm cực đại trong thời kỳ quan trắc (1977-^2006) rất lỏn tỏi 3 12 1,8 mm Trong khi dỏ, lượng m ua năm cực tiêu cũng trong thòi kỳ này lại khá nhó chì 1153,5 mm Lượng mưa năm của năm mưa nhiều nhát lỏn n hất lỏn gấp 3 lẩn lượng mưa năm cua năm m úa ít nhất

P h â n tích đường luỹ tích sai c h u ẩ n m ư a n ă m tạ i tr ạ m Khe Sanh thời kỳ 1977-Ỉ-2006 th ể h iệ n tr ê n h ìn h 2.3 có th ể thấy:

- T rong thời kỳ n h iề u năm , dao động của m ưa năm m an g tín h chu

kỳ kh ô n g c h ặ t chẽ N h ữ n g nhóm n ă m m ưa n h iêu liên tục thưòng x u ất

h iện xen kẽ n h ữ n g nhóm n ă m m ưa ít liên tục làm th à n h nhữ n g chu kỳ

m ưa trọ n vẹn n h ư n g không hoàn toàn (nghĩa là, các chu kỳ này lặp lại

n h ư n g không h o à n to à n cả về độ dài thời gian lẫn quá trìn h dao động)

- T rong thòi kỳ q u a n trắc đã x u ấ t hiện một chu kỳ mưa kéo dài từ

1977 đên 1989 còn từ 1990 đên nay chưa th ể hiện tín h chu kỳ rỏ rệt

Sự x u ấ t h iệ n của n h ữ n g nhóm năm m ưa nhiêu và mưa ít liên tục

đã gây n h ữ n g khó k h ă n không nhỏ cho các h oạt động sả n x u ất và đời sông của con ngưòi

Hình 2.3 Đường lũy tích sai chuẩn mưa năm trạm Khe Sanh thời kỳ 1977-^2006

2.3 PHÂN PHỐI MƯA TRO NG NĂM

2.3.1 P h â n p h ô i m ư a n ăm th e o m ùa

C ủng n h ư các nơi khác của Việt N am và Lào k h u vực Cheng-Tà

R ùng có c h ế độ m ư a m ùa Trong một năm , chế độ m ù a h ình th à n h hai

m ù a rõ rệ t là m ù a m ù a và m ù a khô Kết quả p h â n m ù a mưa-khô theo chỉ tiê u vượt tr u n g b ìn h dựa tr ê n sô" liệu m u a th á n g tại tr ạ m Khe Sanh cho thấy:

- Do nằm trê n sườn phía tây dãy Trường Sơn-sườn đón gió m ùa tây nam nên khu vực nghiên cứu có kiêu m ù a mưa đặc trư n g cua vùng nhiệt dới gió mùa, đó là mưa hè-thu Mùa m ưa ở đây b ăt đ âu r â t sòm, ngay từ khi gió mùa tây nam bắt đầu thịnh h à n h (tháng VI), kéo dài suôt thoi kỳ thịnh hàn h của gió m ùa tây nam và cả thòi kỳ có hoạt động xen kẽ, tra n h giành ánh hưởng lẫn nh au các hệ thông thời tiêt phía nam (như bão, dải hội tụ nhiệt đới, khôi không khí nóng âm p h ía nam và khôi không khí lạnh phía bắc) cho tới tậ n th á n g XI, nghĩa là kéo dài tối 6 tháng Tổng lượng mưa của 6 th án g m ùa mưa chiêm 81,3% tông lượng mưa năm .

- Vì mùa mưa kéo dài nôn mùa khô ỏ khư vực này k há ngắn (chỉ 6 tháng, từ th án g XII năm lịch trước đôn th á n g V năm lịch sau) và không quá khác nghiệt Tổng lúọng mùa của 6 th á n g m ùa khô chiêm khoảng 18,7% tông lượng mưa năm

2.3.2 Phân phối mưa năm theo tháng

Biểu (lồ phân phôi mưa năm theo th á n g ỏ đây có dạng 1 đỉnh,

nghĩa là một năm cỏ 1 cực dại và 1 cực tiểu (hình 2.2) Cực đại thường

xuất hiện vào X - th án g bão hoạt động mạnh n h ấ t và cũng thương xảy ra tranh chấp ác liệt n h ấ t giữa các hộ thông thòi tiêt gây m ùa lớn Cực tiểu thường xuất hiện vào th án g I

Lượng mùa năm phân phôi không đểu theo các th á n g trong năm.Lượng mưa bình quân th án g bình quân nhiêu năm của th án g mưa nhiều n h át chiêm tới trên 20% tông lượng m úa năm Lượng mưa tháng bình quân nhiêu năm của th án g ít mưa n h ấ t không đáng kể, chỉ chỉ chiêm chứa đầy 1% tỏng lượng mùa năm T h án g mưa nhiều n h ất có lượng múa lớn gấp tròn 22 lần lương mưa của th á n g m ùa ít nhất

Ba th án g mưa nhiều n h ất là các th á n g IX X, XI VỚI tổng lượng nnía chiêm tới 53" 0 tông lượng mưa năm Ba th á n g mưa ít n h ấ t là các tháng I II, III với tông lượng mua chỉ chiêm 3,5% tông lượng mưa năm

I ru n ” bình nhiều năm tông lượng m ùa cua ba th á n g m ưa nhiều nhất lớn ịíàp 15.3 lan tông lượng mùa cua ba th á n g m úa ít nhất

Như vậy, mặc dù lượng mưa hàng năm lói trên khu vực Cheng-Tà Rùn<í ràt phong phu nhúng do sự phân phôi rất không đều của nó theo các th á n " trong năm nhu dã nêu ó trên nên gảy khó khăn cho sản xuất

nông nghiệp, đặc biệt là đối vối việc trồ n g trọ t các cây trồ n g cạn trong các

t h á n g ít m ư a c ủ a m ù a khô

So với sự b iến động của lượng m ưa n ă m trong thời kỳ nhiều năm

th ì sự biến động củ a lượng m ưa th á n g trong thời kỳ nhiều nấm lớn hơn

r ấ t nhiêu Hệ sô b iến đổi Cv của lượng m ưa th á n g trong các th á n g m ùa

m ư a dao động tro n g k h o ản g 0,44+0,80 Trong các th á n g m ù a khô, hệ sô

n à y còn lớn hơn n h iều , đặc b iệt là vào các th á n g VIh-VII và I M I I , có thê vượt q u á 1,0 th ậ m chí đ ạ t tối 1,56

L

Pl

T rê n các sông suôi của k h u vực Cheng-Tà R ùng không có một trạ m

th ủ y v ă n nào L â n cận k h u vực, p h ầ n n ằ m tr ê n sườn tây Trường Sơn tỉn h Q u ả n g T rị chỉ có duy n h ấ t tr ạ m th ủ y v ăn Rào Q u án được xây dựng

tr ê n sông Rào Q u á n (khống ch ế lưu vực diện tích 185 k m 2) để đo lưu lượng và mực nước phục vụ việc th iế t kế, xây dựng n h à máy th ủ y điện

Rào Q u á n n h ư n g có thời gian q u a n trắc không dài, chỉ 4 năm

(1983-1985, 2004)

Với tìn h h ìn h sô liệu thực đo n h ư trên, đê có cơ sở dữ liệu đán h giá tiềm n ă n g tà i n g u y ê n nước sông của k h u vực nghiên cứu, cần ứng dụng

mô h ìn h to á n để khôi phục sô liệu quá tr ìn h dòng chảy tại các vị trí cần

th iế t tr ê n các sông của k h u vực nghiên cứu từ sô liệu mưa tại trạ m Khe Sanh, ở đây đã lựa chọn ứng dụn g mô h ìn h NLRRM (mô h ìn h mùa-dòng chảy p h i tu y ế n -N o n L in e a r Rainfall Runoff Model)-một mô h ìn h đơn giản

n h ư n g r ấ t h iệ u q u ả tro n g việc khôi phục sô liệu dòng chảy từ mưađôi với các lưu vực vừa và nhỏ [1]

3.1.2 ứ n g d ụ n g m ô h ìn h NLRRM k h ô i p h ụ c sô liệ u quá trìn h

d ò n g c h ả y tạ i c á c trạm th ủ y v ă n giả đ ịn h tr ê n cá c sôn g th u ộ c

k h u vự c C h en g-T à R ùn g

a Cơ sỏ lý t h u y ế t c ủ a mô h ìn h

Hệ th ô n g mô h ìn h mô phỏng lưu vực là một hệ th ố n g động lực có

đ ầu vào là m ư a và đ ầ u r a là dòng chảy Các q uá tr ìn h xem xét trong việc

mô h ìn h hoá bao gồm:

- lượng m ư a sinh dòng chảy,

- dòng chảy m ặ t và dòng chảy ngầm ,

- d iễn to á n dòng chảy m ặ t và dòng chảy ngầm ,

- xác đ ịn h các th ô n g sô của mô hình

Phương pháp diễn toán dòng chảy được thực hiện dựa tr ê n cơ sỏphương trìn h cân bằng khôi lượng và phương tr ìn h lượng tr ư phi tuyen:

dS( t ) /Q 1\ R( t ) - Q( t ) = ZZ — ( 3 1 )

dt

trong đó:

- R(t): lượng mưa sinh dòng chảy (cm/h),

- Q(t):dòng chảy tại m ặt cắt cửa ra của lưu vực (cm/h),

- S(t): lượng trữ lưu vực (cm),

- K: thông sô có đơn vị thời gian (h),

- P: thông sô thể hiện độ cong của đường cong lượng trữ

Hệ phương trìn h (3.1) và (3.2) được giải bằn g phương pháp sai phán như sau:

Viết phương trìn h (3.1) dưới dạng sai phân:

Q u á tr ìn h lặp được thực h iệ n sao cho điều kiện I XK+1 - XK I < E được thoả

m ãn

Đê diễn to á n cho dòng chảy m ặ t và dòng chảy ngầm , trong hệ phương tr ì n h (3.1) và (3.2), chỉ cần th a y th ê các đặc tr ư n g của dòng chảy

m ặ t và dòng chảy n g ầ m tương ứng N ghĩa là:

Đối với dòng chảy mặt:

đt S„(t) = K,Q[;(t)ĐỐI với dòng chảy ngầm:

R „ ( t ) - Q N(t) = ^SN(t) = K ,Q ỊJ(t)tro n g đó:

- RM(t) và R N(t) tương ứng là lượng m ưa sinh dòng chảy m ặt và lượng m ư a sin h dòng chảy ngầm;

■ Qrvi(t) và QN(t) tương ứng là dòng chảy m ặ t và dòng chảy ngầm tại

m ặ t cắt cửa ra;

- SM(t) và S N(t) tương ứng là lượng trữ nước m ặ t và lượng trữ nước ngầm ;

- K x v à Pị là các th ô n g sô diễn toán dòng chảy mặt;

- K 2 và P 9 là các th ô n g sô" diễn to án dòng chảy ngầm

Để d iễn to á n lượng m ưa sinh dòng chảy R(t) tro n g phương trìn h (3.1), mô h ìn h ứng d ụ n g chỉ sô" m ưa n h ư sau:

IM(t) = a 0X(t)+ &1X(t-At) + a zX(t-2At) + + a nX(t-nAt) (3.8)tro n g đó: IM(t): chỉ số’ m ư a tạ i thời điểm t; X(t): lượng m ưa rơi tr u n g bình

tr ê n lưu vực; a,: th ô n g sô' có ý nghĩa trọ n g sô' và

Tiêu chuắn đánh giá như sau:

r 40 + 65% : đạt

> 85% : tốt

Hình 3.1 Cấu trúc hệ thông của mó hình mưa-dòng chảy phi tuyến

b Hiệu chinh v à kiêm nghiệm mô hình

Tiến h à n h hiệu chỉnh từng thông sô trong bộ 8 thông sô của mô hình NLRRM và trọng sô mưa trạm Khe S a n h dựa tr ê n 3 năm số liệu mưa trạm Khe Sanh và dòng chảy trạ m Rào Q u án (1983-Ỉ-1985) theo phương pháp thử sai theo nguyên tắc chọn thông sô cho độ hữu hiệu lớn nhất Kẻt quả tìm được bộ 8 thông sô mô hình và trọng sô" m ưa trạm Khe Sanh như trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Bộ thông sô đã hiệu chỉnh của mô hình NLRRM

Trọng- số mưa trạm Khe Sanh: 1,4

Vói hộ thông sô này đường quá trìn h lưu lượng dòng chảy trạm Rào QuáII tính từ qua trìn h mưa nhờ mô h ình NLRRM phù hợp n h ấ t với đưòng quá trìn h lưu lượng dong chảy thực đo (hình 3.2)

Hình 3.2 Đường quá trình lưu lượng dòng chảy trạm Rào Quán tính toán

và thực đo thời kỳ hiệu chỉnh mõ hình (1983+1985)

Sai sô' tương đối giữa lưu lượng b ình q u â n th á n g cực đại ( Q h m a x ) tín h to á n và th ự c đo của 3 n ă m chỉ dao động trong khoảng từ -0,32% đên -1,60% (bảng 3.2)

Độ h ữ u h iệ u tín h theo chỉ tiêu R2 r ấ t cao, đ ạt tối 99,01% Theo tiêu

c h u ẩ n củ a WMO, mô h ìn h điỉỢc đ á n h giá vào loại tôt

Bảng 3.2 Sai số tương đối giữa lưu lượng bình quân tháng lớn nhất tính toán

và thực đo trong 3 năm hiệu chỉnh (1983-1985) và 1 năm kiểm nghiệm (2004)

tại trạm Rào Quán

tính từ quá trìn h mưa năm 2004 nhờ mô h ìn h NLRRM r ấ t phù hợp với đường quá trìn h lưu lượng dòng chảy thực đo (hình 3.3); sai sô tương đôi giữa lưu lượng bình quân th á n g cực đại (Qthmax) tín h toán và thực đo chỉ -0,37% (bảng 3.2) Độ hữu hiệu của mô h ình tín h theo chỉ tiêu R2 rấ t cao, đạt tới 97,87% Theo tiêu chuẩn của WMO mô h ìn h được đánh giá vào loại tốt.

Thời đoạn (tháng)

Hình 3.3 Đường quá trình lưu lượng dòng chảy trạm Rào Quán tính toán

và thực đo năm kiểm nghiệm mô hình (2004)

c Khôi p h ụ c sô liệu

Mô hình NLRRM với bộ thông sô đã hiệu chỉnh và kiểm nghiệm dam bao cho kêt quả tôt và Ô I1 định (bảng 3.1) đã được báo cáo ứng clụng

dê khôi phục số liệu quá trìn h dòng chảy thời kỳ 30 năm (1977-2006) tại

l i t ] ạm th u \ văn gia định lựa chọn đặt trê n các sông của k hu vực nghiên CIÍU (hmh 1.3) tu qua trìn h niiía thời kỳ 1977-^2006 tai tr a m Khe Sanh tien co' so' th ừ a n h ậ n răng: điêu kiện m ật đệm của các lưu vực này tương

tự với diều kiện m ặt đệm lưu vực sông Rào Q u á n -trạ m Rào Quán

Iat nhiên, khi khôi phục sô liệu dòng chảy th á n g cho các lưu vực song khong chê bỏ] các trạm thủy vãn giả định này sô liệu diện tích lưu vực tkiọc’ thay thê băng so liệu diện tích hiu vục của trạ m tương ứng và

so liệu qua trìn h nnía th á n g được th ay th ế bằng số liệu quá trìn h mưa

th an g tại trạ m Khi* Sanh nh ân với trọng sỏ mùa tương ứng (bang 3 3)

Bảng 3.3 Trọng sô mưa của các lưu vực sông khống chế bởi các trạm thủy văn giả định

giả định

Diện tích lưu vực (km2)

Chuẩn mưa năm bqlv (mm)

Các trọ n g sô m ư a tro n g bản g 3.3 được xác định bằng tỷ sô giữa

c h u ẩ n m ư a n ă m b ìn h q u â n của lưu vực tương ứng (tính toán theo phương p h á p đưòng đ ẳn g lượng m ưa từ b ả n đồ đẳn g tr ị c h u ẩ n mưa năm

tr ê n h ìn h 2.1) và c h u ẩ n m ư a n ă m tại tr ạ m Khe S an h (tính toán dựa tr ê n

sô liệu đo m ư a từ n ă m 1977 đên n ă m 2006)

Số' liệu dòng chảy th á n g khôi phục được cho các lưu vực sông nói

tr ê n là cơ sở dữ liệu chủ yếu được sử dụng để đ á n h giá tà i nguyên nưốc sông k h u vực C h en g -T à Rùng

3.2 TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG

3.2.1 C h u ẩ n d ò n g ch ả y n ăm

C h u ẩ n dòng chảy n ă m là trị số dòng chảy n ă m tr u n g b ình trong thời kỳ n h iề u n ă m với điều kiện can h q u a n địa lý khong th a y đoi, cung thuộc thòi đại địa c h ấ t ng ày n a y và cùng mức độ k h a i th ác kinh tê sôngngòi

C huẩn dòng chảy năm là một đặc trừ n g cơ b ả n và ổn định của nguồn nước của một lưu vực sông hay một k h u vực Nó co th e được bieu thị dưới dạng: lưu lượng dòng chảy ch u ẩn Q0 (m3/s), tổng lượng dòng chảy chuẩn W0 (m3), mô đun dòng chảy ch u ẩn M0 (1/skrrr) và lớp dòng chảy chuẩn Y0 (mm).

Phương pháp tính chuân dòng chay n ă m trong cac trương hợp chuỗi quan trắc dài, ngán và trong trường hợp hoàn to àn khong co so liẹu thực đo cũng tương tự như phương pháp tín h c h u à n m ưa n ă m tương ứng

Với chuỗi sô liệu quá trìn h dòng chảy th á n g 30 năm (1977-^2006)

dã khôi phục được tại 11 trạ m thủy văn giả định, ch u ân dòng chay năm của các lưu vực sông không chê bơi các trạ m này được tín h băng trị bình quân sô học của chuỗi dòng chảy năm của thời kỳ tín h toán đại biêu lựa chọn được cho từng trạm dựa theo đường lũy tích sai chuẩn dòng chảy năm xây dựng cho thời kỳ quan trắc

Bảng 3.4 Kết quả tính các đặc trưng của chuẩn dòng chảy năm cho các lưu vực sòng không chẽ bởi các trạm giả định trong khu vực nghiên cứu

theo sô liệu quá trinh dòng chảy khôi phục bằng mỏ hình NLRRM

.

Diện tích lưu vực

( k m 2)

Chuẩn dòng chảy năm

Chuẩn mưa năm bqlv

XQ (mm)

Hệ S( dòng

K ết q uả tín h to á n các đặc trư n g của c h u ẩ n dòng chảy n ă m cho 11 lưu vực sông k h ố n g c h ế bởi tr ạ m th ủ y v ă n giả đ ịnh tro n g k h u vực nghiên cứu được tổ n g hợp n h ư tro n g bản g 3.4.

Đ iền t ấ t cả các giá tr ị c h u ẩ n m ôđun dòng chảy n ă m đã tín h toán lên trọ n g t â m của lư u vực sông không chê bởi tr ạ m th ủ v văn giả định tương ứ n g t r ê n b ả n đồ địa hình, bằn g phương ph áp nội suv đưòng th ẳ n g

có xét đ ến sự b iến đổi của độ cao địa hình, tiến h à n h vẽ các đường đẳng

tr ị c h u ẩ n mô đ u n dòng chảy n ă m tro n g p h ạ m vi to à n k h u vực nghiên cứu K ết q u ả t h u được b ả n đồ đẳng tr ị c h u ẩ n mô đ u n dòng chảy năm

to à n k h u vực C heng-T à R ùng n h ư th ể h iện trong h ìn h 3.4

P h án tích bản đồ đẳng trị chuẩn mô đun dòng chảy n ă m tr ê n hình3.4 và các kết quả tín h toán trong bảng 3.4 có th ể thấy:

- Do nằm trong khu vực mưa k h á lớn nên dòng chay n ă m trong các sông của khu vực Cheng-Tà Rùng k h á dồi dào T rừ vùng n ằ m hoàn toàn trên địa hình đá vôi không có sông suôi nên không co dong chay song, chuẩn mô đun dòng chảy năm tín h bình qu ân tr ê n to an diẹn tích lưu vực các sông của các vùng còn lại của khu vực đạt tới 03,9 l/skm2

- Mặc dù đểu nằm trong vùng mưa k h á lon n h ư n g do tac đọng cua điều kiện địa hình địa chất mà trong phạm vi khu vực Cheng-Tà Rùng, chuẩn dòng chảy năm phân phôi không đều theo không gian Vùng năm hoàn toàn trê n địa hình đá vôi có chuẩn dòng chảy n ă m băng 0 Lượng mưa rơi xuông vùng này bị tốn th ấ t hêt do bôc hơi và th â m h ú t vào các khe nứt karst, không hình th à n h được dòng chảy m ặt, sông suối không

có nên ở đây chỉ có dòng chảy ngầm Các vùng còn lại có dòng chảy năm khá phong phú, dao động trong khoảng từ 40 1/sknr đến 60 1/skm2, tương dường với lớp dòng cháy hàng năm cỡ từ 1261,4 m m đên 1892,2 mm

- T rung b ì n h hàng năm, trên toàn bộ sông suôi k hu vực Cheng-

Tà Rùng hình th à n h một tông lượng dòng chảy cỡ 285,5 triệ u m:i; trong (ló tông lượng dòng chảy hàng năm hình th à n h trê n lưu vực sông Huôi

Sạ Tinh khoáng 10.99 triệu m:! (chiếm 3,85%), trê n lưu vực của các sông thuộc hộ thống sòng Sê Păng Hiêng chì 11,13 triệ u m :ì (chiêm 3,9%), còn 263,34 triệu 1111 (tương ứng vỏi 92,25%) được h ìn h th à n h tr ê n lưu vực của các sông thuộc hệ thông sông Sê Pôn Riêng vùng có địa h ìn h hoàn toàn

đá vôi không hình th à n h dòng chảy

mặt Tinh tru n g bình trê n phạm vi toàn k h u vực Chengmặt Tà Rùng, hệ

sô dòng chảy năm đạt khoáng 0,51 Điều đó có n g h ĩa là trong tống lượng mua hàng năm roi trê n bê m ặt toàn khu vực, tr u n g bình có khoảng 51% hình th à n h dòng chảy và 49% còn lại bị tổn th ấ t Tuy nhiên, do sự phân hoá của điểu kiện m ặt đệm hệ sô dòng chảy năm th a y đôi m ạnh theo không gian Vùng địa hình đá vôi có hệ sô dòng chảv năm bằng 0 còn các lưu vực sông nằm trê n các địa hình còn lại của k h u vực Cheng-Tà Rùng

có hộ sô dòng cháy năm đạt xấp xỉ trê n dưới 0,60

3.2.2 Dao d ộng của d òng ch ảy năm tro n g thời kỳ n h iểu năm

Dòng chay năm không chi thay đối theo không gian mà còn thay dối ca theo thời gian Múc độ biến đổi cua dòng chảy năm trong thời kỳ

n h iề u n ă m so với c h u ẩ n của nó được đ á n h giá bởi hệ sô biến đối dòng chảy n ă m Cvy còn qui lu ậ t th a y đổi của dòng chảy m ư a n ă m trong thòi

kỳ n h iề u n ă m được th ể h iện tr ê n đường lũy tích sai c h u ẩ n dòng chảy năm

K ết q u ả tín h hệ sô biến đổi lượng dòng chảy n ă m Cvy tạ i các trạ m

th ủ y v ă n giả đ ịn h t r ê n các sông của k h u vực ng h iên cứu được tổng hợp tro n g b ả n g 3.5

Q u a đó có th ể thấy: mức độ biến động tro n g thòi kỳ nhiều năm của dòng chảy n ă m lớn hơn của m ưa năm Trong khi hệ sô biến đổi của lượng

m ư a n ă m (Cvx) củ a k h u vực chỉ k hoảng 0,23 th ì hệ số biến đổi dòng chảy

n ă m c ủ a các lư u vực sông khác n h a u biến đổi trong p h ạ m vi từ 0,30 đến 0,31

Bảng 3.5

Hệ sô' biến dổi dòng chảy năm tại các trạm thủy văn giả định

trên các sông thuộc khu vực Cheng-Tà Rùng

P h â n tích các đường luỹ tích sai c h u ẩ n dòng chảy n ă m trong thời

kỳ 30 n ă m (1977-^2006) của 11 lưu vực sông có số li ệ u đ ư ợ c khôi phục

b ằ n g mô h ìn h N LR R M tro n g k h u vực Cheng-Tà R ùng vẽ lên cùng một hệ trụ c toạ độ (h ìn h 3.5) cho thấy:

- C ũng n h ư m ư a năm , tro n g thòi kỳ n h iề u năm , dòng chảy năm dao động cũ n g có xu t h ế chu kỳ n h ư n g không c h ặ t chẽ N hững nhóm

n ă m n h iề u nước liên tục thư ờ ng x u ấ t h iện xen kẽ n h ữ n g nhóm n ă m ít nước liên tụ c tạ o t h à n h n h ữ n g chu kỳ nước trọ n vẹn n h ư n g không hoàn toàn N g h ĩa là các chu kỳ n ày không lặp lại ho àn to àn về m ặ t độ dài thời

g ian và q u á t r ì n h dao động

- Dao động củ a dòng chảy n ă m của các lưu vực sông tương đôi đồng

p h a vối n h a u và k h á đồng bộ vối dao động của nnía n ă m tro n g thời kỳ

nhiều nâm N hững năm mưa nhiều cũng là n h ữ n g n ă m dòng chảy dồi

dào và ngược lại

Sum(K,-1 yC v

— Huổi Sa Ting * NCI Suôi Trâng Thương H uổi Sa T ư n g H u ổ iS ạ T ư n g

-* H uổi Pay — A R oong — - Xa R y -— Xè Sa Mủ

Sa Kia • H uổi Da Lai • Huổi s Te Mưa Khe Sanh

Hỉnh 3.5 Đường cong lũy tích sai chuẩn dòng chảy năm tại các trạm thủy văn giả định trên các sông thuộc khu vực Cheng-Tà Rùng

và mưa năm tại trạm Khe Sanh

3.2.3 Phân phối dòng chảy trong năm

a) P h ân p h ô i dòng chảy năm theo m ùa

Phù hợp với chê độ mưa mùa, dòng chảy sông suôi trong khu vực

nghiên cứu củng phân hoá theo mùa, trong một năm h ình th à n h hai mùa

rõ rệt là mùa lù và mùa kiệt Theo chỉ tiêu vượt tr u n g bình và dựa trên

các số liệu dòng chảy khôi phục được bằng mô h ình NLRRM, các mùa

dòng chảy và các đặc trưng dòng chảy của từng m ù a tại 11 lưu vực sông

không chè bời các trạ m thủy văn giả định đã được xác định như trong

báng 3.6 Các kết quà này cho thấy:

- c ác mùa d ò n g chảy bắt đầu và kêt thúc đồng bộ tr ê n các sông thuộc khu vực nghiên cứu Mùa lủ kéo dài 5 th án g , b ắ t đ ầu từ th án g VII

(chậm hòn thời gian bắt dầu m ùa mưa 1 tháng) và kết thúc vào tháng XI

(trùng với thòi gian kêt thúc mùa mưa) Mùa kiệt kéo dài 7 tháng, bắt

đau từ th án g XII cua năm lịch trước và kết thúc vào th á n g VI của nám

lịch sau

- Sự p h â n hóa giữa h a i m ù a lũ-kiệt ở đây k h á rõ rệ t n h ư n g không

q u á s â u sắc M ù a lũ kéo dài 5 th á n g n h ư n g tậ p tr u n g từ 74,54 đên

74,84% tổ n g lượng dòng chảy cả năm ; tro n g khi m ù a k iệt kéo dài 7 th á n g

n h ư n g với tổ n g lượng dòng chảy chỉ chiếm từ 25,16 đến 25,46% tổng

lượng dòng ch ả y năm

b) Phán phối dòng chảy năm theo tháng

K ế t q u ả tín h to á n p h â n phôi dòng chảy n ă m theo th á n g dạng năm

b ìn h q u â n củ a 11 lư u vực sông không chê bởi các tr ạ m th ủ y văn giả định

tro n g k h u vực C heng-Tà R ùng dựa theo chuỗi sô liệu dòng chảy bình

q u â n th á n g đã khôi phục được nhò ứng dụng mô h ìn h NLRRM được tổng

hợp tro n g b ả n g 3.7 và được th ể h iện tr ê n h ìn h 3.6

Đưỉng trung binh

(ứì'ig Vr/I oLƯ>J :i,!?ng Q- írnVs)

Hình 3.6 Phân phối dòng chảy trong năm tại các trạm thủy văn giả định

trên các sông thuộc khu vực Cheng-Tà Rùng

Bảng 3.6 Mùa dòng chảy và các đặc trưng dòng chảy mùa tại các trạm thủy văn già định trên khu vực Cheng-Tà Rùng

(km 2) Thời

gian

Tổng lượng (10® m 3)

% so với

w n

Qbq Mbq (m J/s) (l/s k m 2)

y<H, (mm) Thời gian

Tổng lượng {10® m 3)

% so vói năm

[ượn năm (10s r

Sạ Ting 6,06 VII - XI 7,90 74,65 0,597 98,6 1303,3 XII -V I 2,68 25,35 0,146 24,2 442,6 10,5

SUÔI Trăng 3,38 VII - XI 4,42 74,66 0,334 98,9 1307,3 XII -V I 1,50 25,34 0,082 24,2 443,7 5,9ng

Sạ Tưng 19,60 VII - XI 26,40 74,59 1.997 101,9 1347,1 XII -V I 8,99 25,41 0,491 25,1 458,9 35,4

Sạ Tưng 40,23 VII -X I 55,14 74,54 4,171 103.7 1370,5 XII -V I 18,83 25,46 1,028 25,6 468,1 73,£ Pay 2,40 VII - XI 3,12 74,69 0,236 98,5 1301,5 XII -V I 1,06 25,31 0,058 24,1 441,0 4,1ong 21,66 VII - XI 29,26 74,59 2,213 102,2 1350,8 XII - VI 9,97 25,41 0,544 25,1 460,2 39,í

Bảng 3.7 Phản phối dòng chảy năm theo tháng tại các trạm giả định trên các sông thuộc khu vực Cheng-Tà Rủng

10 H uổi Dạ Lai

Q bn (m Vs) 0,205 0,114 0,075 0,121 0,333 0,546 0,607 0,928 1,372 1,593 0,94 y%

2,82 1,57 1,03 1,66 4,58 7,51 8,34 12,76 18,86 21,90 12,í

11 Huổi S Te

Q bq (m 3/s) 0,025 0,014 0,009 0,014 0,041 0,067 0,074 0,112 0,168 0,195 0,11

Các đặc trư n g dòng chảy th án g cực trị tại 11 trạ m được tông hợp

trong các bản g 3.8 và 3.9

Các k ê t quả tổng hợp được cho thấy:

■ Tương tự với biêu đô ph ân phôi mưa năm theo tháng, biểu đồ phân phôi dòng chảy n ă m theo th á n g của các lưu vực sông trong khu vực nghiên

cứu cũng đêu có dạng 1 đỉnh, nghĩa là 1 năm có 1 cực đại và 1 cực tiểu Cực

đại x u ất h iện vào th á n g X (trùng vối cực đại mưa) và cực tiểu xuất hiện vào

th á n g III (sau cực tiểu mưa)

- Biên độ dao động dòng chảy th án g trong năm khá lốn Lượng dòng

chảy của th á n g có dòng chảy lớn n h ấ t (tháng X) chiếm tới 21,7-21,92% tổng

lượng dòng chảy cả năm Lượng dòng chảy của th á n g có dòng chảy nhỏ n h ất

(tháng III) chỉ chiêm l t0-^l,05% tổng lượng dòng chảy năm Lượng dòng

chảy của th á n g có dòng chảy lớn n h ấ t lớn gấp 20,8-21,7 lần lượng dòng

chảy của th á n g có dòng chảy nhỏ nhất

- Ba th á n g liên tục có dòng chảy lớn n h ấ t là các th án g IX-XI có tổng

lượng dòng chảy chiếm tới 53,22-^-53,74% tổng lượng dòng chảy cả năm Ba

th á n g liên tục kiệt n h ấ t thường là các th án g II-Ỉ-IV Tổng lượng dòng chảy

của ba th á n g n à y chỉ chiếm khoảng 4,22-^4,37% tổng lượng dòng chảy cả

năm Tổng lượng dòng chảy của ba th á n g liên tục có dòng chảy lớn n h ấ t lớn

gấp 12,2^-12,7 lầ n tổng lượng dòng chảy của ba th á n g liên tục có dòng chảy

kiệt nhất

N hư vậy, mặc dù nhìn chung tổng lượng dòng chảy năm của các sông

SUÔI tr o n g k h u vực n g h i ê n cứu k h á ph on g p h ú n h ư n g do dòng chảy ph á n

phối k h ô n g đề u theo k h ô n g gian và thời gian nê n đã tạo ra n h ữ n g m âu

th u ẫ n giữa nguồn nước đến tự nhiên với n h u cầu dùng nước của con ngươi;

gây ra các hiện tượng lũ lụt, h ạ n hán; ản h hưởng lớn đến sản xuất, đời sông

và hủy hoại môi trường

3.2.4 D òn g ch ả y m ùa lũ

Bản đồ mô đun dòng chảy bình quân m ù a lũ bình quân nhiều năm

xây dựng từ các giá trị tín h toán được cho 11 lưu vực sông không chế bởi các

trạ m th ủ y văn giả định trong khu vực Cheng-Tà Rùng được thê hiện trên

h ình 3.9