Xây dựng công nghệ dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt hệ thống sông vệ trà khúc, thử nghiệm và chuyển giao công nghệ

Công tác, dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt cho các lưu vực sông miền Trung nói chung và sông Vệ – Trà Khúc nói riêng vẫn còn gặp nhiều khó khăn vì các lý do sau đây: - Lũ ở miền Trung lên nh

Viện Khí t−ợng Thuỷ văn

Báo cáo tổng kết đề tài

Xây dựng công nghệ dự báo lũ lớn và cảnh báo ngập lụt hệ thống sông Vệ – Trà Khúc, thử nghiệm và chuyển giao công nghệ

6423

01/7/2007

Hà Nội, 2006

X©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o lò lín vµ c¶nh b¸o ngËp lôt hÖ thèng s«ng VÖ – Trµ Khóc, thö nghiÖm vµ chuyÓn giao c«ng nghÖ

3 §Æng Quang ThÞnh Kü s− ViÖn KhÝ t−îng Thuû v¨n

4 NguyÔn V¨n §¹i Cö nh©n ViÖn KhÝ t−îng Thuû v¨n

5 Bïi §øc Long Kü s− TT Dù b¸o KhÝ t−îng Thuû v¨n

Báo cáo tổng kết đề tài

Xây dựng công nghệ dự báo lũ lớn và cảnh báo ngập lụt hệ thống sông Vệ – Trà Khúc, thử nghiệm và chuyển giao công nghệ

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Cao Đăng Dư

Các cộng tác viên: TS Lương Tuấn Anh

Mở Đầu

Mục Lục

Chương I: khái quát điều kiện địa lý tự nhiên và đặc

điểm lũ lụt

1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

1.1.2 Địa hình, địa chất và thổ nhưỡng

1.1.3 Khí hậu

1.1.4 Tình hình sử dụng đất, dân sinh kinh tế trên lưu vực

1.2 Lưới sông, các hệ thống sông và sông nhánh

1.2.1 Sông Trà Khúc

1.2.2 Sông Vệ

1.3 Lưới trạm khí tượng thuỷ văn

1.3.1 Lưới trạm khí tượng

1.3.2 Lưới trạm thuỷ văn

1.3.3 Lưới trạm quan trắc mưa

1.4 đặc điểm lũ lụt

1.4.1 Các nhân tố hình thành lũ lụt

1.4.2 Đặc điểm lũ

1.4.3 Ngập lụt trên hệ thống sông Trà Khúc - sông Vệ

Chương II: Dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt

2.1 Dự báo lũ đến các trạm chốt

2.1.1 Hiện trạng dự báo lũ đến các trạm Trà Khúc và Sông Vệ

2.1.2 Nhận xét

2.1.3 Mô hình HEC-HMS, HEC - RAS

2.1.4 ứng dụng mô hình HEC-HMS tính toán dòng chảy cho lưu vực sông Vệ -Trà Khúc

1

1

1

1

2

3

4

4

5

10

10

10

11

11

11

23

40

43

43

43

43

44

51

2.2 Cảnh báo ngập lụt ở hạ lưu

2.2.1 ứng dụng phần mềm Hec-Geo RAS tính ngập lụt cho hệ thống sông Vệ-Trà Khúc

2.2.2 Cảnh báo ngập lụt hạ lưu dựa trên kết quả dự báo lũ trạm chốt

2.2.3 Các kịch bản ngập lụt

Chương III: Công nghệ dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt, thử nghiệm công nghệ

3.1 Sơ đồ chung

3.1.1 Sơ đồ khối của chương trình

3.1.2 Cấu trúc thư mục và các file làm việc

3.2 Liên kết các mô Đun thành phần

3.3 hướng dẫn sử dụng công nghệ

3.3.1 Cài đặt chương trình

3.3.2 Dự báo mực nước cho trạm Trà khúc và sông Vệ

3.3.3 Cảnh báo ngập lụt

3.4 Thử nghiệm công nghệ

3.5 Kết quả dự báo kiểm tra các trận lũ năm 2004 - 2005

3.5.1 Kết quả dự tính dòng chảy

3.5.2 Kết quả dự báo mực nước

3.6 Kết quả dự báo thử nghiệm nghiệp vụ mùa lũ 2005

3.6.1 Kết quả dự báo thử nghiệm nghiệp vụ với thời gian dự kiến 12 giờ

3.6.2 Kết quả dự báo với thời gian dự kiến 24 giờ

3.7 Thử nghiệm cảnh báo ngập lụt mùa lũ 2005

KếT LUậN Và KIếN NGHị TàI Liệu Tham Khảo

Phụ Lục

68

68

69

69

80

80

80

80

82

83

83

84

85

88

89

89

92 102 102 103 109 114

Lũ lụt ở sông Vệ – Trà Khúc rất khốc liệt, xẩy ra hàng năm gây tổn thất lớn về người, của cải và môi trường sinh thái Để chủ động triển khai các hoạt động phòng tránh lũ, lụt cần phải tăng cường công tác dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt

Công tác, dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt cho các lưu vực sông miền Trung nói chung và sông Vệ – Trà Khúc nói riêng vẫn còn gặp nhiều khó khăn vì các lý do sau đây:

- Lũ ở miền Trung lên nhanh xuống nhanh, thời gian tập trung lũ và truyền xuống hạ lưu ngắn nên thời gian dự kiến của dự báo thường ngắn

- Nguyên nhân gây lũ là từ mưa nhưng việc dự báo mưa lớn hiện nay

có độ chính xác không cao

- Các công cụ dự báo lũ, cảnh báo lụt tại địa phương còn thô sơ, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của các dự báo viên, các công nghệ hiện đại, khách quan chưa được thành lập

Với chức năng nhiệm vụ của mình, Viện Khí tượng Thuỷ văn đã

được Nhà nước ( Bộ Khoa học và Công nghệ, Tổng cục Khí tượng - Thuỷ văn – nay là Bộ Tài Nguyên Môi Trường) giao cho nghiên cứu Đề tài độc lập cấp Nhà nước: “ Điều tra nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh thiên tai ở các lưu vực sông miền Trung” Đề tài đã nghiên đặc điểm

và nguyên nhân hình thành lũ lụt cũng như phương án mô hình dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt cho một số lưu vực sông Miền Trung, trong đó có lưu vực sông Trà Khúc, sông Vệ Những mô hình phục vụ dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt này đã được đánh giá là tốt, có khả năng áp dụng trong tác nghiệp

dự báo thuỷ văn

Trước yêu cầu thực tế, Đài Khí tượng Thuỷ văn Khu vực Trung Trung Bộ có đề nghị Viện Khí tượng Thuỷ văn xây dựng và chuyển giao công nghệ dự báo lũ, cảnh báo ngập lụt lưu vực sông Vệ – Trà Khúc trên cơ sở những kết quả nghiên cứu của Đề tài Cấp Nhà nước: “Điều tra nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh thiên tai ở các lưu vực sông miền Trung” ( Công văn số 55/ ĐKTTVTTB –DB ngày 4 tháng 4 năm

2003 của Đài KTTV khu vực Trung Trung Bộ và công văn trả lời của Viện KTTV số 129 ngày 24 tháng 4 năm 2003)

Việc “ Xây dựng công nghệ dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt hệ thống

sông Vệ – Trà Khúc, thử nghiệm và chuyển giao công nghệ” sẽ góp phần

nâng cao chất lượng dự báo lũ lưu vực sông Vệ – Trà Khúc Hơn nữa, đây

sẽ là một thử nghiệm cho việc phát triển các công nghệ dự báo lũ tại hàng loạt lưu vực sông khác ở Miền Trung, góp phần giảm nhẹ thiệt hại do lũ gây ra

Để đạt được mục tiêu này, đề tài đã tiến hành thực hiện các nội dung sau:

Nhân đây, xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các cấp lãnh

đạo, các cộng tác viên Trung tâm Dự báo KTTV Trung Ương, Đài KTTV Khu vực Trung Trung Bộ, Trung tâm dự báo KTTV Quảng Ngãi đã giành cho đề tài những sự giúp đỡ quý báu

Chương I khái quát điều kiện địa lý tự nhiên

và đặc điểm lũ lụt

1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Lưu vực hệ thống sông Trà Khúc - sông Vệ hầu hết nằm trong địa

phận tỉnh Quảng Ngãi với tổng diện tích là 4.500 km2 Trong đó sông Trà

Khúc có một số nhánh nhỏ nằm trên địa phận tỉnh Kon Tum Lưu vực hai

sông Trà Khúc và sông Vệ nằm sát có hướng chung là Tây Nam -Đông Bắc,

nằm trong khoảng toạ độ 108007'30'' đến 108051'30'' kinh độ Đông và

14033' đến 15015' vĩ độ Bắc

Phía Bắc lưu vực hệ thống sông Trà Khúc - sông Vệ là lưu vực sông

Trà Bồng thuộc địa phận tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp địa phận tỉnh Kon

Tum có dãy núi Ngọc Cơ Rinh cao 2025 m, phía Nam giáp lưu vực sông An

Lão và sông Kôn thuộc địa phận tỉnh Bình Định, và phía Đông giáp biển

1.1.2 Địa hình, địa chất, thổ nhưỡng

- Địa hình

Địa hình hai lưu vực hầu hết là loại địa hình núi cao, thuộc sườn đông

của dãy Trường Sơn Nam và vùng đồng bằng do hai sông Trà Khúc và sông

Vệ tạo nên Địa hình lưu vực hệ thống sông Trà Khúc-sông Vệ nghiêng từ

tây, tây nam sang đông và đông bắc (hình 1.1)

Đường phân nước của lưu vực có độ cao từ 150 - 1760 m, chạy dọc

theo các núi: núi thượng Quảng Ngãi và thượng Kon Tum với hai đỉnh cao

là Núi Chúa cao 1362 m ở phía bắc và Ngọc Cơ Rinh cao 2025 m ở phía tây

- tây nam Gần đường phân nước lưu vực có đỉnh núi Đá có vách cao 1089

m ở phía nam lưu vực là các núi có sườn thoải, đỉnh núi nhỏ hơn 1500m

Phần địa hình miền núi có độ cao từ 1100 - 1800 m (vùng Sơn Hà); 800 -

1100m (vùng Minh Long, Ba Tơ) Vùng chuyển tiếp miền núi đồng bằng

rất hẹp có các đỉnh núi cao 200 - 300m và đồi, vùng thung lũng và đồng

bằng có độ cao dưới 10m, và các cồn cát ven biển cao trên 10m

Địa hình miền núi chiếm gần 3/4 diện tích lưu vực, và rất dốc

(khoảng 2/3 diện tích có độ dốc trên 25o) nên các dòng sông có độ dốc lớn

với khả năng chia cắt, xâm thực rất lớn

- Qua bản đồ địa hình và mạng lưới sông suối cho thấy: vùng sinh lũ

là vùng có địa hình miền núi, nhất là các sườn núi cao, dốc và mưa lớn Đó

là vùng núi thượng nguồn các sông suối và vùng núi nằm giữa dòng chính

sông Trà Khúc và sông Vệ (từ Sơn Hà đến Ba Tơ) Vùng chịu lũ là vùng

thung lũng giáp đồng bằng đặc biệt là vùng đất nằm giữa đường sắt, Quốc

lộ số 1 và bờ biển thuộc các huyện, thị trấn: Bình Sơn, Sơn Tịnh, Sông Vệ,

đường sá, cầu cống, cửa sông, bờ biển Vùng sinh lũ trên lưu vực lớn gấp 3

- 5 lần so với vùng chịu lũ

- Sự chênh lệch về độ dốc giữa thượng nguồn với hạ lưu lưu vực rất

lớn, đặc biệt trong phạm vi 5 km đường sông, tính từ nguồn xuống Đây là

khu vực dễ phát sinh lũ quét

- Địa chất, thổ nhưỡng

+Lưu vực sông Trà Khúc: phần trung du và thượng nguồn chủ yếu là

đất đỏ vàng trên đá biến chất, đá sét tầng dày khoảng 30cm Các thung lũng

và đồng bằng được cấu tạo bởi phù sa cổ, phù sa mới ngoài ra còn có loại

đất xám và các chất bồi tích của sông, tầng dày 0,7 - 1,2m

+Lưu vực sông Vệ: đất trên lưu vực sông Vệ từ trung du trở lên hầu

hết là đất đỏ vàng trên đá biến chất, đá sét; vùng đồng bằng là phù sa bồi tụ

dày 0,8 - 1,2m, dọc triền sông ngoài phù sa bồi tụ còn có đất xám bạc màu

1.1.3 Khí hậu

Lưu vực hệ thống sông Trà Khúc - sông Vệ thuộc vùng khí hậu nhiệt

đới gió mùa, mùa hè nóng và mưa nhiều với nền nhiệt độ cao ít biến động

Tuy nhiên do đặc điểm riêng của địa hình lưu vực hệ thống sông Trà

Khúc-sông Vệ, nên ở đây thể hiện những nét riêng của đặc điểm khí hậu nhiệt đới

gió mùa miền duyên hải sườn Đông dãy Trường Sơn Nam khu vực Trung

Bộ: có mưa nhiều vào từ tháng IX đến tháng XII kết hợp với địa hình dốc

gây ra lũ lụt nghiêm trọng

Bảng 1.1: Đặc trưng khí hậu trạm Quảng Ngãi (1977- 2004)

Bốc hơi

(mm)

53,0 53,9 75,0 81,0 94,0 92,6 96,6 96,5 67,4 57,7 49,1 47,7 863,5 Nắng (h) 135,6 161,3 210,5 222,4 246,5 223,5 241,4 222,0 183,8 155,0 110,4 86,8 2199,1

T ( 0 C) 21,7 22,7 24,4 26,6 28,3 28,8 28,8 28,7 27,2 25,7 24,0 22,0 25,7 Mưa

trong năm từ 140-150 kcal/năm, số giờ nắng 2119 giờ/năm, bốc hơi 863,5

mm/năm, mưa 2352,4 mm/năm Trên nền nhiệt độ cao, trung bình năm 25,70 C (bảng 1.1)

với gió mùa Tây Nam nóng và ẩm, bị tác động của dãy Trường Sơn đã tạo

ra mưa ở sườn đón gió Khi đi qua phía đông Trường Sơn, không khí trở nên khô nóng và gây ra thời tiết nắng nóng kéo dài trong suốt các tháng mùa khô

Dãy núi Trường Sơn có vai trò chính trong việc làm "lệch pha" mùa mưa của Quảng Ngãi nói riêng và vùng duyên hải nói chung so với mùa mưa chung của cả nước

- Vào cuối mùa hạ đầu mùa đông, gió mùa đông bắc đối lập với hướng núi, cùng với các nhiễu động nhiệt đới như bão, xoáy thấp, hội tụ nhiệt đới và đới gió đông tạo nên mùa mưa và mùa lũ ở Quảng Ngãi và các tỉnh duyên hải Trung Bộ

+ Cuối mùa hạ (từ tháng IX đến tháng XII), do hoạt động của nhiễu

động nhiệt đới ở Nam Biển Đông Khi gió mùa đông bắc chuyển xuống phía nam trong thời kỳ này sẽ gây ra mưa to đến rất to kéo dài trong nhiều ngày, làm xuất hiện các trận lũ lớn

Như vậy mùa mưa trên lưu vực hệ thống sông Trà Khúc-sông Vệ bắt

đầu từ tháng IX kéo dài đến tháng XII, mùa khô từ tháng I đến tháng VIII hàng năm Lượng mưa năm tập trung chủ yếu vào mùa mưa chính (IX-XII)

Từ tháng IX đến tháng XII, lượng mưa ở vùng núi chiếm 65-70% tổng lượng mưa năm, vùng đồng bằng ven biển chiếm 75-80% lượng mưa năm Trong đó hai tháng X và XI, lượng mưa rất lớn chiếm khoảng 45-61% lượng mưa năm

1.1.4 Tình hình sử dụng đất, dân sinh kinh tế trên lưu vực

Tình hình sử dụng đất trên lưu vực hệ thống sông Trà Khúc-sông Vệ

Tình hình sử dụng đất trên lưu vực sông dưới nhiều hình thức khác nhau Trong đó đất trồng lúa chiếm khoảng 20% diện tích đất tự nhiên, đất chuyên rau màu và cây công nghiệp ngắn ngày chiếm tỷ lệ không đáng kể khoảng 1,6% Đất có thực vật (trảng cây bụi, cây cỏ xen nương rẫy, đồng

cỏ, cây bụi có gỗ rải rác) chiếm khoảng 49% có tác dụng giữ nước, làm chậm dòng nước và tác dụng sâu sắc đến chất đất do đó làm ảnh hưởng tới quá trình hình thành dòng chảy hay làm giảm độ xói mòn (hình 1.2)

Tình hình dân sinh kinh tế

Dân số Quảng Ngãi tập trung chủ yếu ở vùng hạ lưu với mật độ số dân tương đối cao như ở thị xã Quãng Ngãi 2727,5 người/km2 Hoạt động dân sinh kinh tế thể hiện qua các mặt sau:

- Nông nghiệp: Miền núi chủ yếu là phong trào định canh, định cư

làm ruộng bậc thang Miền xuôi làm bờ vùng bờ thửa, thâm canh tăng vụ, chuyển đổi cơ cấu cây trồng Ngoài tác động giữ nước, làm chậm dòng nước còn có tác dụng sâu sắc đến chất đất do đó làm ảnh hưởng tới quá trình hình thành dòng chảy

triển song tình trạng khai phá rừng, lấy gỗ, làm nương rẫy vẫn thường xảy

ra

- Thuỷ lợi: hầu hết trên các sông đều có công trình lấy nước như trạm

bơm, bờ xe, phai đập lấy nước, đặc biệt là công trình đập dâng Thạch Nham trên sông Trà Khúc Ngoài ra hầu hết trên các lưu vực sông đều có

hồ chứa nước nhỏ và lớn Những công trình này có lợi cho việc lấy nước trong mùa cạn, tích bớt nước lũ dồn đổ về hạ lưu nhưng lại làm cản trở sự thoát lũ, làm tăng cường độ lũ khi công trình bị hư hỏng (vỡ đập, )

1.2 Lưới sông, các hệ thống sông và sông nhánh

1.2.1 Sông Trà Khúc

Sông Trà Khúc bắt nguồn từ vùng núi phía đông cao nguyên KonPlong có độ cao 1000m Từ nguồn tới ngã ba nơi sông nhánh Đắc Rinh nhập lưu có tên là sông Re có độ dốc lòng sông đoạn thượng lưu rất lớn khoảng 50,6 0/00, mật độ lưới sông trên đoạn này khoảng 0,39 km/km2 thuộc loại trung bình Sơ đồ mạng lưới sông suối được thể hiện trên hình 1.3

Độ dốc bình quân lưu vực tương đối lớn, khoảng 23,9% Trong đó lưu vực có độ dốc rất lớn như Đắc DRinh 34,1% và phụ lưu số 1-Nước Ong

là 31% (hình 1.4)

Độ dốc bình quân lòng sông khoảng 52,7 %0, thuộc loại sông có độ dốc rất lớn Các sông có độ dốc lớn như Đắc Re 50.6% (bảng 1.2)

Sông Trà Khúc có 9 phụ lưu cấp I (Đắc Leng - Đắc Re, Nước Lạc,

Đắc Sê Lo, Tam Dinh, Xã Diêu, Tam Rao, Giang, Phước Giang và phụ lưu

số 9), 5 phụ lưu cấp II (Đắc Tem, Đắc Si Ro, Đắc Sơ Rông, Đắc D Rinh và phụ lưu 4), 6 phụ lưu cấp III (phụ lưu 1-Đắc D Rinh, Đắc Ro Man, Đắc Ba, Nước Bá Mao, Nước Ong) và hai phụ lưu cấp IV (phụ lưu 1-Nước Ong và Nước Nia) Các phụ lưu lớn như Đắc Sê Lô (phụ lưu cấp I), Đắc D Rinh (phụ lưu cấp II), Nước Ong (phụ lưu cấp III) Từ Sơn Hà lên thượng lưu, sông Trà Khúc có dạng hình rẻ quạt

Bảng 1.2: Đặc trưng hình thái sông Trà Khúc và một số phụ lưu

Stt Sông Chiều

dài sông (m)

Diện tích (km 2 )

Độ dốc lòng sông ( o / oo )

Độ cao

bq lưu vực (m)

Độ dốc

bq lưu vực (%)

Mật độ lưới sông (km/km 2 )

Hệ số uốn khúc

dài sông (m)

tích (km 2 )

lòng sông ( o / oo )

bq lưu vực (m)

bq lưu vực (%)

lưới sông (km/km 2 )

uốn khúc

1.2.2 Sông Vệ

Sông Vệ bắt nguồn từ vùng núi phía tây nam huyện Ba Tơ, có độ cao

nguồn 1000m Sông Vệ chảy theo hướng tây nam - đông bắc đổ ra cửa biển

Cổ Luỹ, sơ đồ lưới sông được thể hiện qua hình 1.3

Chiều dài sông sông Vệ khoảng 91 km, diện tích lưu vực 1260 km2

(bao gồm phần lớn địa phận huyện Ba Tơ, Minh Long, Nghĩa Hành và phần

nhỏ diện tích huyện Tư Nghĩa), khoảng 3/4 chiều dài sông chảy qua vùng

đồi núi có độ cao từ 100 đến 1.000 m Nếu tính đến trạm An Chỉ có lưu vực

sông Vệ có chiều dài khoảng 70 km tương ứng với diện tích khoảng 854

km2 Độ dốc bình quân lưu vực sông Vệ tương đối lớn, khoảng 20% Trong

đó lưu vực có độ dốc lớn nhất là sông Nổ 33,1% (hình 1.5)

Độ dốc bình quân lòng sông khoảng 15,6 %0, thuộc loại sông có độ

dốc lớn Đoạn sông Vệ trên thượng nguồn có độ dốc rất lớn khoảng 42,7%

Mật độ lưới sông thuộc loại lớn, khoảng 0,9 km/km2 Trong đó sông La

Châu có mật độ lưới rất dày khoảng 1,27 km/km2 (bảng 1.3)

Sông Vệ có 5 phụ lưu cấp I (phụ lưu 1-sông Vệ, phụ lưu 2-sông Vệ,

sông Trà Nô, sông Nỗ và sông La Châu), 2 phụ lưu cấp II (Nước Nô và Đức

Liên) Các phụ lưu lớn như sông Trà Nô, sông Nỗ và sông La Châu đều là

phụ lưu cấp I nằm bên trái dòng chảy chính của sông Vệ theo chiều từ

thượng lưu xuống hạ lưu

Bảng 1.3: Đặc trưng hình thái sông Vệ và một số phụ lưu

STT Tên

sông

Độ cao nguồn (m)

Chiều dài sông (km)

Diện tích lưu vực (km 2 )

Độ cao bình quân lưu vực (m)

Độ dốc quân lưu vực (%)

Độ dốc lòng sông

(%o)

Mật độ lưới sông (km/

km 2 )

Hệ số uốn khúc

1 Vệ 1000 91,0 1260 170 19,9 42,7 0,79 1,30

2 Trà Nô 200 17,0 147 362 23,3 3,9 0,59 1,20

3 Nỗ 450 17,0 104 332 33,1 7,4 0,93 1,55

4 La Châu 400 47,0 288 192 20,0 8,3 1,27 1,43

S Gia ng

11.8 1.5

S T R ao

3.0

18.4 21.2

24 7

u-S R e

S T am D

¬ R

«ng

1 4

6.5

S Nưíc Ong 11.0

12.6

S Næ 12.5

Ph ôlư

-S V Ö 11 65

1 5.2

8.0

2

9 S

µu Ê

S B µn

thuªn 6 9

B µu s

17 2

Ngn

Nguån

Nguån

S VÖ

Nguån

N gu

1.8 3.6

30

40 80

1000

50 60

3.4 Tr¹m S«ng V

Tr¹m S¬n Hµ

Tr¹m Qu¶ng Ng·i Tr¹m Cæ Luü

Tr¹minh Long

Tr¹m Trµ My

Tr¹m ®o mưa Tr¹m khÝ tưîng Tr¹m ®o lưu lưîng Tr¹m ®o mùc nưíc

40000 60000

80000 100000

120000 140000

40000 60000

80000 100000

được tiến hành đầy đủ hơn

1.3.1 Lưới trạm khí tượng

Hiện nay trên lưu vực hệ thống sông Trà Khúc-sông Vệ có 2 trạm khí tượng cơ bản: trạm khí tượng Quảng Ngãi trên lưu vực sông Trà Khúc và trạm khí tượng Ba Tơ trên lưu vực sông Vệ (bảng 1.4)

1.3.2 Lưới trạm thuỷ văn

Trên sông Trà Khúc có 2 trạm thuỷ văn: Sơn Giang và Trà Khúc Trên sông Vệ có trạm thuỷ văn An Chỉ và Sông Vệ Trong đó có 2 trạm thuỷ văn cơ bản đo lưu lượng nước là Sơn Giang và An Chỉ, và 2 trạm thuỷ văn đo mực nước

Kinh độ Vĩ độ

Năm bắt

đầu hoạt

Trà Khúc Thuỷ văn Trà Khúc 108 o 47' 15 o 08' 1976 x x

Giá Vực Đo mưa Trà Khúc 108o30' 14o42' 1978 x

Cổ Luỹ Đo mưa Trà Khúc 108 o 53' 15 o 10' 1978 x

Ba Tơ Khí

tượng

Vệ 108 o 43' 14 o 46' 1930 x khí tượng

An Chỉ Thuỷ văn Vệ 814 108 o 48' 14 o 58' 1976 x x x phù sa Sông Vệ Thuỷ văn Vệ 108 o 51' 15 o 04' 1978 x x

Minh Long Đo mưa Vệ 108 o 43' 14 o 56' 1984 x

1.3.3 Lưới trạm quan trắc mưa

Trên lưu vực hệ thống sông Trà Khúc-Vệ có 10 trạm đo mưa là (kể cả trạm khí tượng cơ bản Quảng Ngãi): Giá Vực, Sơn Giang, Trà Khúc, Sơn Hà, Ba Tơ, Cổ Luỹ, An Chỉ, Minh Long, Mộ Đức, và Đức Phổ

Nhìn chung về lưới trạm khí tượng thuỷ văn còn thiếu nhất là ở các lưu vực các sông nhánh đầu nguồn và núi cao Phân bố lưới trạm không đều, vùng thượng lưu sông Trà Khúc từ Sơn Giang trở lên chỉ có duy nhất 1 trạm đo mưa Giá Vực trên sông Re, các nhánh sông khác với tổng diện tích lưu vực chiến khoảng 2/5 toàn diện tích hầu như không có trạm đo mưa cũng như không có

trạm đo thuỷ văn nào Bên sông Vệ, tình hình lưới trạm phân bố có khá hơn, cách tương đối đều theo dọc sông, nhưng cũng quá thưa, chưa đáp ứng được yêu cầu của công tác dự báo

1 - 6/XII, nhiều trạm trên lưu vực hai sông đạt trên 1000 mm như: Giá Vực (1043 mm), Sơn Hà (1025 mm), Sơn Giang (1916 mm), Minh Long (1803 mm),

Ba Tơ (1974 mm) Cũng tại Ba Tơ, ngày 2, 3/XII/1999 lượng mưa đo được là

1873 mm

b Lượng mưa

Do sự tác động của các hình thế thời tiết và đặc điểm địa hình lưu vực: phần lớn là núi cao có hướng đón gió mang hơi ẩm từ biển vào nên lượng mưa của mùa mưa ở lưu vực hệ thống sông Trà Khúc - sông Vệ vào loại lớn nhất nước

ta Những trận mưa lớn trên lưu vực hai sông rất dữ dội, lượng mưa, cường độ mưa lớn và mưa kéo dài, như đợt mưa lớn đầu tháng XII/1999 có nơi mưa kéo dài 7 ngày đêm Tại trạm Sơn Giang ngày 3/XII/1999 lượng mưa đo được 647

mm, tiếp sang ngày 4/XII lượng mưa đạt tới 767 mm Tại Ba Tơ lượng mưa ngày 3/XII/1999 là 640 mm, ngày 4/XII là 520 mm, ngày 5/XII là 535 mm (được thể hiện trong hình 1.6, bảng 1.5)

Bảng 1.5 : Lượng mưa trung bình tháng và năm tại một số trạm(mm)

I-Sơn Hà 75 26 17 73 219 253 152 166 299 556 748 228 2812 1831 981 Sơn Giang 93 36 17 87 221 209 158 168 287 651 970 295 3186 2197 989 Giá Vực 76 13 10 91 172 181 89 87 315 765 948 387 3134 2415 719

Ba Tơ 121 53 24 65 199 202 128 131 337 677 950 351 3238 2315 923 Trà Khúc 87 26 14 19 113 123 53 126 271 559 584 231 2206 1645 561 Quảng Ngãi 129 50 36 36 70 89 76 125 291 578 546 271 2297 1686 611

Cổ Luỹ 62 23 7 15 101 115 45 88 227 455 450 200 1788 1332 456 Sông Vệ 91 17 13 10 50 130 50 117 287 542 490 207 2004 1526 478

Bảng 1.6:Lượng mưa gây ra trận lũ đặc biệt lớn từ ngày 2-4 tháng XII năm 1986

Lượng mưa (mm) Lưu vực Trạm

Ngày 2 Ngày 3 Ngày 4 Tổng số Sơn Hà 40.1 578.0 68.5 686.6 Sơn Giang 138.1 389.0 89.3 625.4

Trà Khúc

Trà Khúc 35.7 126.2 207.0 368.9 Giá Vực 352.7 723.2 151.8 1227.7

Ba Tơ 152.4 432.9 114.1 699.4

Sông Vệ

An Chỉ 54.9 106.5 152.2 313.6 Đây là trận mưa lũ có cường độ rất lớn, lượng mưa giảm dần từ thượng nguồn đến hạ lưu Những cơn lũ do dạng phân bố mưa như trên tạo ra có cường suất lũ lên nhanh, tốc độ dòng chảy lớn và đỉnh lũ rất cao Sự phân bố mưa sinh

lũ đặc biệt lớn tháng XII /1986 được thể hiện qua hình 1.7, 1.8

0 100 200 300 400 500 600 700

Hình 1.7: Phân bố mưa sinh lũ đặc biệt lớn tháng XII/1986 lưu vực Trà Khúc

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Hình 1.8: Phân bố mưa sinh lũ đặc biệt lớn tháng XII/1986 lưu vực sông Vệ

Trận mưa lũ năm 1987 tuy chỉ kéo dài trong 2 ngày 18 và 19/ XI nhưng

có cường độ lớn lượng mưa phổ biến từ 400-500mm làm cho nước lũ lên rất nhanh Đỉnh lũ tại sông Vệ đạt đến mức đặc biệt lớn (5.75 m trên báo động III: 1.6m) trên sông Trà Khúc đỉnh lũ đạt đến 7.30m, lượng mưa trong hai ngày 18,

19 được trích trong bảng 1.7

Bảng 1.7: Lượng mưa gây ra trận lũ lớn từ ngày 18,19 tháng XI năm 1987

Lượng mưa (mm) Lưu vực Trạm

Ngày 18 Ngày 19 Tổng số Sơn Hà 70.0 313.0 367.2 Sơn Giang 103.5 445.5 549.0

Trà Khúc

Trà Khúc 153.3 513.0 668.8 Giá Vực 85.1 403.5 488.6

Ba Tơ 140.6 408.6 549.5

Sông Vệ

An Chỉ 171.2 599.2 770.4 Qua bảng 1.7 ta thấy phân bố mưa tại hai lưu vực sông Vệ – Trà Khúc tăng dần từ thượng lưu về hạ lưu Dạng phân bố mưa được thể hiện qua hình 1.9, 1.10

0 100 200 300 400 500 600

Hình 1.9: Phân bố mưa sinh lũ lớn ngày 18,19/XI/1987 lưu vực Trà Khúc

0 100 200 300 400 500 600 700

Hình 1.10: Phân bố mưa sinh lũ lớn 18,19/XI/1987 lưu vực sông Vệ

Năm 1999 do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và trường gió đông phát triển lên trên 5000m kết hợp với dải hội tụ và áp thấp nhiệt đới phía nam , nên các nơi trong tỉnh mưa to đến rất to Đợt mưa này xuất hiện vào tháng XII Tổng lượng mưa từ ngày 1 đến ngày 5/XII tại Ba Tơ 1850mm, tại Sơn Giang 1365mm Lượng mưa gây trận mưa lũ lịch sử năm 1999 được trích trong bảng 1.8

Bảng 1.8: Lượng mưa gây ra trận lũ lịch sử từ ngày 1-5 tháng XII năm 1999

Lượng mưa (mm) Lưu vực Trạm

Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3 Ngày 4 Ngày 5 Tổng số Sơn Hà 23.0 42.0 347.5 380.0 196.5 989 Sơn Giang 32.4 117.9 647.9 677.2 273.3 1748.7

Trà

Khúc

Trà Khúc 44.9 68.2 189.3 82.3 274.9 659.6 Giá Vực 22.7 66.7 264.8 182.6 353.8 890.6

Ba Tơ 33.4 121.9 639.5 520.3 535.0 1850.1

Sông Vệ

An Chỉ 35.6 96.2 236.6 153.0 207.4 728.8 Qua bảng 1.8 ta thấy tâm mưa lớn nằm ở giữa lưu vực, vùng núi và ven biển mưa nhỏ hơn Trong hai ngày 3, ngày 4 ở Sơn Giang và Ba Tơ cường độ mưa lớn nhất, lượng mưa lớn hơn các nơi khác từ 300.4 – 458.6mm Phân bố mưa sinh lũ lịch sử năm 1999 được thể hiện qua hình 1.11 1.12

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Hình 1.11: Phân bố mưa sinh lũ lịch sử tháng XII/1999 lưu vực Trà Khúc

0 100 200 300 400 500 600 700

Hình 1.12: Phân bố mưa sinh lũ lịch sử tháng XII/1999lưu vực sông Vệ

2 Các nhân tố mặt đệm

Các nhân tố mặt đệm bao gồm các đặc trưng lưu vực và lưới sông, trong

đó đặc tính của sườn dốc và lòng dẫn có ảnh hưởng quyết định đến sự hình thành

lũ lụt

Bảng 1.9: Khoảng cách tính từ nguồn sông và chênh lệch cao độ tương ứng

Khoảng cách từ nguồn (km) ∆Η (m)

Hệ thống sông Trà Khúc -Vệ Dak D Ring 200 450 700 750 850

Mặt cắt ngang sông thay đổi từ thượng lưu về hạ lưu, ở thượng lưu phần

lớn các mặt cắt ngang có dạng chữ V hẹp và mở rộng dần xuống hạ lưu Nhiều

nơi do ảnh hưởng bởi điều kiện địa chất, mặt cắt bị thu hẹp lại gây khó khăn cho

việc thoát lũ nên thường gây ra hiện tượng lũ tràn bờ, phổ biến là ngay sau các

nhập lưu sông Phía hạ lưu sông, đồng bằng ven biển độ dốc lòng sông nhỏ, mặt

cắt lòng sông thay đổi thường xuyên, hiện tượng bồi xói xảy ra phổ biến ở các

cửa sông gây nên tình trạng thoát lũ kém, nhất là sự di chuyển của các doi cát

ven biển

Phân cấp lưu vực sông theo thời gian tập trung nước:

Phân cấp lưu vực sông theo thời gian tập trung nước là nhằm chỉ ra ở mỗi

lưu vực có khả năng xuất hiện loại lũ nào (lũ quét, lũ sông, lũ ven biển, …) và

mức độ tập trung của chúng để tạo cơ sở lựa chọn và áp dụng các biện pháp

phòng tránh, hạn chế thiệt hại do lũ lụt gây ra

Do đặc điểm các sông thường ngắn và dốc, mặt cắt dọc sông có dạng chữ

L điển hình, biểu hiện gẫy khúc từ thượng lưu về hạ lưu, không có phần trung lưu chuyển tiếp Vì vậy ở các lưu vực nhỏ thượng nguồn, lũ tập trung rất nhanh, phần lớn là lũ quét

Để làm căn cứ cho việc lựa chọn và vận hành hệ thống cảnh báo lũ, việc phân cấp lưu vực được dựa vào thời gian tập trung lũ Nghiên cứu về thời gian tập trung nước, Kirpic phát triển từ số liệu của cơ quan bảo vệ đất SCS đối với các lưu vực sông có độ dốc lớn (30 ‰ đến 100 ‰) ở Tennese, công thức tính thời gian tập trung nước có dạng:

TC = 0,0078 L0,77 S-0,385 trong đó: L - chiều dài sông suối (ft)

Cấp 3 TC > 6h

Bảng 1.10: Thống kê các cấp sông theo thời gian tập trung lũ T c

Tc ≤ 3h 3h < Tc ≤ 6h Tc > 6h Sông Tổng số

sông

Số sông (%) Số sông (%) Số sông (%)

Trà Khúc - Vệ 34 21 61,76 8 23,53 5 14,71

Như vậy có thể nhận thấy rằng các lưu vực có thời gian tập trung lũ rất nhanh (với 61,8 % số sông trên lưu vực có thời gian tập trung lũ dưới 3h), khi có mưa lớn dễ xuất hiện lũ quét

3 Tác động của con người

Hoạt động của con người trên lưu vực tác động rất lớn đến các yếu tố hình thành lũ lụt trên lưu vực Tác động đó được thể hiện trong các mục sau:

a) Diện tích rừng

- Hiện trạng rừng từ năm 1993 đến năm 2000

Rừng tự nhiên trên lưu vực còn không nhiều, do tình trạng chặt phá rừng,

và tập quán sống du canh du cư phá rừng làm nương rẫy dẫn đến suy giảm diện

tích rừng tự nhiên làm tăng độ xói mòn đất

+ Năm 1993 tỷ lệ rừng so với toàn bộ diện tích lưu vực chỉ còn khoảng 24

% Trong đó chủ yếu là rừng non, rừng nghèo, rừng giàu chiếm tỷ lệ không đáng

kể (khoảng 2,53 %) Đất trống có cây bụi, tre nứa rải rác chiếm tỉ lệ rất lớn khoảng 48 % diện tích lưu vực Còn lại là đất sử dụng trồng cây công nghiệp, nông nghiệp, nương rẫy Như vậy diện tích rừng chỉ tương ứng khoảng 1/2 diện tích đất trống có xen dân cư và trồng trọt

+Năm 2000, diện tích rừng có tăng lên chiếm khoảng 34,7 % so với diện tích toàn lưu vực, tăng so với năm 1993 là 14,7 % diện tích toàn lưu vực Trong

đó rừng giàu là 4,29 % tăng 1,76 % so với năm 1993, rừng trung bình gần như không thay đổi, rừng trồng là 4,23 % tăng 3,85 %, rừng non 9,7 % và rừng nghèo 6,54 % tăng 4,23 % so với rừng non năm 1993 (rừng tự nhiên lá rộng thường xanh thưa năm 1993 là 12,12 %) Chủ yếu là rừng mới được trồng các loại cây tre nứa, cây lá kim, cây đặc sản Diện tích đất trống và cây bụi vẫn còn rất lớn, chiếm khoảng 40 % diện tích toàn lưu vực Như vậy đến năm 2000 rừng giàu còn không đáng kể là 225,73 km2 chiếm gần 4,29 % diện tích, còn lại đa số là các loại rừng chưa có trữ lượng, rừng nghèo, và rừng trung bình

15 61 Đất trống có cây bụi 204,6 3,89

16 62 Đất trống có cây gỗ rải rác 1025,86 19,50

b) Công trình thuỷ lợi:

Hoạt động của con người ảnh hưởng rất lớn đến chế độ lũ trên lưu vực Trong đó khai thác lưu vực xây dựng được một số công trình hạ tầng như giao thông thuỷ lợi đều ảnh hưởng đến quá trình lũ, ngập lụt trên lưu vực

Trên lưu vực hệ thống sông Trà Khúc - sông Vệ có đập Thạch Nham được xây dựng trên sông Trà Khúc có diện tích khống chế là 2.840 km2, có nhiệm vụ tưới 50.000 ha và trạm bơm Nam sông Vệ trên sông Vệ có công suất 1000 m3/h

để tưới cho 8.000 ha Để đảm bảo cấp nước cho dân sinh kinh tế trên lưu vực Đã tiến hành qui hoạch dự kiến xây dựng các hồ chứa kết hợp phát điện, phòng lũ và cấp nước hạ du như sau (hình 1.14)

1/ Hồ chứa Nước Trong

Hồ chứa Nước Trong được tạo bởi một đập chắn cao: 68 m, dài 335 m có

diÖn tÝch lưu vùc: 460 km2 trªn suèi Nưíc Ong lµ mét nh¸nh cña s«ng Trµ Khóc

3/ Hå §¨k §ring2

Hå chøa nưíc §¨k §ring2 x©y dùng trªn s«ng Hå §¨k §ring t¹i vÞ trÝ cã diÖn tÝch lưu vùc: 680 km2 víi ®Ëp cao: 63 m, dµi 248 m, t¹o thµnh mét hå chøa cã:

cã c«ng suÊt l¾p m¸y Nlm: 14 MW

5/ Hå §¨k L«

Hå §¨k L« x©y dùng trªn s«ng §¨k Xª L« t¹i vÞ trÝ cã diÖn tÝch lưu vùc:

40,6 km2 với đập chắn cao: 35 m, tạo thành một hồ chứa có:

7/ Hồ chứa Đăk Re

Trên sông Đăk Re tại vị trí có diện tích lưu vực: 67,6 km2 xây dựng một

đập chắn cao: 40,5 m, tạo thành một hồ chứa có:

đến trạm Sơn Giang từ ngày 1 đến 12/XII/1999 thì trữ được 42,3 % lượng lũ

- Nếu tính riêng các lưu vực khống chế của các hồ trên từng nhánh sông thì tỷ lệ tăng lên rất đáng kể Trong đó tổng lượng riêng từng lưu vực khống chế của các

hồ được tính tương ứng theo hệ số mô đun dòng chảy lưu vực sông Trà Khúc tính riêng cho trạm Sơn Giang theo công thức M = W (m3)/1000 F (km2)= 579,1 (mm) Các thông số tính cho mỗi hồ thể hiện trong bảng sau (bảng 1.12, 1.13)

Bảng 1.12: Thống kê đặc trưng của các hồ trên lưu vực

sông Trà Khúc - sông Vệ

Flv Hđ Lđ Btr Ztr Hdbt Hc W tb W hd Nlm Tên công

Bảng 1.13: Tỷ lệ dung tích của các hồ so với tổng lượng lũ năm 1999

đối với từng lưu vực hồ chứa khống chế

Từ các bảng trên ta thấy dung tích phòng lũ được tính theo hai phương án

có tỷ lệ % so với tổng lượng trong lưu vực khống chế của các hồ là nhỏ, nếu dùng để phòng chống lũ thì hiệu quả kém

c) Công trình giao thông

Các công trình giao thông hiện có trên lưu vực sông Trà Khúc - sông Vệ

được thiết kế phục vụ giao thông liên lạc, nhưng cũng chính các công trình này lại gây cản trở việc thoát lũ trong mùa mưa lũ

Bên cạnh đó, do địa hình các tỉnh miền Trung là núi dốc, đồng bằng hẹp,

độ dốc lưu vực lớn nên lũ tập trung nhanh và tràn xuống đồng bằng với năng lượng rất lớn, ngập tràn lan, gây hiện tượng "cướp dòng" và xói lở mạnh, hình thành các hố "vực trời" dọc đường sắt thống nhất và quốc lộ 1A Khi lũ thoát ra biển lại gặp thủy triều biển Đông làm tăng tác động xói và ngập úng ở hạ lưu (bảng 1.14)

Bảng 1.14: Các đoạn quốc lộ 1A bị ngập lụt do trận mưa lũ ngày 1 - 8/11/1999 và

1 - 4/12/1999, tỉnh Quảng Ngãi

Chiều sâu ngập (m)

Thời gian ngập (giờ)

Chiều dài ngập(m) Tỉnh Quảng Ngãi

1 Mùa lũ và nguyên nhân gây lũ lớn

Lũ lớn nhất trong năm trên lưu vực sông Trà Khúc và lưu vực sông Vệ thường xảy ra trong khoảng thời gian từ giữa tháng X đến 25/XI, nhưng cũng có năm đầu tháng XII như trận lũ 3/XII/1986 và 1-6/XII/1999

Số trận lũ hàng năm bình quân khoảng 3 - 5 trận, ít nhất là 1 trận, nhiều nhất tới 10 trận như năm 1996, năm 1998 có 8 trận, và năm 1999 có 6 trận Dạng

lũ là lũ đơn và lũ kép Lượng dòng chảy toàn năm được biểu hiện trong bảng 1.15; hình 1.15, 1.16

độ lũ muộn có khi đạt tới 2 m

0 50 100 150 200 250 300

Nguyên nhân trực tiếp gây ra lũ lớn là do mưa lớn kết hợp với các điều kiện địa hình, mặt đệm, Nhưng nguyên nhân sâu xa hơn đối với lưu vực hai sông là do bão, ATNĐ, gió mùa đông bắc hoạt động trên phạm vi từ phía nam tỉnh Quảng Ngãi đến Bình Thuận Các hình thế thời tiết này hoặc hoạt động đơn

độc hoặc kết hợp với các nhiễu động khác như dải HTNĐ, đới gió đông trên cao gây ra mưa lũ lớn với quy mô khác nhau

Qua thống kê các hình thế thời tiết của 35 trận lũ từ 1977 - 1999 có mức từ báo động 2 trở lên theo 3 dạng:

+ Dạng 1: Bão hoặc ATNĐ hoạt động đơn độc có 12 trận, trong đó 2 trận báo động 2 và 10 trận báo động 3;

+ Dạng 2: Bão hoặc ATNĐ kết hợp với không khí lạnh có 19 trận trong

đó có 2 trận báo động 2 và 17 trận báo động 3

+ Dạng 3: Không khí lạnh kết hợp với các nhiễu động khác có 4 trận trong đó 1 trận báo động 2, 3 trận báo động 3 và trên báo động 3

Quan hệ giữa mực nước H (m) đỉnh lũ với khoảng cách L (km) từ vị trí đổ

bộ của bão tới tâm lưu vực sông Trà Khúc được trình bày trong hình vẽ 1.17

Hình 1.17: Quan hệ đỉnh lũ với bão kết hợp với không khí lạnh

tại Trà Khúc- S Trà Khúc

Các trận lũ lớn và đặc biệt lớn đều hầu hết do không khí lạnh kết hợp với các nhiễu động khác (dạng 3) gây nên như lũ 1986, 1996, 1998, 1999

2 Các đặc điểm chính: Biên độ, cường suất, tốc độ, thời gian lũ, dạng lũ

Hai yếu tố mưa lớn, dốc nhiều như đã trình bày ở phần trên tạo cho lũ ở lưu vực hai sông Trà Khúc và sông Vệ đứng vào loại lớn ở nước ta, thể hiện qua một số thống kê, tính toán dưới đây (bảng 1.16, 1.17)

+ Biên độ lũ: Từ hình 1.18 thấy rằng mực nước trận lũ trung bình tại Sơn

Giang (sông Trà Khúc) là 4 – 8 m, lớn nhất là 12,95 m, tại trạm Trà Khúc, biên

độ mực nước lũ trung bình từ 3 - 6 m, lớn nhất tới 6,02 m Biên độ lưu lượng lũ lớn nhất tại Sơn Giang là 18017 m3/s (trận lũ ngày 3/XII/1986) Hình 1.19 cho thấy biên độ mực nước lũ trung bình tại trạm An Chỉ khoảng 3 - 5 m, biên độ mực nước lớn nhất là 5,0 m, tại trạm Sông Vệ biên độ mực nước lớn nhất là 4,98

m Biên độ lưu lượng lũ lớn nhất tại trạm An Chỉ là 10276 m3/s (trận lũ ngày 19/XI/1987)

+ Độ sâu dòng chảy trận lũ lớn nhất tại Sơn Giang là 742 mm (trận lũ 4/XII/1999) Mô đun lớn nhất tại Sơn Giang đạt tới 7,50 m3/s.km2 (trận lũ ngày 3/XII/1986), mô đun lớn nhất tại An Chỉ đạt tới 5,27 m3/s.km2 (trận lũ ngày 19/XI/1987)

Thời gian cả

trận (h)

Q chân lũ lên (m 3 )

Q max (m 3 )

Q chân lũ xuống (m 3 )

Tổng lượng cả

trận(m 3 )

Mưa trận (mm)

Thêi gian c¶

trËn (h)

Q ch©n lò lªn (m 3 )

Q max (m 3 )

Q ch©n lò xuèng (m 3 )

Tæng l−îng c¶

trËn (m 3 )

M−a trËn (mm)

+ Tốc độ tập trung nước: diễn biến của trận lũ nhanh hay chậm phụ thuộc

vào tốc độ tập trung nước trên lưu vực Tốc độ tập trung nước có quan hệ chặt chẽ với điều kiện địa hình, lớp phủ thực vật, sự xuất hiện mưa đồng đều hay không, vị trí trung tâm mưa lớn, diễn biến mưa Những điều kiện này ở lưu vực hai sông đều mang tính có lợi cho sự tập trung nước lũ về hạ lưu, thể hiện: sông suối ngắn, phần trung và thượng nguồn lưu vực sông suối phân bố dạng nan quạt xoè ra hứng nước, độ dốc lưu vực và độ dốc lòng sông lớn, núi cao là núi đá, mặt lưu vực còn nhiều đất trống đồi trọc hoặc cây bụi, các đợt mưa lớn xuất hiện

đồng bộ trên lưu vực hai sông Do vậy sự tập trung lũ trên lưu vực hai sông diễn

ra rất nhanh Tốc độ lũ lớn nhất trong sông ước tính 5 6 m/s (tại Sơn Giang), 4

-5 m/s (tại An Chỉ) Tốc độ truyền lũ đoạn Sơn Giang - Trà Khúc là 2,31m/s Cường suất lũ trung bình trên các sông trong khoảng 20 - 40 cm/giờ, nhưng trận

lũ lớn đạt trên 50 cm/giờ Cường suất lũ lớn nhất năm 1998 tại Sơn Giang là 97 cm/giờ, tại Trà Khúc là 58 cm/giờ, tại An Chỉ là 65 cm/giờ, tại Sông Vệ là 54 cm/giờ

Các sông suối nhỏ vùng núi cường suất lũ lớn nhất đạt tới 100 cm/giờ hoặc lớn hơn

+ Thời gian lũ: Thời gian các trận lũ trung bình từ 3 - 7 ngày, có trận lũ

kéo dài tới 15 ngày như các trận lũ năm 1982 và năm 1985, có trận lũ kéo dài tới

5, 6 ngày như các trận lũ 19 - 23/XI/1998, 1 - 6/XI/1999, 1 - 6/XII/1999 là do mưa lớn kéo dài nhiều ngày tạo ra lũ nhiều đỉnh Trong đó thời gian lũ lên rất nhanh trung bình khoảng 42 h tại trạm Sơn Giang và khoảng 37 h tại trạm An Chỉ, trong đó thời gian lũ lên nhanh nhất là 10 h trận lũ lớn nhất năm 1984 tại trạm Sơn Giang, thời gian xuống kéo dài

+ Dạng lũ: Theo bảng 1.16 và bảng 1.17 ta thấy số lần suất hiện lũ đơn và

đó thời gian lũ xuống kéo dài

Mực nước luỹ tích tại các trạm Sơn Giang, Trà Khúc, An Chỉ, Sông Vệ (hình 1.20, 1.21, 1.22, 1.23) cho thấy dạng biến đổi tương đối đều

Theo tài liệu hiện có nhận thấy đỉnh lũ năm 1986 tại trạm Sơn Giang và

đỉnh lũ năm 1987 tại trạm An Chỉ mưa chỉ diễn ra trong vài ngày với cường độ mưa rất lớn nên lưu lượng đỉnh lũ lớn hơn đỉnh lũ năm 1999, nhưng về tổng lượng lũ lại kém hơn nhiều Nguyên nhân do sự phân bố mưa không đều trên lưu vực

Hmax Hmax luỹ tích

Hình 1.20: Mực nước đỉnh lũ lớn nhất năm và đường luỹ tích theo thời gian

mực nước - trạm Sơn Giang

Hmax Hmax luỹ tích

Hình 1.21: Mực nước đỉnh lũ lớn nhất năm và đường luỹ tích theo thời gian

Hình 1.22: Mực nước đỉnh lũ lớn nhất năm và đường luỹ tích theo thời gian

mực nước - trạm An Chỉ

Hmax Hmax luỹ tích

Hình 1.23: Mực nước đỉnh lũ lớn nhất năm và đường luỹ tích theo thời gian

mực nước - trạm Sông Vệ

• Lưu lượng đỉnh lũ

Tương ứng với mực nước đỉnh lũ là lưu lượng đỉnh lũ tại trạm Sơn Giang

là 18300 (m3/s) - năm 1986 và trạm An Chỉ là 12040 (m3/s) - năm 1987 Trên hình 1.24 thể hiện sự dao động đỉnh lũ Qmax trong các năm gần như có sự đồng

bộ về dao động lưu lượng tại hai trạm Sơn Giang và An Chỉ và bắt đầu từ năm

Bảng 1.19: Mực nước, lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất thời kỳ quan trắc trên hai lưu vực

Thời gian xuất hiện

Sơn

Giang

Trà Khúc

4279 3/XII/1986 18300 3/XII/1986 Trà Khúc Trà

Khúc

836 4/XII/1999

An Chỉ Vệ 1036 5/XII/1999 4290 19/XI/1987

Sông Vệ Vệ 599 5/XII/1999

Từ sự dao động của mực nước và lưu lượng đỉnh lũ đã xét ở trên ta thấy có

sự dao động tương ứng giữa Qmax và Hmax, Qmax lớn nhất tại trạm Sơn Giang là

13800 m3/s năm 1986 và Hmax trạm Trà Khúc là 797 (cm) năm 1986 (theo số liệu hiện có) và trạm An Chỉ có Qmax lớn nhất là 4210 m3/s năm 1987, Hmax lớn nhất trạm Sông Vệ theo số liệu hiện có là 662 (cm) năm 1987

4 Quan hệ mưa lũ

- Quan hệ giữa tổng lượng trận lũ và tổng lượng mưa trận tại trạm Sơn Giang (hình 1.28) và tại trạm An Chỉ (hình 1.29) khá chặt với hệ số tương quan rất lớn.(bảng 1.20)

- Quan hệ mưa lũ trên hai lưu vực khá chặt chẽ thể hiện thời gian kết thúc

mùa mưa cũng là thời gian kết thúc mùa lũ Tháng XI là tháng mưa nhiều nhất cũng là tháng có lượng dòng chảy lớn nhất Song quan hệ ấy còn bị các nhân tố như mặt đệm, địa hình, thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật và tác động của con người , chi phối, thể hiện mùa lũ bắt đầu sau mùa mưa một tháng, tỷ lệ lượng nước mùa lũ so với lượng nước toàn năm thấp hơn tỷ lệ lượng mưa mùa mưa so với tổng lượng mưa năm, chứng tỏ lượng mưa rơi trên lưu vực đã bị tổn thất do thấm, bốc hơi, tưới, , vì vậy mùa mưa tiểu mãn có năm khá lớn nhưng lũ không lớn

Bảng 1.20: Quan hệ giữa mưa trận và tổng lượng trận lũ lớn nhất năm lưu vực

sông Trà Khúc-Vệ (1981-1999)

Trạm Dạng phương trình (y: lớp dòng chảy) Hệ số tương quan

Sơn Giang Ymax = 0,4605Xtrận – 25,248 0,931

An Chỉ Ymax = 0,3673Xtrận + 36,204 0,931

Bảng 1.21: Quan hệ giữa đỉnh lũ và tổng lượng trận lũ lớn nhất năm lưu vực

sông Trà Khúc-Vệ (1981-1999)

Trạm Dạng phương trình Hệ số tương quan

Sơn Giang y = 35,838x 0,7975 0,783

An Chỉ Y = 743,03 Ln(x) + 1818,1 0,777