CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TAI BIẾN LŨ LỤT
2.6. ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN
2.6.2. Phân bố nƣớc mặt theo không gian và thời gian
2.6.2.1. Phân bố nước mặt theo không gian
Nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa Việt Nam, nhƣng do tác động của các yếu tố địa hình nên các điều kiện khí hậu, thủy văn của khu vực nghiên cứu có những đặc trƣng khác biệt với phần lớn lãnh thổ Việt Nam. Các đỉnh núi cao liên tiếp kéo dài của dãy Trƣờng Sơn chạy song song với đƣờng bờ biển hƣớng bắc - nam có tác động ngăn chặn các hồn lƣu gió mùa đã tạo nên sự khác biệt rất rõ nét của các lƣu vực sông nằm ở hai phía sƣờn núi, đặc biệt là vùng ven biển chân núi. Ngoài ra sự đổi hƣớng của đƣờng bờ biển cũng đem lại sự khác biệt về mặt khí hậu ngay trong dải ven biển. Nằm ở sƣờn đông dãy Trƣờng Sơn, nguồn ẩm gây mƣa của vùng nghiên cứu chủ yếu do các hồn lƣu từ phía đơng mang lại nhƣ khơng khí lạnh, các nhiễu động khí quyển nhƣ bão, áp thấp nhiệt đới... xóa nhịa ảnh hƣởng của các hồn lƣu gió mùa. Xét lƣợng mƣa trung bình trên lƣu vực cho thấy xu thế giảm dần từ tây sang đông tỉnh, dao động từ 3.000 - 4.000mm ở vùng núi cao nhƣ
Quế Sơn, từ 2.000 - 2.500mm ở vùng núi thấp và đồng bằng ven biển: Hiên, Ba Na, Hội Khách, Ái Nghĩa, Giao Thuỷ, Hội An, Đà Nẵng... Tính trung bình hàng năm lƣợng mƣa đạt tới 2978mm tƣơng ứng với 30,2 tỷ m3
nƣớc mƣa. Nhƣng lƣợng mƣa có sự biến đổi theo thời gian rất lớn, trong năm xuất hiện mùa mƣa và mùa khô. Mƣa nhiều ở Quảng Nam từ tháng 9 đến tháng 12, mùa ít mƣa từ tháng 1 đến tháng 8. Riêng tháng 5, 6 xuất hiện đỉnh mƣa phụ, càng về phía Tây của vùng nghiên cứu đỉnh mƣa phụ càng rõ nét hơn, hình thành thời kỳ tiểu mãn trên lƣu vực sơng Bung. Lƣợng mƣa trong mùa nhiều mƣa chiếm 65 - 80% lƣợng mƣa cả năm và thời kỳ mƣa lớn nhất vùng nghiên cứu thƣờng tập trung vào 2 tháng là tháng 10 và tháng 11, với lƣợng mƣa trong 2 tháng này chiếm 40 - 50% lƣợng mƣa cả năm. Do tác động của dãy Trƣờng Sơn nên trong mùa khô, xuất hiện mƣa tiểu mãn vào tháng V, VI.
Nhƣ trên đã trình bày nguồn ẩm gây mƣa cho vùng nghiên cứu rất đa dạng bao gồm các hồn lƣu gió mùa cùng các nhiễu động thời tiết nhƣ dải hội tụ nhiệt đới, bão cùng với các khối khí lạnh. Qua số liệu quan trắc nhiều năm cho thấy lƣợng mƣa do các nhiễu động thời tiết nhƣ bão, áp thấp nhiệt đới, khơng khí lạnh hoạt động đơn lẻ hoặc kết hợp chiếm tỷ trọng rất lớn so với lƣợng mƣa cả năm, có những trận mƣa chiếm tới (20 - 30%) lƣợng mƣa cả năm. Trong những thập kỷ gần đây, các nhiễu động thời tiết (bão, áp thấp nhiệt đới) ảnh hƣởng tới dải ven biển Trung Bộ nói chung và lƣu vực sơng Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam nói riêng lớn vƣợt hơn hẳn so với những thập kỷ trƣớc đó và thƣờng chiếm tới 30,7% số cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào bờ biển Việt Nam. Cùng với sự gia tăng của số cơn bão là sự gia tăng của lƣợng mƣa bình quân năm và mức độ tập trung mƣa càng cao, lƣợng mƣa mùa kiệt càng giảm. Chính chế độ mƣa thất thƣờng này đã quy định cho sự phân bố tài nguyên nƣớc sông suối trong vùng và cũng là nguyên nhân gây ra các hiện tƣợng khô hạn ở khu vực.
Hàng năm trên địa bàn tỉnh Quảng Nam tiếp nhận 30,7 tỷ m3 nƣớc mƣa và đã sinh ra 21,5 tỷ m3 chảy vào mạng lƣới sơng suối, nếu tính trung bình cho tồn diện tích vùng nghiên cứu sẽ đƣợc một lớp dòng chảy 2060mm tƣơng ứng với moduyn dịng chảy 65,6l/s.km2 có hệ số dịng chảy () đạt khá cao tới 0,70 - so với toàn lãnh thổ Việt Nam, đây là khu vực có tiềm năng nguồn nƣớc mặt vào loại phong phú.
Bảng 2.5: Tiềm năng nguồn nƣớc khu vực nghiên cứu
TT Lƣu vực sơng Diện tích
km2 Lƣợng mƣa Lƣợng dịng chảy Hệ số dòng chảy mm 109m3 mm 109m3 1 Thu Bồn 9.366 2978 27,9 2102 21,8 0,71 2 Tam Kỳ 1.040 2720 2,83 1738 1,81 0,64 TỔNG 10.406 30,7 21,5 0,70
Do các điều kiện địa hình nên sự biến đổi lƣợng mƣa theo khơng gian trong vùng nghiên cứu rất lớn, đặc biệt là sự dịch chuyển dần mùa mƣa bão từ bắc vào nam vùng nghiên cứu đã kéo theo sự biến động của lƣợng dịng chảy sơng suối trong vùng, phù hợp với sự phân bố lƣợng mƣa. Những khu vực xuất hiện lƣợng mƣa lớn cũng là khu vực xuất hiện lƣợng dòng chảy trên sơng suối lớn. Ví dụ, tại tâm mƣa Trà My với lƣợng mƣa vƣợt trên 3000mm bao trùm trên một diện rộng cả thƣợng nguồn lƣu vực sông Thu Bồn nên lớp dịng chảy trung bình lƣu vực tại các trạm Nông Sơn (sông Thu Bồn) đạt tới 2400mm tƣơng ứng với moduyn dòng chảy là 80,6l/s.km2, những khu vực đồng bằng lƣợng mƣa giảm xuống chỉ đạt 38,8l/s.km2
(tại Túy Loan), 44,7l/s.km2 (tại Ly ly). Chúng tôi xác định tài nguyên nƣớc cho các khu vực trong tỉnh:
Bảng 2.6: Nguồn nƣớc các sông thuộc Quảng Nam
Sơng Tính đến Flv (km2) X0 (mm) Y0 (mm) Q0 (m3/s) M0 (l/s.km2) W0 (109m3) Vu Gia Thạnh Mỹ 1.850 2.770 1.943 114 61,6 3,60 Ái Nghĩa 5.180 2.420 1.650 271 52,3 8,55 Thu Bồn Nông Sơn 3.150 3.300 2.393 254 80,6 7,54 Giao Thuỷ 3.825 3.300 2.390 308 75,8 9,15
Ái Nghĩa - Giao Thuỷ đến cửa ra 2.000 1.224 1,65
Tam Kỳ An Hoà 1.040 2.800 1.890 62,3 59,9 1,96
Cƣ Đê Vịnh Đà Nẵng 472 2.100 1.310 19,6 41,5 0,82
Ly Ly Vu Gia 275 2.200 1.390 12,3 44,7 0,39
Tuý Loan Thu Bồn 309 2.000 1.224 12,0 38,8 0,38
Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi
+ Sông Thu Bồn từ thƣợng nguồn đến Giao Thủy do nằm trong vùng núi cao Phƣớc Sơn, tâm mƣa lớn của Trà My, Tiên Phƣớc, Ngọc Lĩnh lƣợng mƣa bình quân lƣu vực nhiều năm đạt 3300mm, moduyn dịng chảy năm tồn lƣu vực đạt 75,3l/s.km2. Tổng lƣợng hàng năm của sơng Thu Bồn tính đến Giao Thuỷ là 9,25 tỷ m3
.
+ Sông Vu Gia từ thƣợng nguồn đến Ái Nghĩa gồm 3 nhánh sông lớn hợp thành: Sông Cái chảy trong vùng mƣa lớn Khâm Đức đến Hội Khách gặp sông Bung lui xuống gặp sông Côn rồi chảy về Ái Nghĩa, lƣợng mƣa hàng năm đạt 2420mm, sinh ra dòng chảy ứng với moduyn năm là 52,3l/s.km2. Tổng lƣợng hàng năm của sơng Vu Gia tính đến Ái Nghĩa là 8,55 tỷ m3.
+ Phần cịn lại từ Ái Nghĩasơng Vu Gia và từ Giao Thuỷ sông Thu Bồn đến vùng cửa ra biển Đà Nẵng và Hội An có lƣợng mƣa hàng năm là 2.000mm tổng lƣợng nƣớc trong vùng khoảng 1,65 tỷ m3.
2.6.2.2. Phân bố nước mặt theo thời gian
Lƣợng dịng chảy lớn, nhƣng do tính chất phân mùa nên sự biến động dòng chảy theo thời gian rất lớn. Theo số liệu quan trắc nhiều năm, sự biến động dịng chảy qua các năm trên sơng suối tỉnh Quảng Nam rất lớn với hệ số dòng chảy đều vƣợt trên 0,3 nhƣ hệ số dịng chảy CvNơng Sơn đạt 0,35, CvThạnh Mỹ đạt 0,32. Bên cạnh đó trong từng năm, dịng chảy có sự phân mùa rất rõ rệt:
- Mùa lũ bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vào tháng 12 với lƣợng nƣớc mùa lũ đạt 62,5 - 69,2% lƣợng nƣớc cả năm, tháng có lƣợng nƣớc lớn nhất là tháng 11 đạt 26,5 - 30,9% lƣợng nƣớc cả năm
- Mùa kiệt có lƣợng nƣớc đạt 21,8 - 38,5% lƣợng nƣớc cả năm và tháng có lƣợng nƣớc nhỏ nhất là tháng 4 và chỉ đạt 2,1 - 2,6% lƣợng nƣớc cả năm.
Do tính chất mùa nên sự phân phối dịng chảy giữa các tháng trong năm khơng đều, chênh lệch giữa các tháng nhiều nƣớc và tháng ít nƣớc trong năm là rất lớn.
Dịng chảy lũ
Khu vực nghiên cứu có mùa lũ hàng năm từ tháng 10 - 12. Tuy nhiên mùa lũ ở đây cũng không ổn định, nhiều năm lũ xảy ra từ tháng 9 và cũng nhiều năm sang tháng 1 của năm sau vẫn có lũ, điều này chứng tỏ lũ lụt ở khu vực nghiên cứu có sự biến động khá mạnh mẽ.
- Lũ xảy ra vào tháng 9 đến nửa đầu tháng 10 gọi là lũ sớm.
- Lũ xảy ra vào tháng 12 hoặc sang tháng 1 năm sau gọi là lũ muộn.
- Lũ lớn nhất trong năm thƣờng xảy ra vào nửa cuối tháng 10 và 11.
a. Lũ sớm: Lũ xuất hiện vào tháng 9 đến nửa đầu tháng 10 hàng năm đƣợc coi là lũ
sớm. Theo thống kê lũ lớn hàng năm trên các sông vùng nghiên cứu đạt 25 - 32%. Lũ sớm thƣờng có biên độ khơng lớn vì trong thời gian này chỉ xuất hiện một hình thái thời tiết nhƣ bão hoặc áp thấp nhiệt đới gây nên những trận mƣa có cƣờng độ khơng lớn lắm, diện mƣa cũng chƣa đủ rộng, thời gian mƣa khơng dài, trong khi đó mặt đất lại mới trải qua thời kỳ khô hạn, khả năng thấm trữ nƣớc trong đất lớn, lƣợng nƣớc trong các sơng suối cịn thấp. Lũ sớm thƣờng là lũ một đỉnh.
b. Lũ muộn: Lũ xuất hiện vào tháng 12 và nửa đầu tháng 1 năm sau đƣợc coi là lũ muộn. Nhìn chung lũ muộn ở vùng nghiên cứu và vùng phụ cận chỉ còn 20 - 30% số năm đạt tiêu chuẩn dòng chảy lũ. Theo thống kê lũ muộn hàng năm trên các sơng vùng nghiên cứu chỉ cịn 24 - 28%. Thời gian này dịng chảy trong các sơng ở mức tƣơng đối cao do nƣớc ngầm cung cấp, rất hiếm trƣờng hợp xảy ra những trận mƣa có khả năng gây lũ lớn.
Trong tháng 12 đƣợc xếp vào mùa lũ nhƣng mƣa đã giảm nhiều, thời tiết gây mƣa chủ yếu do gió mùa Đơng Bắc các trận mƣa chỉ xảy ra trong thời gian 10 ngày giữa tháng 12.
Bảng 2.7: Đặc trƣng dòng chảy mùa lũ trên sông tỉnh Quảng Nam
Đặc trƣng Thạnh Mỹ Cái (1850 km2) Nông Sơn (3155km2) Mùa Các đặc trƣng thể hiện Mùa lũ Q (m3/s) 300 734 M (l/s/km2) 162 233 TGXH 10 - 12 10 - 12 % so với năm 62,6 68,2 Tháng lớn nhât Q (m3/s) 385 978 M (l/s/km2) 208 310 TGXH 11 11 % so với năm 26,7 30,3
Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi
c. Lũ chính vụ: Nửa cuối tháng 10 và tháng 11 là 2 tháng mƣa lớn nhất do nhiều hình thái thời tiết nhƣ: bão, áp thấp nhiệt đới, không khí lạnh, gió mùa Đơng Bắc gây ra những đợt mƣa lớn kéo dài ngày, trong khi đó mặt đất đã đạt đến mức bão hòa do mƣa lũ sớm tạo nên, mực nƣớc các sông suối đã đƣợc nâng lên ở mức cao do đó lũ giữa mùa thƣờng là lũ lớn nhất trong năm.
Bảng 2.8: Tần suất lƣu lƣợng đỉnh lũ lớn nhất trên các sông tỉnh Quảng Nam
Trạm Flv (km2) Qmax (m3/s) Cv Cs Qp (m3/s) 0,1% 0,5% 1% 5% Thạnh Mỹ 1.850 3459 0,49 0,98 11.171 9.372 8.574 6.628 Nông Sơn 3.150 6036 0,38 0,76 15.707 13.579 12.620 10.233
Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi
Trong vòng 32 năm trở lại đây (1976 - 2007) tại các trạm thuỷ văn trên sông tỉnh Quảng Nam đã đo đƣợc đỉnh lũ lớn nhất nhƣ sau:
Bảng 2.9: Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc đƣợc tại các trạm thuỷ văn
Trạm Thạnh Mỹ Nông Sơn
Qmax (m3/s) 7000 10815
Thời gian xuất hiện 20/11/1998 12/11/2007
Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi
Điều kiện địa hình dốc, mạng lƣới sơng suối phát triển hình tỏa tia, mức độ tập trung mƣa lớn cả về lƣợng lẫn về cƣờng độ trên phạm vi rộng nên lũ trên các sông suối của lƣu vực sơng Thu Bồn mang đậm tính chất lũ núi với các đặc trƣng: cƣờng suất lũ lớn, thời gian lũ ngắn (cả thời gian lũ lên lẫn thời gian lũ xuống), đỉnh lũ nhọn, biên độ lũ lớn.
ở thƣợng du luôn diễn ra hàng năm là mối đe doạ thƣờng xuyên ở sông Thu Bồn. Hàng năm trên sông Thu Bồn xuất hiện từ 4 - 5 trận lũ, năm nhiều nhất có tới 7 - 8 trận lũ. Lũ lớn nhất trong năm thƣờng xuất hiện trong tháng 10 và 11. Lũ lớn xảy ra với tần suất cao trên lƣu vực sơng Thu Bồn, có tới 50% số năm quan trắc xuất hiện những trận lũ vƣợt báo động III (tại Câu Lâu) và moduyn đỉnh lũ trung bình tại trạm quan trắc đạt từ 1,6 - 1,7m3/s.km2. Lũ đặc biệt lớn đã xảy ra trên sơng Thu Bồn vào tháng 11/1964 có lƣu lƣợng đỉnh lũ tại trạm Nông Sơn là 18.250m3/s ứng với moduyn đỉnh lũ 5,79m3
/s.km2.
d. Lũ tiểu mãn: Lũ tiểu mãn thƣờng xuất hiện vào tháng 5 hoặc tháng 6, có năm vào tháng
7. Lũ tiểu mãn thƣờng không lớn lắm, nguyên nhân gây lũ là những trận mƣa rào với cƣờng độ lớn, thời gian lũ ngắn, thƣờng là lũ đơn một đỉnh.
Bảng 2.10: Các đặc trƣng lũ tiểu mãn trên lƣu vực sông Thu Bồn
Trạm Lũ tiểu mãn
Q(m3/s) Cv
Thạnh Mỹ 815 0,87
Nông Sơn 1.242 0,72
Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi
Nhìn chung lũ lụt vùng nghiên cứu diễn biến khá phức tạp, do ảnh hƣởng của bão kết hợp với hoạt động khơng khí lạnh thƣờng gây mƣa lớn trên diện rộng thêm vào đó với địa hình dốc nên khả năng tập trung nƣớc nhanh, sông suối lại ngắn nên lũ vùng này rất ác liệt, lũ lên nhanh, xuống nhanh, cƣờng suất lũ lớn. Lũ các sơng Quảng Nam có lũ đơn, lũ kép; lũ kép 2 đến 3 đỉnh đặc biệt một số trận lũ có 4 đến 5 đỉnh nhƣ lũ tháng 11/1999 có tới 5 đỉnh trong đó có 4 đỉnh trên báo động cấp III.
Dòng chảy kiệt
Ở lƣu vực Vu Gia - Thu Bồn, mùa kiệt kéo dài từ tháng 1 đến tháng 9 hàng năm. Dòng chảy nhỏ nhất trên lƣu vực phần lớn rơi vào tháng 4, những năm ít hoặc khơng có mƣa tiểu mãn vào tháng 5, 6 thì dịng chảy nhỏ nhất vào tháng 7 và tháng 8 (bảng 13). Các sơng có diện tích lƣu vực trên 300km2
thì tháng có dịng chảy nhỏ nhất thƣờng là tháng 4, với lƣu vực có diện tích dƣới 300km2
thì tháng có dịng chảy nhỏ nhất vào tháng 8.
Bảng 2.11: Đặc trƣng dịng chảy kiệt trên sơng tỉnh Quảng Nam
Đặc trƣng Thạnh Mỹ - Vu Gia
(1850 km2)
Nông Sơn - Thu Bồn
(3155km2) Mùa Các đặc trƣng thể hiện Mùa kiệt Q (m3/s) 59,9 114 M (l/s/km2) 32,4 36,1 TGXH 1 - 9 1 - 9 % so với năm 37,4 31,8 Ba tháng nhỏ nhất Q (m3/s) 44,9 82 M (l/s/km2) 24,3 26 TGXH 2 - 4 3 - 5
% so với năm 9,35 7,62 Tháng nhỏ nhất Q (m3/s) 38,1 68 M (l/s/km2) 20,6 21,6 TGXH 4 8 % so với năm 2,65 2,11 (Nguồn: Dự án VIE 08)
Dòng chảy mùa kiệt phụ thuộc vào trữ lƣợng nƣớc trong sơng và lƣợng mƣa trong mùa cạn. Có thể chia mùa cạn thành 2 thời kỳ:
+ Thời kỳ dòng chảy ổn định: dòng chảy thời gian này chủ yếu là do lƣợng nƣớc trữ trong lƣu vực sông cung cấp nên xu hƣớng giảm dần theo thời gian và sau đó ổn định (thƣờng từ tháng 1 đến tháng 4 hàng năm).
+ Thời kỳ dịng chảy khơng ổn định: từ tháng 5 đến tháng 7 hàng năm dịng chảy thƣờng khơng ổn định do nguồn cung cấp nƣớc cho dòng chảy thời kỳ này ngoài nƣớc ngầm cịn có lƣợng mƣa trong mùa cạn (chủ yếu là mƣa tiểu mãn tháng 5 và tháng 6) do đó các sơng suối trong năm xảy ra 2 lần có dịng chảy kiệt nhất, lần thứ nhất vào tháng 3, 4 và lần 2 vào tháng 7, 8.
Dòng chảy mùa kiệt chiếm 30 - 35% lƣợng nƣớc cả năm. Vùng có dịng chảy mùa kiệt lớn nhất là thƣợng nguồn các sơng với moduyn trung bình dịng chảy mùa kiệt dao động từ 30 - 40l/s.km2. Vùng có dịng chảy mùa kiệt nhỏ nhất là vùng thuộc phía Bắc và Tây Bắc tỉnh Quảng Nam thuộc lƣu vực các sơng Bung, Kơn với moduyn dịng chảy mùa kiệt chỉ còn 10l/s.km2.
Bảng 2.12: Đặc trƣng thống kê dòng chảy nhỏ nhất các trạm trong lƣu vực
Trạm Flv (km2) Qk (m3/s) Cv Cs Qkp (m3/s) 75% 90% Thạnh Mỹ 1850 30,8 0,28 0,60 24,7 20,5 Nông Sơn 3150 49,0 0,30 0,60 38,5 21,4 (Nguồn: Dự án VIE 08)
Do tác động của các cơ chế gây mƣa khác nhau nên trong mùa kiệt thƣờng xuất hiện lũ tiểu mãn vào tháng 5, 6 nhƣng không thƣờng xuyên, do vậy thời kỳ xuất hiện ba tháng có dịng chảy nhỏ nhất cũng nhƣ tháng có dịng chảy nhỏ nhất trong năm không ổn