Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông hồng - Tính toán xử lý số liệu khí tượng thuỷ văn và ô nhiễm nguồn nước

7 Bảng 2.2 Phân phối tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm trên lưu vực sông Đà11 Bảng 2.3 Tỷ lệ biến động mưa theo mùa tại một số trạm trong lưu vực sông Đà .... 35 Hình 2.10 So sán

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN QUI HOẠCH THỦY LỢI

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KH&CN CẤP BỘ:

“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC

VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

LƯU VỰC SÔNG HỒNG”

Chủ nhiệm đề tài: TS Tô Trung Nghĩa _

BÁO CÁO TỔNG KẾT CÁC CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU:

TÍNH TOÁN, XỬ LÝ SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC

7226-11

19/03/2009

HÀ NỘI - 2008

VIỆN QUY HOẠCH THUỶ LỢI

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

TÍNH TOÁN VÀ CHỈNH BIÊN SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN PHỤC VỤ TÍNH TOÁN CÁC KỊCH BẢN

VÙNG SÔNG ĐÀ VÀ SÔNG THAO

Hà nội, Năm 2006

VIỆN QUY HOẠCH THUỶ LỢI

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

BÁO CÁO TÍNH TOÁN VÀ CHỈNH BIÊN SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN PHỤC VỤ TÍNH TOÁN CÁC KỊCH

BẢN VÙNG SÔNG ĐÀ VÀ SÔNG THAO

VIỆN QUY HOẠCH THUỶ LỢI

PHÒNG TỔNG HỢP - KỸ THUẬT

Trưởng phòng: Ths Thái Gia Khánh

i

MỤC LỤC

1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU 1

1.1 Ví trí địa lý 1

1.1.1 Lưu vực sông Đà 1

1.1.2 Lưu vực sông Thao 1

1.2 Đặc điểm địa hình, địa chất 2

1.2.1 Lưu vực sông Đà 2

1.2.2 Lưu vực sông Thao 3

1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng 4

1.3.1 Lưu vực sông Đà 4

1.3.2 Lưu vực sông Thao 5

1.4 Mạng lưới sông ngòi 5

1.4.1 Lưu vực sông Đà 5

1.4.2 Lưu vực sông Thao 6

2 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 7

2.1 Mưa 7

2.1.1 Mạng lưới trạm đo mưa 7

2.1.2 Chế độ mưa 10

2.1.3 Phân bổ mưa 17

2.1.4 Quá trình tính toán số liệu mưa đầu vào trong mô hình NAM 23

2.2 Bốc thoát hơi nước 24

2.2.1 Giới thiệu 24

2.2.2 Phân tích số liệu 26

2.3 Dòng chảy 27

2.3.1 Giới thiệu 27

2.3.2 Phân bố dòng chảy 29

2.3.3 Quá trình tính toán chuỗi số dòng chảy 29

3 MÔ HÌNH NAM 63

3.1 Số liệu yêu cầu 63

3.2 Cấu trúc mô hình 63

3.3 Các thành phần lập mô hình 64

4 THU THẬP SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CHO THẨM ĐỊNH MÔ HÌNH 67

4.1 Khái quát 67

4.2 Số liệu để thẩm đinh mô hình 67

5 THẨM ĐỊNH MÔ HÌNH 68

5.1 Giới thiệu 68

5.2 Lưu vực sông Đà 68

5.2.1 Bãi Sang 68

5.2.2 Bản Củng: 69

5.2.3 Bản Cuốn 70

5.2.4 Nậm Chiến 71

5.2.5 Nậm Pô 72

5.2.6 Phiềng Hiềng 73

5.2.7 Thác Mộc 74

5.2.8 Thác Vai: 75

5.3 Lưu vực sông Thhao 75

5.3.1 Ngòi Bo 75

5.3.2 Ngòi Thia 76

5.3.3 Thanh Sơn Error! Bookmark not defined 5.4 Đánh giá sự phù hợp của bộ thông số 77

6 CẬP NHẬT VÀ CHỈNH BIÊN SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN PHỤC VỤ TÍNH TOÁN CÁC KỊCH BẢN 79

6.1 Sơ đồ tính 79

6.2 Số liệu khí tượng thuỷ văn 80

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc trưng hình thái lưu vực sông Thao 6

Bảng 1.2 Đặc trưng hình thái lưu vực sông Đà Error! Bookmark not defined Bảng 2.1 Mạng lưới trạm đo mưa lưu vực sông Đà và sông Thao 7

Bảng 2.2 Phân phối tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm trên lưu vực sông Đà11 Bảng 2.3 Tỷ lệ biến động mưa theo mùa tại một số trạm trong lưu vực sông Đà 12

Bảng 2.4 Phân phối tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm trên lưu vực sông Thao 13

Bảng 2.5 Tỷ lệ biến động mưa theo mùa tại một số trạm trong lưu vực sông Thao 14

Bảng 2.6 Các đặc trưng thống kê tại một số trạm đo mưa lưu vực sông Đà 17

i i i

Bảng 2.7 Các đặc trưng thống kê tại một số trạm đo mưa lưu vực sông Thao 21 Bảng 2.8 Các trạm đo mưa cho tính toán mô hình NAM 24 Bảng 2.9 Các trạm đo khí tượng thuộc lưu vực sông Đà và sông Thao 24

thuộc lưu vực sông Đà và sông Thao 26 Bảng 2.11 Danh sách các trạm đo lưu lượng lưu vực sông Đà và sông Thao 27 Bảng 4.1 Thời đoạn tính toán cho tiến hành thẩm định mô hình mưa dòng chảy NAM 67 Bảng 5.1 Thông số mô hình các lưu vực mô phỏng 77

80

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Mạng lưới trạm đo mưa lưu vực sông Đà 15 Hình 2.2 Mạng lưới trạm đo mưa lưu vực sông Thao 16 Hình 2.3 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Nà Hừ trên sông Nậm Bum 30

Hình 2.4 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực sông

Nậm Bum 30 Hình 2.5 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Pa Há trên sông Nậm Mạ 31

Hình 2.6 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực sông

Nậm Mạ 32 Hình 2.7 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Mường Mít trên sông Nậm Mít 33

Hình 2.8 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực sông

Nậm Mít 34 Hình 2.9 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Mù Cang Chải trên sông Nậm Kim 35

Hình 2.10 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực

sông Nậm Kim tại trạm Mù Cang Chải 35 Hình 2.11 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Bản Củng trên sông Nậm Mu 36

Hình 2.12 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện trên lưu

vực sông Nâm Mu tại trạm Bản Củng 37 Hình 2.13 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Nậm Chiến trên sông Nậm Chiến 38

Hình 2.14 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm tại trạm Nậm chiến trên lưu vực

sông Nâm Chiến và tổng lượng mưa trung bình nhiều năm tại trạm Mù Cang Chải 39

Hình 2.15 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Phiềng Hiêng trên sông Suối Sập 40

Hình 2.16 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện tại trạm

Phiêng Hiêng trên suối Sập 41 Hình 2.17 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Nậm Pô trên sông Nậm Pô 42

Hình 2.18 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm tại trạm Nậm Pô và tổng lượng

mưa tại trạm Mường nhé 42 Hình 2.19 Quan hệ mưa dòng chảy tại trạm Nậm Mức trên sông Nậm Mức 43

Hình 2.20 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện trên

sông Nậm Mức 44 Hình 2.21 Quan hệ mưa dòng chảy tại trạm Thác Vai trên sông Nậm Bú 45

Hình 2.22 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện trên

sông Nậm Bú 45 Hình 2.23 Quan hệ mưa dòng chảy tại trạm Bản Cuốn trên sông Nậm Cuốn 46

Hình 2.24 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện trên

sông Nậm Cuốn 47 Hình 2.25 Quan hệ mưa dòng chảy tại trạm Thác Mộc trên sông Nậm Sập 48

Hình 2.26 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện trên

sông Nậm Sập 48 Hình 2.27 Quan hệ mưa dòng chảy tại trạm Bãi Sang trên sông Bãi Sang 49

Hình 2.28 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa diện trên

sông Bãi Sang 50 Hình 2.29 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Sa Pa trên sông Ngòi Đum 51

Hình 2.30 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực

sông Ngòi Đum 52 Hình 2.31 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Tà Thàng trên sông Ngòi Bo 53 Hình 2.32 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Tà Thàng trên sông Ngòi Bo 54

Hình 2.33 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa bình quân trên

lưu vực sông Ngòi Bo 54 Hình 2.34 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Khe Lếch trên sông Ngòi Nhù 55 Hình 2.35 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Ngòi Hút trên sông Ngòi Hút 56

Hình 2.36 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực

sông Ngòi Hút tại trạm Ngòi Hút 57 Hình 2.37 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Ngòi Thia trên sông Ngòi Thia 58

v

Hình 2.38 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm trạm Ngòi Thia và tổng lượng

mưa năm trên lưu vực sông Ngòi Thia 58

Hình 2.39 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Bản Điệp trên sông Ngòi Thia 59

Hình 2.40 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm trạm Bản Điệp và tổng lượng mưa năm trên lưu vực sông Ngòi Thia 60

Hình 2.41 Qúa trình mưa dòng chảy tại trạm Thanh Sơn trên sông Bứa 61

Hình 2.42 So sánh lớp dòng chảy trung bình nhiều năm trạm Thanh Sơn và tổng lượng mưa năm trên lưu vực sông Bứa 61

Hình 3.1 Cấu trúc mô hình mưa dòng NAM 64

Hình 5.1 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Bãi Sang 68

Hình 5.2 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Bản Củng 69

Hình 5.3 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Bản Cuốn 70

Hình 5.4 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Nậm Chiến 71

Hình 5.5 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Nậm Pô 72

Hình 5.6 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Phiềng Hiêng 73

Hình 5.7 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Thác Mộc 74

Hình 5.8 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Thác Vai 75

Hình 5.9 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Tà Thàng 76

Hình 5.10 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Ngòi Thia 77

Hình 5.11 Quá trình mô phỏng lưu lượng, tổng lượng tại Thanh Sơn Error! Bookmark not defined Hình 6.1 Sơ đồ mạng sông tính toán 79

1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU

1.1 Ví trí địa lý

1.1.1 Lưu vực sông Đà

Sông Đà là phụ lưu lớn nhất thuộc hệ thống sông Hồng, bắt nguồn từ độ cao trên 1500m thuộc vùng núi Ngụy Sơn tỉnh Vân Nam, Trung Quốc Sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, nhập vào Việt Nam tại Mường Tè (Lai Châu) đoạn đầu gọi là Nậm Tè, đến Lai Châu gọi là sông Đà, chảy qua địa phận các tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Yên Bái và Hòa Bình rồi nhập lưu với sông Hồng tại Trung Hà, Hà Tây cách cửa sông Hồng 235 km

690 km, chiều rộng trung bình 76 km, chỗ rộng nhất lên tới 165 km Tổng diện tích lưu

tích lưu vực sông Đà thuộc Việt Nam gồm đất đai của 7 tỉnh:

- Tỉnh Lai Châu: 6 huyện, thị (Mường Tè, Phong Thổ, Sìn Hồ, Thị xã Lai Châu, Than Uyên, Tam Đường)

- Tỉnh Điện Biên: 6 huyện và 1 thành phố: Thành phố Điện Biên Phủ, Mường Nhé, Tủa Chùa, Điện Biên, Điện Biên Đông, Tuần Giáo, Mường Lay, Mường Chà, thị xã Lai Châu

- Tỉnh Sơn La: 9 huyện, thị (Quỳnh Nhai, Thuận Châu, Mường La, Thị xã Sơn La, Mai Sơn, Yên Châu, Mộc Châu, Bắc Yên, Phù Yên)

- Tỉnh Yên Bái: 1 huyện (Mù Cang Chải)

- Tỉnh Hòa Bình: 4 huyện, thị (Kỳ Sơn, Đà Bắc, Mai Châu, Thị xã Hòa Bình)

- Tỉnh Phú Thọ: 1 huyện

- Tỉnh Hà Tây: 2 xã

Giới hạn vùng nghiên cứu:

- Phía Bắc giáp Trung Quốc và lưu vực sông Thao

- Phía Nam giáp lưu vực sông Mã

- Phía Đông giáp lưu vực sông Đáy

- Phía Tây giáp Trung Quốc, lưu vực sông Mã và nước CHND Lào

1.1.2 Lưu vực sông Thao

Sông Thao là dòng chính của sông Hồng, bắt nguồn từ dãy núi Ngụy Sơn ở độ cao 1.776 m thuộc tỉnh Vân Nam Trung Quốc, chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam song song với sông Đà Chiều dài sông 843 km phần chảy qua địa phận Việt Nam là 332 km

2

Diện tích lưu vực sông Thao (tính đến Trung Hà) 51.800 km2 trong đó diện tích thuộc lãnh

chiếm 23%

Đoạn sông Thao nằm trong khoảng 21040’ đến 22052’ vĩ độ Bắc, 103031’ đến 104038’ kinh độ Đông Phía Bắc là tỉnh Vân Nam – Trung Quốc, phía Tây là tỉnh Lai Châu, phía Đông là tỉnh Hà Giang và phía Nam là tỉnh Sơn La và Hoà Bình, phía Đông và Đông Nam

Sông Đà chảy dọc theo thung lũng sâu giữa các dãy núi cao, phía tả có dãy Ai Lao Sơn (trên lãnh thổ Trung Quốc) với độ cao 2000 ÷ 2500m, có dãy Hoàng Liên Sơn với đỉnh PhanXiPăng cao 3142 m, nối tiếp dãy Hoàng Liên Sơn là dãy núi Pu Luông độ cao trung bình đạt từ 1500 ÷ 1800m Phía hữu lưu vực có dãy núi Vô Lương (trên lãnh thổ Trung Quốc), có độ cao từ 2000 ÷ 3000m, tiếp đến là dãy Pu Den Dinh (trên lãnh thổ Việt Nam) độ cao trung bình 1500m, có đỉnh cao nhất đạt 2187m và dãy núi đá vôi cao

500 ÷ 1000m chạy dài đến tận tỉnh Hoà Bình, ở gần cửa sông Đà có hai đỉnh núi cao là núi Lưỡi Hái ở bờ tả và núi Ba Vì ở bờ hữu

Độ cao trung bình của toàn lưu vực đạt tới 1130m, phần thuộc lưu vực Việt Nam khoảng 900m

Từ Sìn Hồ - Lai Châu về đến Mai Châu - Hoà Bình sông Đà chảy giữa các sơn nguyên và cao nguyên đá vôi kế tiếp nhau có độ cao giảm dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam: Sìn Hồ (1400 ÷ 1600m), Tủa Chùa (1200 ÷ 1400m), Nà Sản (>1200m), Mộc Châu (1050m), Hoà Bình (600 ÷ 900m) bề mặt các cao nguyên tương đối bằng phẳng

có thể chăn nuôi, trồng trọt được nhưng mạng lưới sông suối thưa thớt, nhiều hang Karst, mùa kiệt hầu như nước chảy ngầm trong đá vôi

Nền địa chất lưu vực sông Đà đã trải qua một quá trình kiến tạo lâu dài phức tạp, quá trình này diễn ra trên từng bộ phận lãnh thổ của lưu vực Miền Tây Bắc Việt Nam,

từ Nguyên sinh đại địa máng đã hoạt động, đến Cổ sinh đại chế độ địa máng hồi sinh Cuối Devon thượng sang Devon hạ chế độ địa máng lại hoạt động và ảnh hưởng tới quá trình hình thành của miền Giai đoạn Cacbon - Pecmi, hiện tượng lắng đọng trầm tích đá vôi nham tướng biển nông, cuối Pecmi nâng lên và từ đó tương đối ổn định Sang Trung sinh đại, từ Triat hạ chế độ địa máng được phục hồi, vận động uốn nếp Inđoxini và Nôri

đã dẫn đến hiện tượng biển thoái và lục địa nổi lên Giai đoạn Jura và Crêta cũng có một

số vùng trũng lục địa cùng diễn ra Chế độ địa máng Trung sinh đại chấm dứt khi mà các khối xâm nhập Granit xuất hiện ở Fanxipan Tiếp theo là thời kỳ bán bình nguyên kéo dài tới tận Mioxen Từ Mioxen vận động tân kiến tạo làm thay đổi bán bình nguyên

cổ, đưa đến những dãy núi đá vôi với các đỉnh cao như ngày nay, nhiều đỉnh có độ cao lớn hơn 3000m

Dọc theo thung lũng sông Đà là các thành tạo phun trào bazơ của hệ tầng Viên

Thành phần của hệ tầng chủ yếu là đá bazan pocfirit cứng chắc do ảnh hưởng của các quá trình thủy nhiệt, cũng như biến chất động lực dẫn đến bị lục hoá và phiến hóa cục

bộ Các lớp mỏng đá phiến clorit - aktinolit mềm yếu có chiều dày từ 0.1 ÷ 5.0 m, chiếm

pocfirit cứng chắc đến rất cứng chắc nằm xen kẹp, phân bố chủ yếu dọc theo các đới phá huỷ kiến tạo

Từ cửa suối Nậm Mu thuộc bờ tả sông Đà kéo dài dọc theo thung lũng sông Đà về phía hạ lưu được ngăn cách với các thành tạo của hệ tầng Viên Nam bằng đứt gãy kiến tạo của hệ tầng Mường Trai Thành phần chủ yếu là đá bazan pocfirit cứng chắc lẫn các đới nhỏ dăm kết dung nham và spilit, các đai mạch thạch anh và canxit, thấu kính tuf cát kết, tuf bột kết, đá vôi đolomit và các lớp sét kết, bột kết, ngoài ra còn có các lớp đá phiến sét màu đen, bột kết xen kẹp cát kết, đá sét vôi màu đen phân lớp mỏng, sét kết xen bột kết, sét kết chứa vôi

Tích tụ bồi tích lòng sông Đà và các suối lớn trong lưu vực thuộc trầm tích Đệ tứ, thành phần chủ yếu gồm sạn sỏi lẫn cuội tảng Phần trên của lớp bồi tích thường phủ lớp cát nhỏ và cát bụi Tích tụ bãi bồi ven bờ thường là á sét và á cát Chiều dày bồi tích thay đổi trong phạm vi từ vài cm đến 8 ÷ 9 m tại các khu vực thuộc thung lũng sông

Một số tướng bồi tích lũ bùn đá có thành phần chủ yếu là cuội tảng lớn Chúng được đưa đến do các đợt lũ bùn đá theo chu kỳ của một số sông suối lớn và tạo thành những nón phóng vật lớn tại các cửa suối (chuyển dịch về phía dưới theo dòng chảy sông Đà), đồng thời một số đảo riêng rẽ tại lòng sông Đà tương đối bền vững đối với quá trình rửa trôi tiếp theo

Tại những khu vực phát triển các thành tạo Cacbonat của vùng do quá trình hoà tan rửa lũa đá gốc của nước mặt, nước ngầm đã hình thành các dạng địa hình Karst: đó là các dãy núi sót, các thung lũng, khe hẻm, phễu Karst

Quá trình kiến tạo mạnh mẽ trong lưu vực ảnh hưởng sâu sắc đến hoạt động địa chấn của các vùng trong lưu vực Theo tài liệu nghiên cứu của các nhà địa chấn thì lưu vực sông Đà nằm trong các đới địa chấn là:

+ Đới địa chấn Điện Biên Phủ là đới địa chấn cấp 8 thuộc lưu vực sông Đà (từ Lai Châu đến biên giới Việt Trung)

+ Đới địa chấn sông Đà: Thuộc miền địa chấn cấp 7 gồm toàn bộ lưu vực sông Đà

từ Lai Châu đến Trung Hà

1.2.2 Lưu vực sông Thao

Lưu vực sông Thao được giới hạn bởi:

- Dãy Hoàng Liên Sơn có ngọn Phan Xi Păng cao 3142 m ngăn cách giữa sông Thao với sông Đà

4

- Dãy Tây Côn Lĩnh có đỉnh cao 2419 m ngăn cách giữa sông Lô và sông Thao

Địa hình phần thượng nguồn sông Thao chia ra làm hai khu vực nằm ngang: Khu thung lũng sông Chảy ở phía Đông và giữa là khu thung lũng sông Hồng, cách biệt nhau bằng những dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam thuộc Hoàng Liên Sơn, có đỉnh Phan Si Pang (Făng-Si Păng) cao nhất nước 3.142 m

Toàn bộ phần thượng lưu sông Hồng phát nguyên từ các dãy núi phía Tây Nam Trung Quốc từ cao độ trên 3000 m rồi thấp dần về Đông Nam Có 55% diện tích lưu vực nằm trên cao độ 1000m Phần lãnh thổ Việt Nam trên 40% diện tích lưu vực ở cao

độ 1000 m Sông Đà có cao độ trung bình mặt lưu vực cao nhất 965m, sau đến sông Lô 884m, sông Thao 647m

Lưu vực sông Hồng ở phần Việt Nam là nơi gặp gỡ của hai hệ thống địa chất - kiến tạo lớn đó là nền địa chất Hoa Nam và địa máng Mezozoi, nối hai phương kiến tạo khác nhau và cắt chéo nhau: Đông Bắc nằm trên và Tây Bắc nằm dưới Ranh giới của hai hệ thống này là đường đứt gãy kiến tạo lớn, sâu theo hướng Tây Bắc – Đông Nam ra tận vịnh Bắc Bộ, đường đứt gãy còn có khả năng kéo dài sâu vào lãnh thổ Trung Quốc dọc theo sông Nguyên, men thó chân Đông Bắc dãy Vân Minh mãi về phía phân thuỷ lĩnh giữa sông Mê Kông và sông Dương Tử

Lưu vực sông Thao nằm trong đứt gãy kiến tạo sông Hồng, sông Chảy vùng Indoxini là một vùng uốn nếp dạng khối rõ ràng với các kiến trúc dạng tuyến, có phương Tây Bắc – Đông Nam bao gồm các đới nâng lên và sụt xuống xen kẽ với nhau gần như song song với sông Thao

Địa máng này đã trải qua một lịch sử phát triển lâu dài và phức tạp, lặp đi lặp lại theo các phương khác nhau, nâng lên và sụt xuống, nó đã hoạt động từ Nguyên sinh đại

và hoạt động trở lại Cổ sinh đại, rối Devon trong giai đoạn Carbon-Permi có hiện tượng lắng đọng trầm tích đá vôi biển nông Vào giai đoạn Jura và Creta dẫn đến hiện tường phun trào có khối Granit, xuất hiện Fanxipan Phần giữa sông Hồng và sông Chảy là mảnh vỏ lục địa cổ nhất ở lưu vực sông Thao như các dãy núi con Voi ở Việt Nam và hệ nham thạch Thái cổ đại như Granit, Nges, Marbre phân bố từ sông Nam Ninh đến Việt Nam

1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng

1.3.1 Lưu vực sông Đà

Trong lưu vực có các loại đất chính sau:

- Đất phù sa ven sông suối chiếm khoảng 11% diện tích tự nhiên của toàn vùng, đất có độ pH từ 6,5 ÷ 7,5 Thành phần cơ giới phổ biến là sét hoặc sét pha trung bình

- Đất bạc màu: Loại đất này phân bố ven rìa đồng bằng thuộc các vùng đồi có cao

độ từ 15 ÷ 25m thuộc tỉnh Hoà Bình Đất này có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo mùn, kết vón dưới tầng đế cày, đôi khi gặp laterit hoá

- Đất đen: Là loại đất phân bố ở các thung lũng đá vôi ở cao nguyên Mộc Châu, Mai Sơn, Thuận Châu, Tủa Chùa, Tam Đường đất có độ mùn cao (4,0 ÷ 5,0%), độ pH= 7,0; đất giàu Can xi, Manhê có cấu tượng viên tơi xốp, đạm (0,35 ÷ 0,5%) lân (0,7

÷ 1,0%), kali khoảng 2% Loại đất này phù hợp với các loại cây công nghiệp, cây ăn quả

và cây trồng cạn

- Đất Feralit đỏ vàng: Loại đất này phân bố trên địa hình đồi núi từ độ cao 600 ÷ 1800m ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình Đất có độ mùn cao (2

÷ 4%), đạm tổng số 0,2%, lân tổng số khoảng 0,08%, PH = (4 ÷ 4,1), mùn dễ bị rửa trôi

Là loại đất thích hợp với các cây lấy gỗ, cây công nghiệp và những cây trồng cạn như: Trẩu, sở, sơn, chè và cây nguyên liệu như mỡ, bồ đề

- Đất Feralit đỏ nâu trên đá vôi thường thấy ở Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình,

trồng cạn như chè, ngô, lạc đậu và các loại cây cần tưới ít và chịu hạn

- Đất mùn Alít trên núi cao phân bố tập trung ở các đỉnh núi có độ cao từ 1800 m trở lên như dãy Hoàng Liên Sơn, dãy núi sát biên giới Việt Trung, lượng mùn cao chiếm tới 30%, độ dày tầng mùn có nơi từ 7 ÷ 10 cm Đất thích hợp cho việc trồng rừng và các cây lâm sản quý hiếm

- Đất phù sa ven sông, suối: Loại này có rải rác ở các thung lũng thấp, ven sông ở các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình Nó được hình thành do phù sa sông và quá trình xâm thực của đồi núi xung quanh bồi tụ nên Nói chung nó có tầng đất canh tác mỏng Thành phần cơ giới của đất từ thịt trung bình đến nặng, đôi chỗ từ nhẹ đến trung bình

1.3.2 Lưu vực sông Thao

Nằm trong vùng núi phía Bắc có vỏ phong hoá và lớp phủ thổ nhưỡng rất đa dạng

do độ cao lớn, địa hình dốc và đá gốc đa dạng tạo nên Bề dày vỏ phong hoá khá lớn có thể đạt 30 – 50m Càng ở chân núi bề dảy vỏ phong hoá càng lớn, trên lưu vực tồn tại là

vỏ phong hoá Feralit

Trong vỏ phong hoá Feralit có 3 nhóm phong hoá của các đá axit, vỏ phong hoá của các đá trung tính vùng kiềm và vỏ phong hoá của các đá biến chất Trong lưu vực chủ yếu phổ biến nhóm thứ nhất, các sản phẩm phong hoá thường có màu vàng, đỏ Nước dưới đất trong đới phong hoá này thường có độ khoáng hoá thấp, axit yếu đến

26 mg/l), sắt (Fe: 0 – 6mg/l), nhôm (Al: 0 – 2mg/l)

1.4 Mạng lưới sông ngòi

Nếu xét đến diện tích lưu vực của các phụ lưu nằm trên phần lãnh thổ Việt Nam thì

2

6

trên lãnh thổ Trung Quốc và Nậm Mức có đầu nguồn nằm trên lãnh thổ của Lào (diện tích toàn lưu vực 2920 km2, trên đất Lào 1100 km2, chiều dài toàn bộ sông là 110 km) Tại thị xã Hoà Bình trên sông Đà đã xây dựng hồ chứa Hoà Bình đã đi vào hoạt động đầy đủ từ năm 1991, đoạn sau thủy điện Hoà Bình lòng sông có mở rộng hơn, nhưng diện tích lưu vực lại hẹp Trên chiều dài 45 km từ Hoà Bình đến Trung Hà độ dốc trung bình là 0,1 m/km

1.4.2 Lưu vực sông Thao

Bảng 1.1 Đặc trưng hình thái lưu vực sông Thao

TT Tên trạm Tên sông Chiều dài sông F lv (km 2 )

Ghi chú: - Tử số là chiều dài, diện tích lưu vực tính đến trạm

2 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU

2.1 Mưa

2.1.1 Mạng lưới trạm đo mưa

Lưu vực sông Đà nằm trong miền Tây Bắc hiểm trở, thưa dân, ít có đường giao thông, tuy vậy do yêu cầu phát triển kinh tế trong vùng và vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng nên các cuộc khảo sát điều tra cơ bản ở lưu vực sông Đà được tiến hành tương đối sớm.Hầu hết các trạm chủ đạo đều có số liệu quan trắc trên 30 năm liên tục Mạng lưới đi dần vào hoàn chỉnh ở Việt Nam là sau năm 1954 và ở Trung Quốc là sau năm 1949 Hiện nay trên lưu vực có khoảng 30 trạm quan trắc mưa

Trên lưu vực sông Thao việc quan trắc các yếu tố khí tượng nói chung đều được bắt đầu rất sớm Từ khi Nha Khí Tượng được thành lập năm 1902, riêng yếu tố mưa ở đo ở Lào Cai năm 1905 Thực dân Pháp chỉ xây dựng trạm đo nhằm phục vụ cho việc mở đồn điền, khai thác mỏ, xây dựng nhà cửa, cầu cống và dự báo thời tiết nên một số trạm đo khí tượng, khí hậu, đo mưa rất ít Trong cuộc kháng chiến chống Pháp 1946 ÷ 1954, hầu hết các trạm đều ngừng đo Đến nay mạng lưới trạm khí tượng, đo mưa trên lưu vực còn thiếu nhiều nên việc sử dụng tính toán cần phải xem xét, phân tích kỹ hơn

Bảng 2.1 Mạng lưới trạm đo mưa lưu vực sông Đà và sông Thao

T.T Tên trạm Kinh độ Vĩ độ Thời gian đo

là quan trắc bị gián đoạn, trạm Lào Cai từ năm 1979 đến năm 1991 ngừng quan trắc, trạm Ngòi Thia chỉ có số liệu từ năm 1962 -1966 và 1968 -2002 Các trạm có số liệu

2.1.2 Chế độ mưa

a Lưu vực sông Đà

Lưu vực sông Đà có lượng mưa năm khá phong phú, biến đổi từ 1200 ÷ 2900 mm/năm Tuy nhiên sự phân bố mưa trên lưu vực lại không đều, mức độ dao động lượng mưa ở các vùng khá lớn do địa hình và các hướng núi thay đổi giữa các vùng Dựa theo bản đồ đẳng trị lượng mưa năm được xây dựng với lượng mưa trung bình của

50 năm quan trắc thì đa số có lượng mưa dao động trong khoảng 1500 ÷ 2000 mm

Lượng mưa năm lớn nhất trên lưu vực đo được ở vùng núi cao Hoàng Liên Sơn:

2858 mm/năm (Sa Pa), 1952 mm/năm (Than Uyên); các vùng núi cao thuộc tỉnh Lai Châu: Mường Tè 2432 mm/năm, Sìn Hồ 2730 mm/năm Vùng ít mưa nhất được coi là trung tâm khô hạn là thung lũng Yên Châu, lượng mưa năm đạt khoảng 1200 mm/năm Vùng cao nguyên Sơn La, Mộc Châu cũng có lượng mưa nhỏ, chỉ đạt từ 1200 ÷ 1500 mm/năm

Chế độ mưa và lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc vào chế độ gió mùa và các dạng địa hình khác nhau, và phân theo mùa rõ rệt Mùa mưa gần như trùng với mùa của gió mùa Đông Nam và thường kéo dài từ tháng V ÷ X, (khoảng 6 tháng, có nơi mưa nhiều đến 7, 8 tháng là mùa mưa, nơi mưa ít thì chỉ từ 4 ÷ 5 tháng), cá biệt như vùng núi cao Hoàng Liên Sơn lượng mưa tháng XI đo được vẫn trên 100mm/tháng Những năm đặc biệt mưa đến sớm hoặc kết thúc muộn

Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng từ 75 ÷ 85% lượng mưa năm Lượng mưa trong năm lớn nhất thường vào tháng VII, VIII, đều đạt trên 220 mm/tháng, cao nhất tới 635 mm/tháng ở Mường Tè (Lai Châu); Lượng mưa nhỏ nhất thường vào tháng XII, I trung bình đạt từ 10 ÷ 36 mm/tháng, vùng núi cao mưa lớn đạt tới trên 60 mm/tháng

Mùa đông thường có mưa phùn và ẩm ướt, mùa hè thường có mưa rào, mưa dông đôi khi có mưa đá nhưng chỉ trên một diện hẹp Trong mùa đông có xuất hiện mưa phùn, tuy nhiên số ngày có mưa phùn thấp hơn nhiều so với vùng đồng bằng, bình quân

có 16 ngày ở Lai Châu, 22 ngày ở Hoà Bình

Lưu vực sông Đà là vùng có lượng mưa lớn, nhưng phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian Mùa mưa trên lưu vực thường bắt đầu từ trung tuần tháng IV và kết thúc vào cuối tháng X Tuy chưa phải chính thức là mùa mưa nhưng lượng mưa trong tháng IV đã đạt xấp xỉ và trên 100 mm, có nơi tới trên 200 mm (vùng núi cao Hoàng Liên Sơn) Tháng có lượng mưa lớn nhất trong năm là tháng VII, VIII, lượng mưa của các tháng này có thể lớn gấp 15 ÷ 30 lần tháng có lượng mưa nhỏ nhất

Bảng 2.2 Phân phối tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm trên lưu vực sông

2 Tam Đường

K(%) 1,5 1,8 3,2 6,9 14 19 22,2 14 7,5 6 3 1,4 100 X(mm) 44,0 44,7 74 178 324 501 593 468 241 153 82 45 2746

3 Sìn Hồ

K(%) 1,6 1,6 2,7 6,5 12 18 21,6 17 8,8 5,6 3 1,6 100 X(mm) 31 37,2 60 129 270 446 469 375 153 92 48 25 2137

4 Lai Châu

K(%) 1,4 1,7 2,8 6,1 13 21 22 18 7,2 4,3 2,3 1,1 100 X(mm) 69 84,7 104 207 359 403 465 454 314 213 108 66 2846

7 Sơn La

K(%) 1,3 2,0 3,4 7,8 13 18 18,5 18 9,1 4,7 2,4 1,1 100 X(mm) 14 18,9 43 110 170 232 236 249 122 54 23 12 1285

8 Cò Nòi

K(%) 1,1 1,5 3,3 8,6 13 18 18,4 19 9,5 4,2 1,8 1 100 X(mm) 11 14,9 37 97 148 211 219 246 133 60 21 11 1209

9 Yên Châu

K(%) 0,9 1,2 3,1 8 12 17 18,1 20 11 5 1,7 0,9 100 X(mm) 19 22,2 41 101 181 243 262 320 255 132 39 16 1630

10 Mộc Châu

K(%) 1,1 1,4 2,5 6,2 11 15 16,1 20 16 8,1 2,4 1 100 X(mm) 14 12 30 94 197 262 311 333 288 171 37 11 1760

15 Mù Căng Chải

K(%) 1,4 2,0 3,7 7,1 12 20 21,7 18 7,1 3,9 1,9 1,1 100 X(mm) 20 14,6 36 97 239 289 317 333 324 182 60 17 1927

16 Hoà Bình

K(%) 1,1 0,8 1,9 5,1 12 15 16,4 17 17 9,4 3,1 0,9 100 X(mm) 24 21 51 103 202 265 274 267 159 82 34 19 1500

17 Bắc Yên

K(%) 1,6 1,4 3,4 6,9 13,4 17,7 18,3 17,8 10,6 5,5 2,3 1,2 100 X(mm) 20 23 41 114 192 230 218 255 196 115 37 15 1455

ở Tây Bắc hạn hán xảy ra rất gay gắt, làm cho nhiều khu vực (nhất là các cao nguyên đá vôi) thiếu nước nghiêm trọng

Số ngày mưa trong năm trung bình biến đổi từ 114 ÷ 178 ngày Trong mùa mưa số ngày có mưa có thể đạt tới 100 ÷ 140 ngày, chủ yếu tập trung vào tháng VII và VIII (tại Mường Tè, và Lai Châu đạt từ 18 ÷ 20 ngày), số ngày mưa nhiều nhất thường xảy ra vào tháng VII, tới 29 ngày ở Mường Tè Cường độ mưa trên lưu vực sông Đà rất lớn, theo tài liệu quan trắc của trạm khí tượng Hoà Bình thì cường độ mưa lớn nhất sau 10 phút có thể đạt tới 14 ÷ 33mm, sau 30 phút từ 36 ÷ 92mm, sau 1 giờ từ 41 ÷ 93mm

1 2

liên tục trong 24 giờ Theo tài liệu quan trắc nhiều năm cho thấy lượng mưa ngày lớn nhất tại trạm Sơn La đạt 198mm, tại Lai Châu 234 mm, tại Mường Tè 573 mm, tại Hoà Bình 341 mm

Từ bảng 2.2 cho thấy vùng thượng nguồn sông Đà tổng lượng mưa trung bình nhiều năm rất lớn dao động từ 2400 - 2900mm, trong khi đó vùng hữu sông Đà tổng lượng mưa trung bình nhiều năm chỉ có 1200 - 1650 mm và vùng tả sông Đà tổng lượng mưa trung bình nhiều năm là 1400 - 2000 mm

Bảng 2.3 Tỷ lệ biến động mưa theo mùa tại một số trạm trong lưu vực sông Đà

Từ bảng 2.3 cho thấy lượng mưa mùa mưa thường chiếm từ 70 - 90% lượng mưa

cả năm và lượng mưa trong từ VI - VIII chiếm 45 - 65% lượng mưa cả năm

Sự biến đổi lượng mưa năm trên lưu vực sông Đà không lớn lắm Lượng mưa của những năm nhiều nước chỉ lớn hơn từ 1,5 ÷ 2 lần so với những năm ít nước Hệ số biến động của lượng mưa năm chỉ giao động trong khoảng từ 0,15 ÷ 0,20

Nói chung, lượng mưa năm và cả số ngày mưa trong năm ở vùng lưu vực sông Đà là khá lớn, song phân phối lượng mưa không đều trong năm Vào các tháng mùa khô thì xảy

ra hạn và thiếu nước nghiêm trọng Thậm chí lượng nước dùng cho sinh hoạt cũng rất thiếu, nhất là đồng bào ở vùng cao nguyên đá vôi Ngược lại về mùa mưa, lượng mưa lớn, cường

độ mưa mạnh, số ngày mưa lại kéo dài, lượng nước lại quá dư thừa gây ra lũ lớn, nhiều nơi xảy ra lũ ống, lũ quét tuy chỉ trên một địa bàn hẹp Trong thời gian gần đây vùng lưu vực sông Đà, nhất là địa bàn tỉnh Lai Châu và Sơn La lũ quét xảy ra liên lục gây thiệt hại rất lớn đến tính mạng và tài sản của nhân dân Mặc dù lũ ống và lũ quét còn liên quan đến nhiều

yếu tố khác như: đốt phá rừng làm nương rẫy, rừng đầu nguồn cạn kiệt, địa chất, vỏ thổ

nhưỡng bị phong hoá mạnh nhưng dù sao thì lượng mưa lớn vẫn có vai trò chủ đạo

b Lưu vực sông Thao

Do điều kiện địa lý tự nhiên địa hình chi phối lượng mưa năm của lưu vực sông Thao biến đổi tương đối lớn theo cả không gian và thời gian lượng mưa bình quân

nhiều năm trên toàn lưu vực biến đổi trong khoảng 1400 ÷ 2900 mm/năm

Theo không gian: Lượng mưa theo không gian phân bố rất không đồng đều Lượng mưa năm lớn nhất trên lưu vực đo được ở vùng núi cao phía Tây bắc của lưu vực: 3670

mm năm 1978 (trạm Sa Pa), 3441 mm năm 1971 (trạm Cát Cát), Vùng ít mưa nhất đó là

vùng phía Tây nam của lưu vực, lượng mưa năm đạt khoảng nhỏ nhất đo tại các trạm:

934 mm năm 1980 trạm (Văn Bàn), 1103 mm năm 1993 trạm (Văn Chấn)

Theo thời gian: Mùa mưa ở đây cũng không đồng nhất giữa các vùng, dọc thung lũng sông Thao từ Bát Xát tới Yên Bái toàn bộ phía tả ngạn sông Thao mùa mưa bắt đầu

từ tháng V và kết thúc vào tháng X, mùa khô kéo dài 6 tháng từ tháng XI đến tháng IV

năm sau Còn phía Tây lưu vực mùa mưa đến sớm hơn và kết thúc muộn hơn 1 tháng từ

tháng IV đến tháng IX Riêng tâm mưa lớn Hoàng liên Sơn mùa mưa từ tháng IV đến

tháng X Mùa khô chỉ còn là 5 tháng từ tháng XI đến tháng III năm sau

Trên lưu vực sông Thao các tháng mùa mưa và các tháng mùa khô kéo dài gần bằng nhau nhưng lượng mưa của các tháng mùa khô chỉ bằng ¼ lượng mưa của các

tháng mùa mưa

Lượng mưa trong mùa mưa chiếm trên dưới 80% lượng mưa năm Tháng có lượng mưa lớn nhất chiếm khoảng 18 - 20% lượng mưa cả năm, ví dụ như tại Cường Thịnh

lượng mưa tháng VIII chiếm 18,3%, tại Văn Bàn tháng VIII chiếm 18,8%, tại Lào Cai

tháng VIII chiếm 19,2% lượng mưa cả năm Lượng mưa 3 tháng lớn nhất thường rơi

vào tháng VI, VII và VIII với tổng lượng mưa tháng chiếm từ 45% đến 50% lượng mưa

cả năm Tại trạm Cường Thịnh lượng mưa 3 tháng này chiếm 45,9% , trạm Lào Cai

chiếm 50,1% lượng mưa cả năm

Lượng mưa trong mùa khô chiếm từ 15,8% (trạm Thanh Sơn) đến 21,2% (Trạm Văn Bàn, nơi có lượng mưa phùn lớn nhất trong mùa khô) lượng mưa cả năm Lượng

mưa 3 tháng nhỏ nhất trên toàn lưu vực thường rơi vào tháng XII, I và II với lượng mưa

chiếm từ 3,31% đến 7.92%, lượng mưa tháng bé nhất thường rơi vào tháng XII chiếm từ

0,5% đến 2% lượng mưa năm

Bảng 2.4 Phân phối tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm trên lưu vực sông

2 Ngòi Thia

K(%) 1,68 1,95 3,53 7,11 10,8 13,9 13,8 19,6 14,7 9,17 2,91 0,90 100 X(mm) 34,81 44,88 76,07 129,2 209 285 324,4 349,1 283,3 173,8 62,58 27,36 2000

3 Yên Bái

K(%) 1,74 2,25 3,80 6,46 10,5 14,3 16,2 17,5 14,2 8,69 3,13 1,368 100 X(mm) 23,8 28,0 40,1 157,3 135,9 195,7 205,1 276,1 202,1 143,0 37,3 24,8 1469

1 4

K(%) 1,28 2,00 3,06 7,31 9,80 14,09 16,82 19,16 13,82 7,92 3,15 1,59 100 X(mm) 27,59 30,48 38,8 113 183,8 267,93 253,6 287,8 212 161,54 58,42 15,39 1650

6 Việt Trì

K(%) 1,672 1,847 2,351 6,849 11,14 16,234 15,36 17,44 12,85 9,7879 3,54 0,933 100 X(mm) 33,99 36,02 44,89 124,8 227,9 255,9 253,2 313,4 219,1 185,8 58,38 19,52 1773

7 Phú Hộ

K(%) 1,917 2,032 2,532 7,041 12,85 14,43 14,28 17,68 12,36 10,48 3,293 1,101 100 X(mm) 29,23 34,35 42,39 152,9 207,4 230,2 289 346,4 289,4 186,2 61,11 19,41 1888

8 Cường Thịnh

K(%) 1,548 1,82 2,245 8,099 10,99 12,19 15,31 18,35 15,33 9,861 3,237 1,028 100 X(mm) 21,06 23,4 33,82 103,7 173,5 196,2 241,9 273,1 222,4 159,9 50,36 11,07 1510

9 Lâm thao

K(%) 1,395 1,549 2,239 6,864 11,49 12,99 16,02 18,08 14,72 10,59 3,335 0,733 100 X(mm) 23,57 24,35 40,36 109,1 191,7 228,8 244,37 280,6 251,84 180,9 51,46 10,43 1637

2900mm, vùng hạ lưu lượng mưa chỉ biến động từ 1500mm đến 1900mm

Bảng 2.5 Tỷ lệ biến động mưa theo mùa tại một số trạm trong lưu vực sông Thao

lượng mưa cả năm

Nhìn chung mùa mưa trên lưu vực sông Thao kéo dài 6 tháng và mùa khô cũng kéo dài 6 tháng nhưng lượng mưa phân bố rất không đều, chủ yếu tập trung vào các tháng mùa

mưa đặc biệt là từ tháng VI đến tháng VIII lượng mưa chiếm trên dưới 50% lượng mưa cả

năm, những tháng này thường có cường độ mưa lớn gây ra lũ lụt trên các sông suối, một số

vùng cao của tỉnh Lào Cai, Yên Bái mưa lớn là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng sạt

lở đất, lũ quét gây thiệt hại rất lớn về người và của cũng như mất ổn định cuộc sống cho

người dân nơi đây Còn các tháng mùa khô thì hạn hán thiếu nước xảy ra thường xuyên gây

rất nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp cũng như trong sinh hoạt

1 5

Hình 2.1 Mạng lưới trạm đo mưa lưu vực sông Đà

$ T

2.1.3 Phân bổ mưa

Dựa trên đặc điểm chế độ mưa của lưu vực sông Đà chúng tôi đã chia lưu vực sông

Đà ra làm ba tiểu vùng: Thượng nguồn sông Đà, Hữu sông Đà và Tả sông Đà Từ đó tiến hành phân tích các trạm đo mưa theo các tiểu vùng

Hồ, Lai Châu và Sa Pa

Châu, Mộc Châu và Quỳnh Nhai

Bình

Dựa trên đặc điểm địa hình, chế độ mưa và tình hình tài liệu hiện có của lưu vực sông Thao chúng tôi đã chia lưu vực sông Thao ra làm 2 tiểu vùng: Thượng lưu và hạ lưu sông Thao Từ đó tiến hành phân tích các trạm đo mưa theo các tiểu vùng

Chải, Lào Cai, Yên Bái, Văn Bàn và Ngòi Thia

Lâm Thao và Thanh Sơn Kết quả phân tích được giới thiệu từ bảng 2.3 đến 2.6 cho các vùng riêng biệt:

Trung bình - XTB,

Phương sai - σ,

Hệ số biến thiên - Cv,

Lượng mưa với giá trị nhỏ nhất - Xmin,

2.1.3.1 Lưu vực sông Đà

Bảng 2.6 Các đặc trưng thống kê tại một số trạm đo mưa lưu vực sông Đà

Đơn vị: mm

Vùng thượng nguồn sông Đà

-8 Thuận

Châu

mạnh trong các tháng mùa khô Tháng III và tháng X là hai tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa và ngược lại nên hệ số Cv thường dao động mạnh nhất Hệ số Cv

từ tháng II sang tháng III giảm từ 0,9 xuống 0,4 và từ tháng X - XI tăng từ 0,5 lên 1

Trong mùa mưa hệ số Cv ít biến động tuy có thay đổi nhưng không nhiều từ 0,4 - 0,7

- Bờ hữu sông Đà tháng XII và I lượng mưa tháng nhỏ nhất trong các tháng mùa ít

mưa lượng mưa trung bình tháng nhiều năm từ 11 - 28mm Tháng VII và VIII là những tháng lượng mưa lớn nhất trong năm, lượng mưa trung bình tháng nhiều năm

từ 200 - 320mm Như vậy lượng mưa giữa có tháng mùa mưa và mùa ít mưa cũng có

sự chênh lệch rất lớn thường gấp 10 lần Hệ số biến thiên Cv biến động mạnh trong các tháng mùa khô Tháng IV và tháng X là hai tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa và ngược lại nên hệ số Cv thường dao động mạnh nhất Hệ số Cv từ tháng III sang tháng IV giảm từ 1,0 xuống 0,4 và từ tháng X - XI tăng từ 0,6 lên 1,2

Trong mùa mưa hệ số Cv biến động rất ít từ 0,4 - 0,6

- Bờ tả sông Đà tháng XII và I lượng mưa tháng nhỏ nhất trong các tháng mùa ít mưa

lượng mưa trung bình tháng nhiều năm từ 17-28mm Tháng VII và VIII là những tháng lượng mưa lớn nhất trong năm, lượng mưa trung bình tháng nhiều năm từ 300

- 400mm Như vậy lượng mưa giữa có tháng mùa mưa và mùa ít mưa cũng có sự chênh lệch rất lớn thường gấp 20 lần tháng ít mưa Hệ số biến thiên Cv biến động mạnh trong các tháng mùa khô Tháng IV và tháng X là hai tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa và ngược lại nên hệ số Cv thường dao động mạnh nhất Hệ

số Cv từ tháng III sang tháng IV giảm từ 0,8 xuống 0,4 và từ tháng X - XI tăng từ 0,6 lên 1,2 Trong mùa mưa hệ số Cv biến động rất ít từ 0,4 - 0,7

- Giá trị tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm của các trạm trên toàn lưu vực

sông Đà đều nằm trong khoảng lượng mưa thiết kế với tần suất X80% và X20%

2.1.3.2 Lưu vực sông Thao

Bảng 2.7 Các đặc trưng thống kê tại một số trạm đo mưa lưu vực sông Thao

Đơn vị: mm

Vùng Thượng sông Thao

TB 69 85 104 207 359 403 465 454 314 213 108 66 2846

Tỷ lệ (%) 2,4 3 3,7 7,3 13 14 16,3 16 11 7,5 3,8 2,3 100

σ 46 53 73 78 137 133 158 176 146 111 92 64 767

Cv 0,7 0,6 0,7 0,4 0,4 0,3 0,34 0,4 0,5 0,5 0,8 1 0,27 Min 12 9,4 14 46 143 204 162 142 118 43 11 0,6 0

X 80% 15,2 18,3 13,9 91,6 136 167 165 201 166,3 85,9 22,5 1,2 1582

X 20% 48,8 55,8 120 179 274 360 360 543 394 263 88 33,1 2221

2 Ngòi Thia

Max 95,5 73,2 255 266 390 465 646 737 585 390 146,9 70,2 2764

X 80% 0 1,9 11,1 53 87,4 122 103 143 105 60 5,9 0,6 1004

4 Lâm Thao

X 20% 44,8 44,9 56,5 154 260 270 381 403 340 260 94,8 21,5 2016

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

- Tháng XII và I tại vùng thượng lưu sông Thao lượng mưa tháng nhỏ nhất trong các

tháng mùa ít mưa lượng mưa trung bình tháng nhiều năm từ 15 - 35mm Tháng VII

và VIII là những tháng lượng mưa lớn nhất trong năm, lượng mưa trung bình tháng nhiều năm từ 300 - 600mm Như vậy lượng mưa giữa có tháng mùa mưa và mùa ít mưa có sự chênh lệch rất lớn thường gấp 10 - 15 lần.Hệ số biến thiên Cv biến động mạnh trong các tháng mùa khô Tháng III và tháng X là hai tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa và ngược lại nên hệ số Cv thường dao động mạnh nhất Hệ số Cv

từ tháng II sang tháng III giảm từ 0,94 xuống 0,38 (trạm Ngòi Thia) và từ tháng X -

XI tăng từ 0,5 lên 0,8 (trạm Sa Pa, trạm Văn Bàn) Trong mùa mưa hệ số Cv ít biến động tuy có thay đổi nhưng không nhiều từ 0,4 - 0,7

- Vùng hạ lưu sông Thao có lượng mưa trung bình bé hơn nhiều so với vùng thượng

lưu, lượng mưa trung bình các tháng ít mưa là tháng I và tháng XII, lượng mưa từ 20 – 30 mm Vùng hạ lưu, tháng VII là tháng có lượng mưa lớn nhất trong năm, lượng mưa trung bình lớn nhất tháng cũng chỉ trên 400 mm Hệ số biến thiên Cv cũng biến động ít hơn so với vùng thượng lưu Cv biến động mạnh nhất cũng rơi vào các tháng chuyển tiếp giữa mùa khô sang mùa mưa từ 1.3 xuống 0.6 Đặc biệt Cv tăng đột biến vào tháng VII và tháng VIII, chứng tỏ đây là những tháng có cường độ mưa lớn và bất thường

- Giá trị tổng lượng mưa trung bình tháng nhiều năm đều năm trong khoảng lượng

mưa thiết kế với tần xuất X80% và X20%

2.1.4 Quá trình tính toán số liệu mưa đầu vào trong mô hình NAM

Toàn bộ chuỗi số liệu mưa tháng của giai đoạn 1960 - 2004 cho các trạm trong và xung quanh vùng thượng lưu lưu vực sông Thái bình đã được tiến hành tính toán lượng

mưa cho các tiểu lưu vực, trong đó có xét đến ảnh hưởng của địa hình miền núi Trong

quá trình chạy mô hình mưa dòng chảy đòi hỏi số liệu đầu vào mưa tháng:

Các số liệu mưa tháng được sử dụng cho thẩm định mô hình

Sử dụng số liệu mưa tháng dự kiến cho chạy thẩm định Sử dụng các chuỗi số liệu

với trọng số để xác định chuỗi số liệu tháng của mưa diện trong vùng Sử dụng chuỗi số

liệu các vị trí trạm mưa trong bảng 2.8 cho mô hình NAM cho 2 lưu vực sông Đà và

Thao

2 4

Bảng 2.8 Các trạm đo mưa cho tính toán mô hình NAM

TT Trạm A hưởng đến Trạm TV Lưu vực sông Đà

Bốc hơi Nhiệt độ Số giờ nắng Độ ẩm Tốc độ gió

Lưu vực sông Đà

64-68,74-Yếu tố đo T.T Trạm Kinh độ Vĩ độ Cao độ (m)

Bốc hơi Nhiệt độ Số giờ nắng Độ ẩm Tốc độ gió

61-66, 68-90

61-66, 68-90

90

61-66,68-61-66, 68-90

dao động từ 670 ÷ 1110 mm/năm Lượng bốc hơi lớn nhất quan trắc được tại các

trạm thường xảy ra vào các tháng III, IV Tổng lượng bốc hơi các tháng này hầu

hết đều đạt trên 100 mm/tháng Đây là thời kỳ cuối mùa khô, trời nắng, nóng,

lượng mưa nhỏ Trong các tháng từ VI ÷ IX, X lượng bốc hơi đạt giá trị nhỏ nhất,

đây là thời kỳ mùa mưa nhiều, độ ẩm không khí nhỏ Lượng bốc hơi trong các

tháng này phổ biến ở mức 40 ÷ 80mm/tháng Vùng dọc thung lũng sông Đà có

lượng bốc hơi nhỏ: Mường Tè: 673 mm/năm, Lai Châu: 903 mm/năm, Hoà Bình:

763 mm/năm Mùa hè lượng bốc hơi nhỏ hơn mùa đông, vùng hạ lưu lượng bốc

hơi thấp hơn vùng thượng nguồn, lượng bốc hơi ở mỗi khu vực thay đổi do phụ

thuộc các điều kiện địa hình và các yếu tố khí hậu khác

Trên lưu vực sông Thao tổng lượng bốc hơi đo bằng ống Piche trung bình cũng dao động từ 800 ÷ 1110 mm/năm Vùng thượng sông Thao (trạm Sa Pa,

Than Uyên, Mù Căng Chải) lượng bốc hơi lớn nhất lại rơi vào tháng III và tháng

IV Lượng bốc lớn nhất trạm Mù Căng Chải vào tháng III lên tới 131 mm Vùng

trung và hạ lưu sông Thao lượng bốc hơi lớn nhất thường rơi vào tháng V, lượng

Bảng 2.10 Các đặc trưng ET 0 và Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm tại các

trạm thuộc lưu vực sông Đà và sông Thao

TT Trạm Trưng Đặc I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Lưu vực sông Đà

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

2.3 Dòng chảy

2.3.1 Giới thiệu

Bảng 2.11 Danh sách các trạm đo lưu lượng lưu vực sông Đà và sông Thao

TT Tên trạm Tên sông Kinh độ Vĩ độ Flv (km 2 ) Thời kỳ quan trắc

17 Phiềng Hiêng Suối Sập 104.29.00 21.12.39 269 1961-1976

18 Suối Tân Nậm Tân 104.47.10 20.50.00 37 1970-1975

19 Bãi Sang Bãi Sang 105.03.35 20.45.24 97.5 1960-1976

Lưu vực sông Thao

1 Sa Pa Ngòi Đum – Thao 104o03 22o20 31.0 1970-1978

2 Tà Thàng Ngòi Bo – Thao 104o16 22o13 521 1961-1975

3 Khe Lếch Ngòi Nhù - Thao 104o30 21o55 503 1979-1990

4 Ngòi Hút Ngòi Hút 104o39 21o50 602 1979-1990

5 Ngòi Thia Ngòi Thia 104o28 21o34 1520 1961-1981

6 Nậm Đông Ngòi Nung 104o28 21o31 113 1970-1976

7 Bản Diệp Ngòi Thia 105o09 21o11 251 1965-1976

8 Thanh Sơn Sông Bứa 104o03 22o20 1190 1961-1976

Từ bảng 2.11 cho thấy:

- Trên lưu vực sông Đà số trạm đo lưu lượng có liệt quan trắc từ 10 ÷ 20 năm chiếm

53% tổng số trạm có trong lưu vực sông Đà, số trạm có liệt quan trắc từ 20 ÷ 30 năm chiếm 16% và số trạm có liệt quan trắc từ 30 ÷ 45 năm chiếm 32% số trạm quan trắc lưu lượng trong lưu vực Như vậy số liệu trên địa phận Việt Nam cũng khá dài, đủ điều kiện cho việc nghiên cứu tính toán về tài nguyên nước ở mức chính xác tương đối

- Cũng như trạm khí tượng và đo mưa trên lưu vực sông Thao, hầu hết các trạm thuỷ

văn trên các lưu vực vừa và nhỏ thuộc lưu vực sông Thao đã ngừng đo đạc Chất lượng tài liệu nói chung tương đối tốt vì các trạm này đều do Tổng cục khí tượng thuỷ văn chịu trách nhiệm đo đạc

2.3.2 Phân bố dòng chảy

Do yêu cầu tính toán, trong báo cáo này chỉ xem xét và phân tích liệt số liệu lưu lượng dòng chảy từ năm 1960 -2004

2.3.3 Quá trình tính toán chuỗi số dòng chảy

Trên cơ sở phân tích tương quan mưa -dòng chảy cho lưu vực sông Đà và sông Thao để từ đó có thể xác định chuỗi thời gian tốt nhất để thẩm định mô hình

2.3.3.1 Lưu vực sông Đà

a Trên sông Nậm Bum tại trạm Nà Hừ

thời đoạn đo đạc từ 1968 – 2001 Trên bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn lưu vực sông Đà cho thấy trên nhánh sông Nậm Bum không có trạm đo mưa nhưng vùng lân cận có 2 trạm khí tượng là Mường Tè và Sìn Hồ Vì vậy thiết lập quan hệ mưa tại hai trạm Mường Tè và Sìn Hồ với lớp dòng chảy tại trạm Nà Hừ

Từ hình 2.3 cho thấy những năm có mưa lớn tại trạm Mường Tè thì tương ứng với những năm nước lớn tại trạm Nà Hừ Nhưng những năm có mưa lớn tại Sìn hồ thì dòng chảy tại Nà Hừ ít biến đổi theo Như vậy mức độ ảnh hưởng của tổng lượng mưa tại trạm Mường Tè có tác động lớn đến dòng chảy tại Nậm Bum hơn với trạm Sìn Hồ

Xây dựng tương quan giữa lớp dòng chảy năm tại trạm Nà Hừ với tổng lượng mưa năm tại hai trạm Mường tè và Sìn hồ, kết quả cho thấy hệ số tương quan R = 0,61

Dùng phương pháp Thiessen để tính trọng số cho tổng lượng mưa diện trên lưu vực sông Nậm Bum có xét đến yếu tố địa hình với trọng số tại:

Trạm Mường Tè: 0,59 Trạm Sin hồ: 0,41

3 0

Hình 2.3 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Nà Hừ trên sông Nậm Bum

Tiến hành tính toán tổng lượng mưa diện trên sông Nâm Bum và so sánh dòng chảy trung bình nhiều năm tại trạm Nà Hừ với mưa diện của lưu vực sông Nâm Bum Kết quả được trình bày trong hình 2.4

Hình 2.4 So sánh dòng chảy trung bình nhiều năm và tổng lượng mưa trên lưu vực

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

sông Nậm Bum Như vậy là không hợp lý, điều này chứng tỏ hai trạm mưa Mường Tè

và Sìn hồ được chọn cho tính lưu vực sông Nậm Bum là không đại diện

lớp dòng chảy trung bình năm Y= 2775mm

Từ bản đồ đẳng trị mưa xác định được lượng mưa trên lưu vực sông Nậm Bum tính tới trạm Nà Hừ X = 3300mm Dựa trên đường quan hệ mưa dòng chảy trong quy phạm C6-77 tính được Y = 2916mm Vậy sai số giữa lớp nước dòng chảy thực đo và tính toán là 9,56% (<10%) Vì vậy có thể sử dụng quan hệ mưa dòng chảy được tính toán theo quy phạm C6 -77 Tuy nhiên để xác định lớp dòng chảy theo mưa một cách chính xác, chúng tôi cũng đã tiến hành xây dựng quan hệ mưa dòng chảy cho riêng lưu vực sông Nâm Bum: Yo = 0,81Xo

2.3.3.2 Trên sông Nậm Mạ tại trạm Pa Há

thời đoạn đo đạc từ 1962-1976 Trên bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn lưu vực sông Đà cho thấy trên sông Nậm Ma có trạm đo mưa Sìn Hồ

Hình 2.5 Quá trình mưa dòng chảy tại trạm Pa Há trên sông Nậm Mạ

Từ hình 2.5 cho thấy những năm có mưa lớn và bốc hơi giảm tại trạm Sìn Hồ cũng trùng với những năm nước lớn tại trạm Pa Há

Xây dựng tương quan giữa lớp dòng chảy năm tại trạm Pa Há với tổng lượng mưa năm tại Sìn hồ, kết quả cho thấy hệ số tương quan R = 0,62

Tiến hành so sánh tổng lượng mưa tại trạm Sìn Hồ trên sông Nâm Mạ với dòng chảy trung bình nhiều năm tại trạm Pa Há Kết quả được trình bày trong hình 2.6

X S×n Hå Y E s×n hå

lớp dòng chảy trung bình năm Y= 1890mm

Từ bản đồ đẳng trị mưa xác định được lượng mưa trên lưu vực sông Nậm Mạ tính

C6-77 tính được Y = 2051mm Vậy sai số giữa lớp nước dòng chảy thực đo và tính toán

là 8,6% (<10%) Vì vậy có thể sử dụng quan hệ mưa dòng chảy được tính toán theo quy phạm

Tuy nhiên để xác định lớp dòng chảy theo mưa một cách chính xác, cũng có thể dựa vào quan hệ tương quan giữa mưa tại Sìn Hồ và lớp dòng chảy tại Pa Ha để lập

Sìn Hồ Xsìn hồ = 2736mm thì Ypa há = 1904 Như vậy sai số giữa lớp dòng chảy thực đo tại Pa Há và lớp dòng chảy tính toán là 0,75%

Ngoài ra cũng có thể xây dựng quan hệ mưa dòng chảy cho riêng lưu vực sông Nâm Mạ: Yo = 0,80Xo