NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THỦY VĂN DỰ ÁN KÈ BỜ SÔNG BẰNG GIANG, TỈNH CAO BẰNG

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

NIÊN LUẬN
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
THỦY VĂN DỰ ÁN KÈ BỜ SÔNG BẰNG GIANG,
TỈNH CAO BẰNG

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Thu Trang
Sinh viên thực hiện : Sầm Phương Trà
Chuyên ngành
: Thủy văn
Mã sinh viên
: DH00300001
Niên khóa
: 2013 - 2017

Hà Nội – 2016


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

NIÊN LUẬN
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
THỦY VĂN DỰ ÁN KÈ BỜ SÔNG BẰNG GIANG,
TỈNH CAO BẰNG

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Thu Trang
Sinh viên thực hiện : Sầm Phương Trà
Chuyên ngành

: Thủy văn
Mã sinh viên
: DH00300001
Niên khóa
: 2013 - 2017

HàNội-2016


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo trong Khoa Khí tượng
Thủy văn – Trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã dạy bảo,
truyền thụ kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua. Đặc biệt em
xin cảm ơn đến cô Ths Lê Thu Trang đã hướng dẫn chỉ dạy rất tận tình và tạo
điều kiện cho em hoàn thành đề tài này.
Trong khuôn khổ của đề tài: “Tính toán thủy văn Dự án kè bờ sông
Bằng Giang, tỉnh Cao Bằng”, với sự giúp đỡ và hướng dẫn của thầy cô nhưng
do hạn chế về thời gian và khả năng của bản thân, mặc dù đã có nhiều cố gắng
nhưng niên luận không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Vì vây, em
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo quý báu của thầy cô !.
Em xin chân thành cám ơn.
Sinh viên thực hiện
Sầm Phương Trà


MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................4
MỤC LỤC 4.....................................................................................................5
MỤC LỤC 4 4..................................................................................................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4.....................................5

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4.....................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3........................................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11........................5
MỤC LỤC 4.....................................................................................................6
MỤC LỤC 4 4..................................................................................................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4.....................................6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4.....................6
MỤC LỤC 4 5..................................................................................................6
MỤC LỤC 4 4 5...............................................................................................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5..................................6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5..................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5.....................................6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5.....................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3........................................6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11........................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC...........................................3
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN...........................11


DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỤC LỤC........................................................................................................4
MỤC LỤC 4.....................................................................................................4
MỤC LỤC 4 5..................................................................................................4
MỤC LỤC 4 4 5...............................................................................................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5..................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5..................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5.....................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5.....................4
MỤC LỤC 4 6..................................................................................................4

MỤC LỤC 4 4 6...............................................................................................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 6..................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 6..................4
MỤC LỤC 4 5 6...............................................................................................4
MỤC LỤC 4 4 5 6............................................................................................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5 6...............................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5 6...............4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5 6..................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5 6..................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 6.....................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 6.....................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3........................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11........................4
MỤC LỤC 4.....................................................................................................7
MỤC LỤC 4 4..................................................................................................7
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4.....................................7
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4.....................7
MỤC LỤC 4 5..................................................................................................7
MỤC LỤC 4 4 5...............................................................................................7
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5..................................7
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5..................7


Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5.....................................7
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5.....................7
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3........................................7
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11........................7
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC...........................................3
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN...........................11

DANH MỤC HÌNH VẼ

MỤC LỤC........................................................................................................4
MỤC LỤC 4.....................................................................................................4
MỤC LỤC 4 5..................................................................................................4
MỤC LỤC 4 4 5...............................................................................................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5..................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5..................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5.....................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5.....................4
MỤC LỤC 4 6..................................................................................................4
MỤC LỤC 4 4 6...............................................................................................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 6..................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 6..................4
MỤC LỤC 4 5 6...............................................................................................4
MỤC LỤC 4 4 5 6............................................................................................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5 6...............................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5 6...............4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5 6..................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5 6..................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 6.....................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 6.....................4
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3........................................4
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11........................4
MỤC LỤC 4.....................................................................................................5
MỤC LỤC 4 4..................................................................................................5
MỤC LỤC 4 5 4...............................................................................................5
MỤC LỤC 4 4 5 4............................................................................................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5 4...............................5

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5 4...............5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5 4..................................5


Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5 4..................5
MỤC LỤC 4 6 4...............................................................................................5
MỤC LỤC 4 4 6 4............................................................................................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 6 4...............................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 6 4...............5
MỤC LỤC 4 5 6 4............................................................................................5
MỤC LỤC 4 4 5 6 4.........................................................................................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5 6 4............................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5 6 4............5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5 6 4...............................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5 6 4...............5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 6 4..................................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 6 4..................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4.....................................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4.....................5
MỤC LỤC 4 7..................................................................................................5
MỤC LỤC 4 4 7...............................................................................................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 7..................................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 7..................5
MỤC LỤC 4 5 7...............................................................................................5
MỤC LỤC 4 4 5 7............................................................................................5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 4 5 7...............................5
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 4 5 7...............5
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 5 7..................................6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 5 7..................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3 7.....................................6

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11 7.....................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC 3........................................6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN 11........................6
Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC...........................................3
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN...........................11


MỞ ĐẦU
Cùng với lũ lụt, bão lốc; sạt lở bờ sông đang là vấn đề lớn cần quan tâm
của nhiều nước trên thế giới. Sạt lở bờ sông là một quy lụât tự nhiên nhưng
gây thiệt hại nặng nề cho các hoạt động dân sinh kinh tế vùng ven sông như
gây mất rất nông nghiệp, hư hỏng nhà cửa, chết người, thậm chí có thể hủy
hoại toàn bộ một khu dân cư, đô thị. Cũng như nhiều nước trên thế giới, sạt lở
bờ sông cũng đang là vấn đề lớn đáng được quan tâm hiện nay ở nước ta. Sạt
lở bờ diễn ra ở hầu hết các triền sông và ở hầu hết các địa phương có sông.
Sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp nến kinh tế và xã hội của địa phương. Xói
lở không chỉ diễn ra vào mùa lũ mà còn vào mùa kiệt. Đặc biệt trong những
thập kỷ cuối của thế kỷ 20, hiện tượng sạt lở diễn ra với chu kỳ nhanh hơn,
cường độ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có nhiều dị thường.
Quá trình xói lở làm biến đổi lòng dẫn, sạt lở bờ sông, bờ biển trong
các điều kiện tự nhiên và có tác động của con người vô cùng phức tạp. Việc
xác định các nguyên nhân, cơ chế, tìm các giải pháp quy hoạch, công trình
nhằm phòng, chống và hạn chế tác hại của quá trình sạt lở là việc làm có ý
nghĩa rất lớn đối với sự an toàn của các khu dân cư, đô thị, đối với công tác
quy hoạch, thiết kế và xây dựng các đô thị mới. Quá trình nghiên cứu các giải
pháp bảo vệ bờ sông trên Thế giới đã được thực hiện liên tục từ nhiều thập kỷ
qua. Nhiều giải pháp công nghệ bảo vệ bờ sông chống xói lở đã được nghiên
cứu, ứng dụng đạt được những hiệu quả nhất định trong việc hạn chế xói
lở,bảo vệ an toàn cho dân cư và hạ tầng cơ sở ven sông.
1. Lý do chọn đề tài

Kè sông Bằng Giang – tỉnh Cao Bằng là một trong những dự án trọng
điểm thuộc dự án phòng chống xói lở khẩn cấp bờ sông Bằng Giang.
Đây là khu vực đông dân cư, nhà cửa sát với bờ sông có nhiều đoạn
uốn cong tạo thuận lợi cho dòng chảy gây xói rất nguy hiểm, vì vậy để giảm
thiểu sạt lở gây ảnh hưởng đến bờ sông và cuộc sống của người dân hai bên
bờ được an toàn một cách tối đa nên tôi chọn đề tài :
1


“Tính toán thủy văn Dự án kè bờ sông Bằng Giang, tỉnh Cao Bằng”.
2. Mục đích của đề tài nghiên cứu:
- Chống sạt lở, bảo vệ hai bờ sông Bằng Giang tỉnh Cao Bằng.
- Nắn chỉnh lại tuyến sông cho phát triển bất lợi, tạo dòng sông ổn định
phù hợp với quy định thuận dòng đảm bảo tiêu thoát lũ nhanh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu là kè hai bên bờ sông Bằng Giang.
- Phạm vi nghiên cứu là sông Bằng Giang – tỉnh Cao Bằng.
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thực tế.
- Phân tích lý thuyết
- Phương pháp phần mềm vẽ đường tần suất FFC 2008.
5. Cấu trúc niên luận:
Niên luận ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị gồm 3 chương:
Chương I : ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC
Chương II: TÍNH TOÁN THUỶ VĂN
Chương III: TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC THIẾT KẾ TẠI VỊ TRÍ KÈ

2

Chương 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN LƯU VỰC
1.1. Giới thiệu chung
Cao Bằng nằm trong vùng núi Đông Bắc của Bắc Bộ, thuộc vùng đồi
núi và cao nguyên thấp, xen giữa có những mảng trũng và thung lũng rộng, độ
cao bình quân khoảng 500 ÷ 600m.
Nằm ở vùng địa đầu Đông Bắc của lãnh thổ, đây là nơi tiếp nhận sớm
nhất gió mùa Đông Bắc tràn xuống Việt Nam. Mùa lạnh bắt đầu từ tháng 11
tới tháng 3 năm sau, nhiệt độ không khí trung bình hàng tháng dao động giữa
các nơi trong tỉnh từ 15-180C. Tháng lạnh nhất trong năm là tháng 1 nhưng
nhiệt độ trung bình ở hầu hết các trạm đo vẫn trên 10 0C, nhiệt độ vẫn đảm bảo
thích hợp cho cây trồng. Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối tại một vài nơi trong
những đợt rét mạnh có thể xuống tới -3,4 0C như ở trạm Trùng Khánh. Trong
điều kiện thời tiết như vậy có thể xuất hiện băng giá và sương muối gây ảnh
hưởng bất lợi cho gia súc và cây trồng. Tuy nhiên hiện tượng thời tiết này chỉ
xảy ra trên một phạm vi nhỏ hẹp. Hai tháng còn lại trong năm là tháng 4 và
tháng 11 là hai tháng chuyển tiếp giữa các mùa lạnh sang mùa nóng và ngược
lại, nhiệt độ không khí tương đối ôn hoà.
Vùng núi Cao Bằng nói chung là ít mưa. Trong vùng thung lũng khuất,
như ở Na Sầm, lượng mưa hàng năm chỉ đạt khoảng 1100 mm. ở Trùng
Khánh mưa nhiều hơn cũng chỉ đạt tới 1570 mm. Ở Cao Bằng lượng mưa
bình quân nhiều năm vào khoảng 1400 mm. Điều này đã làm cho vùng Cao
Bằng trở thành một trong những tâm mưa thấp ở Việt Nam. Mùa mưa bắt đầu
từ tháng V, kết thúc vào tháng IX hàng năm. Mưa lớn thường xẩy ra vào tháng
VII hàng năm, trong mùa mưa ít gặp những trận mưa lớn, cường độ mưa lớn
nhất vượt quá 200 mm/ngày ít khi xảy ra. Từ tháng 5, tháng 6 thường có lũ
tiểu mãn. Mặt khác các lưu vực sông suối ở Cao Bằng hầu như đều nằm trong
vùng đá vôi, hiện tượng Kastơ phát triển mạnh, chính vì vậy mà lũ ở đây nhỏ,
lưu lượng lũ lớn nhất đo được ở trong vùng chỉ vào khoảng từ 1,5 đến 1,8
m3/s km2.

3


1.2. Mạng lưới, các yếu tố, thời gian quan trắc khí tượng trong khu vực.
Trên địa bàn tỉnh Cao Bằng có các trạm đo mưa và trạm thuỷ văn được
thống kê ở bảng 1.
Bảng 1: Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn
TT Tên trạm
Thạch An
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Sông

F(km2) Yếu tố đo

Cao Bằng
Nà Vường

Bản Co

Bản Co
Bản Giốc
Cao Bằng
Pắc Luông
Đức Thông
Pắc Bó

1958 ÷ 1990

Mưa

1931 ÷ 1944; 1961 đến nay

Mưa

1972 ÷ 1975
1962 ÷ 1964; 1966 ÷

Mưa

Phục Hoà
Nà Vường

Mưa

Mưa

Quảng Hoà

Thời gian đo

1967;1973
1982; 1984 ÷ 1986; 1988 đến
nay

Mưa

1960 ÷ 1978

Vi vọng

174

Thuỷ văn

1962 ÷ 1975

Bắc Vọng

547

Thuỷ văn

1960 ÷ 1973

Quay Sơn

1570

Thuỷ văn

Bằng Giang

2880

Q
H

1960 ÷ 1978
1960 ÷ 1976

Hiếu

885

Thuỷ văn

1971 ÷ 1980

Bé

65

Thuỷ văn

1969 ÷ 1983

Lê Nin

150

Thuỷ văn

1967 ÷ 1972

1960 ÷ nay

Tà Sa

Nguyên
123 Thuỷ văn
1959 ÷ 1970
Bình
Đây là những trạm đo cơ bản do Tổng cục KTTV quản lý, chất lượng

tài liệu đảm bảo tin cậy. Trên sông Bằng Giang có trạm Cao Bằng đo lưu
lượng từ năm 1960 đến 1976, từ 1977 đến nay đo mực nước. Lưu vực tuyến
công trình có trạm đo mưa đầy đủ, tin cậy nhất là trạm Cao Bằng và Nguyên
Bình.
4


1.3. Đặc điểm khí tượng vùng nghiên cứu
I.3.1. Chế độ ẩm
Độ ẩm: so với các vùng khác, độ ẩm ở khu vực núi Cao Bằng tương đối
thấp, trung bình toàn năm chỉ vào khoảng 83 - 86%.
Đáng chú ý là thời kỳ ẩm nhất trong năm ở đây không phải là vào cuối
mùa đông mà là vào giữa mùa hạ. Tháng có độ ẩm cực đại là tháng VIII, giá

trị trung bình của độ ẩm vào khoảng trên dưới 85%. Thời kỳ ẩm cuối mùa
đông không rõ rệt lắm: độ ẩm trung bình vào cỡ 83 - 86%.
Khô nhất là những tháng giữa mùa đông, mà tháng 1 là tháng cực tiểu
với độ ẩm trung bình 77 - 78%.
Những giới hạn tối thấp của độ ẩm ở nhiều nơi xuống dưới 10% và
những trường hợp khô cực đoan đã đều xảy ra trong những đợt gió mùa lục
địa cực mạnh vào giữa mùa đông.
Tại trạm khí tượng Cao Bằng, độ ẩm trung bình là 81%. Mùa mưa độ
ẩm cao từ 84% - 86% và mùa khô là 79% - 80%.
Bảng 2: Đặc trưng độ ẩm trung bình tại trạm khí tượng Cao Bằng
Tháng
I
II
U(%)
80 80
1.3.2. Chế độ nhiệt

III
80

IV
80

V
80

VI
82

VII VIII IX

84 86 83

X
82

XI
81

XII Năm
80 81

Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 230C ở vùng thấp, 20-220C ở vùng
có độ cao trung bình (200-500m) và dưới 200C từ 500m trở lên.
Tổng nhiệt độ toàn năm vào khoảng 8000 0C ở vùng thấp, 7000-80000C
ở 200-500m, dưới 75000C từ 500m trở lên.
Mùa đông ở đây lạnh nhất trong tất cả các vùng. Hằng năm, ngay ở
vùng thấp cũng có 4 - 5 tháng nhiệt độ trung bình xuống dưới 20 0C. Do đó,
chệnh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất (biên
độ năm của nhiệt độ) đạt tới 12-140C.
Tháng lạnh nhất là tháng 1 có nhiệt độ trung bình vào khoảng 15 0C ở
dưới thấp, 12-140C ở 200-500m và dưới 120C từ 500m trở lên. Còn nhiệt độ
5


tối thấp trung bình trong tháng này vào khoảng 11-12 0C ở vùng thấp, 9-110C ở
200-500m và dưới 90C từ 500m trở lên.
Giới hạn nhiệt độ tối thấp ở hầu khắp các nơi, ngay cả vùng thấp, cũng
đến dưới 00C; ở vùng thấp và vùng có độ cao trung bình xuống tới -1 ÷ -30C;
ở vùng cao còn có khả năng thấp hơn nữa.
Mùa hè tương đối dịu, chủ yếu do độ cao địa hình; nhiệt độ trung bình

thấp hơn đồng bằng 1-20C ở 200-300m, 3-50C ở 500-1000m. Thời kỳ có nhiệt
độ trung bình trên 250C kéo dài 4-5 tháng ở vùng thấp, 2-3 tháng ở vùng cao,
và từ 1000m trở lên thì quanh năm không còn thời kỳ nào nhiệt độ ổn định
trên 250C nữa.
Tháng nóng nhất là tháng 7, có nhiệt độ trung bình 28 0C ở vùng thấp,
26-270C ở 200-500m và dưới 260C từ 500m trở lên. Còn giá trị trung bình của
nhiệt độ tối cao tháng này vào khoảng 32-330C trong thung lũng, 30-320C ở
200-500m và dưới 300C ở từ 500m trở lên.
Trong những trường hợp nóng cực đoan, nhiệt độ tối cao có khả năng
vượt quá 400C trong các thung lũng dưới thấp 37-390C ở 200-500m. Phải từ
1000m trở lên nhiệt độ tối cao mới không vượt quá 350C.
Dao động ngày đêm của nhiệt độ tùy thuộc nhiều vào dạng địa hình.
Trên các bình nguyên và sườn núi, biên độ ngày của nhiệt độ thường vào
khoảng 7-80C, còn trong các thung lũng sâu lên tới 8-9 0C. Thời kỳ nhiệt độ
dao động mạnh trong ngày là thời kỳ khô hanh đầu mùa đông, biên độ đạt tới
9-100C trên cao nguyên, 10-110C trong các thung lũng. Thời kỳ nhiệt độ dao
động ít nhất là những tháng cuối mùa đông, biên độ ngày chỉ 6-7 0C trên cao
nguyên, 7-80C trong các thung lũng.
Tại trạm khí tượng Cao Bằng, nhiệt độ không khí trung bình là 21.50C.
Bảng 3: Đặc trưng nhiệt độ không khí trung bình tại trạm Cao Bằng
Tháng
I
II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
T0C 14,2 15,1 19,0 23,0 25,9 27,0 27,3 26,8 25,5 22,7 18,5 15,1 21,5

6


1.3.3. Chế độ bốc hơi.
Qua tài liệu cho thấy lượng bốc hơi trung bình năm dao động từ 8001050 mm, và biên độ trị số nhỏ nhất và lớn nhất dao động từ 600-1300 mm.

Bảng 4: Đặc trưng bốc hơi trung bình nhiều năm tại trạm Cao Bằng
Tháng
I
II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Z(mm) 67,4 70,1 94,2 107 115,2 91,3 83,2 76,2 79,6 81,6 70,4 70,4 1007
1.3.4. Chế độ mưa
Vùng núi Cao Bằng - Lạng Sơn nói chung ít mưa trên đại bộ phận,
lượng mưa trung bình toàn năm chỉ vào khoảng 1400 ÷ 1600mm. Trong
những thung lũng khuất, lượng mưa thậm chí giảm xuống dưới 1200mm/năm
(trạm Na Sầm: 1091mm/năm). Lượng mưa chỉ tăng tới cấp 1600 ÷
1800mm/năm trên Rẻo Cao phía Tây của vùng (cánh cung Ngân Sơn).
Số ngày mưa toàn năm vào khoảng 120-140 ngày. Riêng trên cao
nguyên Đồng Văn vượt quá 150 ngày.
Mùa mưa, bắt đầu từ tháng 5, có nơi tháng 4 và kết thúc vào tháng 9,
sớm hơn đồng bằng Bắc Bộ 1 tháng.
Tháng cực đại của lượng mưa xảy ra vào tháng 7, sớm hơn các nơi
khác ở Bắc Bộ 1 tháng. Lượng mưa trung bình tháng vào khoảng 250-300mm
ở vùng thấp và có thể vượt quá 300mm trên vùng cao, con số ngày mưa tháng
7 không quá 20 ngày.
Trong mùa mưa cũng ít gặp những trận mưa lớn. Thường cả mùa chỉ
gặp 4-5 ngày mưa trên 50mm, còn mưa trên 100mm/ngày là trường hợp rất
hiếm, trung bình 1-2 năm mới gặp một ngày. Mưa lớn chủ yếu do bão gây ra,
song cường độ mưa lớn nhất cũng ít khi vượt quá 200mm/ngày.
Thời kỳ ít mưa bắt đầu từ tháng 10. Trong 3 - 4 tháng gió mùa mùa
đông từ tháng 11 đến tháng 2, trung bình chỉ thu được 20-40mm với 5-7 ngày
mưa mỗi tháng. Đáng chú ý là trong nửa cuối mùa đông (tháng 2, tháng 3),
tuy lượng mưa không tăng so với đầu mùa, nhưng nhờ có mưa phùn (mà mỗi
tháng có tới 10-12 ngày), nên tình trạng thiếu hụt nước giảm bớt nhiều.
7

Trong biến trình mưa, nói chung, tháng 1 là tháng cực tiểu của lượng
mưa tháng.
Trong từng năm cụ thể, lượng mưa dao động đáng kể xung quanh giá
trị trung bình nhiều năm. Lượng mưa năm có thể đạt tới trên dưới 2000mm
trong những năm nhiều mưa, nhưng có thể giảm xuống dưới 800 - 900mm
trong những năm ít mưa nhất (trong khi trung bình nhiều năm vào khoảng
1400-1600mm).
Trong các tháng mùa mưa, có năm thu được trên 500 - 600mm (cực
đại), nhưng có những năm lại không đo được tới 50mm (cực tiểu). Còn, trong
các tháng mùa ít mưa, lượng mưa cực đại có thể vượt quá 100mm/tháng, và
lượng mưa cực tiểu thường là 0mm (tức là cả tháng không thu được một giọt
mưa nào).
Qua tài liệu thống kê cho thấy lượng mưa trung bình năm tại trạm
Nguyên Bình là 1763 mm và Cao Bằng là 1421 mm. Mùa mưa bắt đầu từ
tháng 5 và kết thúc vào tháng 9, lượng mưa mùa mưa chiếm tới 75 ÷ 80%
lượng mưa năm. Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4, lượng mưa chiếm tới 20 ÷
25% lượng mưa năm.
Bảng 5: Lượng mưa trung bình nhiều năm trạm Nguyên Bình, Cao Bằng
Tháng
I
II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
XNBình 40,1 37,5 61,4 95,0 212 292 306 319 196 115 55,0 33,1 1763
XCBằng 25,0 25,5 50,4 83,2 188 247 270 253 133 81,7 42,6 21,9 1421
1.3.5. Chế độ gió.
Hướng gió chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện địa hình. Trên các cao
nguyên thoáng, hướng gió thịnh hành thường phù hợp với hướng mùa chung,
mùa đông là hướng Đông Bắc, mùa hè là hướng Đông Nam hay Nam.
Song trong các thung lũng khuất gió thường thổi theo hướng thung
lũng, đôi khi đối lập với hướng chung.

8


Tốc độ gió nói chung không lớn, trung bình vào khoảng 1,5 - 2,0m/s,
trong các thung lũng khuất giảm xuống dưới 1m/s. Tần suất lặng gió vào
khoảng 20-30%, tăng lên 30% trong thung lũng.
Mùa hạ có khả năng gặp gió mạnh trong giông và bão. Tốc độ gió
mạnh trong cơn giông có thể vượt quá 30 – 40 m/s, còn gió bão có thể vượt
quá 20 m/s.
Mùa đông, gió mạnh thường gặp khi có giông tràn về, trật tới 1518m/s.
Bảng 6: Tốc độ gió trung bình tháng trạm khí tượng Cao Bằng
Tháng
I
II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
V(m/s) 1,6 1,8 2,1 2,3 1,8 1,7 1,5 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 2,0
1.3.6. Chế độ nắng.
Số giờ nắng toàn năm vào khoảng 1500 ÷ 1600 giờ, xấp xỉ như đồng
bằng Bắc Bộ.
Nói chung, trong suốt các tháng mùa hạ - từ tháng V đến tháng X - số
giờ nắng đều lớn và sàn sàn như nhau ở mức 150 - 180 giờ/tháng. Có thể nhận
thấy tháng VII hoặc tháng VIII, có số giờ nắng trội hơn các tháng khác một
chút.
Ít nắng nhất trong năm là 2 tháng I và II, số giờ nắng chỉ vào khoảng 60
- 65 giờ mỗi tháng.
Bảng 7: Số giờ nắng bình quân tháng trạm khí tượng Cao Bằng
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII IX
X
XI XII Năm
159,
Nắng(h) 65,6 63,5 80,1 114,3 148,7 148,7
179,7 166,6 137,7 121,9 114,9 1501,1
4
1.4. Đặc điểm chế độ thủy văn
Chế độ thuỷ văn của lưu vực nghiên cứu chịu sự ảnh hưởng rất nhiều
của điều kiện địa hình và khí hậu của tỉnh Cao Bằng. Lượng mưa của Cao
Bằng rất hạn chế, trung bình năm chỉ khoảng 1300-1800 mm tuỳ theo từng
vùng. Do vậy nên sông suối ở Cao Bằng rất ít nước, kết hợp với khí hậu mùa

9


đông khô lạnh, lượng bốc hơi lại lớn đã tạo nên dòng chảy rất bất lợi cho việc
cấp nước.
Chế độ dòng chảy năm của các sông suối của Cao Bằng cũng như các
vùng khác đều có sự phân mùa rõ rệt, dòng chảy được chia thành mùa lũ và

mùa kiệt. Lượng dòng chảy đến chủ yếu tập trung vào mùa lũ, mùa kiệt ở Cao
Bằng tương đối khan hiếm nước.
Từ tháng X hàng năm lượng dòng chảy giảm dần, dòng chảy chuyển
sang chế độ dòng chảy kiệt, dòng chảy nhỏ nhất mùa kiệt thường xảy ra vào
tháng II, module dòng chảy mùa kiệt thường khoảng 2-5l/s/km 2. Chế độ dòng
chảy mùa kiệt kết thúc vào tháng V và chuyển sang chế độ dòng chảy mùa lũ.
Tuy nhiên có những năm mùa lũ bắt đầu sớm, tháng V đã xảy ra những trận lũ
đầu mùa.
Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI đến tháng IX, tổng lượng dòng chảy mùa lũ
khá lớn so với tổng lượng dòng chảy cả năm (chiếm khoảng 65-75% tổng
lượng dòng chảy năm). Lũ lớn thường xảy ra vào tháng VII và VIII, có những
năm lũ sớm xảy ra vào tháng VI. Module đỉnh lũ biến động lớn theo diện tích
lưu vực tập trung nước. Những lưu vực nhỏ thì nước tập trung nhanh, module
đỉnh lũ lớn và chịu sự ảnh hưởng của mưa. Đối với những lưu vực lớn thì lưu
vực đã có tác dụng điều tiết dòng chảy nên thời gian truyền lũ sẽ chậm và
module đỉnh lũ không lớn như các lưu vực nhỏ, yếu tố mặt đệm là yếu tố ảnh
hưởng lớn đến dòng chảy lũ. Do các lưu vực sông suối ở Cao Bằng hầu như
đều nằm trong vùng đá vôi, hiện tượng Kastơ phát triển mạnh, chính vì vậy
mà lũ ở đây nhỏ, lưu lượng lũ lớn nhất đo được ở trong vùng chỉ vào khoảng
từ 1,5 đến 1,8 m3/s km2.

10


Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ VĂN
Tại tuyến công trình xây dựng kè không có trạm thủy văn do đó không
thể tính toán trực tiếp các giá trị mực nước, lưu lượng thiết kế cho công trình
này được. Trong báo cáo này đã sử dụng tài liệu của trạm thủy văn Cao Bằng
(kinh độ 106016’, vĩ độ 22039’) nằm ở phía hạ lưu công trình, cách công trình
khoảng 2 km. Trạm Cao Bằng có tài liệu quan trắc lưu lượng, mực nước, bùn

cát từ năm 1960 đến năm 1976. Từ năm 1977 đến nay trạm chỉ quan trắc mực
nước. Trên cơ sở các tài liệu về mực nước trong các năm 1960 - 2006, tiến
hành tính toán mực nước lớn nhất theo các tần suất. Sau đó sử dụng các mực
nước này để tính truyền đến vị trí xây dựng công trình.
Sơ đồ tuyến công trình

Hình 1: Sơ đồ tuyến công trình

11


2.1. Mực nước lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế
Trên cơ sở các tài liệu về mực nước trong các năm 1960-2006 trạm Cao
Bằng, tiến hành tính toán mực nước lớn nhất theo các tần suất. Kết quả tính
toán ở Hình 2 và Bảng 8.

Hình 2: Đường tần suất mực nước lớn nhất trạm Cao Bằng
Bảng 8: Mực nước lớn nhất tại trạm Cao Bằng
P(%)
H (m)
1
186,2
5
184,2
7
183,8
10
183,3
2.2. Mực nước nhỏ nhất thiết kế tần suất P = 95%
Từ tài liệu mực nước nhỏ nhất năm trạm Cao Bằng, tính toán tương tự

như mục trên ta có kết quả như sau: HP=95% = 176,45 (m)
12


Chi tiết xem hình vẽ (Hình 3) .

Hình 3: Đường tần suất mực nước nhỏ nhất trạm Cao Bằng
2.3. Mực nước lớn nhất với tần suất P = 10% các thời đoạn
Xây dựng đường tần suất mực nước lớn nhất các thời đoạn của trạm
Cao Bằng, mực nước tại các mặt cắt được tính từ H trạm Cao Bằng theo độ
dốc mặt nước. Kết quả tính toán ở bảng 9

13


Bảng 9: Mực nước lớn nhất trạm Cao Bằng tần suất P = 10%
các thời đoạn
Thời đoạn
H (m)
Hmax tháng (10-5)
180,48
Tháng 1
177,27
Tháng 2
177,39
Tháng 3
178,36
Tháng 4
178,38
Tháng 5

180,21
Tháng 10
179,19
Tháng 11
178,19
Tháng 12
177,37
Chi tiết xem hình vẽ số Hình 7 đến Hình 15 phần phụ lục.
2.4. Mực nước, lưu lượng tạo long đoạn sông
Tính lưu lượng tạo lòng QTL và mực nước tạo lòng (HTL) đoạn sông từ
vị trí kè đến trạm thuỷ văn Cao Bằng.
1. Phương pháp tính toán
Có rất nhiều phương pháp tính toán xác định lưu lượng tạo lòng. Tuỳ
theo từng nhiệm vụ, yêu cầu đặt ra mà lựa chọn các phương pháp tính toán
cho phù hợp. Có các phương pháp sau:
* Phương pháp kinh nghiệm: Chọn trị số QTL ứng với mực nước ngang
bãi già (bãi già là bãi sát sông mà có cây cối lau sậy mọc lâu năm).
* Phương pháp tần suất: Lấy lưu lượng tạo lòng ứng với tần suất 5
÷10%.
*Phương pháp lý luận: Xác định QTL bằng phương pháp lý luận của
GS. Makaveep.
Trong ba phương pháp trên thì phương pháp Makaveep là phổ biến
nhất và đang được sử dụng nhiều còn hai phương pháp đầu thì chủ yếu dựa
vào kinh nghiệm nên độ chính xác không cao. Vì vậy trong tính toán này sử
dụng phương pháp Makaveep để tính toán QTL.

14


Theo Makaveep, diễn biến dòng sông có liên quan chặt chẽ đến chuyển

động của bùn cát. Mức chuyển động bùn cát càng lớn thì diễn biến lòng sông
càng mạnh; lưu lượng ứng với mức chuyển cát lớn nhất là lưu lượng tạo lòng.
Theo Makaveep mức chuyển cát phụ thuộc vào 3 yếu tố: Lưu lượng
nước Q, tần suất xuất hiện của cấp lưu lượng ấy P, độ dốc mặt nước ứng với Q
tức là tổ hợp PJQm trong đó ảnh hưởng của Q là chủ yếu nên m > 1. Tuỳ thuộc
vào địa hình lòng sông mà lựa chọn giá trị m cho phù hợp. Vậy khi tổ hợp
PJQm đạt giá trị lớn nhất thì lưu lượng ứng với tổ hợp đó chính là lưu lượng
tạo lòng.
2. Xác định lưu lượng tạo lòng cho các đoạn sông tính toán
Tính toán lưu lượng tạo lòng cho đoạn sông Q TL sử dụng phương
pháp của Makaveep. Đoạn sông tính toán lưu lượng tạo lòng từ vị trí thượng
lưu kè đến trạm thuỷ văn Cao Bằng, có tổng chiều dài 6,56 km. Sử dụng số
liệu quan trắc lưu lượng trạm thuỷ văn Cao Bằng từ năm 1961 – 1976 để tính
lưu lượng tạo lòng cho đoạn sông tính toán.
a.

Chọn năm điển hình, phân cấp lưu lượng và xác định tần

suất xuất hiện các cấp lưu lượng
Căn cứ vào kết quả tính toán lưu lượng trung bình năm và trung bình
nhiều năm (- Phụ lục), xác định được các năm điển hình cho đoạn sông là
năm 1966 với Qđh = 79,3 m3/s.
Sau khi lựa chọn được năm điển hình tiến hành phân cấp lưu lượng tại
trạm Cao Bằng theo các cấp lưu lượng với khoảng cấp lưu lượng là 30 cấp.
Sau khi phân cấp lưu lượng tiếp tục xác định tần suất xuất hiện các cấp lưu
lượng tương ứng P(%)
Tần suất xuất hiện các cấp lưu lượng:
n
*100%
P= N

(1)

Trong đó:
n: Số lần xuất hiện giá trị lưu lượng trong từng cấp.
15


N: Tổng số cấp lưu lượng.
b.

Xác định độ dốc lòng sông

Do đoạn sông tính toán chỉ có một trạm thuỷ văn duy nhất là trạm Cao
Bằng ở phía hạ lưu công trình nên không có đủ số liệu để tính toán được độ
dốc mặt nước cho tuyến xây dựng công trình. Theo sơ đồ tính toán thì trạm
thuỷ văn Cao Bằng nằm khoảng ở vị trí mặt cắt 158 trên đoạn sông tính toán,
do đó trong tính toán lưu lượng tại trạm Cao bằng được tính bằng lưu lượng
qua mặt cắt số 158. Độ dốc của đoạn sông được xác định theo độ dốc trung
bình bằng cách sử dụng công thức tính lưu lượng qua mặt cắt số 40. Lưu
lượng qua mặt cắt số 158 được xác định theo công thức:
1,49  A 
× 
n
P
Q=

2/3

× S 1f / 2 × A

(m3/s)

(2)

Trong đó:
+ Q: là lưu lượng dòng chảy qua mặt cắt (m3/s)
+ Sf: Độ dốc mặt nước trung bình của đoạn sông tính toán.
+ n: hệ số nhám lòng sông.
+ A: diện tích mặt cắt ngang đoạn sông tính toán (m2).
+ P : chu vi ướt mặt cắt ngang sông tính toán (m)
Biết được H theo các cấp mực nước (tra theo quan hệ Q~H - phụ lục),
từ đó tính được diện tích ướt A và chu vi ướt P. Đối với sông miền núi, lòng
sông có nhiều cuội sỏi, hệ số nhám n của lòng sông được lầy từ 0,23 – 0,33,
trong tính toán lấy n = 0,025. Từ đó tính được độ dốc tương ứng với các cấp
mực nước.

16


c.

Lựa chọn hệ số m

Hệ số m đặc trưng cho hình thái lòng sông, nên có sự khác nhau giữa
sông miền núi và sông đồng bằng. Do đoạn sông tính toán là sông miền núi,
lòng sông có nhiều cuội sỏi nên trong tính toán lấy hệ số m = 2,5.
d.

Tính toán PJQm đối với từng cấp lưu lượng và xác định

QTL
Sau khi xác định được các giá trị P, J, Q, m tính toán tổ hợp PJQm, giá
trị lớn nhất của tổ hợp PJQm chính là lưu lượng tạo lòng của đoạn sông tính
toán. Kết quả tính toán QTL của đoạn sông (chi tiết xem Bảng 15 và phụ
lục)
Bảng 10: Kết quả tính toán QTL đoạn sông tính toán
Qmax (m3/s)
Qmin (m3/s)
Số cấp

∆Q (m3/s)
QTLòng (m3/s)
HTạolòng (m)

877
11
30

17

30
730
180,3