ĐỒ ÁN DỰ BÁO THỦY VĂN: LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM HÀ NỘI TRÊN SÔNG HỒNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

ĐỒ ÁN DỰ BÁO THỦY VĂN
LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP
MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM
HÀ NỘI TRÊN SÔNG HỒNG

Giáo viên hướng dẫn : Th.S: Lê Thu Trang
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Văn Đăng

Lớp

: DH3T

Mã sinh viên

: DH00300057

Hà Nội, ngày 16/03/2017


LỜI CÁM ƠN

Em xin chân thành cám ơn trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã
tạo điều kiện cho em học tập tốt nhất, đặc biệt là các thầy giáo, cô giáo của hai khoa
Khí Tượng – Thủy Văn và Tài Nguyên Nước đã truyền đạt cho em những kiến thức
chuyên môn trong quá trình học tập.
Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến

thầy giáo Th.S Lê Thu Trang đã tận tình hướng dẫn em trong suất thời gian thực hiện
đồ án.
Do thời gian có hạn, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên những thiếu xót
là không thể tránh khỏi. Em rất mong tiếp tục nhận được sự góp ý, chỉ bảo quý báo của
thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cám ơn.!
Sinh viện thực hiện:
Nguyễn Văn Đăng


MỤC LỤC


DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH


MỞ ĐẦU
1

Tính cấp thiết của đề tài
Tài nguyên nước là tài nguyên vô cùng quý giá của con người trên hành tinh. Tài
nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển. Tài
nguyên nước sông là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất được sử dụng rộng rãi
trong đời sống kinh tế và xã hội có ảnh hưởng lớn đến các hoạt động của con người.
Do đó, tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong
những yếu tố quyết định sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một
quốc gia.
Từ xa xưa, lịch sử phát triển nhân loại cho thấy rằng các thành phố, thị xã, thị
trấn thường phát triển ven các con sông.Nhiều người cho rằng có thể chọn khối lượng
nước tiêu thụ cho mỗi đầu người làm chỉ số đánh giá mức độ văn minh của một vùng

dân cư.Điều đó chứng tỏ rằng, nước rất quan trọng trong cuộc sống của mọi vật thể
trên trái đất.
Tuy nhiên chúng ta cũng không thể không chú ý đến mặt gây hại của nó. Trên thế
giói cũng như ở nước ta từng có những trận lũ lịch sử lớn đã gây những thiệt hại vô
cùng to lớn về người và của cải mà phải mất khá nhiều thời gian để khắc phục hậu quả
gây ra.
Ở nước ta hằng năm không ở tỉnh này thì ở tỉnh khác, không ở lưu vực này thì ở
lưu vực khác xảy ra nhưng trận lũ lớn gây ra nhiều thiệt hại to lớn làm ảnh hưởng
không nhỏ đến các cộng đồng dân cư. Con người khó tránh khỏi những thảm họa do
thiên nhiên gây ra, tuy nhiên con người có thể hạn chế được những thiệt hại, như đối
với thiên tai bão lũ chúng ta có thể hoàn toàn phòng tránh, giảm nhẹ tác hại của chúng
bằng cách xây dựng các phương án dự báo phòng lũ. Bên cạnh các biện pháp trị thủy
như xây dựng các công trình hồ chứa điều tiết lũ ở thượng lưu, xây dựng củng cố các
tuyến đê, kè giảm nhẹ thiệt hại của thiên tai thì trong thời gian gần đây con người đã
chú trọng đến việc dự báo thủy văn nhằm biết trước khả năng xảy ra để có biện pháp
phòng tránh.
Dự báo thủy văn là tính trước một cách khoa học tình hình biến đổi các đặc trưng
trên sông, suối, ao, hồ,… để phục vụ việc phòng chống thiên tai và sử dụng hợp lý

5


nguồn tài nguyên nước trong các nghành kinh tế quốc dân, đông thời tránh các thảm
họa do nước có thể gây ra cho con người và môi trường.
Dự báo thủy văn chính xác mạng lại hiệu quả kinh tế rõ rệt. Ví dụ như dự báo
mực nước, lưu lượng rất cần thiết cho việc khai thác có hiệu quả các công trình thủy
lợi…
Vì vậy, với đồ án dự báo “Lập phương án dự báo theo phương pháp lưu lượngmực nước tương ứng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội trên lưu vực sông Hồng”.
2

Mục tiêu

-

Tìm hiểu được đặc điểm địa lý- điều kiện tự nhiên của lưu vực sông Hồng

-

Xây dựng được một bài toán dự báo theo phương pháp mực nước tương ứng trạm trên
( Sơn Tây ) – trạm dưới ( Hà Nội ).

3

Phạm vi nghiên cứu
Lưu vực sông Hồng nhưng do thời gian có hạn và số liệu giáo viên hướng dẫn
nên phạm vi thu hẹp lại từ đoạn trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội.

4

Phương pháp nghiên cứu
Áp dụng phương pháp lưu lượng mực nước tương ứng.
-Phân tích tình hình số liệu phục vụ cho việc tính toán mực nước dự báo từ số
liệu mực nước thực đo đã thu thập được(2/3 để dự báo phụ thuộc còn lại dự báo độc
lập)
-Xác định thời gian chảy truyền trên đoạn sông
-Tính toán sai số cho phép trong quá trình dự báo từ đó đánh giá được số liệu
thực đo có đảm bảo độ chính xác trong việc tính toán dự báo mực nước lũ trên sông để
tiến hành xây dựng các phương án dự báo cho phù hợp
Ưu điểm của phương pháp: các thông số có thể được xác định dễ dàng bằng đồ
thị và bằng cách giải đơn giản. Phương pháp này chỉ dùng tốt đối với độ sông có độ

dốc lớn, trạm dưới ít bị ảnh hưởng của thủy triều hay nước vật, các trạm trên không
quá nhiều, thường chỉ một hay hai trạm trên và một trạm dưới.
Nhược điểm phương pháp: điều kiện quan trọng của phương pháp lưu lượngmực nước tương ứng là phải tính đúng thời gian chảy truyền τi. Việc xác định thời gian
chảy truyền ở đoạn sông không nhánh đã khó, xác định τi ở đoạn sông nhiều nhánh

6


càng khó hơn và luôn có sai số. Trường hợp đoạn sông nhiều trạm trên hoặc nhiều
trạm dưới chịu ảnh hưởng của nước vật hay thủy triều phải tìm cách giải quyết khác.
5

Nội dung nghiên cứu
Cấu trúc nội dung của bài gồm 2 chương không kể mở đầu, kết luận, tài liệu
tham khảo, phụ lục còn có:
Mở đầu
Chương 1 : Đặc điểm địa lý tự nhiên- xã hội, khí tượng thủy văn lưu vực sông
Hồng.
Chương 2: Ứng dụng phương pháp mực nước tương ứng trên đoạn sông Hồng từ
trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội .
Kết luận

7


CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰC
SÔNG HỒNG
1

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

1

Vị trí địa lý
Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn nhất miền Bắc nước ta. Lưu vực hệ
thống sông Hồng có tổng diện tích 155 000 km 2, trong đó tới hơn nửa diện tích (53%)
nằm ở nước ngoài (Trung Quốc, Lào) còn diện tích phần trong nước chỉ khoảng 72
300 km2. lưu vực nằm trong phạm vi từ 20000’ đến 25030’ vĩ độ Bắc và từ 100000 đến
106007’ kinh độ Đông, phía Bắc giáp lưu vực sông Trường Giang, phía Đông giáp lưu
vực hệ thống sông Thái Bình và vịnh Bắc Bộ, phía Tây giáp lưu vực sông Mê Kông và
sông Mã.

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực hệ thống sông Hồng
2

Địa hình, địa mạo
Địa hình lưu vực hện thống sông Hồng phần lớn là đồi núi, chia cắt mạnh, có
hướng dốc chung từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Phía Tây có dãy núi Vô Lương cao
trên 2500 m, phân cách lưu vực hệ thống sông Mê Kông và lưu vực sông Hồng. Trong
lưu vực có dãy Hoàng Liên Sơn với đỉnh Phan-Xi-Pan cao nhất nước ta (3143 m),
phân chia lưu vực sông Đà và lưu vực sông Thao. Lưu vực hệ thống sông Hồng có tới
70% diện tích ở độ cao trên 500 m và khoảng 47% diện tích lưu vực ở độ cao trên
1000 m. Độ cao bình quân lưu vực cỡ 1090 m. Do chủ yếu là địa hình đồi núi nên độ
8


dốc lưu vực khá lớn, bình quân đạt từ 15% đến 35%. Một số lưu vực sông như Ngòi
Thia có độ dốc đạt tới 42%, Suối Sập 46,6%.
Đồng bằng sông Hồng được tính từ Việt Trì, chiếm hơn 7% diện tích toàn lưu
vực, thấp và tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng 25 m. dọc theo các sông

ở đồng bằng đều có đê kiên cố làm cho đồng bằng bị chia cắt thành các ô tương đối
độc lập. Vùng cửa sông giáp biển có nhiều cồn cát và bãi.
3

Địa chất, thổ nhưỡng
Ở vùng núi và trung du của lưu vưc, địa hình phát sinh do kết quả của các quá
trình vận động của vỏ trái đất trong các giai đoạn địa chất cộng với quá trình phong
hóa và quá trình xói mòn dưới tác động của dòng nước, nhiệt độ, độ ẩm … nên bao
gồm nhiều loại đất khác đá khác nhau về thành phần khoáng chất. Bắc và Đông Bắc
lưu vực thuộc vùng núi đá vôi hiểm trở, ít đất bằng, có rừng che phủ, đất phát triển
trên diệp thạch, sa thạch và đá vôi … nên lượng cung cấp cho sông ít và vì vậy dòng
chảy sông Lô mang rất ít bùn cát. Vùng thuộc dãy núi Phan-Xi-Pan có dện tích rộng,
độ cao và địa hình có sự thay đổi lớn, khống chế những vùng khí hậu, thổ nhưỡng rất
khác nhau. Đất ở vùng này được phát triển từ các loại đá gốc như diệp thạch tinh thể,
hoa cương, càng xuống phía Tây Nam diệp thạch và đá vôi càng nhiều còn ở phía
Đông Nam là diệp thạch và hoa cương. Đây là khu vực cung cấp bùn cát quan trọng
cho sông Đà, góp phần chủ yếu vào bùn cát sông Hồng. khu vực bên phải của sông Đà
có cao nguyên đá vôi kéo dài từ Tây Bắc xuống Đông Nam, đất phát triển trên đá vôi
có độ mịn lớn, ngoài ra đất còn phát triển trên diệp thạch, sa thạch, hoa cương, thảm
thực vật bị phá hủy nghiêm trọng, do đó rất thuận lợi cho xói mòn.

4

Lớp phủ thực vật
Thảm thực vật đã bị tàn phá chỉ còn khoảng 16% diện tích đất tự nhiên.Trên lưu
vực sông Đà thậm chí có nơi chỉ còn 6-10%; rừng thượng nguổn sông Lô còn khá hơn
chiếm khoảng 20-30%.
Sau khi nhà máy thủy điện Hòa Bình được xây dựng, rừng vùng lưu vực hồ đã bị
tàn phá nghiêm trọng mà tác nhân chủ yếu là khai thác quá mức, du canh du cư, đốt
nương làm rẫy.Hàng năm khu vực này có khoảng 120 đến 160 ha rừng bị xâm phạm

và đốt cháy làm nương rẫy mới.Nếu tính toàn vùng Tây Bắc (bao gồm các khu vực

9


thuộc lưu vực hồ Hòa Bình và lân cận) thì đến nay chỉ còn 5 - 6% diện tích đất tự
nhiên là có rừng che phủ.
5

Đặc điểm khí hậu
Lưu vực hệ thống sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng và ẩm.lượng
mưa hàng năm khá phong phú nhưng phân bố không đều theo không gian và thời gian.
Chế độ mưa trong năm phân hóa sâu sắc theo mùa: một năm hình thành hai mùa
mưa và khô rất rõ rệt. Mùa mưa thường chỉ kéo dài 5 tháng, từ tháng V đến tháng IX,
với lượng mưa chiếm tới 75-85% tổng lượng mưa năm.Mùa khô kéo dài tới 7 tháng
nhưng có lượng mưa chỉ chiếm 15-25% tổng lượng mưa năm.
Sự phân bố lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc rất nhiều vào địa hình và sự sắp
xếp các dãy núi. Những nơi địa hình cao, nằm ở phía đón gió mang ẩm thường mưa rất
nhiều và tạo thành các tâm mưa như: Bắc Quang, Mường Tè, Hoàng Liên Sơn. Vùng
núi thuộc dãy Hoàng Liên Sơn, Tây Côn Lĩnh và vùng núi Ba Vì – Tam Đảo có lượng
mưa từ 2400 mm/năm đến 2800 mm/năm. Đặc biệt tâm mưa Bắc Quang có năm đạt
đến 5499 mm/năm. Những vùng khuất sau những dãy núi chắn gió như thung lũng
Yên Châu, cao nguyên Sơn La, lòng chảo Nghĩa Lộ, vùng thượng nguồn sông Gâm có
lượng mưa nhỏ, chỉ khoảng 1200 mm/năm đến 1600 mm/năm. Vùng đồng bằng có
lượng mưa trung bình 1700 mm/năm.
Lượng mưa biến đổi qua các năm trong thời kỳ nhiều năm không lớn: lượng mưa
của năm mưa nhiều chỉ lớn gấp 2-3 lần lượng mưa của năm mưa ít.
Nhiệt độ không khí trung bình trên lưu vực thay đổi từ 15 0 (phần Trung Quốc)
đến 240 (phần Việt Nam). Lượng bốc hơi hàng năm trên lưu vực không lớn và biến đổi
ít dọc theo không gian. Lượng bốc hơi khả năng đo bằng ống Piche thay đổi từ 600

mm đến 1000 mm.

6

Đặc điểm thủy văn và hệ thống sông ngòi
Dòng chính sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Ngụy Sơn cao trên 2700 m của tỉnh
Vân Nam (Trung Quốc), chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, qua tỉnh Vân Nam
(Trung Quốc), chảy vào lãnh thổ Việt Nam tại Lào Cai rồi đổ vào vịnh Bắc Bộ tại cửa
Ba Lạt. Hệ thống sông Hồng ở Việt Nam là do ba nhánh lớn hợp thành là sông Đà,
sông Thao và sông Lô. Chiều dài dòng chính sông Hồng từ nguồn đến cửa Ba Lạt dài
1126 km, phần chảy trên đất Việt Nam dài 556 km.

10


Lưu vực hệ thống sông Hồng có hình dạng hẹp, kéo dài ở phần thượng lưu và mở
rộng ở hạ lưu.Tổng diện tích lưu vực là 155 000 km2, trong đó phần Việt Nam chiếm 47%.
Tổng lượng nước trung bình hàng năm của sông Hồng chảy qua Sơn Tây là 120
tỷ m3, trong đó phần từ Trung Quốc chảy vào chiếm 36%. Tính đến Sơn Tây so với lưu
vực sông Hồng, sông Lô chiếm 27% diện tích lưu vực, chiếm 28% lượng nước; sông
Đà chiếm 43% diện tích lưu vực, 47% lượng nước; sông Thao chiếm 36% diện tích
lưu vực, 25% lượng nước.
Mạng lưới sông suối của hệ thống sông Hồng khá phát triển ở phần Việt Nam,
loại sông có chiều dài dòng chính từ 5 km trở lên có tới 1659 sông.Mật độ lưới sông
phần nhiều đạt từ 0.5 km/km2 đến 2 km/km2.nơi có núi cao, độ dốc lớn mưa nhiều thì
nơi đó sông suối dày đặc và ngược lại.
Ba nhánh lớn hợp thành hệ thống sông Hồng gồm có:
a) Sông Thao
Có chiều dài: L = 902 km (trên lãnh thổ Việt Nam dài 332 km).
Diện tích sông: F = 51900 km2 (ở Việt Nam là 12100 km2).

Sông Thao có tên gọi là sông Nguyên ở phía Trung Quốc.bắt nguồn từ dãy núi
Ngụy Sơn thuộc tỉnh Vân Nam-Trung Quốc cao trên 2000 m. Sông Thao là điển hình
về hướng của một con sông do vận động tạo sơn Himalaya vạch ra. Có thể nói sông
Thao có hướng chảy khá ổn định: trừ một đoạn ngắn ở đầu nguồn, đoạn còn lại khá
thẳng theo hướng Tây Bắc-Đông Nam cho tới Việt Trì và cửa sông.
Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của sông Thao tại Việt Trì là 28.4 km 3
tương ứng với lưu lượng bình quân là 500 m 3/s và mô đun dòng chảy năm là 17.31
l/s.km2.
Chế độ dòng chảy trên sông Thao phụ thuộc vào chế độ mưa. Cũng vì vậy mà
mùa lũ trên sông Thao kéo dài trong 5 tháng (từ tháng VI đến tháng X). Lượng dòng
chảy mùa lũ chiếm khoảng 70.3% đến 71.06% lượng dòng chảy cả năm.
b) Sông Đà
Chiều dài sông: L =1010 km, trong nước dài 570 km.
Diện tích sông F = 52900 km2, trong nước 26800 km2 .
Sông Đà có tên gọi là Lý Tiên ở phía Trung Quốc,bắt nguồn từ vùng núi cao cạnh
nguồn của sông Nguyên (sông Thao) thuộc tỉnh Vân Nam. Nằm trong vùng núi cao,

11


chia cắt mạnh, độ dốc lớn, thung lũng sâu hẹp, lượng mưa tập trung vào vài tháng
trong năm, có một mạng lưới sông dày đặc.
Sông suối trong lưu vực sông Đà thuộc loại sông suối trẻ, thung lũng sông hẹp,
nhiều đoạn có dạng lõm vực sâu chứng tỏ địa hình mới được nâng lên mạnh.Phần lớn
lòng sông cao hơn mặt biển từ 100-500 m. Do đó sông đang đào lòng mạnh, trắc diện
hẹp, bồi tụ ít, lắm thác ghềnh.
Không kể những phụ lưu lớn, dòng chính sông Đà có mạng lưới thủy văn phân
bố không đồng đều.Mật độ sông suối từ thưa đến rất dày. Vùng đá vôi mưa ít có nơi
xuống dưới 0.50 km/km2 như lưu vực Nậm Sập; vùng núi cao mưa nhiều, như thượng
lưu sông Nậm Mu, mạng lưới sông suối dày đặc khoảng 1.67 km/km 2. Các nơi còn lại

phân bố từ tương đối dày đến dày: 0.5-1.5 km/km2.
Khí hậu trong khu vực dòng chính sông Đà có mùa đông lạnh, khô và mùa hè
nhiều ở vùng cao.Vùng thấp thời tiết khô nóng. Qua phân bố mưa ta thấy rõ được điều
đó: Mường Tè 1637 mm, Lai Châu 2162 mm, Quỳnh Nhai 1739 mm,Vạn Yên 1344
mm, Suối Rat 1538 mm, Sơn La 1496 mm, Mộc Châu 1583 mm…
Lượng mưa trung bình năm trên lưu vực sông Đà là 1800 mm lớn hơn sông
Thao. Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của sông Đà khoảng 55.7 km 3 tương ứng
với lưu lượng bình quân là 1770 m3/s và modun dòng chảy năm là 33.5 l/s.km2.
Dòng chảy năm trên sông Đà tăng dần từ Bắc xuống Nam: modun dòng chảy
năm tại Lý Tiên Độ (Trung Quốc) là 25.2 l/s.km2, khi tới Lai Châu tăng lên thành 34
l/s.km2. Tuy nhiên từ Lai Châu tới Hòa Bình thì modun dòng chảy năm hầu như không
tăng: tại Hòa Bình là 33.8 l/s.km 2. Điều này có thể giải thích bởi lượng mưa ở phía bờ
phải trên đoạn này của sông Đà giảm sút rõ rệt còn khoảng 1600 mm, vùng cao
nguyên Sơn La, Mộc Châu còn ít hơn nữa, chỉ đạt 1100-1400 mm.
Nước lũ sông Đà rất ác liệt, nhưng chuyển sang mùa kiệt thì dòng chảy khô cạn
khá gay gắt. Tùy điều kiện mặt đệm và lượng mưa nhiều hay ít mà lượng dòng chảy
nhỏ nhất trên lưu vực sông Đà có sự thay đổi từ nơi này qua nơi khác. Dòng chảy
tháng nhỏ nhất bình quân xuất hiện đồng bộ vào tháng III chiếm trên dưới 2% lượng
dòng chảy cả năm.Dòng chảy bình quân tháng nhỏ nhất trên dòng chính sông Đà ít
biến đổi từ thượng lưu về hạ lưu. Nhưng trên các phụ lưu thì phạm vi biến đổi của
dòng chảy nhỏ nhất bình quân tháng từ 2.58 l/s.km2 đến 11.61 l/s.km2.

12


Dòng chảy bùn cát trên sông Đà thuộc loại lớn trên miền Bắc. Tổng lượng bùn
cát của sông Đà tại Hòa Bình là 72.3 106 tấn ứng với độ đục bình quân nhiều năm là
1310 g/m3.
Phần lớn đất đai trong lưu vực sông Đà là đồi núi. Độ cao bình quân toàn lưu vực
là 1130 m, riêng phần Việt Nam độ cao bình quân là 965 m. Độ dốc đáy sông Đà đạt

0.41%.
c) Sông Lô
Chiều dài sông là L = 470 km
Diện tích sông là F = 13690 km2
Lưu vực được giới hạn phía Đông là cánh cung Ngân Sơn và cánh cung sông
Gâm, phía Đông Nam là dãy núi Tam Đảo và phía Tây là dãy Con Voi. Hướng dốc
chung là Tây Bắc-Đông Nam. Độ cao bình quân lưu vực là: 500-1000 m.
Dòng chính sông Lô bắt nguồn từ vùng cao nguyên Vân Nam, cao trên 2000 m,
bắt đầu chảy vào Việt Nam tại Thanh Thủy.
Đoạn từ nguồn tới Hà Giang chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam, thung lũng
sông Lô ở đây rất hẹp, có nơi chỉ rộng khoảng 4-5 km, các bờ núi xung quanh cao từ
1000 đến 1500 m. Từ Hà Giang tới Bắc Quang, sông đổi hướng thành gần Bắc Nam,
lòng sông rất nhiều thác ghềnh: chỉ kể từ biên giới về tới Vĩnh Tuy đã có tới 60 ghềnh,
thác và bãi bồi. Tới Hà Giang, sông Miện gia nhập vào sông Lô ở bờ phải.
Lưu vực dòng chính sông Lô có lượng nước trung bình nhiều năm lớn nhất so
với các sông khác trong lưu vực. Tổng lượng nước bình quân nhiều năm lên tới 31.9
km3 ứng với lưu lượng bình quân 1010 m3/s, môdun dòng chảy năm là 25.9 l/s.km2.
Dòng chảy năm dao động ít, hệ số biến đổi của dòng chảy năm thay đổi từ 0.17
đến 0.22. Phụ thuộc vào chế độ mưa, chế độ dòng chảy trong lưu vực sông Lô cũng
chia thành hai mùa rõ rệt:
-

Mùa lũ kéo dài 5 tháng, từ tháng VI đến tháng X. Trên các phụ lưu mùa lũ ngắn hơn,
khoảng 4 tháng, từ tháng VI đến tháng IX. Tháng có lượng dòng chảy lớn nhất trong
năm xuất hiện vào tháng VIII. Phía trung lưu dòng chảy tháng lớn nhất xuất hiện sớm
hơn, vào tháng VII và chiếm 17-20 % lượng dòng chảy cả năm. Cường suất mực nước
bình quân lớn nhất trên dòng chính sông Lô có trị số từ 24 đến 44 cm/h. Đường quá

13

trình nước lũ đều có dạng răng lược. Trong suốt mùa lũ có tới trên 10 ngọn lũ lớn nhỏ
và thường đạt tới đỉnh cao nhất vào tháng VII hoặc tháng VIII.
-

Mùa cạn, mực nước và lưu lượng giảm xuống nhanh chóng. Nước cạn nhất xuất hiện
vào tháng III, lượng dòng chảy của tháng này chỉ chiếm khoảng 2 % lượng dòng chảy
cả năm. Modun dòng chảy nhỏ nhất bình quân tháng đều trên 6 l/s.km 2, môđun dòng
chảy nhỏ nhất tuyệt đối cũng đạt tới 2.6-3.5 l/s.km 2. Dòng chảy mùa cạn sông Lô biến
đổi không nhiều, hệ số biến đổi 0.26-0.30.
Độ dốc trung bình của đáy sông là 0.26 ‰. Riêng các phụ lưu thì dốc hơn nhiều,
độ dốc trung bình của sông con tới 6.18 ‰. Sự dao động lớn về độ cao tương đối đã
tạo ra những thung lũng sâu và hẹp, độ dốc sườn lớn 38-40 0. Địa hình núi, đồi chiếm
trên 80 % diện tích lưu vực. Trên một số phụ lưu diện tích có độ cao từ 600 m trở lên,
chiếm tỷ lệ lớn.
Đặc điểm khí hậu dòng chính sông Lô chịu ảnh hưởng sâu sắc của địa hình và vị
trí lưu vực. Tùy thuộc vào vị trí và đặc điểm cao hay thấp của địa hình cùng mức độ
ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa đối với từng nơi mà có sự thay đổi về khí hậu giữa
các vùng trong lưu vực:

-

Thượng lưu sông Lô có khí hậu nóng vừa, khô và ít mưa.

-

Trung lưu sông Lô có khí hậu nóng ẩm và mưa nhiều là vùng có mưa lũ lớn nhất lưu
vực.

-

Hạ lưu sông Lô có khí hậu nóng và tương đối ẩm, mưa trên lưu vực nhiều nhất ở trung
lưu và giảm dần về thượng, hạ lưu.

7

Hiện trạng đoạn sông nghiên cứu ( đoạn Sơn Tây- Hà Nội )
Tình trạng sạt lở xảy ra hết sức phức tạp, trên toàn tuyến từ K27+500- K32 xuất
hiện nhiều vết nứt ngang, dọc gây xói lở và sạt trượt ở nhiều đoạn bờ sông, đe dọa an
toàn đê điều và cuộc sông trên 400 hộ dân ven sông.
Bãi sông nhỏ dần và có xu hướng hạ thấp chiều cao trung bình 0,5 m. Trong khi
dòng chảy có xu hướng hạ thấp mạnh. Dòng chính hạ thấp khoảng hơn 5m sau 11
năm. Khi lòng dẫn biến đổi lưu lượng có xu thế tăng nhẹ trong khi mực nước lại có xu
thế giảm mạnh chứng tỏ mặt cắt đáy sông mở rộng hoặc hạ thấp.

14


2

Đặc điểm kinh tế- xã hội

1

Dân số
Dân số trên toàn lưu vực năm 2005 là 27.116.270 người, dân số chủ yếu vẫn tập
trung ở nông thôn tới 78,8%, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của các tỉnh miền núi trung du
từng vùng tuef 11,00 – 18,35 ‰, còn khu vực sông Hồng là 8,7 – 17,5 ‰. Lực lượng
lao động (tính từ 15-60 tuổi từ 12.527.717 người chiếm 78.85%).
Trình độ lao động: Lao động biết chữ ở vùng đồng bằng sông Hồng chiếm 99,3%

trong đó vùng miền núi trung du chiếm 68%. Lao động có trình độ tốt nghiệp phổ
thông cơ sở và phổ thông trung học ở đồng bằng sông Hồng đạt 74,2%, trog khi đó ở
miền núi trung du đạt 54,5%. Tỷ lệ thất nghiệp của khu vực thành thị tương đối cao
7,85%, tỷ lệ thời gian lao động của vùng nông thôn thấp chỉ đạt 65 – 70%.

2

Cơ cấu kinh tế
Chuyển dịch đúng hướng theo xu thế hiện đại hóa, cơ cấu kinh tế dịch vụ- công
nghiệp- nông nghiệp hình thành rỗ rệt. Quan hệ giữa các nghành kinh tế bước đầu có
sự thay đổi về chất.
Tốc độ tăng trưởng bình quân sản xuất công nghiệp toàn lưu vực khoảng10÷ 12 %.
Đồng bằng sông Hồng có khoảng 1,5 triệu ha đất tự nhiên, trong đó đất nông
nghiệp gần 900000 ha.
Diện tích đất rừng chiếm khoảng 25 % diện tích rừng cả nước, tuy nhiên đất
trống và đồi núi trọc vẫn còn chiếm tỷ lệ cao khoảng 35 %.
Giao thông vận tải trên lưu vực có tiềm năng và hiệu quả kinh tế cao đặc biệt
hàng hóa nặng mà không có hại đến môi trường. Hiện nay, trên lưu vực có khoảng trên
2000km đường thủy đi lại được bằng tàu có độ mực nước 1,2m trong 90% thời gian
của một năm.

3

Hiện trạng công trình thủy lợi về kế hoạch phòng lũ
Hồ Hoà Bình với dung tích thiết kế là 9.45 tỷ m3 và mặt hồ 208 km2, dài trên
200 km, chính thức hoạt động từ năm 1987, đã tác động mạnh mẽ tới dòng chảy sông
Đà và sông Hồng. Hồ chứa Hoà Bình là công trình sử dụng tổng hợp, trước hết là
chống lũ và phát điện. Ngoài ra, hồ chứa Thác Bà, trong những trường hợp cần thiết
cũng tham gia cắt lũ cho hạ du. Các công trình phân lũ cống Vân Cốc, Đập Đáy, các
khu chậm lũ: Thanh Ba, Tam Nông, Lương Phú,... có tác dụng lớn trong phòng lũ cho

15


Hà Nội nói riêng và cho đồng bằng Bắc Bộ nói chung. Tuy nhiên, việc vận hành hệ
thống công trình và các biện pháp phòng lũ nêu trên sẽ tác động mạnh mẽ đến nội
dung và chất lượng dự báo lũ ở các công trình và hạ lưu sông Hồng. Đây thực chất là
những vấn đề mới, phức tạp mà dự báo thủy văn nước ta còn chưa có nhiều kinh
nghiệm.

16


CHƯƠNG 2
LẬP PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO THEO PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG
ỨNG CHO ĐOẠN SÔNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM HÀ NỘI TRÊN
SÔNG HỒNG
2.1. Số liệu xây dựng phương án dự báo
Bảng 2.1: Một số giá trị đặc trưng
Giá trị Qmax
Trạm trên

Trạm trên

Trạm dưới

Độ dài
chuỗi số

Số ốp

liệu

đo/ngày

(ngày)

Thời
gian

Trạm dưới

Giá trị Qmin

1H

7H

7H

19H

26/08/1993

26/08/1993

30/06/1993

30/06/1993

59

4

Tổng
số ốp
đo
236

2.2. Lập phương án dự báo
2.2.1. Xác định thời gian chảy truyền (τ)
- Xác định các điểm chân lũ (Ctr), đỉnh lũ (Đtr) của quá trình lũ trạm trên (trạm
Sơn Tây) và các điểm chân lũ (Cd), đỉnh lũ (Đd) của quá trình lũ trạm dưới (trạm Hà
Nội) tương ứng.
- Thống kê thời gian xuất hiện các điểm đặc trưng trên đường quá trình lũ trạm
trên:
+ Thời điểm xuất hiện điểm Ctr là tCtr
+ Thời điểm xuất hiện điểm Đtr là tĐtr
- Tương tự thời gian xuất hiện của các điểm đặc trưng trên đường quá trình lũ
trạm dưới:
+ Thời điểm xuất hiện điểm Cd là tCd
+ Thời điểm xuất hiện điểm Đd là tĐd
- Tính thời gian truyền các điểm đặc trưng tương ứng từ trạm trên về trạm dưới:
τC = tCd - tCtr
τĐ = tĐd - tĐtr
Trong đó τC là thời gian truyền chân lũ; τĐlà thời gian truyền đỉnh lũ.
Việc tính toán thời gian truyền lũ được thực hiện dưới dạng bảng 2.2

17

Bảng 2.2: Tính thời gian truyền lũ bằng phương pháp điểm đặc trưng
Thời điểm xuất hiện đặc trưng lũ
Trạm trên
Trạm dưới

TT trận
lũ

tC
7 /30/VI
1h/9/VII
1h/20/VII
7h/28/VII
19h/8/VIII
h

tĐ
1 / 04/VII
19h/11/VIII
13h/25/VII
13h/28/VII
1h/12/VIII
h

tC
19 /30/VI
7h/9/VII
7h/20/VII
19h/29/VII

19h/8/VIII
h

Thời gian truyền lũ

tĐ
13 /4/VII
1h/12/VII
13h/25/VII
19h/29/VII
7h/12/VIII
h

1
2
3
4
5
TB
Thời gian truyền lũ (thời gian chảy chuyền) τ =6h.

(h)
τC
12
6
6
6
0
6

τĐ
12
6
0
6
6
6

2.2.2. Xây dựng bản đồ dự báo và xác định sai số cho phép
a. Xây dựng bản đồ dự báo
Trích số liệu mực nước của trạm trên (Htr, t)tại thời điểm t, tương ứng chính là lưu
lượng trạm dưới (Hd, t+6). Các số liệu này được đưa vào bảng cơ sở số liệu để xây dựng
biểu đồ dự báo (Bảng 2.3)
Bảng 2.3: Bảng trích số liệu theo thời gian chảy truyền (1)
Ngày

30/06/1993

01/07/1993

02/07/1993
………..
24/08/1993

25/08/1993

Giờ
1
7
13

19
1
7
13
19
1
7
13
19
…
1
7
13
19
1
7

Trạm Sơn Tây
H
845
840
842
843
859
871
886
897
905
925
934

948
…
1176
1184
1199
1217
1230
1240

18

Trạm Hà Nội
H
547
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
…
882
885
895
910

928
940

Trạm Hà Nội
H (t+6h)
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
642
…
885
895
910
928
940
950


Trạm Sơn Tây
Trạm Hà Nội
Trạm Hà Nội
H

H
H (t+6h)
13
1246
950
958
19
1251
958
960
26/08/1993
1
1252
960
962
7
1252
962
961
13
1248
961
958
19
1242
958
951
27/08/1993
1
1236

951
945
7
1221
945
928
13
1205
928
913
19
1185
913
Từ số liệu thực đo thống kê trong bảng 2.3, ta xây dựng đường quan hệ: Hd(t+6)
Ngày

Giờ

= f[Htr(t)] cho 2/3 tài liệu trong bảng 2.3 dưới dạng hình 2.2. (2)
Hình 2.1. Đường quan hệ HST=f(HHN)
b. Xác định sai số cho phép
Sai số cho phép dự báo yếu tố của dự báo thủy văn hạn ngắn và hạn vừa được
tính theo công thức sau:
Scf = ∆cf = 0,674* σ

∆

Trong đó:
Scf và ∆cf : Là sai số cho phép

σ ∆: Là khoảng lệch quân phương của chuỗi biến đổi yếu tố dự báo trong thời
gian dự kiến.
Bảng 2.4: Bảng tính giá trị sai số cho phép σ ∆ (3)
Ngày
30/06/1993

01/07/1993
02/07/1993

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13

Hà Nôi
547
547
541
538
541
548
560

572
585
600
612

ΔH(6h)
0
-6
-3
3
7
12
12
13
15
12

19

[ΔH(6h)-ΔHtb] [ΔH(6h)-ΔHtb]^2
-1,56
-7,56
-4,56
1,44
5,44
10,44
10,44
11,44
13,44
10,44

2,43
57,12
20,77
2,08
29,62
109,05
109,05
130,93
180,70
109,05


Ngày

03/07/1993
……….
24/08/1993

25/08/1993

26/08/1993

27/08/1993

Giờ
19
1
7
13

19
….
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19

Hà Nôi
623
642
667
690
705
….
882
885
895
910

928
940
950
958
960
962
961
958
951
945
928
913

Tổng

ΔH(6h)
11
19
25
23
15
….
3
10
15
18
12
10
8
2

2
-1
-3
-7
-6
-17
-15
3
1.56

[ΔH(6h)-ΔHtb] [ΔH(6h)-ΔHtb]^2
9,44
89,16
17,44
304,24
23,44
549,55
21,44
459,78
13,44
180,70
….
….
1,44
2,08
8,44
71,28
13,44
180,70
16,44

270,36
10,44
109,05
8,44
71,28
6,44
41,51
0,44
0,20
0,44
0,20
-2,56
6,54
-4,56
20,77
-8,56
73,23
-7,56
57,12
-18,56
344,38
-16,56
274,15
1,44
2,08
23335.97

Các đặc trưng này được xác định theo các công thức sau:
= = 9.99
Trong đó:

: Biến đổi của lưu lượng dự báo trong thời gian dự kiến được tính từ số liệu thực
đo như sau:
= (Hd,t+6h – Hd,tđ)
Với: Hd,t+6h là giá trị thực đo của lưu lượng dự báo tại thời điểm t+6h
: Trung bình của các giá trị biến đổi của lưu lượng dự báo trong thời gian dự
kiến:
Xác định sai số cho phép Scf :
Scf =∆cf = 0,674* σ = 0,674 * 9.99 = 6.73

20


2.2.3. Đánh giá chất lượng dự báo yếu tố.
Nếu gọi ∆Hdb là sai số dự báo yếu tố thì
∆Hdb = Hdb – Htđ
Trong đó.Hdb là trị số dự báo
Htđ là tri số thực đo.
Yếu tố dự báo được đánh giá là đúng khi:
│∆Hdb│≤ ∆cp
Để đánh giá chất lượng dự của từng lần dự báo, căn cứ vào sai số dự báo ( S db) đã
quy định phân loại như trong bảng 2.5.
Bảng 2.5. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng dự báo yếu tố
Sai số dự báo (Sdb)
≤ 25% sai số cho phép
26÷50% sai số cho phép
51÷100% sai số cho phép
101÷150 sai số cho phép
>150% sai số cho phép

Xếp loại

Tốt
Khá
Đạt
Kém
Quá kém

2.2.4. Đánh giá sai số phương án dự báo phụ thuộc
Sử dụng 2/3 chuỗi số liệu ( bảng 2.2) đã sử dụng để xây dựng đường quan hệ để
đánh giá sai số cho phần phương án dự báo phụ thuộc.
Bảng 2.6: Bảng tính giá trị P (4)
Ngày

30/06/1993

01/07/1993

02/07/1993
03/07/1993

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7

13
19
1
7
13

Sơn Tây Hà Nội
845
840
842
843
859
871
886
897
905
925
934
948
965
994
1006

HHN(t+6h) =
1.0568*HST – 359.19

547
547
541
538

541
548
560
572
585
600
612
623
642
667
690

534
529
531
532
549
561
577
589
597
618
628
643
661
691
21

ΔHdb

Đánh Giá

-13
-12
-7
-9
1
1
5
4
-3
6
5
1
-6
1

Sai
Sai
Sai
Sai
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng

Đúng


Ngày

Giờ

Sơn Tây Hà Nội

HHN(t+6h) =

ΔHdb

Đánh Giá

-1
….
….
….
-2
-2
0
0

Đúng
….
….
….
Đúng
Đúng

Đúng

04/08/1993

19
….
….
….
1
7
13
19

1027
….
….
….
1084
1085
1086
1086

705
….
….
….
787
788
789
788

1.0568*HST – 359.19
704
….
….
….
786
787
788
788

05/08/1993

1
7
13
19

1088
1091
1090
1086

788
792
793
793

791
794

793
788

-1
1
0
-2

Đúng
Đúng
Đúng

06/08/1993

1
7
13
19

1083
1078
1073
1068

790
786
780
773

785

780
775
769

-1
0
2
-2

Đúng
Đúng
Đúng

………..
………..
………..

Đúng

Đúng

Đúng

Tổng
m=
126
Đánh giá dự báo yếu tố: Dự báo phụ thuộc có tổng là 152 dự báo. Trong đó, 126
dự báo đúng và 26 dự báo sai.

22

Bảng 2.7: Bảng tính giá trị η (5)
Ngày
30/06/1993

01/07/1993

02/07/1993

03/07/1993
………..
………..
………..
04/08/1993

05/08/1993

06/08/1993
Htb=
Tổng=

Giờ
1
7
13
19
1
7
13

19
1
7
13
19
1
7
13
19
….
….
….
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19

Htđ
547
547
541
538

541
548
560
572
585
600
612
623
642
667
690
705
….
….
….
787
788
789
788
788
792
793
793
790
786
780
773
756.78

ΔHtđ^2

ΔHdb

(ΔHdb-ΔHdbtb)^2

44009
46562
47866
46562
43590
38724
34145
29509
24581
20962
17898
13175
8061
4460
2681
….
….
….
975
1038
975
975
1240
1312
1312

1103
854
539
263
202

-13
-12
-7
-9
1
1
5
4
-3
6
5
1
-6
1
-1
….
….
….
-2
-2
0
0
-1
1

0
-2
-1
0
2
-2
0.014

174
156
54
87
0
2
26
14
8
40
24
0
41
2
1
….
….
….
3
2
0
0

2
1
0
2
0
0
3
2

1181900

3232

a. Tỷ số S/σ
Trong đó σ là độ lệch quân phương của chuỗi yếu tố dự báo, còn S là độ lệch
quân phương của chuỗi sai số dự báo, được tính theo công thức:
-

Độ lệch quân phương chuỗi yếu tố dự báo:
= =9,98

23


-

Độ lệch quân phương của chuỗi sai số dự báo
= = 4,61

-

Tỷ số S/σ
= = 0.05
b. Hệ số tương quan η
Hệ số η được xác định theo công thức:
2

S
η = 1−  
 σ  = = 0.99

c. Mức đảm bảo của phương án dự báo
Chất lượng của phương án dự báo bao giờ cũng phải được đánh giá bằng mức
đảm bảo dự báo. Mức đảm bảo dự báo là tỷ số giữa số lần dự báo đúng trên tổng số lần
dự báo:

P=

m
× 100
n
% = 100 = 82.89%

Trong đó:
- m: số lần dự báo đúng.
- n: tổng số lần dự báo.
- P: mức bảo đảm của phương án dự báo.
Bảng 2.8: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của phương án dự báo phụ thuộc
STT
Chỉ tiêu

Giá trị
Đánh giá
1
S/
0.05
Tốt
η
2
0.99
Tốt
3
P
82.89
Đạt
Nhận xét: So sánh với chỉ tiêu đánh giá phương án dự báo ( bảng 2.5.) thì
phương án này đạt loại tốt
2.2.5. Đánh giá sai số phương án dự báo độc lập
Sử dụng 1/3 chuỗi số liệu còn lại, tính dự báo độc lập.
Bảng 2.9: Bảng tính giá trị P (6)
HHN(t+6h) =
Ngày

Giờ

Sơn Tây

Hà Nội

1.0568*HST –
359.19

07/08/1993

1

1068

771
24

ΔHdb Đánh giá


HHN(t+6h) =
Ngày

Giờ

Sơn Tây

Hà Nội

1.0568*HST –

7
13
19
1
7
13

19
1
7
13
19
….
….
….
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19

1068
1066
1064
1061
1060
1058
1056
1059
1065

1068
1070
….
….
….
1230
1240
1246
1251
1252
1252
1248
1242
1236
1221
1205
1185

769
768
766
764
762
760
758
758
760
765
768
….

….
….
928
940
950
958
960
962
961
958
951
945
928
913

359.19
769
769
767
765
762
761
759
757
760
766
769
….
….
….

941
951
958
963
964
964
960
953
947
931
914
941

ΔHdb Đánh giá

0
Đúng
1
Đúng
1
Đúng
1
Đúng
0
Đúng
08/08/1993
1
Đúng
1
Đúng

-1
Đúng
0
Đúng
09/08/1993
1
Đúng
1
Đúng
………..
….
….
………..
….
….
………..
….
….
1
Đúng
1
Đúng
25/08/1993
0
Đúng
3
Đúng
2
Đúng
3

Đúng
26/08/1993
2
Đúng
2
Đúng
2
Đúng
3
Đúng
27/08/1993
1
Đúng
1
Đúng
Tổng
m=
80
Đánh giá dự báo yếu tố: Dự báo phụ thuộc có tổng là 83 dự báo. Trong đó, 80 dự
báo đúng và 3 dự báo sai.
Bảng 2.10: Bảng tính giá trị η (7)
Ngày
07/08/1993

08/08/1993

Giờ
1
7
13

19
1
7
13
19

Htđ

ΔHtđ^2

ΔHdb

(ΔHdb-ΔHdbtb)^2

769
768
766
764
762
760
758

3904
4030
4288
4554
4828
5110
5400

1
1
1
0
1
1
-1

2
2
2
0
1
1
1

25