Embed Size (px)
Citation preview
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Phạm Trường Giang
NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG LŨ
PHỤC VỤ CẢNH BÁO NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG LAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Phạm Trường Giang
NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG LŨ
PHỤC VỤ CẢNH BÁO NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG LAM
Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số : 60440224
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN DUY KIỀU
Hà Nội – Năm 2014
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU....................................... 3
1.1 Đăc điêm điêu kiên tư nhiên của lưu vưc sông Lam ......................................... 3
1.1.1 Vị trí địa lý lưu vưc sông Lam ...................................................................... 3
1.1.2 Đăc điêm địa hình ........................................................................................... 3
1.1.3 Đăc điêm thảm phủ thưc vật ........................................................................... 4
1.1.4 Đăc điêm địa chất - thổ nhưỡng .................................................................... 4
1.1.5 Hê thống sông ngòi ......................................................................................... 5
1.1.6 Đăc điêm khí hậu trên lưu vưc sông .............................................................. 7
1.2 Đăc điêm kinh tê xã hội trên lưu vưc sông Lam ............................................ 13
1.2.1 Tình hình dân cư ........................................................................................... 13
1.2.2 Tình hình phát triên kinh tê trên lưu vưc sông Lam .................................... 13
1.2.3 Mục tiêu phát triên kinh tê - xã hội đên năm 2020 ...................................... 14
1.3 Nhận xét .......................................................................................................... 14
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM LŨ VÀ NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG LAM .......... 15
2.1 Nguyên nhân hình thành lũ trên lưu vưc sông Lam. ....................................... 15
2.2. Diễn biên lũ theo không gian ......................................................................... 17
2.2.1 Mưc nước lũ ................................................................................................ 17
2.2.2 Lưu lượng lũ ................................................................................................ 18
2.3. Diễn biên lũ theo thời gian ............................................................................. 23
2.4 Tổ hợp lũ trên lưu vưc sông Lam ................................................................... 24
2.5. Đăc điêm ngập lụt lưu vưc sông Lam ............................................................ 41
2.5.1. Diên tích ngập lụt. ....................................................................................... 41
2.5.2. Mức độ ngập lụt trên lưu vưc sông Lam ..................................................... 42
2.6 Nhận xét .......................................................................................................... 42
Chương 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG LAM ........ 43
3.1. Lưa chọn mô hình xây dưng bản đồ ngập lụt cho hạ lưu sông Lam ............. 43
3.1.1 Cơ sở lý thuyêt của mô hình NAM-MIKE11 .............................................. 43
3.1.2 Cơ sở lý thuyêt của mô hình HEC-RAS...................................................... 45
3.1.3 Mô hình HEC-GeoRAS ............................................................................... 47
3.2 Tính toán lượng nhập khu giữa ....................................................................... 48
3.2.1. Yêu cầu số liêu ........................................................................................... 48
3.2.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng mô phỏng ...................................................... 48
3.2.3. Hiêu chỉnh và kiêm nghiêm mô hình .......................................................... 49
3.3 Tính toán dòng chảy lũ .................................................................................... 60
3.4 Tính toán lũ thiêt kê ........................................................................................ 71
3.5 Mô phỏng lũ năm 1978 .................................................................................. 71
3.6 Xây dưng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam ................................................. 76
3.6.1 Xây dưng miên tính phần hạ lưu lưu vưc sông Lam .................................... 77
3.6.2 Kêt quả xây dưng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vưc sông Lam ...................... 79
3.7 Nhận xét .......................................................................................................... 82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 85
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Bản đồ mạng lưới trạm KTTV trên lưu vưc sông Lam ............................... 7
Hình 2.1: Tổng lượng mưa trung bình nhiêu năm .................................................... 16
Hình 2.2: Lượng mưa trung bình năm và mùa lũ trên lưu vưc sông Lam ................ 16
Hình 2.3: Quá trình mưa, lũ từ ngày 16-29/IX/1978 tại các trạm trên lưu vưc
sông Lam .................................................................................................................. 26
Hình 2.4: Quá trình mưa, lũ từ ngày 07-22/X/1988 tại các trạm trên lưu vưc sông
Lam ........................................................................................................................... 28
Hình 2.5: Đường quá trình mưa, lũ từ ngày 10-30/IX/2002 tại các trạm chính trên
lưu vưc sông Lam. ..................................................................................................... 30
Hình 2.6: Quá trình mưa, lũ từ ngày 01-31/VIII/2007 tại các trạm trên lưu vưc sông
Lam............................................................................................................................ 32
Hình 2.7: Quá trình mưa, lũ từ ngày 01-31/VIII/2007 tại các trạm trên lưu vưc sông
Lam............................................................................................................................ 33
Hình 2.8: Quá trình mưa, lũ từ ngày 28/IX - 28/X/2007 tại các trạm chính trên lưu
vưc sông Lam ............................................................................................................ 40
Hình 3.1: Sơ đồ mô phỏng của mô hình NAM ......................................................... 44
Hình 3.2 Lược đồ sai phân mô hình HEC-RAS ...................................................... 46
Hình 3.3: Chức năng tư động hiêu chỉnh thông số MIKE NAM .............................. 51
Hình 3.4: Đường quá trình thưc đo và ính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2002 .............. 52
Hình 3.5: Đường quá trình thưc đo và tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ 2002 ...... 52
Hình 3.6: Đường quá trình thưc đo và tính toán tại trạm Nghĩa Khánh, trận lũ
2002 ............................................................................................................. 52
Hình 3.7: Đường quá trình thưc đo và tính toán tại trạm Hòa Duyêt, trận lũ
2002 ........................................................................................................................... 52
Hình 3.8: Đường quá trình thưc đo và tính toán tại trạm Sơn Diêm, trận lũ ............ 53
2002 ........................................................................................................................... 53
Hình 3.9: Đường quá trình thưc đo và tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2007 ............ 53
Hình 3.10: Đường quá trình thưc đo và ính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ 2007 ... 53
Hình 3.14: Đường quá trình thưc đo và tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2010 .......... 55
Hình 3.29 Sơ đồ tính toán thủy lưc mạng lưới sông ............................................... 62
Hình 3.30 Sơ đồ tính toán măt cắt sông ................................................................... 63
Hình 3.31 Thông số nhám của mô hình HEC-RAS ................................................. 64
Hình 3.53 Đường tần suất Qmax các năm tại trạm Nam Đàn ................................. 72
Hình 3.54 Đường tần suất Qmax các năm tại trạm Chợ Tràng ............................... 73
Hình 3.55: Menu chạy mô hình HEC-RAS .............................................................. 73
Hình 3.56: Đường quá trình lũ 1978 tại Đô Lương mô phỏng bằng mô hình
HEC-RAS ................................................................................................................. 74
Hình 3.57: Đường quá trình lũ 1978 tại Yên Thượng mô phỏng bằng mô hình
HEC-RAS ................................................................................................................. 74
Hình 3.58: Đường quá trình lũ 1978 tại Nam Đàn mô phỏng bằng mô hình
HEC-RAS ................................................................................................................. 75
Hình 3.59: Đường quá trình lũ 1978 tại Linh Cảm mô phỏng bằng mô hình
HEC-RAS ................................................................................................................. 75
Hình 3.60: Đường quá trình lũ 1978 tại Chợ Tràng mô phỏng bằng mô hình
HEC-RAS ................................................................................................................. 76
Hình 3.61: Quy trình xây dưng bản đồ ngập lụt bằng mô hình HEC-GeoRAS ....... 76
Hình 3.62 Trích xuất kêt quả của mô hình thủy lưc HEC-RAS .............................. 77
Hình 3.63: Trích xuất giá trị mưc nước lớn nhất ứng với trận lũ tháng năm 1978 ... 78
Hình 3.64: Thiêt lập kêt quả mô phỏng thủy lưc và địa hình hạ du sông Lam ......... 79
Hình 3.65 Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam năm 1978 .......................................... 79
Hình 3.66 Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam tần suất 1% ........................................ 80
Hình 3.67 Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam tần suất 0.5%..................................... 80
Hình 3.68 Kêt quả tính mức độ ngập và diên ngập ................................................... 81
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1. Đăc trưng hình thái lưu vưc sông Lam ................................................... 6
Bảng 1-2. Nhiêt độ không khí trung bình tháng, năm tại một số vị trí trên lưu vưc
sông Lam ................................................................................................................ 9
Bảng 1-3. Độ ẩm không khí tương đối tháng, năm tại một số vị trí trên lưu vưc
sông Lam ................................................................................................................. 9
Bảng 1-4. Lượng bốc hơi tháng, năm tại một số vị trí trên lưu vưc sông Lam .... 10
Bảng 1-5. Đăc trưng lượng mưa tháng, năm tại một số vị trí trên lưu vưc sông Lam . 11
Bảng 1-6. Cơ cấu kinh tê của các tỉnh trên lưu vưc sông Lam ............................. 13
Bảng 2-1: Mưc nước lũ thưc đo tại một số vị trí ................................................... 18
Bảng 2.2: Khả năng xuất hiên lũ vào các tháng trong năm trên lưu vưc sông Lam .. 23
Bảng 2.3 Đăc trưng trận lũ từ 15-29/IX/1978 .................................................... 26
Bảng 2.4: Đăc trưng trận lũ từ 11-20/X/1988 ...................................................... 27
Bảng 2.5: Đăc trưng trận lũ từ 18-22/IX/2002 ...................................................... 29
Bảng 2.6: Đăc trưng lũ từ 04 - 09/VIII/2007......................................................... 31
Bảng 2.7: Đăc trưng trận lũ từ 01-06/X/2007 ....................................................... 33
Bảng 2.8: Lượng mưa (mm) trận lũ các năm 2007, 2010 ..................................... 34
Bảng 2.9: Đăc trưng trận lũ từ 30/IX- 05/X/2010 ................................................. 36
Bảng 2.10: Đăc trưng trận lũ từ 13- 19/X/2010 .................................................... 37
Bảng 2.11 Tổ hợp lượng nước lũ lớn theo lũ điên hình ....................................... 40
Bảng 2.12 Tỷ lê găp gỡ các trận lũ trên các nhánh sông ...................................... 41
Bảng 3.1 : Đánh giá kêt quả dư báo ...................................................................... 49
Bảng 3.2 Các thông số cần hiêu chỉnh và giới hạn của chúng ............................ 51
Bảng 3.3: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiêu chỉnh mô hình ................................. 53
LỜI CẢM ƠN
Luận văn “Nghiên cứu đặc trưng lũ phục vụ cảnh báo ngập lụt hạ lưu lưu
vực sông Lam” được hoàn thành vào tháng 12 năm 2014. Trong quá trình học tập
và hoàn thành luận văn thạc sỹ, tác giả đã nhận được sư giúp đỡ chân thành và nhiêt
tình của các phó giáo sư, tiên sĩ, giáo viên của trường, cùng cán bộ của phòng Đào
tạo sau Đại học. Nhân đây tác giả cũng xin bày tỏ lòng biêt ơn tới các các giảng
viên khoa Thủy văn – Khí tượng – Hải Dương học, các anh chị em đồng nghiêp đã
nhiêt tình đóng góp, trao đổi nhiêu ý kiên quý báu cho luận văn này.
Đăc biêt tác giả xin bày tỏ lòng biêt ơn sâu sắc tới Tiên sỹ Trần Duy Kiêu
đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chỉ bảo và cung cấp các thông tin cần thiêt cho
luận văn này.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo Trung tâm Dư báo Khí tượng Thủy
văn trung ương, cùng đồng nghiêp của phòng Dư báo thủy văn Bắc Bộ; phòng Dư
báo thủy văn Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ và gia đình lời cảm ơn chân thành
đã tạo điêu kiên thuận lợi nhất đê tác giả hoàn thành tốt luận văn này.
Do thời gian, kinh nghiêm nghiên cứu còn ít nên luận văn này không tránh
khỏi những thiêu sót, tác giả rất mong tiêp tục nhận được những ý kiên đóng góp,
chỉ bảo của Thầy, Cô giáo và các đồng nghiêp đê quá trình học tập, nghiên cứu
được hoàn thiên hơn.
Hà nội, tháng 12 năm 2014
Học viên
Phạm Trường Giang
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Những năm gần đây ở miên Trung, thiên tai lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn
với mức độ trầm trọng hơn, đã gây thiêt hại nghiêm trọng vê người của cải và môi
trường sinh thái... Những kêt quả nghiên cứu vê lũ lụt trên thê giới đã có những
nhận định: Thiên tai lũ lụt ngày càng gia tăng là do biên động vê khí hậu toàn cầu
và tác động của con người đã làm cho môi trường tư nhiên bị phá hủy. Viêc giảm
nhẹ thiêt hại do lũ lụt đang là một vấn đê hêt sức cấp bách được nhiêu tổ chức và
các nhà khoa học trên thê giới tập trung nghiên cứu.
Lũ lụt miên Trung nói chung và lưu vưc sông Lam nói riêng là một trong
những tai biên thiên nhiên, kêt quả của quá trình tập trung nước với khối lượng lớn
và tràn vào các vùng địa hình thấp, gây ngập lụt trên diên rộng, không chỉ gây tổn
hại năng nê vê người và của ở thời điêm đó mà còn tác động tiêu cưc lâu dài đên
môi trường sinh thái, ảnh hưởng trưc tiêp đên đời sống và các hoạt động kinh tê xã
hội. Nghiên cứu các giải pháp phòng lũ lụt được nhiêu quốc gia quan tâm và hướng
tiêp cận là sư kêt hợp giữa giải pháp phi công trình và công trình. Giải pháp công
trình thường được sử dụng là xây dưng các hồ chứa, đê điêu, cải tạo lòng sông…
Các giải pháp phi công trình là trồng rừng, bảo vê rừng; xây dưng và vận hành các
phương án phòng tránh lũ và di dân lúc cần thiêt khi có thông tin dư báo và cảnh
báo chính xác.
Đê đưa ra được giải pháp hiêu quả trong phòng, chống lũ thì rất cần thiêt
phải có nghiên cứu chi tiêt và chuyên sâu vê lũ.
Xuất phát từ những lý do trên tôi đã chọn “Nghiên cứu đặc trưng lũ phục vụ
cảnh báo ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Lam“ làm đê tài nghiên cứu luận văn thạc sỹ
của mình.
2. Mục đích của luận văn
+ Nghiên cứu đăc trưng lũ trên lưu vưc sông Lam
+ Xây dưng bản đồ ngập lụt phục vụ cảnh báo ngập lụt hạ lưu lưu vưc sông
Lam
2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng: Dòng chảy lũ trên lưu vưc sông Lam
+ Phạm vi nghiên cứu: Trong mùa lũ trên lưu vưc sông Lam
4. Phương pháp nghiên cứu
+ Thu thập, phân tích tổng hợp tài liêu
+ Phương pháp thống kê
+ Phương pháp kê thừa, ý kiên chuyên gia
+ Mô hình toán thủy văn thủy lưc
5. Bố cục của luận văn
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM LŨ VÀ NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG LAM
Chương 3: CẢNH BÁO NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG LAM
3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1 Đặc điêm điều kiên tư nhiên của lưu vưc sông Lam
1.1.1 Vị trí địa lý lưu vực sông Lam
Lưu vưc sông Lam nằm ở vị trí từ 18o15'05" - 20o10'30" vĩ độ Bắc và
103o14'10" - 105o15'20" kinh độ Đông. Phía Bắc giáp lưu vưc sông Chu, sông
Bạng. Phía Tây giáp lưu vưc sông MêKông. Phía Tây Nam giáp lưu vưc sông
Gianh. Phía Đông giáp lưu vưc sông Cảm, biên Đông. Diên tích toàn bộ lưu vưc là
27.200 km2, phần nằm trên lãnh thổ Viêt Nam chiêm 65,2% diên tích toàn bộ lưu
vưc, phần diên tích còn lại 9.470 km2 thuộc đất Xiêng Khoảng của Lào chiêm
34,8% diên tích lưu vưc. Diên tích phần đá vôi là 273 km2 chiêm 1% diên tích lưu
vưc; vùng núi cao 19.486 km2 chiêm 71,6% diên tích lưu vưc, vùng bán sơn địa, đồi
núi thấp và trung du khoảng 5.604 km2, vùng đồng bằng là 2.110 km2. Dòng chính
sông Cả có chiêu dài là 531 km; đoạn sông chảy qua lãnh thổ Lào là 170 km, còn lại
361 km sông chảy qua hai tỉnh Nghê An và Hà Tĩnh rồi đổ ra biên Đông tại Cửa
Hội. Sông Cả hợp với sông La tại Trường Xá và chảy ra biên Đông – gọi là sông
Lam. [2]
1.1.2 Đặc điểm địa hình
Lưu vưc sông Lam phần thuộc lãnh thổ Viêt Nam có thê phân chia 3 dạng
địa hình chính:
- Vùng đồi núi cao: Vùng này thuộc 9 huyên miên núi của Nghê An và Hà Tĩnh bao
gồm: Kỳ Sơn, Con Cuông, Thanh Chương, Quê Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Nghĩa
Đàn, Hương Sơn, Hương Khê. Vùng đồi núi cao gồm các dãy núi chạy dài theo
hướng từ Đông Bắc xuống Tây Nam, tạo nên những thung lũng sông hẹp và dốc nối
hình thành những sông nhánh lớn như Nậm Mô, Huổi Nguyên, sông Hiêu, sông
Giăng, sông La. Xen kẽ với những dãy núi lớn thường có những dãy núi đá vôi như
ở thượng nguồn sông Hiêu. [2]
- Vùng trung du: Bao gồm các huyên như Anh Sơn, Tân Kỳ, một phần đất đai của
Hương Sơn, Hương Khê, Thanh Chương. Diên tích vùng trung du thường hẹp nằm
ở hạ lưu các sông nhánh lớn cấp I. Đây là vùng đồi trọc với độ cao từ 300-400m xen
4
kẽ là đồng bằng ven sông của các thung lũng hẹp có độ cao trung bình từ 15- 25m.
Vùng trung du chịu ảnh hưởng của lũ khá lớn, nhất là những trận lũ lớn, đất thường
bị xói mòn, rửa trôi mạnh, lớp đất sỏi cát thường bị nước lũ mang vê, bồi lấp diên
tích canh tác vùng bãi sông gây trở ngại cho sản xuất.
- Vùng đồng bằng hạ du sông Lam: Có độ cao trung bình từ 6 - 8m ở vùng tiêp giáp
với vùng đồi núi thấp, hoăc từ 0,5 - 2,0m ở vùng ven biên. Vùng đồng bằng thường
bị chia cắt bởi hê thống sông suối hoăc các kênh đào chuyên nước hoăc giao thông.
1.1.3 Đặc điểm thảm phủ thực vật
Lưu vưc sông Lam có rừng tập trung chủ yêu thuộc 6 huyên miên núi Nghê
An và hai huyên Hương Sơn, Hương Khê thuộc Hà Tĩnh.
Trên địa phận Viêt Nam, diên tích rừng bị giảm nhanh do tốc độ phát triên
dân số cao ở miên núi, cùng với tập quán du canh du cư của đồng bào các dân tộc.
Năm 1943 có khoảng 1,2 triêu ha rừng, đên nay diên tích đất có rừng chiêm khoảng
35,5% diên tích tư nhiên, so với diên tích đất của các huyên miên núi và Hương
Khê, Hương Sơn thì diên tích đất có rừng chiêm đên 43%. Diên tích rừng giàu và
rừng trung bình toàn lưu vưc phần Viêt Nam chỉ còn chiêm khoảng 12 ÷ 14%.
1.1.4 Đặc điểm địa chất - thổ nhưỡng
a. Đặc điểm địa chất
Theo tài liêu của Cục địa chất Viêt Nam, bản đồ địa chất và khoáng sản Viêt
Nam tỷ lê 1/200.000 địa chất và khoáng sản tờ Vinh (GEOLOGY AND MINERAL
RESOURCES OF VINH SHEET), trong vùng nghiên cứu xuất lộ gần như đầy đủ
địa tầng địa chất có tuổi từ cổ đên trẻ.
Toàn bộ lưu vưc sông Lam thuộc hai đới kiên tạo chính là đới kiên tạo sông
Lam và đới oằn võng Sầm Nưa, ngoài ra còn có đới nâng Phu Hoạt. Trong đó:
- Phía Bắc vùng nghiên cứu thuộc đới nâng Phu Hoạt.
- Từ Nghĩa Đàn trở xuống gần dòng chính sông Cả thuộc đới oằn võng
Sầm Nưa.
- Phần còn lại là thuộc đới kiên tạo sông Cả.
5
Vê địa chất thủy văn, nước dưới đất trong vùng nghiên cứu có nhiêu hạn chê,
không phong phú. Vấn đê này được giải thích trên cơ sở cấu tạo địa chất, đăc điêm
địa mạo, điêu kiên khí tượng thủy văn. Trên toàn vùng nghiên cứu nhận thấy: các
đất đá có khả năng chứa nước chiêm một khối lượng không lớn so với các loại đất
đá thấm nước kém và chứa nước kém. Măt khác do địa hình bị phân cắt mạnh, sườn
núi dốc, độ dốc lòng sông, suối lớn làm cho nước không có điêu kiên tích tụ lại mà
thoát nhanh ra các hê thống sông suối lớn.
b. Đặc điểm thổ nhưỡng
Theo Bộ Nông nghiêp và phát triên Nông thôn các loại đất chính và phân bố
ở trên lưu vưc sông Lam là:
+ Đất phù sa và đất cát ven biên
+ Đất bùn lầy
+ Đất măn
+ Đất Feralitic mùn vàng nhạt trên núi
Vùng đồng bằng sông Lam có các loại đất chủ yêu là đất phù sa và đất cát
ven biên, đất bùn lầy, đất măn và đất Feralitic điên hình nhiêt đới ẩm vùng đồi.
Đất đai vùng trung du khá đa dạng: Các loại đất chua, đất glây hoăc glây
mạnh úng nước.
Do phải chịu ảnh hưởng tổng hợp của các nhân tố địa lý, địa hình, khí hậu,
lớp phủ bê măt … nên đất đai ở vùng đồng bằng và trung du sông Lam được xêp
vào loại kém màu mỡ.
1.1.5 Hệ thống sông ngòi
- Mạng lưới sông suối
Đường phân thủy phía Bắc và Đông Bắc của lưu vưc chảy qua vùng đồi núi
thấp của Nghê An với độ cao trung bình từ 400 ÷ 600m, vùng núi cao của huyên
Quê Phong với độ cao trên 1000m và vùng núi cao của tỉnh Xiêng Khoảng
(CHDCND Lào) có những đỉnh núi như Phu Hoạt cao trên 2000m. Phía Tây lưu
vưc là dãy Trường Sơn với những đỉnh núi cao trên 2000m (như Phu Xai Leng cao
2.711m). Càng vê phía Nam, Tây Nam đường phân thủy của lưu vưc đi qua những
6
đồi núi thấp có độ cao đỉnh từ 1300 ÷ 1800m. Đên địa phận tỉnh Hà Tĩnh, độ dốc
bình quân của toàn lưu vưc là 1,8‰, mật độ lưới sông đạt 0,87 km/km2. (Bảng 1.1)
- Đặc điểm hệ thống sông Lam
Cùng với dòng chính sông Lam có hai nhánh sông lớn nhất là sông Hiêu và sông La
Bảng 1-1. Đặc trưng hình thái lưu vực sông Lam
TT Luu vưc F (km2) Lsông
(km)
Độ cao
bq(m)
Độ dốc
bqlv
(%o)
Bbq (m)
Mật số
lưới sông
km/km2
Hê số
không
đối
xứng
Hê số
hình
dạng lưu
vưc
1 Sông Cả 27.200 531 294 1,83 89 0,60 -0,14 0,29
2 S. Nậm Mô 3.970 173 960 2,57 38,2 0,22 0,27
3 S. Giăng 1.050 77 492 1,72 15,8 -0,09 0,24
4 Sông Hiêu 5.340 228 303 1,30 32,5 0,71 0,02 0,20
5 Sông La 3.210 135 362 2,82 46,6 0,87 0,53 0,68
Nguồn: [“Trung tâm Dự báo KTTV TW”]
+ Bốn lưu vưc sông nhánh lớn cấp I của sông Lam là Nậm Mô, Sông Hiêu, sông La
và sông Giăng có tổng diên tích chiêm trên 50% diên tích toàn bộ lưu vưc sông Lam
và đóng góp một lượng nước đáng kê và nguồn nước sông Lam.
Phần lớn lưu vưc sông thuộc dạng đồi núi bị chia cắt mạnh. Sông suối có độ dốc
lớn, vùng trung du nối chuyên tiêp giữa miên núi và đồng bằng hẹp cho nên khi có
mưa lớn, lũ tập trung nhanh, ít bị điêu tiêt dẫn tới nước lũ tập trung vê đồng bằng
rất nhanh găp mưa lớn ở hạ du và triêu cường thường gây lũ lụt trên diên rộng.
7
Hình 1.1 Bản đồ mạng lưới trạm KTTV trên lưu vực sông Lam
1.1.6 Đặc điểm khí hậu trên lưu vực sông
Lưu vưc sông Lam nằm trong khu vưc khí hậu nhiêt đới gió mùa, trong năm
chịu ảnh hưởng của các hoàn lưu khí quyên sau:
- Khối không khí cưc đới lục địa Châu Á biên tính mạnh khi di chuyên từ Bắc
vê phía Nam bán cầu. Hoạt động của khối không khí này từ tháng XI tới tháng III
năm sau, gây nên thời tiêt lạnh, khô vào các tháng mùa đông và mưa phùn.
- Khối không khí xích đạo Thái Bình Dương với hướng gió Đông Nam hoạt
động mạnh từ tháng V tới tháng X và mạnh nhất vào tháng IX, X. Đăc điêm của khối
không khí này là nóng ẩm mưa nhiêu, gây nên nhiêu nhiễu động thời tiêt như bão, áp
thấp nhiêt đới. Những nhiễu động thời tiêt có thê đơn thuần là một hình thê thời tiêt
gây mưa hoăc tổ hợp nhiêu hình thê thời tiêt như bão và áp thấp, áp thấp nhiêt đới
kêt hợp với không khí lạnh gây mưa lớn trên diên rộng tạo nên lũ lụt nghiêm trọng
trên lưu vưc sông Lam.
- Khối không khí nhiêt đới Ấn Độ Dương với hướng gió Tây Nam hoạt động mạnh
vào các tháng V, VI, VII, VIII và mạnh nhất vào tháng VII. Khối không khí này
8
nóng và khô, ít mưa thường gọi là gió Tây Nam. Ảnh hưởng của gió Tây Nam đã
làm nhiêt độ không khí, nhiêt độ đất tăng rất nhanh. Nhiêt độ không khí đạt tới 40 -
420C, nhiêt độ đất đạt tới 50 - 600C. [10]
Nhân tố khí hậu kêt hợp với yêu tố địa hình đã tạo nên sư phân hoá khí hậu
giữa các vùng khá sâu sắc. Phần phía Bắc và Đông Bắc của lưu vưc mang đăc điêm
của vùng khí hậu chuyên tiêp từ Bắc Bộ và Trung Bộ. Với mùa mưa đên sớm hơn ở
phía Nam, lượng mưa tháng lớn nhất xảy ra vào tháng VIII, ba tháng có lượng mưa
lớn nhất là tháng VII, VIII, IX. Mùa lạnh nhiêt độ xuống thấp nhất là vào tháng I, vê
phía Nam của lưu vưc ảnh hưởng của các hoàn lưu phương Bắc yêu hơn, nhiêt độ
tăng dần, mùa mưa đên chậm hơn và kêt thúc sớm, lượng mưa tháng lớn nhất xảy ra
vào tháng IX, ba tháng có lượng mưa lớn nhất là VIII, IX, X. Những vùng được bao
bọc bởi các dãy núi, ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam ít hơn
dần, lượng mưa năm khá nhỏ như vùng Cửa Rào, Khe Bố, có năm lượng mưa chỉ đạt
từ 500 - 700mm.
Những vùng có điêu kiên địa hình thuận lợi cho viêc đón gió (dạng phễu) đã
tạo nên những tâm mưa lớn trên lưu vưc như vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu, sông
Giăng với lượng mưa năm trung bình đạt 2.000 - 2.400mm.
a. Nhiệt độ
Mùa lạnh từ tháng XII tới tháng II và lạnh nhất là tháng I. Thời kỳ này lưu
vưc ảnh hưởng chủ yêu của khối không khí cưc đới lục địa Châu Á. Tuỳ theo sư
ảnh hưởng của khối không khí này tới các vùng trên lưu vưc mà cho chê độ nhiêt
vê mùa đông khác nhau. Vùng đồng bằng nhiêt độ trung bình cao hơn ở miên núi
(Bảng 1.3) Nhiêt độ trung bình tháng I tại đồng bằng cao hơn ở vùng núi thượng
nguồn sông Hiêu. Nhưng ở vùng thung lũng Cửa Rào nhiêt độ tháng I, II lại cao
hơn ở đồng bằng. Nguyên nhân chính là do vùng này được bao bọc bởi các dãy
núi cao làm hạn chê sư xâm nhập của gió mùa Đông Bắc, mùa đông trở nên ấm
hơn. Nhiêt độ tối thấp đạt 4oC ở Vinh (tháng I/1914), -0,5oC ở Quỳ Châu (I/1974),
1,7oC ở Cửa Rào tháng I/1974.
9
Mùa lũ từ tháng V tới tháng VIII với nhiêt độ trung bình tháng đạt từ 27 -
290C. Tháng nóng nhất là tháng VII do hoạt động mạnh của gió Tây Nam (Bảng 1.2).
Nhiêt độ cao nhất tuyêt đối đạt 42,1oC tháng VI/1912 tại Vinh, 42,7oC tháng V/1966
tại Cửa Rào, 42,1oC tháng V/1931 tại Tây Hiêu.
Bảng 1-2. Nhiệt độ không khí trung bình tháng, năm tại một số vị trí trên
lưu vực sông Lam [10]
Đơn vị: oC
Trạm Tháng
Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Quỳ Châu 16,6 17,9 20,9 24,4 27,0 27,8 27,9 27,1 26,0 23,8 20,6 17,6 23,1
Tây Hiêu 16,2 17,4 20,3 24,0 27,2 28,1 28,4 27,3 26,0 23,6 20,5 17,5 23,0
Cửa Rào 17,5 18,9 21,8 25,2 27,4 28,0 28,1 27,3 26,2 24,1 20,9 18,2 23,6
Con Cuông 17,0 18,1 20,9 24,7 27,5 28,3 28,7 27,0 26,3 24,0 21,0 18,1 23,5
Đô Lương 17,2 18,2 20,6 24,2 27,3 28,7 29,1 27,9 26,4 24,3 21,3 18,6 23,7
Vinh 17,0 17,9 20,3 24,1 27,7 29,2 29,6 28,7 26,8 24,4 21,6 18,9 23,9
Quỳnh Lưu 17,0 17,6 20,1 23,7 27,5 28,9 29,4 28,3 26,8 24,4 21,4 18,5 23,6
Hương Khê 17,0 18,1 20,3 24,6 27,5 28,5 29,0 27,7 25,9 23,7 20,7 18,2 23,5
b. Độ ẩm
Độ ẩm trung bình đạt thấp nhất vào tháng VII, cao nhất vào tháng II, III (Bảng 1.3)
Bảng 1-3. Độ ẩm không khí tương đối tháng, năm tại một số vị trí trên
lưu vực sông Lam
Đơn vị: %
Trạm Tháng
Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Quỳ Châu 87,0 87,0 87,0 85,0 83,0 85,0 85,0 88,0 88,0 88,0 88,0 87,0 86,0
Tây Hiêu 87,0 89,0 82,0 86,0 81,0 82,0 80,0 85,0 88,0 87,0 87,0 86,0 86,0
Cửa Rào 81,0 80,0 79,0 78,0 78,0 80,0 79,0 80,0 85,0 85,0 85,0 82,0 81,0
Con Cuông 89,0 89,0 89,0 85,0 81,0 81,0 78,0 84,0 87,0 88,0 88,0 87,0 86,0
Đô Lương 88,0 89,0 90,0 88,0 83,0 80,0 78,0 84,0 88,0 87,0 86,0 85,0 88,0
Vinh 89,0 91,0 99,0 88,0 82,0 76,0 74,0 80,0 87,0 86,0 89,0 89,0 85,0
Quỳnh Lưu 86,0 88,0 90,0 84,0 84,0 81,0 78,0 84,0 87,0 88,0 88,0 87,0 86,0
Hương Khê 91,0 91,0 90,0 86,0 80,0 78,0 74,0 81,0 87,0 88,0 88,0 89,0 85,0
10
c. Bốc hơi
Lượng bốc hơi năm đo bằng ống Piche toàn vùng dao động từ 700 – 1000 mm.
Vùng ven biên do tốc độ gió trung bình lớn hơn nên bốc hơi đạt cao hơn ở vùng núi.
(Bảng 1.4). Lượng bốc hơi đạt cao nhất vào tháng VII và nhỏ nhất vào tháng II.
Bảng 1-4. Lượng bốc hơi háng, năm tại một số vị trí trên lưu vực sông Lam
Đơn vị: %
Trạm Tháng
Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Quỳ Châu 43,0 40,9 52,7 72,5 85,6 78,8 79,0 57,3 50,4 49,7 46,7 47,3 704
Tây Hiêu 47,7 37,1 47,8 71,7 109,0 108,0 116,0 78,0 57,0 59,2 52,5 52,4 835
Cửa Rào 59,0 62,4 81,3 93,2 105,0 89,2 96,9 71,6 55,9 51,6 45,7 55,2 857
Con Cuông 43,8 39,9 52,7 74,4 103,3 102,1 116,8 82,1 55,2 50,5 44,5 47,6 813
Đô Lương 40,0 33,3 40,2 53,0 83,8 109,0 129,0 83,9 55,0 54,6 50,0 51,1 789
Vinh 39,4 28,9 35,5 54,1 110,0 155,0 180,0 121,0 65,6 59,9 54,7 50,5 954
Quỳnh Lưu 56,1 42,9 44,2 53,4 102,0 127,0 159,0 103,0 69,8 76,2 77,0 72,3 983
Hương Khê 40,4 34,3 42,3 68,5 126,0 143,0 188,0 122,0 66,7 59,3 52,3 47,0 1.007
d. Chế độ mưa
Lượng mưa trung bình nhiêu năm trên lưu vưc sông Lam biên động khá lớn
giữa các vùng.
- Từ 1.122 1.700 mm ở vùng ít mưa như Khe Bố, Mường Xén, Cửa Rào, hạ
sông Hiêu.
- Từ 1.800 2.500 mm ở vùng mưa vừa và lớn như thượng nguồn sông Hiêu,
vùng sông Giăng, khu giữa từ Cửa Rào - Nghĩa Khánh tới Dừa.
- Từ 2.200 2.400 mm ở vùng mưa trung bình như vùng sông Ngàn Phố,
Ngàn Sâu.
- Vùng đồng bằng ven biên lượng mưa năm đạt 1.800 1.900mm.
Tâm mưa lớn nhất nằm ở thượng nguồn sông Hiêu, thượng nguồn sông Ngàn
Phố, Ngàn Sâu.
11
Mùa mưa thay đổi theo từng vị trí của lưu vưc. Thượng nguồn sông Cả, sông
Hiêu mùa mưa từ tháng V và kêt thúc vào tháng X. Lượng mưa tháng lớn nhất vào
tháng VIII, ba tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VII, VIII, IX. Càng vê phía
Nam mùa mưa muộn dần, bắt đầu từ tháng VI và kêt thúc vào tháng X, XI. Tháng
có lượng mưa lớn nhất là tháng VIII, IX, X, như vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu.
Cường độ mưa lớn nhất xảy ra khi có bão đổ bộ vào. Lượng mưa 1 ngày lớn
nhất có thê đạt 788mm (ngày 27/9/1978) và 3 ngày lớn nhất 958mm ở Đô Lương.
Lượng mưa 1 giờ cao nhất đạt 142mm trong trận mưa ngày 8/10/1965 tại Vinh.
Tháng VIII, IX, X dải hội tụ nhiêt đới dịch chuyên dần vê phía Nam kêt hợp
với các loại hình thê thời tiêt gây mưa lớn như áp thấp nhiêt đới, bão đã tạo ra
những trận mưa lớn kéo dài từ 3 - 10 ngày gây lũ lớn trên các triên sông.
Lượng mưa hai tháng IX, X đạt tới 40% lượng mưa năm. Lượng mưa tháng
IX, X phân bố không đêu trên lưu vưc. Vùng đồng bằng chịu ảnh hưởng của mưa
do bão gây ra, lượng mưa hai tháng đạt 1.000 - 1.100mm. Càng vê phía thượng lưu
dòng chính lượng mưa hai tháng giảm dần do ảnh hưởng ít của bão chỉ đạt 500 -
800mm.
Bảng 1-5. Đặc trưng lượng mưa tháng, năm tại một số vị trí trên lưu vực sông Lam
Đơn vị: mm
Trạm
%
Tháng Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Quỳ Châu 26,2 27,8 36,2 69,0 143,6 139,0 112,0 227,5 403,9 399,5 119,4 42,7 1.747
(%) 1,5 1,6 2,1 4,0 8,2 8,0 6,4 13,0 23,1 22,9 6,8 2,4 100
Tây Hiêu 40,0 27,6 48,1 102,9 199,0 148,6 120,8 231,9 408,6 412,2 130,1 38,9 1.909
(%) 2,1 1,4 2,5 5,4 10,4 7,8 6,3 12,1 21,4 21,6 6,8 2,0 100
Nghĩa Khánh 65,0 51,3 55,3 83,9 219,4 146,0 135,7 271,3 514,3 550,0 212,4 100,0 2.405
(%) 2,7 2,1 2,3 3,5 9,1 6,1 5,6 11,3 21,4 22,9 8,8 4,2 100
Sông Con 36,8 29,4 41,5 68,0 148,3 128,0 123,6 212,9 419,9 454,7 148,3 50,4 1.862
(%) 2,0 1,6 2,2 3,7 8,0 6,9 6,6 11,4 22,6 24,4 8,0 2,7 100
Mường Xén 41,0 33,2 41,2 61,5 125,1 122,0 97,0 216,1 464,3 552,3 179,2 69,6 2.003
(%) 2,0 1,7 2,1 3,1 6,2 6,1 4,8 10,8 23,2 27,6 8,9 3,5 100
12
Trạm
%
Tháng Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Cửa Rào 53,7 41,5 48,9 67,5 136,0 114,7 117,1 200,9 495,6 540,8 179,3 68,2 2.064
(%) 2,6 2,0 2,4 3,3 6,6 5,6 5,7 9,7 24,0 26,2 8,7 3,3 100
Con Cuông 77,9 60,8 53,1 66,4 145,2 120,6 115,2 222,5 541,7 578,1 240,4 82,1 2.304
(%) 3,4 2,6 2,3 2,9 6,3 5,2 5,0 9,7 23,5 25,1 10,4 3,6 100
Dừa 31,9 25,4 36,6 62,7 134,9 126,4 102,4 184,3 540,3 553,5 188,3 63,5 2.050
(%) 1,6 1,2 1,8 3,1 6,6 6,2 5,0 9,0 26,4 27,0 9,2 3,1 100
Đô Lương 26,2 27,8 36,2 69,0 143,6 139,0 112,0 227,5 403,9 399,5 119,4 42,7 1.747
(%) 1,5 1,6 2,1 4,0 8,2 8,0 6,4 13,0 23,1 22,9 6,8 2,4 100
Nam Đàn 65,0 51,3 55,3 83,9 219,4 146,0 135,7 271,3 514,3 550,0 212,4 100,0 2.405
(%) 2,7 2,1 2,3 3,5 9,1 6,1 5,6 11,3 21,4 22,9 8,8 4,2 100
Hoà Duyêt 36,8 29,4 41,5 68,0 148,3 128,0 123,6 212,9 419,9 454,7 148,3 50,4 1.862
(%) 2,0 1,6 2,2 3,7 8,0 6,9 6,6 11,4 22,6 24,4 8,0 2,7 100
Sơn Diêm 41,0 33,2 41,2 61,5 125,1 122,0 97,0 216,1 464,3 552,3 179,2 69,6 2.003
(%) 2,0 1,7 2,1 3,1 6,2 6,1 4,8 10,8 23,2 27,6 8,9 3,5 100
Linh Cảm 53,7 41,5 48,9 67,5 136,0 114,7 117,1 200,9 495,6 540,8 179,3 68,2 2.064
(%) 2,6 2,0 2,4 3,3 6,6 5,6 5,7 9,7 24,0 26,2 8,7 3,3 100
Chợ Tràng 77,9 60,8 53,1 66,4 145,2 120,6 115,2 222,5 541,7 578,1 240,4 82,1 2.304
(%) 3,4 2,6 2,3 2,9 6,3 5,2 5,0 9,7 23,5 25,1 10,4 3,6 100
Vinh 31,9 25,4 36,6 62,7 134,9 126,4 102,4 184,3 540,3 553,5 188,3 63,5 2.050
(%) 1,6 1,2 1,8 3,1 6,6 6,2 5,0 9,0 26,4 27,0 9,2 3,1 100
Nghi Xuân 26,2 27,8 36,2 69,0 143,6 139,0 112,0 227,5 403,9 399,5 119,4 42,7 1.747
(%) 1,5 1,6 2,1 4,0 8,2 8,0 6,4 13,0 23,1 22,9 6,8 2,4 100
Đại Lộc 40,0 27,6 48,1 102,9 199,0 148,6 120,8 231,9 408,6 412,2 130,1 38,9 1.909
(%) 2,1 1,4 2,5 5,4 10,4 7,8 6,3 12,1 21,4 21,6 6,8 2,0 100
Nguồn: [“Trung tâm KTTV TW”]
Nhìn chung lượng mưa giảm dần từ hạ du lên thượng nguồn. Vùng mưa lớn
thường tập trung ở trung lưu sông Cả.
13
1.2 Đặc điêm kinh tê xa hội trên lưu vưc sông Lam
1.2.1 Tình hình dân cư
Tổng số dân trên lưu vưc là 3.800.000 người, chiêm 84,59% dân số của cả
hai tỉnh Nghê An và Hà Tĩnh. Tốc độ tăng dân số bình quân là 1,98%/năm, cơ cấu
dân số là 20% dân đô thị và 80% ở vùng nông thôn. Số dân trong độ tuổi lao động
chiêm 45% dân số, được phân chia theo các ngành nghê như sau: Nông nghiêp
69%, công nghiêp 12%, giáo dục đào tạo 3,5%, xây dưg 3,26%, lâm nghiêp quốc
doanh 1,16%, giao thông 1,0% còn lại là các ngành nghê khác. Nguồn nhân lưc dồi
dào với giá nhân công thấp là một lợi thê đê thu hút đầu tư và tham gia vào lưc
lượng lao động xuất khẩu của cả nước.
1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế trên lưu vực sông Lam
- Tốc độ tăng trưởng bình quân, khá đồng đêu giữa các vùng trên lưu vưc sông
- Nông lâm ngư nghiêp phía Nam lưu vưc sông có tốc độ tăng trưởng cao hơn ở phía
Bắc từ 1,27-1,38 lần
- Công nghiêp thì ngược lại, tốc độ tăng trưởng của Nghê An cao hơn so với Hà Tĩnh
1,2 lần
- Dịch vụ tăng cao từ 1,05-1,07 lần (Bảng 1.6)
Bảng 1-6. Cơ cấu kinh tế của các tỉnh trên lưu vực sông Lam
Đơn vị %
Nguồn: [“Viện KTTV”]
- So với thời kỳ trước năm 2010, những năm gần đây: Mức độ tăng trưởng cao hơn
từ 1,17-1,29 lần; trong đó tập trung chủ yêu vào ngành công nghiêp và dịch vụ.
- Viêc tăng trưởng mạnh mẽ vê công nghiêp và dịch vụ là những nhân tố tác động
đên diễn biên lũ trên lưu vưc sông.
Tỉnh
Năm 2010 Năm 2020
Tốc độ
Tăng
trưởng
Công
nghiêp Dịch vụ
Nông
nghiêp
Tốc độ
Tăng
trưởng
Công
nghiêp Dịch vụ
Nông
nghiêp
Nghê An 8,5÷9,5 30÷31 44÷45 24÷26 10,5 45÷46 36÷38 17÷18
Hà Tĩnh 8-9 25 42 33 11 23÷25 43÷41 24
14
1.2.3 Mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020
Kinh tê Nghê An, Hà Tĩnh cũng nằm trong khung phát triên kinh tê của cả
nước.
Tỉnh Nghê An dư kiên thu nhập bình quân đầu người đên năm 2020 là 2000
USD. Hà Tĩnh là 1.525 USD. Vê định hướng Nghê An sẽ trở thành trung tâm kinh
tê - văn hoá của vùng Bắc Trung Bộ. Viêc tăng trưởng kinh tê này còn phụ thuộc
vào nhiêu yêu tố: Xã hội, tư nhiên, cơ sở hạ tầng và chính sách phát triên kinh tê
của từng tỉnh. Nhưng rõ ràng đê phát triên kinh tê bên vững thì rất cần thiêt phải có
nhiêu giải pháp, trong đó có giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiên tai do lũ cho lưu
vưc sông Lam.
1.3 Nhận xét
- Vị trí địa lý lưu vưc sông Lam khá thuận lợi đê khi có Bão đổ bộ, gây mưa
lớn, sinh lũ cho lưu vưc trung và hạ lưu sông Lam.
- Địa hình phía Tây của lưu vưc sông tiêp giáp dãy Trường Sơn có độ cao
cao nhất và thấp dần ra phía Biên, đồng thời bị chia cắt mạnh đã tạo ra thê nằm
nghiêng như một bê măt hứng nước, tạo thuận lợi khi có mưa lớn sinh lũ gây ngập
lụt hạ lưu.
- Với điêu kiên địa lý, khí hậu riêng biêt đồng thời chịu ảnh hưởng của Bão
và các hình thê thời tiêt gây mưa - lũ lớn thì cần thiêt có nghiên cứu sâu vê đăc điêm
lũ trên lưu vưc sông, từ đó là cơ sở đê cảnh báo ngập lụt cho hạ lưu sông Lam.
15
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM LŨ VÀ NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG LAM
2.1 Nguyên nhân hình thành lũ trên lưu vưc sông Lam.
Dạng hình thê thời tiêt gây mưa lớn ở hạ du sông Lam có thê tóm tắt một số
dạng như sau:
- Mưa lớn do không khí lạnh phía Bắc tràn xuống kêt hợp với rãnh thấp phía Tây.
Loại mưa này xảy ra vào đầu mùa hè.
- Bão liên tiêp đổ bộ vào trong thời gian ngắn.
- Bão tan thành áp thấp nhiêt đới gây mưa lớn trên diên rộng.
- Không khí lạnh kêt hợp với dải hội tụ nhiêt đới.
- Áp thấp nhiêt đới di chuyên lên phía Bắc Tây Bắc găp không khí lạnh tăng cường
gây mưa lớn trên diên rộng, loại hình thê này thường gây lũ lớn.
Những hình thê thời tiêt hoăc xuất hiên độc lập hoăc tổ hợp nhiêu hình thê thời tiêt
gây mưa đã xuất hiên trên lưu vưc gây lũ lớn hoăc đăc biêt lớn ở hạ du sông Lam.
Hậu quả của nó là những trận lũ lụt nghiêm trọng vào tháng IX/1978, X/1988,
IX/2002; X/2010
Khi bão, áp thấp nhiêt đới đổ bộ trưc tiêp vào lưu vưc sông thì ở Nghê An,
Hà Tĩnh có mưa rất lớn kéo dài 1 - 3 ngày. Lượng mưa trận đạt 50 - 60% lượng
mưa năm.
- Lượng mưa phụ thuộc hướng di chuyên của Bão. Nêu bão di chuyên vào từ phía
Nam của Nghê An thì mưa lớn xảy ra ở sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu như cơn bão số 2
đổ bộ vào Đà Nẵng di chuyên lên phía Bắc gây ra mưa lớn 25/V/1989 tại sông
Ngàn Phố, Ngàn Sâu gây lũ đăc biêt lớn.
16
Hình 2.1: Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm
Qua (hình 2.1), ta thấy lượng mưa phân bố không đêu theo không gian, phân
bố lớn dần từ Nam ra Bắc và từ Đông sang Tây.
+ Phân phối mưa năm theo mùa:
Hình 2.2: Lượng mưa trung bình năm và mùa lũ trên lưu vực sông Lam
+ Phân phối mưa năm theo tháng:
Vùng trung, hạ du sông Lam mùa mưa dịch chuyên dần bắt đầu từ tháng VI và kêt
thúc vào tháng X, XI. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VIII, IX, X. Càng dần
17
vê phía nam của lưu vưc mùa mưa bắt đầu từ tháng VIII và kêt thúc tháng X như
vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu.
Mùa mưa có xu hướng chậm dần từ Bắc vào Nam từ thượng nguồn vê hạ du.
Trong mùa mưa thường xuất hiên 2 đỉnh cưc trị. Tháng V, VI do hoạt động mạnh
gió mùa Tây Nam và gió Tín Phong Bắc bán cầu. Sư hội tụ giữa hai luồng gió này
gây nên mưa tiêu mãn vào tháng V, VI gây lũ tiêu mãn trong mùa mưa. Tổng lượng
mưa hai tháng này có vùng chiêm tới 20% lượng mưa năm ở các trạm thượng
nguồn sông Cả, Ngàn Phố, Ngàn Sâu. Trận lũ tiêu mãn lớn như tháng V/1943,
tháng V/1989. Đăc biêt là trận mưa tháng V/1989 gây lũ lịch sử trên sông Ngàn
Phố. Lượng mưa 1 ngày max đạt 483mm ngày 26/V/1989 tại Kim Cương, 296mm
ngày 26/V/1989 tại Hoà Duyêt.
Sang tháng VIII, IX, X dải hội tụ nhiêt đới dịch chuyên dần vê phía Nam kêt
hợp với các loại hình thê thời tiêt gây mưa lớn như áp thấp nhiêt đới, bão đã tạo ra
những trận mưa lớn kéo dài từ 3 10 ngày gây lũ lớn trên các triên sông.
Lượng mưa hai tháng IX, X đạt tới 40% lượng mưa năm. Lượng mưa tháng IX, X
phân bố không đêu trên lưu vưc. Biên động lượng mưa theo thời gian khá mạnh mẽ.
2.2. Diễn biên lũ theo không gian
2.2.1 Mực nước lũ
Thượng nguồn sông Lam tại Cửa Rào mưc nước lũ lớn nhất vào VIII/1973
với Hmax = 76,3m. Từ Dừa trở vê hạ du mưc nước lũ lớn nhất xuất hiên trận lũ tháng
IX/1978 với Hmax = 19,71m tại Đô Lương. Tại Nam Đàn mưc nước lũ lớn nhất thưc
đo là 9,64m, Bên Thủy 5,68m vào IX/1978.
Trên sông Hiêu mưc nước lũ lớn nhất đạt Hmax = 80,05m vào ngày 14/X/1988 tại
Quỳ Châu.
Trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm mưc nước lớn nhất là 15,82 m vào ngày
20/IX/2002. Trên sông Ngàn Sâu tại Hòa Duyêt, mưc nước lớn nhất là vào năm
1960 với Hmax = 12,74m ngày 5/X, tiêp đên là trận lũ năm 2002 với Hmax = 11,78m
ngày 20/IX. Mưc nước lớn nhất tại Linh Cảm trên sông La xuất hiên vào năm 1978
với Hmax = 7,83m ngày 29/IX tiêp đên là trận lũ năm 2002, Hmax = 7,7m ngày 21/ IX
18
Bảng 2-1: Mực nước lũ thực đo tại một số vị trí
Đơn vị : m
TT Trạm Sông Hmax (m) Thời gian
1 Cửa Rào Cả 76,3 27/VIII/1973
2 Dừa Cả 24,98 18/X/1988
3 Đô Lương Cả 19,71 28/IX/1978
4 Yên Thượng Cả 12,38 28/IX/1978
5 Nam Đàn Cả 9,64 29/IX/1978
6 Bên Thủy Cả 5,68 28/IX/1978
7 Cửa Hội Lam 4,71 13/X/1989
8 Quỳ Châu Hiêu 80,05 14/X/1988
9 Sơn Diêm Ngàn Phố 15,82 20/IX/2002
10 Hòa Duyêt Ngàn Sâu 12,74 5/X/1960
11 Linh Cảm La 7,83 29/IX/1978
Nguồn: [“Trung tâm Dự báo KTTV TW”]
Thống kê theo trận lũ lớn nhất đã xảy ra (Bảng 2.1) cho thấy:
- Mưc nước lũ lớn nhất vùng trung lưu trên sông Cả xảy ra từ trận lũ tháng
IX/1978 nhưng vùng thượng nguồn sông Cả là lũ tháng VIII/1973.
- Mưc nước lũ lớn nhất trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm là trận lũ tháng
IX/2002 trong khi đó trên sông Ngàn Sâu tại Hòa Duyêt là trận lũ tháng X/1960
2.2.2 Lưu lượng lũ
Trên dòng chính sông Lam tại Cửa Rào lưu lượng lũ lớn nhất trung bình
nhiêu năm đạt 2190 m3/s. Lũ lớn nhất là vào năm 1973 với lưu lượng đỉnh lũ đạt
là 5690 m3/s tiêp theo là các trận lũ 1963 với Qmax = 5350 m3/s ngày 25/VII/1963,
trận lũ năm 1980 với Qmax = 4600 m3/s ngày 17/IX/1980, trận lũ năm 1988 với Qmax
= 3890 m3/s ngày 18/X/1988. Trận lũ tháng IX/1978 đạt 2560 m3/s ngày
28/IX/1978.
19
Trên sông Hiêu tại Quỳ Châu, số liêu quan trắc lưu lượng lũ trung bình đạt
1470 m3/s. Lưu lượng lũ lớn nhất tại Quỳ Châu xảy ra vào 14/X/1988 với Qmax =
2870m3/s, tiêp theo các trận lũ năm 1980 Qmax = 2730 m3/s ngày 7/IX/1980, lũ năm
1966 Qmax = 2530 m3/s, lũ năm 1991 với Qmax = 2430 m3/s ngày 18/VIII, lũ năm
1962 với Qmax = 2410 m3/s ngày 28/IX.
Lưu lượng lũ lớn nhất tại Dừa 10200 m3/s ngày 28/IX/1978, tiêp theo là trận
lũ năm 1988 với Qmax = 8840 m3/s ngày 18/X/1988, trận lũ 1963 Qmax = 8630 m3/s
ngày 26/7/1963, trận lũ 1973 Qmax = 7300 m3/s ngày 27/VIII/1973.
Như vậy, ở thượng nguồn sông Cả lũ năm 1973 có lưu lượng lũ lớn nhất
nhưng tại Dừa có sư nhập lưu của sông Hiêu, lũ năm 1973 còn có đỉnh lũ thấp hơn
đỉnh lũ vào các năm 1978, 1988, 1963.
Trên sông Giăng, dòng chảy lũ trung bình nhiêu năm tại Thác Muối là 1190
m3/s. Lũ lớn nhất tại Thác Muối là vào năm 1974 với Qmax = 5150 m3/s.
Tại Yên Thượng có sư gia nhập của lượng nước khu giữa đăc biêt là lượng
nước lũ của lưu vưc sông Giăng. Lưu lượng lũ lớn nhất trung bình đạt 4110 m3/s.
Lưu lượng lũ lớn nhất hoàn nguyên tại Yên Thượng là 13180 m3/s ngày
28/IX/1978, tiêp theo là các trận lũ tháng X/1988 với Qmax = 10280 m3/s ngày
19/X/1988, trận lũ năm 1996 với Qmax = 6210 m3/s ngày 25/IX/1996.
Biên động dòng chảy lũ trên dòng chính sông Lam khá lớn, tại Cửa Rào năm
1973 Qmax = 5690 m3/s, năm lũ nhỏ nhất Qmax= 634 m3/s ngày 4/VII/1998, năm
1976 không có bão đổ bộ ảnh hưởng, Qmax = 1190 m3/s ngày 14/VIII/1976. Tại
Dừa, năm có lưu lượng lũ nhỏ nhất đạt 862 m3/s ngày 4/VII/1998 lũ trên các sông
nhánh lớn.
Trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm lưu lượng lũ lớn nhất trung bình nhiêu
năm đạt 1730 m3/s. Lũ đạt trị số lớn nhất là vào tháng IX/2002 với Qmax = 5200
m3/s. Sau đó là các trận lũ tháng V/1989 với Qmax = 4400 m3/s ngày 26/V. Năm
1960 có Qmax = 3820 m3/s, vào tháng X/1988 Qmax = 3820 m3/s và tháng IX/1978
với Qmax = 3630 m3/s.
20
Trên sông Ngàn Sâu tại Hòa Duyêt, lũ lớn nhất trung bình nhiêu năm là 1890
m3/s. Lũ lớn nhất là trận lũ năm 1960 với Qmax = 3880 m3/s, tiêp theo là các trận lũ
1979, 1983, 1978 và 2002. Lũ năm 2002 trên sông Ngàn Sâu tại Hòa Duyêt xét vê
độ lớn Qmax chỉ ở vị trí thứ 5 sau các trận lũ 1960, 1979, 1983, 1978 trong khi đó
trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm, lũ lớn nhất xảy ra vào tháng 9/2002.
Năm 1973 là năm xảy ra lũ lớn nhất ở thượng nguồn sông Cả, mưc nước lớn
nhất đạt tới 57,34m tương ứng với lưu lượng là 5690 m3/s ngày 27/VIII/1973 và
tổng lượng lũ 7 ngày max 1590.106m3 chiêm 65,7 % tổng lượng lũ 7 ngày tại Dừa
và 62,5% lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng. Trong khi đó bên sông Hiêu tại Nghĩa
Khánh, trận lũ tương ứng chỉ chiêm 27,2% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và 24,7% tổng
lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng. Thành phần lượng lũ khu giữa từ Cửa Rào, Nghĩa
Khánh tới Dừa chiêm tỷ lê 10,9% lượng lũ 7 ngày tại Dừa 9,5% lượng lũ 7 ngày tại
Yên Thượng.
Tháng IX/1978 lũ lớn nhất tại Cửa Rào chỉ ở mức trung bình. Mưc nước lũ
của năm này còn thấp hơn mưc nước lũ của các năm 1962, 1963, 1971, 1972, 1980,
1988. Lưu lượng lớn nhất tại Cửa Rào là 2560m3/s tương ứng với mưc nước 51,09m
ngày 28/IX/1978. Tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất là 734.106m3 chiêm 24% tổng
lượng lũ 7 ngày tương ứng tại Dừa và 14,6% tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất tại Yên
Thượng. Bên sông Hiêu tại Nghĩa Khánh trận lũ này có tổng lượng lũ 7 ngày khá
lớn đạt 800.106m3 chiêm 26,1% tổng lượng lũ tại Dừa, 15,9% tổng lượng lũ 7 ngày
tại Yên Thượng. Thành phần lượng lũ ở khu giữa từ Cửa Rào, Nghĩa Khánh tới Dừa
chiêm tỷ lê 49,9% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và 30,5% lượng lũ 7 ngày lớn nhất ở
Yên Thượng.
Tại Cửa Rào X/1988 lưu lượng lũ lớn nhất là 3890 m3/s và tổng lượng lũ 7
ngày lớn nhất đạt tới 1403.106m3. Trận lũ này tại Cửa Rào thuộc loại lớn nhưng còn
thấp hơn mưc nước lũ tháng VII/1963, tháng VIII/1973, tháng IX/1980. Thành phần
lượng lũ 7 ngày tại Cửa Rào chiêm 37,7% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và chiêm 28,6%
lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng. Tại Nghĩa Khánh bên sông Hiêu trận lũ tháng
21
X/1988 có tổng lượng lũ 7 ngày là 1527.106m3 chiêm 41,1 % tổng lượng lũ 7 ngày
tại Dừa và chiêm 31,1% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng.
Vê lưu lượng lũ lớn nhất tại Nghĩa Khánh trên sông Hiêu được xêp theo thứ
tư như sau: lớn nhất là lũ 1962, rồi đên lũ tháng IX/1978, tháng X/1988. Vê tổng
lượng lũ 7 ngày lớn nhất là trận lũ tháng 10/1988 sau đó là trận lũ tháng IX/1962,
tháng IX/1978.
Từ Dừa tới Yên Thượng thường có lượng mưa lớn, dòng chảy được tăng lên
do sư nhập lưu của các sông suối nhất là sông Giăng. Thành phần lượng lũ 7 ngày
tương ứng với lượng lũ 7 ngày lớn nhất ở Yên Thượng chiêm tỷ lê trung bình là
23,4% lượng lũ 7 ngày lớn nhất ở Yên Thượng. Tỷ lê tham gia vê lượng lũ này xấp
xỉ tỷ lê lượng lũ 7 ngày của sông Hiêu tại Nghĩa Khánh măc dù diên tích của nó nhỏ
hơn nhiêu. Khu vưc này nằm trong vùng mưa lớn và chịu ảnh hưởng mạnh của bão,
lượng mưa một ngày có cường độ rất lớn đạt tới 782 mm tại Đô Lương, 684 mm tại
Dừa trong trận mưa bão tháng IX/1978. Lượng mưa lớn tập trung trong thời gian
ngắn xảy ra trên diên rộng đã tạo nên những con lũ lớn ở khu giữa tập trung rất
nhanh vê dòng chính đã làm cho mưc nước lũ lên rất nhanh. Thời gian truyên lũ từ
Dừa tới Đô Lương, từ Đô Lương tới Yên Thượng rút ngắn lại so với thời gian
truyên lũ trung bình gây khó khăn cho viêc chống lũ.
Tại Thác Muối trên sông Giăng, lưu lượng lớn nhất thưc đo trong trận lũ
tháng IX/1978 là 5150 m3/s và tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất trong trận lũ tháng
IX/1978 lên tới 802.106m3 chiêm tới 20% tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất tại Yên
Thượng trong trận lũ này. Tại Thác Muối thành phần lượng lũ 7 ngày tương ứng với
7 ngày lớn nhất của Yên Thượng chiêm tỷ lê trung bình là 9,1% tổng lượng lũ 7
ngày tại Yên Thượng.
Qua Yên Thượng nước lũ chảy vê vùng đồng bằng hạ du sông Cả. Những
năm lũ lớn như trận lũ tháng IX/1978, tháng X/1988 đã gây ra tình trạng ngập úng
lớn, do khả năng thoát lũ lòng sông có hạn, do sư găp gỡ lũ lớn bên sông La và do
ảnh hưởng của triêu cường.
Ở hạ du sông Cả, nước lũ không chỉ phụ thuộc vào lũ dòng chính sông Cả
mà còn phụ thuộc vào nước lũ sông La.
22
Sông La là hợp lưu giữa hai sông nhánh Ngàn Phố và Ngàn Sâu. Xét vê thứ tư
xuất hiên lưu lượng nước lũ lớn nhất, tại Sơn Diêm trên sông Ngàn Phố mưc nước
lũ lớn nhất xảy ra vào các năm 2002, 1989, 1960, 1988, 1978, 1983. Trên sông
Ngàn Sâu tại Hòa Duyêt xảy ra vào các năm 1960, 1979, 1983, 1978, 2002.
Trên cơ sở tài liêu thưc đo vê dòng chảy của các trận lũ điên hình tại 11 vị trí
(Mường Xén, Dừa, Đô Lương, Yên Thượng, Nam Đàn, Sơn Diêm, Hòa Duyêt,
Linh Cảm, Chợ Tràng) giai đoạn 1960 – 2013 ta thấy các trận lũ xảy ra gây ngập lụt
nghiêm trọng trên các lưu vưc sông Cả, Hiêu, La, Lam có thời kì lụt và cường độ là
khác nhau. Sư phân bố và diễn biên xảy ra là không đồng nhất vê số lượng cũng
như năm xuất hiên, ví dụ như:
- Trên sông Cả tại Dừa, Yên Thượng, Nam Đàn, lũ năm 1978 là lũ lớn nhất
trong khi đó tại Mường Xén lũ năm 1978 chỉ là lũ lớn thứ 3 sau trận lũ năm 2005 và
1973, trên sông Hiêu lũ năm 1978 không phải là lũ lớn nhất.
- Trên sông La, tại Linh Cảm lũ năm 1978 là lũ lịch sử, tại Sơn Diêm trên
sông Ngàn Phố, lũ năm 1978 chỉ là lũ lớn thứ 2 sau lũ lịch sử năm 2002, tại Hòa
Duyêt trên sông Ngàn Sâu, lũ năm 1978 không thuộc một trong 5 trận lũ lớn nhất.
- Trên sông Cả, tại Dừa những năm lũ lớn nhất: 1963, 1973, 1978, 1980 và
1988, những trận lũ lớn đêu là lũ kép, trong đó lũ năm 1978 là lũ lớn nhất với lưu
lượng đỉnh lũ đạt 10.200 m3/s. Đỉnh sau cao hơn đỉnh trước nhiêu lần, độ dốc rất
lớn. Tại Yên Thượng những năm lũ lớn nhất: 1973, 1978, 1980 1988 và 1996, đôi
khi cũng xuất hiên lũ kép
- Lũ lớn nhất xảy ra trên các sông như sau: Thượng nguồn sông Cả (phần lớn
diên tích ở bên Lào) xảy ra năm 2011; sông Cả năm 1978; sông Hiêu, thượng nguồn
năm 2007, hạ nguồn năm 1962; sông Ngàn Phố năm 2002 và sông Ngàn Sâu năm
2010. Lũ lịch sử trên các sông xảy ra lêch pha nhau.
Cũng tương tư như thời kì lụt, biên độ lũ trên sông Lam biên đổi khá lớn
(khoảng 9 m), tuy nhiên có những trận lũ lớn, có thê lên đên trên 11m như trận lũ
tháng IX/2002 tại Chu Lễ trên sông Ngàn Sâu, đăc biêt có trận lũ biên độ lũ rất cao
lên đên 13,56 m như trận lũ tháng VIII/2007 tại Chu Lễ. Cường suất lũ lên lớn, có
khi đên trên 2 m/giờ ở nhiêu nơi cùng trong trận lũ trên cùng một sông. Chẳng hạn
23
như trận lũ tháng VIII/2007 trên sông Ngàn Sâu, tại trạm Chu Lễ và Hòa Duyêt có
cường suất lũ lên lớn nhất đêu trên 2 m/giờ.
2.3. Diễn biên lũ theo thời gian
Lũ sông Lam có thê chia làm hai thời kỳ lũ chính là lũ tiêu mãn và lũ chính
vụ. Lũ tiêu mãn vào khoảng tháng V, VI do hoạt động mạnh của tín phong bắc bán
cầu và gió mùa Tây Nam. Lũ chính vụ vào khoảng tháng IX, X, XI do hoạt động
của các hình thê thời tiêt gây mưa lớn.
Thời gian bắt đầu, kêt thúc mùa lũ và thời gian xuất hiên lũ lớn trên dòng
chính sông Lam và các dòng nhánh là khác nhau.
Trên dòng chính sông Lam mùa lũ bắt đầu từ tháng VII, vào tháng VI có thê có lũ
tiêu mãn, ở thượng nguồn kêt thúc vào tháng XI, ở trung lưu kêt thúc vào tháng XI.
Lũ lớn nhất thường xuất hiên vào tháng VIII ở thượng nguồn, tháng IX ở trung lưu
và hạ lưu.
Sông Hiêu mùa lũ bắt đầu từ tháng VIII, kêt thúc vào tháng XI. Lũ lớn nhất
thường xuất hiên vào tháng X.
Sông La mùa lũ bắt đầu từ đầu tháng IX, kêt thúc vào tháng XI, có thê kêt
thúc muộn vào tháng XII. Lũ lớn nhất thường xuất hiên vào cuối tháng IX hoăc đầu
tháng X.
Bảng 2.2: Khả năng xuất hiện lũ vào các tháng trong năm trên lưu vực sông Lam
TT Trạm Sông VI VII VIII IX X XI XII
1 Cửa Rào Lam 6,0 17,6 52,9 23,5
2 Dừa Lam 3,45 6,9 17,4 37,9 31,03 3,45
3 Thác Muối Giăng 6,25 12,5 43,8 18,8 18,8
4 Nghĩa Khánh Hiêu 3,57 17,9 35,7 32,1 10,7
5 Yên Thượng Lam 5,0 15,0 45,0 25,0 10,0
6 Bên Thủy Lam 3,57 28,6 50,0 14,3 3,57
7 Sơn Diêm Ngàn Phố 3,84 3,84 50,0 30,7 11,54
8 Hòa Duyêt Ngàn Sâu 3,45 10,34 37,9 41,4 6,89
9 Linh Cảm La 7,42 37,03 44,4 11,1
Nguồn: [“Trung tâm Dư báo KTTV TW”]
24
Qua phân tích những trận lũ xảy ra trong gần 40 năm lại đây cho ta thấy, có
19 năm mưc nước lũ lớn nhất tại Nam Đàn trùng với mưc nước lũ lớn nhất tại Linh
Cảm trên sông Lam (đạt tần suất xấp xỉ 50%). Thời gian lũ kéo dài có liên quan đên
hình thê thời tiêt gây mưa, phân bố mưa theo thời gian, khả năng thoát lũ do cơ sở
hạ tầng, triêu cường và cả tác động lũ lớn trên sông Lam. Lũ lớn nhất thường xuất
hiên vào tháng IX trên sông Ngàn Phố, tháng X trên sông Ngàn Sâu. Do mức độ tập
trung lũ và khả năng xảy ra lũ lớn nhất ở các vùng không đồng thời đã phần nào
giảm bớt được nguy cơ gây lũ lớn ở hạ du. Tuy nhiên, cũng có những năm, do mưa
bão lớn trên diên rộng, lũ đăc biêt lớn xảy ra đồng đêu trên toàn bộ hê thống sông
như năm 1978. Mưc nước lũ tại Linh Cảm trên sông Lam không chỉ phụ thuộc vào
nước lũ các sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu đổ vê mà còn chịu ảnh hưởng nước vật của
lũ sông Cả. Trong trường hợp lũ dòng chính sông Cả xuất hiên đồng bộ với lũ các
sông bên hê thống sông Lam thì mưc nước lũ ở Linh Cảm rất cao như các năm
1978, 1960, 1988, 1983, 2010.
Theo thống kê các trận lũ từ mức BĐ2 trở lên trong vòng 40 năm trở lại đây
cho ta thấy, thời gian duy trì lũ ở mức cao (trên BĐ3) trung bình ở thượng lưu ngắn,
chỉ khoảng 6 - 12 giờ; ở hạ lưu: 1 - 2 ngày (tại Nam Đàn) và 1 ngày (tại Linh Cảm).
Tuy nhiên, trong những trận lũ đăc biêt lớn thì thời gian duy trì lũ trên BĐ3 cũng
khá dài, như trận lũ lịch sử năm 1978 tại Nam Đàn và Linh Cảm kéo dài tới 5 ngày;
trận lũ năm 1988 kéo dài tới 8 ngày tại Nam Đàn và 4 ngày tại Linh Cảm… Đăc
tính chung, lũ lớn nhất trong năm ở vùng hạ du thường xuất hiên muộn hơn so với
đỉnh lũ năm ở thượng nguồn khoảng một tháng. Càng vê hạ du lòng sông được mở
rộng, nước lũ bị điêu tiêt mạnh, do ảnh hưởng của thuỷ triêu nên thời gian duy trì
đỉnh lũ kéo dài, thời gian nước rút chậm, thời gian duy trì mưc nước lũ ở mưc nước
cao lâu hơn ảnh hưởng tới viêc bảo vê đê và sản xuất nông nghiêp.
2.4 Tổ hợp lũ trên lưu vưc sông Lam
a. Trận mưa lũ lớn tháng IX năm 1978.
Đây là trận lũ kép lịch sử với hai đỉnh ở hạ du lưu vưc sông Lam.
25
Đợt lũ thứ nhất: Từ ngày 17 – 18/IX, lũ trên các sông bắt đầu lên và đạt đỉnh vào
các ngày từ 21 - 23/IX. Cường suất trung bình từ 3 - 6cm/h, riêng sông Ngàn Phố
lên nhanh hơn với cường suất trung bình từ 19 - 25cm/h. Biên độ lũ lên trên sông
Ngàn Phố là 7,28m, các sông khác từ 4,0 - 6,0m. Trên sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố
xuất hiên đỉnh vào ngày 21, hạ lưu sông La xuất hiên ngày 23. Đỉnh lũ tại Nam
Đàn: 7,98m, cao hơn báo động 3 (BĐ3) là 0,08m; sông La tại Linh Cảm: 5,95m,
trên BĐ2: 0,45m. Măc dù lũ trên sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố đã xuống từ trưa ngày
21, thời gian chảy truyên từ Hòa Duyêt và Sơn Diêm vê Linh Cảm trung bình là 9 -
12h nhưng đên tận ngày 23, mưc nước tại Linh Cảm mới đạt đỉnh, như vậy có sư
dồn ứ nước từ Nam Đàn sang Linh Cảm.
Đợt thứ 2: Lũ trên sông Cả - La chưa kịp rút trong trận lũ đợt đầu lại được bổ sung
thêm đợt lũ thứ 2. Cường suất lũ lên trung bình của đợt lũ thứ 2 tại Nam Đàn:
4,8cm/h, tại Linh Cảm: 5,1cm/h; cường suất lũ lên lớn nhất tại Nam Đàn: 20cm/h,
tại Linh Cảm: 22cm/h. Đỉnh lũ đợt sau lớn hơn đợt trước. Đỉnh lũ tại Nam Đàn:
10,38m (hoàn nguyên), trên BĐ3: 2,48m; tại Sơn Diêm: 14,06m, trên BĐ3: 1,06m;
tại Hòa Duyêt: 11,40m, trên BĐ3: 0,90m; tại Linh Cảm: 7,75m, trên BĐ3: 1,25m
(Bảng 2.5, hình 2.3). Lưu lượng lũ lớn nhất thưc đo tại Yên Thượng 9.000m3/s, tại
Sơn Diêm: 3.630m3/s, tại Hoà Duyêt: 2.880m3/s. Mưc nước tại Bên Thuỷ thưc đo
5,08m, hoàn nguyên 6,16m, tại Cửa Hội là 2,14m.
Trên lưu vưc sông Lam, tại Sơn Diêm (Ngàn Phố) và Hòa Duyêt (Ngàn Sâu),
trận lũ năm 1978 không phải là trận lũ lớn, mưc nước đỉnh lũ tại Hòa Duyêt là
11,40m, tương ứng với tần suất 16,67%, thấp hơn đỉnh lũ năm 2002, 2007, 2010; tại
Sơn Diêm: 14,05m, tương ứng với tần suất: 13,89%, thấp hơn đỉnh lũ năm 2002,
1988; nhưng mưc nước tại Linh Cảm thì lại lớn nhất trong chuỗi năm đo đạc (Hmax
= 7,75m, ứng với tần suất: 2,78%), và mưc nước tại Nam Đàn cũng lớn nhất trong
chuỗi năm đo đạc (Hmax= 10,38m, tương ứng với tần suất 2,78%), điêu này chứng
tỏ có sư dồn ứ nước từ hạ lưu lên.
26
Bảng 2.3 Đặc trưng trận lũ từ 15-29/IX/1978
Chân lũ Đỉnh lũ H Tlên Ilêntb
So sánh cấp
BĐ
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (m)
(cm) (cm)
Cả Nam Đàn 07h/17 380 07h/23 798 418 144 3 >III(0,08)
17h/26 682 04h/29 1038 282 59 5 >III(2,48)
Ngàn Phố Sơn Diêm 19h/16 483 01h/18 1225 742 30 25 <III(0,75)
09h/20 779 08h/21 1211 432 22 19 >II(0,61)
07h/26 614 07h/27 1406 792 24 33 >III(1,06)
Ngàn Sâu Hòa Duyêt 07h/17 480 14h/21 1086 606 103 6 >III(0,36)
11h/26 704 17h/28 1140 436 54 8 >III(0,90)
Lam Linh Cảm 14h/17 191 07h/23 595 404 137 3 >II(0,45)
13h/26 469 01h/29 775 306 60 5 >III(1,25)
Hình 2.3: Quá trình mưa, lũ từ ngày 16-29/IX/1978 tại các trạm trên lưu vực sông Lam
b. Trận mưa, lũ lớn tháng X năm 1988.
Trên hê thống sông Lam đã xuất hiên lũ kép hai đỉnh với đỉnh sau lớn hơn
đỉnh trước. Biên độ lũ lên tại các vị trí trên sông lớn, từ 6,0 - 9,7m; cường suất lũ
27
lên lớn nhất tại Sơn Diêm: 100cm/h. Đên ngày 15 - 16/X, mưc nước hạ lưu sông
Lam lần lượt xuất hiên đỉnh. Đỉnh lũ tại Linh Cảm là 5,97m, dưới BĐ3: 0,53m.
Tuy nhiên, đên ngày 16-18, do xuất hiên mưa lớn dẫn đên lũ hạ lưu tiêp tục lên
và đên ngày 18-19 mới đạt đỉnh. Đỉnh lũ tại Nam Đàn: 9,41m (14h/19), trên
BĐ3: 1,51m, thấp hơn đỉnh lũ năm 1978 là 0,97m; tại Sơn Diêm: 14,61m
(04h/17), trên BĐ3: 1,61m; tại Hòa Duyêt: 11,04m (11h/17), trên BĐ3: 0,54m;
tại Linh Cảm: 7,30m (18h/18), trên BĐ3: 0,80m, thấp hơn đỉnh lũ năm 1978 là
0,45m (Bảng 2.4, hình 2.4).
Bảng 2.4: Đặc trưng trận lũ từ 11-20/X/1988
Chân lũ Đỉnh lũ H Tlên Ilêntb So sánh cấp
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) BĐ (m)
(cm) (cm)
Cả Nam Đàn 07h/12 271 14h/19 941 670 175 4 >III (1,51)
Ngàn Phố Sơn Diêm 07h/11 487 06h/14 1244 757 71 11 <III (0,56)
07h/16 764 04h/17 1461 697 21 33 >III(1,61)
Ngàn Sâu Chu Lễ 07h/11 432 19h/12 1372 940 36 26 >III(0,22)
7h/16 1141 04h/17 1405 264 21 13 >III(0,55)
Ngàn Sâu Hòa Duyêt 07h/12 216 13h/14 1061 845 54 16 >III(0,11)
13h/16 916 11h/17 1104 188 22 9 >III(0,54)
La Linh Cảm 01h/12 95 19h/15 597 502 90 6 <III (0,53)
13h/16 591 18h/18 730 139 50 3 >III (0,80)
Đợt lũ này do ảnh hưởng liên tiêp của nhiêu hình thê thời tiêt gây mưa lớn
trên diên rộng và kéo dài trong nhiêu ngày, mưa với cường độ lớn nên lũ lên rất
nhanh, ác liêt và hiêm thấy. Lũ trên sông Ngàn Phố năm 1988 lớn hơn năm 1978
một ít, tại Sơn Diêm (Ngàn Phố), mưc nước đỉnh lũ là 14,60m, tương ứng với tần
suất 8,33%, cao hơn đỉnh lũ năm 1978 nhưng đỉnh lũ tại Hòa Duyêt (Ngàn Sâu) ở
28
mức: 11,04m, tương ứng với tần suất: 22%, thấp hơn đỉnh lũ năm 1978, lũ lớn
không đồng thời trên hai nhánh Ngàn Phố và Ngàn Sâu nên đỉnh lũ tại Linh Cảm
thấp hơn đỉnh lũ năm 1978; đỉnh lũ tại Nam Đàn cũng thấp hơn năm 1978 và duy trì
trên mức báo động 3 khoảng 8 ngày, tại Linh Cảm khoảng 4 ngày; như vậy tống
lượng lũ là rất lớn. Lũ sông La lớn khiên viêc thoát lũ ở sông Cả kém, măt khác
trong thời gian lũ lớn ở hạ lưu sông Lam lại trùng với thủy triêu ở Cửa Hội đang
trong chu kỳ nước cao (2,40m), tổ hợp bất lợi giữa lũ cao ở sông Cả và sông La xảy
ra đồng thời kêt hợp với triêu cao ở vùng cửa sông khiên viêc thoát lũ rất khó khăn,
gây ngập úng lớn trên diên rộng và kéo dài trong nhiêu ngày.
Hình 2.4: Quá trình mưa, lũ từ ngày 07-22/X/1988 tại các trạm trên
lưu vực sông Lam
c. Trận mưa, lũ lớn tháng IX năm 2002.
Do mưa to với cường độ lớn làm mưc nước trên hê thống sông Lam lên rất
nhanh. Trên sông Ngàn Phố, đỉnh lũ tại Sơn Diêm là 15,82m (lúc 20h/20/IX), cao
hơn mưc nước lũ năm 1989 là 0,47m và cao hơn BĐ3 là 2,82m. Biên độ lũ lên là
11,03m; cường suất lũ lên trung bình 16,5cm/h, lớn nhất 159cm/h, tương đương với
29
cường suất lũ lên của trận lũ tháng V/1989 (163cm/giờ). Cường suất lũ lớn nhất tại
Sơn Diêm trong trận lũ này cũng lớn hơn cường suất lớn nhất tại các trạm lân cận từ
1,03-2,86 lần
Trên sông Ngàn Sâu, mưc nước đỉnh lũ tại Chu Lễ: 14,54m (24h/21), cao hơn
BĐ3: 1,04m; biên độ lũ lên: 11,43m; cường suất lũ lên trung bình 11,9cm/h, lớn
nhất đạt 156cm/h. Mưc nước đỉnh lũ tại Hoà Duyêt là 11,77m (1h/22/IX), cao hơn
BĐ3 là 1,27m; biên độ lũ lên 9,96m; cường suất lũ lên trung bình 11,1cm/h, lớn
nhất 60cm/h. Lưu lượng lũ lớn nhất là 2.740m3/s (2h/21/IX).
Mưc nước tại Linh Cảm đạt 7,71m (7h/21/IX), trên BĐ3 là 1,21m; biên độ lũ
lên là: 7,56m; cường suất lũ lên trung bình 10,5cm/h, lớn nhất 56cm/h. Mưc nước
đỉnh lũ tại Linh Cảm đợt này đạt thứ 3 trong liêt tài liêu quan trắc, thấp hơn đỉnh lũ
năm 1978 là 0,04m. (Bảng 2.5, hình 2.5)
Bảng 2.5: Đặc trưng trận lũ từ 18-22/IX/2002
Sông Trạm Chân lũ Đỉnh lũ Tlên Ilêntb Imax So sánh
G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (cm/h) BĐ (m)
Cả
Yên
Thượng 19h/18 403 09h/22 930 527 86 6 14
- Nam Đàn 01h/18 330 04h/22 782 452 99 5 11 <BĐIII (0,08)
Ngàn Phố Sơn Diêm 01h/18 479 20h/20 1582 1103 67 16 160 >BĐIII (2,82)
Ngàn Sâu Chu Lễ 01h/18 311 24h/21 1454 1143 96 12 156 >BĐIII (1.04)
Ngàn Sâu Hòa Duyêt 07h/18 181 01h/22 1177 996 90 11 60 >BĐIII (1,27)
Lam Linh Cảm 07h/18 15 07h/21 771 756 72 11 56 >BĐIII (1,21)
Trong 42 giờ lũ lên, lưu lượng tại Sơn Diêm tăng từ 43m3/s lên đên
5.200m3/s, gấp 121 lần. Mưc nước lớn nhất vượt mức đỉnh lũ trung bình nhiêu năm
là 390cm, vượt BĐ3 là 2,82m. Lưu lượng lớn nhất Qmax = 5.200m3/s lớn gấp 3,3 lần
Qmax trung bình nhiêu năm (1.569m3/s) nhưng vẫn thấp hơn lưu lượng đỉnh lũ
V/1989 với Qmax là 6.470m3/s và đạt thứ hai trong liêt số liêu quan trắc. Biên độ lũ
30
đạt 11,03m, cao hơn so với năm 1989 (10,92m) là 11cm và là biên độ mưc nước lớn
thứ nhất trong 36 năm gần đây. Hạ lưu sông Cả tại Nam Đàn: Mưc nước đỉnh lũ tại
Nam Đàn: 7,82m (04h/22), thấp hơn BĐ3: 0,08m; biên độ lũ lên: 4,52m; cường suất
lũ lên lớn nhất là: 11cm/h.
Hình 2.5: Đường quá trình mưa, lũ từ ngày 10-30/IX/2002 tại các trạm chính trên
lưu vực sông Lam.
Mưa với cường suất lớn, tập trung trong phạm vi hẹp đã gây ra lũ quét tàn
phá khốc liêt trên diên rộng các huyên miên núi của tỉnh Hà Tĩnh như Hương
Sơn, Hương Khê, Vụ Quang. Trận lũ lịch sử kinh hoàng trong khoảng 70 năm ở
Hương Sơn, Hương Khê này có sức tàn phá lớn, đê lại thiêt hại khủng khiêp vê
người và của.
d. Trận mưa, lũ lớn tháng VIII năm 2007.
Trận lũ thứ nhất: Từ ngày 05 - 08/VIII, trên các sông ở Hà Tĩnh đã xuất hiên
một đợt lũ vừa và lớn với biên độ lũ lên trên các sông từ 5 - 13m. Đăc biêt, trên
sông Ngàn Sâu lũ lên nhanh với cường suất và biên độ lũ lớn; cường suất lũ lên lớn
nhất tại Chu Lễ: 52cm/h, tại Hòa Duyêt: 74cm/h. Biên độ lũ lên tại Chu Lễ là
31
13,57m, tại Hòa Duyêt: 10,64m và là biên độ lớn nhất trong chuỗi số liêu quan trắc
36 năm gần đây. Đỉnh lũ sông Ngàn Sâu lũ thuộc loại đăc biêt lớn, lũ lịch sử. Đỉnh
lũ trên sông Ngàn Sâu tại Chu Lễ là 16,13m (06h/07/VIII), trên BĐ3: 2,63m, cao
hơn lũ lịch sử năm 1996: 0,71m; tại Hòa Duyêt: 12,15m (21h/8/VIII), trên BĐ3:
1,65m, lưu lượng lớn nhất đạt 3.520m3/s, đứng thứ hai trong chuỗi số liêu quan trắc
từ năm 1975 đên nay. Đỉnh lũ trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm là 10,38m, trên
mức BĐ1: 0,38m; sông La tại Linh Cảm: 5,47m (4h/9/VIII), xấp xỉ mức BĐ2 (Bảng
2.6, hình 2.6). Do lũ lớn chỉ xảy ra trên nhánh sông Ngàn Sâu, sông Ngàn Phố chỉ
xuất hiên lũ nhỏ, tổng lượng lũ vê hạ lưu không lớn lắm nên đỉnh lũ tại Linh Cảm ở
mức thấp chỉ xấp xỉ mức BĐ2.
Bảng 2.6: Đặc trưng lũ từ 04 - 09/VIII/2007
Chân lũ Đỉnh lũ H Tlên Ilêntb Imax
So sánh cấp
BĐ
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (cm/h) (m)
(cm) (cm)
Cả Yên thượng 07h/05 221 13h/09 436 215 102 2 8 <BĐI
- Nam Đàn 07h/05 155 15h/09 387 232 104 2 8 <BĐI
Ngàn Sâu Chu Lễ 19h/04 256 6h/08 1613 1357 83 16 52 >LS (0,71)
- Hòa Duyêt 19h/04 151 21h/08 1215 1064 98 11 74 >BĐIII(2,15)
Ngàn Phố Sơn Diêm 01h/04 471 07h/08 1038 567 102 6 96 >BĐI(0,38)
La Linh Cảm 02h/06 7 04h/09 547 540 74 7 40 ~BĐII
32
Hình 2.6: Quá trình mưa, lũ từ ngày 01-31/VIII/2007 tại các trạm trên
lưu vực sông Lam
e. Trận mưa, lũ lớn tháng X/2007:
Từ ngày 03 - 06/X/2007, trên hê thống sông cả đã xuất hiên 1 đợt lũ lớn với
biên độ lũ lên từ 4,0 - 9,0m; như tại Yên Thượng: 7,40m, Nam Đàn: 5,94m, Chu Lễ:
9,53m, Sơn Diêm: 7,93m. Cường suất lũ lên trung bình ở hạ lưu sông La từ 11-
18cm/h, tại thượng lưu từ 40 – 100cm. Những nơi có cường suất lũ lên lớn như tại
Chu Lễ là 101cm/h, tại Hòa Duyêt: 40cm/h, tại Sơn Diêm: 74cm/h. Đỉnh lũ ở hạ lưu
sông Cả và sông Ngàn Phố lên trên mức BĐ3, sông Ngàn Sâu còn dưới mức BĐ3.
Do lũ lớn không đồng thời xảy ra trên hai nhánh Ngàn Sâu và Ngàn Phố nên đỉnh lũ
ở hạ lưu sông La không lớn, tại Linh Cảm chỉ lên mức 4,58m, trên BĐ1: 0,08m
(Bảng 2.7, hình 2.7).
33
Bảng 2.7: Đặc trưng trận lũ từ 01-06/X/2007
Chân lũ Đỉnh lũ H Tlên Ilêntb Imax So sánh cấp
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (cm/h) BĐ
(cm) (cm) (m)
Cả Yên thượng 07h/03 238 10h/08 978 740 123 6 23
- Nam Đàn 07h/03 180 07h/08 796 594 120 5 20 >BĐIII (0,06)
Ngàn Sâu Chu Lễ 07h/02 326 13h/04 1279 953 54 18 101 <BĐIII (0,71)
- Hòa Duyêt 19h/01 229 11h/04 949 720 64 11 40 <BĐIII (1,01)
Ngàn Phố Sơn Diêm 13h/01 509 04h/04 1302 793 63 13 74 >BĐIII (0,02)
Lam Linh Cảm 01h/03 24 18h/04 458 434 41 11 22 >BĐI (0,08)
Hình 2.7: Quá trình mưa, lũ từ ngày 01-31/VIII/2007 tại các trạm trên
lưu vực sông Lam
f. Trận mưa, lũ lớn tháng X năm 2010.
-Trận mưa lớn thứ 2 từ ngày 14 ÷ 19/X/2010:
Từ ngày 14-19/X, do ảnh hưởng của không khí lạnh với đới gió Đông Bắc
hoạt động mạnh kêt hợp với dải hội tụ nhiêt đới qua Trung Trung Bộ và nhiễu động
trong đới gió Đông trên cao.
Trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh đã xảy ra một đợt mưa rất lớn thứ 2 trong tháng ,
vùng tâm mưa ở lưu vưc sông Ngàn Sâu và hạ lưu sông La. Tổng lượng mưa từ
34
ngày 14 - 19/X, ở vùng đồng bằng từ 700 - 1250mm như: Hà Tĩnh: 1225mm, Cẩm
Nhượng: 1152mm, Thạch Đồng: 1254mm; lưu vưc sông Ngàn Sâu lượng phổ biên
từ 950-1100mm như tại Chu Lễ: 1092mm; Hòa Duyêt: 1056mm....; lưu vưc sông
Ngàn Phố và hạ lưu sông Cả từ 600 - 970mm. Mưa đăc biêt lớn đã xảy ra từ ngày
15 - 17 với lượng mưa 24h phổ biên từ 200 - 500mm. Trên lưu vưc sông Ngàn Sâu,
lượng mưa ngày lớn nhất phổ biên ở mức 500mm như tại Chu Lễ: 548mm, tương
ứng với tần suất: 3,33%, lớn nhất trong chuỗi số liêu quan trắc từ năm 1960 đên
nay; tại Hương Khê: 480mm, tương ứng với tần suất: 3,9%, tương đương với lượng
mưa lịch sử đã xảy ra; tại Hòa Duyêt: 502mm, tương ứng với tần suất: 6,25% (Bảng
2.8- hình 2.8). Lượng mưa lớn nhất trong 6 giờ tại Vinh là 310mm, 1 giờ: 109mm;
tại Hương Khê trong 6 giờ là 301mm, 1 giờ: 82mm; tại Hà Tĩnh trong 6 giờ đo
được 283mm, 1 giờ: 113mm; tại Chu Lễ trong 6 giờ: 284mm, 1 giờ: 85mm...
Đợt mưa này xảy ra trên diên rộng, kéo dài trong nhiêu ngày với cường
suất và tổng lượng lớn trên hầu khắp lưu vưc. Như vậy, chỉ trong vòng hơn 10
ngày, trên địa bàn Hà Tĩnh đã xảy ra hai trận mưa đăc biêt lớn. Tổng lượng mưa
bằng gần 80% tổng lượng mưa cả năm và đạt từ (130-171)% tổng lượng mưa
bình quân nhiêu năm.
Bảng 2.8: Lượng mưa (mm) trận lũ các năm 2007, 2010
Lượng mưa lũ năm 2007 Lượng mưa lũ năm 2010
Trạm
X7ng
tb
X1ng
max
Ngày
Tháng
X7ng
max
Ngày
Tháng
X1ng
max
Ngày
Tháng
X7ng
max
Ngày
Tháng
Hương Khê 470 399,7 8/VIII 1155 5-11/VIII 480 16/X 998 13-19/X
Chu Lễ 477 353,1 7/VIII 898,3 5-11/VIII 548 16/X 1072 13-19/X
Hoà Duyêt 486 213,2 7/VIII 570,1 5-11/VIII 502 16/X 1076 13-19/X
Hương Sơn 412 183,4 6/VIII 393,4 4-10/VIII 202 15/X 614 13-19/X
Sơn Diêm 397 127,5 8/VIII 329,1 4-10/VIII 255 15/X 701 13-19/X
Linh Cảm 443 297,8 6/VIII 650,8 2-8/VIII 751 18/X 1503 13-19/X
Hà Tĩnh 557 427 8/VIII 613,7 5-11/VIII 456 16/X 1261 13-19/X
C. Nhượng 580 351 16/X 1172 13-19/X
Kỳ Anh 582 573,1 7/VIII 702 30/X-5/XI 232 5/X 680 13-19/X
35
Trận lũ đầu tháng X/2010
Do mưa lớn, lũ trên các sông ở Hà Tĩnh lên rất nhanh và đã xuất hiên một
đợt lũ lớn với biên độ lũ lên trên sông Ngàn Sâu tại Chu Lễ: 11,86m, tại Hòa Duyêt:
9,25m; trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm: 6,11m; trên sông La tại Linh Cảm:
3,66m. Thời gian lũ lên trên sông Ngàn Sâu tương đối dài, tại Chu Lễ: 78 giờ, Hòa
Duyêt: 106 giờ. Thời gian duy trì lũ trên mức BĐ3 ở Chu Lễ và Hòa Duyêt khoảng
66 - 67 giờ, thời gian duy trì đỉnh lũ tại Chu Lễ và Hòa Duyêt dài 5 - 6 giờ. Cường
suất lũ lên lớn nhất trên sông Ngàn Sâu tại Chu Lễ là 1,08m/giờ (ngày 02/X), trên
sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm: 0,82m/giờ. Mưc nước đỉnh lũ trên sông Ngàn Sâu tại
Chu Lễ đạt 15,02m (1giờ ngày 04/X), trên BĐ3: 1,52m; tại Hoà Duyêt: 11,39m (09
giờ ngày 05/X), trên BĐ3: 0,89m, xuất hiên sau đỉnh lũ Chu Lễ 32 giờ trên đoạn dài
40km; tại Linh Cảm là 5,14 m dưới mức BĐ2 là 0,36 m. Các hồ lớn như Kẻ Gỗ đạt
mưc nước 31,95m phải xả tràn 490m3/s; hồ sông Rác đạt mưc nước 91,60m phải xả
tràn 60m3/s trong nhiêu ngày. Lũ lớn đã gây ngập lụt nghiêm trọng ở nhiêu nơi
thuộc lưu vưc sông Ngàn Sâu, vùng trũng và đồng bằng các tỉnh Nghê An- Hà Tĩnh.
Trong đợt lũ này, do nhà máy thủy điên Hố Hô bị sư cố, khiên nước trong lòng đập
thủy điên Hố Hô cao, tràn ngập qua thân đập đên 1,5m, lượng nước đo được lên tới
khoảng 40 triêu m3 nước.
Từ mưc nước tại Chu Lễ - Hoà Duyêt và thời gian truyên đỉnh lũ trên đoạn
này cho thấy sông Ngàn Sâu bị ách tắc mạnh đoạn từ cầu Đại Lợi đên ngã ba sông
đoạn nhập lưu giữa sông Ngàn Trươi và sông Ngàn Sâu nên măc dù mưc nước Hoà
Duyêt thấp nhưng mưc nước tại Chu Lễ vẫn rất cao, măt khác do các hồ thủy điên
và hồ thủy lợi xả lũ khiên mưc nước đỉnh lũ trên sông Ngàn Sâu lên cao và kéo dài
trong nhiêu ngày gây ngập lụt nghiêm trọng ở nhiêu nơi. Trong trận lũ này, lũ lớn
chỉ xảy ra trên sông Ngàn Sâu, sông Ngàn Phố đỉnh lũ ở mức thấp (dưới BĐ2), măt
khác thời gian lũ xuất hiên không đồng thời, đỉnh lũ trên sông Ngàn Phố xuất hiên
sớm hơn sông Ngàn Sâu khoảng 2 ngày nên tổng lượng vê hạ lưu không lớn khiên
mưc nước tại Linh Cảm chỉ đạt mức 5,14m (< BĐ2)
36
Bảng 2.9: Đặc trưng trận lũ từ 30/IX- 05/X/2010
Chân lũ Đỉnh lũ
H Tlên Ilêntb Imax
So sánh
cấp BĐ
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (cm/h) (m)
(cm) (cm)
Cả Dừa 07h/30 1445 01h/04 1662 217 90 2 6
-
Yên
Thượng 19h/30 192 19h/03 506 314 72 4 21
- Nam Đàn 07h/01 133 19h/03 439 306 60 5 19
Ngàn
Sâu Chu Lễ 19h/30 316 1h/4 1502 1186 78 15 108
>BĐIII
(1,52m)
- Hòa Duyêt 19h/30 214 9h/5 1139 925 106 9 44 >BĐIII
(0,89m)
Ngàn
Phố Sơn Kim 01h/01 2090 01h/03 2441 351 48 7 53
- Sơn Diêm 7h/30 507 8h/3 1118 611 17 36 82 <BĐII
(0,32m)
Lam Linh Cảm 21h/1 148 18h/5 514 366 93 4 17 <BĐII
(0,36m)
- Cửa Hội 23h/30 -81 14h/04 159 240
Cẩm
Nhượng
Cẩm
Nhượng 24h/30 -70 11h/04 160 230
Trận lũ giữa tháng X/2010
Do mưa cường độ lớn kêt hợp với mưc nước chân lũ cao (do chưa rút hêt từ
đợt lũ trước) nên lũ diễn ra rất ác liêt, đỉnh lũ rất cao, cường suất lũ lên khá lớn,
nước lũ tập trung nhanh, gây ngập lụt nghiêm trọng, kéo dài nhiêu ngày trên hầu hêt
các huyên và TP. Hà Tĩnh. Biên độ lũ lên trên sông Ngàn Sâu tại Chu Lễ: 10,73m,
tại Hòa Duyêt: 8,94m; trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm: 7,09m; trên sông La tại
Linh Cảm: 6,90m. Cường suất lũ lên lớn nhất trên sông Ngàn Sâu tại Chu Lễ là
0,53m/giờ (ngày 16/X), trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm: 1,41m/giờ (ngày 15/X).
37
Đỉnh lũ trên sông Ngàn Sâu tại Chu Lễ xuất hiên lúc 19h ngày 16/X/2010 là
16,56m, trên BĐ3: 3,06m (vượt mức lũ lịch sử xảy ra năm 2007: 0,43m); tại Hòa
Duyêt đỉnh lũ xuất hiên lúc 9 giờ ngày 17/X là 12,83m (vượt lũ lịch sử năm 1960:
0,09m), tương ứng với tần suất: 2,78%. Đỉnh lũ trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diêm
xuất hiên lúc 8h ngày 17/X là 12,99m, ở mức BĐ3. Đỉnh lũ trên sông La tại Linh
Cảm là 7,28m, lúc 23 giờ ngày 17/X, vượt mức BĐ3: 0,78m; đỉnh lũ trên sông Cả
tại Nam Đàn là 7,44m lúc 4 giờ ngày 19/X, dưới mức BĐ3: 0,46m (Bảng 2.12).
Mưc nước hồ Kẻ Gỗ là 32,09m và phải xả tràn với lưu lượng 400m3/s và hồ Sông
Rác là 23,0m, xả tràn với lưu lượng 330m3/s.
Đợt lũ này đã gây vỡ một số hồ chứa nước nhỏ thuộc 2 tỉnh Nghê An (hồ
Xuân Dương), Hà Tĩnh (hồ Khe Mơ) và đê Rú Trí thuộc sông Ngàn Sâu, hồ Kẻ Gỗ
đã xả lũ nhiêu ngày liên. Thành phố Hà Tĩnh và 7 xã chìm trong nước, nhiêu nơi
trong tỉnh Hà Tĩnh, đăc biêt tại 3 huyên Vũ Quang, Hương Sơn và Hương Khê bị
ngập sâu tới 4 - 6m. Lũ đăc biêt lớn trên sông chính kêt hợp với triêu cường và lũ hạ
lưu sông Cả xảy ra đồng thời làm tình hình thoát lũ ở hạ lưu rất chậm khiên mưc
nước đỉnh lũ hạ lưu sông La (tại Linh Cảm) duy trì ở mức cao, trên mức BĐ3
(6,50m) trong nhiêu ngày (khoảng 68h) gây ngập lụt lịch sử ở vùng hạ lưu rộng
nhất, sâu nhất và kéo dài nhiêu ngày nhất từ trước tới nay tại tỉnh Hà Tĩnh.
Bảng 2.10: Đặc trưng trận lũ từ 13- 19/X/2010
Chân lũ Đỉnh lũ
H Tlên Ilêntb Imax
So sánh
cấp BĐ
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (cm/h) (m)
(cm) (cm)
Cả Dừa 21h/16 1604 15h/19 2089 485 66 7.3485 26 >BĐIII
(0,39m)
- Yên
Thượng 1h/15 293 5h/19 884 591 100 6 15
- Nam Đàn 22h/14 239 4h/19 744 505 102 5 14 <BĐIII
(0,46m)
Ngàn
Sâu Chu Lễ 19h/14 583 19h/16 1656 1073 48 22 53
>BĐIII
(3,06m),
>LLS
38
Chân lũ Đỉnh lũ
H Tlên Ilêntb Imax
So sánh
cấp BĐ
Sông Trạm G.N.T Hc G.N.T Hđ (cm) (giờ) (cm/h) (cm/h) (m)
(cm) (cm)
2007:
0,43m
- Hòa
Duyêt 19h/14 389 9h/16 1283 894 38 24 30
>BĐIII
(2,33m),
>LLS
1960:
0,09m
Ngàn
Phố Sơn Kim 19h/14 2107 05h/15 2516 409 10 41 100
- Sơn
Diêm 7h/14 590 8h/17 1299 709 73 10 141 ~BĐIII
Lam Linh
cảm 2h/15 38 23h/17 728 690 69 10 54
>BĐIII
(0,78m)
- Cửa Hội 23h/14 -82 13h/18 181 263
Cẩm
Nhượng
Cẩm
Nhượng 24h/13 -89 11h/16 151 240
39
40
Hình 2.8: Quá trình mưa, lũ từ ngày 28/IX - 28/X/2007 tại các trạm chính trên
lưu vực sông Lam
* Tổ hợp lũ trên lưu vực sông Lam
Vê lưu lượng lũ: Theo số liêu trận lũ điên hình năm 1978 và năm 1988 cho thấy sư
đóng góp lũ hạ lưu như sau
- So với lưu lượng lũ tại Dừa thì lượng lũ 5 ngày và 7 ngày của trận lũ tháng
9/1978 và tháng 9/1988 tại Mường Xén chiêm 6% đên 9%, tại Nghĩa Khánh chiêm
37% đên 42%. Lượng lũ trên sông Nậm Mộ đóng góp vào lũ sông Cả tại Dừa bằng
khoảng 20% so với lượng lũ đóng góp vào sông Hiêu.
Bảng 2.11 Tổ hợp lượng nước lũ lớn theo lũ điển hình [3]
Trận lũ Lượng lũ 5 ngày max Lượng lũ 7 ngày max
Dừa Mường
Xén
Nghĩa
Khánh
Dừa Mường
Xén
Nghĩa
Khánh
9/1978, lượng lũ (106m3)
So với Dừa (%)
2.73
100
242
8,9
1.04
38,2
3.09
100
283
9,2
1.16
37,4
10/1988, lượng lũ (106m3)
So với Dừa (%)
2.91
100
175
6,0
1.24
42,5
3.73
100
224
6,0
1.51
40,5
41
Lũ sông Cả - sông La với lũ sông Lam
Sông Cả (Yên Thượng), sông La (Sơn Diêm và Hòa Duyêt) trận lũ 9/1978 tại
Yên Thượng có W5ngayMax = 3.188 triêu m3, tại Sơn Diêm có W5ngayMax = 460
triêu m3, tại Hòa Duyêt và Sơn Diêm có W5ngayMax = 1.181 triêu m3. Nêu coi
lượng gia nhập khu giữa từ Sơn Diêm-Hòa Duyêt đên Chợ Tràng và lượng gia
nhập khu giữa từ Yên Thượng vê Chợ Tràng là tương đương thì lượng lũ lớn
nhất trên sông La đóng góp vào lũ sông Lam bằng khoảng 37% so với lượng lũ
lớn nhất của sông Cả đóng góp vào lũ sông Lam.
Bảng 2.12 Tỷ lệ gặp gỡ các trận lũ trên các nhánh sông [3]
Mức độ lũ S. Cả + S.Lam S. La + S.Lam S.La + S.Cả + S.Lam
Số trận găp
nhau
Tỷ lê
(%)
Số trận
găp nhau
Tỷ lê
(%)
Số trận găp
nhau
Tỷ lê
(%)
Lũ lớn nhất
của năm
22/47 46,8 13/47 27,6 5/47 10,6
Lũ lớn 5/15 33,3 4/15 26,7 1/15 6,7
2.5. Đặc điêm ngập lụt lưu vưc sông Lam
2.5.1. Diện tích ngập lụt.
- Trận tháng IX/1978, Do mưa lớn, một số đập và kênh bị phá gây ngập úng
năng ở đồng bằng. Diên ngập là 21.000ha.
- Trong năm 2002 lũ đã tràn đê chậm lũ (hữu sông Cả), gây ngập 5 xã thuộc
huyên Nam Đàn và một số xã thuộc huyên Hưng Nguyên, Thanh Chương, Anh
Sơn... ngập 420ha.
- Năm 2006 do ảnh hưởng của bão số 5 và số 6 trên lưu vưc sông Lam có lũ
lớn, đường giao thông tỉnh lộ, huyên lộ và giao thông nông thôn bị ngập lụt, sạt lở.
Nhiêu cơ sở hạ tầng bị thiêt hại nghiêm trọng. Diên tích lúa, hoa màu bị ngập
4.764ha.
Trận lũ tháng VIII/2007 làm 23.182ha diên tích lúa bị úng ngập. Nhiêu tuyên
đường giao thông bị ngập sâu.
42
- Trận lũ tháng X/2010 tại Hà Tĩnh ngập lụt diên rộng 178/262 xã của tất cả
12 huyên, thành phố, thị xã (Hương Khê 22/22 xã; Vũ Quang 12/12 xã; Hương Sơn
20/31 xã; Đức Thọ 27/28 xã; Cẩm Xuyên 15/27 xã; Thạch Hà 31/31 xã; Can Lộc
22/23 xã; Lộc Hà 09/13 xã; thành phố Hà Tĩnh 16/16 phường xã; thị xã Hồng Lĩnh
3 phường; Nghi Xuân 05/19 xã. Trong trận lũ vừa qua thời gian ngập úng vùng này
lên tới hơn 20 ngày.
- Năm 2011, xảy ra trận lũ lịch sử ở thượng nguồn sông Lam, trận lũ đã làm
ngập trắng 14329 ha diên tích lúa canh tác và hoa màu.
2.5.2. Mức độ ngập lụt trên lưu vực sông Lam
- Năm 1978, do mưa bão số 9, hầu hêt diên tích canh tác, nhiêu làng xã đã
ngập chìm trong nước. Nhiêu nơi ngập sâu 2-3m, quốc lộ số 1A có nhiêu nơi ngập
sâu 0,8 - 1,2m.
- Trong năm 2002 là một trong những năm đã xảy ra thiêt hại rất lớn, lũ đã
gây ngập lụt nghiêm trọng có nơi ngập sâu từ 3,0 – 4,0m. (18-22/IX)
- Năm 2006 có 8.988 ngôi nhà bị ngập chìm trong nước sâu từ 0,3 - 3,0 m chủ
yêu ở các huyên miên núi Hương Sơn, Hương Khê, Vũ Quang và Đức Thọ.
- Trận lũ tháng X/2010 đã làm ngập lụt 105 xã sâu tới 2 – 3m; có nơi tới 6m,
tuyên đường sắt Bắc – Nam nhiêu km bị ngập sâu 0,5 – 1,5m. Các tuyên đường tỉnh
lộ, giao thông nông thôn bị ngập 1 – 2m.
- Năm 2011, trận lũ đã làm ngập hoàn toàn các xã Phương Điên, Phương Mỹ,
Hương Giang huyên Hương Khê và Đức Lĩnh, Đước Hương, Đức Lĩnh, Đức Bống,
Hương Thọ, Ân Phú huyên Vũ Quang. Tuyên đường Quôc lộ 15A đoạn khe Giao đi
Phúc Đồng, Hương Khê bị chia cất hoàn toàn, có chổ ngập sâu tới 1,2 m.
2.6 Nhận xét
Nguyên nhân đê gây nên lũ lớn và ngập lụt ở lưu vưc sông Lam trong những
năm gần đây là sư tổ hợp của các nhân tố mưa, địa hình và hoạt động của con người
nhưng trong đó mưa lớn là yêu tố có tính quyêt định. Đây là nguyên nhân biên đổi
nhanh mà mỗi khi mưa lớn xảy ra do địa hình thuận lợi, khả năng sinh dòng chảy
măt lớn, tập trung nước nhanh.
43
Chương 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG LAM
3.1. Lưa chọn mô hình xây dưng bản đồ ngập lụt cho hạ lưu sông Lam
3.1.1 Cơ sở lý thuyết của mô hình NAM-MIKE11
Mô hình NAM là mô hình và cải tiên của mô hình Nielsen-Hansen, được công
bố trong tạp chí “Nordic Hydrology” năm 1973 và sau này được Viên Thủy lưc Đan
Mạch phát triên và đổi thành NAM (từ 3 từ viêt tắt tiêng Đan Mạch của mô hình mưa –
dòng chảy). Mô hình gồm 4 bê chứa, nguyên lý tính toán trong mỗi bê chứa là giải
phương trình cân bằng nước. Điêu khác biêt so với mô hình TANK là dòng chảy từ các
bê chứa vào sông, tính theo mô hình TANK là theo quy luật tuyên tính còn tính theo mô
hình NAM là theo quy luật phi tính (dạng đường cong nước rút).
Mô hình NAM là mô hình thuỷ văn mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy diễn
ra trên lưu vưc. Là một mô hình toán thủy văn, mô hình Nam bao gồm một tập hợp các
biêu thức toán học đơn gian đê mô phỏng các quá trình trong chu trình thuỷ văn. Mô
hình Nam là mô hình nhận thức, tất định, thông số tập trung. Đây là một modun tính
mưa từ dòng chảy trong bộ phần mêm thương mại MIKE 11 do Viên Thủy lưc Đan
Mạch xây dưng và phát triên.
Mô hình NAM mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy một cách liên tục thông
qua viêc tính toán cân bằng nước ở bốn bê chứa thẳng đứng, có tác dụng qua lại lẫn
nhau đê diễn tả các tính chất vật lý của lưu vưc. Các bê chứa đó gồm:
- Bê tuyêt (chỉ áp dụng cho vùng có tuyêt)
- Bê măt
- Bê sát măt hay bê tầng rễ cây
- Bê ngầm
44
Hình 3.1: Sơ đồ mô phỏng của mô hình NAM
Dữ liêu đầu vào của mô hình là mưa, bốc hơi tiêm năng, và nhiêt độ (chỉ áp
dụng cho vùng có tuyêt. Kêt quả đầu ra của mô hình là dòng chảy trên lưu vưc, mưc
nước ngầm, và các thông tin khác trong chu trình thuỷ văn, như sư thay đổi tạm thời
của độ ẩm của đất và khả năng bổ xung nước ngầm. Dòng chảy lưu vưc được phân
một cách gần đúng thành dòng chảy măt, dòng chảy sát măt, dòng chảy ngầm.
Mô hình NAM thuộc loại mô hình tất định, thông số tập trung, và là mô hình
mô phỏng liên tục. Mô hình NAM hiên nay được sử dụng rất nhiêu nơi trên thê giới
và gần đây cũng hay được sử dụng ở Viêt Nam. Những ứng dụng chủ yêu của mô
hình NAM bao gồm:
45
- Phân tích thủy văn: Phân phối dòng chảy, Ước tính thấm và bốc hơi
- Dư báo lũ: Dòng chảy lưu vưc nhỏ đổ vào mô hình sông, Liên kêt với các
mô hình khí tượng.
- Kéo dài số liêu dòng chảy: Phục hồi những số liêu bị thiêu, Cơ sở xác định
các giá trị cưc đoan.
- Dư báo dòng chảy kiêt: Phục vụ tưới
3.1.2 Cơ sở lý thuyết của mô hình HEC-RAS
Mô hình HEC-RAS phiên bản version 4.1. do quân đội Mỹ xây dưng và phát
triên và cho phép sử dụng miễn phí. Mô hình có khả năng tính toán thủy lưc, bùn
cát, chất lượng nước. Mô hình mô phỏng chi tiêt mạng lưới kênh sông, lòng sông,
bãi sông, các ô ruộng; các kêt cấu thủy lưc trên sông như đập tràn, cống, cầu... có
khả năng tư động hóa cao trong viêc nhập số liêu, nội suy măt cắt ngang. Mô hình
này được dùng đê tính toán thủy lưc trên sông.
Hê phương trình cơ bản gồm 2 phương trình liên tục và động lượng:
Phương trình liên tục :
Phương trình liên tục mô tả định luật bảo toàn khối lượng cho hê một chiêu
Trong đó :
x : Khoảng cách dọc theo kênh
t : Thời gian
Q : Lưu lượng; A : Diên tích măt cắt ngang
S : Lượng trữ; ql : Lưu lượng chảy vào từ bên, trên một đơn vị chiêu dài
Phương trình trên có thê được viêt cho lòng dẫn và bãi
46
Các chỉ số dưới c và f biêu thị dòng chính và dòng bãi, qf là dòng chảy bên trên một
đơn vị chiêu dài dòng bãi, và ql là lượng trao đổi nước giữa lòng dẫn và bãi.
Phương trình động lượng :
Phương trình động lượng xuất phát từ định luật biên thiên động lượng
Trong đó : g : Gia tốc trọng trường; Sf : Độ dốc thủy lưc; v : Vận tốc
Mô hình toán sử dụng lược đồ sai phân ẩn bốn điêm nút (2) đê sai phân hoá hê
phương trình chuyên động dòng không ổn định Saint - Venant (bao gồm phương
trình liên tục và phương trình động lượng).
Các ký hiêu được định nghĩa như sau :
Hình 3.2 Lược đồ sai phân mô hình HEC-RAS
Các dạng sai phân ẩn :
+ Đạo hàm theo thời gian :
47
+ Đạo hàm theo không gian :
+ Giá trị hàm :
3.1.3 Mô hình HEC-GeoRAS
HEC-GeoRAS là mô đun được tích hợp giữa dữ liêu GIS và kêt quả mô phỏng
thủy lưc bằng mô hình HEC-RAS được phát triên bởi Mô hình phân tích dòng sông
do Trung tâm Công trình Thuỷ văn (River Analysis System- Hydrologic
Engineering Center – HEC - RAS) của Cục Kỹ thuật công trình Quân đội Mỹ thiêt
kê dùng đê phân tích thuỷ lưc dòng chảy sông. Phần mêm GeoRAS được chạy trên
môi trường ARCGIS với một giao diên mang tính hê thống hơn khi mô phỏng mạng
thủy lưc trong HEC-RAS. ARCGIS được thưc hiên bởi Viên nghiên cứu hê thống
môi trường (ESRI), các nhà sản xuất của ARC/ INFO dẫn đầu phần mêm hê thống
thông tin địa lý (GIS). ARCGIS là một công cụ tiên tiên cho các vấn đê trình bày vê
không gian và phân tích các mô hình lũ lụt một chiêu (1D). Các kêt quả của mô
hình được sử dụng cho quản lý lũ lụt và quá trình lập kê hoạch đưa ra cảnh báo đê
giảm nhẹ thiên tai khu vưc liên quan. HEC-GeoRAS dưa trên trao đổi "dữ liêu hai
chiêu" giữa HEC-RAS và ARCGIS. HEC-GeoRAS được khai thác từ mạng lưới
sông, khu vưc - đường cong độ cao và măt cắt ngang cấu hình từ mô hình số độ cao
(DEM). HEC-GeoRAS xây dưng một măt lưới nước và so sánh dưa trên dữ liêu này
với DEM đê tạo độ sâu ngập lụt và thời gian dưa trên thông tin riêng từ HEC-RAS.
Đầu vào của HEC–GeoRAS bên cạnh thông tin từ mô hình HEC-RAS và DEM, còn
có các loại bản đồ hữu ích khác như cơ sở hạ tầng, loại tài sản, bản đồ sử dụng đất,
vv… đê đưa ra kêt quả mô phỏng ngập lụt vê độ sâu ngập, diên ngập và thời gian
ngập nhằm xây dưng bản đồ ngập lụt đê từ đó tính toán thiêt hại do ngập lụt gây
nên, cung cấp thông tin cảnh báo lũ và có các biên pháp giảm nhẹ thiêt hại tới môi
48
trường, kinh tê và con người. Dưa trên khả năng ứng dụng, sư phổ cập và khả năng
liên kêt giữa các mô hình nghiên cứu, trong luận văn này tác giả đã sử dụng bộ mô
hình NAM-MIKE11, HEC-RAS và HEC-GeoRAS đê xây dưng bản đồ ngập lụt cho
vùng hạ lưu lưu vưc sông Lam
3.2 Tính toán lượng nhập khu giữa
3.2.1. Yêu cầu số liệu
Các yêu cầu đầu vào cơ bản đối với mô hình NAM-MIKE11 bao gồm: các
tham số mô hình, các điêu kiên ban đầu, các số liêu khí tượng (mưa, bốc hơi) cùng
các số liêu dòng chảy sông đê hiêu chỉnh và kiêm nghiêm mô hình.
3.2.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng mô phỏng
Bộ thông số của mô hình NAM có thê được hiêu chỉnh bằng thử sai hoăc hiêu
chỉnh tư động dưa theo bốn hàm mục tiêu. Đó là:
- Cưc tiêu hóa sai số tổng lượng dòng chảy
- Cưc tiêu hóa sai số dạng đường quá trình
- Cưc tiêu hóa các sư kiên dòng chảy đỉnh
- Cưc tiêu hóa các sư kiên dòng chảy kiêt nhất
Trọng số mưa của các trạm đo mưa có thê do người sử dụng đưa vào hoăc có
thê xác định theo phương pháp đa giác Thiessen đã được tích hợp trong mô hình.
Trong quá trình hiêu chỉnh, cả hai phương pháp thưc hiên bằng số và đồ thị
đêu phải được áp dụng. Viêc đánh giá bằng đồ thị bao gồm: so sánh các đường quá
trình thưc đo và mô phỏng và so sánh dòng chảy lũy tích thưc đo và mô phỏng.
Phương pháp thưc hiên bằng số bao gồm sai số cân bằng nước tổng cộng (nghĩa là
sư khác nhau giữa dòng chảy trung bình quan trắc và mô phỏng) và tiêu chuẩn đánh
giá toàn bộ hình dạng đường quá trình dưa trên hê số Nash-Sutcliffe:
49
Chỉ tiêu đánh giá
- Chỉ tiêu NASH: N = (S2 – S1)/S2
2
2S tdidbi QQ
2
1S tdtdi QQ
- Tỷ số ’/
Trong đó: ’ là độ lêch chuẩn của dư báo kiêm tra
là độ lêch chuẩn của yêu tố dư báo
nQQ tdidbi /)2'
nQQ tdtdi /)2
- Hê số tương quan giữa tính toán và thưc đo
2/12/'1
Bảng 3.1 : Đánh giá kết quả dự báo
’/ Đánh giá phương án
≤ 0.4 ≥ 0.9 tốt
≤ 0.6 ≥ 0.9 Đạt
≤ 0.8 ≥ 0.6 Đạt(yêu) dùng khi n ≥ 25
> 0.8 < 0.6 Không đạt
3.2.3. Hiệu chỉnh và kiểm nghiêm mô hình
Trên lưu vưc sông Lam có 5 trạm Dừa, Nghĩa Khánh, Yên Thượng, Hòa
Duyêt, Sơn Diêm đo lưu lượng nên viêc hiêu chỉnh và kiêm nghiêm mô hình cũng
được khống chê bởi các trạm trên.
a. Lựa chọn trận lũ hiệu chỉnh và kiểm định
Tiêu chí đê lưa chọn các trận lũ đê kiêm định và hiêu chỉnh như sau:
- Quá trình mưa phù hợp với quá trình dòng chảy thưc đo, lượng mưa và đỉnh lũ
phù hợp.
- Dạng đường quá trình lũ phản ánh được đăc điêm lũ lớn xảy ra trên lưu vưc.
50
- Chọn những trận lũ có số liêu mưa thưc đo khá đầy đủ
- Ưu tiên chọn những trận lũ lớn có thời gian lũ kéo dài.
Căn cứ vào tiêu chí lưa chọn trận lũ và đăc điêm lũ trên lưu vưc tiên hành lưa
chọn trận lũ đê hiêu chỉnh và kiêm định trên lưu vưc
- Chọn 3 năm 2002, 2007, 2010 đê tính toán hiêu chỉnh mô hình
- Chọn 2 năm 2005, 2011 đê kiêm định bộ thông số
b. Hiệu chỉnh mô hình
Đê hiêu chỉnh mô hình NAM tìm ra bộ thông số tối ưu cho lưu vưc sông
Lam tính đên các trạm, luận văn đã nghiên cứu sử dụng số liêu thưc đo 3 năm
(2002, 2007 và 2010) vê mưa (với trọng số mưa bằng 0,94) và dòng chảy tại trạm
Dừa, Nghĩa Khánh, Yên Thượng, Hòa Duyêt, Sơn Diêm. Bốc hơi tại trạm Vinh,
Hương Khê, Đô Lương, Tây Hiêu, Tương Dương, Quỳ Châu. Các trạm đo mưa:
Vinh, Linh Cảm, Hương Khê, Hòa Duyêt, Sơn Diêm, Nam Đàn, Đô Lương, Tây
Hiêu, Dừa, Con Cuông, Cửa Rào, Tương Dương, Quỳ Châu, Nghĩa Khánh.
Thông số sau khi hiêu chỉnh, được dùng chạy lại các năm lũ lớn trong qua khứ đê
thử và hiêu chỉnh lại một lần nữa cho phù hợp với các trận lũ lớn, năm chọn đê
kiêm định là trận lũ năm 2005, 20011
51
Hình 3.3: Chức năng tự động hiệu chỉnh thông số MIKE NAM
Bảng 3.2 Các thông số cần hiệu chỉnh và giới hạn của chúng
52
c. Kết quả hiệu chỉnh mô hình NAM năm 2002
Hình 3.4: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2002
Hình 3.5: Đường quá trình thực đo và tính
toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ 2002
Hình 3.6: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Nghĩa Khánh, trận lũ
2002
Hình 3.7: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Hòa Duyệt, trận lũ
2002
53
Hình 3.8: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Sơn Diệm, trận lũ
2002
Bảng 3.3: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm Nash Sai số đỉnh lũ (%) Sai số thời điêm xuất hiên đỉnh lũ
Dừa 0.55 6.3 1h
Yên Thượng 0.81 2.2 1h
Nghĩa Khánh 0.77 6.2 0h
Hòa Duyêt 0.79 4.7 1h
Sơn Diêm 0.94 3 0h
Năm 2007
Hình 3.9: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2007
Hình 3.10: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ
2007
54
Hình 3.11: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Nghĩa Khánh, trận lũ 2007
Hình 3.12: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Hòa Duyệt, trận lũ 2007
Hình 3.13: Đường quá trình thực đo và tính
toán tại trạm Sơn Diệm, trận lũ 2007
Bảng 3.4: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm Nash Sai số đỉnh lũ (%) Sai số thời điêm xuất hiên đỉnh lũ
Dừa 0.84 5.6 1h
Yên Thượng 0.76 0.2 5h
Nghĩa Khánh 0.83 7.5 1h
Hòa Duyêt 0.86 2.6 0h
Sơn Diêm 0.88 1.4 4h
55
Năm 2010
Hình 3.14: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2010
Hình 3.15: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ
2010
Hình 3.16: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Nghĩa Khánh, trận lũ
2010
Hình 3.17: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Hòa Duyệt, trận lũ
2010
56
Bảng 3.5: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm Nash Sai số đỉnh lũ (%) Sai số thời điêm xuất hiên đỉnh lũ
Dừa 0.87 0.09 1.25h
Yên Thượng 0.87 -0.04 1h
Nghĩa Khánh 0.86 -0.01 0.5h
Hòa Duyêt 0.96 0.002 0h
Sơn Diêm 0.94 -0.104 0h
Đê kiêm tra độ ổn định của mô hình NAM với bộ thông số đã tối ưu được
cho các trạm trên sông Lam, luận văn đã nghiên cứu đã tiên hành kiêm nghiêm mô
hình NAM với bộ thông số đã tối ưu dưa trên 2 năm số liêu độc lâp (2005, 2011)
d. Kết quả kiểm định mô hình NAM
Năm 2005
Hình 3.19: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2005
Hình 3.20: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ
2005
57
Hình 3.21: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Nghĩa Khánh, trận lũ
2005
Hình 3.22: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Hòa Duyệt, trận lũ
2005
Hình 3.23: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Sơn Diệm, trận lũ 2005
Bảng 3.6: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng kiểm định mô hình
Chỉ tiêu
Trạm Nash Sai số đỉnh lũ (%) Sai số thời điêm xuất hiên đỉnh lũ
Dừa 0.69 0.1 1h
Yên Thượng 0.75 3.8 4h
Nghĩa Khánh 0.78 1.5 0h
Hòa Duyêt 0.89 0.3 1h
Sơn Diêm 0.82 0.2 4h
58
Năm 2011
Hình 3.24: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Dừa, trận lũ 2011
Hình 3.25: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ
2011
Hình 3.26: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Nghĩa Khánh, trận lũ
2011
Hình 3.27: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Hòa Duyệt, trận lũ
2011
59
Hình 3.28: Đường quá trình thực đo và
tính toán tại trạm Sơn Diệm, trận lũ 2011
Bảng 3.7: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm Nash Sai số đỉnh lũ (%) Sai số thời điêm xuất hiên đỉnh lũ
Dừa 0.89 -0.07 0.5h
Yên Thượng 0.76 0.05 3h
Nghĩa Khánh 0.91 0.016 0.5h
Hòa Duyêt 0.77 -0.023 1.25h
Sơn Diêm 0.82 0.15 4h
Sau tính toán hiêu chỉnh cho 3 năm và kiêm định cho 2 năm với các bộ thông
số khác nhau và tính toán đánh giá kêt quả mô phỏng. Bộ thông số mô phỏng trên
đây là cho kêt quả phù hợp. Bộ thông số mô phỏng dòng chảy đên các trạm đêu cho
kêt quả tương đối tốt với các chỉ tiêu sử dụng đê đánh giá kêt quả. Quá trình lũ dùng
đê kiêm định và hiêu chỉnh đêu đạt kêt quả tốt, chỉ số Nash trên 0.8; năm 2011 tại
Yên Thượng và Hòa Duyêt chỉ số Nash đạt mức xấp xỉ 0.8 do dạng đường quá trình
lũ thưc tê với nhiêu đỉnh lũ liên tiêp nên quá trình mô phỏng dạng đường chưa hoàn
toàn sát với thưc tê.
Sai số đỉnh của trận lũ năm 2002 nằm trong giới hạn sai lêch khoảng 0,1%-
3,8% điên hình là trận lũ năm 2011 đỉnh lũ mô phỏng ứng với bộ thông số tìm được
60
gần như sát so với đo đạc thưc tê chỉ sai lêch khoảng 0,01%. sai số đỉnh của các trận
lũ cho kêt quả sai lêch đỉnh lớn nhất là 0,5h hoăc đỉnh lũ mô phỏng trùng với đỉnh
lũ thưc đo.
3.3 Tính toán dòng chảy lũ
3.3.1. Tính toán hiệu chỉnh mô hình HEC-RAS
a. Tích hợp và kết nối mô hình NAM-MIKE11 với mô hình HEC-RAS
- Biên trên: Quá trình lưu lượng là kêt quả tính của mô hình NAM-MIKE11 cho các
lưu vưc bộ phận. Trên nhánh sông Ngàn Sâu là kêt qủa quá trình lưu lượng của trạm
thủy văn Hòa Duyêt, nhánh sông Ngàn Phố là kêt qủa quá trình lưu lượng của trạm
thủy văn Sơn Diêm, nhánh sông Cả là quá trình lũ tại trạm Dừa.
- Biên nhập lưu khu giữa: Là kêt quả tính toán dòng chảy từ mô hình NAM-
MIKE11 cho các lưu vưc bộ phận khu giữa của các nhánh sông nhỏ vùng trung và
hạ lưu sông.
- Biên dưới: Là đường quá trình mưc nước triêu tương ứng tại trạm triêu Cửa Hội.
- Trạm hiệu chỉnh: Số liêu mưc nước thưc đo tại trạm Linh Cảm, Đô Lương, Yên
Thượng, Nam Đàn, Chợ Tràng được dùng làm số liêu hiêu chỉnh kêt quả tính toán
của mô hình.
Tích hợp mô hình thủy văn (NAM-MIKE11) vào mô hình thủy lưc HEC-
RAS là một công viêc hêt sức quan trọng vì mô hình thủy lưc HEC-RAS chỉ diễn
toán dòng chảy trong sông mà không tính được lượng dòng chảy sinh ra ở các lưu
vưc khu giữa vì vậy cần phải tích hợp mô hình NAM đê mô hình này giúp HEC-
RAS gom toàn bộ lượng nước được sinh ra ở các khu vưc khu giữa này tham gia
vào dòng chảy trong sông.
b. Các thông số cơ bản của mô hình
+ Mô hình HEC-RAS được thiêt lập chỉ sử dụng mô đun thủy động lưc học
(hydrodynamic only).
+ Hê số nhám của mô hình được xác định theo số Manning. Các giá trị
độ nhám trong lòng dẫn và độ nhám trên bãi được gán như sau: n = 0.035
61
* Điều kiện biên của mô hình
Giá trị dòng chảy tại khu vưc thượng lưu sẽ được lấy từ mô hình NAM-
MIKE11 khi được kêt nối trong mô hình HEC-RAS, HEC-GeoRAS. Các giá trị đó
thê hiên là sư trao đổi dữ liêu giữa hai mô hình NAM-MIKE11 và HEC-RAS, sử
dụng phần mêm HEC-DSS
* Xây dưng sơ đồ mạng lưới thủy lưc tính toán
Sơ đồ tính thủy lưc cho hê thống sông Lam tương đối phức tạp. Hê thống
sông có nhiêu nhánh nối với nhau, khi có lũ lớn tràn vê mưc nước các nhánh sông
chảy qua vùng đồng bằng hạ lưu đêu tràn bờ gây lũ lụt nghiêm trọng. Trên cơ sở
phân tích thưc trạng dòng chảy, mô hình lũ khu vưc hạ lưu sông Lam được sơ đồ
hoá nhằm mô phỏng cả dòng chảy trong sông (thông qua các nhánh sông) và dòng
tràn trên măt đất (thông qua các ô chứa). Các nhánh sông liên kêt với nhau qua các
nút sông còn các ô chứa liên kêt với nhau và với sông lân cận bằng các dòng tràn
qua biên của chúng. Mạng sông đưa vào tính toán thuỷ lưc vùng hạ lưu hê thống
sông Lam bao gồm toàn bộ dòng chính sông Cả, sông La, sông Lam, sông Ngàn
Phố, sông Ngàn Sâu. Căn cứ vào mục tiêu, nhiêm vụ, phương pháp tính toán và cơ
sở tài liêu cơ bản đã có đê lập ra sơ đồ tính toán thuỷ lưc HEC - RAS trên hê thống
sông Lam. Toàn bộ địa hình lòng sông sử dụng trong tính toán thuỷ lưc đêu theo hê
cao độ Quốc gia.
62
Hình 3.29 Sơ đồ tính toán thủy lực mạng lưới sông
Hê thống sông Lam được sơ đồ hóa thành 5 sông, 17 đoạn, 10 nút sông, 4 biên
và 115 măt cắt ngang. Hê thống sông Lam có cấu tạo mạng lưới tương đối phức tạp
và có rất nhiêu nhánh sông, hình dạng măt cắt biên đổi qua từng đoạn, từng nhánh
sông nên khó xác định hình dạng măt cắt sông đăc trưng, khoảng cách giữa các măt
cắt là không đêu nhau và có xu hướng thưa ở đoạn thượng lưu và dày ở đoạn hạ lưu.
4 nút sông gồm: sông Cả, sông La, sông Lam, sông Ngàn Phố, sông Ngàn Sâu. 5
biên gồm 4 biên trên và 1 biên dưới và các nút nhập lưu khu giữa: - Biên trên (Biên
lưu lượng): + Trạm Thủy văn Hòa Duyêt trên sông Ngàn Sâu + Trạm Thủy văn Sơn
Diêm trên sông Ngàn Phố, trạm Dừa trên sông Cả, Thác Muối trên sông Giăng -
Biên dưới (Biên mưc nước): + Tại Cửa Hội trên sông Lam + Mạng lưới hê thống
sông hạ lưu lưu vưc sông Lam được mô phỏng (Hình 3.29)
- Nhập lưu khu giữa: Dòng chảy từ các lưu vưc nhập lưu khu giữa được xác
định thông qua mô hình thuỷ văn NAM-MIKE11.
63
Hình 3.30 Sơ đồ tính toán mặt cắt sông
* Xác định bộ thông số mô hình thủy lưc HEC – RAS
Phương pháp xác định: Dò tìm bộ thông số thuỷ lưc trong mô hình thủy lưc
HEC-RAS trong đó yêu tố quan trọng là hê số nhám Manning. Thông số mô hình
HEC-RAS là phù hợp nêu dạng quá trình lũ và đỉnh lũ mô phỏng sát với thưc tê.
Mô hình thủy lưc hoạt động theo nguyên tắc bảo toàn khối lượng, do vậy khi tổng
lượng lũ tính toán hay lưu lượng đỉnh lũ bị thấp hơn (hoăc cao hơn) thưc đo quá
nhiêu thì bộ thông số của mô hình là không phù hợp và các chỉ tiêu đánh giá không
cho kêt quả tốt. Thông số thuỷ lưc được xác định thông qua các bước hiêu chỉnh và
kiêm định mô hình với phương pháp sử dụng là thử sai, hê số nhám tại các đoạn của
sông là khó xác định chính xác trước, các chương trình tính toán thuỷ lưc phải tìm
cách hiêu chỉnh sao cho kêt quả tính toán phù hợp với thưc đo. Mạng lưới sông
được phân chia thành 5 sông (sông Cả, sông La, sông Lam, sông Ngàn Phố, sông
Ngàn Sâu), mỗi đoạn sông được gắn liên với một giá trị nhám tương ứng cho các
măt cắt. Khi hiêu chỉnh có thê hiêu chỉnh giá trị nhám cho từng măt cắt. Nguyên tắc
chung là tăng nhám làm đường quá trình tăng cao, giảm nhám thì đường quá trình
64
xuống thấp. Cùng một cấp mưc nước quá trình lũ lên thường có giá trị nhám cao
hơn quá trình nước xuống.
Hình 3.31 Thông số nhám của mô hình HEC-RAS
Kết quả hiệu chỉnh mô hình HEC-RAS
Trận lũ năm 2002
Hình 3.32: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Đô Lương,
trận lũ 2002
Hình 3.33: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Yên
Thượng, trận lũ 2002
65
Hình 3.34: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Nam Đàn,
trận lũ 2002
Hình 3.35: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Linh Cảm,
trận lũ 2002
Hình 3.36: Đường quá trình
mưc nước thưc đo và tính toán
tại trạm Chợ Tràng, trận lũ
2002
Bảng 3.8: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm
Hmax
Nash
Sai số thời điêm
xuất hiên đỉnh lũ
(h/ngày)
Thưc đo Tính toán Sai số (m)
Đô Lương 15.36 15.42 -0.06 0.74 0
Yên Thượng 9.27 9.24 0.03 0.84 0
Nam Đàn 7.8 7.77 0.03 0.77 0
Linh Cảm 7.46 7.45 0.01 0.85 0
Chợ Tràng 5.31 5.35 -0.04 0.89 0
66
Trận lũ năm 2007
Hình 3.37: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán
tại trạm Đô Lương, trận lũ 2007
Hình 3.38: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán
tại trạm Yên Thượng, trận lũ 2007
Hình 3.39: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán
tại trạm Nam Đàn, trận lũ 2007
Hình 3.40: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán
tại trạm Chợ Tràng, trận lũ 2007
67
Bảng 3.9: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm
Hmax
Nash
Sai số thời điêm
xuất hiên đỉnh lũ
(h/ngày)
Thưc đo Tính toán Sai số (m)
Đô Lương 17.67 17.88 -0.27 0.92 0
Yên Thượng 9.78 9.78 0 0.94 0
Nam Đàn 7.96 7.76 0.2 0.87 0
Chợ Tràng 4.72 5.54 0.8 0.94 0
Trận lũ năm 2010
Hình 3.41: Đường quá trình mưc nước thưc
đo và tính toán tại trạm Đô Lương, trận lũ
2010
Hình 3.42: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Yên Thượng,
trận lũ 2010
Hình 3.43: Đường quá trình mưc nước thưc
đo và tính toán tại trạm Nam Đàn, trận lũ
2010
Hình 3.44: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Chợ Tràng,
trận lũ 2010
68
Bảng 3.10: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm
Hmax
Nash
Sai số thời điêm
xuất hiên đỉnh lũ
(h/ngày)
Thưc đo Tính toán Sai số (m)
Đô Lương 14.47 15.43 0.66 0.95 0
Yên Thượng 8.74 8.75 0.01 0.96 0
Nam Đàn 7.44 7.45 0.01 0.94 0
Chợ Tràng 7.26 7.3 0.04 0.93 0
- Kết quả kiểm định mô hình HEC-RAS
Trận lũ năm 2005
Hình 3.45: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Đô Lương,
trận lũ 2005
Hình 3.46: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Yên
Thượng, trận lũ 2005
Hình 3.47: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Nam Đàn,
trận lũ 2005
Hình 3.48: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Linh Cảm,
trận lũ 2005
69
Bảng 3.11: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng kiểm định mô hình
Chỉ tiêu
Trạm
Hmax
Nash
Sai số thời điêm
xuất hiên đỉnh lũ
(h/ngày)
Thưc đo Tính toán Sai số (m)
Đô Lương 16.98 16.54 0.44 0.93 0
Yên Thượng 8.82 8.58 0.24 0.92 0
Nam Đàn 7.23 7.23 0 0.92 0
Linh Cảm 4.74 4.58 0.16 0.96 0
Chợ Tràng 3.4 3.51 -0.11 0.95 0
Trận lũ năm 2011
Hình 3.49: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Đô Lương,
trận lũ 2011
Hình 3.50: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Yên
Thượng, trận lũ 2011
70
Hình 3.51: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Nam Đàn,
trận lũ 2011
Hình 3.52: Đường quá trình mưc nước
thưc đo và tính toán tại trạm Chợ Tràng,
trận lũ 2011
Sử dụng 3 trận lũ các năm 2002, 2007, 2010 lưa chọn xác định bộ thông số của
vùng hạ lưu hê thống sông Lam. Sau nhiêu lần tính toán thử sai với các bộ thông số
khác nhau thì xác định bộ thông số thủy lưc của hê thống sông, với bộ thông số đó
ta kiêm định mô hình 2 năm 2005, 2011:
Bảng 3.12: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mô hình
Chỉ tiêu
Trạm
Hmax
Nash
Sai số thời điêm
xuất hiên đỉnh lũ
(h/ngày)
Thưc đo Tính toán Sai số (m)
Đô Lương 12.18 12.07 0.11 0.91 0
Yên Thượng 6.26 6.16 0.1 0.96 0
Nam Đàn 5.33 5.39 0.06 0.96 0
Chợ Tràng 3.86 3.89 0.03 0.84 0
Kêt quả kiêm định quá trình lũ trên hê thống sông Lam với trận lũ 2005,
2011 bằng mô hình thủy lưc một chiêu HEC-RAS, cho thấy rằng có sư phù hợp
71
giữa kêt quả tính toán và thưc đo vê hình dạng đường quá trình dòng chảy. Kêt quả
tính đánh giá sai số (bảng 3.12) cho hê số NASH cho các trạm với kêt quả tốt dao
động trên 0.8 và hê số tương quan R nằm trong khoảng từ 0.89 đên 0.99. Các đường
quá trình mưc nước tính toán và thưc đo tại các trạm cho thấy phần chân lũ lên và
xuống thì kêt quả mô phỏng là khá đạt, tuy nhiên phần đỉnh lũ có sư chênh là tương
đối nhưng vẫn nằm trong phạm vi có thê chấp nhận được. Sư sai lêch này có thê là
do rất nhiêu nguyên nhân tác động như số liêu dòng chảy đầu vào, điêu kiên ban
đầu của lưu vưc, đăc điêm địa hình lòng sông và số liêu biên triêu tại cửa sông.
Kêt quả kiêm định với trận lũ năm 2005, 2011 nhằm đánh giá độ chính xác
khi mô phỏng thủy lưc kêt quả tính toán và số thưc đo tại các trạm kiêm tra cho thấy
kêt quả tương đối phù hợp. Các kêt quả tính toán có sư đồng dạng, cùng pha với các
số liêu thưc tê, chênh lêch đỉnh tại 4 trạm là không nhiêu tuy nhiên trạm Yên
Thượng, Đô Lương chênh lêch đỉnh là 0.1m. Đánh giá kêt quả với hê số NASH cho
kêt quả rất tốt nằm trong khoảng trên 0,8. Với kêt quả kiêm định như vậy thì bộ
thông số của mô hình hoàn toàn có thê ứng dụng vào các bước tính toán tiêp theo.
3.4 Tính toán lũ thiêt kê
- Viêc tính đăc trưng dòng chảy lũ thiêt kê được thưc hiên từ tài liêu dòng chảy
lũ, xác định quá trình lũ thiêt kê bằng phương pháp thu phóng cùng tần suất.
db
P
QK
max
max
Từ đường tần suất lý luận ta sẽ xác định định được đỉnh lũ ứng với các tần suất
thiêt kê.
Ta có
KNamĐàn = QNamĐàn/QTK
KDừa. QDừa = KNamĐàn. QNamĐàn
Tính ra: KDừa = KNamĐàn. QNamĐàn/ QDừa
Từ QTK 1% tính được KNamĐàn 1%
KChợTràng 1% = KNamĐàn 1% + 0.3 KNamĐàn 1%
KLinhCảm 1% = KChợTràng 1% - 0.7 KChợTràng 1%
72
KSơnDiêm 1% = KLinhCảm 1% - 0.55 KLinhCảm 1%
KHòaDuyêt 1% = KLinhCảm 1% - 0.45 KLinhCảm 1%
Tương tư tính với tần suất 0.5%
TT Trạm Qm QMp=1% QMp=0.5% KQ1% KQ0.5%
1 Dừa 10200 11045.8 12215.4 1.082922 1.197588
2 Sơn Diêm 3700 5419.2 6208.2 1.464649 1.677892
3 Hòa Duyêt 2790 4247.2 4650.3 1.522294 1.666774
4 Thác Muối 1202 1208.6 1311.9 1.005491 1.091431
5 Cửa Hội 199 237.6 247.7 1.19397 1.244724
Hình 3.53 Đường tần suất Qmax các năm tại trạm Nam Đàn
73
Hình 3.54 Đường tần suất Qmax các năm tại trạm Chợ Tràng
3.5 Mô phỏng lũ năm 1978
Hình 3.55: Menu chạy mô hình HEC-RAS
74
- Kêt quả mô phỏng trận lũ 1978 bằng mô hình HEC-RAS
Hình 3.56: Đường quá trình lũ 1978 tại Đô Lương mô phỏng bằng mô hình HEC-RAS
Hình 3.57: Đường quá trình lũ 1978 tại Yên Thượng mô phỏng bằng mô hình HEC-RAS
75
Hình 3.58: Đường quá trình lũ 1978 tại Nam Đàn mô phỏng bằng mô hình HEC-RAS
Hình 3.59: Đường quá trình lũ 1978 tại Linh Cảm mô phỏng bằng mô hình HEC-RAS
76
Hình 3.60: Đường quá trình lũ 1978 tại Chợ Tràng mô phỏng bằng mô hình HEC-RAS
3.6 Xây dưng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam
Hình 3.61: Quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt bằng mô hình HEC-GeoRAS
77
3.6.1 Xây dựng miền tính phần hạ lưu lưu vực sông Lam
Phần hạ lưu sông Lam được khoanh vùng nghiên cứu như sau:
- Đối với nhánh sông Cả: Tính từ sau trạm thủy văn Nam Đàn đên ngã ba của
sông Cả, sông La và sông Lam;
- Đối với nhánh sông La: Tính từ sau trạm thủy văn Linh Cảm đên ngã ba của
sông Cả, sông La và sông Lam;
- Đối với nhánh sông Lam: Tính từ ngã ba của sông Cả, sông La và sông Lam
ra đên cửa biên (trạm thủy văn Cửa Hội);
Tuy nhiên, do tính chất liên tục của dòng chảy cho nên đê tài đã lưa chọn
miên tính phía hạ lưu sông Lam được mở rộng hơn vê phía thượng lưu như sau:
- Nhánh sông Cả: được mở rộng lên đên trạm Dừa
- Nhánh sông La: phía sông Ngàn Phố được kéo đên trạm Sơn Diêm và phía
sông Ngàn Sâu được kéo đên trạm Hòa Duyêt.
Như vậy, vê măt không gian theo vị trí các tuyên sông có thê khái quát hóa
miên tính cho phần hạ lưu sông Lam như hình dưới đây:
Hình 3.62 Trích xuất kết quả của mô hình thủy lực HEC-RAS
1 2
3
6
5
4
78
Sau khi tính toán chạy thủy lưc tiên hành trích xuất kêt quả mô hình thủy lưc đê đưa
vào phần mên HEC-GEORAS, lưa chọn giá trị lưu lượng (Q), mưc nước(H) tại thời
điêm muốn hiên thị kêt quả bản đồ ngập lụt. Có thê lưa chọn giá trị tại thời điêm lớn
nhất hoăc tại thời điêm xuất hiên đỉnh lũ. Kêt quả trích xuất có dạng đuôi *. sdf
(hình 3.63) và sau đó được chuyên vê dạng *.xml đê xử lý trên phầm mêm ARCGIS
10.1 nhằm xây dưng các vùng ngập lụt với độ sâu ngập khác nhau.
Hình 3.63: Trích xuất giá trị mực nước lớn nhất ứng với trận lũ tháng năm 1978
Sau khi trích xuất, chuyên đổi dữ liêu kêt quả thủy lưc tiên hành liên kêt các dữ liêu
với nhau đê tiên hành quá trình xử lý HEC-GEORAS đê xây dưng bản đồ ngập lụt.
79
Hình 3.64: Thiết lập kết quả mô phỏng thủy lực và địa hình hạ du sông Lam
3.6.2 Kết quả xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Lam
Hình 3.65 Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam năm 1978
80
Hình 3.66 Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam tần suất 1%
Hình 3.67 Bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Lam tần suất 0.5%
81
Tính toán ngập lụt theo kịch bản ứng với tần suất 1%, 0,5%
Bản đồ ngập lụt được xây dưng từ bản đồ DEM địa hình với độ phân giải là 50x50
m. Kêt quả tính toán thủy lưc bằng mô hình HEC-RAS sẽ được nhập vào ArcGIS
bằng HEC-GeoRAS. Phần mêm HEC-GeoRAS sẽ tạo bê măt nước từ kêt quả tính
toán thủy lưc từ cao độ mưc nước trong sông và trong các ô chứa. Độ sâu ngập lụt
bằng cao độ măt nước trừ đi cao độ của DEM địa hình. Những điêm ngập là những
điêm có cao độ măt nước lớn hơn cao độ của địa hình. Kêt quả của bản đồ ngập lụt
sẽ cho ta diên tích ngập và độ sâu ngập lụt tương ứng với mưc nước tại một thời
điêm nhất định.
Hình 3.68 Kết quả tính mức độ ngập và diện ngập
Tổng diện tích ngập lụt năm 1978 ứng với tần suất 1% và 0,5%
TT Kịch bản Tổng diên ngập (ha)
1 1978 90519
2 1% 98143
3 0.5% 102909
82
3.7 Nhận xét
Các kêt quả đạt được trong viêc mô phỏng dòng chảy lũ cho thấy mô hình đã
thê hiên sư phân phối dòng chảy trên lưu vưc khá phù hợp so với thưc tê, hình ảnh
tổng quan vê tình hình lũ và ngập lụt trên lưu vưc.
Kêt quả tính toán của mô hình là cơ sở cho viêc phân tích đánh giá lại các
trận lũ đã xảy ra trong quá khứ, chạy hiêu chỉnh lũ các năm 2002, 2007, 2010 và
kiêm định lũ các năm 2005, 2011
HEC-GeoRAS là mô hình sử dụng đê tích hợp giữa dữ liêu GIS và kêt quả
mô phỏng thủy lưc bằng mô hình HEC-RAS. Nó được chạy trên môi trường
ArcGIS dưa trên trao đổi "dữ liêu hai chiêu" giữa HEC-RAS và ArcGIS. HEC-
GeoRAS xây dưng một măt lưới nước và so sánh dưa trên dữ liêu này với DEM đê
tạo độ sâu ngập lụt và thời gian dưa trên thông tin riêng từ HEC-RAS cần phải tính
toán xây dưng bản đồ ngập lụt, sử dụng đê hiêu chỉnh và kiêm định quá trình diễn
toán thủy lưc, tuy nhiên do hạn chê vê số liêu đo đạc điêu tra vêt lũ cũng như số liêu
thống kê tình hình ngập lụt vê các trận lũ, nên trong khuôn khổ luận văn chỉ tiên
hành xây dưng bản đồ đê đánh giá và kiêm định bộ thông số mô hình với trận lũ xảy
ra năm 1978 với các số liêu ngập lụt thu thập được.
Sử dụng mô hình NAM-MIKE11 và HEC-RAS hiêu chỉnh tìm được bộ
thông số mô phỏng lũ lưu vưc sông Lam.
Viêc ứng dụng mô hình NAM-MIKE11 và HEC-RAS, HEC-GeoRAS xây
dưng bản đồ ngập lụt cho kêt quả đáng tin cậy.
83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kêt luận
Sông Lam là một trong những lưu vưc lớn ở Viêt Nam và có vị trí chiên lược
quan trọng trong quá trình phát triên kinh tê của vùng Bắc Trung Bộ nói riêng và cả
nước nói chung. Tuy nhiên vùng hạ lưu lưu vưc sông Lam là vùng thường xuyên
chịu ảnh hưởng của các trận bão lũ lớn kêt hợp với điêu kiên địa hình phức tạp gây
hiên tượng úng ngập với độ sâu ngập phổ biên từ 2 ÷ 4 m làm thiêt hại đên đời sống
dân sinh và sư phát triên kinh tê trong vùng. Chính vì vậy, luận văn tiên hành
nghiên cứu xây dưng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vưc sông Lam mục đích cảnh báo
ngập lụt đê góp phần giảm thiêu nguy cơ ảnh hưởng của lũ lụt gây ra cho khu vưc.
Bên cạnh đó bản đồ ngập lụt xây dưng được cũng là tài liêu tham khảo đê các nhà
quy hoạch phát triên định hướng tương lai. Sau thời gian nghiên cứu ứng dụng bộ
mô hình HEC vào đê xây dưng bản đồ ngập lụt cho vùng hạ lưu lưu vưc sông Lam,
luận văn đã hoàn thành với các nội dung chính sau:
- Luận văn đã làm rõ hơn vê điêu kiên địa lý tư nhiên, kinh tê xã hội, khí
hậu… ảnh hưởng đên lũ lưu vưc sông Lam.
- Luận văn nghiên cứu và phân tích những đăc trưng lũ trên lưu vưc sông
Lam như lưu lượng lớn nhất, tổng lượng lũ, cường suất lũ lớn nhất, thời gian xuất
hiên đỉnh và duy trì lũ.
- Xác định được quá trình lũ thiêt kê với tần suất lũ 1% và 0,5% đê xác
định biên đầu vào tính toán ngập lụt cho các kịch bản.
- Luận văn đã nghiên cứu lưa chọn tích hợp mô hình NAM-MIKE11,
HEC-RAS, HEC-GEORAS đên xây dưng bản đồ ngập lụt cho độ chính xác khá tin
cậy với 3 kịch bản là lũ lịch sử 1978, tần suất lũ 1% và 0,5%
- Các nghiên cứu trước đây vê xây dưng bản đồ ngập lụt mới chỉ nghiên
cứu vùng hạ lưu sông Lam, luận văn đã nghiên cứu thêm phần trung lưu.
- Dưa vào bản đồ ngập lụt chỉ ra được huyên, xã bị ngập, diên ngập, mức
ngập, đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ đên năm 2020.
84
- Do điêu kiên vê thời gian, số liêu và hạn chê của bản thân bên cạnh những
kêt quả đạt được thì luận văn vẫn còn một số hạn chê như sau:
- Số liêu vê điêu tra lũ thưc tê còn hạn chê
- Tài liêu địa hình thu thập có tỷ lê nhỏ do vậy bản đồ DEM xây dưng được
chưa chi tiêt, đăc biêt tại các khi vưc vùng trũng có độ dốc nhỏ .
- Do điêu kiên vê số liêu Khí tượng Thủy văn một số trạm chỉ đo đạc với thời
khoảng đo 6h do vậy viêc xác chính xác đỉnh lũ găp khó khăn.
Kiên nghị và hướng nghiên cứu tiêp theo
- Đê có đầy đủ số liêu và kêt quả tính toán chính xác hơn cần phải bổ sung thêm
một số trạm Khí tượng, Thủy văn trên lưu vưc. Tăng cường công tác khảo sát, đo
đạc địa hình, các măt cắt sông, xây dưng bản đồ địa hình cho lưu vưc, nhất là vùng
hạ lưu hê thống sông.
- Cần có nghiên cứu sâu hơn vê cảnh báo ngập lụt thời gian thưc thì sẽ cho kêt quả
phòng chống lũ tốt hơn.
- Vê bản thân sau khi nghiên cứu xây dưng bản đồ ngập lụt cho hạ lưu sông Lam có
định hướng nghiên cứu tiêp theo là nghiên cứu ảnh hưởng của các công trình hồ
chứa xả lũ gây ngập lụt cho hạ lưu, kêt hợp với dư báo mưa số trị, vê tinh… nhằm
lưa chọn xây dưng phương pháp tính toán kêt hợp với điêu kiên thưc tê trên lưu vưc
đê xuất các giải pháp nhằm giảm nhẹ thiêt hại do ngập lụt gây ra.
85
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiêng Viêt
1. Hoàng Thái Bình (2009), luận văn thạc sĩ, Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ
thống sông Nhật Lệ (Mỹ Trung – Tán Lu – Đồng Hới).
2. Trần Duy Kiêu, “Nghiên cứu quản lý lũ lớn lưu vưc sông Lam”, Luận án Tiên sỹ
năm 2012.
3. Trần Duy Kiêu, “Nghiên cứu tổ hợp lũ lớn lưu vưc sông Lam” (Tạp chí KTTV
tháng 11/2012)
4. Trần Duy Kiêu, “Nghiên cứu lũ và xây dưng phương án cảnh báo lũ trên lưu vưc
sông Ngàn Phố”.
5. Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn (2003), Mô hình toán thủy văn, Nhà xuất
bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
6. Ts. Đăng Thanh Mai (2010), Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và
HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia,
Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia.
7. Ks. Hoàng Thị Nguyêt Minh (2005), ứng dụng mô hình HEC-RAS nghiên cứu
tính toán lũ lụt cho hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia ,Trường Cao đằng Tài nguyên
và Môi trường.
8. Lê Văn Nghinh (1998), Giáo trình kỹ thuật viễn thám và hệ thống thông tin địa
lý, Nhà xuất bản xây dưng.
9. Ts. Nguyễn Hoàng Sơn (2006), Nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo lũ cho
sông Vu Gia – Thu Bồn, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và môi trường.
10. Hoàng Thanh Tùng, “Nghiên cứu dư báo lũ trung hạn lưu vưc sông Cả”. NCS
Trường Đại học Thủy Lợi.
11. Ts. Trần Thục và nnk (2001), Báo cáo tổng kết đề tài “Xây dựng bản đồ
nguy cơ ngập lụt tỉnh Quảng Nam”, Sở Khoa học Công nghê và Môi trường tỉnh
Quảng Nam
86
12. Bộ môn tính toán Thủy văn – Trường Đại học Thủy lợi (2004), Bài tập thực
hành viễn thám và GIS.
13. Trần Thanh Xuân (2000), Lũ lụt và cách phòng chống, Nhà xuất bản Khoa học
kỹ thuật Hà Nội.
Tiêng Anh
14. HEC (Hydrologic Engineering Center) (2009), MIKE NAMHydrologic
Modeling System, User’s Manual, US Army Corps of Engineers, American.
15. HEC (Hydrologic Engineering Center) (2010), HEC-RAS River Analysis
System, User’s Manual, Hydrologic Engineering Center
16. HEC (Hydrologic Engineering Center), (2010), HEC-RAS River Analysis
System, Hydraulic Reference Manual. Hydrologic Engineering Center
17. HEC (Hydrologic Engineering Center), (2010), HEC-RAS River Analysis
System, Applications guide. Hydrologic Engineering Center
18. HEC (Hydrologic Engineering Center), (2001), UNET, One-Dimensional
Unsteady Flow Through a Full Network of Open Channels, Hydraulic Reference
19. http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/
