ứng dụng mô hình mike 11 đánh giá diễn biến chất lượng nước lưu vực sông cầu

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
1
-

MỤC LỤC Trang
MỤC LỤC - 1 -
LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………… 3 -
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………… 4 -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ………………………………………………… 5 -
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU……………………………………………… - 8 -
MỞ ĐẦU - 10 -
1. Tính cấp thiết của đề tài - 10 -
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu - 11 -

3. Phương pháp nghiên cứu. - 11 -
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU - 12 -
1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên - 12 -
1.1.1. Đặc điểm chung của lưu vực - 12 -
1.1.2 Đặc điểm khí tượng - 13 -
1.1.3 Thảm phủ thực vật - 15 -
1.1.4 Đặc điểm thuỷ văn - 16 -
1.2 Đặc điểm dòng chảy sông ngòi - 18 -
1.2.1 Dòng chảy năm - 18 -
1.2.2 Dòng chảy lũ - 21 -
1.2.3 Dòng chảy kiệt - 22 -
1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội. - 22 -
1.3.1 Đặc điểm dân số và xã hội. - 23 -
1.3.1.1 Qui mô dân số và phân bố dân cư - 23 -
1.3.1.2 Lực lượng lao động, trình độ và phân bố lao động - 26 -
1.3.2 Đặc điểm kinh tế - 31 -
1.3.2.1 Cơ cấu kinh tế - 31 -
1.3.2.2 Hoạt động của các ngành. - 33 -
1.4 Hiện trạng môi trường nước lưu vực sông Cầu. - 37 -
1.4.1 Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước. - 37 -
1.4.2 Các nguồn thải trên lưu vực sông Cầu - 50 -
1.4.2.1 Đánh giá chung - 50 -
1.4.2.2 Hiện trạng gây ô nhiễm nước theo ngành nghề sản xuất - 53 -

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ

ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
2
-

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HỆ THỐNG VÀ SỐ LIỆU - 63 -
ĐẦU VÀO CỦA MÔ HÌNH THỦY LỰC - CHẤT LƯỢNG NƯỚC - 63 -
2.1 Giới thiệu về mô hình Mike 11 - 63 -
2.1.1 Giới thiệu chung - 63 -
2.1.2. Cơ sở lý thuyết mô hình diễn toán thủy lực,chất lượng nước trong mô hình
MIKE 11 - 65 -
2.2. Sơ đồ hệ thống và số liệu đầu vào của mô hình - 70 -
2.2.1 Xây dựng sơ đồ tính thủy lực cho hệ thống sông - 70 -
2.2.2 Xây dựng sơ đồ chất lượng nước cho hệ thống sông. - 75 -
CHƯƠNG 3 : HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH - 83 -
VÀ CÁC KỊCH BẢN MÔ PHỎNG - 83 -
3.1 Hiệu chỉnh, kiểm định thông số thủy lực của mô hình - 83 -
3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định thông số chất lượng nước của mô hình. - 87 -
3.3 Các kịch bản mô phỏng diễn biến chất lượng nước - 99 -

CHƯƠNG 4 :KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 113 -
4.1 Kết luận - 113 -
4.2 Kiến nghị - 114 -
TÀI LIỆU THAM KHẢO - 115 -
PHỤ LỤC - 116 -














Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ

c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
3
-



LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Tạ Đăng Thuần. Tôi xin cam đoan luận văn “Ứng dụng mô hình
Mike 11 đánh giá diễn biễn chất lượng nước lưu vực sông Cầu” là công trình
nghiên cứu của riêng tôi các số liệu trong luận văn được sử dụng trung thực. Kết
quả nghiên cứu này chưa từng được trình bày ở bất kỳ các công trình nào.


TÁC GIẢ


TẠ ĐĂNG THUẦN

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th

ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
4
-

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS.Bùi Quốc
Lập - ĐH Thủy Lợi, TS. Nguyễn Văn Tuấn – Viện Quy hoạch Thủy Lợi đã hướng
dẫn tôi trong suốt quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thiện Luận văn.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo ở Khoa Môi
trường - Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
học tập và thực hiện Luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn đến Ths.Tạ Đăng Toàn và các cán bộ trong phòng
Quy hoạch môi trường – Viện công nghệ môi trường - Viện khoa học và công nghệ
Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập tài liệu và các thông tin liên quan.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và người thân
đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học tập,
nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!

TÁC GIẢ


TẠ ĐĂNG THUẦN

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
5
-

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Hình 1.1. Bản đồ các tỉnh nằm trong LVS Cầu - 12 -
Hình 1.2 : Giá trị BOD5 tại thượng lưu lưu vực sông Cầu - 39 -
Hình 1.3 : Giá trị TSS tại thượng lưu lưu vực sông Cầu - 39 -
Hình 1.4 : Giá trị N-NH4 tại thượng lưu lưu vực sông Cầu - 40 -
Hình 1.5 : Giá trị COD tại thượng lưu lưu vực sông Cầu - 40 -
Hình 1.6 : Giá trị Coliform tại thượng lưu lưu vực sông Cầu - 41 -
Hình 1.7 : Giá trị TSS tại trung lưu lưu vực sông Cầu - 43 -
Hình 1.8 : Giá trị COD tại trung lưu lưu vực sông Cầu - 43 -
Hình 1.9 : Giá trị BOD5 tại trung lưu lưu vực sông Cầu - 44 -
Hình 1.10 : Giá trị N-NH4 tại trung lưu lưu vực sông Cầu - 45 -
Hình 1.11 : Giá trị Pb tại trung lưu lưu vực sông Cầu - 45 -
Hình 1.12 : Giá trị Coliform tại trung lưu lưu vực sông Cầu - 46 -
Hình 1.13 : Giá trị TSS tại hạ lưu lưu vực sông Cầu - 48 -
Hình 1.14 : Giá trị N- NH4 tại hạ lưu lưu vực sông Cầu - 48 -
Hình 1.15 : Giá trị T. Coliform tại hạ lưu lưu vực sông Cầu - 49 -
Hình 1.16 : Giá trị BOD5 tại hạ lưu lưu vực sông Cầu - 49 -
Hình 1.17: Lượng nước thải theo cơ cấu ngành nghề - 51 -
Hình 1.18: Lượng nước thải theo đơn vị hành chính (tỉnh) - 53 -
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HỆ THỐNG VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CỦA
MÔ HÌNH THỦY LỰC - CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Hình 2.1: Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ - 67 -
Hình 2.2: Sơ đồ thủy lực của hệ thống - 71 -
Hình 2.3: Sơ đồ mô phỏng chất lượng nước của hệ thống - 75 -
Hình 2.3: Biên đầu vào tại trạm Gia Bảy - 76 -
Hình 2.4: Biên đầu ra tại trạm Cầu Vát - 76 -
Hình 2.5: Số liệu lưu lượng tại trạm Gia Bảy - 77 -
Hình 2.6: Số liệu mực nước tại trạm Cầu Vát - 77 -

Hình 2.7: Nồng độ DO tại các trạm trên sông Cầu - 78 -
Hình 2.8: Các thông số chất lượng nước - 79 -
Hình 2.9: Hệ số khuếch tán của mô hình chất lượng nước - 79 -
Hình 2.10: Điều kiện ban đầu của modun tải khuếch tán - 80 -
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
6
-

Hình 2.11: Mô hình mô phỏng trong modun Ecolab - 81 -
Hình 2.12: Các thông số chính của mô hình mô phỏng trong modun Ecolab - 81 -
Hình 2.13: Các hệ số của modun Ecolab - 82 -
CHƯƠNG 3 : HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH - 83 -

VÀ CÁC KỊCH BẢN MÔ PHỎNG - 83 -
Hình 3.1: Kết quả chạy hiệu chỉnh thủy lực mô hình - 83 -
Hình 3.2: Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Chã - 84 -
Hình 3.3: Bộ thông số hiệu chỉnh thủy lực mô hình - 85 -
Hình 3.4: Kết quả chạy kiểm định thủy lực mô hình - 85 -
Hình 3.5: Quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Chã - 86 -
Hình 3.5: Sơ đồ tính toán mô phỏng diễn biến chất lượng nước - 87 -
Hình 3.6: Kết quả hiệu chỉnh mô phỏng diễn biến chất lượng nước - 88 -
Hình 3.7 Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán DO tại Chã - 89 -
Hình 3.8: Biểu đồ so sánh giữa thực đo và tính toán Nhiệt độ tại Chã - 89 -
Hình 3.9: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán N- NH
4
+
tại Chã - 90 -
Hình 3.10: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán N- NO3
-
tại Chã - 90 -
Hình 3.12: Biểu đồ so sánh giữa giá trị thực đo,tính toán T.Coliform tại Chã - 91 -
Hình 3.13: Thông số tải khuếch tán của quá trình hiệu chỉnh mô hình - 93 -
Hình 3.14: Các hệ số trong Ecolab của quá trình hiệu chỉnh mô hình - 94 -
Hình 3.15: Kết quả chạy kiểm định mô phỏng diễn biến chất lượng nước - 94 -
Hình 3.16: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán DO tại Chã - 95 -
Hình 3.17: Biểu đồ so sánh giữa giá trị thực đo và tính toán nhiệt độ tại Chã - 95 -
Hình 3.18: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán N- NH
4
+
tại Chã - 96 -
Hình 3.19: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán N- NO3
-
tại Chã - 96 -

Hình 3.20: Biểu đồ so sánh giữa nồng độ thực đo và tính toán BOD5 tại Chã - 97 -
Hình 3.21: Biểu đồ so sánh giữa giá trị thực đo, tính toán T.Coliform tại Chã - 97 -
Hình 3.22 : Biểu đồ diễn biến nồng độ DO min theo chiều dọc ở kịch bản 1 - 101 -
Hình 3.23: Biểu đồ diễn biến nồng độ BOD5max theo chiều dọc ở kbản1 - 102 -
Hình 3.24:Diễn biến nồng độ DO tính toán trên sông Cầu ở k.bản1 p.án 3 - 102 -
Hình 3.25: Diễn biến nồng độ BOD5 tính toán trên sông Cầu ở k.bản 1 p.án 3- 103 -
Hình 3.26.:Diễn biến nồng độ DO,BOD5 tính toán trên sông Cầu - 103 -
ở kịch bản 1 phương án 3 - 103 -
Hình 3.27: Biểu đồ diễn biến nồng độ DO min theo chiều dọc ở kịch bản 2 - 105 -
Hình 3.28: Biểu đồ diễn biến nồng độ BOD5max theo chiều dọc ở kịch bản 2- 105 -
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
7

-

Hình 3.29:Nồng độ BOD5 tại các điểm tính toán trên sông Cầu ở kịch bản 2 - 106 -
Hình 3.30: Giá trị T.Coliform tại các điểm tính toán trên sông Cầu p.án 3 - 106 -
Hình 3.31: Nồng độ BOD5 tại các điểm tính toán trên sông Cầu ở kịch bản 2 - 107 -
Hình 3.32: Biểu đồ diễn biến nồng độ DO min theo chiều dọc ở kịch bản 3 - 108 -
Hình 3.33 : Biểu đồ diễn biến nồng độ BOD5max theo chiều dọc ở kịch bản 3- 109 -
Hình 3.34: Nồng độ DO tại các điểm tính toán trên sông Cầu ở kịch bản 3 - 109 -
Hình 3.35: Nồng độ BOD5 tại các điểm tính toán trên sông Cầu ở k.bản 3 - 110 -
Hình 3.36: Nồng độ DO,BOD5 tại các điểm tính toán trên sông Cầu ở kbản 3- 110 -

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
8
-

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Bảng 1.1: Phân mùa mưa lưu vực sông Cầu và lân cận - 14 -
Bảng 1.2: Lượng mưa các tháng mùa mưa trên lưu vực sông Cầu và lân cận - 15 -
Bảng 1.3: Đặc điểm sông ngòi lưu vực sông Cầu - 18 -
Bảng 1.5: Phân phối dòng chảy năm một số trạm đại biểu thuộc LVS - 19 -
Bảng 1.6: Các công trình thủy lợi chính trên hệ thống sông Cầu - 21 -
Bảng 1.7 :Lũ lớn các tháng mùa lũ của sông Cầu (m
3
/s) - 21 -
Bảng 1.8 :Nguyên nhân hình thành các trận lũ chính trên sông Cầu(Thác Bưởi)- 22 -
Bảng 1.9: Dòng chảy kiệt nhỏ nhất tại Thác Bưởi và Gia Bảy - 22 -
Bảng 1.10:Phân bố dân cư tại các huyện thuộc vùng miền núi thuộc LVS Cầu. - 24 -
Bảng 1.11:Phân bố dân cư tại các huyện thuộc vùng trung tâm thuộc LVSCầu - 25 -
Bảng 1.12: Phân bố dân cư tại các huyện thuộc vùng đồng bằng của LVS Cầu - 26 -
Bảng 1.13: Lao động trên địa bàn Bắc Kạn đang làm việc trong - 27 -
các ngành kinh tế, thời điểm 1-7 - 2007 - 27 -
Bảng 1.14: Dân số vùng núi cao phân theo khu vực thành thị, nông thôn - 29 -
Bảng 1.15: Dân số vùng trung tâm chia theo khu vực thành thị, nông thôn - 30 -
Bảng 1.16:Dân số vùng đồng bằng chia theo khu vực thành thị, nông thôn - 31 -
Bảng 1.17: GDP và cơ cấu GDP lưu vực sông Cầu năm 2007 (theo giá hhành) - 32 -
Bảng 1.18. Số cơ sở sản suất công nghiệp trên địa bàn các tỉnh - 33 -
thuộc LVS Cầu năm 2007 - 33 -
Bảng 1.19: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt - 38 -
Bảng 1.20: Nước thải thống kê theo ngành nghề hoạt động trong lưu vực - 50 -
Bảng 1.21: Số nguồn thải đã được kê và ước tính - 52 -
lưu lượng nước thải của từng địa phương trong lưu vực - 52 -
Bảng 1.22 : Rác thải tại 2 đô thị lớn trong lưu vực sông Cầu - 58 -
Bảng 1.23 : Lượng nước thải tại một số đô thị trong lưu vực sông Cầu - 59 -
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HỆ THỐNG VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CỦA
MÔ HÌNH THỦY LỰC - CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Bảng 2.1: Các đoạn sông, chiều dài sông số mặt cắt của hệ thống sông - 73 -

Bảng 2.2: Các biên của hệ thống sông - 74 -


Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
9
-

CHƯƠNG 3 : HIỆU CHỈNH, KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH - 83 -
VÀ CÁC KỊCH BẢN MÔ PHỎNG - 83 -
Bảng 3.1: Kết quả so sánh mức hiệu quả của mô hình - 84 -
Bảng 3.2 : Kết quả so sánh mức hiệu quả của mô hình - 86 -
Bảng 3.3: Các vị trí đo đạc sử dụng trong mô hình - 88 -

Bảng 3.4: Kết quả tính toán sai số nồng độ DO, nhiệt độ của - 92 -
giá trị tính toán và thực đo quá trình hiệu chỉnh mô hình tại trạm Chã. - 92 -
Bảng 3.5: Kết quả tính toán sai số nồng độ NH
4
+
, NO3
-
của - 92 -
giá trị tính toán và thực đo quá trình hiệu chỉnh mô hình tại trạm Chã. - 92 -
Bảng 3.6: Kết quả tính toán sai số nồng độ BOD5, tổng Coliform của - 93 -
giá trị tính toán và thực đo quá trình hiệu chỉnh mô hình tại trạm Chã. - 93 -
Bảng 3.7: Kết quả tính toán sai số nồng độ DO, nhiệt độ - 98 -
của giá trị tính toán và thực đo quá trình kiểm định mô hình tại trạm Chã. - 98 -
Bảng 3.8: Kết quả tính toán sai số nồng độ NH
4
+
, NO3
-
- 98 -
của giá trị tính toán và thực đo quá trình kiểm định mô hình tại trạm Chã. - 98 -
Bảng 3.9: Kết quả tính toán sai số nồng độ BOD5, tổng Coliform - 99 -
của giá trị tính toán và thực đo quá trình kiểm định mô hình tại trạm Chã. - 99 -

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n

-
10
-

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với con người cũng như các
loài động thực vật trên trái đất, nó chi phối mọi hoạt động của con người, của mọi
quốc gia Vì vậy tài nguyên nước là nguồn tài nguyên không thể thay thế trên trái
đất. Nhưng nguồn tài nguyên nước không phải là nguồn tài nguyên vô tận vì vậy
việc sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước trở nên cấp thiết với bất kỳ quốc gia dân tộc
nào trên thế giới.
Cùng với quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa của nước ta trong những
năm gần đây thì lượng nước thải không ngừng tăng lên trong những năm qua. Nước
thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và các loại nước thải khác có hàm lượng các
chất ô nhiễm cao không được xử lý là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận.
Theo báo cáo hiện nay rất nhiều sông hồ của Việt Nam đang bị ô nhiễm đặc biệt là
các sông hồ, kênh rạch phân bố trong các đô thị lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Đà
Nẵng, TP.Hồ Chí Minh.Vấn đề ô nhiễm nguồn nước đã xẩy ra ở quy mô lớn hơn
(quy mô lưu vực sông, quy mô vùng) do các hoạt động dân sinh, kinh tế diễn ra ở
phạm vi rộng hơn và với cường độ ngày một tăng.
Sông Cầu với diện tích lưu vực 6030 km
2
chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái
Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, và Vĩnh Phúc. Sông Cầu đóng vai trò quan trọng
trong cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất Công,nông nghiệp của các tỉnh. Tuy
nhiên, cùng với quá trình phát triển kinh tế và xã hội thì sông Cầu cũng đang chịu
tác động trực tiếp do quá trình thải nước thải không được xử lý nên sông Cầu đã bị
ô nhiễm, nhiều chỉ tiêu chất lượng nước đã vượt quá giới hạn cho phép nhiều lần.
Suy giảm chất lượng nước làm hạn chế khả năng cấp nước của sông đe dọa sự ổn

định kinh tế - xã hội của các địa phương.
Hiện nay vấn đề ô nhiễm của sông Cầu là vấn đề rất bức xúc trong dư luận và
đặt trước các nhà quản lý môi trường, tài nguyên nước và các nhà khoa học một
nhiệm vụ cấp bách:Tìm ra giải pháp khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường nước
lưu vực sông Cầu để cứu sông Cầu thoát khỏi tình trạng ô nhiễm như hiện nay.
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
11
-

Với mong muốn tìm hiểu và phần nào giải quyết những vấn đề của hệ thống
sông Cầu nhằm giúp các cơ quan quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường có
các biện pháp thích hợp để giảm bớt ô nhiễm nên trong đề tài này đã nghiên cứu tìm

ra mô hình thích hợp để mô phỏng thủy lực và diễn biến chất lượng nước trên lưu
vực sông Cầu.
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Với đề tài “ Ứng dụng mô hình Mike 11 đánh giá diễn biến chát lượng
nước lưu vực sông Cầu ”
Mục tiêu của luận văn
Ứng dụng mô hình Mike 11 đánh giá diễn biến chất lượng nước lưu vực sông
Cầu phục vụ công tác quản lý.
Phạm vi vùng nghiên cứu của luận văn
Lưu vực sông Cầu từ trạm thủy văn Gia Bay đến trạm Cầu Vát.
3. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm:
Phương pháp thu thập, phân tích các tài liệu từ các nguồn hiện có: Các đề tài
dự án, các nguồn khác.
Phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu phân tích thực trạng chất lượng nước
tại các vị trí quan trắc chất lượng nước dọc các sông, nhằm đánh giá hiện trạng môi
trường tại khu vực nghiên cứu và thu thập các tài liệu cần thiết cho tính toán.
Tiếp đó sử dụng phương pháp mô hình toán để tính toán, mô phỏng chế độ
thủy văn thủy lực và diễn biến chất lượng nước trên đoạn sông nghiên cứu.
Phương pháp chuyên gia: Tham khảo, tập hợp ý kiến từ các nhà khoa học




Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ

ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
12
-

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên.
1.1.1. Đặc điểm chung của lưu vực
Lưu vực sông Cầu nằm trong khoảng 21
0
07’-22
0
18’ vĩ độ Bắc,105
0
28’-
106
0
08’ kinh độ Đông, thuộc lưu vực sông Thái Bình. Phía Tây, Tây Bắc giáp lưu
vực sông Phó Đáy và sông Gâm. Phía Bắc, Đông Bắc giáp lưu vực sông Kỳ Cùng,

sông Thương. Phía Nam giáp sông Hồng.


Hình 1.1. Bản đồ các tỉnh nằm trong LVS Cầu
Nguồn: Cục Bảo vệ môi trường
Lưu vực sông Cầu có diện tích 6.030 km
2
là một phần của LVS Hồng-Thái
Bình (chiếm khoảng 8% diện tích LVS Hồng-Thái Bình trong lãnh thổ Việt Nam).
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
13
-

Lưu vực có tổng chiều dài các nhánh sông khoảng 1.600 km. Lưu vực bao gồm gần
như toàn bộ các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần các tỉnh Bắc Ninh, Bắc
Giang, Vĩnh Phúc và Hà Nội (huyện Đông Anh, Sóc Sơn).
1.1.2 Đặc điểm khí tượng
Lưu vực sông Cầu nằm trong vùng Đồng bằng Bắc Bộ với đặc điểm khí hậu
nổi bật là nhiệt đới ẩm gió mùa có một mùa đông lạnh.
Chế độ nắng và bức xạ:
Lưu vực sông Cầu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng bức xạ
tổng cộng trung bình hàng năm khoảng 120 -130 kcal/ cm
2
. Tháng VII là tháng có
lượng bức xạ lớn nhất (15 kcal/cm
2
), và lượng bức xạ nhỏ nhất rơi vào tháng I - II
(5 - 6 kcal/cm
2
).
Chế độ nhiệt
Nhìn chung, nhiệt độ không khí trung bình hàng năm dao động từ 18
0
C - 23
0
C.
Nhiệt độ trong năm dao động khá lớn với biên độ khoảng 15
0
C. Trong năm chỉ có
một đỉnh nhiệt độ vào tháng VII với nhiệt độ lớn nhất khoảng 29
0
C, tháng có nhiệt

độ thấp nhất là tháng I (14 - 15
0
C). Nhiệt độ tăng dần từ Bắc xuống Nam nhưng
nhìn chung chênh lệch nhiệt độ không đáng kể và ít biến động.
Chế độ gió:
Tốc độ gió trung bình năm khu vực Sông Cầu vào khoảng 1-3 m/s. Những
vùng núi cao hút gió như Tam Đảo tốc độ gió lên tới 3 - 4 m/s. Khu vực kín gió tốc
độ gió chỉ đạt 0,9-1,4 m/s. Tốc độ gió lớn nhất có thể đạt tới 30 - 40 m/s trong mùa
mưa bão.
Bốc hơi:
Lượng bốc hơi hàng năm trên lưu vực dao động trong khoảng 700mm -
1100mm. Các khu vực miền núi như trạm Bắc Kạn, Định Hóa, Tam Đảo có lượng
bốc hơi nhỏ nhất. Lượng bốc hơi ở Lục Ngạn, Bắc Giang tương đối cao. Nhìn
chung lượng bốc hơi lớn nhất vào tháng V, hoặc tháng VI (80 - 110mm), đây là
những tháng chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa nên không khí có độ ẩm thấp,
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ

n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
14
-

nhiệt độ tương đối cao. Tháng II (55 - 70 mm) là tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất
do đây là tháng có lượng mưa phùn đáng kể làm độ ẩm trong không khí tăng cao.
Chế độ mưa ẩm
Độ ẩm trung bình hàng năm ở lưu vực dao động trong khoảng 81% - 87%. Độ
ẩm trong năm có hai lần lớn nhất và hai lần có độ ẩm nhỏ nhất. Tháng có độ ẩm lớn
nhất là tháng VII, tháng VIII, khi có mưa lớn trong năm và đỉnh thứ hai xuất hiện
vào tháng III, tháng IV, là những tháng có lượng mưa phùn đáng kể.
Thượng nguồn sông Cầu đoạn qua Bắc Kạn có lượng mưa nhỏ (1600mm), khu
vực ít mưa là vùng thung lũng thấp Bắc Kạn với lượng mưa năm chỉ khoảng 1400-
1500mm, lượng mưa tăng lên 1967mm khi đến chợ Đồn và càng về phía đồng bằng
lượng mưa càng có xu hướng giảm. Khu vực vùng núi phía Tây Bắc lưu vực có
lượng mưa lớn hơn hẳn những vùng còn lại từ 400 - 500 mm. Trong đó, trung tâm
mưa lớn được hình thành tại sườn Đông dãy Tam Đảo.
Bảng 1.1: Phân mùa mưa lưu vực sông Cầu và lân cận
Mùa mưa Mùa khô
TT

Trạm
Mùa
mưa
Tháng có
lượng mưa
lớn nhất

Mùa
khô
Tháng có
lượng mưa
nhỏ nhất
Lượng mưa
trung bình
năm
1 Bắc Kạn V - IX VII X - IV I 1508,1
2 Thái Nguyên V - IX VII X - IV I 2025,3
3 Tam Đảo V - X VIII XI - IV I 2630,9
4 Vĩnh Yên V - IX VIII X - IV XII 1603,5
5 Tân Yên V - IX VII X - IV XII 1400,7
6 Hiệp Hòa V - X VIII X I- IV XII 1568,3
7 Lục Ngạn V - IX VIII X - IV XII 1384,5
8 Sơn Động V - IX VIII X - IV I 1563,9
9 Bắc Giang V - IX VIII X - IV XII 1542,4
10 Hải Dương V - X VIII XI - IV XII 1561,9
11 Chí Linh V - IX VIII X - IV XII 1528,5
Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 75% - 80% lượng mưa cả năm, tập trung
chủ yếu vào các tháng VII và VIII, lượng mưa chiếm khoảng 40% tổng lượng mưa
cả năm với số ngày mưa từ 35 - 45 ngày.


Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ

ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
15
-

Bảng 1.2: Lượng mưa các tháng mùa mưa trên lưu vực sông Cầu và lân cận
Lượng mưa tháng
V VI VII VIII IX
Mùa mưa

(V - IX)
TT

Trạm
X mm

% X mm

% X mm

% X mm

% X mm

% X mm

%
1 Bắc Kạn 192 12,7

204 13,5

315,3

20,9

313,2

20,7 152,7

10,1

1177,2

78
2 Thái Nguyên

234 11,5

355 17,5

392,2

19,3

390,3

19,2 237,5

11,7

1608,5

79
3 Tam Đảo 240 9,1

352 13,3

465,4

17,6

524,6

19,9 370,7

14,0

1952

74
4 Vĩnh Yên 174 10,8

240 14,9

262,8

16,3

333,4

20,7 221 13,7

1231,5

77
5 Tân Yên 191 13,6

206 14,7

258,4

18,4

248,6

17,7 159,2

11,3

1063,3

76
6 Hiệp Hòa 181 11,5

204 13,0

259,1

16,5

294,1

18,75

210,7

13,4

1148,6

73
7 Lục Ngạn 153 11,0

220 15,8

235,9

17,0

265,5

19,1 178,8

12,9

1052,8

76
8 Sơn Động 188 12,0

226 14,4

302,4

19,3

303,6

19,4 205,7

13,1

1224,9

78
9 Bắc Giang 202 13,1

227 14,6

258,5

16,7

304,3

19,7 205,6

13,3

1197,4

78
10

Hải Dương 199 12,7

228 14,6

237,8

15,2

294,9

18,8 225,3

14,4

1185,4

76
11

Chí Linh 164 10,7

245 16,0

284,7

18,6

289,1

18,9 235,5

15,4

1218,1

80
1.1.3 Thảm phủ thực vật
Phần lớn diện tích lưu vực sông Cầu là vùng núi chủ yếu nằm ở địa phận 2
tỉnh là Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần nằm ở vùng đồng bằng đã bị khai thác
lâu đời. Một phần rừng núi thuộc khu rừng đặc dụng như Vườn quốc gia Ba Bể,
vườn quốc gia Tam Đảo,hồ Núi Cốc, hồ Đại Lải với khí hậu thuận lợi, nền đất đa
dạng nên thế giới sinh vật trong lưu vực vô cùng phong phú, đa dạng, có nhiều loại
động thực vật phát triển trong lưu vực và phân bố phân tán trên lưu vực.
Trong lưu vực tồn tại các loại thảm thực vật như sau:
Hệ sinh thái tự nhiên

- Hệ sinh thái rừng kín cây lá rộng, thường xanh, nhiệt đới ẩm và hệ sinh thái
rừng kín, cây lá rộng (hoặc hỗn giao cây lá kim), thường xanh á nhiệt đới ẩm, trên
đồi núi đất: Hệ sinh thái rừng kín cây lá rộng, thường xanh nhiệt đới ẩm phân bố ở
Bắc Kạn, Vĩnh Phúc và một diện tích nhỏ thuộc Thái Nguyên.
-Hệ sinh thái trảng cây bụi, cỏ trên núi đất: Hệ sinh thái này có diện tích
tương đối lớn trong lưu vực ở Đại Từ, khu vực phía Tây Thái Nguyên, Tây Vĩnh
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
16
-

Phúc. Thảm phủ thực vật gồm trảng cây bụi, cỏ được tái sinh trên các đất canh tác
bỏ hoang và được hình thành do rừng bị khai phá lấy đất canh tác rồi bỏ hoang. Các

loại cây bụi trong hệ sinh thái này thường phân cành sớm, tái sinh bằng chồi rất tốt.
Những nơi tầng đất còn tương đối dày, hàm lượng dinh dưỡng khá, hệ sinh thái
trảng cây bụi, cỏ có thể phục hồi để hình thành rừng thứ sinh.
Hệ sinh thái nhân tạo
- Hệ sinh thái nông nghiệp: Hệ sinh thái nông nghiệp chiếm phần lớn diện tích
lưu vực. Hệ sinh thái được tạo lập trên nền đất phù sa ngập nước. Thảm phủ thực
vật bao gồm nhiều quần xã cây trồng trên các điạ hình với các kỹ thuật chăm bón,
canh tác, mùa vụ khác nhau.
Lúa nước và hoa màu: Đây là các quần xã cây trồng chính. Lúa được trồng ở
các nơi có địa thế thấp,2 vụ một năm. Nơi có địa thế cao thường trồng lúa một vụ
màu. Các cây màu chính có ngô, khoai, các loại đậu, vừng, lạc sắn, trồng vụ đông
có khoai tây.
Cây công nghiệp: Chè (Thái Nguyên),dâu tằm (ven sông Cầu, Bắc Ninh).
- Hệ sinh thái khu dân cư: Hệ sinh thái khu dân cư có 2 loại: hệ sinh thái dân
cư đô thị, khu công nghiệp và hệ sinh thái dân cư nông thôn
Hệ sinh thái dân cư đô thị và khu công nghiệp: Phân bố thành từng cụm trong
lưu vực sông Cầu hình và đáng lưu tâm là các hệ sinh thái đô thị thành phố Thái
Nguyên, Vĩnh Yên, thị xã sông Công Đặc trưng của hệ sinh thái này là mật độ
dân cao, bề mặt trống ( nhà ở, công sở, xí nghiệp…) không có thực vật phủ lớn,
nguồn chất thải sinh hoạt và công nghiệp lớn.
1.1.4 Đặc điểm thuỷ văn
Hệ thống sông
Sông Cầu là dòng chính của sông Thái Bình, bắt nguồn từ vùng núi Tam Tao
(đỉnh cao 1326m), chảy qua Chợ Đồn, Bắc Kạn, Chợ Mới, Thái Nguyên và hợp lưu
với sông Thương ở Phả Lại. Diện tích lưu vực 6030 km
2
chiếm 47% diện tích lưu
vực sông Thái Bình tính đến Phả Lại, chiều dài sông chính tính đến Phả Lại bằng
288km. Lưu vực sông Cầu có dạng dài, hệ số tập trung nước lớn, mạng lưới sông
Lu

ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
17
-

suối khá phát triển. Mật độ sông suối trung bình từ 0,95km/km
2
- 1,20km/km
2
, các
nhánh sông chính phân bố tương đối đều dọc theo dòng chính, nhưng các sông
nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông: Chợ Chu,
sông Đu, sông Công, sông Cà Lồ Trong đó có hai chi lưu lớn là sông Công và
sông Cà Lồ.

Nguồn sinh thủy chủ yếu trên lưu vực sông Cầu chủ yếu phụ thuộc vào lượng
mưa năm. Modul dòng chảy bình quân khoảng 22l/s/km
2
.
Các phụ lưu chính của sông Cầu
Sông Nghinh Tường
Sông Nghinh Tường là một phụ lưu của sông Cầu thuộc tỉnh Thái Nguyên tại
miền bắc Việt Nam. Sông Nghinh Tường có chiều dài 46 km, bắt nguồn từ những
dãy núi của vòng cung dãy núi Bắc Sơn (Lạng Sơn), chảy qua các xã Nghinh
Tường, Sảng Mộc, Thượng Nung, Thần Sa thuộc huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên
rồi đổ ra sông Cầu tại địa bàn xã Văn Lãng thuộc huyện Đại Từ. Ngoài ra trong lưu
vực sông còn có các suối chảy qua địa bàn các xa khác trong huyện Võ Nhai như
Vũ Chấn và Cúc Đường. Sông Nghinh Tường có hướng Đông Bắc – Tây Nam.
Khoảng 40% chiều dài dòng chảy sông Nghinh Tường là vùng đá vôi, thung
lũng thường hẹp và sâu, vách đá dựng đứng.
Sông Công
Sông Công là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Cầu, bắt nguồn từ núi Hồng,
phía Đông Bắc dãy Tam Đảo. Chiều dài sông Công vào khoảng 96km ứng với diện
tích lưu vực là 951 km
2
. Sông Công chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, nhập
lưu với sông Cầu tại Hương Ninh, cách chỗ hợp lưu giữa sông Cầu và sông Thương
79,5km về phía thượng lưu. Lưu vực sông Công có mật độ sông suối phát triển dày
(1,2km/ km
2
). Nằm trong vùng có lượng mưa lớn nhất lưu vực sông Cầu nên modul
dòng chảy năm cũng lớn nhất đạt 26l/s/ km
2
.
Sông Cà Lồ

Bắt nguồn từ sườn Tây Bắc của dãy Tam Đảo, chảy qua vùng đồng bằng Vĩnh
Phúc rồi đổ vào sông Cầu tại Lương Phú, cách cửa sông Cầu 64km. Sông Cà Lồ dài
89km, độ cao trung bình lưu vực là 87m, độ dốc 4.7%, mật độ lưới sông 0.73km/
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
18
-

km
2
, diện tích lưu vực 88 km
2
. Lưu vực sông Cà Lồ có hồ Đại Lải có dung tích

30.5x10
6
m
3
, hồ Xạ Hương có dung tích 14.4x10
6
m
3
.
Sông Chu
Sông Chu bắt nguồn từ xã Bảo Linh huyện Định Hóa, chảy theo hướng Tây
Bắc - Đông Nam đến xã Định Thông lại chuyển hướng Tây Nam - Đông Bắc chảy
qua thị trấn Chợ Chu, sau đó, từ Tân Dương lại chuyển hướng Tây Bắc - Đông Nam
để chảy vào sông Cầu tại Chợ Mới. Diện tích lưu vực sông Chu khoảng 437 km
2
,
dài 36,5km, độ cao trung bình lưu vực 206m, độ dốc lưu vực 16,2%, mật độ lưới
sông là 1,3km/ km
2
.
Sông Ngũ Huyện Khê
Sông Ngũ Huyện Khê khởi nguồn từ núi Tam Đảo, Vĩnh Phúc, đoạn chảy qua
địa bàn tỉnh Bắc Ninh có chiều dài hơn 27km, bắt đầu từ xã Châu Khê (Từ Sơn).
Con sông là một trong số những chi lưu của sông Cầu khi hòa mình vào dòng sông
này tại xã Vạn An, thành phố Bắc Ninh.
Bảng 1.3: Đặc điểm sông ngòi lưu vực sông Cầu
TT Sông Chiều dài sông [km]

Diện tích lưu vực (km
2

)

Cao độ nguồn (m)

1
Cầu
288 6030 1175
2
Công
96 957 275
3
Cà Lồ
89 881 300
4
Nghinh Tường
46 465 550
5
Chu
36.5 437 400
6
Mo Linh
27 168 275
7
Mu
27 112 900
8
Kloung Lao
25 160 1 075
9
Đu

24.5 361 275
1.2 Đặc điểm dòng chảy sông ngòi
1.2.1 Dòng chảy năm
Chế độ thủy văn lưu vực sông Cầu phụ thuộc vào chế độ mưa. Cũng như mưa,
dòng chảy trên lưu vực sông Cầu phân bố không đều theo không gian và thời gian.
Do có lượng mưa tập trung lớn và mạng lưới sông phát triển nên phần hữu ngạn
sông Cầu có lượng dòng chảy lớn hơn hẳn phần tả ngạn.
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
19
-

Phân mùa dòng chảy và phân phối dòng chảy năm

Chế độ thủy văn sông Cầu phân làm 2 mùa rõ rệt: mùa lũ và mùa kiệt. Mùa lũ
kéo dài 5 tháng, bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X. Lượng dòng chảy mùa
lũ chiến khoảng 70 - 80% tổng lượng dòng chảy toàn năm. Mùa kiệt kéo dài 7
tháng, từ tháng X đến tháng IV, tháng V năm sau. Lượng dòng chảy trong mùa này
chỉ chiếm khoảng 20 - 30% tổng lượng dòng chảy năm.
Bảng 1.4: Phân mùa dòng chảy
Mùa lũ Mùa kiệt
Trạm
m
3
/s Tỷ lệ % Tháng xuất hiện m
3
/s Tỷ lệ %
Thác Riềng 30 72 VI - X 8.2 28
Thác Bưởi 93.1 76 VI - X 20.8 24
Giang Tiền 10.2 74 VI - X 2.45 26
Tân Cương 27.5 75 VI - X 6.51 25
Phú Cường 54.1 79 VI - X 10.5 21
Bảng 1.5: Phân phối dòng chảy năm một số trạm đại biểu thuộc LVS
Thác Bưởi
(sông Cầu)
Giang Tiền
(sông Đu)
Tân Cương
(sông Công)
Phú Cường
(sông Cà Lồ) Tháng
Q(m
3
/s)

Tỷ lệ %

Q(m
3
/s)

Tỷ lệ %

Q(m
3
/s)

Tỷ lệ %

Q(m
3
/s)

Tỷ lệ %

I 12,5 2,045 1,47 2,16 2,92 1,6 4,61 1,34
II 11 1,8 1,39 2,04 3,15 1,72 6,39 1,86
III 11,4 1,865 1,39 2,04 3,5 1,91 6,51 1,89
IV 22,8 3,73 2,9 4,26 8,7 4,76 15,4 4,48
V 43,5 7,117 4,25 6,24 14,8 8,09 23,6 6,87
VI 82,1 13,43 8,12 11,9 23,4 12,8 46,3 13,5
VII 104 17,02 11,2 16,4 25,8 14,1 50,5 14,7
VIII 134 21,92 16 23,5 39,2 21,4 74,6 21,7
IX 96,6 15,8 9,6 14,1 31,2 17,1 64,3 18,7

X 48,7 7,968 6,02 8,84 17,7 9,68 34,7 10,1
XI 29 4,745 3,87 5,68 8,65 4,73 12,6 3,67
XII 15,6 2,552 1,88 2,76 3,86 2,11 4,23 1,23
Mùa lũ 93,1 76,15 10,19 74,8 27,46 75,1 54,1 78,7
Mùa kiệt 20,8 23,85 2,45 25,2 6,511 24,9 10,5 21,3
Năm 51,1 100 5,69 100 15,2 100 29 100
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
20
-

Lượng dòng chảy lũ trên lưu vực sông Cầu chiếm khoảng 70 - 80% lượng
dòng chảy năm, tập trung chủ yếu vào ba tháng VII - IX (chiếm ~ 50% lượng dòng

chảy năm). Chỉ riêng tháng VIII, lượng dòng chảy đã chiếm ~ 20%. Riêng khu vực
Núi Hồng dòng chảy lũ tập trung chủ yếu vào ba tháng VI - VIII với tỷ lệ 47,4%.
Các tháng mùa kiệt có lượng dòng chảy chỉ chiếm ~ 20 - 30% lượng dòng chảy
năm; ba tháng kiệt nhất vào tháng I - III và cực tiểu xuất hiện vào tháng II trên sông
Cầu và sông Đu, tháng I trên sông Công và tháng XII trên sông Cà Lồ. Lượng dòng
chảy trong tháng kiệt nhất chỉ chiếm khoảng 2,5% lượng dòng chảy năm.
Ngoài những ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, chế độ thủy văn trên lưu vực
sông Cầu cũng bị thay đổi đáng kể dưới tác động của con người. Nước sông Cầu
được sử dụng rộng rãi cho sản xuất, đời sống và nhu cầu dùng nước ngày càng tăng
lên. Để khai thác nguồn nước, trong lưu vực đã xây dựng một số hồ chứa tương đối
lớn và nhiều hồ chứa, phai đập nhỏ. Hồ Đại Lải có dung tích 30,5.10
6
m
3
, hồ Xạ
Hương có dung tích 14,4.10
6
m
3
đã được xây dựng ở Vĩnh Phúc để cung cấp nước
cho 4700 ha đất nông nghiệp và phục vụ sinh hoạt cho các thị trấn ở Vĩnh Phúc. Sự
tồn tại của hai hồ Đại Lải và Xạ Hương trên sông Cà Lồ làm mất đi dòng chảy tự
nhiên phía hạ lưu sông đoạn đến Lương Phú (chỗ nhập lưu của sông Cà Lồ và sông
Cầu). Dòng chảy ở đoạn này giảm sút đáng kể, đặc biệt vào mùa khô, khi hai hồ
chứa tích nước và ngừng xả nước xuống hạ lưu, dòng chảy hạ lưu phụ thuộc hoàn
toàn vào lượng mưa và lượng nước tiêu trên khu vực.
Tình trạng tương tự cũng thấy ở hạ lưu sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc
đến Hương Ninh (vị trí nhập lưu với sông Cầu) sau khi hồ Núi Cốc đi vào hoạt
động. Hồ Núi Cốc trên sông Công được xây dựng từ năm 1972 và hoàn thành năm
1978, có dung tích 175,5.10

6
m
3
, hồ Núi Cốc có nhiệm vụ cấp nước tưới cho vùng
hạ lưu sông Công và cấp nước bổ sung cho sông Cầu để phục vụ cho sản xuất công
nghiệp và sinh hoạt cho thành phố Thái Nguyên, các khu công nghiệp Sông Công,
Gò Đầm và tưới cho hơn 20.000 ha ruộng ở Bắc Giang và Bắc Ninh qua đập Thác
Huống với lượng nước 20.10
6
m
3
.

Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ

n
-
21
-

Bảng 1.6: Các công trình thủy lợi chính trên hệ thống sông Cầu
Sông Hồ chứa và đập
Diện tích
lưu vực
[km
2
]
Tổng
dung tích
[10
6
m
3
]
Dung tích hiệ
u
dụng [10
6
m
3
]

Mục đích
Năm
hoàn

thành
Công Núi Cốc 535 175.5 168 A, I, N, W 1978
Cà Lồ Đại Lải 60.1 30.5 26.4 A, N, W 1975
Cà Lồ Xạ Hương 24.0 13.4 12.73 A, N, W -
Cầu Đập Lang Hit - - - A, N -
Cầu Đập Thác Huống - - 20 A, N -
A: nông nghiệp I: Công nghiệp
N: duy trì dòng chảy W: cung cấp nước cho đô thị
1.2.2 Dòng chảy lũ
Chế độ lũ trên hệ thống sông Cầu có sự khác nhau giữa các lưu vực nhỏ. Các
nhánh sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn 500km
2
(sông Nghinh Tường, sông Đu,
sông Chu ) là các sông có độ dốc lưu vực lớn (>10%) nên nước tập trung nhanh,
đường quá trình lũ ở các nhánh sông này thường có dạng lũ lên nhanh xuống nhanh,
các đỉnh lũ phân biệt nhau khá rõ, thời gian truyền lũ ngắn từ 1 đến 3 ngày, cường
suất lũ tại những nhánh sông này thường lớn có khi vài ba m/h, đặc biệt là những
suối nhỏ đầu nguồn. Tại các sông có diện tích lưu vực lớn hơn thì thời gian truyền
lũ thường dài hơn nên đường quá trình lũ có dạng thoải, cường suất lũ chỉ khoảng
0,5 - 1m/h.
Lưu vực sông Cầu trực tiếp chịu ảnh hưởng của bão và Front cực nên bão là
nguyên nhân chính gây ra lũ ở đây. Trong thời kỳ quan trắc 50 năm thì lũ lớn trên
sông Cầu do bão gây ra là 42%.
Bảng 1.7 :Lũ lớn các tháng mùa lũ của sông Cầu (m
3
/s)
Tháng
Trạm
T.kỳ
đo đạc

Đặc
trưng
5 6 7 8 9 10
Thác Bưởi
Ngày, năm
60 - 90 Qmax 1050
1230
17-77
2680
31-83
3490
10-68
1210
1590
4-78
Theo số liệu quan trắc tại trạm Thác Bưởi (2220 km
2
) trên dòng chính sông
Cầu trong thời kỳ 1960 - 2000, cho thấy những trận lũ lớn có lưu lượng đỉnh lũ lớn
hơn 2000 m
3
/s đều do mưa trong bão gây ra. Modun dòng chảy lũ M0 = 0.212 m
3
/s/
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ

ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
22
-

km
2
, trận lũ tháng VIII - 1968 là lớn nhất (Qmax = 3490 m
3
/s) có Mlũ = 1.57 m
3
/s/
km
2
, sau đó đến các trận lũ xuất hiện vào VIII - 1995 (Qmax = 2790 m
3
s), IX - 1990
(Qmax = 2770 m
3

/s), VII - 1983 (Qmax = 2680 m
3
/s) Năm 1976 là năm có lũ nhỏ
nhất (Qmax = 419 m
3
/s) trong 40 năm qua.
Bảng 1.8 :Nguyên nhân hình thành các trận lũ chính trên sông Cầu(Thác Bưởi)
Thời gian
Lưu lượng đỉnh
[m
3
/s]
Mưa[mm] và thờ
i
gian mưa
Nguyên nhân khí
tượng
(10/8) 1968 3490 Bão
(24/7) 1971 2140 Bão
(31/7 - 6/8) 1983

2330
613.7
27/7  6/8
Bão
(24/8 - 30/8) 1986 2330
640.0
13/8  30/8
Bão
(22/9 - 25/9)1990

2770
294.5
20/9  25/9
Bão
(24 /7 - 29/7)1992 2090
301.2
21/7  29/7
Bão
(16/8)1995 2790 Bão
1.2.3 Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt trên lưu vực sông Cầu bắt đầu từ tháng XI và kết thúc vào tháng IV,
V năm sau.Tổng lượng dòng chảy trong mùa kiệt chiếm khoảng 20-30% tổng lượng
dòng chảy năm Dòng chảy tháng nhỏ nhất trên sông Cầu thông thường diễn ra vào
tháng II hoặc tháng III.
Bảng 1.9: Dòng chảy kiệt nhỏ nhất tại Thác Bưởi và Gia Bảy
Trạm Sông Thời gian đo

Kiệt ngày
Q(m
3
/s.)

Tháng

Thác Bưởi Cầu 1982-1995 4.6 2/1989
Gia Bảy Cầu 1997-2009 4.23 2/1999
1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội.
Dựa vào đặc điểm địa hình của lưu vực sông Cầu có thể chia toàn bộ lưu vực
sông này ra thành 3 khu vực:

Vùng miền núi: Là đoạn thượng lưu sông Cầu, bắt nguồn từ núi Vạn On,
huyện Chợ Đồn đến Thác Bưởi. Vùng này được hợp thành bởi 4 huyện thị thuộc
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
23
-

tỉnh Bắc Kạn là Chợ Đồn, thị xã Bắc Kạn, Bạch Thông, Chợ Mới và 5 huyện thuộc
tỉnh Thái Nguyên là Định Hoá, Võ Nhai, Phú Lương, Đồng Hỷ, Đại Từ, Tam Đảo
của tỉnh Vĩnh Phúc.
Vùng trung tâm: vùng này được hợp thành bởi 4 huyện, thị của tỉnh Thái
Nguyên là Tp. Thái Nguyên, thị xã Sông Công, Phú Bình, Phổ Yên và 2 huyện thị
của tỉnh Vĩnh Phúc. Đây là đoạn có tốc độ phát triển kinh tế tương đối cao, đặc biệt

là phát triển về lĩnh vực công nghiệp.
Vùng đồng bằng: được hợp thành bởi 9 huyện thị của 3 tỉnh còn lại nằm trong
lưu vực sông Cầu là Hà Nội, Bắc Giang, Bắc Ninh 3 tỉnh này thuộc vùng đồng bằng
sông Hồng nên có đặc điểm chung là phát triển kinh tế nông nghiệp, mang sắc thái
của nền văn minh lúa nước.
1.3.1 Đặc điểm dân số và xã hội.
1.3.1.1 Qui mô dân số và phân bố dân cư
Theo số liệu thống kê của 6 tỉnh nằm trong lưu vực sông Cầu thì số dân của 26
huyện, thị thuộc 6 tỉnh nằm trong lưu vực sông Cầu khoảng 3.456.258 người, chiếm
39,76% dân số của cả 6 tỉnh này. Tuy nhiên, sự phân bố dân cư trên toàn lưu vực
không đồng đều, có sự khác biệt lớn về mặt ranh giới hành chính giữa các tỉnh, giữa
vùng miền núi và vùng đồng bằng, giữa vùng đô thị và vùng nông thôn. Mật độ dân
số ở các khu đô thị, các khu công nghiệp cao tập trung đông, khu vực nông thôn,
vùng núi mật độ dân số thấp.
Vùng miền núi
Khu vực vùng cao là khu vực có mật độ dân cư thấp nhất trong khu vực. Diện
tích khu vực này là 4970,95 km
2
chiếm 63,21% diện tích toàn lưu vực sông, tuy
nhiên tổng dân số trong vùng chỉ là 714.425 người, mật độ trung bình là 144 người/
km
2
. Những huyện như Chợ Đồn, Bạch Thông (Bắc Kạn) mật độ dân cư rất thấp chỉ
khoảng 56 –65 người/ km
2
. Huyện có mật độ dân số cao nhất trong vùng này là
huyện Đại Từ (Thái Nguyên), mật độ trung bình cũng chỉ đạt 292 người/ km
2
. Thị
xã Bắc Kạn mặc dù được coi là trung tâm kinh tế, chính trị của toàn tỉnh Bắc Kạn,

là một đô thị loại 5, nhưng mật độ dân cư vẫn rất thấp, chỉ có 250 người/ km
2
.
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
24
-

Những nguyên nhân chính khiến khu vực này không thu hút được nhiều lao động từ
nơi khác đến, cũng như đầu tư từ bên ngoài vào do đặc điểm vùng núi cao, địa hình
phức tạp, giao thông đi lại khó khăn, cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật còn nghèo nàn,
mặt bằng dân trí thấp, các yếu tố nội lực chưa được phát huy.
Bảng 1.10:Phân bố dân cư tại các huyện,thị thuộc vùng miền núi thuộc LVS Cầu

TT

Tỉnh
Đơn vị hành
chính
Diện tích
(km
2
)
DS TB (người)
Mật độ DS
(người/km
2
)
1.

Bắc Kạn Chợ Đồn 912,93 51.072 56
2.

TX. Bắc Kạn 131,95 34.204 250
3.

Bạch Thông 545,62 32.746 60
4.

Chợ Mới 606,11 39.138 65
5.

Thái Nguyên

Định Hoá 524,04 90.934 174
6.

Võ Nhai 846,82 64.495 76
7.

Phú Lương 369,16 107.200 290
8.

Đồng Hỷ 461,02 125.829 273
9.

Đại Từ 578,48 168.807 292
10.

Vĩnh Phúc Tam Đảo 235,9 68.734 291
11.


Tổng cộng 5.206,85 783.159

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên năm 2007)
Phân bố dân cư trong khu vực không đều, với nhiều cộng đồng dân tộc ít
người cùng sinh sống, chủ yếu là người Tày, Nùng, Dao, Sán Dìu, Sán Chay, Mông.
Nhóm các dân tộc Tày, Kinh, Nùng,… thường cư trú ở các vùng thấp, các thị xã, thị
trấn, ven các trục đường giao thông, nơi gần nguồn nước, có trình độ nhận thức khá,
có tập quán sản xuất lúa nước, một bộ phần đồng bào đã sản xuất hàng hoá từ
những mặt hàng nông sản (chè, rau quả, nuôi ong, chăn nuôi) và lâm sản từ nứa,
vầu,…ngoài ra họ còn biết phát triển một số nghề phụ và buôn bán.
Vùng trung tâm

Điều kiện thuận lợi về tài nguyên thiên nhiên, giao thông đi lại, đã giúp cho
khu vực này trong những năm qua có sự chuyển biến nhanh chóng về kinh tế - xã
hội. Thu hút được nhiều dự án đầu tư của trong và ngoài nước, cũng như thu hút
được một lực lượng không nhỏ lao động có tay nghề, có trình độ học vấn đến sinh
sống, quá trình độ thị hoá diễn ra khá nhanh do đó mật độ dân cư cao. Diện tích khu
Lu
ận văn thạ
c s
ĩ
Chuyên ngành: Khoa h
ọc môi trườ
ng


H
ọ
c viên th
ự
c hi
ệ
n : T
ạ Đăng Thuầ
n
-
25
-

vực này khoảng 1193,7 km
2
, mật độ dân cư trung bình tương đối cao khoảng 745

người/km
2
, gấp 6 lần vùng miền núi.
Bảng1.11:Phân bố dân cư tại các huyện thị thuộc vùng trung tâm thuộc LVSCầu
TT

Tỉnh Đơn vị hành chính Diện tích (km
2
) DS TB (người)

Mật độ DS
(người/km
2
)
1.

Thái Nguyên

TP. Thái Nguyên 177,08 232.440 1.378
2.

TX. Sông Công 83,64 44.509 591
3.

Phú Bình 249,36 138.760 584
4.

Phổ Yên 256,68 135.634 550
5.

Vĩnh Phúc TP. Vĩnh Yên 50,09 84.516 1.687
6.

Mê Linh 140,95 184.447 1.308
7.

Tổng cộng 957,8 820.306
(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc năm 2007)
Thị xã Vĩnh Yên có mật độ dân cư trung bình 1.687 người/km
2
, cao nhất so
với các huyện, thị, thành phố thuộc vùng trung tâm. Đây cũng là trung tâm kinh tế,
chính trị, văn hóa xã hội của cả tỉnh Vĩnh Phúc nên có mật độ dân cư cao hơn.
Mặc dù có mật độ dân cư trung bình thấp hơn thị xã Vĩnh Yên, nhưng giữ vai trò
trung tâm của toàn lưu vực lại là thành phố Thái Nguyên với mật độ dân cư là 1.378
người/km
2
. Đây là một trung tâm đô thị lớn, cũng là khu công nghiệp lớn của miền
Bắc, điều kiện cơ sở hạ tầng tuy chưa hoàn thiện nhưng đảm bảo cho phát triển đô
thị và công nghiệp, hệ thống giao thông đi lại thuận lợi, là trung tâm giáo dục và
đào tạo của vùng núi phía Bắc nên đã thu hút được hàng vạn dân cư từ các tỉnh, các
vùng khác đến học tập, buôn bán khai thác tài nguyên, khoáng sản, dịch vụ,…
Vùng đồng bằng
Vùng đồng bằng có địa hình tương đối bằng phẳng, mật độ dân cư cao nhất
trong khu vực, trung bình 1.585 người/km
2
. Diện tích của vùng này là 1699.11 km
2
,
chỉ chiếm 21,61% diện tích toàn lưu vực, nhưng quy mô dân số lớn 1.852.793

người, chiếm 53,6 % dân số toàn lưu vực. Khu vực này tập trung chủ yếu là người
Kinh sinh sống.