Lập phương án dự báo theo phương pháp mực nước tương ứng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội trên lưu vực sông Hồng

MỤC LỤC


DANH MỤC BẢNG BIỂU


DANH MỤC HÌNH


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS Lê Thu Trang, đã trực
tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thông tin, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong
suốt quá trình làm báo cáo.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Khí tượng - Thủy
Văn và Khoa Tài Nguyên Nước – Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà
Nội đã truyền thụ kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua.
Em cũng xin cảm ơn, các bạn trong lớp ĐH3T và những người thân đã chia
sẻ giúp đỡ, động viên tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành nhiệm vụ học
tập và báo cáo này.
Do hạn chế về thời gian cũng như khả năng của bản thân, mặc dù đã có nhiều cố
gắng nhưng báo cáo không tránh khỏi còn những hạn chế và thiếu sót. Vì vậy, em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo quý báu của thầy cô và toàn thể các bạn sinh viên
để đồ án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Vi thị thiên Hương


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.
Sông Hồng có tổng chiều dài là 1.149 km bắt nguồn từ Trung Quốc chảy qua Việt
Nam và đổ ra biển Đông. Đoạn chảy trên đất Việt Nam dài 510 km. Đây là dòng sông
quan trọng của nền văn hóa lúa nước Việt Nam. Lưu vực sông Hồng có lượng nước
khá dồi dào song phân bố không đều theo không gian và thời gian. Lưu vực sông
Hồng được hình thành bởi ba nhánh sông Đà, Thao và Lô. 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 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.
Trên lưu vực sông Hồng phần lãnh thổ Việt Nam hiện nay có gần 1000 hồ chứa
lớn nhỏ, trong đó có 4 hồ chứa lớn chủ đạo phòng chống lũ và cấp nước hạ du, sự điều
tiết dòng chảy của các hồ dẫn đến dòng chảy hạ du đồng bằng sông Hồng bị ảnh
hưởng. Do vậy việc dự báo nguồn nước mặt là vô cùng quan trọng trong công tác quản
lý tổng hợp tài nguyên nước trên lưu vực sông Hồng.
Dự báo nguồn nước mặt là tính toán và báo trước các đặc trưng chính phản ánh định
lượng của nguồn nước, tổng lượng nước mặt. Kết quả tính toán có thể được sử dụng đánh
giá tính hợp lý của việc khai thác, sử dụng nước và có ý nghĩa lớn lao trong việc lập kế
hoạch, quy hoạch sử dụng tài nguyên nước của mỗi ngành, mỗi hộ dùng nước.
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 mực nước
tương ứng từ trạm Sơn Tây đến trạm Hà Nội trên lưu vực sông Hồng”.

5


2. Mục tiêu
- Tìm hiểu 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 ) trên lưu vực sông Hồng.
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 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 mực 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 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
CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI
LƯU VỰC SÔNG HỒNG
6


1

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

1

Vị trí địa lý
Sông Hồng là hệ thống sông lớn nhất miền Bắc nước ta. Lưu vực sông Hồng có
tổng diện tích 155.000 km2, 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 km 2. Sông Hồng
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 của lưu vực 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. 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
7


quân lưu vực cỡ 1090 m. Do chủ yếu là địa hình đồi núi nên độ 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

8


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.
1.2. Đặc điểm khí hậu
1.2.1. Chế độ ẩm
Độ ẩm tương đối trung bình năm của không khí trên lưu vực ở phần Việt Nam có
trị số khá cao từ 80% ÷ 90%, thời kỳ khô nhất khoảng 75% và thời kỳ ẩm nhất nhiều
nơi đạt đến hơn 90%. Phần lớn các vùng trong lưu vực đạt hai giá trị cực đại và hai giá
trị cực tiểu.. Độ ẩm không khí tương đối trung bình nhiều năm của lưu vực vào khoảng
84%.

1.2.2. Chế độ nhiệt
Do chịu ảnh hưởng nhiều của gió mùa Đông Bắc trong mùa đông và gió mùa Tây
Nam trong mùa hạ nên thời gian ấm nóng trong phần lớn lưu vực kéo dài từ 8 ÷ 9
tháng (tháng III ÷ IX, có nhiệt độ trung bình tháng trên 20 0C, tháng V ÷ IX có nhiệt độ
cao hơn 250C). Một điều cần lưu ý là vào đầu mùa hè (tháng V ÷ VI) gió mùa Tây
Nam phát triển mạnh, áp thấp ấn - Miên di chuyển từ Tây sang Đông gây gió Tây
mang thời tiết khô nóng ảnh hưởng nhiều nên trên bề mặt lưu vực lưu vực sông Đà và
có khi còn tràn xuống cả trung du và đồng bằng sông Hồng (thời kỳ này thường đạt tới
trị số cao tuyệt đối, trị số đó thường từ 40 0 ÷ 430C). Nhiệt độ không khí bình quân
nhiều năm là 23,30C. Nhiệt độ cao nhất vào tháng VII với bình quân tháng là 28,8 0C.
Nhiệt độ thấp nhất là vào các tháng XII, I bình quân vào khoảng 15,9 đến 18,2 0C.
1.2.3. Chế độ gió
Gió hoạt động trên lãnh thổ miền Bắc nói chung có thể chia làm hai mùa: gió
mùa đông từ tháng XI - IV năm sau và gió mùa hạ từ tháng V - X. Tuy nhiên do ảnh
hưởng của điều kiện địa hình mà hướng gió hoạt động trên lưu vực sông Hồng mang
nặng tính địa phương. Hai hướng gió thịnh hành trong năm là hướng Nam và Đông
Nam. Trong mùa đông khi gió Đông Bắc tràn về, hướng gió Đông Bắc và Bắc cùng
xuất hiện, song không đều trên lưu vực và tần suất xuất hiện nhỏ hơn nhiều so với
hướng Đông Nam. Hướng Đông Nam không những thịnh hành trong mùa hè mà còn
thịnh hành trong cả một số tháng mùa đông, đồng thời là nguyên nhân tạo ra những
đợt nóng ấm xen kẽ trong mùa đông.
1.2.4. Chế độ mưa

9


Lưu vực sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm. Lượng mưa khá
phong phú nhưng phân bố không đều theo không gian. Lượng mưa năm khá lớn nhưng
chủ yếu tập trung vào mùa mưa. Lượng mưa năm biến động rất mạnh so với yếu tố khí
tượng khác, giá trị cực đại tiểu cực đại của lượng mưa có thể chênh nhau từ hai đến ba

lần. Nếu xét theo không gian trong lưu vực dao động trong khoảng 1200 ÷ 2000 mm,
phần lớn trong khoảng 1800 mm/năm. Lượng mưa năm biến đổi rất lớn từ 700 ÷ 4800
mm, trong đó địa phận Trung Quốc 700 ÷ 2100 mm/năm, phần Việt Nam 1200 mm ÷
4800mm (thuộc loại mưa lớn của thế giới. Lượng mưa biến đổi qua nhiều năm không
lớn, năm mưa nhiều gấp 2-3 lần lượng mưa năm mưa ít. Mùa mưa thường kéo dài 5
tháng từ tháng VI đến tháng X. Nơi mưa nhiều có thể kéo dài 7-8 tháng. Nhiệt độ
không khí trung bình từ 15oC – 24oC. Lượng bốc hơi trung bình năm (đo bằng ống
Piche) từ 600mm ở vùng núi cao đến hơn 1000mm ở vùng đồng bằng.
1.3. Đặc điểm thủy văn trên lưu vực sông Hồng
1.3.1. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn
Công tác quan trắc KTTV đã được tiến hành nhiều thập kỷ qua trên lưu vực sông
Hồng. Trên lưu vực có 223 trạm KTTV (48 trạm khí tượng bề mặt, 121 trạm đo mưa,
54 trạm thủy văn,..., nhưng chưa có radar thời tiết). Trạm quan trắc khá dày và khá đại
biểu ở vùng ven sông, vùng hạ lưu, nhưng ở vùng núi cao, địa hình hiểm trở, xa xôi
(song là các vùng tâm mưa) lại thiếu trạm do nhiều lý do khác nhau: điều kiện xây
dựng trạm, duy trì trạm, kinh phí,... Chính điqều kiện hình thành lũ rất phức tạp trong
khi mạng lưới trạm, phương tiện theo dõi, thu thập thông tin KTTV còn có nhiều hạn
chế nên việc xác định những căn cứ khoa học, định hướng phát triển để đảm bảo đẩy
mạnh một bước năng lực theo dõi, cảnh báo và dự báo lũ các sông vùng núi nói chung
và ở vùng núi Bắc Bộ nói riêng là vấn đề cần được chú trọng.
1.3.2. Dòng chảy năm
Dòng chảy trên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được hình thành từ mưa và
khá dồi dào. Tổng lượng bình quân nhiều năm qua Sơn Tây khoảng 118 tỷ m3 tương
ứng với lưu lượng 3743 m3/s, nếu tính cả sông Thái Bình, sông Đáy và vùng đồng
bằng thì tổng lượng dòng chảy đạt tới 135 tỷ m3, trong đó 82,54 tỷ m3 (tương đương
61,1%) lượng dòng chảy sản sinh tại Việt Nam và 52,46 tỷ m3 (tương đương 38,9%) là

10

sản sinh trên lãnh thổ Trung Quốc. Tuy nhiên, do địa hình chia cắt, lượng mưa phân bố
không đều nên dòng chảy trên các phần lưu vực cũng rất khác nhau.
Trong 3 nhánh lớn của sông Hồng thì sông Đà có lượng dòng chảy lớn nhất
chiếm khoảng 42%, sông Thao có diện tích lưu vực xấp xỉ sông Đà song lại có lượng
dòng chảy nhỏ nhất chỉ chiếm 19%, sông Lô có diện tích lưu vực là nhỏ nhất song có
lượng dòng chảy đáng kể đứng thứ hai sau sông Đà chiếm 25,4% (tỷ lệ này so với
lượng dòng chảy đến tại Sơn Tây).
1.3.3. Dòng chảy lũ
Do chế độ mưa trên lưu vực biến đổi cả về không gian và thời gian, nên sự xuất
hiện lũ lớn trên sông Hồng có tính chất phân kỳ rõ rệt. Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 6 ÷
tháng 10; ở phía Đông Bắc có thể xảy ra lũ lớn vào tháng 11; Ở Tây Bắc mùa lũ có thể
sớm hơn. Trên lưu vực sông Hồng có trên 45% số năm có lũ lớn vào tháng 8, trên 29%
vào tháng 7, chỉ có 17% xảy ra vào tháng 9. Tuy vậy những trận lũ đặc biệt lớn chỉ xảy
ra vào tháng 8 ví dụ như các trận lũ tháng 8/1945, tháng 8/1971. Lũ ở vùng châu thổ
có ảnh hưởng lớn đến hoạt động kinh tế xã hội của 14 triệu dân. Hàng năm có từ 3 ÷ 5
trận lũ phát sinh trên lưu vực sông Hồng. Tuỳ theo quy mô của các trận lũ, thời gian lũ
lên từ 3 ÷ 5 ngày, thời gian lũ xuống từ 5 ÷ 7 ngày. Những trận lũ lớn ở lưu vực sông
Hồng - sông Thái Bình thường do từ 2 ÷ 3 con lũ kết hợp nhau tạo thành và thường
kéo dài 15 ÷ 20 ngày như lũ tháng 8/1969; tháng 8/1971.
Cường suất lũ lên khá nhanh đạt 5 ÷ 7 m/ngày ở thượng lưu sông Đà, sông Lô; ở
trung lưu 2 ÷ 3 m/ngày và ở hạ lưu là 0,5 ÷ 1,5m/ngày. Ở thượng du sông Thái Bình có
thể đạt tới 1 ÷ 2 m/giờ. Biên độ mực nước ở các sông nhỏ đạt 3 ÷ 4 m, sông lớn tới
10m. Biên độ tuyệt đối đạt tới 13,22m ở Lào Cai (sông Thao); 31,1m ở Lai Châu (sông
Đà); 20,4 m ở Hà Giang (sông Lô) và 13,1 m ở Hà Nội (sông Hồng). Trên sông Thái
Bình đạt 12,76m tại Chũ; ở Phả Lại đạt 7,91m.
1.3.4. Dòng chảy kiệt
Mùa kiệt trên lưu vực thường từ tháng XI đến tháng V gồm 7 tháng (có lưu lượng
bình quân tháng nhỏ hơn lưu lượng trung bình năm). Trong đó có tháng XI là tháng
chuyển tiếp từ mùa mưa sang mùa ít mưa. Từ tháng X đến tháng XI dòng chảy trong
sông giảm nhanh và từ tháng XII đến tháng IV dòng chảy ít biến động, cuối tháng IV

và tháng V do có mưa nên dòng chảy lại tăng nhanh, chính thức mùa kiệt là từ tháng

11


XII đến tháng IV. Do vậy việc dùng nước cần được quan tâm đến dòng chảy kiệt từ
tháng XII đến tháng IV và có thể là cả tháng V. Trong các tháng mùa kiệt vẫn còn có
lượng mưa chiếm khoảng 20 ÷ 25% lượng mưa cả năm nhưng lượng mưa này lại tập
trung vào 3 tháng XI, IV và V còn các tháng XII đến tháng III mưa nhỏ và nhất là 2
tháng XII và I là thời tiết khô hanh, tháng II và III tuy đã có mưa nhưng chỉ là mưa
phùn, từ tháng XII đến tháng III dòng chảy trong sông suối là do nước ngầm và nước
điều tiết từ các hồ chứa cung cấp. Do vậy tháng có lưu lượng nhỏ nhất trong năm hầu
hết rơi vào tháng III (53% ở Hoà Bình, 52% ở Yên Bái, 45% ở Phù Ninh, 49% ở Thác
Bưởi, 57% ở Chũ và 63% ở Sơn Tây), số năm còn lại rơi vào tháng II và tháng IV. Mô
đuyn dòng chảy kiệt vùng châu thổ sông Hồng là 4,9 l/s.km2.
Tiềm năng dòng chảy tháng kiệt trung bình nhiều năm ở Bắc Bộ đạt khoảng
1200m3/s, trong lãnh thổ đạt 811m3/s. Đối với năm kiệt có tần suất 95% mà không kể
đến tác dụng điều tiết của các hồ chứa đã có thì lưu lượng tháng kiệt nhất đạt khoảng
745m3/s, trong lãnh thổ đạt 495m3/s. Như vậy khả năng có thể khai thác bình quân
trên 1 km2 là:
+ Sông Cầu: 3,80 l/s/km2.
+ Sông Thương: 1,45 l/s/km2.
+ Sông Lục Nam: 1,75 l/s/km2.
+ Sông Thao: 7,41 l/s/km2.
+ Sông Đà: 2,14 l/s/km2.
1.4. Điều kiện kinh tế - xã hội
1.4.1. Hiện trạng phát triển dân số
Mật độ dân số trung bình ở lưu vực từ 209 người/km2 năm 1989 lên 240
người/km2 năm 1994 và 288 người/km2 năm 1999. Dân cư tập trung đông ở các tỉnh
đồng bằng, các thành phố lớn như Hà Nội: 2952người/km2 ; Thái Bình 1163

người/km2 ; Hải Phòng 1398 người/km2 , Hải Dương 955 người/km2 (số liệu năm
1999) và các tỉnh miền núi dân cư đều có mật độ thấp như: Lai Châu 27 người/km2 ;
Sơn La 68 người/km2 , Hà Giang 76 người/km2 ). Vấn đề đô thị, nông thôn: Dân cư
trong lưu vực sống ở nông thôn là chủ yếu, chiếm tới 93,87%. Còn lại sống ở các
thành phố, thị xã, thị trấn. Quá trình đô thị hoá đang diễn ra mạnh mẽ, do vậy tỷ lệ
thành thị và nông thôn còn nhiều thay đổi trong thế kỷ 21, mật độ dân số trong nội thị

12


rất cao (Hà Nội khoảng 19.000 ÷ 20.000 người/km2 , Hải Phòng cũng khoảng 16000 ÷
17000 người/km2 )
1.4.2. Hiện trạng kinh tế các ngành
a. Công nghiệp
Ngành Công nghiệp trong lưu vực chủ yếu tập trung ở các tỉnh vùng trung du và
đồng bằng. Trước năm 1990, công nghiệp chủ yếu là các ngành khai khoáng, cơ khí và
chế biến. Các nhà máy chủ yếu là đơn lẻ quy mô sản xuất nhỏ, chỉ có một số nhà máy,
khu công nghiệp có quy mô, năng suất lớn như khu gang thép Thái Nguyên, khu công
nghiệp thị xã Sông Công của tỉnh Thái Nguyên, khu công nghiệp Xuân Hoà Vĩnh Yên
Vĩnh Phúc, một số nhà máy ở Đông Anh, Bắc Ninh. Toàn lưu vực có tổng số: 239 nhà
máy xí nghiệp vừa và lớn trong đó: Lưu vực sông Đà 8 nhà máy. Lưu vực sông Thao
230 nhà máy. Lưu vực sông Lô - Gâm 1 nhà máy. Ngoài ra còn hàng ngàn nhà máy xí
nghiệp nhỏ.
b. Nông nghiệp
Lưu vực sông Hồng là vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm của cả nước sau
đồng bằng sông Cửu Long. Sản lượng lương thực quy thóc tăng từ 6450,3 nghìn tấn
năm 1990 đến 8070,0 nghìn tấn năm 1995 và đạt 10048,8 tấn năm 1999 (số liệu thống
kê lấy toàn bộ 25 tỉnh thành phố ở Bắc Bộ). Từ năm 1996 đã có gạo xuất khẩu, sản
lượng các loại cây rau mầu, cây công nghiệp ngắn ngày chủ yếu phát triển chưa ổn
định song đa phần đang có chiều hướng tăng. Đây là vùng có nền nông nghiệp phát

triển khá lâu đời song do đặc điểm địa hình, điều kiện tự nhiên nên việc sản xuất nông
nghiệp vừa mang tính chất canh tác của vùng đồng bằng và lại có tính chất của vùng
trung du và miền núi. Một số khu vực như Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hà Nội sản xuất
nông nghiệp theo quy mô tập trung, có kế hoạch thời vụ gieo trồng, thu hoạch. Các
khu vực như Bắc Kạn, Thái Nguyên việc sản xuất nông nghiệp mang tính chất vùng
núi, canh tác nhỏ lẻ, manh mún. Đồng bằng sông Hồng có khoảng 1,5 triệu ha đất tự
nhiên, trong đó đất nông nghiệp gần 900000 ha.

13


CHƯƠNG 2 : ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MỰC NƯỚC TƯƠNG ỨNG
TRÊN ĐOẠN SÔNG HỒNG TỪ TRẠM SƠN TÂY ĐẾN TRẠM HÀ NỘI
2.1. Phân tích tình hình số liệu phương án dự báo
Số liệu phân tích thuộc 2 trạm là Sơn Tây và Hà Nội trên lưu vực sông Hồng
Từ ngày 30/6/1993 đến hết ngày 27/8/1993 với số lần đo lượng mưa là 4 lần 1
ngày ( 1h,7h,13,19h).
Phương trình tương quan: y = 1.0567x - 359.11
R² = 0.9798
Vẽ đường quá trình( vẽ vào giấy A3). Từ đường quá trình sẽ xác định được một
số giá trị đặc trưng ban đầu của chuỗi số liệu:
Trạm Sơn Tây:
•
•

Mực nước lớn nhất(1h ngày 26/8/1993) : 1252(2)
Mực nước nhỏ nhất(7h ngày 30/6/1993) : 840
Trạm Hà Nội:

•

•

Mực nước lớn nhất(7h ngày 26/8/1993) : 962
Mực nước nhỏ nhất(19h ngày 30/6/1993) : 538
Sử dụng 2/3 chuỗi số liệu của 2 trạm để dự báo phụ thuộc từ ngày từ ngày
30/06/1993 đến hết 13h 5/8/1993
Sử dụng 1/3 chuỗi số liệu còn lại để dự báo độc lập.
Bảng 2.1: Một số giá trị đặc trưng (1)
Độ dài
Giá trị Qmax

Giá trị Qmin

chuỗi số

Số ốp

liệu

đo/ngày

(ngày)
Trạm trên

Trạm dưới

Trạm trên

Trạm dưới

Thời

1H

7H

7H

19H

gian

26/08/1993

26/08/1993

30/06/1993

30/06/1993

14

59

4

Tổng
số ốp
đo

236


2.2. Lập phương án dự báo
2.2.1. Xác định thời gian chảy truyền ( τ )
- Chọn trận lũ đơn, có lượng gia nhập khu giữa không lớn.
- 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.
Hình 2.1. Đường quá trình lũ trạm Sơn Tây-Hà Nội
- 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; τĐ là thời gian truyền đỉnh lũ.
Việc tính toán thời gian truyền lũ được thực hiện dưới dạng bảng
Bảng 2.2: Tính thời gian truyền lũ bằng phương pháp điểm đặc trưng (1)
Thời điểm xuất hiện đặc trưng lũ

gian

TT trận

Thời gian lũ

lũ
1
2
3
4
5

Thời

h

h

7 /30/VI-13 /09/VII/1993
1h/9-19h/13/VII/1993
1h/20-19h/28/VII/1993
9h/2-19h/8/VIII/1993
1h/18-7h/21/VIII/1993

Trạm Sơn Tây
tc
7 /30
1h/9
1h/20
1h/02
1h/18
h

15

td
7 /04
1h/12
13h/25
7h/5
7h/21
h

Trạm Hà Nội
tc
13 /30
7h/9
7h/20
7h/02
7h/18
h

td
13 h/04
7h/12
19h/25
13h/5
13h/21

truyền
lũ (h)
tc
td

6
6
6
6
6
6
6
6
6
6


Trung bình 5 trận lũ

6

6

Trong dự báo có thể lấy thời gian truyền lũ lên là 6h và thời gian lũ xuống là 6h
Thời gian truyền lũ ( thời gian chảy truyền ) τ = 6h
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 trạm trên ( Htr,t ) - Sơn Tây tại thời điểm t, tương ứng với
mực nước của trạm dưới ( Hd,t+6 )- Hà Nội . Các số liệu này được đưa vào bảng cở sở
dữ liệu để xây dựng phương án dự báo.Các số liệu này được đưa vào bảng cơ sở số
liệu để xây dựng biểu đồ dự báo bảng 2.3

16

Bảng 2.3. Bảng trích số liệu theo thời gian chảy truyền (1)
Năm 1993
30/6

1/7

2/7

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19
…
…

Sơn Tây
Qtr,t
845
840
842
843

859
871
886
897
905
925
934
948
…
…

Hà Nội
Qd,t
547
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
…
…

Sơn Tây
4/8

s5/8

1
7
13
19
1
7
13

Qd, t + 6
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
642
…
…
Hà Nội

1084
1085

1086
1086
1088
1090
1091

787
788
789
788
788
792
793

788
789
788
788
792
793
793

Từ số liệu thực đo thống kê trong bảng 2.3, ta xây dựng đường quan hệ: Hd(t+6)
= f[Htr(t)] cho 2/3 tài liệu trong bảng 2.3 dưới dạng hình 2.2

Hình 2.2. 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

17

∆


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 ∆ (1)
Ngày
30/6

1/7

2/7

Ngày
25/8

26/8

27/8

Giờ
1.00

7.00
13.00
19.00
1.00
7.00
13.00
19.00
1.00
7.00
13.00
19.00
…
…
Giờ
1.00
7.00
13.00
19.00
1.00
7.00
13.00
19.00
1.00
7.00
13.00

Hd, tđ
547
547
541

538
541
548
560
572
585
600
612
623
…
…
Hd, tđ
928
940
950
958
960
uy962
961
958
951
945
928

ΔH
0
-6
-3
3
7

12
12
13
15
12
11
19
…
…
ΔH
12
10
8
2
2
-1
-3
-7
-6
-17
-15

ΔHi – ΔH0
-1.6
-7.6
-4.6
1.4
5.4
10.4
10.4

11.4
13.4
10.4
9.4
17.4
…
…
ΔHi – ΔH0
10.4
8.4
6.4
0.4
0.4
-2.6
-4.6
-8.6
-7.6
-18.6
-16.6

(ΔHi – ΔH0)2
2.4
57.1
20.8
2.1
29.6
109.0
109.0
130.9
180.7

109.0
89.2
304.2
…
…
(ΔHi – ΔH0)2
109.0
71.3
41.5
0.2
0.2
6.5
20.8
73.2
57.1
344.4
274.1

Các đặc trưng này được xác định theo các công thức sau:
= = 9.99
Trong đó:
: Biến đổi của mực nước 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 mực nước dự báo tại thời điểm t+6h

18


: 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
2.2.3. Đánh giá sai số dự báo phụ thuộc
Bảng 2. 5: Bảng tính giá trị P (3)
Ngày
30/6

1/7

2/7

3/8

4/8

5/8

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

Hd, t+6h
547
541
538
541
548
560
572
585
600
612
623
642
…

…
761
770
779
783
787
788
789
788
788
792
793
790

Hdb, t+6h
534
529
531
532
549
561
577
589
597
618
628
643
…
…
769

780
785
786
786
787
788
788
791
794
793
788

19

Sai số yếu tố
-13
-12
-7
-9
1
1
5
4
-3
6
5
1
…
…
-1

1
2
-1
-2
-2
0
0
-1
1
0
-2

Đánh giá
Sai
Sai
Sai
Sai
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
…
…
Đúng
Đúng
Đúng

Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng


Bảng 2.6 : Bảng tính giá trị η (3)
Giờ
Hd, t+6h
Hdb
(Hd, t+6h – H0)2
(Hdb - Hd,t+6h)2
1
547
534
44236
174
7
541
529
46796
156
13
538
531

48103
54
19
541
532
46796
87
1/7
1
548
549
43816
0
7
560
561
38936
2
13
572
577
34345
26
19
585
589
29695
14
2/7
1

600
597
24751
8
7
612
618
21119
40
13
623
628
18043
24
19
642
643
13299
0
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
3/8

1
770
769
161
0
7
779
780
470
1
13
783
785
659
5
19
787
786
881
0
4/8
1
788
786
941
3
7
789
787
1003

3
13
788
788
941
0
19
788
788
941
0
5/8
1
792
791
1202
2
7
793
794
1273
1
13
793
793
1273
0
19
790
788

1068
2
TB (H0)
757
Tổng cộng
1182740
3254.6
a. Tỷ số S/σ
Trong đó σ là độ lệch quân phương của chuỗi yếu tố dự báo, còn S là độ lệch
Ngày
30/6

quân phương của chuỗi sai số dự báo, được tính theo công thức:
= = 84
= =4
= 0.05
b. Hệ số tương quan η
Hệ số η được xác định theo công thức:
2

S
η = 1−  
 σ  = = 0.9986
c. Mức đảm bảo của phương án dự báo
20


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 = 84,15

Trong đó:
- m: số lần dự báo đúng.
- n: tổng số lần dự báo.
- P: mức bảo đảm của phương án dự báo
Bảng 2.7. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của phương án dự báo (3)
1
2
3
4
5
-

Mức đảm bảo phương án P%
Chỉ số S
Chỉ số
Sai số quân phương S/
Hệ số tương quan

84,15
4
85
0.05

0.9986

Đạt
Tốt
Tốt

Các chỉ số đánh giá đều đạt yêu cầu
Nhận xét: với mức đảm bảo của phương án dự báo tiếp tục dự báo độc lập cho

1/3 chuỗi số liệu còn lại.
2.2.4. Đánh giá sai số phương án dự báo độc lập
Bảng 2.8: Bảng tính giá trị P (4)
Ngày
10/8

11/8

12/8

Giờ
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7

13
19
…

Hd, t+6h
778
788
795
802
810
818
824
827
828
826
822
817
…

Hdb, t+6h
778
791
801
858
814
822
828
830
830
828

824
820
…

21

Sai số yếu tố
0
3
6
5
4
4
4
3
2
2
2
3
…

Đánh giá
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng

Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
…


24/8

25/8

26/8

…
1
7
13
19
1
7
13
19
1
7
13
19

…
885
895

910
928
940
950
958
960
962
961
958
951

…
884
892
908
927
941
951
958
963
964
964
960
953

…
-1
-1
-3
-2

-1
1
0
3
2
3
2
2

…
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng
Đúng

Bảng 2.9. Bảng tính giá trị η (4)
Ngày
10/8

11/8

12/8

24/8

25/8

26/8

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

1
7
13

Hd, t+6h
778
788
795
802
810
818
824
827
828
826
822
817
…
…
885
895
910
928
940
950
958
960
962
961
958

(Hd, t+6h – H0)2
5023
4209
3011
2292
1671
1081
619
356
252
221
285
436
…
…
1531
1775
2717
4506
7247
9434
11476
13254
13719
14191
13954

Hdb
801

807
814
822
828
830
830
828
824
820
801
820
…
…
884
892
908
927
941
951
958
963
964
964
960
22

(Hdb - Hd,t+6h)2
0
7
38

30
15
18
13
7
3
2
6
10
…
…
2
9
5
1
0
1
0
8
4
8
3


19
TB (H0)
Tỷ số S/σ

951
844

Tổng cộng

953

13254

5

337427

995

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:
= = 69
= =4
a.

= 0.05
Hệ số tương quan η
Hệ số η được xác định theo công thức:
2

S
η = 1−  
 σ  = = 0.99
b. 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 = 95,78

Trong đó:
- m: số lần dự báo đúng.
- n: tổng số lần dự báo.
- P: mức bảo đảm của phương án dự báo
Bảng 2.10. Bảng chỉ tiêu đánh giá
1
2
3
4
5

Mức đảm bảo phương án P%
Chỉ số S
Chỉ số
Sai số quân phương S/
Hệ số tương quan

95,78
4
69
0.05

0.99

23

Tốt
Tốt
Tốt


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Qua quá trình thực hiện đồ án dự báo em đã đạt được những kiến thức sau:
- Tìm hiểu và thu thập được các đặc điểm trên lưu vực sông Hồng
- Nắm được những kiến thức nền về dự báo, các khái niệm cơ bản và nguyên tắc
chung về xây dựng phương án dự báo thủy văn.
- Hiểu rõ quy trình dự báo bằng phương pháp mực nước tương ứng cho lưu vực
sông.
- Có khả năng thực hiện từng bước trong quy trình dự báo bằng phương pháp
mực nước tương ứng cho lưu vực sông Hồng từ trạm Sơn Tây dự báo cho trạm Hà
Nội.
- Biết cách tính toán và xác định các giá trị sai số.
KIẾN NGHỊ
- Phương pháp mực nước tương ứng đơn giản, dễ tính toán, nhưng khi lượng gia
nhập khu giữa quá lớn độ chính xác sẽ không cao, cần sử dụng phương pháp khác.
- Do hạn chế của bản thân và thời gian làm đồ án hơi ngắn nên đồ án còn thiếu
sót. Nếu có thể tăng thời gian làm đồ án thì sẽ có thể hoàn thành đồ án tốt hơn.

24

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Quyết định số 81/2006/QĐ-TTg ngày 14 tháng 4 năm 2006 của Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt “Chiến lược quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020”.
[2]. GS.TS. Hà Văn Khối (2006). Giáo trình Quy hoạch và Quản lý Tài nguyên
nước. Trường Đại học Thủy Lợi.
[3]. PGS.TS. Trần Thanh Xuân (2007) Đặc điểm thủy văn và nguồn nước sông
Việt Nam. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
[4]. TS. Nguyễn Viết Thi. Giáo trình dự báo thủy văn. Trường Đại học Tài
Nguyên và Môi Trường Hà Nội.

25