1. Nguyên nhân gây ra lũ lớn
Ngoài nguyên nhân chính là do mưa lớn cả lượng lẫn cường độ lũ lớn trên sông Hương còn có những nguyên nhân sau: [21, 38]
- Địa hình: Do đặc điểm địa hình mà các sông thường ngắn, dốc, mật độ sông suối cao. Vào mùa lũ, do thượng nguồn dốc, độ dài tập trung nước ngắn nên lũ tập trung nhanh, tốc độ truyền lũ lớn, mực nước trên các sông chịu tác động của lũ là chính, ảnh hưởng của thủy triều bị mờ yếu (nhất là vào tháng 10, tháng 11). Khi lũ lớn về mực nước trên các triền sông dâng cao, dọc 2 bờ của các sông vùng hạ du không có đê nên nước lũ chảy tràn bờ vào vùng đồng bằng làm cho vùng này bị ngập lũ.
- Sông suối chảy qua 80 90% đồi núi nơi có mưa rất lớn, lại bị che chắn bởi dải cát ven biển, dòng chảy lũ tràn ra cánh đồng hẹp kết hợp với đầm phá Tam Giang - Cầu Hai tạo ra một “hồ chậm lũ” lớn.
- Sông nhiều mà cửa biển ít. Có 6 sông chính và có 2 cửa thông ra biển Thuận An và Tư Hiền. Nước từ “hồ chậm lũ” điều tiết qua 2 cửa biển quá nhỏ làm cho độ ngập đồng bằng và thành phố Huế càng lớn. Mặt khác, Bàu, Trằm, Phá, Đầm xưa là những hồ điều tiết tốt ngày nay đã bị lấp, bị cạn, sức chứa của “hồ” cũng giảm đáng kể. Cửa sông lại di động, đóng mở không ổn định. Mùa cạn bồi lấp - cửa đóng, mùa lũ nước không tiêu thoát được gây úng ngập trầm trọng, nước tích lại dâng cao dễ gây ra hiện tượng lũ quét.
- Độ lớn và mức độ trùng hợp của lũ từ thượng nguồn tại các nhánh sông Tả Trạch, Hữu Trạch, sông Bồ.
- Cường độ tập trung và lượng mưa tại bản thân vùng đồng bằng. - Chế độ thủy triều của biển Đông trong thời gian có mưa lũ lớn.
2. Hướng chảy của dòng chảy lũ trong thời kỳ chính vụ
Tất cả các công trình bên dòng chính sông Hương, sông Bồ nhiệm vụ chống lũ tiểu mãn, lũ sớm và cấp nước phục vụ sản xuất cho vụ h’ thu là vụ trồng cấy chính của vùng hạ lưu lưu vực sông Hương. Trong thời gian xảy ra lũ tiểu mãn, lũ sớm, các cống được đóng hoàn toàn, các đập ngăn đều có cao trình vượt quá cao trình lũ bình thường nên hầu như không có hiện tượng phân lũ từ dòng chính sông Hương vào vùng đồng bằng. Do lũ chính vụ quá lớn chưa có biện pháp nào để chống được nên trong vùng hạ lưu các lưu vực được áp dụng một cơ cấu cây trồng và thời vụ hợp lý để tránh thời gian xảy ra lũ chính vụ. Nhân dân địa phương hiện đang lợi dụng lũ chính vụ để lấy phù sa cải tạo đồng ruộng, tăng độ phì của đất đồng thời góp phần cải tạo môi trường (nhờ lũ để diệt chuột, sâu bọ, làm sạch rác rưởi cho đồng ruộng), nhưng không muốn lũ quá lớn làm ngập lụt đường giao thông, phá hủy cơ sở hạ tầng, ngập khu dân cư gây xáo động đến đời sống sinh hoạt của con người. Vì vậy vào mùa lũ chính vụ tất cả các cống bên dòng chính được mở, mực nước lũ cao hơn đỉnh đập được tràn. Như vậy, khi lũ chính vụ lớn, nước lũ sông Hương sẽ được phân vào đồng bằng Tả sông Hương, Hữu sông Bồ qua cửa Nham Biều sau đó trở lại sông Hương qua sông Bạch Mã và đoạn dưới An Hòa, một phần đi ra sông Bồ qua 2 cửa của kênh 7 xã và kênh 5 xã. Bên bờ Hữu sông Hương, lũ tràn vào đồng bằng Nam sông Hương thông qua cống Phú Cam, Đập Đá, La ỷ và khi nước lớn thì tràn qua đường phố suốt dọc bờ hữu từ dưới Bao Vinh đến tận cửa sông. Nước lũ tràn vào đồng bằng Nam sông Hương sẽ được thoát ra đầm phá ven biển bằng các cống Phú Thượng, Cầu Long, Cống Quan và chủ yếu là tràn qua tuyến đê ven đầm phá.
Trong khu vực thành phố Huế (đoạn từ Phú Cam đến Bao Vinh) với cao trình bờ tả (đường Trần Hưng Đạo) từ + 2,7 đến + 2,9 m, mực nước ở sông Hương lên trên cao trình này sẽ tràn vào thành phố bên bờ tả, vào khu vực thành nội và theo các kênh, sông trong nội thành (sông Ngự Hà, hệ thống kênh tiêu...) rồi lại trở về sông Hương theo sông Đông Ba, sông Bạch Yến. Dòng chảy tràn này không đáng kể, vì trong khu vực thành phố, nhà cửa nhiều, bốn mặt là sông nằm trong hệ thống sông Hương nên chỉ bị nước dềnh và có tính chất trữ khi mực nước sông lên cao. Bờ hữu sông Hương có đường Lê Lợi nằm sát và chạy song song với sông
Hương có cao trình từ + 3,2 đến + 3,0 m. Khi nước lũ trên sông Hương lên cao tràn qua đường Lê Lợi vào đồng bằng Nam sông Hương và thoát ra ngoài đầm phá chứ không trở lại sông Hương. Tuy nhiên, cũng do khu vực bờ Hữu sông Hương đã phát triển thành khu dân cư khu phố mới của thành phố Huế, nhà cửa dày đặc nhiều đường ngang, ngõ tắt, tường bao nên lượng lũ thoát qua đây cũng không lớn.
Năm nào thành phố Huế cũng bị ngập lụt do mưa lớn và lũ sông Hương tràn vào. Trong 25 năm trở lại đây, có 13 năm tại Kim Long có Hmax ỵ 3,5 m (trung
bình 2 năm l lần) lũ tràn qua đường Trần Hưng Đạo và Lê Lợi. Những năm Hmax
è 3,5 m lũ xâm nhập nội thị bằng các sông kênh. Đặc biệt thành nội hàng năm bị ngập úng nghiêm trọng. Hệ thống điều tiết và tiêu thoát nước sông Ngự Hà và hơn 50 hồ ao lớn nhỏ được nối thông với nhau bằng hệ thống cống rãnh gạch đá kiên cố. Sông Ngự Hà bị bồi lấp và lấn chiếm đã được nạo vét. Hồ ao bị san lấp, số còn lại bị cạn, cống rãnh bị cạn. Mùa mưa khách tham quan phải lội nước. [15]
3. Lũ lụt sông Hương
- Trong 50 năm gần đây, trên sông Hương đã xuất hiện những trận lũ lớn. Tại Kim Long, mực nước cao nhất vượt quá + 4,50 m với tần suất ngày càng tăng (Bảng 2.2.2).
Bảng 2.2.2. Thống kê mực nước lũ các năm tại Thừa Thiên Huế
Năm 1953 1975 1988 1990 1995 1996 1999
Zmax (m) 5,48 4,53 4,88 4,56 4,65 4,55 5,80
(Trận lũ lớn năm 1969 không có số liệu)
- Lưu lượng nước lớn nhất mùa lũ chính vụ tại một số vị trí trên hệ thống sông Hương (Bảng 2.2.3).
Bảng 2.2.3. Lưu lượng lũ lớn nhất chính vụ trên sông Hương
Trạm Năm Thượng Nhật (m3/s) Tuần (m3/s) (nhánh Tả Trạch) Bình Điền (m3/s) Cổ Bi (m3/s) Kim Long (m3/s) 1953 8.000 4.000 4.000 12.500 1983 1.470 4.020 2.850 1984 1.330 2.400 2.510 1985 892 1.655 2.120 1999 771 7.370 5.320 3.420 14.000
- Lũ tiểu mãn trên sông Hương rất lớn, có năm là lũ lớn nhất trong năm (Bảng 2.2.4).
Bảng 2.2.4. Lũ tiểu mãn thực đo trên sông Hương
Trạm Năm Cổ Bi (m3/s) Bình Điền (m3/s) Thượng Nhật (m3/s) 1979 399 (22/6) 324 (22/6) 1983 468 (26/6) 1.263 (25/6) 592 (25/6) 1984 815 (01/8) 280 (17/5) 253 (12/6) 1985 1.060 (19/6) 2.030 (18/6) 404 (18/6)
- Độ dốc mặt nước giữa Tuần và Kim Long tăng dần theo độ lớn của lũ (Bảng 2.2.5).
Bảng 2.2.5. Mực nước lớn nhất trên sông Hương qua các trận lũ lớn
Năm Hmax (m) tại Tuần Hmax (m) tại Kim Long Hmax (m)
1953 9,38 5,48 3,90
1983 8,47 4,88 3,60
1975 7,80 4,30 3,50
1999 12,59 5,81 6,78
- Mực nước lũ lớn nhất dọc sông Hương trận lũ 11/1999 (theo điều tra vết lũ [38]) (Bảng 2.2.6).
Bảng 2.2.6. Mực nước lũ lớn nhất dọc sông Hương
Vị trí Hmax (m) Vị trí Hmax (m)
Lương Miêu 3 19,33 Vĩ Dạ 4,51
Lương Miêu 4 17,81 La ỷ 4,24
Tuần 12,59 Sình 4,25
Hương Hồ 6,96 Đập Thảo Long 3,90
Kim Long 5,81 Cầu Thuận An 3,10
Cầu Bạch Hổ 5,54 Cầu Phú Bài 3,42
Cầu Phú Xuân 4,91 Cầu Long 3,35
- Theo ước tính lũ lớn nhất khả năng (PMF) tại tuyến công trình Tả Trạch của trường Đại học Thủy lợi QPMF = 19.300 m3/s và của Công ty tư vấn xây dựng Thủy lợi I QPMF = 21.100 m3/s.
4. Tổ hợp lũ sông Hương
- Lũ trên sông Hương rất lớn cả chính vụ lẫn tiểu mãn.
- Do địa hình chia cắt lũ, lũ xảy ra không đều trên cả 3 sông nhánh ở thượng nguồn: Tả Trạch, Hữu Trạch, sông Bồ:
+ Trận lũ 1953: Lũ lớn nhất trên Tả Trạch gặp lũ lớn nhất khá lớn trên Hữu Trạch và sông Bồ;
+ Trận lũ 1983: Lũ khá lớn trên Tả Trạch và Hữu Trạch và lũ tương đối lớn trên sông Bồ;
+ Trận lũ 1999: Lũ lớn nhất và lũ lớn thứ hai trên sông Bồ, sông Tả Trạch gặp nhau.
- Các trận lũ 1953, 1983 có mưa rất lớn ở thượng nguồn, còn trận lũ 1999 lại do mưa rất lớn ở vùng đồng bằng và mưa khá lớn ở thượng lưu (so sánh tương đối).
- Thứ tự xuất hiện lũ lớn nhất hàng năm giữa 3 trạm Kim Long, Thượng Nhật, Phú ốc (mực nước lớn nhất năm) cho thấy: Lũ đặc biệt lớn xảy ra trên sông Bồ cùng cấp với sông Hương (lũ 1999, 1983) trong khi đó lũ trên sông Tả Trạch (nhánh Thượng Nhật) xảy ra không đồng kỳ. Điều này được lý giải lũ sông Hương chịu tác động chủ yếu bởi sông Tả Trạch với nhánh LeNo và BaRan có tâm mưa lớn Bạch Mã, không phải là sông Thượng Nhật nơi có trạm thủy văn Thượng Nhật.