2.3.2.1. Mưa
Mưa là nhân tố chính gây ra úng lụt trên lưu vực sông Cả nói chung và miền hạ du nói riêng.
a. Mùa mưa
Hình 2.5: Phân phối mưa tháng tại một số trạm KTTV trên lưu vực sông Cả
Thống kê lượng mưa tháng tại một số trạm trên lưu vực sông Cả đại diện cho các vùng khác nhau như: Quỳ Châu, Tương Dương, Đô Lương, Vinh và Hương Khê. Phân phối mưa tháng tại các trạm KTTV được thể hiện tại Hình 2.5. Kết quả cho thấy, mùa mưa trên lưu vực sông Cả kéo dài từ tháng V đến tháng XI. Tại lưu vực sông Hiếu xuất hiện sớm và kết thúc sớm: từ tháng V đến tháng X, tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VIII và tháng IX; tại vùng hạ,
trung lưu sông Cả và sông La kết thúc muộn hơn: từ tháng V đến tháng XI, tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng IX và tháng X; vùng thượng nguồn sông Cả, tập trung từ tháng VII đến tháng X, tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VIII và IX.
b. Phân bố những trận mưa gây úng lụt lớn ở hạ du sông Cả
Căn cứ đặc điểm địa hình và sự phân bố mưa theo không gian, có thể phân lưu vực sông Cả thành 5 vùng như sau: Thượng nguồn sông Cả thuộc Lào tính từ trạm Mường Xén và Mỹ Lý trở lên gọi tắt là Vùng Lào, ký hiệu là V- Lao; Từ ngã ba Cây Chanh trở lên đến Vùng Lào gọi tắt là Vùng Con Cuông - Mường Xén, ký hiệulà V-CC-MX; toàn bộ lưu vực sông Hiếu gọi là Vùng sông Hiếu, ký hiệulà V-Hieu; toàn bộ lưu vực sông La gọi là Vùng sông La, ký hiệu là V-La; từ ngã ba Cây Chanh trở xuống gọi là Vùng Trung Hạ lưu, ký hiệulà
V-Tr-Ha.
Chọn trạm thủy văn Chợ Tràng và 28 trạm đo mưa trên lưu vực sông Cả, tính lượng mưa trung bình của lưu vực sông Cả thuộc phần lãnh thổ Việt Nam và 4 vùng kể trên, trừ Vùng Lào không có số liệu mưa. Theo số liệu quan trắc trên lưu vực sông Cả, từ năm 1970 đến 2018, ở hạ du sông Cả xuất hiện 74 trận lũ (Bảng 2 - Phần phụ lục). Trị số Hmax trận lũ tháng IX/1978 tại Chợ Tràng theo hoàn nguyên là 780 cm (Trị số thực đo là 705) [68].
Bảng 2.7: Thống kê 10 trận mưa, lũ lớn trên sông Cả
TT Tháng xuất hiện Xtb (mm) Hmax Chợ Tràng (cm) Toàn lưu vực thuộc Việt nam V-Tr-Ha V-La V-CC- MX Xtb VHieu 1 10/1971 274.3 427.5 338.8 210.0 252.3 436 2 08/1979 259.9 369.6 455.0 179.3 195.8 436 3 08/1972 333.4 368.3 612.4 237.6 279.9 444 4 09/2006 418.2 676.1 688.6 235.6 361.4 462 5 09/1996 279.1 366.7 546.4 142.8 257.1 488
6 10/2010 400.5 473.8 927.1 225.3 281.2 496 7 10/1983 301.9 375.2 613.9 159.4 264.0 518 8 09/2002 317.2 384.5 664.9 201.5 234.7 545 9 10/1988 673.1 894.6 908.4 623.8 510.7 666 10 09/1978 814.2 1434.4 1196.7 535.1 646.2 780
Theo số liệu thống kê tại Bảng 2.7, trong 10 trận lũ gây ngập lớn nhất ở hạ du thì thứ tự vùng mưa lớn đến nhỏ gây ngập hạ du sông Cả được sắp xếp như sau: vùng sông La, vùng trung hạ du sông Cả, vùng sông Hiếu, vùng Con Cuông - Mường Xén. Hai vùng sông La và trung hạ du sông Cả có vai trò quyết định sự ngập lụt ở hạ du sông Cả. Những trận lũ gây ngập lớn cho vùng hạ du sông Cả thường xuất hiện vào tháng IX và X (8/10 trận).
Sự phân bố một số trận mưa gây úng lụt lớn hạ du sông Cả được thể hiện tại các Hình 2.6 đến Hình 2.11.
Hình 2.7: Bản đồ phân bố tổng lượng mưa từ 16-30/IX/1983 - Lưu vực sông Cả
Hình 2.9: Bản đồ phân bố tổng lượng mưa từ 16-30/IX/1996 - Lưu vực sông Cả
Hình 2.11: Bản đồ phân bố tổng lượng mưa từ 16-30/IX/2010 - Lưu vực sông Cả
Phân tích phân bố mưa gây ra 6 trận lũ lớn ở hạ du sông Cả (Hình 6 - 11), thấy rằng tâm mưa tập trung ở trung, hạ du sông Cả hoặc sông La. Xem xét 10 trận mưa gây lũ lớn nhất ở hạ du sông Cả trong 50 năm qua (Bảng 2 - Phần phụ lục), lũ lớn thường xuất hiện khi xảy ra mưa lớn ở trung, hạ du sông Cả và lưu vực sông La. Trận mưa gây lũ năm tháng IX/1978 và tháng IX/1988 có tổng lượng mưa rất lớn và tập trung ở trung, hạ du sông Cả và sông La. Tóm lại, vai trò của mưa ở trung, hạ du sông Cả và lưu vực sông La rất quan trọng đối với ngập lụt vùng hạ du sông Cả.
2.3.2.2. Lũ từ thượng nguồn đổ về
a. Mùa lũ
Mùa lũ sông Cả thường kéo dài từ tháng VIII đến XI do hoạt động của các hình thế thời tiết gây mưa lớn. Lũ tiểu mãn có thể xuất hiện khoảng cuối tháng V, đầu tháng VI.
Do ảnh hưởng mạnh mẽ của địa hình, thời gian bắt đầu, kết thúc mùa lũ và thời gian xuất hiện lũ lớn trên dòng chính sông Cả và các sông nhánh thường khác nhau. Phân phối lưu lượng trung bình tháng nhiều năm tại các trạm thủy văn đại diện cho các lưu vực sông thể hiện tại Hình 2.12.
Hình 2.12: Phân phối lưu lượng tháng trung bình nhiều năm tại các trạm thủy văn trên lưu vực sông Cả (%)
- Trên dòng chính sông Cả mùa lũ bắt đầu từ tháng VII và kết thúc vào đầu tháng XI ở thượng lưu, kết thúc vào cuối tháng XI ở trung và hạ lưu. Lũ lớn nhất thường xuất hiện vào tháng VIII ở thượng lưu; tháng IX, X ở trung lưu và hạ lưu.
- Trên sông Hiếu mùa lũ bắt đầu từ tháng VIII, kết thúc vào đầu tháng XI. Lũ lớn nhất thường xuất hiện vào tháng IX.
- Trên sông La mùa lũ bắt đầu từ đầu tháng IX, kết thúc vào cuối tháng XI, có thể kết thúc muộn vào đầu tháng XII. Lũ lớn nhất thường xuất hiện vào tháng X.
- Thượng nguồn sông Cả (sông Nậm Nơn và Nậm Mộ), mùa lũ bắt đầu từ đầu tháng VII, kết thúc vào đầu tháng X. Lũ lớn nhất thường xuất hiện vào
tháng VIII; Hạ du sông Cả, mùa lũ bắt đầu từ đầu tháng VIII, kết thúc vào cuối tháng X. Lũ lớn nhất thường xuất hiện vào tháng IX.
b. Sự lệch pha của lũ ở các sông:
Thống kê tần suất xuất hiện những trận lũ lớn nhất vào các tháng tại Bảng 2.8 cho thấy, trong gần 60 năm lại đây, có 44 năm thời gian xuất hiện mực nước lũ lớn nhất tại Nam Đàn và Chợ Tràng trùng nhau (đạt tần suất xấp xỉ 77%), có 41 năm thời gian xuất hiện mực nước lũ lớn nhất tại Linh Cảm và Chợ Tràng trùng nhau (đạt tần suất xấp xỉ 73%) và có 32 năm thời gian xuất hiện mực nước lũ lớn nhất tại Linh Cảm, Nam Đàn và Chợ Tràng trùng nhau (đạt tần suất xấp xỉ 57%). Các trận lũ có đỉnh lũ lớn tại Chợ Tràng đều có sự đồng pha với lũ lớn ở sông La và dòng chính sông Cả.
Thời gian xuất hiện đỉnh lũ tại các sông: lũ lớn ở hạ du sông Cả thường xuất hiện vào tháng IX hoặc X với tần suất khá gần nhau. Lũ lớn nhất năm ở các sông thuộc sông Cả xuất hiện như sau: thượng nguồn sông Cả (Nậm Mộ và Nậm Nơn) thường vào tháng VIII; sông Hiếu thường vào tháng IX; sông La thường vào tháng X. Lũ lớn ở vùng trung lưu sông Cả thường đồng pha với lũ sông Hiếu.
Bảng 2.8: Khả năng xuất hiện lũ lớn nhất vào các tháng trong năm trên lưu vực sông Cả (%)
TT Trạm Sông V VI VII VIII IX X XI
1 Mường Xén Nậm Mộ 4.0 26.0 36.0 24.0 6.0 2 Quỳ Châu Hiếu 3.33 5.0 15.0 43.3 25.0 8.33
3 Nghĩa Khánh Hiếu 1.7 10.3 20.7 37.9 24.1 5.2 4 Dừa Cả 1.7 3.3 20.0 38.3 31.7 5.0 5 Yên Thượng Cả 1.7 8.3 16.7 40.0 28.3 5.0 6 Chợ Tràng Cả 1.8 1.8 14.0 42.1 33.3 7.0 7 Sơn Diệm Ngàn Phố 1.7 5.2 1.7 3.4 41.4 39.7 6.9 8 Hòa Duyệt Ngàn Sâu 1.7 1.7 3.3 8.3 30.0 50.0 5.0 9 Linh Cảm La 1.8 1.8 1.8 7.1 32.1 48.2 7.1
Thống kê các trận lũ từ mức BĐ2 trở lên cho thấy, thời gian duy trì lũ ở mức cao (trên BĐ3) ở thượng lưu ngắn, chỉ khoảng 6 - 12 giờ; ở hạ lưu: 1 - 2 ngày tại Nam Đàn, 1 ngày tại Linh Cảm. Tuy nhiên, trong những trận lũ đặc biệt lớn, thì thời gian duy trì lũ trên BĐ3 khá dài, như trận lũ lịch sử năm 1978 tại Nam Đàn và Linh Cảm, kéo dài tới 5 ngày; trận lũ năm 1988 kéo dài tới 8 ngày tại Nam Đàn và 4 ngày tại Linh Cảm… Đặc tính chung, lũ lớn nhất trong năm ở vùng hạ du thường xuất hiện muộn hơn so với đỉnh lũ năm ở thượng nguồn khoảng một tháng. Càng về hạ du lòng sông được mở rộng, nước lũ bị điều tiết mạnh, do ảnh hưởng của thuỷ triều nên thời gian duy trì đỉnh lũ kéo dài, thời gian nước rút chậm, thời gian duy trì mực nước lũ ở mực nước cao dài hơn, ảnh hưởng tới việc bảo vệ đê và sản xuất nông nghiệp.
c. Sự xuất hiện lũ lớn trên các sông:
Diện tích lưu vực rộng và bị chia cắt đã tạo ra sự lệch pha của các trận lũ lớn trên sông Cả. Thống kê các trận lũ lớn điển hình tại các sông thuộc hệ thống sông Cả, cho thấy, thời gian xuất hiện các đỉnh lũ lớn cùng thứ tự trên các sông Cả, Hiếu, La là khác nhau (Bảng 2.9).
Bảng 2.9: Tần suất xuất hiện mực nước lớn nhất một số trận lũ lớn tại một số vị trí trên sông Cả TT Trạm Sông HmaxTB nhiều năm (cm) Thứ tự lũ lớn nhất Năm Hmax (cm) Tần suất (P%) Ngày xuất hiện 1 Mường Xén Nậm Mộ 13.876 1 2011 14.534 0,4 25/VI 2 2018 14.333 1,6 17/VIII 3 2005 14.215 3,9 28/IX 4 1973 14.047 12,9 27/VIII 5 2016 14.029 14,7 19/VIII
2 Quỳ Châu Hiếu 7.469
1 2007 8.019 2,4 05/X
2 1988 8.005 2,7 14/X
3 1980 7.932 4,6 07/IX
4 1966 7.915 5,2 14/XI
TT Trạm Sông HmaxTB nhiều năm (cm) Thứ tự lũ lớn nhất Năm Hmax (cm) Tần suất (P%) Ngày xuất hiện 3 Dừa Cả 2.082 1 1988 2498 2.7 18/X 2 1978 2490 2,9 28/IX 3 1973 2366 13,8 28/VIII 4 1980 2357 14,3 17/IX 5 2007 2354 14,5 06/X 4 Nam Đàn Cả 682 1 1978 1.034 0,4 29/IX 2 1988 941 2,0 19/X 3 1996 830 10,7 25/IX 4 1962 809 14,6 03/X 5 1980 808 14,7 19/IX 5 Sơn Diệm Ngàn Phố 1.166 1 2002 1.582 1,9 20/IX 2 1989 1.535 3,3 06/V 3 2013 1.462 7,2 16/X 4 1988 1.460 7,4 17/X 5 1983 1.445 8,4 01/X 6 Hòa Duyệt Ngàn Sâu 943 1 2010 1283 2,0 17/X 2 1960 1274 2,3 06/X 3 2007 1205 5,6 08/VIII 4 2002 1178 7,7 01/IX 5 1979 1147 10,4 05/IX 7 Linh Cảm La 426 1 1978 825 0,9 29/IX 2 2002 771 1,9 21/IX 3 1988 728 3,5 18/X 4 2010 728 3,5 17/VIII 5 1983 639 10,0 12/X 8 Chợ Tràng Cả 343 1 1978 780 0,5 29/IX 2 1988 666 1,7 16/X 3 2002 545 6,4 21/IX 4 1983 518 8,5 27/X 5 2010 496 10,3 18/X
2.3.2.3. Nước biển dâng do bão
Nước biển dâng do bão là một nhân tố làm cho úng lụt ở hạ du sông Cả thêm trầm trọng. Hằng năm, trên khu vực Bắc Trung Bộ thường chịu ảnh hưởng trực tiếp từ 1 - 2 XTNĐ và ảnh hưởng gián tiếp một số XTNĐ nữa. Đặc biệt, cơn bão DAN (số 9) ngày 13/X/1989 đổ bộ vào Nghệ An với sức gió mạnh nhất 40 - 45 m/s (cấp 13, cấp 14) và gây nước dâng rất cao tại vùng biển Nghệ An – Hà Tĩnh. Mực nước lớn nhất quan trắc được tại trạm TV Cửa Hội là 4,71 m vào lúc 21h ngày 13/X/1989. Mực nước dâng do bão đạt 1,7 - 1,8 m.