Mạng lưới sông ngòi kênh rạch trong đổng bằng sông Hồng - Thái Bình chằng chịt, đan xen nhau. Mạng lưới sông ngòi kênh rạch đã chia đổng bằng thành những ô trũng và sau khi có đê bao bọc thì hầu hết các ô trũng này không được bồi đắp. Hơn nữa, địa hình các vùng trũng thấp dưới mực nước trong sông nôn thường bị n gập úng khi có mưa lớn trong sông, do khi tiêu thoát ra sông.
Toàn bộ lượng dòng chảy do mưa sinh ra ở trung và thượng lưu hai hệ thống sông Thái Bình chảy ra biển bằng 5 cửa. Như vậy, chế độ thuỷ văn thượng lưu ở đồng bằng sông Thái Bình nói chung và vùng các cửa sông ven biển nói riêng phụ thuộc chủ yếu vào c h ế độ dòng chảy của hệ thống sông này. nhất là chẻ độ dòng chảy ở trung và thượng lưu và chế độ triều từ Vịnh Bắc Bô truyền vào. Ngoài ra các điều kiện địa hình, địa mạo, khí hậu nhất là mưa và hoạt độ n g cua con người cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ thuỷ văn thuỷ lực trong vùng đồng bàng ven biển.
Chê độ (lòng chảy sông ngòi và đậc điểm lũ
Như đã biết, tổng lượng dòng chảy nãm trung binh thời kỳ 1956 * 2002 nêu tính cả lượng dòng chảy từ sóng Đuống chảy vào thì tổng lượng dòng cháy của
- sông Thái Bình ở phía dưới Phả Lại lên tới trên 3 8 . 10Qm \ trong đó khoảng 10.109m 3 là lượng dòng chảy của 3 sống Cầu - Thương và Lục Nam.
Cũng như mưa, dòng chảy sòng Thái Bình phân phối khống đều trong năm. Nhìn chung, hàng năm nước sông biển đổi theo mùa: mùa lũ và mùa cạn. Mùa lũ ở đổng bằng Thái Bình thường từ tháng Vĩ đến tháng X, m ùa cạn từ tháng XI đốn tháng V năm sau. Tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm khoảng 70 - m tổng lượng dòng chảy năm. Trong bảng 1.4 đưa ra sự phân phối dòng chảy trong năm tại một số trạm trên các sông chảy vào vùng dồng hằng.
Bảng 1.4 Tỷ lệ phân phối dòng chảy (% so với Phả Lại) trong hệ thống sông Thái Bình
Sông Vi Trí Tỷ lệ % so với Phả Lại
Lưu lượng tháng III (P - 75%) Lũ VIII - 1971
Thái Bình Cát Khê 31,84 45,90
Thái Bình Ngọc Điểm 4,92 6,86
Kinh Thầy Bên Bình 68,15 54,15
Kinh Thầy An Bài 10,17 19,00
Kinh Môn An Phụ 40,80 24,25
Rạng Lai Vu 17,18 10,85
Văn Úc Trung Trang 34,27
Lạch Tray Kiến An 15,58
Luộc Quý Cao 4,62 *
Mới Tiên Tiến 1.68 *
Thái Bình Cống Rồ 2.94 *
Ghi chú: *: Biểu thị theo tỷ ê % so VỚI lượng ]ũ sồng Hồng tại Sơn Tây
Trận lũ năm 1971 là trận lũ lịch sử trẽn sõng Thái Bình với tại Phả Lại khoảng 6 9 0 0 m 3/s (Hmnx = 8,1 - 8,2m). Từ bảng 2.2 cũng có thể nhân thấy rằng hầu hết các trận lũ lớn nhất hàng năm thuộc loại lớn và rất lớn đều xuất hiện vào các tháng VII, VIII, irong đó có tới 8 trong số 11 irán lũ xuất hiện vào các tháng VIII. Đặc biệt, cả 3 trận lũ đặc biệt lớn đều xuất hién Q m.lx vào nửa cuối tháng VIII (kể cả trận lũ tháng VIII - 1945 là trận 10 lớn thứ 2 sau trân lũ tháng VIII -
1971). Dạng lu co the la lũ đơn hay lũ kép tuỳ ihuộc vào đặc điếm mưa trên lưu
vực.
Lũ trên sông Thái Bình chủ yếu do sự tổ hợp lũ lớn sông Hồng và các sóng ờ thượng nguồn sông Thái Bình (sông Cầu, sóng Thương, sóng Lục Nam) tạo thành. Lũ lụt có ihể trở thành thiên tai khị lũ lớn trong sông gây ra vỡ đê. Từ đáu thê ky 20 đên nay cũng đã xảy ra một sô trận lũ nghiêm trọng, trong dó hai trán lũ tháng VIII - 1945 và VIII - 1971 là nghiêm trọng nhất. Trận lũ V III-1995 là trận lũ lớn thứ 2 sau trận lũ V III-1971 trong vòng hơn 100 nãm qua. Trân lũ tháng VII - 1986 chỉ là trận lũ lớn trên sông Hổng, nhưng là lũ dạc biệt lớn trên các sông Cầu, sông Thương và Thái Binh, lũ lịch sử trên sông Lục Nam (HIU1, = 6,95m tại Phả Lại), nhung dã gáy sạt lở, tràn và vỡ nhiều đê bối, dê dịa phương thuộc các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương, Hưng Yên, ...
Trận lũ VIII - 1996 là trận lũ lịch sử trên sông Đà và là một trong ha trận lũ rất lớn trên sông Hổng với H ffiax = 13,30m tại Hà Nội, 6,52m tại Phả Lại. Trán lũ này cũng uy hiếp nghiêm trọng toàn bộ hệ thống đê ở đồng hằng hệ thống sõng H ổng-Thái Binh. Hầu hết các đê bối địa phương bị vỡ, dặc biệt là đẽ sổng Thái Bình bị vỡ làm ngập 6 xã huyện Thanh Hà (Hải Dương), Lũ lớn trong sóng xáy ra vào thời kỳ triều cường, có mưa lớn nội đổng và nước dâng do bão thì sẽ đe đoạ nghiêm trọng đến sự an toàn của toàn bộ các tuyến đê sông đê biến.
Mưa lớn nội đồng cũng thường xuyên gãy ra ngập úng nghiêm trọng do mực nước trong sông cao hơn trong đồng nên khó tiêu thoát ra sông, ra hiến. Bão thường xuyên gây mưa lớn ở đổng bằng sông Thái Binh. Theo thống kê. có khoảng 44% số trận bão gây mưa trên 400mm, 33c/( số trân bão gáy mưa từ 200 - 300m m , 26% số trận gây mưa 100-200 mm, chỉ có 7 trận gây mưa dưới 100 mm.
Mưa gáy úng ngập thường tập trung thành từng đạt, kéo dài vài ngày. Những trận mưa lớn với lượng mưa 200-600 mm trong vài ngày đã từng xảy ra và gây ngập úng nghiêm trong. Gần đây nhất trong các ngày 20-25/Y 11/2004 đ ã có mưa lớn ở Bác Bộ với lượng mưa 200-650 IĨ1IĨ1, một số nơi ở Thái Bình. Hài Dương mưa rất lớn, (Ninh Giang: 413,5mm, Gia Lộc: 442mm, thành phố Hải Dương: 443 6m m Tứ Kỳ: 444.2m m , Phụ Dực: ố l l m m , Thái Ninh: 647mm). Mưa lớn trong đồng kết hợp với lũ lớn trong sống dã gây ngãp úng năng nể c h o một số
— tỉnh ở đồng bằng sông Thái Bình.
Phân p h ố i dòng ch á y giữa dòng chính và cúc phân hiìi
N hư đã nêu, loàn bộ lượng dòng chảy hệ thống sổng Thái Binh đổ ra biển tại 5 cửa chính : Lạch H uyện (kênh Cái Tráp), Nam Triệu (sông Bạch Đằng), Lạch Tray (sông Lạch Tray), Vân ú c (sông Vân ú c ) , Thái Bình (sông Thái Bình).
Phân phối lượng lũ giữa sông Hổng với sông Đuống: Kết quả tính toán cho thấy, trung bình khoảng 73,9% tổng lượng lũ mùa lũ (VI - X) của sóng Hồne tai Sơn Táy chảy theo dòng chính qua Hà Nội, dao động trong pham vi 62.7% đến 88%; khoảng 27,1% tổng lượng lũ mùa lũ sông Hổng chảy vào sông Đuổng, dao động trong phạm vi 21,3% đến 34,1%. Như vậy, lượng lũ mùa lũ sông Hồng chảy vào sông Đuống chiếm khoảng từ 27,3% đến 45,2%, trung hình 36,8% tổng lượng lũ sông H ổng tại H à Nội. Trong những năm gần đây, tỷ lệ lượng ]ũ sông Hồng chảy vào sông Đuống có xu thể tăng lén.
Phân phối lũ trong hệ thống sông Thái Binh: Kết quả tính toán cho thấy, tỳ lệ lượng dòng chảy nãm của sổng Đuống tại Thượng Cát so với lổng ỉượng dòng chảy nãm của sông Thái Bình tại Cát Khê và của sông Kinh Thầy tại Bến Bình khoảng 75 - 84% trong các năm 1963, 1967 - 1972, trung bình bằng 8()9r. Nếu chỉ xét lượng dòng chảy tháng VIII trong các năm 1962 - 1996 thì tỷ lệ này khoảng từ 58% (năm 1992) đến 88% (năm 1969), trung bình hằng 74r/r.
Khi chảy đến Nấu Khê, sổng Thái Bình có phán lưu sổng Kinh Thầy. Tỷ lệ dòng chảy giữa trạm Cát Khê trên sông Thái Bình so với trạm Bến Bình (Linh Xá) trên sông K inh Thầy khoảng 96% (năm 1970) đến 122% (năm 1963) đối với dòng chảy năm, (77 - 1 1 8 )# đối với đòng chảy tháng. Tỷ lệ phân phối này có xu th ế giảm trong những nãm gần đây.
Từ hạ lun Cát Khê trên sông Thái Bình và Bến Bình trên sông Kinh Thầy, dòng chảy tiếp tục chảy theo dòng chính và các phân lưu ra biển, riêng dòng chính sồng Thái Bình còn tiêp nhận thêm lượng dòng chảy của sông Luộc từ sóng H ổng chảy sang.
Theo kết quả tính toán của chương trình nghiên cứu khoa học cấp n h à Nước mã số KC.12 [8], sự phân phối đòng chảy tháng III tương ứng VỚI p = 759f và dòng chảy lũ VIII - 1971 (chưa cổ hồ chứa Hoà Bình) giữa dòng chính sóng Thái
Đình và các phân lưu như sau (% so với Phả Lại) được dưa ra trong bàng 2.4.
Bảng 2.4 Tỷ lệ (%) dòng chảy lũ VUI - 1971 tại Sơn Táy và Chí Linh qua các cửa sông [8]
Tỷ lệ % dòng chảy lũ so với Sơn Tây và Chí Linh
Su Cửa sông Theo Nguyễn Vãn
C ư (1997) Theo Viện KHTL (1999) 5 Thái Bình 4 3 6 Văn Ú c 23 20 7 Lạch Tray 3 2 8 Nam Triệu 14 12 9 Lạch H uyện 3 4
Cũng cần chỉ ra rằng, tỷ lệ phân phối lượng dòng chảy nói chung và lượng 10 nói riêng giữa dòng chính và các phân lưu, giữa các cửa sông là không cỏ định mà biến đổi tuỳ theo tương quan giữa lũ và triều (đô lớn của lũ và triều).
Tương tác giữa chê độ nước sòng thượng lưu với chê độ triều
Như trên đã nêu, c h ế độ nước sõng vùng đồng bằng hạ lưu giáp biển phu thuộc chủ yếu vào c h ế độ nước từ thượng lưu đổ về và ch ế độ thuỷ triều từ biến xâm nhâp vào. Tuỳ theo từng vi trí đia lý trong đoạn sông (khoang cách tư bien va phân nhập lưu) và từng thời gian trong năm mà sự ảnh hưởng của nước thượng nguồn và thuỷ triều có sự khác nhau.
Trong m ua cạn, do nước sổng từ thượng nguồn đổ vể nhỏ, triều xàm nhập sâu vào trong sông tới tận ranh giới triều và là yếu tố chu yếu chi phối chê độ nước sông đặc biệt là vùng ven biển cửa sông. Ở đồng bằng sổng Hồng - Thái Bình, thuỷ triều ảnh hưởng đáng kể trong phạm vi khoảng 100 km cách biên, khoang 70 km trên dòng chính sông Hồng, 100 km trên sông Thái Bình, tốc độ dòng triều có thể tới 1 - 2 m/s. Trái lai, trong mùa lũ, sự ảnh hưởng của 10 từ irung thượng lưu dồn về chiếm ưu thế. Tuy nhiên, càng gần biển thì sự ảnh hưởng cua lũ càng giảm trong khi đó sự ảnh hưởng của triều tăng lén. Do dó, ngay trong các
trân lũ, đường quá trinh mực nước ở vùng cửa sông vẫn thê hiện sự dao động cùa thuỷ triều, sự dao động theo lũ khá mờ nhạt.
Đặc biệt, bão gây nên nước dâng, dồn nước trong sông làm cho nước sông dâng cao, có khi nước mặn tràn qua đê kèm theo sóng lớn.
ơ vùng cửa sông ven biển, sự biến đổi của mực nước cũng như dòng chảy khá phức tạp. Do chịu tác động của nhiều yếu tố, ngoài sự ảnh hưởng của dòng chày từ thượng lưu dồn về và sự ảnh hưởng của thuỷ triều từ ngoài vũ trụ, còn chịu tác động của các yêu tô khí quyển (gió, khí áp, — ) cùng với các yếu tô từ biển (biến thiên của mực nước đại dương). Các yếu tố này tạo thành tổ hợp các dao động riêng rẽ bao gồm 2 nhóm chính: dao động tuần hoàn và phi tuần hoàn. Dao động tuần hoàn chủ yếu do các sóng triều tạo thành. Dao dộng phi tuần hoàn chù yếu do các nhiễu động của các yếu tố khí tượng, thuỷ vãn như bão, lũ, dông, ... Ngoài dao động mực nước do thuỷ triều và nước dâng do bão gây ra đã được nêu trong mục 1, ở đây cần nêu thêm dao động mực nước do gió mùa dông bắc gây nên. Tuỳ theo vị trí địa lý và địa hình mà tác dộng của gió mùa đông bắc có sự khác nhau giữa các cửa sông. Thí dụ, do địa hình bờ biển phía đông bắc đươc che chắn tốt, có nhiều dãy núi án ngữ, nên đã hạn chế đáng kế hiện tượng nước dâng do gió mùa đông bắc gây ra. Cũng vì thế mà cửa Văn ú c tuy nằm trong vùng bờ biển lõm, có điều kiện tốt cho nước dâng do gió mùa đông bắc, nhưng lại được che chắn bởi các dãy núi ở phía đông bắc như dã nèu ở trên, nen độ cao nước dáng do gió m ùa đông bắc gây nên không lớn. Trái lai, cửa sông Ba Lạt tuy chịu tác dộng mạnh của gió mùa đông bắc, nhưng cửa có dang lồi, nên ít có khả năng nước dâng cao. Nhìn chung, nước dâng do gió mùa đống bắc gây nên ở vùng các cửa sông thuộc hệ thống sông Thái Bình khoảng 25 - 30 cm [4],
Tương tự như dao động mực nước, dòng chảy ở vùng cửa sông cũng chịu sự chi phối của nhiểu yêu tố, bao gồm các dòng chảy tuần hoàn và phi tuần hoàn (dòng dư).
Dòng tuần hoàn chủ yếu do các sóng triều gây ra. biến dổi theo chu kỳ triều. Ngược lại dòng phi tuần hoàn được hình thành một cách ngẫu nhién diễn biên phức tạp như dòng do sóng vỗ ven bờ, dòng do gió, dòng nước lũ. dòng građien (dòng mật độ). Các dòng chảy này phát triển và biên dổi theo mùa rất m ạnh. Tuy
nhiên giữa các thành phần dòng chảy có mối tương tác lẫn nhau, gây ra sự tăng hoặc giảm cường độ dòng chảy tổng hợp .
Đ ặc điểm biến đổi của tốc độ dòng chảy
Tốc độ dòng chảy biến đổi mạnh theo thời gian và không gian. Trên từng thuỳ trực và trong cùng một mặt cắt ngang, tốc độ cũng luôn biến đổi và có khi có hướng chảy hoàn toàn ngược nhau: chảy xuôi và chảy ngược, tuỳ theo sự tương tác giữa dòng chảy thượng nguồn và thuỷ triều.
Vào mùa cạn, do dòng chảy từ thượng nguồn đổ về không lớn, nên dòng chảy vùng cửa sông biến đổi theo thuỷ triều: vào kỳ triều cường, lưu tốc chảy ngược lớn, thời gian chảy ngược kéo dài, vào thời kỳ triều mãn, lưu tốc chảy ngược nhỏ và thời gian chảy cũng ngắn hoặc không có dòng chảy ngược. 0 thời kỳ triều cường, lưu tốc biến đổi mạnh, hướng chảy thay đổi nhanh trong toàn bộ mặt cắt ngang, ngược lại ở thời kỳ triều mãn, quá trình chuyển tiếp (từ chảy ngược sang chảy xuôi) diễn ra chậm có khi trong 2, 3 giờ liên tục dòng nước hầu như không chảy.
Trong m ùa lũ, tốc độ dòng 10 khá mạnh, nhất là ở những đoạn sông xa biển, nên c h ế độ đòng chảy chịu sự chi phối cả dòng lũ và dòng triều.
Quá trình biến đổi của lưu tốc xảy ra không giông nhau trên từng thuỷ trực và từng khoảng thời gian: khi lưu tốc giảm dần đến 0 (từ chảy ngươc sang chảy xuôi và ngược lại), mức độ giảm của lưu tốc ở giữa dòng nhanh hơn so với hai bên bờ. Ngược lại, khi lưu tốc tăng dần (về cả hai phía), lưu tốc ở giữa dòng tăng chậm hơn so với hai bên bờ.
Khi triều rút (chảy xuôi), chủ lưu chuyền dán sang phía bờ phải và khi lưu tốc lớn thì sự phân bố của lưu tốc trong mặt cắt ngang lương đối đều, chủ lưu nằm ở giữa sông.
Do ảnh hưởng của dòng chảy từ thượng nguồn đổ vể nên sư biến đổi của Q trong từng con triều khác với sư biên đỗi cua H. Sau khi xuât hiện đinh tneu khoảng 2 giờ lưu lượng trong sông tương đối ổn định và kéo dài cho đèn lúc xuất hiện chân triều.
Tốc độ chảy ngược lớn nhất có thể tới 0,82 m/s tại Phả Lại trên sóng Thái Bình trên 1 m/s tai c ử a Cấm trẽn sông Cấm (cách biển 20km) và 1.13 m/s tai
Trung Trang (cách biển 38km) trên sông Văn ú c , gần 2 m/s tại Công Rổ (cách bien 23 km ) trên sông Mới, Thời gian chảy ngược khoảng từ Iháng XJ đến tháng VII nãm sau tại Phả Lại và quanh nãm đều chảv ngược ở vùr)tf ven biên.
Như trên đã nêu, chê độ nước sông vùng cửa sông chịu sư chi phối hời lượng nước từ thượng nguồn đổ về và thuỷ triều từ biến xâm nhập vào.
Giai đoạn đầu và cuối mùa cạn, do lượng nước sống từ thượng nguồn đổ về còn khá lớn, nên sự ảnh hưởng của triều càng giảm khi vào sâu trong sông. Sự tác động qua lại giữa lượng nước thượng nguồn và triều làm cho mực nước sông vùng cửa sông biên đổi phức tạp, khi nước sông thượng nguồn mạnh thì chịu ảnh hưởng của nước sồng thượng lưu, ngược lại, khi triều mạnh thì dao dộng theo triều. Trong m ùa lũ, khi triều lên, đoạn sông xa biển bị ảnh hưởng dồn ứ, đoan