2.1.3.1. Đặc điểm lũ trên lưu vực
Nguyên nhân hình thành lũ
Các nguyên nhân chính gây ra mưa lũ là do bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh gây ra. Các hình thái này hoạt động riêng lẻ hoặc phối hợp với nhau và có thể phân ra làm 3 dạng chính như sau:
- Bão hoặc áp thấp nhiệt đới hoạt động đơn độc hoặc phối hợp với các hình thái khác (trừ không khí lạnh)
- Bão hoặc Áp thấp nhiệt đới và dải hội tu nhiệt đới kết hợp với không khí lạnh là hình thái nguy hiểm có thể gây mưa và lũ lớn trên diện rộng; Bão đổ bộ liên tiếp trong thời gian ngắn là nguy hiểm nhất.
- Không khí lạnh, hội tụ nhiệt đới và các hình thái thời tiết khác.
Dạng hình thế không khí lạnh kết hợp với hoạt động của giải hội tụ nhiệt đới cũng gây thiên tai mưa, lũ lụt rất nghiêm trọng. Trung bình hàng năm có khoảng 2 đợt mưa lớn do tác động của hình thế thời tiết này và thường xảy ra vào tháng X, XI. Trong những năm gần đây mưa lớn do dạng hình thời tiết này xảy ra nhiều hơn. Mưa to và rất to thường trên 300mm, có nơi trên 1000mm và thường kéo dài trên diện rộng có thể gây lũ lớn trên báo động III. Điển hình là các trận lũ tháng X/1993; VIII/2007 và trận lũ đầu tháng X năm 2010.
Nguyên nhân gây ra lũ đặc biệt lớn chủ yếu là khi có sự kết hợp của các loại hình thời tiết phức tạp và có bão đổ bộ vào vùng biển từ Nghệ An đến Quảng Bình gây nên mưa có cường độ lớn kéo dài nhiều ngày liền. Đặc điểm của lũ ở đây là lũ lên nhanh, do thượng nguồn của sông suối dốc và ngắn, sông lại không có vùng trung lưu rõ rệt. Thời gian một trận mưa lũ có khi kéo dài từ 7-10 ngày song tập trung nhất trong khoảng 4-5 ngày.
Đặc điểm dòng chảy lũ
a. Chế độ lũ
Chế độ lũ vùng nghiên cứu có thể phân ra các thời kỳ:
thường xảy ra vào tháng VII, VIII, cũng ít khi xảy ra. Cá biệt có trận lũ lớn nhất đã xảy ra vào tháng VIII/2007.
- Lũ muộn: Có đặc điểm là lũ nhỏ, cường suất nhỏ, thời gian xuất hiện từ cuối tháng XII đến tháng I. Nhưng lũ này nguy hiểm hơn lũ sớm là khi vừa ra khỏi lũ chính vụ, mực nước trên sông và trong đồng còn cao. Nếu gặp lũ muộn sẽ chậm thời gian gieo cấy vụ Đông Xuân, kéo theo vụ Hè Thu cũng chậm và dễ gặp lũ chính vụ phá hoại.
- Lũ tiểu mãn: Thời gian xuất hiện từ tháng V đến đầu tháng VI. Lũ có tổng lượng nhỏ, cường suất và biên độ lũ nhỏ, ít gây nguy hiểm vì thời kỳ này mực nước trên sông, các đầm phá còn thấp. Lũ này thường gây nên báo động cấp I, II ở sông Gianh. Những năm không có lũ tiểu mãn trong vụ hè thu thường thiếu nước trầm trọng.
- Lũ chính vụ: Trùng với thời kỳ mưa lớn trong năm từ tháng IX đến tháng XII. Lũ lớn nhất thường xảy ra vào tháng X, đầu tháng XI. Tuy thời gian chỉ có 4 tháng nhưng lại có lượng nước chiếm tỷ lệ khá lớn, tới 75 ÷ 77% tổng lượng dòng chảy năm. Theo tài liệu quan trắc các trận mưa lũ lớn nhất trong 49 năm qua (từ năm 1960 ÷ 2008) tại các trạm có 60 ÷ 70 % các trận mưa lớn trong năm thường rơi vào tháng X, XI. Các trận mưa gây lũ đặc biệt lớn trên lưu vực sông Gianh và phụ cận thường xảy ra vào cuối tháng IX đến đầu tháng XI. Lũ chính vụ có đỉnh, lượng, cường suất lớn và thường là lũ nhiều đỉnh.
Trong bốn dạng lũ trên thì lũ chính vụ tuy không ảnh hưởng tới mùa màng nông vụ nhiều nhưng lại gây thiệt hại nhiều nhất tới tính mạng, tài sản của nhân dân, cơ sở hạ tầng bị phá huỷ và môi trường bị ô nhiễm nặng nề.
Bảng 2.2. Tần suất xuất hiện đỉnh lũ lớn nhất năm tại các trạm
Trạm Lũ sớm (VII-VIII) Lũ muộn (XII-I) Lũ tiểu mãn (IV-VI) Lũ chính vụ (IX-XII) Đồng Tâm 19,0 0,0 0,0 81,0 Tân Lâm 20,0 0,0 0,0 80,0 b. Dòng chảy lũ
Dòng chảy của các tháng trong mùa từ rất lớn, chiếm vào khoảng 2/3 tổng lượng dòng chảy của cả năm và lưu lượng lớn nhất hàng năm cũng thường xuất hiện trong các tháng này của mùa lũ.
Mức độ và tính chất lũ ở đây là rất ác liệt, do đặc điểm của địa hình cũng như sông suối ngắn và dốc, đổ trực tiếp ra biển Đông cho nên lũ thường lên nhanh, đồng thời xuống cũng nhanh. Vì vậy đã gây nguy hiểm và thiệt hại lớn nhất đối với sản xuất nông nghiệp cũng như các mặt khác của nhân dân địa phương trong vùng, nhất là khi lũ lớn xảy ra kèm theo có bão và gặp kỳ triều cường kết hợp.
Lưu lượng lớn nhất đã đo được tại Đồng Tâm trên sông Gianh là 6.560 m3/s vào ngày 19/8/1970 và tại Tâm Lâm trên sông Rào Trổ là 5.910 m3
/s vào ngày 30/8/1975.
Nếu so sánh với lưu lượng trung bình nhiều năm thì sự biến động của lưu lượng lớn nhất qua các năm trên sông suối trong vùng sẽ lớn hơn rất nhiều, chênh lệch giữa năm lớn nhất với năm nhỏ nhất có thể ở mức xấp xỉ trên dưới 5 - 6 lần; Giữa năm lớn nhất với trung bình nhiều năm vào khoảng trên 2 lần và giữa năm nhỏ nhất với trung bình nhiều năm là từ 0,3 - 0,4 lần.
Dưới đây là một vài đặc trưng về dòng chảy lũ trong vùng:
Bảng 2.3. Đặc trưng dòng chảy lũ trong vùng Tên sông Tên trạm (kmF 2
) Qbqma x (m3/s) Mbqmax (m3/s.km2) Qmax (m3/s) Mmax (m3/s.km2) Qmax Qbqmax Qmin Qbqmax Qmax Qmin Gianh Đồng Tâm 1.150 2.730 2,37 6.560 5,7 2,4 0,4 6,2
Rào Trổ Tân Lâm 494 2.520 5,1 5.910 12,0 2,3 0,5 5,1
c. Mực nước lũ
Dòng chảy lũ trên sông Gianh mang tính chất lũ núi rất rõ rệt, chịu ảnh hưởng trực tiếp của mưa bão, các nhiễu động thời tiết gây mưa lớn cộng với sống suối ngắn có độ dốc lớn nên nước lũ tập trung nhanh, biên độ lũ lớn, cường suất nước lũ lớn, thời gian lũ lên ngắn, dạng lũ nhọn, nhiều đỉnh. Đặc điểm này là do cường độ mưa lớn, tập trung nhiều đợt, tâm mưa nằm ở trung hạ du các lưu vực sông, độ dốc sông lớn, nước tập trung nhanh. Thời gian duy trì trận lũ thường là 2 ÷ 5 ngày đối với sông có lưu vực tương đối lớn, từ 1 ÷ 2 ngày với sông suối có lưu vực nhỏ hơn.
Hạ du các sông chịu ảnh hưởng thủy triều mạnh, một số cơn bão mạnh đã làm nước dâng lên ở vùng ven biển rất lớn, nên lũ có cơ hội gặp đỉnh triều thì sẽ gây
lũ lớn ở hạ du các sông. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Biên độ mực nước lũ rất lớn, đạt từ 15 ÷ 20m tại thượng và trung lưu sông chính và nhánh sông Rào Trổ, từ (5÷10)m tại hạ lưu sông chính và các phụ lưu khác. Trong trận lũ từ 16 ÷ 19/X/1993, biên độ lũ tại Đồng Tâm trên sông Rào Nậy (sông Gianh) là 16,28m, tại Mai Hóa (sông Gianh) là 8,6m. Trận lũ từ 1 ÷ 5/X/2010 mới đây, biên độ lũ lên vùng thượng lưu các sông từ (5,14÷14,87)m, vùng hạ lưu từ (2÷7,5)m. Đỉnh lũ trên sông Gianh tại Mai Hóa: 7,98m vượt báo động 3 là 1,98m; sông Rào Nậy tại Đồng Tâm: 17,74m.
Khả năng xuất hiện mực nước lũ lớn vào các tháng trong năm ở từng vùng khá đồng nhất. Vùng thượng nguồn và trung du sông Gianh, nhánh Rào Nậy tại Đồng Tâm, dòng chính sông Gianh tại Mai Hóa tỷ lệ lũ lớn nhất trong năm xuất hiện vào tháng X chiếm 43,5% và 45,8%, tháng IX là 30,4% và 31,3%.
Bảng 2.4. Tần số xuất hiện đỉnh lũ lớn nhất vào các tháng trong năm
Đơn vị: %
Trạm Sông Tháng Tổng
V VI VII VIII IX X XI XII
Đồng Tâm Gianh 2,2 4,3 4,3 13,0 30,4 43,5 2,2 0,0 100
Mai Hóa Gianh 2,1 0,0 2,1 12,5 31,3 45,8 4,2 2,1 100
Tân Mỹ Gianh 0,0 0,0 0,0 6,3 22,9 50,0 18,8 2,1 100
Bảng 2.5. Đặc trưng lũ lớn nhất thực đo tại trạm
TT Trạm Sông Hmaxtb (cm) Hmax (cm) Thời gian
1 Đồng Tâm Rào Nậy 1553 1846 18/X/1993
2 Mai Hóa Gianh 778 947 7/VIII/2007
3 Tân Mỹ Gianh 133 178 29/VIII/1990
4 Tân Lâm Rào Trổ 1524 2319 30/VIII/1975
d. Tổng lượng lũ
Do đặc điểm địa hình sông Gianh ngắn, dốc, thời gian duy trì các trận lũ thường chỉ 3 ÷ 5 ngày. Tổng lượng lũ 1 ngày lớn nhất chiếm tới 30 - 35% tổng lượng của toàn trận lũ.
Bảng 2.6. Tổng lượng lũ lớn nhất thời đoạn tại các vị trí Trạm Trị số W1max (106 m3) Ngày tháng W3max (106 m3) Ngày tháng W5max (106m3) Ngày tháng Đồng Tâm (61-81) B.quân 334,1 676,1 889,5
Max 872,6 6/IX/68 1487,8 19-21/IX/78 1888,7 22-26/IX/79 Min 63,5 1/XI/76 145,2 20-22/IX/69 191 20-24/IX/69
Tân Lâm (70-79)
B.quân 126,6 229,7 271,5
Max 194,4 4/X/72 401,8 26-28/IX/78 458,5 26-30/IX/79 Min 62,7 1/XI/76 128,8 15-17/VIII/74 160,3 15-19/VIII/74
Bảng 2.7. Tổng lượng 1,3,5,7 ngày max ứng với tần suất TK tại trạm Đồng Tâm
Đơn vị: Q: m3 /s; W: 106m3 Loại Trung bình (106 m3) Cv Cs Đặc trưng thiết kế (106 m3) 1% 2% 5% 10% W1max 138,5 0,45 0,79 317,4 290,1 252,1 221,0 W3 max 803,4 0,41 0,10 1585,1 1489,9 1348,6 1224,5 W5 max 1659,8 0,40 0,16 3274,3 3072,6 2775,3 2516,3 W7 max 2602,1 0,38 0,29 5136,5 4804,9 4322,2 3907,9 2.1.3.2. Chế độ thủy triều
Thuỷ triều trong vùng lưu vực sông Gianh thuộc chế độ bán nhật triều không đều, hầu hết các ngày trong tháng có hai lần nước lớn và hai lần nước ròng, chênh lệch độ cao của hai lần nước lớn và hai lần nước ròng khá rõ rệt, thời gian triều dâng và thời gian triều rút của hai lần nước lớn và hai lần nước ròng cũng khác nhau. Biên độ thuỷ triều của vùng này nói chung giảm dần từ Bắc vào Nam.
Chênh lệch biên độ giữa triều lên và triều xuống trong các tháng mùa cạn cũng như mùa lũ tại các nơi không đáng kể, tháng lớn nhất cũng chỉ vào khoảng trên dưới 30cm và tháng nhỏ nhất chỉ hơn kém nhau vài cm.
Các tháng mùa lũ có biên độ triều lên cũng như biên độ triều xuống lớn hơn so với các tháng mùa cạn, lớn nhất là tháng 10 đối với sâu trong sông, là tháng 11 hoặc 12 đối với cửa sông gần biển.
Bảng 2.8. Biên độ triều lên và biên độ triều xuống trung bình nhiều năm
Sông Trạm Lên
xuống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0B
Gianh Lạc Sơn Lên 118 114 110 119 122 116 146 203 260 304 184 130 Xuống 112 108 106 109 116 99 137 181 227 269 148 122
Mực nước đỉnh triều lớn nhất trung bình nhiều năm của các tháng mùa lũ lớn hơn các tháng mùa cạn rất nhiều. Đồng thời mực nước thuỷ triều thấp nhất trung bình nhiều năm của các tháng mùa lũ cũng cao hơn các tháng mùa cạn.
Bảng 2.9. Mực nước đỉnh triều cao nhất và chân triều thấp nhất TB nhiều năm
Sông Trạm Tháng Yếu tố 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gianh Lạc Sơn Đỉnh 66 49 52 57 66 61 88 180 374 388 217 91 Chân -73 -75 -78 -80 -79 -80 -79 -75 -61 -48 -49 -64
Để tính toán được mực nước triều thiết kế tại cửa sông Gianh, đã tiến hành tính toán truyền triều từ triều thiên văn quan trắc tại các trạm: Cửa Việt, Tân Mỹ và Thạch Hãn.
Bảng 2.10. Tần suất triều thiên văn tại của sông Gianh
Đơn vị: cm
Đặc trưng Htb Cv Cs HP% Dạng đường
TS
1 2 5 10 20
Hmax năm 65 0,07 0,07 82 79 75 72 70 Gumbel
Hmax VI-XI 65 0,07 0,07 81 79 75 72 70 Gumbel