Áp dụng mô hình toán dự báo lũ sông Vệ

Áp dụng mô hình toán dự báo lũ sông Vệ

C I M T NHIÊN VÀ CH M A, L L U V C SÔNG SÔNG V

ĐẶ Đ Ể Ự Ế ĐỘ Ư Ũ Ư Ự Ệ 12

+ V NG R NG NÚI Ù Ừ 13

Ti p giáp phía ông Tr ế đ ườ ng S n, bao g m ch y u các huy n mi n núi ơ ồ ủ ế ở ệ ề Tr à B ng, ồ Tây Tr , à S n H , ơ à S n Tây, ơ Minh Long, Ba T , t c c 6 huy n mi n núi ơ ứ ả ệ ề trong t nh Qu ng Ngãi l m t trong nh ng t nh có nhi u r ng núi cao trùng i p ỉ ả à ộ ữ ỉ ề ừ đ ệ 13

Vùng r ng núi có di n tích 391.192ha, chi m 2/3 di n tích ừ ệ ế ệ đấ đ t ai trong t nh Núi ỉ r ng t o th nh hình vòng cung, hai ừ ạ à đầ u nhô ra sát bi n, ôm ch t l y ể ặ ấ đồ ng b ng ằ phía tây b c v tây nam sông Tr Khúc, các kh i núi u có b m t nh cao t Ở ắ à à ố đề ề ặ đỉ ừ 1.000 - 1.500m, nh núi C am cao 1.413m, núi á Vách cao 1.115m, núi U Bò ư à Đ Đ cao 1.100m, núi Cao Muôn cao 1.085m vùng th p h n núi th Ở ấ ơ ườ ng có độ cao 400 - 600m, còn vùng giáp ở đồ ng b ng, núi ch cao 200 - 300m ằ ỉ 13

+ V NG TRUNG DU Ù 13

+ V NG Ù ĐỒ NG B NG Ằ 14

+ V NG BÃI CÁT VEN BI N Ù Ể 14

+ NÚI, SÔNG, H , Ồ ĐẢ 14 O Tháng 25

c tr ng Đặ ư 34

C S LÝ THUY T MÔ HÌNH HEC-HMS Ơ Ở Ế 43

4.2 ĐƯ A L U V C T NH TOÁN VÀO MÔ HÌNH Ư Ự Í 80

4.3 K T N I H TH NG L U V C Ế Ố Ệ Ố Ư Ự 81

4.4 C S D LI U T CÁC TR M Ơ Ở Ữ Ệ Ừ Ạ 84

4.4.1 Yêu c u s li u ầ ố ệ đầ u v o à 84

4.5 CH Y MÔ HÌNH HEC-HMS Ạ 87 4.6 QUÁ TRÌNH T NH TOÁN THEO TH T CÁC B Í Ứ Ự ƯỚ 88 C

TÀI LIỆU THAM KHẢO

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

2.1 Tổng hợp diện tích các nhóm đất 19 2.2 Diện tích các loại đất thuộc tỉnh Quảng Ngãi 20 2.3 Số cơn bão và áp thấp nhiệt đới trung bình ảnh hưởng gián

tiếp (GT) và trực tiế (TT) tới Quảng Ngãi (1956 - 2000) 25 2.4 Đặc trưng mưa (R) sinh lũ theo các thời đoạn 26

2.6 Lượng mưa (mm) gây ra trận lũ lịch sử từ ngày 1-7

tháng 12 năm 1999 28

2.8 Đặc trưng mực nước cao nhất tuyệt đối các trạm 302.9 Đặc trưng lưu lượng trung bình nhiều năm các trạm 312.10 Đặc trưng lưu lượng lớn nhất tại trạm An Chỉ- Đơn vị: m3/s 322.11 Số trận lũ lớn trong năm trên sông Vệ 342.12 Số trận lũ lớn trung bình xuất hiện trong năm 342.13 Đặc trưng đỉnh lũ lớn nhất năm (1976-2005) 352.14 Đặc trưng biên độ lũ lớn nhất năm (1976-2005) 35

2.16 Mực nước cao nhất năm ứng với các tần suất 372.17 Đặc trưng cường suất lũ lên- xuống 382.18 Cường suất lũ lên trung bình theo các cấp báo động lũ

Ba Tơ

854.3 Kết quả kiểm chứng mô hình đối với quá trình dòng chảy 934.4 Phân tích hiệu quả sai số của kiểm nghiệm mô hình 95

Số hiệu

2.1 Lưu vực sông Vệ (hình ảnh từ Google) 222.2 Mạng lưới sông suối và mạng lưới trạm KTTV 23

2.4 Mực nước lớn nhất trên sông Vệ, trạm An Chỉ (1976-2006) 302.5 Quá trình lưu lượng trung bình nhiều năm 312.6 Lưu lượng lớn nhất trạm An Chỉ 1981-2006 322.7 Quá trình lũ tại Sông Vệ từ 25-28/10/2002 382.8 Trận lũ trên sông Vệ có thời gian lũ lên dài nhất 392.9 Trận lũ trên sông Vệ có thời gian duy trì dài nhất 41

4.4 Các thông số của lưu vực tính toán 824.5 Các thông số của phương pháp tổn thất 824.6 Các thông số của phương pháp dòng chảy đơn vị 824.7 Các thông số của đoạn sông Reach-1 834.8 Các thông số của mô hình diễn toán lũ Muskingum 834.9 Số liệu mưa giờ trận lũ từ ngày16- 21/10/2007 trạm An Chỉ

4.10 Số liệu mưa giờ trận lũ từ ngày16- 21/10/2007 trạm Ba Tơ 864.11 Dòng chảy lưu lượng Q từ các lưu vực con LV-Ba Tơ, LV-

4.12 Dòng chảy lưu lượng Q từ lưu vực con LV-B4 về trạm

Minh Long và dòng chảy lưu lượng Q tại trạm Minh Long 884.13 Dòng chảy lưu lượng từ lưu vực con LV-Ba Tơ, LV-B3,

LV-B4 về trạm Minh Long và dòng chảy lưu lượngtại trạm

88

4.15 Dòng chảy lưu lượng Q từ các lưu vực con B5 và

4.16 Dòng chảy lưu lượng Q từ lưu vực con LV-B7 về trạm

Minh Long và dòng chảy lưu lượng Q tại trạm Sông Vệ 904.17 Diễn toán dòng chảy từ trạm An Chỉ về trạm Sông Vệ 904.18 Dòng chảy lưu lượng từ lưu vực con LV-B7, và trạm An

4.19 Đường Q ~ t tính toán và thực đo trạm An Chỉ năm 2007 914.20 Đường Q ~ t tính toán và thực đo trạm An Chỉ năm 2008 924.21 Đường H ~ t tính toán và thực đo trạm Sông Vệ năm 2007 944.22 Đường H ~ t tính toán và thực đo trạm Sông Vệ năm 2008 95

Trên địa bàn Quảng Ngãi, sông suối phân bố tương đối đều Các sông

có một số đặc điểm như: bắt nguồn từ phía đông dãy Trường Sơn và đổ rabiển, sông chảy trên hai địa hình (đồi núi phức tạp và đồng bằng hẹp), sôngngắn và độ dốc lòng sông lớn Quảng Ngãi có 4 sông chính:

- Sông Trà Bồng: dài 45km, chiều dài lưu vực 56km, diện tích lưu vực697km2, chiều rộng lưu vực trung bình 12,4km

- Sông Trà Khúc: dài 135km, chiều dài lưu vực 123km, diện tích lưuvực 3.240km2, chiều rộng lưu vực trung bình 26,3km

- Sông Vệ: dài 90km, diện tích lưu vực 1.260km2, chiều dài lưu vực70km, chiều rộng lưu vực trung bình 18 km

- Sông Trà Câu: dài 32km, chiều dài lưu vực 19 km, diện tích lưu vực442km2, chiều rộng lưu vực trung bình 14km

Ngoài ra, còn có một số con sông nhỏ, các chi lưu sông Đặc biệt, ởmiền núi (chiếm 2/3 diện tích toàn tỉnh) có rất nhiều suối lớn nhỏ, là nguồnnước dồi dào cho các hoạt động kinh tế và sinh hoạt

Lưu vực sông ngắn, hẹp nên độ dốc lưu vực và độ dốc lòng sông rấtlớn Hệ thống sông phần thượng lưu có độ cao lớn, trung lưu ngắn, phần đồngbằng thấp trũng, mạng lưới sông có hình nan quạt nên nước lũ tập trung rất

nhanh Lưu vực sông thường xuyên chịu ảnh hưởng của nhiều cơn bão, ápthấp nhiệt đới đổ bộ và bị chi phối mạnh mẽ bởi các hình thế thời tiết gâymưa lớn như hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh nên hàng năm thường xảy ra lũlớn với nhiều trận lũ ác liệt, mức độ thiệt hại về kinh tế xã hội vô cùng nghiêmtrọng Gây thiệt hại cho tỉnh Quảng Ngãi khoảng 1000 tỷ đồng mỗi năm.

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sông Vệ bắt nguồn từ vùng núi phía tây của huyện Ba Tơ Sông chảytheo hướng tây nam-đông bắc đổ ra biển Đông tại cửa Cổ Lũy và cửa ĐứcLợi, sông dài 90km, trong đó có 2/3 chiều dài sông chảy trong vùng rừng núi

có độ cao 100-1000m Sông có 5 phụ lưu cấp I; 2 phụ lưu cấp II

Sông Vệ có diện tích lưu vực khoảng 1260km2, bao gồm phần lớn diệntích đất đai của huyện Ba Tơ, Minh Long, Mộ Đức, Nghĩa Hành và một phầnnhỏ diện tích của huyện Tư Nghĩa Độ cao trung bình lưu vực khoảng 170m,mật độ lưới sông: 0.79km/km2

Lũ vùng hạ lưu sông Vệ là do lũ các sông thượng nguồn đổ về, lượngnước mưa tại chỗ và một phần chịu tác động bởi chế độ triều vùng cửa sông

Độ cao mực nước lũ, cường suất lũ, thời gian lũ phụ thuộc chủ yếu vào cácnhân tố trên Trong đó, lũ các sông thượng nguồn đóng vai trò quan trọngtrong quá trình hình thành lũ vùng hạ lưu Các trận lũ lớn gây ngập lụt nghiêmtrọng thường là do mưa rất lớn trên vùng thượng nguồn làm cho cường suất

lũ lên nhanh, tốc độ truyền lũ về vùng hạ lưu lớn hơn rất nhiều so với khảnăng tiêu thoát lũ ra biển, trong khi đó vùng hạ lưu cũng mưa rất to càng làmcho lũ vùng hạ lưu lên nhanh hơn Nếu những trận lũ như thế xảy ra trùng vớithời kỳ triều cường sẽ làm cho mức lũ dâng cao và duy trì lâu hơn

Do đặc tính sông ngắn và dốc, mưa có cường độ lớn nên dòng chảy trong các trận lũ lớn gấp nhiều lần so với dòng chảy khi sông ở trạng thái bình thường

Từ tháng 9 đến 12 lưu lượng dòng chảy thường có sự biến đổi rất mạnh chênhlệch giữa dòng chảy trung bình và dòng chảy lớn nhất trong tháng rất lớn

- Hiện nay công tác dự báo, cảnh báo lũ, lụt cho sông Vệ còn nhiều khókhăn và hạn chế vì những lý do sau:

+Lũ trên hệ thống sông Vệ rất khốc liệt: Độ dốc lưu vực lớn nên lũ lênnhanh, xuống nhanh, thời gian tập nước và truyền lũ xuống hạ lưu ngắn nênthời gian dự báo ngắn

+ Với sự biến đổi bất thường của khí hậu và thời tiết,và các công cụ dựbáo và cảnh báo lũ hiện đang được dùng còn thô sơ, dựa nhiều kinh nghiệmcủa các dự báo viên, nên kết quả không còn phù hợp với thực tế

- Hạ tầng cơ sở ở hai bờ hạ lưu sông Vệ được đầu tư xây dựng rất lớn,chính vì vậy yêu cầu công tác dự báo phải ngày càng được nâng cao, chínhxác hơn Để đáp ứng yêu cầu thực tế của công tác dự báo phòng chống lụt bãotrên sông Vệ đòi hỏi quá trình dự báo phải có mô hình thủy văn tiên tiến, môphỏng tính toán và dự báo kịp thời quá trình lũ, nhằm cảnh báo kịp thời

Xuất phát tự thực tế trên, tôi đề xuất đề tài “Áp dụng mô hình toán thủy văn

dự báo lũ sông Vệ” đáp ứng được một phần của yêu cầu trên, nhằm nâng cao chất lượng công tác dự báo lũ phục vụ công tác chỉ huy, chỉ đạo phòng chống lụt bão giảm nhẹ thiên tai

2 Mục đích của đề tài

- Áp dụng mô hình toán thủy văn dự báo mực nước lũ vùng hạ lưu

sông Vệ, tìm được bộ thông số mô hình thủy văn để phục vụ cho công tác dựbáo lũ

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là môphỏng và dự báo quá trình lũ vị trí từ trạm thủy văn An Chỉ đến sông Vệ

- Phạm vi nghiên cứu: giới hạn nghiên cứu của đề tài được giới hạn làLưu vực sông Vệ.

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập số liệu

- Phương pháp phân tích thống kê

- Phương pháp mô hình toán thủy văn

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Trong những năm gần đây nhà cửa ruộng vườn thường xuyên bị cuốntrôi khi đến mùa mưa lũ, gây thiệt hại nghiêm trọng đến đời sống sống và tìnhhình sản xuất của nhân dân Các biện pháp dự báo hiện nay còn nhiều hạnchế Do vậy việc chọn mô hình tính toán và tìm ra bộ thông số phù hợp với

mô hình sẽ cho kết quả tính toán dự báo lũ với độ chính xác cao, sẽ giúp chocấp lãnh đạo và các cơ quan ban nghành liên quan cũng như toàn dân chủđộng ứng phó khi có mưa lũ xảy ra để hạn chế thiệt hại đến mức thấp nhất

6 Nội dung luận văn bao gồm

Mở đầu

Chương 1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu dự báo lũ

Chương 2 Đặc điểm tự nhiên và chế độ mưa, lũ lưu vực Sông Vê.Chương 3 Cơ sở lý thuyết mô hình HEC-HMS

Chương 4 Áp dụng mô hình HEC-HMS tính toán dự báo lũ Sông VệKết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ

1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

Dự báo là một khoa học và nghệ thuật tiên đoán những sự việc sẽ xảy

ra trong tương lai, trên cơ sở phân tích khoa học về các dữ liệu đã thu thậpđược Khi tiến hành dự báo cần căn cứ vào việc thu thập, xử lý số liệu trongquá khứ và hiện tại để xác định xu hướng vận động của các hiện tượng trongtương lai nhờ vào một số mô hình toán học

Trong giai đoạn hiện nay, khoa học dự báo đã và đang được phát triểnmột cách mạnh mẽ trên thế giới cũng như ở Việt Nam với sự hỗ trợ của máytính điện tử và sự bùng nổ về công nghệ thông tin

1.1.1 Tình hình nghiên cứu dự báo lũ trên thế giới

Trên thế giới việc áp dụng các mô hình toán thủy văn, thủy lực đã được

sử dụng từ những năm 1958 (khi mô hình SSARR ra đời) Cho đến nay với sự

hỗ trợ của máy tính nhiều mô hình đã được xây dựng với cơ sở toán học chặtchẽ, giao diện trình bày đẹp, trực quan Có thể kể đến một số mô hình đã vàđang được sử dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam như:

-Viện Điện lực của Pháp đã xây dựng phần mềm TELEMAC tính cácbài toán thuỷ lực 1 và 2 chiều TELEMAC-2D là phần mềm tính toán thủylực 2 chiều, nằm trong hệ thống phần mềm TELEMAC TELEMAC-2D đãđược kiểm nghiệm theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Châu Âu về độ tincậy; mô hình này đã được áp dụng tính toán rất nhiều nơi ở Cộng hòa Pháp

và trên thế giới

-Với mục đích mô phỏng chính xác hơn quá trình hình thành dòng chảytrên lưu vực, trong thời gian gần đây nhiều nhà thủy văn, thủy lực đã cố gắngxây dựng các mô hình sử dụng các thành tựu mới nhất của lĩnh vực thông tin

địa lý GIS Một trong các loại mô hình này là mô hình MARINE do Viện cơhọc chất lỏng Toulouse (Pháp) phát triển Mô hình MARINE có bộ thống sốphân phối hội tụ đầy đủ các yếu tố cần thiết của một mô hình thủy văn, nhưxét sự biến đổi của các yếu tố mưa, bề mặt thảm phủ, cấu trúc đất, độ cao địahình, độ dốc địa hình v.v.

-Một mô hình đáng kể đến nữa là mô hình MIKE do Viện Thủy lựcĐan Mạch (Danish Hydraulics Institute, DHI) xây dựng, phần mềm dự báo lũbao gồm: Mô hình NAM tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa; Mô hìnhMike 11 tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngậplụt Phần mềm này đã được áp dụng rất rộng rãi và rất thành công ở nhiềunước trên thế giới Trong khu vực Châu Á, mô hình đã được áp dụng để dựbáo lũ lưu vực sông Mun-Chi và Songkla ở Thái Lan, lưu vực sông ởBangladesh, Indonesia Ngoài các modul Nam để tính toán dự báo dòngchảy, Mike 11 tính thủy lực một chiều, bộ mô hình Mike còn có các modulnhư Mike 21 hai chiều để tính ngập lụt, Mike basin để tính toán nguồn nước.Ngoài ra còn rất nhiều mô hình khác nữa như: mô hình iSIS của Anh; bộ môhình HEC của Trung tâm kỹ thuật quân đội Mỹ; mô hình HydroGIS của ĐàiKTTV Nam Bộ; mô hình TANK cải tiến v.v

1.1.2 Tình hình nghiên cứu dự báo lũ tại Việt Nam

Hiện nay, công tác dự báo tác nghiệp mưa lũ cho các hệ thống sôngtoàn quốc được thực hiện tại Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia Ngoàicác cơ quan thuộc Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia còn có nhiều việnnghiên cứu, trường đại học tham gia nghiên cứu như: Viện Khí tượng Thuỷvăn thuộc bộ Tài Nguyên và Môi trường, Viện khoa học Thuỷ lợi thuộc bộNông nghiệp và phát triển nông thôn, Trường Đại học Thuỷ lợi, Trường Đạihọc Tổng hợp, Trường Cao đẳng Khí tượng Thuỷ văn v.v

Tại các đơn vị trực thuộc Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc Quốc

gia hiện đang sử dụng các phương pháp dự báo truyền thống như các phươngpháp phân tích thống kê, nhận dạng hình thế thời tiết gây mưa lớn, phươngpháp mực nước tương ứng, phương pháp hồi quy nhiều biến một số mô hìnhtoán thủy văn như mô hình SSARR, TANK, NAM và một số mô hình mới hơnnhư MIKE 11, MARINE , HEC là những công cụ chủ yếu để dự báo lũ, lụt.

Ngoài ra các đơn vị khác cũng đã nghiên cứu và áp dụng thành côngmột số mô hình tiên tiến cho các hệ thống sông ở Việt Nam như:

- Trường Đại học Kỹ thuật Đà nẵng và đã được áp dụng mô hìnhTELEMAC-2D để tính toán ngập lụt cho sông Hàn khu vực thành phố ĐàNẵng

- Viện cơ học Việt Nam đã hợp tác với Viện cơ học chất lỏng Toulousetrong việc ứng dụng mô hình MARINE cho lưu vực sông Đà và hiện nay môhình đã được Viện cơ học ứng dụng dự báo lũ cho sông Hương

- Viện KTTV đã nghiên cứu và ứng dụng thành công mô hình MIKE

11 dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng v.v

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ CHO HỆ THỐNG SÔNG VỆ

Các phương pháp dự báo lũ truyền thống đang được áp dụng tại Trungtâm Dự báo khí tượng thủy văn Quảng Ngãi, Đài Khí tượng thủy văn khu vựcTrung Trung Bộ và Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Trung Ương gồm:

Phương pháp mưa~dòng chảy: dùng cảnh báo dự báo khi có hình thếthời tiết mưa lớn hoặc khi có dự báo định lượng mưa

Phương pháp tương quan mực nước trạm trên~trạm dưới: Dự báo mựcnước đỉnh lũ cho các trạm hạ lưu khi đo được mực nước tại các trạm thượngnguồn Các phương án cụ thể như sau:

+ Phương án cảnh báo lũ tại trạm Sông Vệ từ mưa lưu vực

Dựa trên lý thuyết mưa - dòng chảy và công thức căn nguyên dòng chảy, tiếnhành thống kê lượng mưa và mực nước đỉnh lũ thiết lập quan hệ có dạng:

Ht+τ =f(Xluuvuc,t)Trong đó: H - Mực nước

X - Lượng mưa

t - là thời điểm dự báo,

τ - là thời gian chảy truyền

+ Phương án dự báo lũ mực nước đỉnh lũ Sông Vệ từ mực nước đỉnh

lũ trạm An Chỉ

Muốn dự báo bằng phương pháp này thì phải lập được quan hệ mựcnước (lưu lượng) tương ứng, tức là mực nước trạm dưới hình thành do mựcnước trạm trên sau một thời gian chảy truyền và tài liệu thực đo nhất thiếtphải có hai trạm trở lên

Quan hệ có dạng: Hd,t+τ =f(Htr,t)

Trong đó: Hd- Mực nước trạm dưới

Htr- Mực nước trạm trên

t- là thời điểm dự báo,

τ - là thời gian chảy truyền.

Các phương pháp dự báo lũ truyền thống này phù hợp với điều kiện củaViệt Nam trong giai đoạn trước đây (thiếu số liệu, số liệu không liên tục, sốlượng trạm đo ít, đơn giản dễ sử dụng) Nhưng với giai đoạn hiện nay được sựđầu tư của Nhà nước số lượng trạm khí tượng, thủy văn trên mỗi lưu vựcsông ngày một tăng, máy móc đo đạc ngày một hiện đại, số liệu đượcchuyển về Trung tâm dự báo nhanh hơn đầy đủ hơn phần nào đã đáp ứngđược đầu vào tính toán của các mô hình toán với lý thuyết chặt chẽ hơn độchính xác tin cậy hơn

* Một số mô hình toán đã và đang được áp dụng dự báo lũ cho Sông Vệ:

Mô hình SSARR: Là mô hình tổng hợp dòng chảy và điều tiết hồ chứa ra đờinăm 1958, nhằm đạt các mục đích sau:

+ Xác định các đặc tính vật lý của lưu vực.

+ Nghiên cứu điều tiết hồ chứa

+ Nghiên cứu điều hành hệ thống sông

Vì vậy mô hình gồm 3 thành phần cơ bản:

+ Mô hình lưu vực: Mô phỏng quá trình biến đổi mưa trên bề mặt lưuvực thành quá trình dòng chảy tại mặt cắt cửa ra của lưu vực Lưu vực hệthống sông trước hết phải được phân chia thành các lưu vực bộ phận tươngđối đồng nhất về mặt hình thành dòng chảy Với đặc điểm này, mô hìnhSSARR có thể tính toán được lượng dòng chảy gia nhập khu giữa trên nhữngđoạn sông thiếu tài liệu đo đạc lưu lượng trên các nhánh sông

+ Mô hình hệ thống sông: Phần này mô phỏng quá trình chuyển độngnước trong lòng dẫn trên từng đoạn sông, từ tuyến trên xuống tuyến dưới

+ Mô hình điều tiết hồ chứa: Phần này mô phỏng quá trình điều tiết qua

hồ chứa nếu có hệ thống các hồ chứa Đầu vào là quá trình dòng chảy đến hồ,đầu ra là quá trình xả từ hồ chứa và thay đổi mực nước hồ

Về cấu trúc, SSARR thuộc loại mô hình nhận thức, phương trình chínhcủa mô hình là phương trình cân bằng nước, mô tả quá trình trữ và chuyểnđộng từ một khu vực đồng nhất dưới tác động của trọng lực, có xét đến sự gianhập khu giữa của mưa Phương thức xác định thông số của mô hình là thửsai , do đó đòi hỏi mức độ kinh nghiệm của người sử dụng Kết quả tính toán,

dự báo lũ theo mô hình phụ thuộc vào việc xác định các thông số và các quan

hệ với ý nghĩa vật lý rõ ràng, lại mang tính chỉ số, chỉ tiêu được xác định khámềm dẻo Tuy mhiên mô hình SSARR có nhược điểm là sử dụng nhiều quan

hệ dưới dạng bảng làm cho việc điều chỉnh mô hình gặp nhiều khó khăn vàkhó tối ưu hóa

Mô hình này hiện đang được ứng dụng trong công tác tác nghiệp tạiTrung tâm dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương, mô hình này hiện nay đãđược các dự báo viên tại Trung tâm làm chủ cả về mặt lý thuyết và công nghệxây dựng mô hình

hệ này có xu hướng biểu thị các quá trình khí tượng, thuỷ văn Những quátrình này được phân ra thành mưa, tích đọng, thấm, chuyển lượng mưa hiệuquả thành dòng chảy của lưu vực, cung cấp nước cho dòng chảy cơ bản vàdiễn toán lũ Kết quả tính toán dùng cho dự báo lũ hoặc đầu vào cho mô hìnhthuỷ lực Trình tự tính toán theo các bước:

- Các mô hình tính lớp dòng chảy: Y = X - E

- Các mô hình tính lưu lượng dòng chảy mặt

- Các mô hình tính lưu lượng dòng chảy ngầm

- Các mô hình truyền lũ trong sông

HEC-RAS là phần mềm tổng hợp có tính hệ thống Phần mềm bao gồmgiao diện đồ họa, các thành phần tính thuỷ lực riêng biệt, hệ thống lưu trữ sốliệu và công cụ quản lý các phương tiện vẽ đồ họa và xuất kết quả HEC-RASđược xây dựng để trình diễn quá trình tính thuỷ lực một chiều cho mạng lưới

sông suối tự nhiên hay các kênh nhân tạo Các khả năng chính của mô hìnhHEC-RAS là:

- Giao diện sử dụng: Người sử dụng giao tiếp với HEC-RAS bằng giaodiện đồ hoạ Trọng tâm của việc thiết kế giao diện là để tạo sự thuận lợi chongười sử dụng phần mềm mà vẫn duy trì được hiệu quả cao nhất

- Tính toán cho trường hợp dòng chảy ổn định

- Tính toán cho trường hợp dòng chảy không ổn định

Trên cơ sở hai mô hình độc lập, các dự báo viên đã kết hợp hai mô hìnhbằng cách sử dụng mô hình HMS dự báo từ mưa ra dòng chảy cho các trạmthượng nguồn làm biên trên cho mô hình HECRAS diễn toán thủy lực về vịtrí cần dự báo mực nước lũ

Mô hình hiện đang được ứng dụng tại Trung tâm dự báo Khí tượngthủy văn Trung ương và Đài Khí tượng thủy văn khu vực Trung trung bộ

* Một số công trình nghiên cứu liên quan đến lưu vực sông Vệ:

- Xây dựng bản đồ ngập lụt, phương án cảnh báo, dự báo và phòngtránh nguy cơ ngập lụt hạ lưu các sông ở Quảng Ngãi – ( KS Hoàng TấnLiên, đề tài năm 2000 của Đài KTTV Trung Trung Bộ)

- Điều tra bổ sung và xây dựng cột mốc báo lũ tại vùng ngập lũ thuộc

hạ lưu các sông chính của tỉnh Quảng Ngãi - ( KS Hoàng Tấn Liên, đề tàinăm 2006 của Đài KTTV Trung Trung Bộ)

- Dự báo lũ lớn diện rộng miền Trung - (Nguyễn Viết Thi, 1997) đãphân tích các đặc điểm hình thế thời tiết gây lũ lớn, diện rộng và đặc điểmphân bố lũ của các dạng hình thế thời tiết cơ bản đồng thời trình bày cơ sởkhoa học cho việc xây dựng phương án cảnh báo, dự báo lũ lớn dựa trên việcnhận dạng hình thế thời tiết và nhận dạng không gian lũ v.v

CHƯƠNG 2ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ CHẾ ĐỘ MƯA, LŨ LƯU VỰC

Quảng Ngãi nằm ở trung độ của đất nước, trong trục kinh tế trọng điểm miềnTrung (Đà Nẵng-Dung Quất), có đường Quốc lộ 1A, đường sắt Thống nhấtBắc-Nam và đang xây dựng đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi, và đườngQuốc phòng ven biển Sa Huỳnh - Dung Quất Quốc lộ 24 nối Quảng Ngãi vớiKon Tum là tuyến giao thông quan trọng đối với Quảng Ngãi trong giao lưuhàng hóa, phát triển kinh tế miền núi gắn với an ninh quốc phòng

Tại huyện Bình Sơn nằm giáp với tỉnh Quảng Nam hiện nay đã hìnhthành cảng nước sâu Dung Quất và khu công nghiệp lọc hóa dầu là nhà máylọc dầu đầu tiên của nước ta

Vị trí địa lý trên đã tạo điều kiện thuận lợi cho Quảng Ngãi giao lưu vàphát triển kinh tế, đồng thời cũng tạo cho Quảng Ngãi nhiều khó khăn do chịuảnh hưởng nặng nề của thiên tai như bão, lũ lụt

b Đặc điểm địa hình

Quảng Ngãi là tỉnh thuộc duyên hải Trung Trung Bộ với đặc điểm

chung là núi lấn sát biển, địa hình có tính chuyển tiếp từ địa hình đồng bằngven biển ở phía đông đến địa hình miền núi cao ở phía tây Miền núi chiếmkhoảng 3/4 diện tích tự nhiên toàn tỉnh, đồng bằng nhỏ hẹp chiếm 1/4 diệntích tự nhiên Cấu tạo địa hình Quảng Ngãi gồm các thành tạo đá biến chất, đámagma xâm nhập, phun trào và các thành tạo trầm tích có tuổi từ tiền Cambriđến Đệ tứ Trên bình diện tự nhiên, địa hình Quảng Ngãi phân dị theo 2hướng chính: địa hình hướng kinh tuyến và địa hình hướng vĩ tuyến.

+ VÙNG RỪNG NÚI

Tiếp giáp phía đông Trường Sơn, bao gồm chủ yếu ở các huyện miềnnúi Trà Bồng, Tây Trà, Sơn Hà, Sơn Tây, Minh Long, Ba Tơ, tức cả 6 huyệnmiền núi trong tỉnh Quảng Ngãi là một trong những tỉnh có nhiều rừng núicao trùng điệp

Vùng rừng núi có diện tích 391.192ha, chiếm 2/3 diện tích đất đai trongtỉnh Núi rừng tạo thành hình vòng cung, hai đầu nhô ra sát biển, ôm chặt lấyđồng bằng Ở phía tây bắc và tây nam sông Trà Khúc, các khối núi đều có bềmặt đỉnh cao từ 1.000 - 1.500m, như núi Cà Đam cao 1.413m, núi Đá Váchcao 1.115m, núi U Bò cao 1.100m, núi Cao Muôn cao 1.085m Ở vùng thấphơn núi thường có độ cao 400 - 600m, còn ở vùng giáp đồng bằng, núi chỉ cao

200 - 300m

+ VÙNG TRUNG DU

Đất đai được cấu tạo tại chỗ, thường bị bào mòn từ cao xuống thấp, cónhiều gò đồi, lắm sỏi đá Đất ở vùng này thường là đất xám, đất bạc màu, đấtđen (diện tích 1.770ha, chiếm 0,3% diện tích đất đai toàn tỉnh), dùng để trồngcây lương thực và cây công nghiệp ngắn ngày Diện phân bố chủ yếu ở rìaphía tây, tây bắc, tây nam các huyện đồng bằngBình Sơn, Sơn Tịnh, Tư

nghiêng chung về phía đông

+ VÙNG ĐỒNG BẰNG

Đồng bằng Quảng Ngãi nhỏ hẹp nhưng khá đa dạng về hình thái Diệntích khoảng 150.678ha, trong đó chỉ có 13.672ha được bồi đắp phù sa thườngxuyên hàng năm bởi 4 hệ thống sông chính: sông Trà Bồng, sông Trà Khúc,sông Vệ và sông Trà Câu Càng đi về phía nam đồng bằng càng hẹp lại, chỉcòn là một rẻo dọc bờ biển Địa hình bề mặt đồng bằng Quảng Ngãi khá bằngphẳng, nghiêng thoải về phía đông, độ cao từ 2 - 30m

+ VÙNG BÃI CÁT VEN BIỂN

Có diện hẹp với diện tích khoảng 2.446,8ha Đất vùng này thích hợpvới các loại cây khoai lang, mì, dừa, rừng phi lao có tác dụng làm đai phòng

hộ chống cát bay, cát nhảy bồi lấn Địa hình vùng bãi cát ven biển QuảngNgãi có đặc điểm chung giống như các khu vực khác ở miền Trung là sự hiệndiện của các dải cát cao song song với đường bờ giữ vai trò như những đê cátchắn sóng tự nhiên, bảo vệ phần đất phía sau các cồn cát Ngoài ra, vùng cátven biển Quảng Ngãi còn có kiểu địa hình thấp rất đặc trưng, đó là dạng đầmlầy cửa sông bị bồi lấp (liman) và các đầm phá ven biển (lagoon) Bề mặt địahình nhiều nơi bằng phẳng, trải trên diện rộng (Đức Phổ, Mộ Đức, bắc BìnhSơn) là những nơi có bãi cát điển hình nhất

Cấu tạo nên vùng bãi cát ven biển là các thành tạo trầm tích bở rời Đệ

tứ gồm cát, cát bột, cát bột sét nguồn gốc biển, biển - đầm lầy Đây là vùngđất có tiềm năng lớn để nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm trên cát cholợi ích kinh tế cao và là nơi tiếp giáp với đường bờ biển, các cửa biển thuậnlợi cho khai thác hải sản và giao thông đường thủy

+ NÚI, SÔNG, HỒ, ĐẢO

Quảng Ngãi là tỉnh có nhiều núi, sông, ao hồ, đầm và ít đảo

Các núi cao thường ở phía tây, tây nam, tây bắc giáp với các tỉnh Quảng Nam,Kon Tum, Bình Định

Có 4 con sông chính bắt nguồn từ phía tây và chảy về phía đông ra biển

là : sông Trà Bồng, sông Trà Khúc, sông Vệ, sông Trà Cau

Trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi có 3 đầm nước tự nhiên là: Nước Mặn, AnKhê, Lâm Bình

Tỉnh Quảng Ngãi có đảo Lý Sơn (hay cù lao Ré), đã hình thành mộthuyện nằm về phía đông - đông bắc của tỉnh, tức huyện đảo Lý Sơn Huyệnđảo có diện tích 9,97km2, gồm 2 hòn đảo: đảo Lớn chiếm hơn 2/3 diện tích tựnhiên của Lý Sơn, có chiều dài khoảng 5,5km, chiều rộng 2,5km, gồm 2 xã

An Hải và An Vĩnh; là nơi tập trung đông dân cư và các cơ quan chính quyền,đoàn thể của huyện; đảo Bé (nay là xã An Bình), dân cư sinh sống thưa thớt,khan hiếm về nước ngọt

Ngoài ra, do có lợi thế về địa hình tự nhiên nên vùng Quảng Ngãi đãtạo lập được nhiều hồ chứa nước thủy lợi với quy mô khác nhau

Nhìn chung Quảng Ngãi có 4 loại địa hình chủ yếu: Núi, đồi thấp, đồngbằng và bãi cát ven biển; trong đó loại địa hình vùng núi chiếm khoảng 75%diện tích đất tự nhiên Địa hình có hướng nghiêng từ Tây sang Đông với độdốc khá lớn.Do điều kiện địa hình khá đặc biệt của Quảng Ngãi với phần núiphía Tây chủ yếu chạy theo chiều Tây Bắc-Đông Nam và thấp dần từ Tâysang Đông, là nhân tố chính tạo nên sự khác biệt rõ rệt giữa hai mùa mưa vàmùa ít mưa

Do ảnh hưởng của địa hình: thời kỳ đầu của gió mùa Đông Bắc, gióthịnh hành có hướng thẳng góc với hướng núi kết hợp ảnh hưởng của những

hệ thống nhiễu động nhiệt đới ở phía Nam Biển Đông, đã tạo ra những đợtmưa xối xả xuống Quảng Ngãi

Vào mùa hè gió thịnh hành có hướng Tây Nam bị tác động bởi dãyTrường Sơn đã tạo ra hiệu ứng "phơn" ở sườn khuất gió phía Đông, hìnhthành mùa khô kéo dài với những ngày thời tiết khô nóng đặc biệt ở vùng

đồng bằng và các thung lũng dưới thấp, ngược lại vùng núi phía Tây của tỉnhnơi đón gió Tây Nam, thời tiết dịu mát và lượng mưa khá lớn gần như thừahưởng một phần mùa mưa của Tây Nguyên.

FAO-25 đơn vị đất, 68 đơn vị đất phụ

+ Nhóm đất cát biển bao gồm:

- Đất cồn cát trắng vàng: Diện tích: 2.446,8 ha, chiếm 0,46% tổng diệntích tự nhiên, phân bố ven sông Trà Bồng, Trà Khúc, sông Vệ và vùng biểnthuộc các huyện Mộ Đức, Bình Sơn, Tư Nghĩa, Đức Phổ

- Đất cát điển hình: Diện tích 1.414,8 ha, chiếm 0,26% tổng diện tích

tự nhiên, phân bố ở bãi bồi ven sông Trà Khúc, Trà Bồng, sông Vệ thuộc cáchuyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Mộ Đức

- Đất cát mới biến đổi: Diện tích 2.350,2 ha, chiếm 0,45% tổng diệntích tự nhiên, phân bố trên những bãi và cồn cát ven biển thuộc các huyệnBình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Mộ Đức, Đức Phổ, đảo Lý Sơn

+ Nhóm đất mặn:

Diện tích 1.573,1 ha,chiếm 0,30% tổng diện tích tự nhiên, phân bố lẫnvới đất phù sa ở các vùng cửa sông đổ ra biển thuộc các huyện Bình Sơn, SơnTịnh, Tư Nghĩa, Mộ đức, Đức Phổ

- Đất mặn glay cơ giới nhẹ có thành phần cơ giới nhẹ đến trung bình,kết cấu kém, phần trên có màu nâu xám, bao gồm cát pha sét

- Đất phù sa đốm rỉ: Diện tích 80.965,0 ha, chiếm 15,77% tổng diệntích tự nhiên Thường nằm xa sông, xen kẽ với các loại khác của nhóm đấtphù sa thuộc các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Mộ Đức, NghĩaHành, Sơn Hà, Minh Long

+ Nhóm đất glay:

Diện tích 2.052,4 ha, chiếm 0,39% tổng diện tích tự nhiên Thường gặp

ở địa hình trũng vùng đồng bằng của các huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Mộ Đức,

Tư Nghĩa, Đức Phổ

+ Nhóm đất xám:

Diện tích 376.547,2 ha, chiếm 73,42% tổng diện tích tự nhiên Đây lànhóm đất có tỷ lệ diện tích lớn nhất so với các nhóm đất khác ở Quảng Ngãiđược phân bố ở tất cả các huyện trên nhiều dạng địa hình khác nhau từ đồngbằng ven biển, các thềm phù sa cổ bằng phẳng hay lượn sóng đến địa hình núicao, dốc Tuy nhiên diện tích lớn tập trung ở các huyện miền núi như Ba Tơ,Minh Long, Sơn Tây, Sơn Hà, Trà Bồng

+ Nhóm đất đỏ:

Diện tích 8.142,4 ha, chiếm 1,58% tổng diện tích đất tự nhiên, phân bốchủ yếu ở huyện Bình Sơn và Sơn Tịnh

+ Đất đen:

Diện tích 2,328,4 ha, chiếm 0,45% tổng diện tích tự nhiên Thườngthấp ở huyện Bình Sơn, Sơn Tịnh, Lý Sơn và một số nơi khác Được hìnhthành từ bazan lỗ hổng, bazan bọt xốp

+ Đất nứt nẻ:

Diện tích 634,0 ha, chiếm 0,12% tổng diện tích tự nhiên Được hìnhthành từ đất kiềm phong hoá ở địa hình trũng trong khu vực sản phẩm của núilửa, mới chỉ gặp ở Bình Sơn

+ Đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá:

Diện tích 9.696,0 ha, chiếm 1,89% tổng diện tích tự nhiên Được phân

bố hầu hết các huyện trong tỉnh, nơi thảm thực vật đã bị phá huỷ một cáchnghiêm trọng

Tóm lại các nhóm đất ở Quảng Ngãi có đặc điểm là:

- Thành phần cơ giới của đất nhẹ

- Phản ứng của đất thường chua và ít chua

- Nghèo dinh dưỡng

- Đất đồi núi thường lẫn đá

Trong các nhóm đất thì đất đen, phù sa, đất đỏ là các nhóm đất có chấtlượng tốt cho sản xuất nông nghiệp

+ Động vật rừng (sống trong rừng tự nhiên) có nhiều loại như: Heorừng, Nai, Sơn dương, Hổ, Beo, Gấu heo, Gấu ngựa, Cheo, Tê tê, Chồn, Thỏ,Nhím, Khỉ mốc, Khỉ mặt lửa, Báo lửa, Báo gấm, Dọc mang lớn, Công, Trĩ,Sao v.v

Rừng tự nhiên có kết cấu nhiều tầng, với đa dạng các loại cây rừng QuảngNgãi còn tồn tại các loại cây bụi như sim, mua, trà là, lau lách Tuy chúngkhông có giá trị kinh tế nhưng cũng góp phần đáng kể trong việc tạo nên mặtđệm phủ thực vật làm thay đổi yếu tố khí hậu

Theo số liệu kiểm kê rừng toàn tỉnh hoàn thành tháng II năm 2000 rừngQuảng Ngãi có những đặc trưng sau:

Bảng 2.2 Diện tích các loại đất thuộc tỉnh Quảng Ngãi

Rừng trung bình 18.533.4 16.565,9 209,1 1.758,4 Rừng nghèo 28.663,9 22.065,8 1.074,7 5.523,4 Rừng non 36.626,6 19.866,0 375,7 16.384,9

2 Rừng trồng 42.039,0 17.057,0 - 24.982,0III Đất trống 243.852,0 141.033,0 4.048,0 98.771,0

IV Đất nông nghiệp 99.055,6

V Đất phi nông nghiệp 27.392,4

Đất nông nghiệp chủ yếu phân bổ vùng đồng bằng các huyện Bình Sơn,Sơn Tịnh,Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ Thực vật nông nghiệpche phủ trên toàn vùng đồng bằng và các thung lũng miền núi Trên diện tíchđất nông nghiệp chủ yếu các loại cây ngắn ngày như lúa, ngô, khoai, sắn vàđặc biệt mía chiếm diện tích khá lớn

2.1.3 Mạng lưới sông, suối

Mạng lưới sông Vệ cũng có các đặc điểm chung giống như hầu hết cácsông vùng duyên hải Miền trung như sau:

- Các sông đều bắt nguồn từ phía Đông của dãy Trường Sơn, chảy quacác địa phương trong Tỉnh và đổ ra biển

- Sông chảy trên 2 dạng địa hình, chủ yếu đồi núi phức tạp và đồngbằng hẹp dọc theo bờ biển duyên hải

- Sông ngắn và độ dốc lòng sông tương đối lớn

- Phần hạ lưu các sông đều chịu ảnh hưởng thủy triều và bị mặn xâm nhập

- Lòng sông không ổn định, trên nhiều đoạn sông hiện tượng xói lởdiễn ra khá mạnh, cửa sông bị bồi lấp.

- Hiện tượng phân dòng khá mãnh liệt ở hạ lưu sông

- Lượng nước trong mùa cạn nghèo nàn, nhưng trong mùa mưa lũdiễn ra rất ác liệt Sau đây là đặc điểm mạng lưới sông Vệ trong khu vựcnghiên cứu:

Sông Vệ là một trong hai con sông quan trọng của tỉnh Quảng Ngãi Sông Vệnằm trong trung tâm mưa lớn nhất của tỉnh Quảng ngãi nên lũ ở đây diễn biến

ác liệt hơn so với sông Trà Khúc

Sông Vệ bắt nguồn từ vùng núi phía tây của huyện Ba Tơ Sông chảytheo hướng tây nam-đông bắc đổ ra biển Đông tại cửa Cổ Lũy và cửa ĐứcLợi, sông dài 90km, trong đó có 2/3 chiều dài sông chảy trong vùng rừng núi

có độ cao 100-1000m Sông có 5 phụ lưu cấp I; 2 phụ lưu cấp II Các nhánhsông không lớn, đáng kể là các nhánh sông:

+ Sông Tà Nô: Chảy từ Đồng Bia có độ cao trên 200m, theo hướng đông hợp với sông chính cách huyện lỵ Ba Tơ 18km về phía hạ lưu

tây-+ Sông Mễ: Chảy từ bùng núi Ymkom, phần tiếp giáp giữa 2 huyện

Ba Tơ và Minh Long theo hướng tây bắc-đông nam, hợp lưu tại Trâu Giangdài 9km

+ Nhánh sông Thoa chảy từ thôn Mỹ Hương xã Hành Thịnh, thônPhú An- xã Đức Hiệp theo hướng tây bắc- đông nam và hợp lưu tại PhúAn- dài 6km

Ngoài ra còn có các nhánh sông khác như sông Cây Bứa dài 15km,sông Phú Thọ dài 16km, hợp lưu với sông chính gần vùng cửa sông tạo thànhhình nan quạt Nguồn của chúng chủ yếu là nước mưa của vùng tiếp giáp giữarừng núi và đồng bằng

Sông Vệ có diện tích lưu vực khoảng 1260km2, bao gồm phần lớn diệntích đất đai của huyện Ba Tơ, Minh Long, Mộ Đức, Nghĩa Hành và một phần

nhỏ diện tích của huyện Tư Nghĩa Độ cao trung bình lưu vực khoảng 170m,mật độ lưới sông: 0.79km/km2.

Thực vật che phủ trên bề mặt lưu vực phần lớn là rừng già, bụi rậm vàvùng hạ lưu chủ yếu là vùng đất canh tác nông nghiệp

Hình 2.1- Lưu vực sông Vệ (hình ảnh từ Google)

Hình 2.2- Mạng lưới sông suối và mạng lưới trạm KTTV

2.2 MẠNG LƯỚI KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ TÌNH HÌNH SỐ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU

2.2.1 Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn

Trên lưu vực Sông Vệ hiện nay có 1 trạm thủy văn là An Chỉ; 1 trạmthủy văn chuyên dùng phục vụ cho công tác phòng chống thiên tai là trạmSông Vệ Trạm đo mưa có trạm Mộ Đức, Giá Vực, Minh Long Trạm khítượng: 02 trạm là Quảng Ngãi và Ba Tơ Phân bố các trạm khí tượng thủy văntrên lưu vực sông Vệ như sau: Trạm đo mưa Minh Long, Mộ Đức; trạm thủyvăn An Chỉ, Sông Vệ; trạm khí tượng Ba Tơ

Do đặc điểm lưu vực các sông ở Quảng Ngãi bị chia cắt mạnh nên vớimạng lưới trạm khí tượng thủy văn như hiện nay chưa đáp ứng đầy đủ chocông tác nghiên cứu và phòng chống lũ lụt Trên lưu vực sông Vệ có một sốnhánh sông lớn chưa có trạm đo mưa cũng như mực nước, vì vậy một số trận

lũ có lượng mưa phân bố không đều theo không gian, số liệu tại những trạmhiện có không thể hiện hết được các đặc điểm mưa-lũ trên lưu vực- gây khókhăn cho công tác cảnh báo, dự báo lũ cũng như nguy cơ ngập lụt vùng hạ lưu

2.2.2 Tình hình số liệu phục vụ công tác nghiên cứu

- Toàn bộ số liệu mưa, mực nước, lưu lượng dòng chảy tại các trạmKTTV trong lưu vực sông từ năm 1976 đến năm 2006

- Số liệu khí tượng thủy văn thu thập được qua các đợt điều tra khảo sátcủa các đơn vị chuyên môn

- Tài liệu địa hình, dân sinh kinh tế tỉnh Quảng Ngãi

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000

- Kết quả các đề tài nghiên cứu, các bài báo và một số tài liệu khác cóliên quan

2.3 CHẾ ĐỘ MƯA - LŨ

2.3.1 Đặc điểm chung về chế độ mưa

Hoàn lưu gió mùa cùng với địa hình đã tạo nên chế độ mưa mang nét

đặc trưng riêng của Quảng Ngãi.Mưa lớn gây lũ lụt ở Quảng Ngãi thườngxuất hiện vào tháng IX-XII, đặc biệt vào tháng X-XI thường xuất hiện nhữngtrận mưa có cường độ lớn, kéo dài gây lũ lụt nghiêm trọng Vào tháng V, VIcũng có khả năng xuất hiện mưa lớn gây lũ (mưa tiểu mãn).

Nguyên nhân gây ra các đợt mưa lớn sinh lũ lụt chủ yếu là do các hìnhthế thời tiết: bão, áp thấp nhiệt đới, gió mùa đông bắc, hội tụ nhiệt đới vv Đặc biệt là sự phối kết hợp giữa các hình thế thời tiết trên

a Bão và áp thấp nhiệt đới

Thường từ tháng IX trở đi bão và áp thấp nhiệt đới mới ảnh hưởng đếnQuảng Ngãi, các tháng khác có khả năng ảnh hưởng nhưng tần suất không lớn

Bảng 2.3 Số cơn bão và áp thấp nhiệt đới trung bình ảnh hưởng gián tiếp(GT)

và trực tiế (TT) tới Quảng Ngãi (1956 - 2000)

Tháng III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Đổ bộ 0,00 0,02 0,02 0,00 0,00 0,02 0,11 0,07 0,04 0,00 0,28

TT 0,00 0,02 0,02 0,11 0,00 0,11 0,22 0,33 0,24 0,02 1,04

GT 0,02 0,06 0,08 0,32 0,16 0,16 0,56 0,96 0,80 0,12 3,24Tuy nhiên, mùa bão diễn biến khá phức tạp qua các năm, có năm bãoảnh hưởng sớm, có năm ảnh hưởng muộn và có năm hoàn toàn không có bãoảnh hưởng Trung bình hàng năm có 1 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến QuảngNgãi Vùng bão đi qua hoặc chịu ảnh hưởng của bão thường có mưa lớn đặcbiệt là khu vực phía bắc tâm bão đổ bộ Vì vậy những trận bão gây mưa ởQuảng Ngãi không nhất thiết phải đổ bộ vào Quảng Ngãi mà có thể đổ bộ vàocác tỉnh phía nam Trung bộ Đặc biệt, khi bão đổ bộ kết hợp với gió mùa đôngbắc thường gây mưa rất to tạo nên những trận lũ lụt đặc biệt nguy hiểm

b Hội tụ nhiệt đới

Thường xuất hiện vào các tháng IX, X và đôi khi vào các tháng V,VI

Sự hoạt động của hội tụ nhiệt đới vào các tháng V,VI ở Trung bộ là nguyênnhân gây ra lũ trong mùa khô (lũ tiểu mãn) Trong mùa mưa hội tụ nhiệt đới

kết hợp với gió mùa đông bắc cũng gây ra mưa to đến rất to như đợt mưa lũlịch sử đầu tháng XII/1999 vừa qua.

c Tổng lượng mưa sinh lũ

Mưa sinh lũ chủ yếu do các hình thế thời tiết trên gây nên Một đợtmưa kéo dài trong 24 giờ có lượng mưa khoảng từ 100mm trở lên phân bốđều trên lưu vực có thể gây ra lũ Những trận lũ đặc biệt lớn như năm 1986,

1999 là do mưa với cường độ lớn kéo dài liên tục ít nhất trong 2 ngày

Lượng mưa 1 ngày lớn nhất năm trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi trungbình hàng năm là 253.0mm; lớn nhất đạt đến 723.2mm (Giá Vực); mưa trong

2 ngày trung bình các nơi đạt đến 366.2mm (lớn hơn mưa 1 ngày: 113.2mm);trong 3 ngày liên tục mưa đạt đến 440.9mm (lớn hơn mưa 2 ngày 74.7mm).Như vậy mưa với cường độ lớn, thường chỉ kéo dài liên tục trong 1-2 ngày,đến ngày thứ ba mưa thường giảm đi nhiều Đợt mưa đầu tháng 12/1999, chỉtrong 2 ngày mưa một số nơi đã đạt đến trên 1000mm, như tại Sơn Giang,Minh Long- Với lượng mưa này đã gây lũ lịch sử trên sông Vệ (xem bảng 2.4)

Bảng 2.4- Đặc trưng mưa (R) sinh lũ theo các thời đoạn

Lưu vực

R1 ngày(mm)

R2 ngày(mm)

R3 ngày(mm)

Đầu tháng 12/1986 do ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới kết hợp với giómùa đông bắc đã gây ra mưa rất to trên toàn tỉnh Quảng Ngãi Trận mưa này

đã gây lũ đặc biệt lớn trên sông Vệ, diễn biến mưa của đợt này như sau

Bảng 2.5- Lượng mưa (mm) gây ra trận lũ đặc biệt lớn từ

ở vùng đồng bằng chỉ ở mức 300- 400mm Mưa với cường độ rất lớn tậptrung vào ngày 3, lượng mưa trong 1 ngày tại Giá Vực lên đến: 723mm; tạiSơn Hà: 578mm Đây là một dạng phân bố mưa hết sức nguy hiểm tạo ra lũ

có sức tàn phá rất lớn Những cơn lũ do dạng phân bố mưa như trên tạo rathường có cường suất lũ lên nhanh, tốc độ dòng chảy lũ lớn và đỉnh lũ cũngrất cao Đỉnh lũ tại Trà Khúc: 7.97m (trên mức báo động III: 2.27m); tại SôngVệ: 5.65m (trên báo động III: 1.55m)

* Trận mưa lũ lịch sử năm 1999

Do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và trường gió đông phát triển lêntrên 5000m kết hợp với dải hội tụ và áp thấp nhiệt đới phía nam, nên các nơi

trong tỉnh đã có mưa to đến rất to Đợt mưa này xuất hiện cùng thời điểm vớiđợt mưa gây lũ đặc biệt lớn năm 1986 (đầu tháng 12), có dạng phân bố tương

tự nhau (mưa tập trung vùng núi nhiều hơn), nhưng cường độ và tổng lượngmưa trong đợt này lớn hơn rất nhiều Cường độ mưa lớn nhất trong 24 giờnhiều nơi vượt xa cường độ mưa 24 giờ trong gần 100 năm qua như tại BaTơ: 819mm (từ 7h/3 đến 7h/4), tại Sơn Giang 1009mm (từ 13h/3 đến 13h/4)

vv Tổng lượng mưa từ ngày 1 đến ngày 5/12 tại Ba Tơ: 1850mm; Sơn Giang:1749mm; Minh Long: 1365mm vv (Xem bảng 2.6)

Bảng 2.6- Lượng mưa (mm) gây ra trận lũ lịch sử từ

ngày 1-7 tháng 12 năm 1999

Sơn Giang 32.4 117.9 647.9 677.2 273.3 1748.7Giá Vực 22.7 66.7 264.8 182.6 353.8 890.6Trà Khúc 44.9 68.2 189.3 82.3 274.9 659.6Quảng Ngãi 41.6 80.0 199.9 71.2 313.4 706.1

là một số đặc điểm chính về mực nước và lưu lượng dòng chảy trên các sông

a Mực nước

* Mực nước trung bình

Theo số liệu đo đạc được từ 1976-2006, mực nước trung bình nhiều

năm tại các trạm như sau: (Bảng 2.7, hình 2.3)

Bảng 2.7 Đặc trưng mực nước TBNN- Đơn vị: cm

Tháng

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

An Chỉ

(1976-2006) 466 449 450 458 468 476 469 468 467 509 552 522 479

Hình 2.3- Đường quá trình mực nước TBNN

Từ tháng 9, mực nước các sông Quảng Ngãi có xu thế tăng dần, tháng

11 là tháng mực nước thường ở mức cao hơn, đến tháng 1- thời kỳ cuối mùa

lũ, mực nước giảm dần

* Mực nước cao nhất:

Mực nước cao nhất năm thường xuất hiện vào tháng 10 và 11, đặc biệt

là tháng 11 Tuy nhiên, có năm có sự sai khác như trận lũ đặc biệt lớn xảy ravào đầu tháng 12/1986 và lũ lịch sử năm 1999 vừa qua xảy cũng ra vào thời

kỳ đầu tháng 12, đỉnh lũ cao nhất trên sông Vệ tại An Chỉ: 10.34m, tại cầuSông Vệ là: 5.99m (xem bảng 2.8) Vào tháng 5-6, mực nước cũng có khảnăng lên cao do mưa tiểu mãn như năm 1986 và 2004

Bảng 2.8 - Đặc trưng mực nước cao nhất tuyệt đối các trạm- Đơn vị: cm

(TĐ) 726 622 635 597 645 750 571 724 820 949 10061036

1036(1999)Ghi chú: Max(TB) - Mực nước cao nhất TBNN; Max(TĐ)- Mực nướccao nhất tuyệt đối

Hình 2.4- Mực nước lớn nhất trên sông Vệ, trạm An Chỉ (1976-2006)

b Dòng chảy

* Dòng chảy trung bình và phân phối trong năm

Theo số liệu đo đạc dòng chảy trong nhiều năm tại trạm An Chỉ (SôngVệ) cho thấy: Dòng chảy phân bố không đồng đều trong năm, trong 3 thángX-XII có lượng dòng chảy trung bình chiếm 70% dòng chảy cả năm Đặc biệttháng XI là tháng thường xuyên có những trận lũ lớn gây ngập lụt vùng hạ lưu

có lượng dòng chảy chiếm trên 30% tổng lượng dòng chảy năm Tỷ lệ phânphối dòng chảy các tháng trong năm trên các sông ở Quảng Ngãi và sông Vệtương đương nhau, tuy nhiên tổng lượng dòng năm chảy trên sông ở Quảng

Ngãi và Sông Vệ là khác nhau (xem bảng 2.9, hình 2.6).

Bảng 2.9- Đặc trưng lưu lượng trung bình nhiều năm các trạm- Đơn vị: m3/s

20.62

15.22

17.18

17.79

12.36

14.42

30.25

23.23

Hình 2.5- Quá trình lưu lượng trung bình nhiều năm

* Dòng chảy lớn nhất

Do đặc tính sông ngắn và dốc, mưa có cường độ lớn nên dòng chảytrong các trận lũ lớn gấp nhiều lần so với dòng chảy khi sông ở trạng thái bìnhthường Từ tháng 9 đến 12, lưu lượng dòng chảy thường có sự biến đổi rấtmạnh- chênh lệch giữa dòng chảy trung bình và dòng chảy lớn nhất trongtháng rất lớn Trận lũ tháng 11/1987 trên sông Vệ lưu lượng dòng chảy lớnnhất tại An Chỉ đạt: 4290m3/s- lưu lượng TB năm: 65.2m3/s Điều này chothấy mức độ tập trung nước trên sông Vệ trong các trận lũ là rất lớn tạo nênnhiều trận lũ lụt nguy hiểm (xem bảng 1.10, hình 2.7,2.8)

Bảng 2.10- Đặc trưng lưu lượng lớn nhất tại trạm An Chỉ- Đơn vị: m 3 /s

Chế độ lũ các sông ở Quảng Ngãi khá phức tạp Quá trình hình thành

lũ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Mưa, địa hình, địa chất, lớp phủ thực vậtvv trong đó mưa quyết định chủ yếu Như phần trên đã nói, địa hình QuảngNgãi rất phức tạp bị chia cắt mạnh, mạng lưới sông suối có dạng cành cây,chế độ mưa không đồng đều trên lưu vực, tạo nên chế độ lũ của từng đoạn

sông và từng nhánh sông trong cùng một trận lũ có sự khác biệt Điều này đãgây không ít khó khăn cho công tác dự báo lũ lụt vùng hạ lưu Mặt khác trongnhiều năm gần đây, diện tích, thảm phủ rừng đầu nguồn có sự thay đổi đã làmcho khả năng điều tiết của lưu vực cũng có sự thay đổi theo Sự phát triểnkinh tế cũng làm cho chế độ dòng chảy lũ thay đổi đáng kể Vùng hạ lưu cónhiều khu công nghiệp, khu kinh tế, dân cư được xây dựng cũng tác độngkhông nhỏ đến quá trình tiêu thoát mưa và dòng chảy lũ từ thượng nguồn đổ

về làm thay đổi nhiều về quá trình ngập lụt Có khu vực ngập lụt có thể nặng

nề hơn, những cũng có những khu vực mức độ ngập lụt được giảm đi Qúatrình xây dựng các công trình trên sông, khai thác cát, sỏi, nuôi trồng thủy sảnvùng cửa sông làm cho chế độ dòng chảy lũ cũng như dòng chảy trong năm

lũ lên nhanh, tốc độ truyền lũ về vùng hạ lưu lớn hơn rất nhiều so với khảnăng tiêu thoát lũ ra biển, trong khi đó vùng hạ lưu cũng mưa rất to càng làmcho lũ vùng hạ lưu lên nhanh hơn Nếu những trận lũ như thế xảy ra trùng vớithời kỳ triều cường sẽ làm cho mức lũ dâng cao và duy trì lâu hơn

Bảng 2.12- Số trận lũ lớn trung bình xuất hiện trong năm

TB/NămSông

Vệ

Số trận lũtrung bình 0.086 1.25 1.38 0.43 3.15

Bảng 2.13-Đặc trưng đỉnh lũ lớn nhất năm (1976-2005)

Sông Trạm

Đỉnh lũnăm trungbình (cm)

* Một số năm không có số liệu

Đặc trưng biên độ các trận lũ lớn nhất năm như sau:

Bảng 2.14-Đặc trưng biên độ lũ lớn nhất năm (1976-2005)

Sông Trạm

Biên độ lũnăm trungbình (cm)

Biên độ lũ năm lớn nhất

Biên độ lũ năm nhỏ nhất

∆H (cm) Năm Xh ∆H (cm)

Theo bảng 2.14 cho thấy mức độ lũ trên các sông biến động mạnh từnăm này qua năm khác Từ 1976 đến 2005, những năm có lũ lớn nhất xuấthiện là những năm 1976, 1996, 1998, 1999 và 2003; các năm lũ nhỏ là 1982,

1989, 1991 và 2006- đỉnh lũ các năm này chưa đạt đến mức báo động 3