I.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ NGUỒN NƯỚC
I.3.3 Đặc điểm về thủy văn
I.3.3.1. Dòng chảy năm
Dòng chảy năm trung bình nhiều năm trên lưu vực sông Mã 18.109 m3 nước tương ứng với lưu lượng trung bình nhiều năm là 570 m3/s, mô số dòng chảy năm trung bình là 20 l/s.km2, trong đó phần dòng chảy sản sinh tại Việt Nam là 14,1.109 m3 với mô số 25,3 l/s.km2 và tại Lào 3,9.109 m3 với mô số trung bình 11,4 l/s.km2.
Dòng chảy năm phân phối không đều theo không gian và thời gian. Hệ số biến đổi Cv sông Mã đạt 0,2 tại Cẩm Thuỷ, 0,28 tại Cửa Đạt trên sông Chu.
Thượng nguồn sông Mã tại Xã Là khống chế diện tích lưu vực là 6.430 km2 chiếm 22,6 % diện tích toàn lưu vực có tổng lượng dòng chảy là 3,82 tỷ m3. Tại Cẩm Thuỷ, có diện tích 17.500 km2, tổng lượng dòng chảy đạt 10,41 tỷ m3, tại Hồi Xuân Flv= 15.500 km2, tổng lượng dòng chảy 8,01 tỷ m3. Khu giữa từ Xã Là tới Hồi Xuân có Flv = 9.070 km2, chiếm 31,9% diện tích toàn lưu vực nhưng tổng lượng dòng chảy chỉ chiếm 23,2% tổng lượng dòng chảy trên toàn lưu vực. Từ Hồi Xuân tới Cẩm Thủy Flv = 2.000 km2 chiếm 10,8 % diện tích toàn lưu vực nhưng tổng lượng dòng chảy năm chiếm 2,4 tỷ đạt 13,3 % tổng lượng dòng chảy toàn lưu vực. Điều này cho thấy phần dòng chảy phát sinh ở khu giữa trung lưu dòng chính có mô số lớn, đóng góp nhiều vào dòng chảy sông Mã ở hạ lưu.
Trên sông Chu tại Xuân Khánh có diện tích lưu vực 7.460 km2 chiếm 26,2 % diện tích toàn lưu vực tổnglượng dòng chảy năm 4,42 tỷ m3 chiếm 24,5 % tổng lượng dòng chảy và tại Cửa Đạt Flv = 6.170 km2 chiếm 21,7% diện tích lưu vực tổng lượng dòng chảy năm 4,03 tỷ m3 chiếm 22,3% tổng lượng dòng chảy trên toàn lưu vực.
Bảng 7: Dòng chảy năm trung bình nhiều năm ở một số vị trí
Trạm Sông F
(km2)
F/ Flưu vực
Dòng chảy năm Wo/Wo Lưu vực Qo
(m3/s)
,;Mo (l/s.km2)
Wo.
109(m3)
Xã Là Mã 6.430 22.6 121 18.8 3.82 21.2
Hồi Xuân Mã 15.500 54.6 254 16.4 8.01 44.5
Cẩm Thuỷ Mã 17.500 61.6 330 18.8 10.41 57.8
Cửa Đạt Chu 6.170 21.7 128 20.7 4.03 22.4
Xuân Khánh Chu 7.460 26.3 140 18.8 4.42 24.6
Lang Chánh Âm 331 1.16 12.8 38.6 0.403 2.2
Học viên: Vũ Kim Thắng 33 Phân phối dòngchảy năm
Cũng như chế độ mưa, dòng chảy trong năm phân thành hai mùa rõ rệt, mùa lũ và mùa kiệt.
- Thượng nguồn sông Mã:Mùa lũ từ tháng VI tới tháng X với tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm 70% - 74% lượng dòng chảy năm. Tháng VII có tổng lượng dòng chảy lớn nhất chiếm 22 – 24% tổng lượng dòng chảy năm. Tháng III có lượng dòng chảy nhỏ nhất có tỷ lệ so với dòng chảy năm là 2,7% tại Xã Là, 2,4% tại Nâm Cống, 2,9% tại Nâm Ty. Ba tháng có dòng chảy nhỏ nhất tháng II, III, IV chỉ chiếm 8,5%
lượng dòng chảy năm tại Xã Là, 8% tại Nậm Công, 9,5% tại Nậm Ty. Mô số dòng chảy tháng nhỏ nhất tháng III đạt 6,0 l/s.km2 tại Xã Là, 5,53 l/s.km2 tại Nâm Công, 4,54 l/s.km2tại Nâm Ty.
- Trung lưu sông Mã:Mùa lũ bắt đầu từ tháng VII tới tháng XI với tổng lượng dòng chảy chiếm 74,2% dòng chảy năm. Dòng chảy tháng VIII lớn nhất trong năm chiếm 20% dong chảy năm. Tháng IX, X tỷ lệ dòng chảy chiếm 19,3% và 11,3% tại Cẩm Thuỷ, trong khi đó chỉ đạt 16,6% vào tháng IX, 8,6% vào tháng X tại Xã Là.
Tháng III có lượng dòng chảy nhỏ nhất đạt mô số trung bình tháng 5,92 l/s.km2. Ba tháng kiệt nhất II, III, IV, có dòng chảy nhỏ nhất chỉ đạt 8,0% dòng chảy năm.
- Lưu vực sông Chu và Nam sông Mã: Mùa lũ từ tháng VII tới tháng XI với lượng dòng chảy chiếm 74,3% tại Cửa Đạt, trong đó tháng IX có lượng dòng chảy lớn nhất đạt 19 ÷ 20% lượng dòng chảy năm. ThángIII có lượng dòng chảy nhỏ nhất chỉ chiếm 2,5% lượng dòng chảy năm và mô số dòng chảy trung bình 6,5 l/s.km2. Sông Chu có mô số dòng chảy các tháng kiệt lớn hơn dòng chính sông Mã.
Nhóm năm ít nước từ tần suất 75 ÷ 95% dòng chảy năm biến đổi trong phạm vi 102 ÷ 80,4 m3/s tại Xã Là, 285 ÷ 224 m3/s tại Cẩm Thuỷ, 103 ÷ 70,9 m3/s tại Cửa Đạt.
Tháng III có dòng chảy nhỏ nhất trong phạm vi của nhóm năm ít nước với tần suất từ 75 ÷ 95% dòng chảy thángdao động từ 30,8 ÷ 27,3 m3/s tại Xã Là, 88,7 ÷ 74,5 m3/s tại Cẩm Thủy và 31,2 ÷ 26,4 m3/s tại Cửa Đạt.
Học viên: Vũ Kim Thắng 34 Bảng 8: Phân phối dòng chảy tháng, năm thiết kế
Đơn vị : m3/s
Trạm P% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Qo
Cẩm Thủy
75 163,2 129,5 103 104 198,9 152 264,2 530,3 673,1 649,7 286,6 189,7 287 85 151,2 120 95,5 96,4 184,3 140,8 244,8 491,5 623,9 602,1 265,6 175,8 266 95 131,9 104,7 83,3 84,1 160,8 122,8 213,5 428,7 544,1 525,2 231,7 153,3 232
Cửa Đạt
75 44,2 35,5 30,9 39,4 71,4 71,2 146 158 333 130 117 57,7 102,9 85 39,4 31,2 27,5 35,5 53,5 63,5 130 141 297 115 104 51,3 90,7 95 36,2 28,9 25,3 32,4 58,4 58,2 119 129 273 106 95 47,2 84,1
Bái Thượng
75 46,9 37,7 32,8 42,1 75,8 75,5 155 168 354 138 124 61,3 109,3 85 41,8 33,4 29,2 37,5 67,4 67,2 138 150 315 122 110 54,5 97,2 95 38,4 30,7 26,8 34,4 61,9 61,8 126 137 290 113 101 50,1 89,3 I.3.3.2. Dòng chảy lũ
Sông Mã mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X, hạ du sông Mã kết thúc vào tháng XI. Tại Xã Là lũ lớn nhất hàng năm vào tháng VII chiếm 23%, tháng VIII là 45,7% và tháng IX là 14,2 %, tổng lượng của 3 tháng lũ lớn nhất chiếm 55,5% dòng chảy năm. Tại Cẩm Thuỷ lũ lớn nhất năm xảy ra vào các tháng VIII, IX mỗi tháng chiếm 40,8%, tháng X là 15,8%, tháng XI 2,6%. Sông Chu mùa lũ bắt đầu từ tháng VII và kết thúc vào tháng X, XI. Bốn tháng có lượng mưa lớn nhất là các tháng VII, VIII, IX, X, tại Cửa Đạt tháng IX là tháng có lượng dòng chảy lớn nhất, tổng lượng của 3 tháng lũ lớn nhất trên sông Chu tại Cửa Đạtlà 54%. Ảnh hưởng của mưa bão tới phần trung lưu sông Mã thể hiện rõ rệt, sông Chu tại Xuân Khánh lũ lớn nhất năm xuất hiện vào tháng IX chiếm 38,7%, tháng X là 25,2% trong khi đó tháng VIII chỉ chiếm 22,6 %.
Bảng 9: Khả năng xảy ra lũ lớn nhất năm vào các tháng trong năm Đơn vị : %
Trạm Sông V VI VII VIII IX X XI
Xà Lã Mã 2,6 10,2 28,2 46,2 12,8
Cẩm Thuỷ Mã 2,2 17,8 29,0 24,4 24,4 2,2
Học viên: Vũ Kim Thắng 35
Xuân Khánh Chu 2,6 5,3 23,7 36,8 23,7 7,9
Giàng Mà 5,3 7,9 26,3 36,8 18,4 5,3
a. Lưu lượng nước lũ:
Trên sông Mã, lưu lượng lớn nhất trung bình nhiều năm là 1.485 m3/s ứng với MTB = 0,23 m3/s.km2 tại Xã Là; 3.115 m3/s ứng với MTB = 0,18 m3/s.km2 tại Cẩm Thuỷ. Trên sông Chu tại Cửa Đạt Qmax TB = 2420 m3/s ứng với MTB = 0,39 m3/s.km2; tại Xuân Khánh Qmax TB = 2570 m3/s ứng với MTB = 0,34 m3/s.km2.
Lưu lượng lũ lớn nhất trên sông Mã thực đo tại trạm Xã Là là 6.930 m3/s ngày 1/9/1975 với Mmax= 1,08 m3/s.km2, các trận lũ lớn tiếp theo vào các năm 1996 với Qmax= 2.890 m3/s ngày 3/9/1975 với Mmax= 0,46 m3/s.km2 tiếp theo đó là đến các trận lũ lớn các năm 1976, 1943, 1976. Tại Cẩm Thuỷ, lưu lượng lũ lớn đạt 7.900 m3/s ngày 3/9/1975, tiếp đó trận lũ năm 1996 với Qmax= 6.020 m3/s ngày 25/8/1996, các trận lũ lớn khác là trận lũ ngày 11/9/1963 với Qmax= 5.410 m3/s, trận lũ ngày 27/8/1973 với Qmax= 5.380 m3/s, trận lũ ngày 14/8/1960 với Qmax= 4.740 m3/s, trận lũ ngày 17/9/1980 với Qmax= 4.230 m3/s. Mô số dòng chảy lũ trung bình tại Cẩm Thuỷ là 0,178 l/s.km2, mô số đỉnh lũ lớn nhất đạt 0,451 l/s.km2 trong trận lũ 9/1975.
Bên sông Chu tại Cửa Đạt, lưu lượng lũ lớn nhất xảy ra vào ngày 29/9/1962 với Qmax= 6.530 m3/s với Mmax= 2,06 m3/s.km2, tiếp theo đó là đến các trận lũ lớn năm 1980, 1963, 1992, 1972.
Các sông suối nhỏ, dòng chảy lũ biến động khá lớn, vùng thượng nguồn sông Mã tại Nậm Ty trên sông Nậm Ty, mô số dòng chảy lũ trung bình là 0,146 m3/s.km2, tại Nậm Công là 0,435m3/s.km2, tại trung hạ du sông Lò là 1,13m3/s.km2, tại Lang Chánh là 1,78m3/s.km2, tại Vụ bản trên sông Bưởi là 1,11m3/s.km2 .
Đánh giá tần suất xuất hiện Qmax của các trận lũ lớn nhất:
- Trên sông Mã tại Cẩm Thuỷ: lưu lượng lớn nhất năm 1996 là 6.020 m3/s ứng với tần suất P= 2,5%; năm 1963 Qmax= 5.410 m3/s với P= 3,5%; năm 1962 Qmax= 4.040 m3/s với P= 20%; năm 2007 Qmax= 6.720 m3/s ứng với tần suất P= 2%
- Trên sông Chu tại Cửa Đạt, lưu lượng lớn nhất năm 1962 là 6.530 m3/s ứng với tần suất P= 2,1%; năm 1973 Qmax= 4.329 m3/s với P= 8,5%; năm 1975 Qmax= 3.043 m3/s với P= 21%; năm 1980 Qmax = 6.173 m3/s với P= 4,3%;
Học viên: Vũ Kim Thắng 36 Lũ năm 1975 bên sông Mã đạt mức lũ đặc biệt lớn nhưng trên sông Chu chỉ ở mức lũ P = 21%. Nên mực nước lũ tại Giàng không cao chỉ mức tần suất 13,0 %.
Năm 1973: lũ bên sông Chu khá lớn ở mức tần suất P = 8,5%, bên sông Mã tại Cầm Thuỷ ở mức tần suất 3,5%. Mực nước lũ tại Giàng khá cao chỉ thấp hơn mực nước lũ năm 1980 và đạt mức tần suất P = 6,0%.
Lũ năm 1980: lưu lượng lũ tại Cẩm Thuỷ ở mức tần suất P = 18% nhưng lũ sông Chu tại Cửa Đạt rất lớn chỉ thấp thua lũ năm 1962 và đạt mức tần suất 4,3% nên mực nước lũ tại Giàng đạt cao nhất là 7,51m ở mức tần suất 4,5%.
Năm 1962: lũ sông Chu lớn nhưng sông Mã tại Cẩm Thuỷ, lưu lượng lũ lớn nhất chỉ đạt 4.040 m3/s, tần suất tương ứng là 20% và tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất chỉ đạt 0,975 tỷ m3tương ứng với P = 39%.
Bảng 10: Đặc trưng lưu lượng lũ thiết kế ở một số vị trí
TT Vị trí trạm F ( km2)
Qtbmax
(m3/s) Cv Cs
Qmax P% (m3/s)
0,6 1 5 10 20
1 Xã Là 6.430 1.470 0,76 2,66 8.992 7.787 6.810 5.820 3.660 2 Cẩm Thuỷ 17.500 3.100 0,48 1,68 12.136 10.509 9.190 8.230 6.010 3 Cửa Đạt 6.170 2.330 0,62 1,86 10140 8.780 7.660 6.460 5.120 4 Vụ Bản 886 1.060 0,60 1,80 3.640 3.286 2.321 1.847 1.462 5 Lang Chánh 331 588 0,58 1,45 1.870 1.716 1.252 1.047 829 b. Tổng lượng lũ:
Tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất trung bình nhiều năm tại Xã Là đạt 392 triệu m3 chiếm 41,1% lượng lũ 7 ngày tại Cẩm Thuỷ trong khi đó diện tích lưu vực chỉ chiếm 36,7% lưu vực sông Mã tính tới Cẩm Thủy. Năm 1975 có tổng lượng lũ lớn nhất đạt 879 triệu m3, tiếp theo là các năm 1996, 1994, 1976. Năm 1980 tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất là 451 triệu m3 ở mức tần suất 30%, năm 1973 tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất là 340 triệu m3.
Tại Cẩm thuỷ: Lượng lũ 7 ngày lớn nhất trung bình nhiều năm đạt 952 triệu m3. Năm 1996 có tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất đạt 2,12 tỷ m3, năm 1973 đạt 1,981tỷ m3 tương ứng với tần suất P= 2,4%; năm 1975 Qmax= 7.900 m3/s với P= 1,5% nhưng tổng lượng lũ 7 ngày đạt 1,952 tỷ m3, P = 2,5%.,
Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất tại Cẩm Thuỷ xuất hiện ở trận lũ tháng IX/1975,
Học viên: Vũ Kim Thắng 37 tiếp theo đó là trận lũ năm 1996 với Qmax= 6.020 m3/s; và các năm 1963, 1973, 1968, 1980, nhưng tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất lại ở trận lũ năm 1996 tiếp đó là lũ các năm 1973, 1975, 1960, 1982.
Bảng 11: Tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất
Trạm Sông W7tb
(106 m3) Cv Cs WP%(106 m3)
W7max W
0.5 1 5 10 20 Năm
Xã Là Mã 369 0,49 1,47 1.070 970 862 719 608 789 1.975 Cẩm Thuỷ Mã 934 0,45 1,35 2.530 2.301 2.063 1.742 1.492 1.981 1.973 Cửa Đạt Chu 487 0,54 2,16 1.660 1.458 1.261 1.007 820 1.236 1.988 Lang Chánh Âm 61,5 0,54 1,62 196 175 154 126 105 154 1.968
c. Mực nước lũ:
Mực nước lũ cao nhất quan trắc được trên sông Mã đạt 20,38 m ngày 25/7/1996 tại Cẩm Thuỷ. Trên sông Chu tại Xuân Khánh là 13,61 m lũ tháng 1962, tiếp đến là Hmax= 13,40 m ngày 17/9/1980, Hmax= 12,60 m ngày 15/9/1994, Hmax= 12,40 m ngày 27/8/1973. Mực nước lũ tại Giàng lớn nhất vào năm 1980 là 7,51m, tiếp đó là năm 1973 Hmax= 7,26 m, năm 1962 Hmax= 7,06 m, năm 1985 Hmax= 6,81 m, năm 1975 Hmax= 6,54 m. Những trận lũ có mực nước lớn hơn mức báo động III Giàng là 6,28 m đều do ảnh hưởng của bão đổ bộ trực tiếp hoặc ảnh hưởng đến trung hạ lưu lưu vực sông Mã. Mực nước lũ cao nhất trung bình nhiều năm trên sông Mã đạt 17,73 m tại Cẩm Thuỷ; 10,04 m tại Lý Nhân; 4,8 m tại Giàng; 1,99 m tại Hoàng Tân; trên sông Chu tại Xuân Khánh 9,27 m ; trên sông Lèn 3,76 m tại Cụ Thôn; 1,54 m tại Lạch Sung
; trên sông Bưởi 10,98 m tại Kim Tân.
d. Tốc độ và thời gian truyền lũ:
Sông Mã: Từ Mường Lát tới Hồi Xuân có độ dài 81 km, tốc độ truyền lũ 10km/h, thời gian truyền lũ 8 giờ. Đoạn Hồi Xuân tới Cẩm Thuỷ, chiều dài sông 73 km, thời gian truyền lũ 10 giờ, tốc độ truyền lũ 7,3 km/h. Cẩm Thuỷ - Lý Nhân, chiều dài sông 36 km thời gian truyền lũ 7 giờ tốc độ truyền lũ 5,54 km/h. Lý Nhân - Giàng chiều dài sông 28 km, thời gian truyền lũ 6 giờ, Vlũ = 4,67 km/h.
Học viên: Vũ Kim Thắng 38 Sông Chu: Cửa Đạt tới Bái Thượng 16 km tốc độ truyền lũ 5,33 km/h, thời gian truyền lũ 3 giờ. Bái Thượng tới Xuân Khánh là 31 km, thời gian truyền lũ 9 giờ, tốc độ truyền lũ 3,44 km/h.
I.3.3.2. Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt trên sông dòng chính sông Mã tại Cẩm Thuỷ từ tháng XII tới tháng V lượng dòng chảy chiếm 25% tổng lượng năm. Ba tháng có dòng chảy kiệt nhất là tháng II, III, IV. Tháng III có dòng chảy tháng kiệt nhất, đạt trung bình 102 m3/s với mô đun trung bình tháng 5.8l/s/km2. Dòng chảy 30 ngày liên tục nhỏ nhất trung bình đạt 91.1 m3/s với mô đun 5.36 l/s/km2, dòng chảy nhỏ nhất có mô đun 2.0 l/s/km2.