Mạng lưới sông Cả có dạng hình cành cây phát triển không cân xứng với chiều dài dòng chính là 531km, 170km chảy trên lãnh thổ Lào, 361 km chảy qua Nghệ An và Hà T nh, sau đó đổ ra Biển Đông tại Cửa Hội.
Sông Cả có mật độ lưới sông trung bình là 0,6km/km2, thuộc cấp mật độ sông suối tương đối dày của miền Bắc Trung Bộ. Phù hợp với phân bố mưa và địa hình, những vùng ít mưa ở dưới thung lũng thấp, mật độ sông suối cũng thưa nhất, chỉ khoảng 0.5km/km2. Ngược lại những vùng núi cao, mưa nhiều thì mật độ sông suối phát triển dày, từ 1 - 1.26km/km2. Hệ số không đối xứng 0,14, hệ số hình dạng 0,29. Lòng sông thuộc loại già, ít bãi bồi, khá ổn định. Có 44 dòng nhánh có diện tích trên 20 km2 đổ vào dòng chính. Có bốn nhánh lớn có diện tích trên 1000 km2 là Nậm Mô, sông Hiếu, sông Giăng, sông La. Các nhánh này phân bố khá đồng đều khoảng 60 km dọc sông chính lại có một nhánh đổ vào.
Một số nhánh sông lớn của hệ thống sông Cả:
- Sông Nậm Mô: sông Nậm Mô bắt nguồn từ dãy núi có độ cao 2.620m
thuộc tỉnh Xiêm Khoảng bên Lào, sông chảy và đổ vào sông Cả tại Cửa Rào. Sông chảy qua vùng có lượng mưa năm nhỏ chỉ đạt trung bình từ 1200
1300mm là vùng mưa nhỏ nhất của Bắc Trung Bộ. Do vậy, mặc dù diện tích lưu vực sông đạt 3970km2 chiếm 14,6% diện tích toàn lưu vực nhưng lượng dòng chảy năm chỉ chiếm 9,3% tổng lượng dòng chảy năm trên toàn diện tích lưu vực. Chiều dài dòng sông chính là 160km, độ rộng lòng sông 3035m, chiều rộng bình quân lưu vực là 38,2km.
- Sông Hiếu: Sông Hiếu là một chi lưu phía tả nhập vào sông Cả ở đoạn
trung lưu tại Ngã ba Cây Chanh. Sông bắt nguồn từ vùng núi cao Phu Hoạt có độ cao đỉnh núi là 2452m thuộc huyện Quế Phong. Thượng nguồn sông chảy qua vùng mưa lớn có lượng mưa năm 2100 2200mm thuộc huyện Quế Phong và chảy về qua hai huyện Ngh a Đàn và Quỳ Châu có lượng mưa năm đạt 1500
1800mm. Phần hạ lưu sông chảy qua huyện Tân Kỳ có lượng mưa nhỏ đạt 1500 1600mm rồi đổ vào sông Cả ở ngã ba cây Chanh. Lòng sông Hiếu h p và dốc từ Thác Dừa trở lên, càng về hạ du sông càng mở rộng ít dốc hơn. Sông
Hiếu có các sông nhánh lớn như sông Chàng, sông Dinh, sông Sào đổ vào trung hạ lưu sông.
- Sông Giăng: sông bắt nguồn từ vùng núi cao của dãy Trường Sơn và
chảy qua vùng mưa lớn có lượng mưa năm trung bình trên lưu vực 2200mm. Lòng sông h p, ngắn và dốc đổ vào sông Cả tại Thanh Tiến. Hướng chảy chính của sông Giăng là hướng song song với sông Cả đến Thác Muối đổi theo hướng Tây Đông phần cửa ra nhập với sông Cả theo hướng Bắc Nam. Dòng sông nhiều thác ghềnh, đáng chú ý nhất là Thác Muối có khả năng xây dựng nhà máy thủy điện, hồ chứa lợi dụng tổng hợp. Sông Giăng là một chi lưu cung cấp nước quan trọng cho sông Cả đoạn trung lưu đồng thời nó cũng là con sông có lượng lũ khá lớn gây ngập lụt cho vùng trung lưu.
- Sông La: Sông La là phụ lưu gần hạ du của sông Cả, đổ vào sông Cả ở Chợ Tràng. Sông La là hợp lưu của sông Ngàn Phố và Ngàn Sâu. Hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu nhập lưu tại Linh Cảm. Đoạn sông từ Linh Cảm đến Chợ Tràng được gọi là sông La.Đây cũng là nhánh sông cung cấp nước quan trọng cho khu vực này. Có thể nhận thấy lưới sông phát triển tương đối đều trong lưu vực, trên phần lưu vực sông Cả thuộc lãnh thổ nước ta, tính đến nay đã xây dựng 660 hồ
chứa loại vừa và nhỏ, 341 đập dâng, 556 trạm bơm, 2 hệ thống thunông.
b. Lưới trạm thủy văn
Trong lưu vực sông Cả, một số trạm khí tượng thu văn được xây dựng khá sớm vào đầu thập niên 20 của thế k trước, nhưng trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp (1946-1954) hầu hết các trạm này phải ngừng hoạt động.
Từ sau năm 1955, nhất là vào các thập niên 60 và 70, hàng loạt trạm khí tượng thu văn đã được xây dựng, tính đến nay có 12 trạm khí tượng, 100 trạm đo mưa và 37 trạm thu văn đã và đang hoạt động thuộc lưới trạm khí tượng thu văn do Bộ Tài Nguyên và Môi Trường quản lý. Ngoài ra, còn có một số
trạm khí tượng thu văn do các ngành và địa phương quản lý. Trong số các trạm thu văn có 17 trạm đo lưu lượng, 11 trạm đo bùn cát lơ lửng. Tuy nhiên, vào các thập niên 70-80 của thế k 20, nhiều trạm thu văn đã ngừng hoạt động.
động, trong đó có 7 trạm đo lưu lượng và cát bùn lơ lửng. Nhìn chung, chất lượng số liệu khí tượng thu văn là đáng tin cậy (Bảng 1-6).
Theo Quyết đinh số 2125/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ về việc ban hành quy trình vận hành liên hồ chứa các hồ: Lưu vực sông Cả trong mùa lũ hằng năm và quyết đinh số 1911/QĐ-TTg ngày 5 tháng 11 năm 2015 của Thủ tướng chính phủ về việc ban hành quy trình vận hành liên hồ chứa các hồ. Phòng Dự báo thủy văn Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ hiện đang tiến hành theo dõi và phục vụ quy trình dự báo phục vụ hoạt động của các hồ chứa trên hệ thống sông. Sơ đồ khối các trạm KTTV và hồ chứa trên lưu vực sông Cả được thể hiện trong hình 1-5.
Bảng 1-7: Danh sách các trạm đo thủy văn trên lưu vực
Trạm thủy văn cấp I Trạm thủy văn cấp II TT Trạm Sông Yếu tố đo Thời kỳ đo Yếu tố Thời kỳ đo
đo
1 Mường Xén Nậm Mô H, Q 1969 - nay
2 Cửa Rào Cả H, Q, S 1957 - 1977
3 Thạch Giám Cả H 1978 - nay
4 Dừa Cả H, Q, S 1959 - nay
5 Yên Cả H, Q, S 1968 - nay
Thượng
6 Con Cuông Cả H 1957 - nay
7 Đô Lương Cả H 1957 - nay
8 Nam Đàn Cả H 1960 - nay
9 Chợ Tràng Cả H 1962 - nay
10 Trung Cả H 1962 - 1989
Lương
11 Bến Thu Cả H 1960 - 1989
12 Cửa Hội Cả H 1962 - nay
13 Cốc Nà Khe H, Q, S 1961 - 1976
Choang
14 Thác Muối Giăng H, Q, S 1967 - 1983
15 Quỳ Châu Hiếu H, Q, S 1960 - nay
16 Ngh a Đàn Hiếu H, Q, S 1959 - 1978 17 Ngh a Hiếu H, Q, S 1978 - nay Khánh 18 Khe Lá Thiêm H, Q 1969 - 1993 19 Chúc A Ngàn Sâu H, Q 1965 - 1983 20 Trại Trụ Thiêm H, Q 1963 - 1981 21 Hướng Đại Ngàn H, Q 1964 - 1976 Trươi
22 Hòa Duyệt Ngàn Sâu H, Q, S 1959 - 1981 H 1982 - 1995
1996 - nay
23 Sơn Diệm Ngàn Phố H, Q, S 1961 - 1981 H 1982 - 1995
1996 - nay
24 Hoà Quân Sông Trai H, Q 1975 - 1990
25 Chu Lễ Ngàn Sâu H 1960 - nay
26 Linh Cảm La H 1959 - nay
27 Hộ Độ Nghèn H 1960 - 1989