1.3. Đặcăđi măkhíăh uăth yăvĕnăc aăkhuăv c
1.3.1. Các đặc trưng thủy văn dòng chảy
Dòng ch y trong sông không nh ngăthayăđ i từ nĕmănƠyăquaănĕmăkhácămƠăcònă thayăđ i từ thángănƠyăquaăthángăkhácătrongănĕm.ăQuáătrìnhăthayăđ i dòng ch y trongănĕmămangătínhăchuăkỳ rõ rệt. Th i kỳ n c l n,ăn c nh hình thành xen
k nhau và ph thu c vào tính tu n hoàn c a các y u t khí h u. S thayăđ i có tính chu kỳ này g i là s phân ph i dòng ch yătrongănĕm.
1.3.1.1. Phân mùa dòng chảy năm
Dòng ch yătrênăcácăsôngăcóăhaiămùaălƠămùaălũăvƠămùaăc n.ăĐể xácăđnh ranh gi i gi aăcácămùa,ăthôngăth ngăng i ta dùng ch tiêuăv t trung bình. Theo ch tiêuănƠy,ămùaălũăg m nh ng tháng liên ti p có P (Qtháng>QTBnĕm)ă>ă50%,ă vƠăng c l i là mùa c n.
Hình 1. 2: B n đ m ng l i sông, su i huy n Qu ng Tr ch 1.3.1.2. Dòng chảynăm
Dòng ch yănĕmălƠăl ng dòng ch y s n sinh ra c aăl uăv c trong th iăđo n bằng m tănĕmăcùngăv i s thayăđ i c aănóătrongănĕm.ăS thayăđ i dòng ch y theo
th i gian trong m tănĕmăđ c g i là phân ph i dòng ch yănĕm.ăNh ăv y khái niệm dòng ch y nĕmăbaoăhƠmăl ng dòng ch yănĕmăphơnăph i dòng ch y trong nĕm.
Dòng ch yănĕmăđ c biểu th b iăcácăđặcătr ngăsau:
Tổng lượng dòng chảy năm: T ngăl ng dòng ch yănĕmăc a m tăl uăv c sông th ngăđ c ký hiệu Wn,ăđ năv tính m3:ălƠăl ng dòng ch y qua mặt cắt cửa ra c aăl uăv c trong kho ng th i gian bằng m tănĕm.
Lưu lượng dòng chảy bình quân năm: L uă l ng dòng ch yă bìnhă quơnă nĕm,ă th ng ký hiệu Qn,ăđ năv tính (m3/s):ălƠăl uăl ng tính bình quân cho th iăđo n m tănĕm.ăTheoăđ nhănghĩaătaăcó:ă
T
Qn =Wn (1.1)
Trongăđó:ăWn là t ngăl ng dòng ch yănĕm;ăTălƠăth i gian c a m tănĕmătínhă bằng giây: T = 31,5 x 106 (s giơyătrongănĕm).ăS thayăđ iăl uăl ng dòng ch y trong m tănĕmătrongăcácătƠiăliệuăđoăđ c th yăvĕnăth ngăđ căl uătr d i d ng b ng giá tr l uăl ng bình quân ngày hoặcăl uăl ngăbìnhăquơnătháng.ăKhiăđóă l uăl ng dòng ch yăbìnhăquơnănĕmăđ c tính theo công th c:
n Q Q
n
i i n
=
= 1 (1.2)
Trongăđó:ănălƠăs th iăđo n tính toán l y bằng s ngƠyătrongănĕmă(n u tính trung bìnhătheoăl uăl ng bình quân theo ngày) và l y bằng s thángătrongănĕmăă(n u tínhătrungăbìnhătheoăl uăl ng bình quân theo tháng).
Mô đun dòng chảy năm: Môăđunădòngăch yănĕm,ăkỦăhiệu Mn,ăđ năv (l/s.km2), lƠămôăđunădòngăch y tính cho th iăđo n m tănĕm:
103
= F
Mn Qn (1.3)
Lớp dòng chảy năm: kí hiệu Yn,ăđ năv (mm), là l p dòng ch y tính cho th i đo n m tănĕm:
10−3
= F
Yn Wn (1.4)
Từ (1.4) có thể rút ra biểu th c tính t ngăl ng dòng ch yănĕmătheoăl p dòng ch yănĕm:ă
103
=Y F
Wn n (1.5)
Hệ s dòng ch y nĕm:ăkíăhiệu là tỷ s gi a l p dòng ch yănĕmăvƠăl ngăm aă nĕmăt ngă ng:
n n
X
= Y
(1.6)
Cácăđ iăl ng biểu th dòng ch yănĕmăQn, Wn, Mn, Yn trên có thể tính chuyển đ iăđ c l n nhau, chẳng h n:
3 3
6 31,5 10 10
10 5 ,
31 = =
= Q M F Y F
Wn n n n (1.7)
Dòng chảy chuẩn hay còn gọi là chuẩn dòng chảy năm: là tr s trung bình c a đặcătr ngădòngăch yănĕmătrongăth i kỳ nhi uănĕmăđưăti n t i năđnh, v iăđi u kiện c nh quanăđ aălỦ,ăđi u kiệnăđ a ch tăkhôngăthayăđ i, không kể đ n quy lu t t nhiên c a dòng ch y do các ho tăđ ng dân sinh kinh t conăng i.
Dòng ch y chuẩn bao g măcácăđặcătr ngăsau:ăL uăl ng bình quân nhi uănĕmă Q0, t ngă l ng dòng ch y bình quân nhi uă nĕmă W0,ă môă đună dòngă ch y bình quân nhi uănĕmăM0, l p bình quân dòng ch y bình quân nhi uănĕmăY0, hệ s dòng ch y bình quân nhi uănĕmă0.
0 0
0 X
= Y
(1.8)
Dòng ch y chuẩnătheoăđặcătr ngăl uăl ngăđ c tính theo công th c:
=
+
= → n i
n Qi
Q n
1 0
lim 1 (1.9)
N u s nĕmăquanătrắc dòng ch yănĕm n là h u h n ta có:
=
= n
i i
n Q
Q n
1
1 (1.10)
Trongăđó:ănălƠăs nĕmăcóăs liệu quan trắc dòng ch yănĕm;ăQi lƠăl uăl ng bình quân dòng ch yănĕmăth iă(i=1,ă2,ăầ,ăn);ăQn là giá tr trung bình c aăl uăl ng bìnhăquơnănĕmătínhătrongăth iănănĕmăquanătrắc. Theo công th că(1.9),ăl uăl ng
bình quân Qn→ Q0 khi s nĕmăquanătrắcătĕngălênăvôăh n. Trong th c t s liệu c a t ng thể,ănh ngăkhiănăđ t giá tr đ l n thì Qn đ t giá tr năđ nhăvƠătaăcoiăđóă chính là dòng ch y chuẩn Q0. Tr s bình quân Qn đ c coi là giá tr năđ nh, n u ta thêm m t s nĕmăquanătrắc n a thì tr s trung bình Qnítăthayăđ i:
= + = + +=
= n m
i i m
n n
i i
n Q
m Q n
n Q Q
1 1
1
1 (1.11)
Trongăđó:ăQn+m là giá tr l uăl ng bình quân khi ta b sungăthêmămănĕmăquană trắc n a. Dòng ch y ph iăđ căxétătrongăđi u kiện c nhăquanăđ aălỦăvƠăđi u kiện đa ch tăkhôngăthayăđ i và không kể đ n s nhăh ng c a các ho tăđ ng dân sinh kinh t conăng i,ăđơyălƠăyêuăc u v tínhăđ ng nh t khi ch n m u th ng kê.
Th c ra các ho tăđ ng dân sinh kinh t conăng i ít nhi uăcóătácăđ ngăđ n s hình thành dòng ch y sông ngòi. N u s tácă đ ng c aă conă ng i nhă h ng không l năđ n quy lu t hình thành dòng ch yăsôngăngòiăthìătácăđ ngănƠyăđ c coiălƠăkhôngăcó.ăTrongătr ng h p s tácăđ ngănƠyălƠăđángăkể (chẳng h n việc xây d ng các h ch a l n th ng ngu n, việc chuyểnăn căsôngăsangăl uăv c khác..), trong tính toán th yăvĕnăph i lo i trừ nh ng nhăh ng này bằng cách khôi ph c l i tr ng thái t nhiên c a dòng ch y sông ngòi.
Tr s dòng ch y chuẩn biểu th m căđ phong phú c a ngu năn c. Dòng ch y chuẩn càng l năl ngăn căcƠngăphongăphúăvƠăng c l i.
Dòng ch yănĕmăc a m t con sông có s bi năđ i l n theo th i gian và không gian. Do v yăđểtínhătoánăđ c chuẩn dòng ch yănĕm,ătr c h t ph i nghiên c u s bi năđ i c a dòng ch yănĕmăk t h p v i s bi năđ i c aăm aănĕmăđể ch n th i kỳ tính toán h pălỦ.ăVìăkhiăn c trong sông l năh năbìnhăth ng g i là mùa lũ,ăcòn th i kỳ nh h năbìnhăth ng g i là mùa kiệt.ăNg i ta phân chia mùa theo tiêu chuẩnănh ăsau:ăCácăthángălũălƠăcácăthángăcóăl uăl ng dòng ch y bình quân tháng l năh năl uăl ng dòng ch yăbìnhăquơnănĕmăv i t ng su t xu t hiện l năh nă50%:
(Qtha ngluQna m)50%
P (1.12)
Hệ số phân tán của chuỗi dòng chảy năm Cv: là tham s th ng kê c aăđ iăl ng dòng ch yănĕm.ăKhiăs nĕmăđoăđ tăđ l n thì hệ s phơnătánăđ că căl ng theo công th c sau:
1 ) 1 1(
2 0
0
0 −
= −
= =
n Q Q Q
Cv Q
n
i i Q
Q
(1.13)
Hiệnănayătrongătínhătoánăth ng sử d ng hai lo i mô t phân ph i dòng ch y nĕm:
Lo i th nh t mô t s thayăđ i dòng ch y theo th iăgian:ăquáătrìnhăl uăl ng hoặc (t ngăl ng dòng ch y) v i th iăđo n tu n, tháng hoặc mùa. Th iăđo n tính bình quân càng ngắnăthìăđ chínhăxácăcƠngăcaoănh ngăkh iăl ng tính toán l n.
B i v yănênăng i ta hay ch năgiaiăđo năthángăđể mô t s thayăđ i dòng ch y trongănĕm.
Lo i th hai mô t phân ph i dòng ch y theo d ngăđ ngăduyătrìăl uăl ng bình quân ngày. Lo i này không mô t s thayăđ iăl uăl ng theo th i gian mà ch xem xét theo th i gian duy trì m tăl uăl ng nào c năxácăđnh.
Các nhân t nhă h ngă đ n dòng ch yă nĕmă trongă th iă đo n m tă nĕm,ă l ng dòng ch yănĕmăph thu c vào hai nhân t quan tr ngălƠăl ngăm aă(X)ăvƠăb c h iă nĕmă (Z).ă L ngă m aă nĕmă quy tă đnh m că đ phong phú c a dòng ch y nĕm,ăvƠăph thu căvƠoăcácăđi u kiện hình thành ch đ vƠăl ngăm aăc a nó.
B căh iănĕmăph thu căvƠoăđi u kiện khí h u và nhân t đệm.ăXétătrongăđi u kiện nhi uănĕm,ăm căđi u hòa dòng ch y gi aăcácănĕmăph thu c vào s thay đ iăl ngă m aă trongă th i kỳ nhi uănĕm.ă L ngăn cătrênă l uă v c trong m t nĕmăph n ánh kh nĕngăđi u ti t dòng ch y c aăl uăv c từ nĕmănƠyăsangănĕmă khác.
V y chuẩn dòng ch yănĕmăcóătínhă năđ nhăđ c quy tăđ nh b iă2ăđi u kiện:
LƠăđ iăl ng trung bình nhi uănĕm,ăn u thêm vào chu i nhi uănĕmănƠyăm t s nĕmăquanătrắc thì giá tr c a chúng h uănh ăkhôngăthayăđ i hoặcăthayăđ i r t ít.
Là hàm s ch y u c a các nhân t khí h u:ăm aăvƠăb căh i,ăngayăc b n thân tr s trung bình nhi uănĕmăc a các nhân t nƠyăcũngăph i là nh ngăđặcătr ngă khí h u năđ nh c a m t vùng hoặc c a m tăl uăv c.
1.3.1.3. Dòng chảy lũ
L ng dòng ch y trong mùa lũ chi m x p x 65% - 70%ăl ng dòng ch y trong c nĕm.ăĐ i v iănĕmăn c l n t lệ nƠyălênăđ n 75% , cònănĕmăítăn c t lệ nƠy
xu ng còn 50%.Nh ăv y s phân ph iăl ngăn c gi a các mùaătheoăcácănĕmă cũng có s bi năđ ngăt ngăđ i l n.Theo k t qu từ tƠi liệu quan trắc t i các tr m thuỷ vĕn, v i chu i s liệuăđóăcóăthể th y rằngăl ng dòng ch y trong các sông su i Qu ng Bình v mùaălũăcũngăkháăl n. Trung bình m iămùaălũăhƠngă nĕmăcácăsôngă Qu ngăBìnhăđưăđ aăraăbiển kho ng từ 2 - 6,5 tỷ m33n c.
L uăv cătínhăđ n tuy năđ p dâng h V c Tròn có diện tích l năh nă100km2 nên l uăl ngăđ nhălũăđ c tính theo công th c Xokolopski trong QP.TL.C-6-77:
Q F t f
H Q H
l
o
T − +
= 0,278. .( ) .
max
Trongăđó:ă
: Hệ s dòng ch y tr nălũ
HT:ăL ngăm aăth iăđo n thi t k (mm).
Ho: L păn c t n th tăbanăđ u (mm).
Nhóm (HT - Ho) biểu th quan hệ gi aăm aăvƠădòngăch y l y theo b ng (4-8) vƠăs ăđ phơnăkhuăm aărƠoădòngăch y ph l c (4-4) - QP.TL.C-6-77.
f: Hệ s hình d ngălũ.
Q:ăL uăl ngăn cătrongăsôngătr căkhiăcóălũ.
F: Diệnătíchăl uăv c.
tl: Th iăgianăn c lên l y bằng th i gian t p trung dòng ch y trong sông:
V
tl L 6 ,
= 3
Trongăđó:
L: Chi u dài sông chính.
V :V n t c truy nălũătrungăbìnhătrongăsông,ăl y bằng (0,6 0,7) v n t c bình quân l n nh t cửa ra.
L ngăm aăthi t k tính theo th i gian t p trung dòng ch y : HT = H= . Hp
Trongăđó:
:ă Tungă đ đ ng cong tri t gi mă m aă ng v i th i gian thi t k l y bằng : theo b ng (4-7)ăvƠăs ăđ phơnăkhuăm aărƠoăph l c (4-2) - QP.TL.C-6- 77.
Hp:ăL ngăm aăngƠyă ng v i t n su t thi t k P.
1.3.1. 4. Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt c a h V căTrònăđ c tính theo công th c tri t gi m từ l uăl ng max các tháng mùa kiệt t i tr măBaăĐ n, th iăđo nălũătừ tháng I VIII. Th c ch t tháng 01 là tháng chuyển ti p từ mùaă lũă sangă mùaă c n và tháng 9 là tháng chuyển ti p từ mùa c năsangămùaălũ.ăTrongăthángă5,ă6ăth ng xu t hiệnălũătiểu mãn nên dòng ch y trong 2 tháng này chi ph i r t m nhăđ n ch đ dòng ch y th i kỳ cu i mùa c n.
Dòng ch y kiệtăđ c cung c p ch y u b iăl ngăn c ng măvƠăl ng m aătrongămùaăc n. Trong các tháng khô h n từ tháng 2 - 4 và từ tháng 7 - 8, dòng ch y trong sông ch y uălƠădoăn c ng m cung c p.
1.3.2. Đặc điểm mưa sinh lũ 1.3.2.1. Hình thế gây mưa lũ
Mùaăm aălũăth ng b chi ph i b i các hình th th i ti tăgơyăm aăl nănh ă bão, áp th p nhiệtăđ i, không khí l nh, d i h i t nhiệtăđ i và các nhiễuăđ ng khácănh ăsóngăđông...ăgơyănên.ăCácăhìnhăth th i ti tănƠyătácăđ ngăđ năđ căcũngă có thể gơyănênăm aălũ,ăđặc biệt khi có s tácăđ ng k t h p gi a các hình th trên thì kh nĕngăm aălũăs l năh năr t nhi u.
1.3.2.2. Bão và áp thấp nhiệt đới
Bão và áp th p nhiệtăđ i ho tăđ ng trên biển Thái B́ìnhăD ngăvƠă nhăh ng đ n ViệtăNamăth ng từ tháng VII - XIăhƠngănĕm.ăTrungăbìnhăm iănĕmăcóătừ 5 - 6ăc năbưoăvƠăápăth p nhiệtăđ iăđ b vào Việt Nam thì có t iă4ăc năbưo và áp th p nhiệtăđ i nhăh ngăđ n khu v c mi n Trung và kho ng 20,4% nhăh ng t i khu v c từ HƠăTĩnhăđ n Thừa Thiên Hu . Có nh ngănĕmăs l ng bão và áp th p nhiệtăđ iăđ b vào Việt Nam bằng hoặc nhi uăh nă10ăc n,ăđóălƠăcácănĕmă 1964, 1973, 1978, 1985, 1986, 1989, 1996 và 2013, .
Khu v c Qu ng Bình, mùa bão chính v từ tháng IX - XI.ăTuyănhiên,ăcũngăcóă nh ngăc năbưoătráiămùaăhoặc có thể nói nh ngăc năbưoăho tăđ ng không theo
nh ng quy lu t ph bi n c a khí h u, có thể xu t hiện s măh năhayămu năh năsoă v i quy lu t.ăHƠngănĕm,ăQu ng Bình ch u nhăh ng trung bình từ 1 - 2ăc năbưoă và áp th p nhiệtăđ i,ăcóănĕmăs l ng bão và áp th p nhiệtăđ i nhăh ng nhi u h nănh ănĕmă1985, 1989và2014.
Bưoă đ b vào Qu ng Bình, Thừa Thiên Hu ,ă ĐƠă Nẵng và các t nh Bắc Trung B , hoặcăbưoăđiăd c b biển từ Nam ra Bắcăđ uăgơyăm aăl n t i Qu ng Bình.ă M aă doă bưoă hoặc nh ngă quáă trìnhă m aă cóă liênă quană đ n bão chi m kho ng 50% t ngăl ngăm aănĕmăc a nhi uăđ aăph ngăvenăbiển Trung B . Bưoăgơyăraăm aăl năkhiăđ b vào đ t li n,ăng iătaăđưăth ng kê có kho ng 45% s c nă bưoă vƠă ápă th p nhiệtă đ i có t ngă l ngă m aă từ 200 - 300mm.
Kho ng 20% s c nă bưoă vƠă ápă th p nhiệtă đ i có t ngă l ngă m aă l nă h nă 300mm và kho ng 15% s c năbưoăvƠăápăth p nhiệtăđ i có t ngăl ngăm aăd i 150mm. Th iăgianăm aăl n trong và sau bão trung bình từ 2 - 3 ngày.
1.3.2.3. Không khí lạnh
Không khí l nh từ phía Bắc xâm nh p sâu vào Qu ng Bình từ cácăthángăđ u mùaăđôngăvƠăgơyăraăm aăl n trên diện r ng v iăl ngăm aătừ 100 - 200mm, có khi l năh n.
Gió mùa tràn xu ng k t h p v i s ho tăđ ng c a bão, áp th p nhiệtăđ i hoặc h i t nhiệtăđ i phía Nam, nhăh ng c a hai lo i hình th nƠyăth ng cho m aăr t to trên diện r ng.ăĐặc biệtăkhiăcóăđ iăgióăĐôngăho tăđ ng m nh gây m aăcƠngăl n trên diện r ng và s hìnhăthƠnhălũăl t l n.ăĐơyălƠănh ng hình th gây nên các tr nălũăđặc biệt l năthángăXănĕmă1992,ă1993,1999 và thángăXnĕmă 2016.
1.3.2.4. Dải hội tụ
D i h i t phía Nam biểnăĐông,ăđ ng th i phía Bắc có gió mùa hoặc tín phongăĐôngăBắc ho tăđ ng và di chuyển d n xu ng phía Nam, s gơyăm aăl n và kéo dài ngày t i Qu ng Bình.
NH NăXÉT
Vùng nghiên c u có ngu năn căt ngăđ i d i dào v iăl ng dòng ch y trung bìnhăhƠngăănĕmăkho ng 300x106m3, từ r t lâu, sông Roòn tr thành ngu n cung
c pă n c ng t chính cho các ho tă đ ng c a nhân dân các xã phía bắc huyện Qu ng Tr ch.
Tínhăđ nănay,ătrongăl uăv căsôngăRoònăđưăxơyăd ng m t s công trình th y l i, khaiăthácăn c ng tănh ăh V căTrònă(l uăv c 110 km2), h sông Thai (diện tíchăl uăv c 22,6km2) và các h nh khác. V i các công trình th y l iăđưăxơyă d ng, nhu c uăn c c a khu v c phía Bắc huyện Qu ng Bình v c ăb năđưăđ c đápă ng.
Tuyănhiênăl ngăm aăt p trung ch y uăvƠoămùaăm a,ămùaăm aătrùngăv i mùa lũbưo,ănênăth ngăgơyălũăl t, ng p úng nhi uăvùngăđặc biệt nh h ngăđ n th i kỳ thu ho ch lúa v HèăThuă(Thángă9)ăvƠăgơyăkhóăăkhĕnăchoăviệc gieo tr ng v ĐôngăXuơnă(Thángă12).ăMùaăkhôătừthángă1ăđ năthángă8ăm aăít,ăn n nhiệtăđ caoăth ng gây h n hán vào th i kỳ gieo tr ng c a v Hè Thu (Tháng 4, tháng 5).
l ng dòng ch y khá d iădƠoănh ngăphơnăb khôngăđ u,ăl ngăn c t p trung vƠoămùaăm a,ătrongăkhiăs n xu t nông nghiệp l i t p trung ch y u vào 8 tháng mùa khô, trong th i kỳ này dòng ch y c n kiệt d năđ n m căn c sông xu ng th p, mặn xâm nh p vùng h l u.ăVìăv yăđi u hoà và phân ph i ngu năn c trên hệ th ng sông là r t c n thi tăcóănh ăv y m iăđ m b o các nhu c uăn c cho s n xu t nông nghiệp và các ngành dân sinh kinh t khác.
Hiệnănay,ătheoătínhătoán,ătƠiănguyênăn c mặt c a khu v c v năch aăkhaiăthácă có hiệu qu , v n còn m tăl ng l năn c ng t trong các sông su iăđ ra biển hƠngăănĕm.