Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo phòng tránh lũ lụt ở đồng bằng sông hồng tập 1

Do yêu cầu của công tác dự báo, Trung tâm Dự báo Khí tượng thuỷ văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã triển khai nhiều nghiên cứu, kiểm định và đưa vào khai thác các mô hình dự bá

Bộ khoa học và công nghệ Viện khoa học và công nghệ việt nam chương trình kc.08 viện cơ học

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài:

Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể

Bản thảo được viết xong tháng 1/2005

Bản quyền 2005 thuộc Viện Cơ học

Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng Viện Cơ học trừ trường hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu

Đề tài KC.08-13 Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể

dự báo phòng tránh lũ lụt ở đồng bằng sông Hồng

Báo cáo tổng kết

tập 1

A Quy luật hình thành lũ lớn và đặc biệt lớn ở

đồng bằng sông hồng - thái bình, Nguyên nhân gây ra

sự gia tăng lũ lụt Do các yếu tố tự nhiên và con người

B Cơ sở khoa học của các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực và mô hình đánh giá ảnh hưởng của lũ lụt đối với

sự phát triển kinh tế-x∙ hội

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Cơ học, Viện KH&CNVN

Chủ nhiệm đề tài: GS TSKH Nguyễn Văn Điệp

Cơ quan phối hợp thực hiện đề tài:

Viện qui hoạch thuỷ lợi – Bộ NN&PTNT

Cục quản lý đê điều và phòng chống lụt bão-Bộ NN&PTNT Viện Khí tượng thuỷ văn – Bộ tài nguyên & môi trường Trung tâm dự báo khí tượng thuỷ văn trung ương -

Bộ tài nguyên & môi trường

Viện địa chất, Viện KH&CNVN

Trung tâm nghiên cứu & phát triển vùng – Bộ KH&CN

Danh sách cán bộ tham gia thực hiện đề tài

MụC LụC

LờI NóI ĐầU 6

A Quy luật hình thành lũ lớn và đặc biệt lớn ở đồng bằng sông hồng - thái bình, Nguyên nhân gây ra sự gia tăng lũ lụt Do các yếu tố tự nhiên và con người 12

Chương 1 - Quy luật hình thành lũ, các yếu tố tự nhiên gây lũ lụt trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình 14

1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật lũ lụt trên hệ thống sông Hồng 14

2 Điều kiện hình thành, vận động của lũ sông Thái Bình 30

Chương 2: Sự gia tăng lũ lụt trên đồng bằng sông Hồng - Thái bình do các hoạt động của con người và các biện pháp kiểm soát lũ 40

1 Sự suy thoái lòng dẫn 40

3 Sự suy thoái rừng bảo hộ đầu nguồn 61

4 Phát triển dân số 66

5 Phát triển kinh tế 67

b Cơ sở khoa học của các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực và mô hình đánh giá ảnh hưởng của lũ lụt đối với sự phát triển kinh tế-xã hội 72

Chương 3 Mô hình quản lý ngân hàng dữ liệu IMECH_DBFCRRS 73

1 Các đặc điểm cơ bản của ngân hàng dữ liệu IMECH_DBFCRRS 73

2 Cấu trúc thư mục của IMECH_DBFCRRS 75

3 Dữ liệu trong IMECH_DBFCRRS 75

4 Thiết kế cơ sở dữ liệu 76

5. Lựa chọn công cụ để xây dựng IMECH_DBFCRRS 79

Chương 4 Các mô hình Thủy văn 82

1 Mô hình thuỷ văn mưa rào dòng chảy IMECH_HYDROLOG 82

2. Mô hình thuỷ văn MARINE_IMECH 96

3. Mô hình tính toán quá trình điều tiết hồ trên thượng lưu để cắt lũ 107

Chương 5 Cơ sở toán học của bộ chương trình tính toán thủy lực một chiều mở rộng IMECH_1D 111

1 Các thành phần của hệ thống 112

2 Mô hình toán học 113

Chương 6 Mô hình thuỷ lực hai chiều 149

1 Các phương trình 149

2. Thuật toán của mô hình 152

3 Kiểm định các bộ chương trình thuỷ lực 2 chiều 164

Chương 7 Cơ sở khoa học của phương pháp mô phỏng số bài toán vỡ

đập một chiều 177

1 Mô hình một chiều của bài toán vỡ đập hoàn toàn và tức thời 177

2 Mô hình một chiều của bài toán vỡ đập không hoàn toàn với vết

vỡ phát triển theo thời gian Kết nối mô hình một chiều và giả

hai chiều 182

3 Kiểm định mô hình vỡ đập một chiều: 185Chương 8 Mô hình thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng kinh tế - xã hội

của ngập lụt 196

1 Giới thiệu một số tài liệu đánh giá ảnh hưởng kinh tế xã hội của

thiên tai 196

2. Xây dựng mô hình thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng kinh tế xã

hội của lũ lụt 203

LờI NóI ĐầU

Do ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với đời sống, kinh tế xã hội, đặc biệt trong thời kỳ có nhiều biến động phức tạp của khí hậu toàn cầu; vấn đề nghiên cứu cơ

sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp tổng thể dự báo, phòng tránh lũ - lụt luôn thu hút được sự quan tâm và đầu tư thích đáng của nhà nước, cũng như các nhà khoa học của các nước trên thế giới

Trong nước:

Do luôn phải đối mặt với thiên tai lũ - lụt, nhiều nghiên cứu khoa học và công nghệ đã được triển khai nhằm tăng cường khả năng và nâng cao chất lượng công nghệ dự báo, cũng như các công cụ phục vụ cho việc đánh giá, đề xuất các biện pháp kiểm soát lũ – lụt Đồng bằng sông Hồng

Trước hết, do các quy định về chức năng và nhiệm vụ của mình, nhiều nghiên cứu triển khai đã được tiến hành trong nhiều năm tại các cơ quan quản lý, sản xuất và nghiên cứu - triển khai thuộc Bộ Thuỷ lợi trước đây nay là Bộ Nông nghiệp và Phát trển Nông thôn; và Tổng Cục Khí tượng Thuỷ văn trước đây nay thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường

ở đây, trước tiên cần thiết phải nêu ra các kết quả nghiên cứu phục vụ quy hoạch và quản lý nước nói chung, quy hoạch phòng chống lũ lụt nói riêng tại

Đồng bằng sông Hồng của Viện Quy hoạch Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Những kết quả nghiên cứu triển khai này đã và đang được tập trung trong báo cáo Dự án “Quy hoạch phòng chống lũ Đồng bằng sông Hồng”

Do yêu cầu của công tác dự báo, Trung tâm Dự báo Khí tượng thuỷ văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã triển khai nhiều nghiên cứu, kiểm định và

đưa vào khai thác các mô hình dự báo lũ trên hệ thống sông Hồng Các kết quả chính đã được thông báo trong báo cáo “Mô hình tính toán và dự báo lũ hệ thống sông Hồng”

Bên cạnh các nghiên cứu triển khai xuất phát từ chức năng và nhiệm vụ thường xuyên của các cơ quan nêu trên, nhiều đề tài nghiên cứu khoa học – công nghệ đã được tổ chức thực hiện trong khuôn khổ các chương trình, đề tài cấp Bộ, cũng như cấp nhà nước

Xin trình bày ở đây một số đề tài, chương trình nghiên cứu khoa học - công nghệ quan trọng và trực tiếp liên quan đến mục tiêu của đề tài KC 08-13 đã được

Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường công bố

Trong khuôn khổ đề tài khoa học - công nghệ cấp nhà nước 06B.02.01 giai

đoạn 1990 – 1992 đã tổ chức thực hiện đề tài nhánh 06B.02.01 “Nghiên cứu đánh giá khả năng thoát lũ của sông Hồng và sông Thái Bình"

Một số vấn đề chung về nghiên cứu chiến lược phòng tránh và hạn chế thiệt hại do bão lũ gây ra ở nước ta cũng đã được tổ chức triển khai trong đề tài

“Nghiên cứu chiến lược phòng tránh và hạn chế thiệt hại do bão lũ gây ra ở nước

ta, đặc biệt là các tỉnh ven biển miền Trung”, 06B.03.01, 1990 – 1993

Sự hình thành và đặc điểm vận động của lũ cũng đã được tổ chức nghiên cứu trong đề tài “Sự hình thành và đặc điểm vận động của bão, lũ”, 60B.01.01

Những nghiên cứu chi tiết về nhận dạng lũ sông Hồng trong điều hành hồ Hoà Bình đã được nghiên cứu trong đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệ nhận dạng lũ thượng lưu sông Hồng phục vụ điều hành hồ chứa Hoà Bình chống lũ hạ du”

Trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước "Nghiên cứu thoát lũ bảo vệ đê điều đồng bằng Bắc Bộ" Viện Khoa học Thuỷ lợi đã nghiên cứu

và đánh giá các biện pháp thoát lũ của sông Hồng - Thái Bình, biện pháp phân, chậm lũ và chỉnh trị hành lang thoát lũ

Năm 1999, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường cũng đã duyệt cho thực hiện các đề tài khoa học công nghệ độc lập cấp Nhà nước nhằm nâng cao năng lực trong phòng chống lũ lụt trên đồng bằng sông Hồng

Đề tài Khoa học công nghệ độc lập cấp Nhà nước "Nghiên cứu cơ sở khoa học

để xác lập đường tràn cứu hộ đê chống lũ cực hạn hệ thống sông Hồng - Thái Bình" (1999 - 2001)

Đề tài Khoa học công nghệ độc lập cấp Nhà nước "Nghiên cứu khai thác tổng hợp và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên vùng úng trũng đồng bằng sông Hồng" (1999 - 2001)

Đặc biệt trong giai đoạn 1999 – 2001, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã được Chính phủ giao nhiệm vụ tổ chức thực hiện chương trình nghiên cứu Phòng chống lũ Đồng bằng sông Hồng, sông Thái Bình Có thể nói rằng, việc

tổ chức thực hiện Chương trình này là một cố gắng tập hợp rộng rãi các cơ sở nghiên cứu triển khai và các chuyên gia thuộc các chuyên ngành khác nhau vào việc nghiên cứu vấn đề lũ lụt đồng bằng sông Hồng - Thái Bình Đặc biệt cần phải nhấn mạnh kết quả hết sức quan trọng của chương trình là đã tổ chức đo đạc lại một cách thống nhất, trên một diện rộng lòng dẫn sông Hồng, sông Thái Bình, nhiều kết quả trong việc đánh giá lại thực trạng hệ thống các công trình kiểm soát lũ lụt (đê, lòng dẫn, cửa sông, khu phân lũ v.v ), đánh giá lại các tác nhân gây lũ lụt, và chuẩn bị các công nghệ dự báo và công cụ đánh giá các phương án kiểm soát lũ lụt

Với thời gian thực hiện ngắn, nhiệm vụ đặt ra nghiên cứu bao gồm nhiều lĩnh vực, kinh phí tập trung chủ yếu cho đo đạc, chương trình đã hoàn thành các mục tiêu đề ra, đã tạo nền móng cho các nghiên cứu sâu sắc tiếp theo

Nước ngoài:

Qua việc nghiên cứu các tài liệu thu thập được, chủ yếu là một số chương trình khoa học - công nghệ do Cộng đồng Châu Âu tài trợ trong việc nghiên cứu lũ lụt, có thể nhận thấy một số đặc điểm chính sau:

1 Các thành tựu mới nhất của các ngành khoa học và công nghệ khác nhau đã nhanh chóng được đưa vào sử dụng trong việc nghiên cứu các cơ sở khoa học cho việc dự báo, phòng chống và giảm nhẹ thiên tai lũ - lụt

Then chốt của việc xây dựng cơ sở khoa học cho công tác dự báo, phòng chống và giảm nhẹ thiên tai lũ - lụt là xây dựng được hệ thống các công cụ và công nghệ cho phép mô phỏng, dự báo các quá trình tự nhiên, hoặc các quá trình xảy ra do tác động của con người dẫn tới hình thành tình trạng lũ - lụt, cho phép đánh giá và lựa chọn các phương án phòng tránh và kiểm soát Hệ thống các công cụ và công nghệ này phải được kiểm định chặt chẽ qua các tài liệu lịch sử, cũng như qua các tiêu chuẩn được xây dựng và thống nhất

2 Một đặc điểm nổi bật khác là hiện nay trên thế giới các nhà khoa học không phải chỉ quan tâm giải quyết các vấn đề khoa học làm cơ sở cho việc dự báo và

đề xuất các phương án kiểm soát lũ lụt tổng thể Ngày càng nhiều các chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu các vấn đề khoa học - công nghệ phức tạp làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng các kế hoạch hành động trong trường hợp xảy

ra tình trạng lũ lụt khẩn cấp (ngập lụt do vỡ đập, vỡ đê, lũ quét.v.v )

Kế thừa các nghiên cứu trên, trong khuôn khổ của Chương trình “Bảo vệ Môi trường và Phòng chống Thiên tai”, mã số KC-08, giai đoạn 2001-2004, đề tài

“Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể phòng tránh lũ lụt ở đồng bằng sông Hồng”, mã số KC-08-13, đã được xây dựng và triển khai thực hiện với

mục tiêu sau:

1 Xác định qui luật hình thành của các tác nhân gây lũ lụt tại Đồng bằng sông Hồng (tác nhân tự nhiên: mưa, tổ hợp các hình thế thời tiết như áp thấp nhiệt

đới, bão, triều, nước dâng v.v ; tác nhân do con người: vỡ đập, vỡ đê, điều hành các hồ chứa cùng các giải pháp công trình kiểm soát lũ lụt khác)

2 Xây dựng quy trình công nghệ dự báo lũ, lụt tại vùng Đồng bằng sông Hồng;

bao gồm một hệ thống các công nghệ và công cụ hỗ trợ dựa trên kỹ thuật hiện

đại (viễn thám, thông tin địa lý, công nghệ thông tin, mô phỏng số v.v ) trong việc dự báo ngắn hạn; trong việc đánh giá và đề xuất các phương án phòng chống và kiểm soát lũ lụt Đồng bằng sông Hồng đảm bảo phát triển bền vững; trong việc xây dựng kế hoạch hành động khi xảy ra tình trạng khẩn cấp

3 Xây dựng luận cứ khoa học cho các giải pháp tổng thể phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ, lụt đồng bằng sông Hồng (củng cố hệ thống đê; điều tiết hồ

thượng lưu; đảm bảo hành lang thoát lũ; phân lũ, chậm lũ v.v ); cho các kế

hoạch hành động khi xảy ra sự cố (vỡ đập, vỡ đê v.v ) và khi sử dụng các biện pháp phân lũ và chậm lũ

Để đạt được các mục tiêu trên, đề tài đã sử dụng các cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

1 Bổ sung và hoàn thiện cơ sở dữ liệu bao gồm các thông tin về các điều kiện tự

nhiên, cũng như các yếu tố kinh tế - xã hội phục vụ việc nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự báo, phòng tránh lũ lụt ở Đồng bằng sông Hồng

2 Sử dụng cách tiếp cận hệ thống trong việc nghiên cứu các cơ sở khoa học cho

việc phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt đồng bằng sông Hồng: đánh giá các biện pháp kiểm soát lũ lụt trong mối tương quan chung của sự phát triển bền vững kinh tế - xã hội đồng bằng sông Hồng

Bên cạnh việc cung cấp các thông tin cần thiết làm cơ sở khoa học cho việc dự báo và đánh giá tổng thể các phương án kiểm soát lũ lụt; đề tài đề xuất phương pháp tiếp cận mới, so với các nghiên cứu khác ở trong nước, cung cấp các thông tin chi tiết làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng các kế hoạch phòng, cứu hộ khi xảy ra tình trạng lũ lụt khẩn cấp; đặc biêt khi xảy ra vỡ đập, vỡ đê, khi sử dụng các khu chậm lũ, phân lũ, tràn đê, hành lang thoát lũ

3 Phạm vi không gian rộng lớn của đồng bằng sông Hồng đã được nghiên cứu

Trên cơ sở số liệu đã thu thập, số lượng tối đa sông, nhánh sông, đoạn sông được tập hợp trong hệ thống sông Hồng - Thái Bình để nghiên cứu Mạng lưới sông Hồng - Thái Bình đã được kéo dài lên thượng nguồn sông Đà để có thể khảo sát được vai trò của hệ thống bậc thang đập thuỷ điện Lai châu – Sơn la – Hoà bình đến việc kiểm soát lũ lụt Thượng nguồn một số nhánh sông khác cũng được đưa vào mô hình sau khi đã thu thập và sử lí số liệu

Hệ thống sông Hồng - Thái Bình ở hạ du đã được kéo dài ra vùng cửa sông - ven biển để nghiên cứu tương tác lũ - triều - nước dâng do bão

Trên cơ sở số liệu địa hình thu thập được, hệ thống sông Hồng - Thái Bình sẽ được liên kết với vùng đồng bằng rộng lớn qua đê và các công trình kiểm soát lũ lụt khác, nhằm mục đích xây dựng các bản đồ ngập lụt, đánh giá tổng thể phương án kiểm soát lũ lụt, xây dựng kế hoạch hành động khẩn cấp

4 Kết nối các công nghệ dự báo và công cụ hỗ trợ ra quyết định vào một hệ thống

thống nhất là một cách tiếp cận mới so với các nghiên cứu trong nước trước

đây

Trong khuôn khổ của đề tài, các mô hình thuỷ văn xác định dòng chẩy từ mưa được kết nối với hệ thống nhằm cung cấp lưu lượng đầu vào

Mô hình số tổ hợp lũ lớn cũng được tích hợp vào hệ thống để đánh giá các phương án phòng tránh

Mô hình dòng chảy 2 chiều vùng cửa sông ven biển được kết nối với hệ thống nhằm cung cấp điều kiện biên hạ du

Các mô hình dòng chảy 2 chiều và giả 2 chiều được kết nối với hệ thống nhằm đánh giá tình trạng ngập lụt, hiệu quả các phương án phòng tránh, xây dựng kế hoạch phòng cứu hộ

Các mô hình dòng chảy do vỡ đập 1 và 2 chiều được kết nối với hệ thống

để đánh giá tình trạng ngập lụt và xây dựng kế hoạch hành động khẩn cấp Mô hình kinh tế xã hội đánh giá tác động của ngập lụt kết nối với hệ thống cũng đã được thử nghiệm

5 Nhiều kỹ thuật hiện đại đã được sử dụng trong khuôn khổ đề tài Đó là kỹ

thuật viễn thám, kỹ thuật hiển thị trên máy tính, hệ thống thông tin địa lý, công nghệ mô phỏng số v.v

Đề tài đã cố gắng từng bước đưa các kết quả nghiên cứu vào ứng dụng trong thực tế Ngân hàng dữ liệu phục vụ nghiên cứu lũ lụt đồng bằng sông Hồng đã

được chuyển giao cho nhiều cơ quan như Cục Phòng chống lụt bão và quản lí đê

điều, Viện Khoa học Thuỷ lợi Phần mềm và công nghệ dự báo lũ lụt ngắn hạn đã

được chuyển giao cho Cục Phòng chống lụt bão và quản lí đê điều, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia Đặc biệt, trong các mùa lũ năm 2002, 2003,

2004, từ 15/6 đến 15/9, theo đề nghị của Uỷ ban Phòng chống Lụt Bão Trung

ương, tập thể cán bộ tham gia đề tài đã hàng ngày thực hiện công tác dự báo lũ trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình phục vụ công tác điều hành hồ Hoà bình và các biện pháp kiểm soát lũ lụt khác

Nhìn chung, tập thể cán bộ tham gia đề tài đã cố gắng hoàn thành có chất lượng các nhiệm vụ được giao Các kết quả được trình bầy trong báo cáo tổng tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài và 4 báo cáo chuyên đề

Báo cáo tổng kết gồm 3 phần:

A Quy luật hình thành lũ lớn và đặc biệt lớn ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình, nguyên nhân gây ra sự gia tăng lũ lụt do các yếu tố tự nhiên và con người

B Cơ sở khoa học của các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực và mô hình đánh giá

ảnh hưởng của lũ lụt đối với sự phát triển kinh tế-xã hội

C Sử dụng các mô hình vào việc xây dựng công nghệ dự báo ngắn hạn lũ lụt

và cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể phòng chống lũ lụt và kế hoạch cứu

hộ trong trường hợp khẩn cấp ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình

Báo cáo tổng kết được chia thành 2 tập Tập 1 trình bày các phần A) và B) Tập 2 trình bày phần C Các kết quả chính của Đề tài được trình bày trong báo cáo tóm tắt này

Cùng với báo cáo tổng kết, đề tài đã hoàn thành 4 báo cáo chuyên đề sau:

1 Quy luật hình thành lũ lớn và đặc biệt lớn ở đồng bằng sông Hồng – Thái Bình, nguyên nhân gây ra sự gia tăng lũ lụt do các yếu tố tự nhiên

và con người

2 Cơ sở khoa học của các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực

3 Đánh giá ảnh hưởng của lũ lụt đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của vùng châu thổ sông Hồng

4 Cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể phòng chống lũ lụt và kế hoạch cứu hộ trong trường hợp khẩn cấp

Báo cáo chuyên đề số 2: Cơ sở khoa học của các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực

được chia thành 5 quyển:

Quyển 1: Mô hình thuỷ văn

Quyển 2: Mô hình thuỷ lực 1 chiều mở rộng

Quyển 3: Mô hình thuỷ lực hai chiều

Quyển 4: Mô hình thuỷ lực kết nối 1 chiều và 2 chiều

Quyển 5: Mô hình 1D và 2D mô phỏng dự báo tình trạng ngập lụt khi vỡ

đập, đê

Trong quá trình thực hiện, đề tài đã nhận được sự giúp đỡ, quan tâm và cộng tác của nhiều cơ quan quản lí, nghiên cứu và triển khai trong và ngoài nước Nhân dịp này, thay mặt tập thể cán bộ tham gia đề tài, xin chân thành cảm ơn

Bộ Khoa học và Công nghệ, Chương trình “Bảo vệ Môi trường và Phòng chống thiên tai”, mã số KC.08 đã giao nhiệm vụ; Viện Cơ học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam - cơ quan chủ trì đề tài đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn các tập thể cán bộ các cơ quan đã cùng với Viện Cơ học tham gia thực hiện đề tài, đó là Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, Cục Quản lí Đê diều và Phòng chống Lụt bão thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn; Trung tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ văn quốc gia, Viện Khí tượng Thuỷ văn thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, Viện Địa chất thuộc Viện Khoa học

và Công nghệ Việt nam, Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Vùng thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quốc tế thông qua Chương trình FLOCODS do Cộng đồng châu Âu tài trợ giai đoạn 2001-2004

A Quy luật hình thành lũ lớn và đặc biệt lớn

ở đồng bằng sông hồng - thái bình, Nguyên nhân gây ra sự gia tăng lũ lụt

Do các yếu tố tự nhiên và con người

giới thiệu chung

Lũ lụt là một trong các loại thiên tai gây ra thiệt hại to lớn Ngoài việc làm chết người, lũ lụt còn tàn phá các thành quả kinh tế - xã hội như mùa màng, nhà cửa, đường sá, bến cảng, trường học, bệnh viện, hồ chứa nước, đê, đập , phá hoại môi trường sinh thái

Thiệt hại do lũ lụt gây ra trên thế giới và ở Việt Nam là rất lớn và có chiều hướng gia tăng Trên thế giới trong thập kỷ 60 có 151 trận lũ lớn làm chết 24.000 người, trong thập kỷ 70 có 222 trận lụt lớn làm chết 47.000 người

Theo xếp loại về mức độ thiên tai của Trung tâm phòng tránh thiên tai Châu

á thì lũ lụt ở nước ta, đặc biệt ở đồng bằng sông Hồng xếp vào loại thiên tai với mức độ cao Chỉ tính trong vòng 10 thế kỷ (từ thế kỷ 10 đến thế kỷ 19), đã có tới

188 năm có lũ lớn làm vỡ đê sông Hồng gây lụt nghiêm trọng Điển hình là các trận lụt do vỡ đê vào các năm: 1814, 1824, 1835, 1872, 1879, 1893 Trong thế kỷ

19 có 26 năm vỡ đê tả ngạn sông Hồng thuộc tỉnh Hưng Yên, trong đó đê Văn Giang vỡ 18 năm liền (1871-1887) Trận lụt năm 1893 với mực nước đỉnh lũ tại

Hà Nội khoảng 13 m, đã để lại dấu ấn khủng khiếp trong dân chúng vùng châu thổ Từ năm 1905 đến 1990 ở hạ lưu sông Hồng và sông Thái Bình đã xảy ra vỡ

đê 20 lần, trong đó hai trận lũ, lụt xảy ra vào 8-1945 và 8-1971 là nghiêm trọng nhất Trận lũ 8-1945 làm vỡ đê ở 52 quãng với tổng chiều dài 4180 m, 312.100 ha hoa màu bị ngập, khoảng 2 triệu người chết lụt và chết đói Trận lũ 8-1971 là trận lũ lớn nhất ở sông Hồng trong vòng 100 năm qua Nước lũ đã tràn qua 300

đoạn đê với tổng chiều dài hơn 400 km và làm vỡ đê ở nhiều nơi như vỡ đê sông

Đuống tại Cống Thôn, đê sông Đà tại Khê Thượng; sông Thái Bình cũng bị vỡ đê ở Thống Nhất, Ba Tổng, Nhất Trai, Lai Vu Tổng diện tích bị ngập lên tới hơn 250.000 ha, trong đó diện tích mất trắng là 162.598 ha; số dân bị ảnh hưởng lên tới 2,71 triệu người, tổn thất trực tiếp khoảng hơn 1 tỷ đồng, tương đương khoảng

7 triệu tấn thóc

Lũ lụt là hiện tượng tự nhiên, vừa mang tính quy luật vừa mang tính ngẫu nhiên Lũ lụt ở đồng bằng Bắc Bộ là do ảnh hưởng tổ hợp của các điều kiện địa lý

tự nhiên và các hoạt động của con người trên lưu vực

Theo số liệu thống kê cho thấy có khoảng 70% số thiên tai là do các hiện tượng khí tượng, thuỷ văn cực đoan gây ra Biến đổi khí hậu là nhân tố biến đổi

chậm Nhiều đánh giá cho rằng con người đã đóng góp đáng kể vào quá trình biến

đổi này mà nguyên nhân chủ yếu là hiện tượng phá rừng và làm huỷ hoại môi trường

Một nguyên nhân khác là bầu khí quyển của chúng ta đang gặp phải hai mối đe doạ lớn, đó là tác động của các chất khí nhà kính dẫn tới sự thay đổi khí hậu toàn cầu, làm đảo lộn các điều kiện tự nhiên, ảnh hưởng tới sản xuất sinh hoạt, sức khoẻ của con người và mối đe doạ do những hoá chất thải vào vũ trụ gây

ra sự suy giảm tầng ôzôn, uy hiếp mọi sinh vật trên trái đất Các thiên tai ngày càng gia tăng do sự xuất hiện nhiều các hình thái khí hậu cực đoan đã gây ra những trận mưa lũ lớn hoặc hiện tượng khô hạn kéo dài

Mức độ suy thoái môi trường hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã đến mức báo động Những hậu quả của sự suy thoái môi trường biểu hiện đáng chú ý là:

ư Số trận bão ảnh hưởng đến Việt Nam tăng lên

ư Tiết mùa khí hậu có thay đổi, mưa lũ dị thường, cực đoan đã xảy ra ở nhiều nơi Một số vùng bị hạn hán nghiêm trọng đã làm cho nhiều dòng sông bị cạn kiệt, thiếu nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, có nơi không

đủ nước cho người và gia súc

"Nghiên cứu nguyên nhân hình thành và các nhân tố tác động đến gia tăng nguy cơ lũ lụt trên hệ thống sông Hồng” nhằm mục đích nâng cao hiểu biết các quy luật đặc điểm của lũ lụt và xây dựng Qui hoạch phòng chống lũ, tránh được

tác hại của lũ cũng như hạn chế việc gia tăng lũ lụt ở đồng bằng sông Hồng

chương 1 - Quy luật hình thành lũ, các yếu tố tự nhiên

gây lũ lụt trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật lũ lụt trên hệ thống sông

Hồng

Sông Hồng lớn thứ hai ở Việt Nam, sau sông Cửu Long, có giới hạn từ

20-25,5oN, 100-106oE; phía bắc giáp lưu vực Trường Giang; đông bắc giáp sôngKỳ

Cùng, Bằng Giang, Thái Bình và vịnh Bắc Bộ; tây giáp Cửu Long và tây nam

giáp sông Mã

Sông Hồng bắt nguồn từ núi Ngụy Sơn, Vân Nam, Trung Quốc, diện tích lưu

vực là 155.000 km2 (thuộc Trung Quốc - 53,3%, Việt Nam - 46,7%), chiếm một khu

vực rộng lớn từ vùng núi cao Tây Bắc đến giáp vịnh Bắc Bộ - khu vực đông dân

cư, có tiềm năng kinh tế lớn Lưu vực sông dài, hẹp ở thượng nguồn, mở rộng ở

phần Việt Nam Núi cao, bị chia cắt mạnh tạo địa hình đón gió từ biển gây mưa

lớn, dòng chảy phong phú Sông Đà là nhánh lớn nhất, sau đó là nhánh Thao, Lô

(Bảng 1) Mạng lưới sông trên lưu vực khá dày, thường 1-1,5 km/km2; có khoảng

500 sông suối, riêng sông Đà có tới 188 sông suối nhỏ, mỗi sông dài trên 10km

Bảng 1 Phân bố diện tích và độ cao trung bình lưu vực sông Hồng

Tên sông Diện tích (km2) Phần trăm (%) Độ cao trung bình

Trong vùng nhiệt đới gió mùa, lưu vực sông Hồng nóng, ẩm, mưa nhiều

Nhiệt độ trung bình 15-210C ở phần thuộc Trung Quốc và 16-240C ở phần Việt

Nam Mưa lũ trên lưu vực sông Hồng - Thái Bình do nhiều loại hình thời tiết gây

nên Mỗi loại hình thời tiết có ảnh hưởng khác nhau tới từng vùng và do đó tình

hình lũ trên sông Hồng phụ thuộc vào diễn biến của các hình thế thời tiết cùng tổ

hợp của chúng Lượng mưa lưu vực sông Hồng khá phong phú, trung bình lưu vực

là 1500 mm; phân bố không đều, phần thuộc Trung Quốc ít mưa, đạt

750-1036mm, phần ở Việt Nam, lượng mưa trung bình đến Sơn Tây đạt 1925mm Các

trung tâm mưa lớn nhất là Bắc Quang - 4765mm, Mường Tè - 2.800mm, Hoàng

Liên Sơn - 3000mm Lượng bốc hơi năm không đều: phía Trung Quốc nhiều hơn

(Nguyên Giang - 3010mm, Vân Sơn - 2000mm), phần Việt Nam, bốc hơi ít hơn

(Lai Châu - 733mm, Lào Cai - 637mm)

Nguồn nước sông Hồng dồi dào, nhưng phân bố không đều, mùa lũ chiếm trung bình 78% lượng nước năm Tháng VII, VIII là tháng lũ chính vụ, thường xảy ra lũ lớn nhất năm Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc tháng X, trùng với mùa mưa, song, có khi bắt đầu từ tháng V trên thượng lưu Lô, Gâm với tần suất 23-43% (Hàm Yên, Tuyên Quang, Chiêm Hoá) Trên sông Thao, Đà, số năm

lũ muộn (tháng VII mới xuất hiện) chiếm 24-33% (Yên Bái, Sơn Tây) và 7-10% (Lai Châu, Hoà Bình) Lũ kết thúc tương đối đồng bộ, vào tháng X, riêng thượng nguồn sông Đà, Thao, mùa lũ kết thúc muộn, vào tháng XI chiếm 40-52% (Bảng 2)

Dòng chảy lũ phân bố không đều, tháng đầu và cuối mùa có lượng dòng chảy chiếm 10-15%, các tháng chính vụ (tháng 7, 8), tới 20-35% lượng nước năm Trên các sông chính, tháng 8 có lượng lũ lớn nhất, đạt 20-25% lượng nước năm [1-6]

Bảng 2 Tần suất (%) bắt đầu và kết thúc mùa lũ trên hệ thống sông

Lưu lượng đỉnh lũ lớn, trên sông Hồng tại Sơn Tây đỉnh lũ năm 1971 là 37800m3/s, mực nước đỉnh lũ cao nhất tại Hà Nội xảy ra vào 19/VIII/1971 là 14,64 (hoàn nguyên và theo cao độ mới) Sông Đà tại Hòa Bình, năm 1945, lưu lượng lớn nhất là 21000m3/s (tính toán); năm 1996, lưu lượng lớn nhất đến hồ là 21500m3/s (trong tự nhiên là 20000m3/s), lũ phức tạp nhất, 3 đỉnh cao liên tiếp, tổng lượng trận lũ lớn nhất từ 1902 đến nay

Tính đồng bộ của lũ trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình không cao: ít khi xảy ra mưa lớn trên toàn lưu vực và chưa xảy ra trường hợp lũ lớn nhất đồng thời xuất hiện trên các lưu vực Tổ hợp lũ trong 3 trận lũ lớn tại hạ lưu sông Hồng (1971, 1945, 1996):

ư Lũ lớn nhất trong gần 100 năm qua là lũ tháng 8/1971, là tổ hợp lũ lớn nhất trên sông Lô và lũ lớn nhất trên sông Thao với lũ lớn trên sông Đà

ư Lũ tháng 8/1945 lớn thứ hai, là tổ hợp lũ lớn nhất trên sông Đà gặp lũ trung bình trên sông Lô và sông Thao

ư Lũ tháng 8/1996 là tổ hợp lũ thuộc loại lớn nhất trên sông Đà với lũ ở mức trung bình của sông Thao và lũ lớn trên sông Lô gây ra lũ lớn thứ 3 trên sông Hồng

Dòng chảy lũ sông Đà đóng góp một phần đáng kể tạo lũ lớn ở hạ lưu sông Hồng Lượng lũ sông Đà trong điều kiện tự nhiên chiếm khoảng 38-67%, trung bình khoảng 51%, lượng lũ sông Hồng tại Sơn Tây Dòng chảy sông Thao hoặc Lô thường chiếm 20 - 25% dòng chảy sông Hồng Tuy nhiên, tuỳ theo tình hình mưa

và điều kiện mặt đệm trong các năm mà dòng chảy sông Đà có khi chiếm tới trên 60%; hoặc sông Lô, Thao có khi chiếm tới trên 30% mỗi sông Modun đỉnh lũ các sông nhánh trên lưu vực sông Hồng thuộc loại tương đối lớn Modun đỉnh lũ sông

Đà trên phần lãnh thổ thuộc Việt Nam có xu hướng tăng dần trên phần lưu vực

từ Lai Châu về Hòa Bình (Lý Tiên Độ (TQ): 513 l/s.km2, Lai Châu: 420 l/s.km2, Hòa Bình: 440 l/s.km2) Trên sông Lô, modun đỉnh lũ tại Hà Giang: 400 l/s.km2, Hàm Yên: 460 l/s.km2, Chiêm Hoá: 376 l/s.km2, Tuyên Quang: 403 l/s.km2, Thác Bà: 396 l/s.km2, Phù Ninh: 410 l/s.km2; trên sông Thao, Lào Cai: 205 l/s.km2, Yên Bái: 215 l/s.km2

Theo số liệu từ 1902 đến 1998, lũ 1971 là lũ lớn nhất đã xảy ra trên sông Hồng với lưu lượng lớn nhất tại Sơn Tây là 37 800 m3/s, mực nước cao nhất (theo cao độ mới) tại Hà Nội là 14,64m (thực đo khi có phân, chậm lũ là 13,97m) và tại Phả Lại là 8,1m (thực đo khi vỡ đê, là 7,21m) với điều kiện lòng dẫn năm 1971

Đến nay, chưa thấy xảy ra tổ hợp lũ bất lợi nhất của sông Hồng Tuy

nhiên, phải đề phòng khả năng khi cả 3 sông nhánh đều xảy ra đồng thời lũ đặc biệt lớn hoặc lũ lịch sử Với tổ hợp lũ bất lợi trên sẽ xảy ra lũ nguy hiểm ở hạ lưu sông Hồng mà công tác dự báo sẽ gặp những khó khăn rất lớn phải vượt qua để phục vụ công tác phòng tránh

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật dòng chảy lũ trên lưu vực sông

Đà

Lưu vực Sông Đà có diện tích 52.900km2, hẹp, kéo dài theo hướng tây

bắc-đông nam tới 380km, rộng trung bình 80km, phần thuộc địa phận Việt Nam có diện tích là 26800km2, chiếm khoảng 50,7% diện tích toàn lưu vực Lòng chính ở thượng lưu hẹp, nhiều thác ghềnh; ở hạ lưu, lòng sông mở rộng, độ dốc sông trung bình là 3,58% Độ cao bình quân lưu vực là 965m, độ dốc bình quân là 36,8%

Đường phân thủy phía đông của lưu vực là dãy núi Hoàng Liên Sơn, Pu Luông với

đỉnh cao từ 2500-3000m Phía tây có dãy núi cao Phu Huổi Long, Phutama, Phu Tung và Phu Sang Phía bắc có dãy núi cao Pusi-Lung và Ngũ Đài Sơn, phía đông

nam là vùng núi thấp Ba Vì, Viên Nam và Đối Thôi Địa hình lưu vực là dạng núi

và cao nguyên đều cao, chia cắt mạnh theo chiều thẳng đứng; các dãy núi, cao nguyên và thung lũng xếp song song theo hướng tây bắc-đông nam

1.1.1 Đặc điểm mưa gây lũ

Sự sắp xếp song song của địa hình núi, cao nguyên và thung lũng sông có tác

động rõ rệt tới khí hậu trên lưu vực Dãy núi cao Hoàng Liên Sơn - Puluông như một bức tường tự nhiên ngăn cản và làm suy yếu ảnh hưởng của gió đông bắc Các dãy núi cao ở biên giới Việt-Lào lại tạo ra hiệu ứng fơn đối với gió mùa tây nam Điều kiện địa hình và vị trí của lưu vực đã qui định khí hậu với hai mùa: mùa đông khô lạnh, mùa hè nhiều mưa ở vùng cao và khô nóng ở vùng thấp

Mưa lớn trên lưu vực thường bắt đầu sớm, vào khoảng tháng VI, tháng VII Vùng bắc và tây bắc là vùng núi cao có khí hậu ẩm ướt đến rất ẩm, lượng mưa trung bình nhiều năm từ 1500 đến 2700mm, lượng mưa mùa hè (tháng V-IX) chiếm tới trên 70% tổng lượng mưa năm Vùng núi thấp Sơn La-Mộc Châu, mùa

hè chịu ảnh hưởng của gió mùa tây nam, lượng mưa trung bình năm thấp, chỉ

1100 đến 1500mm, trong đó lượng mưa mùa hè dưới 1000mm

Trên lưu vực sông Đà tồn tại những trung tâm mưa lớn như trung tâm mưa

ở sườn tây dãy Hoàng Liên Sơn thuộc các lưu vực sông nhánh Nậm Na, Nậm Mu, lượng mưa trung bình năm khoảng 2500mm (trên lưu vực Nậm Na- mưa trung bình năm tới trên 2000mm : tại Phong Thổ lượng mưa trung bình năm là 2202mm, PaTần 2997mm, Sình Hồ 2682mm; trên lưu vực Nậm Mu lượng mưa trung bình năm tới 2454mm, ở thượng lưu lên tới 2700-2800mm) Tại vùng phía tây dãy Hoàng Liên Sơn thấy rõ qui luật lượng mưa tăng theo độ cao lưu vực, mưa tập trung vào các tháng V-X, đặc biệt là các tháng VI-VIII; lượng mưa mùa

hè chiếm trên 90%, lượng mưa các tháng VI-VIII chiếm 50-60% lượng mưa năm Trung tâm mưa lớn tại phần lưu vực thuộc địa phận Việt Nam gần biên giới Việt-Trung là tâm mưa lớn nhất, lượng mưa năm thay đổi tùy từng vị trí từ 2400

đến 3000mm, mưa tập trung nhiều nhất vào các tháng VI-VIII

1.1.2 Đặc điểm dòng chảy lũ sông Đà

Địa hình núi cao, chia cắt mạnh, độ dốc lớn, thung lũng sâu, hẹp với lượng mưa lớn lại tập trung vào một vài tháng trong năm nên tạo điều kiện hình thành mạng lưới sông dày đặc, ít sông lớn, hướng của các dòng sông suối trùng với hướng của lưu vực Mật độ sông suối lớn nhất ở vùng núi phía tây Hoàng Liên Sơn lên tới 1,5-1,7km/km2 Phía hữu ngạn sông Đà, do có lượng mưa ít hơn đáng

kể so với các vùng khác nên sông suối thưa hơn, chỉ từ 0,5 đến 1,5km/km2, thường dưới 1,0km/km2

Trên sông Đà và các dòng sông nhánh như Nậm Na, Nậm Mu, các sông suối nhỏ đổ vào dòng chính thường phân bố đều dọc sông Vùng cao nguyên đá vôi mưa ít, sông suối thưa, dòng chảy nhỏ hơn

Nguồn sinh dòng chảy quan trọng nhất trên sông Đà nằm ở phần lưu vực thuộc vùng biên giới Việt - Trung và vùng sườn phía tây dãy Hoàng Liên Sơn, nơi

có môdun dòng chảy năm từ 30-40 l/s/km2 và hơn nữa ở các nơi khác trên lưu vực, lượng dòng chảy thường không vượt quá 20 l/s/km2 (Bảng 3) Dòng chảy sông tập trung vào các tháng mùa lũ, chiếm tới 69-78% tổng lượng dòng chảy năm Mùa lũ trên sông Đà thường bắt đầu vào tháng V, kết thúc vào cuối tháng

IX đầu tháng X Lũ lớn nhất thường xảy ra vào cuối tháng VII, nửa đầu tháng VIII Dòng chảy lũ trên sông Đà lớn, tập trung nhanh và không đồng bộ ở các phần khác nhau của lưu vực là một đặc điểm nổi bật nhất của dòng chảy sông Đà Trong điều kiện địa lý tự nhiên thuận lợi cho dòng chảy lũ hình thành trên các phụ lưu sông Đà, nhất là lưu vực Nậm Na, Nậm Mu hai phụ lưu lớn nhất bên tả ngạn, thường xuất hiện những trận lũ đặc biệt lớn gây tác hại nghiêm trọng Mô đun dòng chảy lũ lớn nhất đạt tới 2000-3000 l/s/km2 - thuộc loại lớn nhất ở Việt Nam Trên dòng chính, lượng dòng chảy lũ chiếm bình quân từ 77,6 đến 78,5% dòng chảy năm, dòng chảy tháng VIII- tháng có dòng chảy lớn nhất năm - chiếm tới 23,7% dòng chảy năm Dòng chảy lũ sông Đà thuộc loại lớn nhất trên hệ thống sông Hồng Mô đun đỉnh lũ tại Lai Châu là 324 l/s/km2 xảy ra vào các tháng VII năm 1966 và 428 l/s/km2 vào tháng VIII năm 1945 Mô đun đỉnh lũ tại Hòa Bình lên tới 454 l/s/km2 vào tháng VII năm 1964 Nhìn chung, trên đoạn sông từ Lai Châu về Hòa Bình thấy rõ quy luật tăng dần môdun dòng chảy cực

đại khi diện tích lưu vực tăng Điều này chứng tỏ rằng lượng gia nhập đáng kể ở phần lưu vực thuộc địa phận Việt Nam Tại Lai Châu, biên độ lũ lớn nhất đạt tới

25 mét, cao nhất ở Việt Nam, với cường suất lũ lên lớn nhất tới 77,4 cm/h Dòng chảy lũ tập trung nhanh như vậy nên công tác dự báo thủy văn gặp khó khăn lớn,

mà để giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải có một mô hình tương đối nhạy với qúa trình thay đổi dòng chảy trong sông

Trên cơ sở xác định thời gian truyền lũ trung bình ở các đoạn sông chính từ Mường Tè về tới Hòa bình và trên các phụ lưu chính Nậm Na, Nậm Mu, thấy rằng, trong mùa lũ, thời gian truyền lưu lượng có ít nhiều khác nhau khi lũ lên và

lũ xuống, tuy nhiên trong tính toán và dự báo có thể lấy thời gian trung bình truyền lũ từ Lai Châu về tới Tạ Bú là 12-18 giờ, từ Tạ Bú về tới Hòa Bình là 12-

24 giờ trong tự nhiên, hiện nay khi có hồ chứa Hòa Bình thời gian truyền lũ rút ngắn còn 6 - 12h tuỳ theo mực nước hồ Lưu ý rằng, thời gian truyền lũ trên các

đoạn sông chính và trên các phụ lưu còn phụ thuộc vào vị trí tâm mưa trên lưu vực

Như vậy, với điều kiện kỹ thuật thủy văn và điều kiện thông tin khí tượng thủy văn hiện có thì thời gian dự kiến thực tế của dự báo lưu lượng và mực nước tại trạm Tạ Bú trên sông Đà không thể vượt quá 18 giờ, tại Hòa Bình - không vượt quá 36 giờ Để kéo dài thời gian dự kiến của dự báo có thể sử dụng các thông tin về lượng mưa dự báo trong thời gian dự kiến ở các phần lưu vực khác nhau

Dự báo lượng mưa trong 24 giờ và 48 giờ tới, trong điều kiện hiện nay, thường kém chính xác cả về định tính và định lượng Do vậy, những trị số dự báo lưu lượng và mực nước trên sông Đà với thời gian dự kiến trên 36 giờ chỉ nên dùng để tham khảo hoặc chỉ nên xem như những nhận định khả năng

1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật dòng chảy lũ trên lưu vực sông Thao

Điều kiện địa lý tự nhiên, đặc biệt là đặc điểm KTTV lưu vực sông Thao, đã

được đề cập trong nhiều nghiên cứu [7-9] ở đây, chỉ hạn chế trong việc nêu những nét khái quát về lưu vực có liên quan trực tiếp tới nghiên cứu qúa trình hình thành dòng chảy

Sông Thao là dòng chính sông Hồng, bắt nguồn từ dãy núi Ngụy Sơn, Vân Nam, Trung Quốc Kể từ đầu nguồn tới Yên Bái sông dài 808km, tới Phú Thọ - 883km, tới Việt Trì là 924km Lưu vực sông Thao nằm kẹp giữa hai dãy núi cao, Hoàng Liên Sơn bên hữu ngạn và Con Voi bên tả ngạn, tạo hình lông chim dài và hẹp, trong đó ở địa phận Việt Nam lưu vực lệch hẳn về hữu ngạn, và rất hẹp bên tả ngạn Sườn dốc cao, độ dốc lớn nên tập trung nước khá nhanh cả trên lưu vực

và trong sông Diện tích lưu vực sông Thao tính tới Yên Bái là 48.000km2, tới Phú Thọ - 51.400km2 Diện tích khu giữa từ Bảo Hà về Yên Bái là 3.700km2 , đoạn sông dài 100km; từ Yên Bái về Phú Thọ là 3.400km2 với đoạn sông dài 75km Trên đoạn sông từ Bảo Hà về Yên Bái có nhiều sông nhánh, dốc đổ vào cả hai phía, song chỉ có 2 ngòi bên hữu ngạn là đáng kể: Ngòi Hút, diện tích 680km2 và Ngòi Thia, diện tích 1.520km2 Số sông nhánh trên đoạn Yên Bái - Phú Thọ nhiều hơn ở đoạn trên; có 4 ngòi lớn bên hữu ngạn là đáng kể: Ngòi Vân, Ngòi Lao, Ngòi

Lệ, sông Bứa (tới Thanh Sơn có diện tích 1.230km2 - chiếm 37% diện tích khu giữa)

1.2.1 Đặc điểm mưa gây lũ

Chế độ mưa gây lũ trên lưu vực sông Thao có liên quan mật thiết với hoạt

động của các hoàn lưu lớn phía đông, phía tây, phía bắc và phía nam Các hình thế thời tiết điển hình có khả năng gây mưa dẫn tới lũ vừa và lớn trên lưu vực là dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thuận nhiệt đới, xoáy thấp trên cao, rãnh thấp nóng phía tây, front lạnh trong tổ hợp hoạt động của chúng Lượng mưa trung bình nhiều năm mùa hè (tháng 6 đến 10) trên lưu vực có xu hướng giảm dần từ thượng lưu về hạ lưu phần lưu vực sông Thao thuộc Việt Nam: tại Sa Pa là 1853mm, Bảo

Hà là 1550mm, Yên Bái là 1512mm và Phú Thọ là 1192mm, trung bình của phần lưu vực thuộc Việt Nam là 1448mm

Lượng mưa phân bố rất không đều trên lưu vực ở phần lưu vực thuộc Việt Nam thường tồn tại vùng tâm mưa bao trùm diện hẹp, thường không quá 1000-1500km2, song tâm mưa thường không cố định, có thể ở vùng Lao Cai-Yên Bái, có khi ở hạ lưu sông Thao [7-9] Nhân tố địa hình đóng vai trò quyết định trong

phân bố mưa theo không gian ở lưu vực sông Thao Hiện nay, do số trạm mưa phân bố không đều và không đủ nên việc phân tích biến động của mưa theo không gian gặp khó khăn lớn Tuy nhiên, qua phân tích số liệu của gần 50 trận mưa lớn gây ra lũ vừa và lớn trong hơn 35 năm gần đây (1960-1993) cho thấy mưa lớn thường tập trung ở phần hữu ngạn, đặc biệt là ở hữu ngạn khu giữa Bảo

Hà - Yên Bái Chính vì vậy, lượng gia nhập khu giữa ở đây khá lớn, nhiều khi chiếm phần quan trọng trong hình thành lũ sông Thao Cũng có trận mưa với vùng mưa lớn tập trung ở hạ lưu, hoặc chỉ tập trung vào một vài khu vực nhỏ hẹp không qúa 100-200km2, mưa giảm nhanh khi ra vùng ngoại vi Nhìn chung, trên lưu vực sông Thao, mưa biến động mạnh theo không gian, có trận mưa, có mưa lớn ở vùng tâm mưa, song lại có nơi chỉ mưa nhỏ hoặc không mưa

Thời gian mưa, cường độ mưa trên lưu vực biến động mạnh tùy thuộc vào hoạt động của các hình thế thời tiết gây mưa Có trận mưa lớn, lượng mưa ngày tới 100-150mm, lượng mưa 2-3 ngày tới 200-400mm Cường độ mưa có khi đạt khá lớn, mưa 6 giờ có thể lên tới 100mm, trung bình là 30-50mm

Một đặc điểm khá nổi bật trên lưu vực sông Thao là vào cuối mùa lũ (tháng X), có những trận mưa lớn, tập trung ở trung và hạ lưu do xoáy thuận nhiệt đới hoặc front lạnh kết hợp với các hình thế khác gây ra, làm hình thành những trận

lũ vừa và lớn, có thể gây ngập lụt một số vùng

1.2.2 Đặc điểm dòng chảy lũ sông Thao

Mùa lũ trên sông Thao thường bắt đầu vào giữa tháng 5, kết thúc vào cuối tháng 10 với các trận lũ vừa và nhỏ kế tiếp nhau, đôi khi giữa các trận lũ là thời

kỳ nước thấp, kéo dài không qúa 10 ngày Dòng chảy mùa lũ thường biến động rất lớn Lũ lớn thường uy hiếp các thị xã và vùng thấp dọc sông

Lũ trên sông Thao chủ yếu do lũ thượng nguồn truyền về (từ phần lưu vực thuộc Trung Quốc) kết hợp với gia nhập khu giữa khá lớn do mưa ở khu giữa Lào Cai-Phú Thọ Việc phân tích lượng gia nhập khu giữa trong gần 50 trận lũ (1960-1993) cho thấy, gia nhập khu giữa khá lớn Có những trận lũ, lượng gia nhập khu giữa đóng vài trò quyết định làm thay đổi mực nước lũ tại Yên Bái và Phú Thọ,

đặc biệt là các trận lũ đầu và cuối mùa Chẳng hạn, trận lũ ngày 1/X/1983, lượng gia nhập khu giữa rất lớn, tại Ngòi Thia đỉnh lũ là 2230m3/s, tại Thanh Sơn - 1130m3/s và trận lũ ngày 13/X/1989 - tại Ngòi Thia là 1780m3/s, tại Thanh Sơn là 677m3/s, làm thay đổi rõ rệt chế độ dòng chảy vốn thấp và khá ổn định trên dòng chính phần thượng nguồn

Trong các trường hợp có lượng gia nhập khu giữa lớn ở các đoạn Bảo Hà - Yên Bái, Yên Bái - Phú Thọ, thường thấy hiện tượng đỉnh lũ ở các tuyến dưới xuất hiện sớm hơn so với sự xuất hiện đỉnh lũ tuyến trên, đồng thời quyết định trị

số đỉnh lũ ở tuyến dưới, chẳng hạn như trận lũ 12/VI/1989

Ngoài những đặc điểm trên, còn thấy một số đặc điểm khác, song ít tiêu biểu hơn Lượng mưa phân bố không đều trên lưu vực với vùng tâm mưa thường di

động, có khi tập trung ở hạ lưu, trung lưu hoặc thượng lưu đã tạo ra quá trình dòng chảy đặc thù, khác hẳn với qui luật dòng chảy trên các nhánh Đà, Lô [10] Mặt khác, do sườn dốc ngắn, độ dốc lớn nên nước mưa ở khu giữa tập trung vào dòng chính rất nhanh, giảm đáng kể vài trò điều tiết dòng chảy của lưu vực, làm cho mực nước lũ trong lòng chính biến động mạnh, thường khác hẳn quá trình dòng chảy ở trạm thượng lưu Trong nhiều trận lũ, không thể hiện rõ quy luật lưu lượng, mực nước tương ứng giữa qúa trình lũ tuyến dưới và tuyến trên

Thông thường, chỉ sau 1-2 giờ mưa lớn là lũ đã xuất hiện trên dòng chính và

lũ lên rất nhanh Cường suất lũ lên lớn nhất trên sông Thao tại Bảo Hà lên tới 234cm/6 giờ, Ngòi Thia - 234cm/6 giờ, Yên Bái - 90cm/6 giờ, Thanh Sơn - 213cm/6 giờ và Phú thọ 122cm/6 giờ (trận lũ ngày 23/VII/1980) Có trận lũ, thời gian lũ lên rất ngắn, có khi chỉ 36 giờ là lũ lên tới đỉnh khá cao rồi lại xuống nhanh Tuy nhiên, cũng có trận lũ lên kéo dài hơn 7 ngày (trận lũ lịch sử ngày 8/VIII/1968);

đỉnh lũ cao nhất đã quan trắc được tại Yên Bái là 3494cm (VIII/1968) và tại Phú Thọ là 2084cm (VIII/1971)

Khả năng điều tiết dòng chảy của lòng dẫn các đoạn sông từ Bảo Hà về Yên Bái, Yên Bái - Phú Thọ khá lớn Khi mực nước tại Yên Bái trên 30m (trạm Tuần Quán) hoặc trên 31 mét (tại trạm Âu Lâu) thì có hiện tượng nước lũ tràn vào thị xã Yên Bái và các vùng xung quanh Duới Yên Bái, nước cũng tràn vào các vùng thấp, bãi ven sông làm cho đỉnh lũ ở hạ lưu bẹt đi rõ rệt Điển hình của việc tràn,

vỡ đê là hai trận lũ lịch sử tháng VIII/1968 và VIII/1971, làm đỉnh lũ tại Yên Bái bẹt đi, tại Phú Thọ bẹt đi rất nhiều Mức độ bẹt lũ tuy phụ thuộc vào gia nhập khu giữa, song nếu gia nhập khu giữa giảm nhanh thì cho dù mực nước tại tuyến Bảo Hà hoặc Yên Bái có lên với biên độ 1-2 mét thì mực nước tuyến dưới Yên Bái hoặc Phú Thọ thường vẫn giữ nguyên xu thế xuống, hoặc giao động không đáng

kể, chẳng hạn như trận lũ 1/X/1983 và 5/IX/1985

Trường hợp khi trên sông Đà, Lô có lũ vừa, lớn, mà trên sông Thao không có

lũ, hoặc lũ nhỏ thì ở đoạn sông hạ lưu (Phú Thọ - Việt Trì) còn chịu ảnh hưởng của nước vật từ ngã ba lên Nếu gia nhập khu giữa nhỏ, thì cùng một mực nước tại Yên Bái, thường thấy mực nước tương ứng tại Phú thọ lớn hơn khi mực nước sông Hồng tại Việt Trì lớn (và ngược lại), ví dụ, trong trận lũ 8/X/1986 Trong những năm gần đây, khi hồ Hòa Bình hoạt động điều tiết cắt lũ cho hạ lưu thì

ảnh hưởng nước vật ở hạ lưu sông Thao cũng mạnh mẽ và rõ nét hơn [5,10,11,12] Thời gian truyền lũ trung bình từ tuyến Lào Cai về Bảo Hà là 6-9h, từ Bảo

Hà về Yên Bái là 12-15 h, từ Yên Bái về Phú Thọ là 15-18h còn từ Ngòi Thia về Yên Bái và Thanh Sơn về Phú Thọ là 3-6h Như vậy, thời gian dự kiến tự nhiên của dự báo từ Bảo Hà về Yên Bái không quá 15h, còn về Phú Thọ - không quá 24-

30h Việc khai thác thông tin mưa, lũ tuyến trên Bảo Hà để kéo dài thời gian dự kiến của dự báo các tuyến dưới có ý nghĩa thực tiễn nhất định

1.3 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật dòng chảy lũ trên lưu vực sông Lô

Sông Lô là một trong những phụ lưu lớn của sông Hồng Lưu vực sông Lô

được giới hạn phía đông là cánh cung Ngân Sơn và cánh cung sông Gâm, phía

đông nam là dãy Tam Đảo, phía tây là dãy Con Voi Chiều dài lớn nhất từ tây bắc xuống đông nam là 320km Hướng dốc chung của lưu vực sông Lô là tây bắc-đông nam Độ cao bình quân trong lưu vực sông Lô dao động từ 500-1000m, độ cao 200-300m trở lên chiếm khoảng (70-80%) diện tích lưu vực

Trong lưu vực sông Lô, các dãy núi lớn đều quy tụ về phía đông nam và mở rộng về phía bắc Các đơn vị địa mạo trên phản ánh khá rõ nét sự phân bố của nham thạch trong lưu vực Những vùng địa hình cao nhất, phân bố loại nham thạch rất chắc như Hoa cương, Gơ-Nai, đá vôi Những vùng núi và đồi thấp là diệp thạch và sa diệp mềm hơn, đây là loại nham thạch phân bố rộng rãi nhất Lưu vực dòng chính sông Lô có diện tích 13690 km2, dòng chính dài 470km, bắt nguồn từ cao nguyên Vân Nam chảy vào Việt Nam tại Thanh Thủy Thung lũng sông Lô rất hẹp, có nơi chỉ khoảng 4-5km, đoạn Hà Giang tới Bắc Quang lòng sông nhiều thác gềnh, sông rộng trung bình 40 - 50m Trung lưu sông Lô kể

từ Bắc Quang tới Tuyên Quang dài 108km, độ dốc đáy sông giảm còn 0,25m/km, thung lũng mở rộng dần, sông rộng trung bình 140m, chỗ hẹp nhất 26m, sâu trung bình 1-1,5m trong mùa cạn Đoạn này có 30 bãi thác gềnh Từ Vĩnh Tuy, sông Lô chảy theo hướng tây bắc-đông nam cho tới Tuyên Quang, tại đây sông Lô chảy qua một vùng đồng bằng Đệ Tam khá rộng Phía trên Tuyên Quang tại Khe Lau, sông Lô nhận sông Gâm là phụ lưu lớn nhất Hạ lưu sông Lô, có thể kể từ Tuyên Quang, thung lũng sông mở rộng, về mùa cạn, lòng sông rộng tới 200m và sâu tới 1,5 - 5m ở đoạn Tuyên Quang - Vụ Quang có sông Chảy gia nhập ở bờ phải, đoạn này thác gềnh không còn, chỉ có bãi nổi, độ dốc sông nhỏ Lưu vực sông Gâm có diện tích 17200km2, chiếm khoảng 44,1% diện tích của cả lưu vực sông Lô, sông dài 297km Đoạn từ Na Hang đến cửa sông dài 86km Thượng lưu sông Gâm, địa hình dốc từ tây bắc xuống đông nam, ở trung lưu, hạ lưu chuyển thành hướng gần Bắc Nam Độ cao bình quân lưu vực sông Gâm tới 877m, phía bắc và

đông bắc cao hơn cả, độ cao từ 200m trở lên chiếm 95% diện tích lưu vực, trong đó diện tích có độ cao 400-600m chiếm tới 35% [8]

1.3.1 Đặc điểm mưa gây lũ

Lưu vực sông Lô, nói chung ẩm ướt Do ảnh hưởng của độ cao mà nhiệt độ trung bình năm tăng dần từ cao xuống thấp và từ bắc xuống nam lưu vực Tính chất ẩm ướt của khí hậu thể hiện rõ nhất ở vùng Bắc Quang nơi địa hình dạng phễu, hội tụ gió đông nam do hướng thung lũng trùng với hướng gió thịnh hành,

hình thành tại đây một trung tâm mưa lớn nhất miền Bắc, chuẩn mưa năm tới 5043mm, trung tâm mưa rộng 1000km2, với 170 ngày có mưa trong năm, mưa tập trung vào mùa hè

Lưu vực sông Gâm ở khuất sau cánh cung Ngân Sơn và cánh cung sông Gâm, gió đông và đông nam ẩm ướt bị ngăn chặn tạo khí hậu lạnh và ít ẩm hơn

so với ở dòng chính sông Lô Mức độ che khuất khác nhau đối với từng vị trí trong lưu vực là nguyên nhân phân hóa thành các vùng khác nhau trong lưu vực: từ Bắc Mê trở lên có khí hậu khô và lạnh, lượng mưa trung bình năm 1100-1400mm; vùng trung lưu sông Gâm có khí hậu ẩm ướt hơn, lượng mưa trung bình năm tới 1800-2000mm [7,8]

Trên lưu vực sông Lô, mưa giảm dần từ trung lưu về hai phía thượng lưu, hạ lưu Lượng mưa tăng dần theo độ cao lưu vực, trong đó mức gia tăng trung bình chỉ khoảng 40mm/100 mét Tuy nhiên, quy luật tăng lượng mưa theo độ cao chỉ tồn tại ở dưới độ cao 500 mét, trên độ cao đó lượng mưa lại giảm dần theo độ cao, dưới ảnh hưởng của địa hình và tầm xa biển của vị trí trạm Trên lưu vực còn tồn tại một quy luật khác khá đặc trưng cho qúa trình phân bố mưa ở các lưu vực sông thuộc miền Bắc Việt Nam Dưới tác dụng của địa hình chắn gió và đón gió

mà lượng mưa năm và lượng mưa mùa lũ ở lưu vực sông, tăng dần theo tầm xa bờ biển vịnh Bắc Bộ, nhưng chỉ tới tầm xa nhất định (khoảng 200km - ngang tuyến Bảo Yên, Bắc Quang, Hà Giang) lượng mưa lại giảm đi nhanh chóng khi càng xa biển

1.3.2 Đặc điểm dòng chảy lũ sông Lô

a) Một số đặc điểm chung

Những quy luật phân bố mưa đã quyết định qúa trình hình thành mạng lưới sông suối và từ đó là tổng lượng nước mùa lũ cũng như cả năm trên lưu vực sông Lô [7,8]

Mật độ sông suối lưu vực sông Lô không đồng nhất giữa các vùng, từ cấp mật độ rất thưa đến rất dày (0,46 - 1,94km/km2) Phía tây và tây bắc lưu vực phân bố cấp mật độ dầy đến rất dầy là vùng núi cao và mưa nhiều nhất lưu vực Phía đông và đông bắc lưu vực với sa diệp thạch là chủ yếu, lượng mưa ít nên sông suối thưa thớt Có 162 sông với diện tích lưu vực dưới 100km2 và 44 sông có diện tích từ 100-500km2, chỉ có 10 sông có diện tích trên 500km2

Lưu vực dòng chính sông Lô có lượng nước trung bình nhiều năm lớn nhất so với các sông khác trong lưu vực, tổng lượng nước năm lên tới 31,9 km3 ứng với lưu lượng bình quân 1010 m3/s và môđun dòng chảy năm 25,9 l/s/km2 Lưu vực kéo dài với các vùng khí hậu khác nhau đã trực tiếp ảnh hưởng tới sự phân bố của dòng chảy sông ngòi Vùng thượng lưu ít nước nhất lưu vực, mô đun dòng chảy năm nhỏ, chỉ đạt 6,84 l/s/km2 ở trung lưu, dòng chảy lại nhiều nhất, phù hợp với trung tâm mưa lớn nhất miền Bắc, mô đun dòng chảy năm tại đây lên tới 40 - 60

l/s/km2 ở hạ lưu, mô đun dòng chảy năm lại giảm, còn khoảng 18-20 l/s/km2 Dòng chảy năm dao động ít, hệ số biến đổi của dòng chảy năm thay đổi từ 0,17 - 0,22 Nói chung, trên lưu vực sông Lô, mực nước và lưu lượng biến đổi nhanh, nước lũ có tính chất lũ miền núi rõ rệt Nước lũ sông Lô hàng năm đe dọa và gây lụt lội cho các vùng ven sông, như thị xã Hà Giang và thị xã Tuyên Quang đều bị ngập lụt khi có lũ lớn Mực nước lớn nhất tại tuyến Tuyên Quang của sông Lô vượt qúa độ cao trung bình của thị xã Tuyên Quang tới 3-4m Về mùa cạn, mực nước giảm xuống nhanh chóng, mực nước tại Tuyên Quang xuống thấp hơn mặt ruộng tới trên 10m

Trên phụ lưu sông Gâm, mật độ sông suối trung bình trên lưu vực từ 0,5-1,5 km/km2 Phía thượng lưu, mật độ sông suối thấp hơn cả, từ 0,5-1,0km/km2 ở vùng trung và hạ lưu, sông suối dày hơn, khoảng từ 1-1,5km/km2 Tổng số các phụ lưu có chiều dài trên 10km là 72 sông, trong đó 11 phụ lưu có diện tích trên

100 km2 Hầu hết các phụ lưu là những sông suối nhỏ

Sông Gâm ít nước hơn sông Lô tuy diện tích lưu vực sông Gâm lớn hơn diện tích lưu vực dòng chính sông Lô Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của sông Gâm khoảng 11km3, ứng với lưu lượng bình quân năm là 352 m3/s và mô đun dòng chảy năm là 20,5 l/s/km2 Dòng chảy lũ trên sông Gâm phản ánh đặc tính đa dạng của điều kiện địa lý thủy văn trong lưu vực Tháng VIII có dòng chảy lớn nhất và gấp khoảng 10 lần tháng có dòng chảy nhỏ nhất Ba tháng dòng chảy lớn nhất chiếm khoảng 51-61% lượng dòng chảy năm, xuất hiện vào tháng VI, VII, VIII Đặc trưng dòng chảy lớn nhất thường khác nhau ở các vùng, nhưng tính chất lũ núi thì thống nhất trên toàn lưu vực Mực nước, lưu lượng biến đổi nhanh,

và đạt giá trị lớn nhất trong một thời gian ngắn và xảy ra bất thường Về mùa cạn dòng chảy chủ yếu do nguồn nước ngầm cung cấp

b) Chế độ dòng chảy lũ và gia nhập khu giữa ở lưu vực

Dòng chảy sông Lô chia thành 2 mùa rõ rệt Mùa lũ kéo dài 5 tháng, từ tháng VI - X; trên các phụ lưu, mùa lũ ngắn hơn, khoảng 4 tháng, từ tháng VI-IX Lượng dòng chảy mùa lũ chiếm tới 73-74% lượng dòng chảy năm, trên các phụ lưu, lượng dòng chảy lũ chiếm tới 53% lượng dòng chảy năm Phía thượng lưu sông Lô, dòng chảy lớn nhất trong năm xuất hiện chậm hơn phía trung lưu Dưới

đây xét sơ lược lượng gia nhập khu giữa ở một số đoạn sông chính trên sông Lô

c) Đặc điểm truyền lũ và thời gian truyền dòng chảy

Đối với đoạn sông thiên nhiên, có nhiều phương pháp xác định thời gian truyền lũ khác nhau và nhìn chung chúng đều cho những kết qủa tương đối giống nhau

Việc xác định thời gian truyền lũ theo các điểm đặc trưng trên đường qúa trình lưu lượng (mực nước) của 38 trận lũ đặc trưng được chọn trong các năm từ 1975-1993 cho kết qủa chấp nhận được Phương pháp khá đơn giản và dễ dàng

Đoạn Hà Giang - Vĩnh Tuy, thời gian truyền lũ trung bình là 12 giờ xuất hiện nhiều nhất 15/38 trường hợp, nhưng có trận lũ thời gian chảy truyền chỉ 3 giờ, có trận thời gian chảy truyền 18 giờ Nhìn chung, thời gian truyền lũ khá ổn

định mặc dù lượng gia nhập ở đây tương đối lớn Trong tính toán có thể lấy thời

gian truyền lũ trung bình là 8 giờ

Trên đoạn Vĩnh Tuy - Hàm Yên, thời gian truyền lũ trung bình là 6 giờ, xuất hiện nhiều nhất 28/38 trường hợp Nhưng cũng có trận lũ có thời gian truyền lũ là

12 giờ, hoặc chỉ 3 giờ Thời gian truyền lũ khá ổn định ở đoạn này do lượng gia

nhập nhỏ lại ổn định Trong tính toán có thể lấy thời gian truyền lũ trung bình là

6 giờ

Đoạn Na Hang - Chiêm Hóa, thời gian truyền lũ thay đổi trong phạm vi từ 6-9 giờ, xuất hiện nhiều nhất, 25/38 trường hợp, nhưng có khi thời gian truyền lũ lên tới 12 giờ Trong tính toán có thể lấy thời gian truyền lũ trung bình là 8 giờ ở

đoạn này, giữa thời gian truyền lũ và lưu lượng nước tồn tại một quan hệ nhất

định

Đoạn Hàm Yên - Chiêm Hóa - Tuyên Quang Đỉnh lũ tại Tuyên Quang phụ

thuộc vào lũ sông nào lớn hơn, do đó khó xác định riêng thời gian truyền lũ ở từng

đoạn Chiêm Hóa - Tuyên Quang, Hàm Yên - Tuyên Quang Thực tế cho thấy có trường hợp đỉnh lũ Tuyên Quang xuất hiện trước đỉnh lũ Hàm Yên hoặc Chiêm Hóa, tùy thuộc vào qúa trình lũ ở đoạn sông Lô và sông Gâm Để xác định thời gian truyền lũ ở đoạn sông này đã xét 3 trường hợp : Thứ nhất - Dòng chảy sông Gâm góp phần quyết định trong việc hình thành dòng chảy lũ sông Lô tại Tuyên Quang, còn dòng chảy sông Lô tuyến Hàm Yên có thể xem như ở chế độ gần ổn

định Thứ hai - Dòng chảy lũ sông Lô tại Tuyên Quang hình thành chủ yếu bởi lũ

từ tuyến Hàm Yên truyền về, còn dòng chảy trên sông Gâm có thể xem như trong chế độ gần ổn định Thứ ba - Cả sông Lô và sông Gâm đều có lũ ở mức tương

đương nhau Hiển nhiên còn có những trường hợp khác (chiếm khoảng 10% số trận lũ), song không xét ở đây Trong ba trường hợp trên, trong 34 trận lũ điển hình chọn trong các năm từ 1976-1993 có 11 trận lũ thuộc trường hợp thứ nhất, 9 trận lũ thuộc trường hợp thứ hai, 14 trận lũ thuộc trường hợp thứ ba Với trường hợp thứ nhất, thứ hai, thời gian truyền lũ được xác định theo phuơng pháp điểm

đặc trưng trên đường qúa trình khá rõ ràng; thời gian truyền lũ ở hai đoạn sông khá ổn định và thay đổi trong phạm vi từ 6-9 giờ, tuy có trường hợp thời gian truyền lũ rút ngắn còn 3 giờ hoặc lên tới 12 giờ Ngược lại, với các trận lũ thuộc nhóm thứ ba cho thấy, thời gian truyền lũ không ổn định và thay đổi trong một phạm vi rộng từ 3 giờ đến 27 giờ, trung bình là 9 giờ Sự thay đổi thời gian truyền

lũ có thể do, trước hết, phương pháp xác định chưa phù hợp; thứ hai - thiếu tài liệu quan trắc từng giờ và thứ ba - qúa trình giao thoa sóng lũ ở đoạn sông hợp lưu có ảnh hưởng rõ rệt tới qúa trình truyền lũ Nhìn chung, kết qủa tính toán riêng ở cả hai đoạn sông cho thấy thời gian truyền lũ thay đổi trong phạm vi khá

rộng từ 3 đến 27 giờ, trung bình là 8 giờ

Bảng 3.a Một số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Hồng

1 Sông Đà

Đặc trưng dòng chảy năm

TT Lưu vực

Diện tích,

- 1,25 0,30 0,46 0,23 0,13

1170

1125

1550

1744 72,0 15,0

279

274 79,6 73,7

177

- 16,0 10,6 14,6 7,5 4,3

33,5 33,3 34,3 33,8 31,6 33,7 40,7 41,8 27,2 27,0 50,9 58,9 51,1 39,9 10,7 18,4 44,3

0,58 0,45 0,55 0,55 0,50 0,52 0,58 0,56 0,47 0,47 0,66 0,77 0,80 0,61 0,25 0,53 0,90

- 25,1

- 1,23 0,77 1,93 1,11

900 7,6

-

796

- 39,1 24,4 61,3 35,2

14,0 14,8

- 16,5

- 66,6 15,7 40,0 25,71

0,4 0,3

- 0,4

- 0,89 0,45 0,60 0,49

25,6 20,0 31,2 20,8 25,5 31,6 26,2 26,6 47,5 47,7

- 0,36 0,37 0,38 0,43 0,50 0,46 0,47 0,64 0,64

M,max l/s/km2

Qmin

m3

/s

Thêi gian

Mïa

lò

Mïa c¹n

27/4/63 2/5/80 8/5/60 16/5/69 5/5/69 14/5/66 4/5/80 13/5/66 8/5/60 28/4/60

77.4 77.2 77.6 74.7 66.5 73.2 73.9 70.4 72.1 71.8

22.6 22.8 22.4 25.3 33.5 26.8 26.1 29.6 27.9 28.1

69.0 90.0

- 7.20 3.78

1/6/58 4/5/80

- 9/3/80 26/6/63

71.3 71.0

- 76.4 71.5

28.7 29.0

- 23.6 28.5

18.4 53.0 47.0

102

128

16/6/77 8/5/60 14/5/66 12/4/67 8/5/60

73.9 73.9 73.7 74.3 72.3

26.1 26.1 26.3 25.7 27.7

Bảo Hà, Ngòi Thia-Yên Bái

Ngòi Thia-trạm Ngòi Thia

Yên Bái, Thanh Sơn-Phú Thọ

Na Hang - Chiêm Hóa

Hàm Yên - Tuyên Quang

Chiêm Hóa - Tuyên Quang

Tuyên Quang - Vụ Quang

Trên đoạn Tuyên Quang - Vụ Quang, thời gian truyền lũ từ 9- 15 giờ xuất

hiện nhiều nhất, 18/38 trường hợp, song có những trận chỉ 6 giờ, lại có trận tới 18 giờ Nhìn chung, thời gian truyền lũ khá ổn định, trung bình là 12 giờ

Với kết qủa tính toán thời gian truyền lũ trên đây có thể sơ bộ chấp nhận thời đoạn tính toán phù hợp trên lưu vực sông Lô là 6 hoặc 12 giờ tuỳ điều kiện số liệu lũ có thể thu được trong nghiệp vụ Như vậy, thời gian dự kiến tự nhiên của

dự báo lũ trên sông Lô tại Tuyên Quang không quá 30h (theo thông tin từ tuyến

Hà Giang) và 36-42h tại Vụ Quang Tuy nhiên, thời gian dự kiến tự nhiên của dự báo bị rút ngắn đáng kể, còn 18-24h khi vùng tâm mưa trong thời kỳ dự kiến nằm

ở hạ lưu sông Lô - tương tự như tình hình trên sông Thao

2 Điều kiện hình thành, vận động của lũ sông Thái Bình

2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật dòng chảy lũ trên lưu vực Sông Cầu

Lưu vực sông Cầu ở vĩ độ 21o7' đến 22020', kinh độ 105027' đến 106018'; bắt nguồn từ sườn núi Tam Đảo, huyện Chợ Đồn Sông dài 288 km, chảy chủ yếu theo hướng Tây Bắc -Đông Nam qua Thái Nguyên về vùng đồng bằngYên Phong Bắc Ninh và nhập vào sông Thái Bình ở Phả Lại Lưu vực có diện tích 6064 km2, chiếm 47% diện tích lưu vực sông Thái Bình, tính đến Phả Lại Sông ngòi trong lưu vực khá dày, cấu tạo thành một hệ thống mạng sông phức tạp lệch về phía hữu [6,13]

Sông Cầu có đường phân giới tương đối cao, cao nhất tới 1600 m Sườn núi thường dốc khoảng 30 - 40% Địa hình nhấp nhô phức tạp, núi không có hướng rõ rệt Toàn bộ lưu vực thoai thoải về hướng Nam Cao trình bình quân của lưu vực

đến Thái Nguyên là 100m Độ dốc bình quân lưu vực tính đến Gia Bẩy là 1,7%

Độ dốc bình quân lòng sông từ Thái Nguyên trở lên lớn hơn 1o/oo ; từ Thái Nguyên trở về hạ du độ dốc bình quân xấp xỉ 0,5 o/oo Lưu vực sông Cầu nằm trong đới kiến tạo sông An Châu, một phần của đới sông Lô và đới duyên hải; chủ yếu là đá trầm tích, sa thạch, diệp thạch và trầm tích Aluvi; hạ du chủ yếu là bồi tích Lưu vực có

3 loại địa mạo: đồng bằng, đồi và núi, song diện tích vùng đồi núi chiếm đại bộ phận diện tích lưu vực Thổ nhưỡng lưu vực sông Cầu phức tạp, phân chia theo các vùng và chủ yếu là granit và đá biến chất, phiến thạch biến chất, phiến thạch sét và gabơlô, sa thạch sét, phù sa cổ Phía trung và thượng du lưu vực là miền rừng, rừng nguyên thuỷ rất ít, đại bộ phận là rừng đã khai phá và phục hồi; trung và hạ du là đồi trọc, đồi úp bát, ruộng trồng lúa

Lưu vực sông Cầu nằm trong vùng khí hậu ẩm ướt nhiệt đới chịu ảnh hưởng của gió mùa đông Nam và đông Bắc Lượng mưa năm từ 1500-2000 mm; trung tâm mưa lớn nhất là sườn Tam Đảo - trung du sông Công Mùa mưa thường từ tháng 5 đến tháng 9 Lượng bốc hơi hàng năm từ 600 đến 1200 mm giảm dần từ hạ lưu lên thượng lưu và từ thấp lên cao

2.1.1 Đặc điểm mưa gây lũ

Trong số 38 đợt mưa xảy ra trên lưu vực, trong tháng VII và tháng VIII

xảy ra nhiều nhất (xem Bảng 4): 12 đợt, sau đó đến tháng IX

Bảng 4 Sự phân bố các đợt mưa theo cấp lượng mưa trong các tháng mùa lũ ở thượng lưu sông Cầu (1962 - 1992)

Số đợt Lượng mưa

VI

Tháng VII

Tháng VIII

Bảng 5 Sự phân bố các đợt mưa theo thời gian và theo cấp lượng mưa

do tác động của bão và ATNĐ trên sông Cầu (1962 - 1992 )

Số đợt Lượng mưa

VI

Tháng VII

Tháng VIII

2.1.2 Đặc điểm dòng chảy lũ sông Cầu:

Mùa lũ trên thượng lưu sông Cầu thường bắt đầu vào giữa tháng V kết thúc vào tháng X với nhiều trận lũ kế tiếp nhau

Trong số 38 đợt lũ trên lưu vực, trong tháng VII và tháng VIII xảy ra nhiều nhất: 27 đợt (Bảng 6), sau đó đến tháng IX có 6 đợt, tháng VI có 5 đợt

Cấp đỉnh lũ tại Thái Nguyên phổ biến ở mức 25,0 - 27,0m Những đợt lũ đặc biệt lớn với Hmax > 28,0 m chỉ xảy ra vào tháng VII, VIII, ( có 3 đợt): trận

26/VII/1983 có Hmax = 28,15m; trận 11/VIII/1968 có Hmax = 28,11m; trận 24/VII/1986 có Hmax = 28,08m Cấp lũ dưới 25,0 m thuộc loại lũ nhỏ, không nghiêm trọng, chiếm tỉ lệ không lớn: 8 đợt chiếm 21%, xảy ra ở hầu hết các tháng

Những trận lũ đặc biệt lớn thường do mưa chịu ảnh hưởng tổ hợp của nhiều loại hình thời tiết trong tháng VII, tháng VIII, với lượng mưa rất lớn, phạm vi rộng, thời gian mưa kéo dài

Cường suất lũ lên trung bình phổ biến ở mức 8 -14 cm/h (có 25 đợt/ 38), lớn nhất là 20,4 cm/h (24/VII/1971, 26/VII / 1973); nhỏ nhất là 4,1 cm/h (26/VIII /1984) Cường suất lũ lên tại Thái Nguyên phụ thuộc vào cường độ mưa Cường độ mưa lớn thì lũ càng lên nhanh Các trận lũ có cường suất lũ lớn hơn 15 cm/h đều xuất hiện vào tháng VI và VII (6 trận lũ)

Biên độ nước lên thường ở cấp 3,0-5,0 m chiếm 19 trong tổng số 38 đợt Chỉ

có trận ngày 7/IX /1981, biên độ lũ lên nhỏ nhất 1,9 m Biên độ lũ lên lớn nhất trong chuỗi số liệu 1962 - 1992 là 6,5 m (trận lũ 23/ IX /1990) Có 7 đợt lũ lên với biên độ tại Thái Nguyên là 5,0 m thuộc loại lớn đều do ảnh hưởng của các trận mưa có XTBLV > 150 mm

Thời gian lũ lên kéo dài từ 18h (26/VII/1973) đến 126h (26/ VII/1983) và hoàn toàn do thời gian mưa quyết định Thời gian lũ lên thường đồng thời hoặc sau thời gian mưa khoảng 6h Những trận lũ lên với biên độ lớn, đỉnh cao (Hmax > 27,5 m và ∆H > 5,0 m) thường có thời gian lũ lên là 50 - 60 h ở các trận lũ khác thời gian lũ lên phổ biến là 30 - 50h

Bảng 6 Sự phân bố lũ tại Thái Nguyên theo thời gian

HMAX (m) VI VII VIII IX X Tổng số %

28,0-28,2 0 2 1 0 0 3 8.0 27-28 1 3 2 1 1 8 21.0 26-27 1 4 1 0 1 7 18.4 25-26 1 5 2 3 1 12 31.6 24-25 2 1 2 2 0 7 18.4 23,9-24 0 0 1 0 0 1 2.6

2.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật dòng chảy lũ trên lưu vực sông Thương

Dài 157 km, bắt nguồn từ dãy núi Napa Phước cao 600m gần ga Bản Thi tỉnh Lạng Sơn, là một trong ba con sông hợp thành hệ thống sông Thái Bình, diện tích lưu vực là 3580 km2, chiếm 28,5 % diện tích lưu vực sông Thái Bình tính đến Phả Lại.Đường phân nước phía bắc là cánh cung Bắc Sơn, cao trung bình 600 m; phía đông và đông nam là cánh cung Đông Triều, cao trung bình khoảng 400 -

1000 m; phía tây là vùng đồi núi Yên Thế cao dưới 300 m, là đường phân nước giữa sông Thương và sông Cầu; tây nam là đồng bằng giáp với đồng bằng Sông Cầu cao dưới 25 m Độ cao trung bình lưu vực sông Thương là 190 m Hướng đông bắc - tây nam là hướng dốc chung của lưu vực Thượng lưu sông Thương kể từ nguồn tới quá Chi Lăng, thung lũng sông rất hẹp, độ rộng bình quân lưu vực chỉ khoảng 6km, độ dốc đáy sông tới 30o/oo Trung lưu kể từ Chi Lăng tới Bố Hạ, thung lũng mở rộng trên 30km, độ dốc đáy sông hạ thấp 2,3- 0,83o/oo Phụ lưu sông Hoá bên bờ tả, có đập Cấm Sơn; sông Trung bên bờ hữu Hạ lưu sông Thương kể từ Bố Hạ trở xuống, sông rộng trung bình từ 70-120m, độ dốc đáy sông chỉ còn 0,01o/oo; độ sâu trong mùa cạn từ 5-6m, tại đây sông Lục Nam nhập vào sông Thương ở bờ trái cách cửa sông Thương 9,5km Mạng lưới sông Thương kém phát triển nhất trong lưu vực Thái Bình, trung bình chỉ 0,82km/km2 Nói chung, rừng bị tàn phá kiệt quệ, chỉ trừ một số nơi trong khu vực có đá vôi hiểm trở và sườn tây của dãy núi Yên Tử là ít bị khai phá, còn lại là đồi trọc, savan, cỏ mọc [6,13]

Địa hình lưu vực sông Thương sắp xếp theo dạng nan quạt mở rộng về phía bắc và phía đông bắc tạo điều kiện thuận lợi cho gió mùa đông bắc xâm nhập Cánh cung Đông Triều cản gió mùa đông nam cho nên lượng mưa lưu vực sông Thương nhỏ hơn hẳn so với lưu vực sông Cầu và sông Lục Nam Lưu vực sông Thương là vùng tranh chấp giữa khí hậu sông Cầu và sông Lục Nam Sông Cầu chịu ảnh hưởng hoàn lưu phía tây và phía bắc nhiều hơn phía đông Sông Lục Nam chịu ảnh hưởng hoàn lưu phía đông mạnh hơn

Lượng mưa bình quân năm trên lưu vực khoảng 1200- 1600mm, tăng dần về phía tây, giảm dần về phía bắc Những tâm mưa lớn như Võ Nhai, Bắc Giang, Hữu Lũng Lượng bốc hơi bình quân năm từ 850-1000mm

2.2.1 Đặc điểm mưa gây lũ

Trong số 41 đợt mưa xảy ra trên lưu vực sông Thương, tháng VII, chiếm số

đợt nhiều nhất: 17 đợt, sau đó đến tháng VI: 9 đợt, rồi đến tháng VIII: 8 đợt (Bảng 7)

Cũng như trên lưu vực sông Cầu, sông Lục Nam, cấp lượng mưa 100 - 200

mm xảy ra nhiều hơn cả, chiếm 22 đợt, rồi đến cấp 50 - 100 mm (13 đợt) Những

đợt mưa lớn hơn 200mm, xảy ra rất ít, chỉ có 3 đợt và đều vào tháng VII, tháng

chính của mùa lũ Trận mưa lớn nhất trong chuỗi số liệu trên thượng nguồn sông Thương ( tính đến Cầu Sơn ) xảy ra ngày 24/ VII / 1986 với XTBLV = 287 mm

Bảng 7 Sự phân bố các đợt mưa theo thời gian

và theo cấp lượng mưa ở thượng lưu sông Thương

Số đợt Lượng mưa

VI

Tháng VII

Tháng VIII

đợt Trong tháng X hầu như không có lũ trên sông Thương Như vậy, mùa lũ trên sông Thương bắt đầu sớm hơn và kết thúc sớm hơn sông Lục Nam

Đỉnh lũ tại Cầu Sơn biến đổi từ 11,75 m (13/IX/1987) đến 17,87 m (1937), không lớn như đỉnh lũ tại Chũ ( sông Lục Nam )

Bảng 8 Sự phân bố lũ tại Cầu Sơn theo thời gian

Hmax (m) VI VII VIII IX X Tổng số

Cấp đỉnh lũ tại Cầu Sơn phổ biến ở mức 12-15 m với 40 đợt (57 %), chủ yếu vào tháng VI, VII

Từ năm 1962 đến nay, chỉ có 3 đợt lũ với đỉnh lũ lớn hơn 16 m: 16,87 m (24/ VII/ 1986); 16,01 m (14/ VI/ 1989); 16,45 m (25 / VII/ 1992)

Các trận lũ lớn và đặc biệt lớn có Hmax > 15,0 m đều xảy ra vào tháng VI và tháng VII

Đỉnh lũ thường xuất hiện sau khi xảy ra lượng mưa lớn nhất (thời gian bắt

đầu mưa lớn) khoảng 18-23h

Cả 3 trận lũ đặc biệt lớn xảy ra tại Cầu Sơn đều do ảnh hưởng của bão và ATNĐ với lượng mưa ở tâm 250 - 350 mm và XTBLV = 200 -300 mm

Cường suất lũ lên trung bình dao động từ 1,6 cm/h (18/VII/1980) đến 19,2 cm/h (9/VIII/1964), phổ biến ở mức: 3 -10 cm/h (chiếm tỉ lệ 36/51) Số lần có cường suất lũ lên lớn hơn 10 cm/h chiếm tỉ lệ rất ít, chỉ có 4 đợt

Trong điều kiện địa hình thấp, độ dốc lưu vực nhỏ, địa hình đá vôi phân bố rộng rãi, khả năng điều tiết dòng chảy được tăng cường, hơn nữa lại có đập ngăn nước nên lũ sông Thương có phần điều hoà hơn lũ sông Cầu và sông Lục Nam Biên độ lũ lên tại Cầu Sơn biến đổi từ 40 cm (20/VI/1968) đến 4,17 m (24/VI/1986), phổ biến ở mức 1,5 m đến 3 m (chiếm tỉ lệ 30/53) Số trận lũ có biên

độ lớn hơn 3,0 m rất ít, chỉ có 3 đợt là: 24 /VII /1986 với ∆H = 4,17 m, 24/ VII /

1971 với ∆H = 3,84 m; 25/VII/1965 với ∆H = 3,05 m Những đợt lũ lên với biên độ lớn hơn 3,0 m đều do những trận mưa rất to trên lưu vực với XTBLV = 250 - 300

mm

Thời gian lũ lên tại Cầu Sơn biến đổi từ 6h (9/VIII/1964) đến 85h (25/VII/ 1991) trung bình ở mức 24 - 42h (chiếm tỉ lệ 30/51) Thời gian lũ lên thường do thời gian mưa quyết định

2.3 Đặc điểm địa lý tự nhiên và quy luật dòng chảy lũ trên lưu vực sông Lục Nam

Dài 175km, bắt nguồn từ vùng núi Kham Sâu Chom cao 700m, chảy từ Đình Lập lại theo hướng đông bắc - tây nam qua Sơn Động, Chũ, Lục Nam rồi nhập vào sông Thương ở làng Cỗi cách cửa sông Thương 9.5km, là sông có lượng nước nhiều thứ hai trong hệ thống sông Thái Bình Diện tích lưu vực là 3070km2 Giới hạn lưu vực về phía bắc là dãy núi thấp Bảo Đài cao trung bình 100-200m, phía nam và phía đông là cánh cung Đông Triều cao trung bình 400-1000m Thung lũng sông khá thẳng, dọc theo đường đứt gãy kiến tạo trong vùng Sông chảy theo hướng bắc nam Thượng lưu sông Lục Nam kể từ nguồn tới phía trên Chũ, sông hẹp, độ uốn khúc lớn và rất dốc, trong vòng 20km đầu, độ dốc đáy sông tới 75o/oo Núi sát bờ sông, ghềnh thác liên tiếp và nguy hiểm, tàu thuyền không đi lại được

Mạng lưới sông suối của sông Lục Nam phát triển hơn sông Thương, nhưng kém sông Cầu Mật độ lưới sông trên toàn lưu vực là 0,94km/km2, những phụ lưu chính nhập vào sông Lục Nam tương đối đều ở phía bờ phải Lưu vực sông Lục Nam gần biển và chịu ảnh hưởng gió ẩm nhiều nên tuy nhỏ hơn sông Thương nhưng lại nhiều nước hơn [6,13]

Lượng mưa có xu hướng tăng dần từ tây sang đông, thay đổi từ 1550mm Tâm mưa ở vùng núi phía đông Sơn Động, năm mưa nhiều đạt tới 2000mm Lượng bốc hơi bình quân năm của một số điểm trên lưu vực từ 950-1000mm Do lưu vực ít có khả năng điều tiết dòng chảy nên chế độ nước sông Lục Nam thuộc loại cực đoan nhất miền Bắc

1380-2.3.1 Đặc điểm mưa gây lũ

Qua Bảng 9 thấy rằng, trong số 60 đợt mưa xảy ra trên lưu vực sông Lục Nam, tháng VII, VIII chiếm số đợt nhiều nhất: 19 và 21 đợt, sau đó đến tháng IX : 10 đợt, rồi đến tháng VI: 8 đợt

Cấp lượng mưa 50-100mm và 100-200mm xảy ra nhiều hơn cả, chiếm 47 đợt Những đợt mưa lớn với cấp 200-300 và >300 mm, xảy ra không nhiều, chỉ có 7 đợt

và chủ yếu vào các tháng VI và VII Trận mưa lớn nhất trong chuỗi số liệu trên thượng nguồn sông Lục Nam xảy ra ngày 25/ VII/1965 với XTBLV =324 mm

Bảng 9 Sự phân bố theo thời gian các đợt mưa ở thượng lưu sông Lục

Nam

Số đợt Lượng mưa

VI

Tháng VII

Tháng VIII

2.3.2 Đặc điểm dòng chảy lũ sông Lục Nam

Mùa lũ trên thượng lưu sông Lục Nam tính đến Chũ kéo dài từ tháng VI đến tháng X với nhiều trận lũ kế tiếp nhau Trong 59 đợt lũ xảy ra tại Chũ, trong tháng VII và VIII xảy ra nhiều nhất: 40 đợt (Bảng 10), còn lại xảy ra trong tháng

IX: 9 đợt, tháng VI: 8 đợt Tháng X ít xảy ra lũ: chỉ có hai đợt Đỉnh lũ tại Chũ dao

động rất lớn biến đổi từ 4,2 m đến 14,82 m (23/VII /1986)

Bảng 10 Sự phân bố số trận lũ tại Chũ trên sông Lục Nam

HMAX (m) VI VII VIII IX X Tổng số

đặc biệt lớn với Hmax >14,0 m chỉ có 3 trận: là 23/ VII/ 1986 có đỉnh 14,82m; trận

25 / VII / 1965 có đỉnh 14,64 m và trận 29/ VI/1980 với đỉnh 14,38 m Lũ trên sông Lục Nam rất dễ xảy ra, vì vậy cấp lũ nhỏ hơn 9 m chiếm tỉ lệ rất lớn > 50 % (có 32 đợt) Đỉnh lũ thường xuất hiện cùng ngày xảy ra lượng mưa lớn nhất

Những trận lũ đặc biệt lớn tại Chũ đều do ảnh hưởng của mưa bão với lượng mưa ở vùng tâm 300 - 400 mm và mưa trung bình lưu vực 200 - 300 mm

Cường suất trung bình lũ lên thay đổi trong phạm vi rất lớn, biến đổi từ 1,8 cm/h (3h/18/VIII/1967) đến 57,6 cm/h (14/VII/1992 ) trung bình: 10 - 25 cm/h Rất

mưa, biên độ và đỉnh lũ tồn tại một mối quan hệ khá chặt chẽ, cho phép phân cấp

khá thuận lợi để tạo những chỉ tiêu quan trọng cảnh báo cấp lũ theo mưa

Trên sông Cầu và sông Thương có một số công trình thủy lợi có tác dụng giữ nước phục vụ phát điện, tưới ruộng và điều tiết dòng chảy lũ Trên sông Công, phụ lưu lớn nhất của sông Cầu, có hồ Núi Cốc với diện tích lưu vực hồ là 530km2,

hồ dài 49,7km, dung tích 173.106m3 , dung tích hữu ích là 165.106m3, điều tiết tự

do Trên sông Hoá, phụ lưu lớn thứ hai của sông Thương, có hồ Cấm Sơn, dung tích 250.106m3, dung tích hữu ích 230.106m3 Trên sông Cầu còn đập Thác Huống, trên sông Thương có đập Cầu Sơn, có tác dụng điều tiết dòng chảy lũ

2.4 Tác động của nước vật

Vùng hạ lưu hệ thống sông Thái Bình, lòng sông rộng, độ dốc mặt nước nhỏ, không đều và luôn biến đổi, bồi xói cục bộ mạnh, cao độ đáy sông có nhiều đoạn

đột biến, đáy sông ở nhiều đoạn có độ dốc ngược và thấp hơn nhiều so với mực nước biển trung bình Do vậy, hình thành một khu vực nước vật mạnh Trong hầu hết các trận lũ, sông Hồng đều chuyển qua sông Thái Bình một lưu lượng nước rất lớn, chiếm từ 30 đến 80% tổng lưu lượng của cả 3 sông Cầu, Thương, Lục Nam Đặc biệt khi lũ sông Hồng lớn, lũ thượng lưu sông Thái Bình nhỏ thì ảnh hưởng của nước vật rất rõ, tới Chũ, Đáp Cầu, Phủ Lạng Thương Đặc điểm nổi bật trong chế độ lũ là: mực nước tại Phả Lại, Lục Nam, Chũ, Phủ Lạng Thương, Đáp Cầu chênh lệch nhau rất ít, xảy ra cùng pha với quá trình lũ tại Thượng Cát; thời gian xuất hiện đỉnh lũ ngược với chiều chuyển động của dòng chảy, đỉnh tại Đáp Cầu, Phủ Lạng Thương, Lục Nam xảy ra sau đỉnh Phả Lại; đỉnh tại Chũ xảy ra muộn hơn một chút Khi không có lũ thượng nguồn, lũ hạ lưu sông Thái Bình hoàn toàn bị lũ sông Hồng khống chế; khi lũ thượng nguồn cao sẽ hạn chế sự tiêu thoát lũ sông Hồng

2.5 Tác động của thủy triều

Ngoài ảnh hưởng nước vật sông Hồng, lũ hạ lưu sông Thái bình rút chậm còn do độ dốc lòng sông nhỏ, cao trình đáy sông thấp so với mực nước biển Vị trí Phả Lại cách biển khoảng 60-70km nên mực nước hạ lưu sông thái Bình chịu ảnh hưởng thủy triều khá mạnh Vùng chịu ảnh hưởng của nước vật cũng là vùng bị

ảnh hưởng của thủy triều Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng mạnh hay yếu tùy thuộc vào cấp mực nước sông tương ứng với thời kỳ triều cường hay triều kém Khi mực nước Phả Lại ở mức 2.5m, đỉnh triều Hòn Dấu từ 3.0 đến 4.0m thì mực nước triều

có thể làm gia tăng mực nước tại Phả Lại lên thêm từ 10 đến 20cm Khi mực nước Phả Lại nhỏ hơn 3,0m thì thủy triều có thể ảnh hưởng tới Phúc Lập Phương (sông Cầu), Chũ (sông Lục Nam), Bến Hồ (sông Đuống) và phía trên trạm Phủ Lạng Thương (sông Thương) Thời gian truyền đỉnh, chân triều từ Hòn Dấu đến Phả Lại biến thiên từ 6 đến 10h Đỉnh triều càng cao thì thời gian truyền triều càng ngắn

tài liệu tham khảo của chương 1

1 Lê Văn ánh 1991 Lũ lớn và đặc biệt lớn ở hạ lưu sông Hồng trong vài thập kỷ gần

đây và vấn đề dự báo đỉnh lũ tại Hà Nội hiện nay TS-KTTV, số 9, 1991, tr 11-17

2 Lê Văn ánh 1995 Trận lũ lớn nhất năm 1995 trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình

và công tác dự báo phục vụ TS-KTTV, số 11, 1995, tr 26-29

3 Trịnh Quang Hoà và Bùi Văn Đức 1996 Công nghệ nhận dạng lũ với khả năng

nâng cao hiệu qủa kinh tế trong khai thác hồ Hoà Bình Tuyển tập các báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học dự báo lần thứ 4 (1991-1995) Hà Nội, 1996, Tr 17-21

4 Lê Bắc Huỳnh 1989 Tính toán dòng chảy lũ trong sông khi gia nhập khu giữa biến

động mạnh theo không gian và thời gian TS-KTTV, số 2, 1989, tr 7-17

5 Lê Bắc Huỳnh, Nguyễn Cao Quyến 1989 Mô hình tính toán và dự báo lũ tại Hà

Nội TS-KTTV, số 4, 1989, tr 1-19

6 Lê Bắc Huỳnh 1990 ứng dụng kỹ thuật lọc Kalman vào tính toán và dự báo dòng

chảy TS-KTTV, số 11, 1990, tr 15-25

7 Đỗ Đình Khôi và NNK 1995 Tính toán lũ và tính toán mưa gây úng ở đồng bằng

Bắc bộ Tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Tổng cục KTTV 1995

8 Nguyễn Ngọc Thục, Lương Tuấn Minh 1990 Các hình thế synop gây mưa lớn ở

miền Bắc Việt Nam Tuyển tập các báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học về dự báo KTTV lần thứ 3 (1986-1990) Tập 1 Hà Nội, 1990, Tr 110-120

9 Trần Tuất, Nguyễn Đức Nhật 1980 Khái quát địa lý thủy văn sông ngòi Việt

Nam Hà Nội 1980

10 Lê Bắc Huỳnh và Bùi Đức Long.1994 Mô phỏng dòng gia nhập khu giữa trong mô

hình tính toán và dự báo lũ sông Thao TS-KTTV, số 9, 1994, tr 1-10

11 Lê Bắc Huỳnh, Nguyễn Cao Quyến 1988 Đánh giá sơ bộ ảnh hưởng của công

trình Hoà Bình tới dòng chảy lũ tại Hà Nội TS-KTTV, số 9, 1988, tr 4-13

12 Lê Bắc Huỳnh 1993 Đánh giá ảnh hưởng của công trình thủy điện Hoà Bình đến

dòng chảy ở hạ lưu sông Hồng trong những năm đầu thực hiện "Quy trình vận hành

hồ chứa thủy điện Hoà Bình" TS-KTTV, số 5, 1993, tr 1-12

13 Cục Thủy văn - Bộ Thủy lợi 1972 Diễn toán lũ trên hệ thống sông Hồng Tổng kết

đề tài nghiên cứu khoa học Bộ Thủy lợi Hà Nội 1972

chương 2: sự gia tăng lũ lụt trên đồng bằng sông Hồng - Thái bình do các hoạt động

của con người và các biện pháp kiểm soát lũ

1 Sự suy thoái lòng dẫn

Việc nghiên cứu đánh giá thực trạng thoát lũ ở các đoạn sông trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình được thực hiện thông qua phân tích số liệu đo đạc thực tế cũng như sử dụng mô hình toán, mô hình vật lý

Những biến động về lòng dẫn cùng khả năng thoát lũ trên các đoạn được xem xét, đánh giá thông qua so sánh, đối chiếu những đặc trưng thủy văn, thủy lực cơ bản của lòng dẫn và dòng chảy tại mỗi mặt cắt ngang và của cả đoạn sông Trong đó, chú trọng đánh giá sự thay đổi của các yếu tố thuỷ văn, thuỷ lực trong thời kỳ từ năm 1961 đến nay Khả năng thoát lũ của đoạn sông được đánh giá thông qua sự thay đổi quan hệ giữa lưu lượng và mực nước lũ tại tuyến đo qua mỗi thời kỳ, sự thay đổi của quan hệ mực nước hoặc mực nước và lưu lượng giữa các tuyến cũng như đánh giá thông qua các đặc trưng biểu hiện quá trình xói/bồi trên mặt cắt và trên cả đoạn sông

Các đoạn sông chính trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình được nghiên cứu

đánh giá khả năng thoát lũ là:

1 Trên sông Hồng, từ ngã ba Thao-Đà đến Phú Hào

2 Toàn bộ sông Đuống từ cửa Đuống đến cửa ra sông Thái Bình

3 Sông Luộc, từ cửa Luộc tới ngã ba Thái Bình

4 Sông Thái Bình, từ Phả Lại tới ngã ba sông Mía

5 Tuyến sông Kinh Thầy-Kinh Môn

2.1 Đánh giá hiện trạng thoát lũ qua các đặc trưng thuỷ văn

2.1.1 Phân tích khả năng thoát lũ thông qua quan hệ lưu lượng - mực nước tại

các trạm cơ bản trên sông Hồng

2.1.1.1 Quan hệ Q=F(H) trạm Sơn Tây