Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn đánh giá dòng chảy môi trường, ứng dụng cho hạ lưu sông cầu

BTNMT
VKTTVMT

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG
23/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội
********





BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ



ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐÁNH GIÁ
DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG, ỨNG DỤNG CHO HẠ LƯU SÔNG CẦU



Chủ nhiệm Đề tài: TS. Phan Thị Anh Đào

7430
24/6/2009



HÀ NỘI, 5-2009
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG
23/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội
********

BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐÁNH GIÁ
DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG, ỨNG DỤNG CHO HẠ LƯU SÔNG CẦU

Chỉ số đăng ký:
Chỉ số phân loại:
Chỉ số lưu trữ:
Cộng tác viên chính: (Ghi rõ học hàm, học vị)
• TS. Trần Hồng Thái, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
• TS. Trần Thị Thanh Bình, Đại học Sư phạm Hà Nội
• CN. Phan Văn Mạch, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật

• ThS. Trần Thị Diệu Hằng, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi tr
ường
• CN. Đỗ Thị Thanh Bình, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
• CN. Nguyễn Thị Thanh Hoài, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường

Hà Nội, ngày…tháng 5 năm 2009 Hà Nội, ngày…tháng 5 năm 2009
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)
CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI
(Thủ trưởng đơn vị chủ trì ký tên, đóng dấu)









Hà Nội, ngày…tháng 5 năm 2009 Hà Nội, ngày…tháng 5 năm 2009
HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên, học hàm, học vị)
CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI
TL. BỘ TRƯỞNG
VỤ TRƯỞNG
VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

HÀ NỘI, 11-2008



1


MỤC LỤC

MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC HÌNH 4
MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ KINH
TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG CẦU 11

1.1. Điều kiện tự nhiên 11
1.1.1. Vị trí địa lý 11
1.1.2. Địa chất, địa hình 11
1.1.3. Đất 13
1.1.4. Khí hậu 14
1.1.5. Đặc điểm sinh thái, tài nguyên sinh vật 18
1.2. Đặc điểm thủy văn – tài nguyên nước 19
1.2.1. Mạng lưới sông suối 19
1.2.2. Mạng lưới trạm thủy văn 20
1.2.3. Tài nguyên nước mưa 23
1.2.4. Tài nguyên nước mặt 25

1.2.5. Tài nguyên nước ngầm 28
1.2.6. Chất lượng nước sông 29
1.3. Đặc điểm kinh tế, xã hội 30
1.3.1. Cơ sở hạ tầng 30
1.3.2. Dân số 30
1.3.3. Hoạt động kinh tế 31
1.3.4. Giáo dục, y tế và các vấn đề xã hội khác 34
1.4. Định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2010 34
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DÒNG CHẢY MÔI
TRƯỜNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP 38

2.1. Tổng quan về nghiên cứu dòng chảy môi trường trên thế giới 38
2.1.1. Nhóm phương pháp thuỷ văn 42
2.1.2. Nhóm phương pháp thuỷ lực 44
2.1.3. Nhóm phương pháp mô phỏng môi trường sống 45
2.1.4. Nhóm phương pháp tiếp cận tổng thể 46



2


2.2. Tổng quan về nghiên cứu dòng chảy môi trường ở Việt Nam 50
2.2.1. Biến đổi dòng chảy và tác động 50
2.2.2. Những nghiên cứu về dòng chảy môi trường ở Việt Nam 51
2.3. Lựa chọn phương pháp 55
2.3.1. Cơ sở lựa chọn và phát triển phương pháp 55
2.3.2. Các phương pháp lựa chọn và các bước tiến hành 58
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CÂN BẰNG
NƯỚC, MÔ HÌNH THỦY LỰC VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 66

3.1. Mô hình tính toán cân bằng nước Mike Basin 66
3.1.1. Số liệu nguồn nước đến 68
3.1.2. Phân vùng sử dụng nước 70
3.1.3. Tính toán nhu cầu sử dụng nước 76
3.1.4. Sơ đồ tính toán cân bằng nước hệ thống 79
a) Điều kiện tính toán cân bằng nước hệ thống 81
b) Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình cân bằng nước 82
3.2. Mô hình tính toán thủy lực (MIKE 11) 83
3.2.1 Hiện trạng số liệu 84
3.2.2. Ứng dụng mô hình MiKE 11 tính toán thủy lực 86
3.3. Mô hình tính toán chất lượng nước (MIKE 11) 92
3.3.1. Hiện trạng số liệu 92
3.3.2. Ứng dụng mô hình MIKE 11 tính toán chất lượng nước 96
CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ DÒNG CHẢY MÔI TRƯỜNG CHO MỘT SỐ
TUYẾN NGHIÊN CỨU 103

4.1. Đặc điểm các tuyến nghiên cứu 103
4.1.1. Vị trí 103
4.1.2. Đặc điểm sinh thái 105
4.2. Một số đặc trưng thủy văn tại các tuyến nghiên cứu 116
4.2.1. Lưu lượng trung bình ngày tương ứng với các mức bảo đảm của sông
Cầu tại Thác Huống (tuyến 1) 117

4.2.2. Tính lưu lượng trung bình ngày tương ứng với các mức bảo đảm của
sông Công tại cửa sông (tuyến 2) 118

4.2.3. Xác định lưu lượng trung bình tương ứng với các mức bảo đảm của
sông Cà Lồ tại cửa sông (tuyến 4) 119

3


4.2.4. Xác định lưu lượng trung bình năm tại tuyến 4 và tuyến 5 120
4.3. Đánh giá dòng chảy môi trường theo phương pháp Tennant 122
4.4. Đánh giá dòng chảy môi trường theo phương pháp Chu vi ướt 124
4.5. Đánh giá dòng chảy môi trường theo phương pháp DRIFT 126
4.5.1. Kịch bản đánh giá dòng chảy môi trường theo phương pháp DRIFT127
4.5.2. Đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước 128
4.5.3. Đánh giá chất lượng nước 132
4.5.4. Đánh giá tác động về phương diện sinh thái 133
4.5.5. Đánh giá chung cho các kịch bản 137
4.6. Một số nhận xét về khả năng ứng dụng các phương pháp đánh giá
dòng chảy môi trường đã sử dụng trong đề tài 141

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 144
TÀI LIỆU THAM KHẢO 147





4


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ lưu vực sông Cầu 12

Hình 1.2: Sơ đồ mạng lưới sông, mạng lưới khí tượng thủy văn lưu vực sông Cầu 14
Hình 1.3: Bản đồ đường đẳng trị mưa năm (mm) lưu vực sông Cầu 24
Hình 1.4: Đường tích luỹ hiệu số lưu lượng dòng chảy năm tại trạm Thác Bưởi trên
sông Cầu (1960-2005) 27
Hình 2. 1: Sơ đồ thay đổi dòng chảy và tác độ
ng …………………………………….33
Hình 2. 2: “Khối” chế độ dòng chảy thay đổi được tạo ra bằng phương pháp BBM 47
Hình 2.3. Mặt cắt giả thuyết và đường biểu diễn quan hệ chu vi ướt đối với lưu lượng
dòng chảy 60
Hình 2.4. Các hợp phần chính trong thực hiện đánh giá dòng chảy môi trường theo
phương pháp DRIFT (sửa đổi) được sử dụng trong đề tài 64
Hình 3.1. Sơ đồ minh họa cấu trúc mô hình mạng sông trong MIKE BASIN 67
Hình 3.2. Bản đồ
phân vùng thủy lợi lưu vực sông Cầu 1
Hình 3.3 (a). Sơ đồ tính toán cân bằng nước hệ thống cho lưu vực sông Cầu 80
Hình 3.3 (b). Lưới tính toán cân bằng nước hệ thống cho lưu vực sông Cầu 81
Hình 3.4. Kết quả kiểm định mô hình cân bằng nước tại trạm Gia Bẩy 83
Hình 3.5. Sơ đồ mô phỏng thủy lực các sông thuộc hệ thống sông lưu vực sông Cầu -
Thương 85
Hình 3.6. Sơ
đồ mạng tính toán thủy lực hệ thống sông Cầu 87
Hình 3.7. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình diễn toán MIKE 11 với số
liệu mực nước thực đo Đáp Cầu từ 01/01/2003 đến tháng 31/12/2003 88
Hình 3.8. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình diễn toán MIKE 11 với số
liệu mực nước thực đo Phủ Lạng Thương từ 01/01/2003 đến tháng 31/12/2003 89
Hình 3.9. So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình di
ễn toán MIKE 11 với số
liệu mực nước thực đo Lục Nam từ 01/01/2003 đến tháng 31/12/2003 89
Hình 3.10. So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình diễn toán MIKE 11 với
số liệu mực nước thực đo Đáp Cầu từ 01/01/2005 đến tháng 31/12/2005 90

Hình 3.11. So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình diễn toán MIKE 11 với
số liệu mực nước thực đo Phủ Lạng Thương từ 01/01/2005 đến tháng 31/12/2005 91
Hình 3.12. So sánh giữa kế
t quả tính toán kiểm định mô hình diễn toán MIKE 11 với
số liệu mực nước thực đo Lục Nam từ 01/01/2005 đến tháng 31/12/2005 91
Hình 3.13. Sơ đồ mô phỏng chất lượng nước các sông thuộc hệ thống sông lưu vực
sông Cầu 92
Hình 3.14. Sơ đồ phân bố nguồn thải 94
Hình 3.15. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh nồng độ DO với số liệu thực đo, dọc



5


theo sông Cầu, tháng 11/2005 97
Hình 3.16. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh nồng độ DO với số liệu thực đo, dọc
theo sông Cầu, tháng 12/2005 97
Hình 3.17. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh nồng độ BOD với số liệu thực đo, dọc
sông Cầu, tháng 11/2005 98
Hình 3.18. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh nồng độ BOD với số liệu thực đo, dọc
sông Cầu, tháng 12/2005 98
Hình 3.19. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh tổng Nitơ với số liệu thực đo, dọc
sông Cầu, tháng 11/2005 98
Hình 3.20. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh tổng Nitơ với số liệu thực đo, dọc
sông Cầu, tháng 12/2005 99
Hình 3.21. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh tổng Photpho với số liệu thực đo, dọc
sông Cầu, tháng 11/2005 99
Hình 3.22. So sánh kết quả tính toán hiệu ch
ỉnh tổng Photpho với số liệu thực đo, dọc

sông Cầu, tháng 12/2005 99
Hình 3.23. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh lượng Coliform với số liệu thực đo,
dọc sông Cầu, tháng 11/2005 100
Hình 3.24. So sánh kết quả tính toán hiệu chỉnh lượng Coliform với số liệu thực đo,
dọc sông Cầu, tháng 12/2005 100
Hình 3.25. So sánh kết quả tính toán kiểm định nồng độ DO với số liệ
u thực đo, dọc
theo sông Cầu, tháng 02/2006 101
Hình 3.26. So sánh kết quả tính toán kiểm định nồng độ BOD với số liệu thực đo, dọc
sông Cầu, tháng 02/2006 101
Hình 3.27. So sánh kết quả tính toán kiểm định định lượng Coliform với số liệu thực
đo, dọc sông Cầu, tháng 02/2006 102
Hình 4.1. Sơ đồ vị trí các tuyến nghiên cứu 1047
Hình 4.2. Số loài các nhóm thực vật nổi tại các tuyến nghiên cứ
u 103
Hình 4.3. Mật độ thực vật nổi các các tuyến nghiên cứu 103
Hình 4.4. Số loài các nhóm động vật nổi tại các tuyến nghiên cứu 103
Hình 4.5. Mật độ động vật nổi tại các tuyến nghiên cứu 104
Hình 4.6. Số loài các nhóm động vật đáy tại các tuyến nghiên cứu 104
Hình 4.7. Mật độ các nhóm động vật đáy tại các tại các tuyến nghiên cứu 104
Hình 4.8. Bản đồ đường mô đun dòng chảy năm (l/s.km2) lưu v
ực sông Cầu…… 114
Hình 4.9. Quan hệ lưu lượng – chu vi ướt (tính cho cả năm) 117
Hình 4.10. Quan hệ lưu lượng – chu vi ướt vào mùa cạn 118




6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Phân bố diện tích theo loại đất của lưu vực sông 14
Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí trung bình tháng, tối cao và tối thấp trung bình trong thời kỳ
quan trắc 1960-2001 15
Bảng 1.3: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình nhiều năm tại một số vùng (thời kỳ
1960 – 2001) 16
Bảng 1.4: Tốc độ gió trung bình tháng và năm trong lưu vực sông Cầu (thời kỳ 1960 –
2001) 16
Bảng 1.5: Lượng mưa (mm) tháng trung bình nhiều năm tại mộ
t số trạm trên lưu vực (thời
kỳ 1960 – 2001) 17
Bảng 1.6: Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng và năm (ống Piche) (thời kỳ 1960 – 2001)17
Bảng 1.7: Đặc trưng hình thái các nhánh sông trong lưu vực sông Cầu 20
Bảng 1.8: Trạm đo lưu lượng trên các sông trong lưu vực 21
Bảng 1.9. Đặc trưng dòng chảy năm tại một số trạm quan trắc trong lưu vực sông Cầu 25
Bảng 1.10. Lưu lượng lũ lớn nhấ
t tương ứng với các tần suất trên lưu vực sông Cầu 26
Bảng 1.11. Đặc trưng dòng chảy mùa cạn tại một số trạm thủy văn ở lưu vực sông Cầu.27
Bảng 1.12. Tóm tắt đặc điểm kinh tế xã hội của LVS Cầu (năm 2005) 30
Bảng 1.13. Cơ cấu kinh tế của các tỉnh trên lưu vực sông Cầu năm 2005 31
Bảng 1.14. Một số nhà máy, khu công nghiệp lưu v
ực sông Cầu 33
Bảng 1.15: Ước tính GDP một số tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu vào năm 2010 37
Bảng 2.1: Ví dụ về giá trị của sông ngòi và dòng chảy môi trường 38
Bảng 2.2: Dòng chảy và tầm quan trọng của chúng đối với hệ sinh thái 48
Bảng 2.3. Đặc điểm 1 số phương pháp đánh giá DCMT 58

Bảng 2.4. Loại dòng chảy và tỷ lệ (%) dòng chảy trung bình năm (AAF) 59
Bảng 2.5. Các môđun của khung đánh giá theo phương pháp DRIFT 62
Bảng 3.1: B
ảng kết quả tính toán dòng chảy năm thiết kế ứng với các tần suất 69
Bảng 3.2 : Phân phối dòng chảy năm với các tần suất thiết kế tại trạm Thác Bưởi 69
Bảng 3.3: Phân phối dòng chảy năm với các tần suất thiết kế tại trạm Tân Cương 70
Bảng 3.4: Phân phối dòng chảy năm với các tần suất thiết kế tại trạm Phú Cường 70
Bảng 3.5: Tiêu chuẩ
n cấp nước cho nuôi trồng thủy sản nước ngọt 77
Bảng 3.6. Định mức sử dụng nước sinh hoạt cho các cấp đô thị 77
Bảng 3.7: Ước tính nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Cầu cho năm 2004 78
Bảng 3.8 . Dự báo nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Cầu cho năm 2010 79
Bảng 3.9: Số liệu của các trạm thủy văn được dùng trong mô hình 86
Bảng 3.10. Phân tích hiệu quả
của hiệu chỉnh mô hình 88
Bảng 3.11. Phân tích hiệu quả của kiểm định mô hình 90



7


Bảng 3.12. Vị trí các điểm quan trắc chất lượng nước trên sông 93
Bảng 3.13. Các nguồn thải chính đổ vào sông Cầu và lưu lượng thải 95
Bảng 4.1. Đặc điểm sinh thái các tuyến nghiên cứu 106
Bảng 4.2. Lưu lượng trung bình ngày tại các trạm thuỷ văn trên các sông 109
Bảng 4.3. Đặc trưng dòng chảy sông Cầu tại Thác Huống và 2 trạm thuỷ văn Thác Bưởi
và Gia Bảy 110
Bảng 4.4. Tỷ số giữa lưu lượng trung bình ngày t
ương ứng với các mức bảo đảm so với

lưu lượng trung bình mùa cạn của sông Cầu tại Thác Huống 111
Bảng 4.5. Đặc trưng dòng chảy cạn trung bình thời kỳ quan trắc của sông Công tại trạm
thuỷ văn Tân Cương 112
Bảng 4.6. Giá trị lưu lượng trung bình ngày tương ứng với các mức bảo đảm của sông
Công tại cửa sông 112
Bảng 4.7. Lưu lượng trung bình tại cửa sông Cà Lồ 113
B
ảng 4.8. Lưu lượng trung bình năm tại các tuyến nghiên cứu (m
3
/s) 113
Bảng 4.9. Dòng chảy môi trường tuyến 1(m
3
/s) 115
Bảng 4.10. Dòng chảy môi trường tuyến 2 (m
3
/s) 115
Bảng 4.11. Dòng chảy môi trường tuyến 3 (m
3
/s) 115
Bảng 4.12. Dòng chảy môi trường tuyến 4 (m
3
/s) 116
Bảng 4.13. Dòng chảy môi trường tuyến 5 (m
3
/s) 116
Bảng 4.14. So sánh dòng chảy ở mức tốt, trung bình hoặc tối thiểu tính theo phương pháp
Tennant với dòng chảy bình quân vào mùa cạn (m
3
/s) 116
Bảng 4.15. Hệ số k và dòng chảy môi trường (tính cho cả năm) 118

Bảng 4.16. Hệ số k và dòng chảy môi trường mùa cạn 119
Bảng 4.17. Một số giá trị dòng chảy “môi trường“ đề xuất (m
3
/s) 120
Bảng 4.18. Các kịch bản tính toán cân bằng nước 121
Bảng 4.19. Kết quả tính toán cân bằng nước theo kịch bản cân bằng nước KB1_a 120
Bảng 4.20. Kết quả tính toán cân bằng nước theo kịch bản cân bằng nước KB1_b 120
Bảng 4.21. Kết quả tính toán cân bằng nước theo kịch bản cân bằng nước KB1_c 123
Bảng 4.22. Kết quả tính toán cân bằng nước theo kịch bản cân bằng nước KB2_a 123
Bảng 4.23. Kết quả tính toán cân bằng nước theo kịch b
ản cân bằng nước KB2_b 124
Bảng 4.24. Kết quả tính toán cân bằng nước theo kịch bản cân bằng nước KB2_c 124
Bảng 4. 25. Tóm tắt kịch bản 1 131
Bảng 4. 26. Tóm tắt kịch bản 2 132
Bảng 4. 27. Các giá trị dòng chảy môi trường tối thiểu trong mùa cạn được khuyến nghị
theo các phương pháp đã ứng dụng trong đề tài (m
3
/s) ……………………… 134






8


MỞ ĐẦU

Khai thác, sử dụng tài nguyên nước tăng lên ngày càng mạnh mẽ trong thời

gian qua đã dẫn đến sự thay đổi dòng chảy ở các con sông, hay các vùng đất ngập
nước. Với mục tiêu phát triển bền vững, việc đảm bảo dòng chảy môi trường (DCMT)
là một trong những vấn đề được quan tâm trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
Dòng chảy môi trường được hiểu là “chế độ dòng chảy cần thiết của một con sông,
trong đầm phá hoặc khu vực ven biển để có thể duy trì các hệ sinh thái và lợi ích của
chúng ở những nơi có sự cạnh tranh giữa các mục đích sử dụng nước và khi dòng
chảy chịu ảnh hưởng điều tiết của các công trình”. Trong thời gian qua, nhận thức về
tầm quan trọng của việc đánh giá dòng chảy môi trường với mục đích quản lý và phát
triển tài nguyên nước mà vẫn đảm bả
o tính toàn vẹn về cấu trúc và chức năng của
chúng hoặc ở mức độ chấp nhận được để duy trì hệ sinh thái đã thúc đẩy các nghiên
cứu về dòng chảy môi trường (Tharme, 1996; Zalewski, 2002; Kundzewicz, 2002;
Boruah et al, 2002). Cho đến năm 2002, có khoảng 270 phương pháp đánh giá dòng
chảy môi trường cuả 50 quốc gia đã được ghi nhận với 4 nhóm chính như sau: thuỷ
văn, thuỷ lực, đánh giá/mô phỏng môi trường sống, và tiếp cận tổng thể
(R. E. Tharme,
2002).
Việt Nam có nhiều lưu vực sông có vai trò rất quan trọng trong đời sống người
dân, cũng như phát triển kinh tế xã hội. Thực tế cho thấy, nhu cầu khai thác, dự trữ
nước và cơ sở hạ tầng quản lý nước sẽ tiếp tục gia tăng. Việc khai thác nước sông ở
Việt Nam đã ở mức có thể gây ảnh hưởng với mức độ khác nhau đến sự lành mạnh
c
ủa các dòng sông. Các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện trên các sông đã và đang gây
nhiều tác động làm biến đổi dòng chảy ở hạ lưu, có tác động tiêu cực đến hệ sinh thái
nước và suy giảm các giá trị môi trường ở khu vực hạ lưu. Để có các biện pháp quản lý
tốt, cũng như có được các quyết định hợp lý về phát triển cơ sở hạ tầng, khai thác tài
nguyên nước, việc xác định các giới hạ
n về dòng chảy để có thể đảm bảo sức khỏe của
các con sông là rất cần thiết. Đồng thời, việc cân bằng giữa các yếu tố kinh tế, xã hội
và môi trường cũng cần được chú ý trong việc quản lý tài nguyên nước sông. Các vấn

đề này, trong đó có dòng chảy môi trường đã được đề cập đến trong một số văn bản
chính sách về tài nguyên nước. Chiến lược quản lý tài nguyên nước củ
a Việt Nam
cũng định hướng là sẽ có những chính sách quy định công tác quản lý tài nguyên nước
và các cơ chế thực thi phải xem xét bảo đảm dòng chảy cho môi trường và sự bền
vững của các con sông.
Trong thời gian qua, nghiên cứu đánh giá dòng chảy môi trường ở Việt Nam
chưa được tiến hành trên quy mô rộng, chủ yếu được thực hiện trong một vài nghiên
cứu khoa học, như nghiên cứu ứng dụng đánh giá dòng chảy môi trường cho sông Ba,
Trà Khúc (Nguyễn Văn Thắng và cs, 2006), sông Hương (IUCN, ban quản lý lưu vực



9


sông Hương, 2007), một số đoạn trên sông Hồng (Trần Hồng Thái và cs, 2007). Do
vậy, việc nghiên cứu các phương pháp và ứng dụng nhằm đánh giá dòng chảy môi
trường ở các lưu vực sông của Việt Nam là rất cần thiết.
Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực lớn của Việt Nam, có vị trí địa lý
đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như về lịch s
ử phát triển xã hội
(Hình 1.1). Lưu vực sông Cầu với dòng chính bắt đầu từ núi Vạn On và đổ vào sông
Thái Bình ở Phả Lại. Chế độ dòng chảy của sông Công, hạ lưu sông Cầu bị ảnh hưởng
bởi hồ núi Cốc và đập Thác Huống. Có thể nhận thấy rằng, dòng chảy trong mùa kiệt
đã gây nên một số vấn đề về môi trường cũng như tác động mạnh mẽ đến các ho
ạt
động sản xuất nông nghiệp và một số hoạt động kinh tế khác. Quá trình đô thị hoá và
phát triển kinh tế trong vùng, việc khai thác tài nguyên nước còn lỏng lẻo và việc quản
lý môi trường có nhiều hạn chế, đã gây ô nhiễm, suy thoái môi trường nước (Cư và cs,

2003). Với việc hình thành Ủy ban lưu vực sông Cầu và thông qua “Đề án tổng thể
bảo vệ môi trường sinh thái cảnh quan lưu vực sông Cầu”, các vấn đề về môi tr
ường,
trong đó có tài nguyên nước sông, đã bắt đầu được quan tâm giải quyết. Với mong
muốn đáp ứng phần nào yêu cầu thực tiễn, đề tài nghiên cứu khoa học “Xây dựng cở
sở khoa học và thực tiễn đánh giá dòng chảy môi trường, ứng dụng cho hạ lưu sông
Cầu” đã được đề xuất và phê duyệt. Đề tài được tiến hành từ 2006 đến 2008.
Mục tiêu của đề tài là nghiên c
ứu, đề xuất phương pháp đánh giá dòng chảy môi
trường trong điều kiện Việt Nam thông qua việc ứng dụng đánh giá dòng chảy môi
trường hạ lưu sông Cầu (trên cơ sở phát triển các phương pháp sẵn có) nhằm đáp ứng
yêu cầu phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường. Trên cơ sở các
phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường đã được công bố, đề tài này đã tiếp thu và
áp d
ụng phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường cho phù hợp với điều kiện của lưu
vực sông Cầu. Nội dung nghiên cứu chính như sau:
• Tổng hợp cơ sở lý thuyết và thực tiễn của việc đánh giá dòng chảy môi trường
trên thế giới và Việt Nam.
• Nghiên cứu ứng dụng ba phương pháp đánh giá dòng chảy môi trường
(Tennant, Chu vi ướt và Phản ứng của hạ lưu trước s
ự biến đổi của dòng chảy -
DRIFT) cho đoạn sông thuộc hạ lưu sông Cầu
Trên cơ sở đó, đề tài đã đưa ra kiến nghị về các chỉ tiêu, tiêu chí cụ thể trong
đánh giá dòng chảy môi trường cho hạ lưu sông Cầu trong mùa kiệt và khả năng áp
dụng cho các lưu vực sông khác. Trong khuôn khổ đề tài, các nội dung và phạm vi
nghiên cứu được giới hạn như sau:
• Trong số các phương pháp đánh giá dòng ch
ảy môi trường đã được ứng dụng
trên thế giới và Việt Nam, 3 phương pháp cụ thể (theo hướng thuỷ văn, thuỷ lực
và tiếp cận tổng hợp) sẽ được lựa chọn, phát triển và ứng dụng để đánh giá

dòng chảy môi trường cho lưu vực sông Cầu.



10


• Tài nguyên nước được giới hạn trong nguồn tài nguyên nước sông và dòng
chảy trong mùa kiệt sẽ được tập trung nghiên cứu.
• Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đánh giá dòng chảy môi trường tại các tuyến:
01 tuyến ở cuối nhánh sông Công, 01 tuyến ở cuối nhánh sông Cà Lồ và 03
tuyến trên nhánh chính sông Cầu (từ hạ lưu đập Thác Huống đến đò Quan
Biểu, Quế Võ, Bắc Ninh).
Đề tài đã đăng được 03 bài báo khoa học trong tuy
ển tập Hội thảo khoa học của
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường năm 2006 và 2008. Đề tài cũng
cung cấp hướng dẫn sơ bộ về việc áp dụng các phương pháp đánh giá dòng chảy môi
trường đã tiến hành trong phạm vi của đề tài.
Trong quá trình thực hiện nghiên cứu này, đề tài đã được sự quan tâm, giúp đỡ
rất hiệu quả của Vụ Khoa học và Công nghệ, Vụ k
ế hoạch tài chính, Viện Khoa học
khí tượng Thủy văn và Môi trường, Trung tâm Nghiên cứu Môi trường, đồng thời với
sự cộng tác chặt chẽ của các cộng tác viên và đồng nghiệp. Vấn đề đặt ra trong đề tài
là khá mới đối với Việt Nam và chủ nhiệm đề tài, liên quan đến nhiều lĩnh vực. Tuy
nhiên, với những hạn chế của mình, đề tài đã cố gắng đóng góp một phần vào công tác
qu
ản lý và phát triển tài nguyên nước sông trong lưu vực sông Cầu. Với những hạn chế
về mọi mặt, kết quả của đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Chủ nhiệm và các cộng
tác viên của đề tài mong muốn nhận được sự đóng góp quý báu của các đồng nghiệp.

11


CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, TÀI NGUYÊN NƯỚC VÀ KINH
TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG CẦU

1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Sông Cầu là con sông chính của hệ thống sông Thái Bình, bắt nguồn từ vùng
núi Vạn On cao 1527 m ở sườn đông nam của dãy Pia-bi-óc - vùng núi cao của tỉnh
Bắc Kạn. Lưu vực sông Cầu nằm ở toạ độ từ 21
0
07’ đến 22
0
18’ vĩ độ bắc, 105
0
28’ đến
106
0
08’ kinh độ đông. Diện tích của lưu vực sông Cầu (tính đến Phả Lại) là 6030 km
2
,
với chiều dài lưu vực trên 288,5 km. Lưu vực có dạng hình lông chim, bao gồm toàn
bộ hoặc một phần lãnh thổ của 5 tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang,

Vĩnh Phúc. Lưu vực sông Cầu được giới hạn bởi:
 Cánh cung sông Gâm ở phía tây.
 Cánh cung Ngân Sơn ở phía đông.
 Phía bắc và tây bắc giới hạn bởi những dãy núi cao hơn 1000 m.
 Phía nam giáp với Hải Dương và Hà Nội.
1.1.2. Địa chất, địa hình
Nét đặc thù lớn nhất của địa hình lưu vực sông Cầu là miền chuyển tiếp từ địa
hình núi, sang địa hình đồi và đồng bằng. Nhìn chung toàn lưu vực có hướng dốc từ
Đông Bắc sang Tây Nam. Địa hình của lưu vực sông Cầu có thể chia làm ba nhóm :
miền núi, đồi và đồng bằng (Nguyễn Văn Cư và cộng sự, 2003).
- Địa hình núi thấp và núi trung bình: chủ yếu tập trung ở vùng thượng nguồn
của sông C
ầu, thuộc địa phận các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và dãy núi Tam Đảo. Ở
phía Bắc và tây Bắc có những đỉnh núi cao trên 1000m (Hoa Sen 1525m, Phia Đeng
1527m, Pianon 1125m). Ở phía Đông có những đỉnh núi cao trên 700m (Cốc Xô
1131m, Lung Giang 785m, Khao Khiên 1107m). Dãy núi Tam Đảo ở phía Tây có đỉnh
Tam Đảo cao 1592m, chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam. Đây là vùng có địa hình
phức tạp bị chia cắt bởi các đồi núi khe lạch tạo thành những thung lũng hẹp bởi vậy ở
đây có rất ít những cánh đồng canh tác l
ớn.
- Nhóm địa hình đồi dạng bát úp đỉnh rộng bằng phẳng, đồi cao: phổ biến ở
vùng Phú Bình, Phổ Yên, Hiệp Hòa - Bắc Giang, Giang Tiến - Thái Nguyên, Chợ
Đồn, Na Rì - Bắc Kạn.




12

Hình 1.1: Sơ đồ lưu vực sông Cầu






13


- Địa hình đồng bằng chủ yếu tập trung ở vùng hạ lưu sông Cầu: phổ biến ở
phía nam tỉnh Bắc Kạn, phân bố dọc hai bên thung lũng sông Cầu, sông Công, thị xã
Bắc Giang, Hiệp Hòa và vùng Đại Lải, Vĩnh Phúc và tỉnh Bắc Ninh. Các khu vực
đồng bằng này tạo nên vùng đất canh tác lớn khá bằng phẳng. Tuy nhiên xét cụ thể cho
từng khu vực thì cao độ thường cao, thấp không đều nên đã gây khó khăn cho việc xây
dựng các công trình tưới, tiêu. Trên lưu vực sông Cầu có mặt nhiều loại thành tạo địa
chất khác nhau, từ các thành tạo có tuổi rất trẻ cho đến Cambri với thành phần biến đổi
từ trầm tích vụn bở hiện đại đến những loại đá trầm tích biến chất, macma có tuổi cổ đến
rất cổ.
Trên lưu vực có 4 tầng chứa nước lỗ hổng, 21 tầng chứa n
ước khe nứt và 2 tầng
rất nghèo nước. Trong đó cả 4 tầng chứa nước thuộc tầng chứa nước lỗ hổng và 4 tầng
chứa nước (Tầng trầm tích cacbonat hệ tầng Bắc Sơn, Tầng trầm tích Devon hệ tầng
Tốc Tác, Tầng trầm tích Devon hệ tầng Nà Quản và tầng trầm tích Silua-Devon hệ
tầng Pia Phương) thuộc tầng chứa nước khe nứt là những tầng chứa nướ
c chính được

khai thác phục vụ sản xuất và sinh hoạt cho các tỉnh trên lưu vực. Vùng miền núi gồm
các hệ:
- Hệ Tura không phân chia, thành tạo trầm tích của núi lửa màu đỏ phún xuất axit
và BaZơ, sa thạch, Alơrôlit.
- Hệ Triat không phân chia: Sa thạch, diệp thạch sét, sạn kết đá vôi, phún xuất
Bazơ và axit.
- Hệ Đê Vôn các bậc Eifêli, Givêti đá vôi, diệp thạch sét sa thạch.
- Hệ Ôcdovi alơrôlit và sa thạch, đôi khi d
ạng dải đá vôi.
Với các đặc điểm địa chất, vùng miền núi thường thuận lợi cho việc xây dựng
công trình thuỷ lợi. Vùng trung du và đồng bằng thuộc hệ đệ tứ bồi tích, trầm tích sỏi,
cát, đất thịt nên khi xây dựng các công trình thủy lợi thường gặp khó khăn trong việc
xử lý nền móng.
1.1.3. Đất
Dựa theo nguồn gốc phát sinh, thổ nhưỡng trong lưu vực sông Cầu có thể phân
thành những nhóm chính dưới đây:
- Nhóm đất feralít đỏ vàng phát triển trên đá phiến thạch sét, phiến sa và biến
chất. Loại đất này thường chua, khả năng giữ nước kém, tỷ lệ sắt trong đất cao,
giàu canxi. Đây là nhóm đất thích hợp cho phát triển sản xuất lâm nghiệp, cây
công nghiệp (chè), cây ăn quả. Nhóm đất feralít đỏ vàng phát triển trên đá
macma a xít, phù sa c
ổ, đá vôi phân bố tập trung ở sườn một số dãy núi nằm ở
phía tây và tây nam lưu vực; độ dày tầng đất vào loại trung bình và mỏng.
- Nhóm đất phát triển trên đá kiềm (đá vôi, đá bazic). Loại đất phát triển trên đá



14

vôi ở huyện Bạch Thông, đất tốt, thích hợp cho trồng cây nông nghiệp ngắn
ngày, giàu chất canxi, nhưng độ dày không đồng đều và thiếu nước mặt. Loại
đất phát triển trên đá kiềm tập trung ở phía tây và tây nam huyện Phú Lương
tỉnh Thái Nguyên, giàu chất dinh dưỡng, độ dày thường sâu, thuận tiện cho
trồng cây công nghiệp.
- Nhóm đất phát triển trên phù sa cổ tập trung ở phần hạ lưu sông, đất có tầng sâu
dày, nh
ưng bạc màu, tập trung ở các huyện Hiệp Hòa, Việt Yên, Sóc Sơn
- Nhóm đất trồng lúa phân bố ở các huyện Vĩnh Lạc, Tiên Sơn, Quế Võ, Yên
Dũng. Thành phần cơ giới thịt nhẹ hay trung bình, dinh dưỡng khá.
Diện tích các loại đất của lưu vực sông Cầu được trình bày trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Phân bố diện tích theo loại đất của lưu vực sông
Loại đất Diện tích (ha)
Đất dốc tụ (có hoặc không trồng lúa) 3.1315,60
Núi đá vôi 2.7421,87
Đất feralit màu vàng trên macma axit 7.607,62
Đất feralit mùn, vàng nhạt trên núi 700 -1700m 22.397,48
Đất feralit đỏ vàng trên đá biến chất 12.580,741
Đất feralit nâu đỏ trên macma bazơ và trung tính 16.627,97
Đất feralit nâu vàng trên phù sa cổ 18.704,53
Đất feralit vàng nhạt trên đá cát 55.374,62
Đất feralit mùn trên núi thấp 200 - 700 m 72.051,60
Đất feralit màu đỏ vàng trên đá biến chất 9.950,92
Đất feralit màu nâu đỏ trên macma bazơ và trung tính 6.261,83
Đất feralit màu vàng đỏ trên phiến thạch sét 68.650,19
Đất feralit màu đỏ nâu trên đá vôi 12.071,56
Đất feralit vàng đỏ trên phiến thạch sét 80.618,46
Đất lầy thụt 33.795,98
Đất phù sa sông suối 148.308,60
Nguồn: Viện Quy hoạch thủy lợi. 2006. Báo cáo tổng hợp dự án quy hoạch sử dụng tổng hợp nguồn

nước lưu vực sông Hồng, sông Thái Bình. Hà Nội.
1.1.4. Khí hậu
Khí hậu của lưu vực sông Cầu, mang đặc điểm cơ bản của khí hậu nhiệt đới gió
mùa của khí hậu miền bắc Việt Nam.
Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm dao động từ 18 - 23
0
C , thấp nhất là vùng Tam Đảo và
Chợ Đồn từ 18 - 20
0
C. Nhiệt độ cao nhất là vùng hạ du Vĩnh Yên, Bắc Giang, Hiệp
Hoà, Tân Yên,… từ 23 - 24
0
C.



15


Bảng 1.2: Nhiệt độ không khí trung bình tháng, tối cao và tối thấp trung bình trong thời
kỳ quan trắc 1960-2001
Đơn vị:
o
C
Tháng
TT Trạm
Yếu
tố
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Tmax 19,1 20,0 23,2 27,3 31,1 32,3 32,4 32,4 31,4 28,7 25,1 21,7
T
TB
14,1 16,3 19,4 23,2 26,2 27,4 27,5 27,2 25,9 23,2 19,5 15,9
1
Bắc
Kạn
Tmin 12,1 13,7 17,0 20,3 22,7 24,2 24,4 24,1 22,5 19,7 15,9 12,6
Tmax 19,5 20,1 23,2 27,1 31,3 32,5 32,7 32,5 31,7 28,9 25,3 21,9
T
TB
15,5 16,9 19,7 23,6 26,7 28,6 28,2 27,7 26,5 23,8 20,0 16,6
2
Định
Hoá
Tmin 13,0 14,4 17,5 21,0 23,5 24,9 25,2 24,7 23,3 20,5 16,5 13,3
Tmax 19,7 20,3 22,9 27,0 31,3 32,6 32,7 32,4 31,6 29,1 25,7 22,2
T
TB
16,1 17,3 19,9 23,7 27,0 28,4 28,5 28,1 27,1 24,6 21,1 17,6
3
Thái
Nguyên
Tmin 13,7 15,0 17,8 21,3 24,0 25,4 25,5 25,2 24,1 21,3 17,6 14,6
Tmax 19,4 20,1 22,9 26,7 31,0 32,4 32,5 31,7 30,7 28,5 25,1 21,8
T
TB
16,0 17,2 20,2 23,5 27,1 28,6 28,9 28,3 27,2 24,7 20,9 17,9
4
Bắc

Ninh
Tmin 13,7 15,3 18,2 21,4 24,3 25,8 26,1 25,9 24,8 22,0 17,8 15,1
Tmax 19,9 20,5 23,4 27,5 31,7 33,0 33,1 32,4 31,6 29,2 25,7 22,2
T
TB
16,7 17,6 20,5 24,2 27,6 29,6 29,2 28,6 27,6 25,2 21,8 18,2
5
Vĩnh
Yên
Tmin 14,5 15,6 18,5 21,8 24,6 26,0 26,2 25,9 24,8 22,2 18,7 15,5
Nguồn: Trung tâm nghiên cứu Khí tượng, Khí hậu - Viện khoa học Khí tượng Thủy
Văn và Môi Trường
Độ ẩm
Độ ẩm trung bình nhiều năm ở các vùng trên lưu vực dao động từ 81-87%, ở
các vùng núi còn nhiều cây rừng, có mưa nhiều thì độ ẩm cao hơn. Nơi có độ ẩm cao
nhất là vùng núi Tam Đảo 87% rồi đến vùng Bắc Kạn, Định Hoá, Đình Lập từ 83-
84%. Vùng có độ ẩm thấp nhất là Vĩnh Yên, Lục Ng
ạn, Sơn Động, Bắc Giang 81%.



16


Bảng 1.3: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình nhiều năm tại một số vùng
(thời kỳ 1960 – 2001)
Đơn vị: %
Tháng
TT Trạm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1 Bắc Kạn 82 82 83 83 82 84 86 86 84 83 82 81
2 Định Hoá 82 83 85 85 82 83 84 85 84 83 82 81
3 Thái Nguyên 80 81 85 86 82 83 84 85 83 80 78 77
4 Bắc Ninh 80 83 87 88 84 83 83 85 85 82 78 78
5 Vĩnh Yên 81 83 85 85 81 81 82 84 82 81 79 79
Nguồn: Trung tâm nghiên cứu Khí tượng, Khí hậu – Viện khoa học Khí tượng Thủy
Văn và Môi Trường
Gió
Khí hậu lưu vực sông Cầu thuộc vùng nhiệt đới gió mùa, trong năm hình thành
hai mùa rõ rệt: mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, mùa đông lạnh khô và ít mưa. Sự tác động
của hoàn lưu khí quyển tới địa hình lưu vực tạo nên chế độ khí hậu riêng cho lưu vực.
Bảng 1.4: Tốc độ gió trung bình tháng và năm trong lưu vực sông Cầu
(thời kỳ 1960 – 2001)
Đơn vị: m/s
Tháng
TT Trạm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Năm
1 Bắc Kạn 1,40 1,50 1,30 1,20 1,20 1,00 1,00 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,20
2 Định Hoá 1,00 1,10 1,00 1,30 1,10 1,10 1,00 1,00 0,90 0,90 0,90 1,00 1,00
3 TháiNguyên 1,40 1,50 1,40 1,60 1,70 1,50 1,40 1,20 1,30 1,30 1,30 1,40 1,40
4 Bắc Ninh 2,20 2,20 2,10 2,30 2,30 2,20 2,20 1,90 1,90 2,00 2,00 2,00 2,10
5 Vĩnh Yên 1,60 1,80 2,00 2,20 2,10 1,80 1,80 1,40 1,20 1,20 1,20 1,30 1,60
Nguồn: Trung tâm nghiên cứu Khí tượng Khí hậu – Viện khoa học Khí tượng Thủy
Văn và Môi Trường
Tốc độ gió trung bình tháng và năm trên lưu vực sông Cầu biến động theo địa
hình và độ cao khá rõ rệt. Chẳng hạn ở vùng Bắc Kạn, Định Hóa, tốc độ gió bình quân
các tháng trong năm nhỏ, chỉ dao động trên dưới 1m/s. Còn các khu vực đồng bằng hạ
du sông như Bắc Ninh thì giá trị này lên tới trên dưới 2 m/s. Đặc biệt vùng núi cao
Tam Đảo đạt t

ới 3 m/s.



17


Mưa
Lượng mưa hàng năm trên lưu vực sông Cầu khá lớn 1500-2700mm. Có thể
nhận thấy trong phạm vi của lưu vực đã xuất hiện một trung tâm mưa khá lớn của
miền Bắc, đó là trung tâm mưa Tam Đảo. Ở phía đông nam của dãy Tam Đảo nhất là
phần gần đỉnh, lượng mưa năm có thể vượt 3000mm. Vùng mưa lớn này kéo dài về
phía đông qua thành phố Thái Nguyên, với l
ượng mưa năm vượt 2000mm. Xa hơn lên
phía bắc, nằm khuất sau cánh cung Ngân Sơn thuộc vùng thung lũng thấp Bắc Kạn, là
một khu vực ít mưa với lượng mưa năm chỉ khoảng 1400-1500mm. Gần đó, trên vùng
cao của cánh cung này, lượng mưa lại tăng lên khá lớn đạt 1800-2000mm. Trung tâm
mưa lớn nhất là vùng Tam Đảo khoảng 2500 mm/năm.
Bảng 1.5: Lượng mưa (mm) tháng trung bình nhiều năm tại một số trạm trên lưu v
ực
(thời kỳ 1960 – 2001)
Tháng
TT Trạm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
1 Bắc Kạn 23 30 56 110 176 263 280 290 158 83 44 19 1530
2 Định Hoá 22 30 54 106 210 278 332 320 185 108 43 17 1710
3 Thái Nguyên 27 35 62 121 237 336 424 360 248 146 52 25 2070
4 Vĩnh Yên 23 25 40 102 181 246 266 314 196 130 53 15 1590
5 Bắc Ninh 18 23 35 96 173 226 243 270 197 135 44 18 1480
Nguồn: Trung tâm nghiên cứu Khí tượng, Khí hậu – Viện khoa học Khí tượng Thủy

Văn và Môi Trường
Lượng mưa trong lưu vực phân bố không đều và chia thành hai mùa:
- Mùa mưa từ tháng V đến tháng X. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng VII
và tháng VIII trên 300 mm/ tháng.
- Mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Tháng mưa ít nhất là tháng XII và
tháng I.

Bốc hơi
Lượng bốc hơi trung bình ở các vùng dao động từ 540-1000mm/năm, tùy thuộc vị
trí, địa hình, các đặc trưng về nhi
ệt độ, số giờ nắng. Vùng có lượng bốc hơi nhỏ như Tam
Đảo 561mm/năm, thượng nguồn sông Cầu từ 760-800mm/năm. Các vùng thấp có lượng
bốc hơi lớn như Bắc Ninh, Thái Nguyên (tương ứng với 986-971,2 mm/năm).


Bảng 1.6: Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng và năm (ống Piche)



18


(thời kỳ 1960 – 2001)
Đơn vị: mm
Tháng
TT Trạm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Năm
1 Bắc Kạn 56,9 55,6 60,6 64,0 79,7 67,9 60,7 59,1 63,8 68,6 62,2 60,8 759,9
2 Định Hoá 51,4 48,8 53,0 59,6 81,7 74,2 74,0 65,4 66,6 66,2 61,3 59,7 757,5

3 Thái Nguyên 72,7 63,1 61,7 65,7 96,3 92,8 89,9 79,3 86,0 92,4 87,1 84,0 971,2
4 Vĩnh Yên 67,3 60,0 64,9 73,4 105,3 99,8 97,6 78,8 79,6 81,8 76,5 76,2 961,2
5 Bắc Ninh 79,2 63,4 61,0 61,4 91,2 97,0 104,0 83,2 76,7 88,5 92,9 87,6 986,0
Nguồn: Trung tâm nghiên cứu Khí tượng, Khí hậu - Viện khoa học Khí tượng Thủy
Văn và Môi Trường
1.1.5. Đặc điểm sinh thái, tài nguyên sinh vật
Lưu vực sông Cầu là một vùng rộng lớn có cả 3 dạng địa hình miền núi, trung
du và đồng bằng, chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Các hệ sinh thái trên cạn
chính gồm có hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái đồi núi, hệ sinh thái nông nghiệp. Trong
lưu vực, thảm phủ thực vật rừng được xếp loại rừng rậm nhiệt đới. Do khai thác gỗ và
lâm sản và canh tác nương rẫy, du canh, du cư nên tốc độ m
ất rừng trước năm 1990
khá mạnh. Rừng tự nhiên trên toàn lưu vực đã bị tàn phá khá nhiều, còn ít rừng nguyên
sinh. Rừng có cấu tạo từ 2 ÷ 3 tầng, cây to, xanh trong đó có các loại gỗ quí như: lim,
sến, táu, dẻ v.v Vườn Quốc gia Ba Bể, Tam Đảo, khu BTTN Kim Hỷ có giá trị sinh
thái cao. Ví dụ như Vườn quốc gia Tam Đảo có tài nguyên rừng khá phong phú và đa
dạng với trên 620 loại cây thân gỗ và thân thảo, có cả gỗ quí như Pơmu, nhiều lo
ại cây
thuốc và một số rau có giá trị. Động vật hoang dã và chim trên núi Tam Đảo có nhiều
loại (120 loài chim, 45 loài thú rừng).
Do chính sách trồng và khoanh nuôi, phục hồi rừng thông qua hợp đồng khoán
lâm nghiệp giữa Nhà nước với dân, diện tích rừng đã tăng đáng kể. Diện tích rừng còn
lại chủ yếu là rừng tái sinh, rừng trồng và và rừng vầu, nứa. Đặc trưng của các loại
rừng này đã hình thành từng ưu thế sinh thái. Rừ
ng chủ yếu có hai tầng trở lên, tầng
trên tán không liên tục, rải rác vẫn còn một số cây to, vượt tán. Rừng trồng tập trung
một số loài chính như: Mỡ, thông, sa mộc, bồ đề, trầm, lái sao. Một số diện tích đất
rừng đã được khai thác để trồng một số loài cây ăn quả có giá trị kinh tế cao như nhãn,
vải thiều, na, hồng xiêm. Trên thực tế, nhiều khu vực đầu nguồn, xung yếu c
ủa lưu vực

vẫn còn đất trống, đồi trọc hoặc rừng nghèo kiệt, kém tác dụng phòng hộ. Tuy nhiên
giá trị phủ xanh từ những diện tích rừng sản xuất có giá trị môi trường và tham gia
đáng kể vào cải thiện điều kiện môi trường trên lưu vực. Độ che phủ của rừng bình



19


quân toàn lưu vực đạt khoảng 40% (Cục Quản lý tài nguyên nước, 2007). Một trong
những nhóm cây, con quan trọng trong lưu vực là nhóm cây nông nghiệp và chăn nuôi.
Các loài cây chính là lúa, ngô khoai, đậu đỗ và rau màu các loại. Bò, trâu, ngựa, dê,
thỏ, gà, vịt, ngỗng là các loài chính được chăn nuôi trong khu vực.
Thực vật thủy sinh trong lưu vực sông Cầu cũng khá phong phú với các loài
thực vật sống ngoi trên mặt nước, thực vật lá nổi, hay thực vật sống nổi, thực vậ
t sống
chìm dưới nước. Đa số thực vật thuỷ sinh là những loài hoang dại tự nhiên, thường
thấy xuất hiện trong các thuỷ vực chưa bị tác động mạnh của con người. Tại các suối,
xác định được 17 loài và tại ao, ruộng trũng xác định được 20 loài thực vật thuỷ sinh.
Thực vật nổi (Phytoplankton) chủ yếu bao gồm các loài trong nhóm tảo Lam dạng sợi
và dạng tập đoàn, tả
o Lục dạng sợi và tảo Silíc dạng sợi. Động vật nổi (Zooplankton)
chủ yếu là các loài trong nhóm Động vật Giáp xác râu ngành (Cladocera). Động vật
Đáy (Zoobenthos) trong khu vực sông suối có các loài thuộc các nhóm như Thân mềm
chân bụng Mollusca – Gastropoda và nhóm Thân mềm hai mảnh vỏ Mollusca -
Bivalvia. Ngoài ra, có một số loài cá như chép, diếc, mè, mương, ngạnh, v.v. sống ở
các tầng nước khác nhau.
1.2. Đặc điểm thủy văn – tài nguyên nước
1.2.1. Mạng lưới sông suối
Mạng lưới sông su

ối trên lưu vực sông Cầu tương đối dày đặc, mật độ lưới sông
đạt 0,7 -1,2 km/km
2
, các nhánh sông chính phân bố tương đối đều dọc theo dòng
chính. Lượng dòng chảy trung bình năm của lưu vực sông Cầu tại Phả Lại là 4,50
km
3
/năm, trong đó đóng góp của sông Công là 0,9km
3
/năm (19,8%), sông Cà Lồ là
0,88 km
3
/năm (19,5%). Đặc trưng hình thái các sông thuộc lưu vực sông Cầu được
trình bày trong Bảng 1.7.
- Sông Cầu: Bắt nguồn từ đỉnh núi Vạn On tỉnh Bắc Kạn, chảy theo hướng Bắc –
Đông – Nam, qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh rồi đổ
vào sông Thái Bình tại Phả Lại.
- Sông Chợ Chu: Bắt nguồn từ xã Bảo Linh huyện Định Hóa, chảy theo hướng
Tây Bắc - Đông Nam và nhập vào sông Cầu tạ
i Chợ Mới. Tổng diện tích lưu
vực 437 km
2
, với chiều dài từ nguồn đến điểm nhập lưu là 36,5 km.
- Sông Công: Bắt nguồn từ độ cao 275 m ở xã Thanh Tịnh huyện Định Hoá, chảy
theo hướng Bắc Nam đến xã Phú Cường huyện Đại Từ thì chuyển hướng Tây
Bắc - Đông Nam đổ vào sông Cầu ở phía bờ phải, tại Hương Ninh xã Hợp
Thịnh huyện Hiệp Hòa. Sông Công dài 96 km, độ cao trung bình lưu vực 224
m, độ dốc 27,3 %, mật độ
lưới sông 1,20 km/km
2

, diện tích lưu vực 957 km
2
.
Hồ Núi Cốc trên sông Công chính thức hoạt động từ năm 1978. Với dung tích
175.10
6
m
3
. Do đập chắn ngang sông, nên từ 1978 trở đi, hạ lưu sông Cầu (từ hạ



20


lưu Hồ Núi Cốc) gần như hoàn toàn mất nguồn nước từ trung và thượng lưu.
- Sông Nghinh Tường bắt nguồn từ độ cao 550 m tại xã Vân Cư huyện Phú Bình,
chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đến xã Cúc Đường huyện Võ Nhai rồi
chuyển hướng Đông Nam - Tây Bắc và đổ vào bờ trái sông Cầu tại thượng lưu
Lang Hinh. Sông Nghinh Tường dài 46 km, độ cao trung bình lưu vực 290 m,
độ dốc 12,9 %, mật độ lướ
i sông 1,05 km/km
2
, diện tích lưu vực 465 km
2
.
- Sông Đu bắt nguồn từ độ cao 275 m ở xã Yên Trạch huyện Phú Lương, chảy
theo hướng gần Bắc - Nam hoặc Tây Bắc - Đông Nam chảy vào sông Cầu tại
Sơn Cẩm. Sông Đu có chiều dài 44,5 km độ cao trung bình lưu vực 129 m, độ
dốc 13,3 %, mật độ lưới sông 0,94 km/km

2
và diện tích lưu vực 361 km
2
.
- Sông Cà Lồ bắt nguồn từ sườn Tây Bắc dãy núi Tam Đảo, chảy qua vùng đồng
bằng Vĩnh Phúc rồi đổ vào sông Cầu ở phía phải tại Lương Phú. Sông Cà Lồ
dài 89 km, độ cao trung bình lưu vực 87 m, độc dốc 4,7%, mật độ lưới sông
0,73 km/km
2
, diện tích lưu vực 881 km
2
. Trong lưu vực sông Cà Lồ có hồ Đại
Lải, diện tích mặt nước là 550 ha với dung tích 25,0 × 106 m
3
, hồ Xạ Hương có
diện tích mặt nước là 46,2 ha với dung tích 12,7 ×106 m3, Đầm Vạc diện tích
mặt nước 255 ha.
Bảng 1.7: Đặc trưng hình thái các nhánh sông trong lưu vực sông Cầu
TT Tên sông
Chiều
dài sông
(km)
Diện
tích
(km
2
)
Độ
cao
trung

bình
(m)
Độ
dốc
trung
bình
(%)
Độ
rộng
(km)
Hệ số
tập
trung
nước
Hệ số
uốn
khúc
Mật độ
lưới sông
(km/km
2
)
1 Cầu 288,5 6030 190 16,1 31,0 2,1 2,02 0,95
2 Chợ Chu 36,5 437 206 24,6 11,6 1,4 1,40 1,19
3 Nghinh Tường 46,0 465 290 39,4 12,9 1,5 1,60 1,05
4 Đu 44,0 360 129 13,3 10,0 1,7 1,40 0,94
5 Công 96,0 951 224 27,3 13,0 2,2 1,43 1,20
6 Cà Lồ 89,0 881 87 4,7 13,6 1,7 2,70 0,73
Nguồn: Viện Quy hoạch thủy lợi. 2006.

1.2.2. Mạng lưới trạm thủy văn
Hệ thống các trạm quan trắc mực nước, lưu lượng và phù sa trên lưu vực sông
Cầu được bắt đầu từ những năm 1960 với tổng số 16 trạm, chủ yếu được bố trí trên
dòng chính sông Cầu (9 trạm), còn lại được phân bố trên các phụ lưu chính như sông
Công, sông Cà Lồ. Do nguyên nhân khách quan, một số trạm phải ngừng hoạt động
hoặc ngừng quan trắc lưu lượng. Mạng lướ
i trạm đo mực nước, lưu lượng và phù sa



21


trong lưu vực được nêu trong bảng 1.8.

Hình 1.2. Sơ đồ mạng lưới sông, mạng lưới khí tượng thuỷ văn lưu vực sông Cầu

Bảng 1.8: Trạm đo lưu lượng trên các sông trong lưu vực



22



Vị trí Yếu tố đo
c Trạm đo
Kinh độ Vĩ độ
Flv
(km

2
)
Trên
sông
H(cm) Q(m
3
/s) Phù sa
Ghi chú
1 Cầu Phà 105
o
5’ 22
o
09’ 366 S. Cầu
60 ÷
81
- - Ngừng đo
2 Thác Riềng 105
o
53’ 22
o
05’ 712 nt
60 ÷
97
60 ÷ 81 70 ÷ 80
Ngừng đo
Q
3 Chợ mới 105
o
46’ 21
o

52’ nt
61 ÷
97
- - -
4 Thác Bưởi 105
o
48’ 21
o
42’ 2220 nt
62 ÷
97
62 ÷ 69 61 ÷ 80
Ngừng đo
Q
5 Thái Nguyên 105
o
40’ 21
o
35’ 276 nt
62 ÷
97
97 - -
6 Thác Huống 105
o
52’ 21
o
34’ 2960 nt
60 ÷
81
- - Ngừng đo

7 Chã 105
o
54’ 21
o
32’ 3450 nt
62 ÷
97
- -
Thiếu
73÷76
8
Phúc Lộc
Phương
105
o
55’ 22
o
14’ - nt
60 ÷
97
- -
9 Đáp Cầu 106
o
04’ 21
o
12’ - nt
60 ÷
97
- -
10 Giang Tiên 103

o
43’ 21
o
39’ 283 Đu
62 ÷
76
61 ÷ 71 61 ÷ 71
Ngừng đo
11 Cầu Mai 105
o
55’ 21
o
40’ 27,7 Cầu Mai
70 ÷
85
70 ÷ 85 77 ÷ 80
Ngừng đo
12 Núi Hồng 105
o
33’ 21
o
43’ 128 S. Công
62 ÷
69
62 ÷ 69
- Ngừng đo
13 Tân Cương 105
o
44’ 21
o

32’ 548 S. Công
61 ÷
76
61 ÷ 76 61 ÷ 76
Ngừng đo



23


Vị trí Yếu tố đo
14 Ngọc Thanh 105
o
42’ 21
o
32’ 19,5
Thanh
Lộc
67 ÷
81
67 ÷ 81
- Ngừng đo
15 Phú Cường 105
o
14’ 21
o
11’ 880 Cà Lồ
63 ÷
71

65-66,68-
75
- Ngừng đo
16
Gia Bẩy 105042’ 21034’ S.Cầu 2960 97-05 -

1.2.3. Tài nguyên nước mưa
Mưa có đặc trưng là mức độ ổn định thấp cả theo thời gian và không gian, vì
thế lưới trạm đo mưa cần dày hơn nhiều lần so với lưới trạm khí tượng. Lượng mưa
quan hệ mật thiết với cơ chế hoạt động của gió mùa, đặc biệt các nhiễu động khí quyển
xảy ra trong cơ chế hoàn lưu này. Hình 1.3 là bản đồ đường đẳng trị lượ
ng mưa năm
(mm) trên lưu vực sông Cầu. Từ hình này có thể nhận thấy: Trên lưu vực Sông Cầu,
lượng mưa hàng năm khá lớn 1500-2700mm. Có thể nhận thấy trong phạm vi không
lớn của lưu vực đã tồn tại một trung tâm mưa khá lớn của miền Bắc, đó là trung tâm
mưa Tam Đảo. Trên mặt hướng phía đông nam của dãy Tam Đảo nhất là phần gần
đỉnh, lượng mưa năm có th
ể vượt 3000mm. Vùng mưa lớn này kéo dài về phía đông
sang qua thành phố Thái Nguyên, với lượng mưa năm vượt 2000mm. Xa hơn lên phía
bắc, nằm khuất sau cánh cung Ngân Sơn thuộc vùng thung lũng thấp Bắc Kạn, là một
khu vực ít mưa với lượng mưa năm chỉ khoảng 1400-1500mm. Gần đó trên vùng cao
của cánh cung này, lượng mưa lại tăng lên khá lớn đạt 1800-2000mm.