Tính toán dòng chảy lũ và điều tiết hồ chứa Nước Trong – sông Trà Khúc – Quảng Ngãi.

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa Khí tượng Thủy văn –
Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã truyền thụ kiến thức cho em
suốt quá trình học tập vừa qua, đặc biệt là cô giáo, Th.S Nguyễn Thị Bích Ngọc người
đã hướng dẫn và chỉ dạy em tận tình trong suốt thời gian hoàn thành niên luận này.
Xin gửi lời cảm ơn tới những người thân cùng toàn thể các bạn trong lớp đã
chia sẻ, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện để em hoàn thành nhiệm vụ học tập, thu
thập số liệu cần thiết trong suốt quá trình làm niên luận.
Do đồ án được thực hiện trong thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và số liệu
còn hạn chế, kinh nghiệm làm việc còn chưa cao nên nội dung của niên luận còn nhiều
thiếu sót . Vì vậy em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô và của toàn bộ
các bạn sinh viên để niên luận được hoàn thiện hơn và sẽ phát triển lên làm đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện.
Lại Thị Ngọc Anh.


Hình 1.1. Bản đồ mạng lưới sông ngòi tỉnh Quảng Ngãi.


MỞ ĐẦU
Lũ là một pha của chế độ dòng chảy sông ngòi và được coi là đặc trưng của chế
độ dòng chảy. Dòng chảy lũ biến đổi rất lớn theo thời gian với lưu lượng và năng
lượng vượt quá yêu cầu khai thác và khả năng tải nước của sông. Do vậy nó đã và
đang gây rất nhiều tác hải cho con người và môi trường sống trên lưu vực sông. Để
hạn chế những tác hại do lũ gây ra, từ ngàn đời xưa đến nay con người đã không
ngừng đấu tranh nhằm phòng tránh và chế ngự dòng chảy như đắp đê, cải tạo lòng
sông, phân lũ chậm lũ, bảo vệ rừng, trồng rừng và cải tạo đất, xây dựng các kho nước
phòng lũ trong đó biện pháp phòng tránh bằng kho nước là biện pháp tích cực nhất và
một loạt hồ chứa đã và đang xây dựng không chỉ với mục đích phòng tránh lũ mà còn
kết hợp với nhiều mục tiêu khác. Mặc dù vậy tình trạng lũ lụt vẫn xảy ra, vì dòng chảy

lũ chủ yếu do mưa lớn gây nên, mưa lại là một đại lượng ngẫu nhiên khó kiểm soát.
Do đó việc ngiên cứu tính toán lũ trên sông luôn là vấn đề cần thiết và cần có biện
pháp xử lý.
Đồ án cập nhật đến vấn đề nghiên cứu biện pháp lũ cho sông Trà Khúc cụ thể là
tính toán dòng chảy và điều tiết lũ cho hồ chứa Nước Trong. Một công trình thủy lợi
lớn trên hệ thống sông của tỉnh Quảng Ngãi với đề tài: Tính toán dòng chảy lũ và
điều tiết hồ chứa Nước Trong – sông Trà Khúc – Quảng Ngãi.
1. Ý nghĩa nghiên cứu:

Lưu vực hồ chứa Nước Trong chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong
năm chia làm hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Lượng mưa tập trung vào mùa
mưa chiếm từ 70-75% lượng mưa năm, mưa gây lũ thuộc loại lớn nhất trong vùng
duyên hải miền Trung. Ngoài ra địa hình lưu vực Nước Trong có dạng hình nan quạt,
sự hợp lưu tại hai nhánh sông cùng bắt nguồn từ tâm mưa lớn, khả năng tập trung lũ
nhanh và dễ tạo nên sự tổ hợp lũ. Từ điều kiện địa hình lưu vực, khả năng tập trung
nước trong mạng lưới sông nhanh cộng với lượng mưa lũ cường độ cao tạo nên cường
độ lũ tương đối khốc liệt. Vì vậy mà hồ chứa Nước Trong được xây dựng ngoài những
mục đích khác, một nhiệm vụ của hồ này còn nhằm mục đích cắt lũ, giảm nhẹ lũ cho
hạ du. Trong đồ án đưa ra tính toán dòng chảy lũ và điều tiết hồ chứa Nước Trong.
2. Nội dung giải quyết của đồ án
3


Dựa vào những tài liệu cơ bản và những kết quả nghiên cứu đã có về tài nguyên
nước trong lưu vực sông Trà Khúc nói riêng và tỉnh Quảng Ngãi nói chung, đồ án đặt
vấn đề nghiên cứu giải quyết một số vấn đề sau:
-

Thu thập số liệu quan trắc mưa, lưu lượng của các trạm đo mưa, đo lưu lượng

-

trong vùng nghiên cứu.
Nghiên cứu ứng dụng một số mô hình tính toán dòng chảy lũ cho lưu vực hồ

-

chứa Nước Trong.
Từ kết nghiên cứu lựa cho mô hình HEC-HMS thích hợp cho bài toán tính toán

-

dòng chảy lũ cho hồ chứa Nước Trong.
Từ kết quả lũ thiết kế tính toán điều tiết lũ cho hồ chứa Nước Trong.

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU HỒ CHỨA NƯỚC TRONG
1. 1. Đặc điểm tự nhiên.
1.1.1. Vị trí địa lý.
Sông Trà Khúc thuộc địa phận tỉnh Quảng Ngãi nằm trong khu vực duyên hải
Trung Trung Bộ Việt Nam. Diện tích lưu vực tính đến cửa ra biển Cổ Lũy là 3.240km 2
chiếm 55,3% diện tích tự nhiên của Tỉnh Quảng Ngãi. Bao gồm diện tích đất đai của 6
huyện thị: Sơn Tịnh, Sơn Hà, Sơn Tây, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Thành phố Quảng Ngãi
và một phần huyện Minh Long, Kon plong (Tỉnh Kon Tum ). Sông có hướng chung là
Tây Nam - Đông Bắc, nằm trong vị trí 108 008’45”đến 108039’7’’ kinh độ Đông và
14033’ đến 15017’34’’ vĩ độ Bắc.
Phía bắc lưu vực sông Trà Khúc là sông Trà Bồng thuộc địa phận tỉnh Quảng
Nam. Phía Tây giáp địa phận tỉnh Kon Tum có dãy núi Ngọc Cơ Rinh cao 2050 m.

Phía Nam giáp lưu vực sông Côn thuộc địa phận tỉnh Bình Định. Phía Đông giáp biển.
Hồ chứa Nước Trong được xây dựng trên nhánh sông Nước Trong một phụ lưu
lớn, tản ngạn sông Trà Khúc có tọa độ 15 003’00’’ vĩ độ Bắc và 108025’ kinh độ Đông
Cụm công trình đầu mối Nước Trong thuộc địa phận xã Sơn Bao, huyện Sơn Hà, Tỉnh
Quảng Ngãi, cách thị trấn Sơn Hà khoảng 10 km về phía Tây - Tây Bắc và cách thị xã
Quảng Ngãi 50km về phía Tây.
Vùng lòng hồ gồm 2 xã Di Lăng và Sơn Bao, huyện Sơn Hà và 4 xã của huyện
Tây Trà: Trà Phong, Trà Xinh, Trà Trung, Trà Thọ. Hình dạng của vùng lòng hồ tạo
bởi nhánh chính của Nước Trong có hướng Tây Bắc và hai nhánh phụ là suối Nước
Biếc có hướng Đông Bắc và Nước Nia chảy theo hướng Đông Tây.
1.1.2. Đặc điểm địa hình lưu vực.
Địa hình lưu vực chủ yếu là loại địa hình miền núi thuộc sườn đông của dãy
Trường Sơn Nam và vùng đồng bằng do sông Trà Khúc tạo nên. Địa hình lưu vực sông
Trà Khúc nghiêng từ Tây, Tây nam sang Đông và Đông Bắc:
Toàn lưu vực có thể chia làm 2 loại chính:
- Địa hình vùng núi cao:
Là những vùng đất từ thượng nguồn về đập Thạch Nham, đất đai đa phần là đồi
núi, thuộc phía Tây của lưu vực đồng thời cũng là phía Tây của tỉnh Quảng Ngãi.

5


Vùng có độ cao trung bình 600-700m, thượng nguồn có các đỉnh núi cao 12001500m, thấp dần về phía hạ lưu, tiếp giáp với đồng bằng là các đỉnh núi thấp có độ cao
từ 200-250m như núi Vách Đá, núi Lin, núi Đá Lơ… Trong khu vực địa hình này diện
tích rừng còn quá nhiều, độ dốc lớn và địa hình chia cắt mạnh. Dạng địa hình này
thuộc các huyện Sơn Tây, Sơn Hà, Trà Bồng, Ba Tơ tỉnh Quảng Ngãi và huyện Kon
PLong của Kom Tum. Đất canh tác trong vùng chủ yếu tập trung ở thị trấn Sơn Hà và
ven hai bên bờ sông Trà Khúc, sông Đăk Đrinh, sông Re.
- Địa hình vùng đồng bằng.

Dạng địa hình vùng đồng bằng nằm phía đông khu vực nghiên cứu, chiếm
khoảng 30% diện tích tự nhiên toàn lưu vực. Đây là vùng đất tương đối phẳng, có độ
cao từ 2m-20m nằm trên địa bàn các huyện Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Bình
Sơn và Mộ Đức. Ở dạng địa hình này có diện tích canh tác và thích hợp cho việc trồng
lúa, hoa màu và cây công nghiệp ngắn ngày.
Một đặc điểm đáng lưu ý trong lưu vực dãy Trường Sơn nằm phía Tây lưu vực
đóng vai trò chính trong việc lệch pha mùa mưa so với cả nước. Các dãy núi đề nằm ở
phía Tây đã tạo thành hành lang chắn gió, tăng cường độ mưa trong mùa mưa và tăng
tính khắc nghiệt trong mùa khô.
Hồ chứa Nước Trong nằm phía Đông dãy núi Trường Sơn, khu vực hồ chứa có
địa hình chủ yếu là núi cao. Phía thượng lưu gồm có các sườn núi đá với nhiều ngọn
núi cao, độ cao trung bình lên tới 1000m. Trên độ cao này thảm phủ thực vật bề mặt
còn giữ được khá phong phú. Càng về phía hạ lưu địa hình thấp dần gồm nhiều loại
núi thấp có độ cao từ 300-1000m. Địa hình tăng cao từ Đông sang Tây nên thuận lợi
cho việc đón gió mùa Đông Bắc và dễ gây mưa. Các đặc trưng lưu vực hồ chứa tính
đến tuyến đập:
Bảng 1.1. Các đặc trưng lưu vực tính đến tuyến đập hồ chứa Nước Trong
Đặc trưng

Flv (km2 )

Ls(km)

Js()

Jlv()

Trị số

460

46,4

6.36

346

1.1.3. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi.
Mạng lưới sông suối ở tỉnh Quảng Ngãi vào loại tương đối phát triển. Từ Bắc
vào Nam có 4 sông chính là: Trà Bồng, Trà Khúc, sông Vệ và Trà Cầu. Ngoài 4 sông
chính trên còn có các sông nhỏ độc lâp trực tiếp đổ ra các đầm như Khê và một số đầm
6


không tên lân cận các vùng Bàn Thạch, Thạch An… Sông ở Quảng Ngãi đặc biệt là
sông Trà Khúc và sông Vệ không quá rộng nên rất hữu ích cho nông nghiệp.
Sông Trà Bồng.
Nằm ở phía Bắc tỉnh, bắt nguồn từ dãy núi phía Tây của huyện Trà Bồng, chảy
qua huyện Bình Sơn ra biển tại của Sa Cần. Chiều dài sông là 59km, diện tích lưu vực
697km2, độ cao trung bình lưu vực 196m độ dốc trung bình lưu vực là 10,5%, mật độ
lưới sông 0,43km/km2, hướng chảy cơ bản từ Tây sang Đông, đoạn cửa sông hướng rẽ
hướng Nam- Bắc. Phần lớn sông chảy qua vùng địa hình rừng núi có độ cao 2001.300m, phần còn lại chảy trong vùng đồng bằng xen đồi trọc và bãi cát. Sông Trà
Bồng có 5 nhánh cấp I. Ở vùng hạ lưu còn có các nhánh sông suối nhỏ chảy ngược,
hợp nước vào sông chính trước khi đổ ra biển.
Sông Vệ.
Sông Vệ bắt nguồn từ đỉnh cao 1070m của vùng núi Làng Rầm phía Tây huyện
Ba Tơ. Từ nguồn đến thị trấn Ba Tơ, sông chảy theo hướng Tây Nam-Đông Bắc, sau
đó chuyển sang hướng Nam Tây Nam - Bắc Đông Bắc để chạy ra cửa Lê - Cổ Lũy.
Sông chính dài 90km, diện tích lưu vực 1260km 2, độ cao trung bình lưu vực 170m, độ
dốc trung bình lưu vực 19,9 %, mật độ lưới sông 0,79Km/km 2. Sông Vệ có 5 nhánh

cấp I, có 2 nhánh cấp II, sông chảy ra cửa Lở.
Sông Trà Câu.
Sông Trà Câu bắt nguồn từ vùng núi Ngang, núi Đá Chát có độ cao 400m thuộc
huyện Ba Tơ. Đoạn thượng lưu có hướng Nam - Bắc, khi đến dãy núi Tam Cấp sông
chảy len giữa hai dãy núi cao 667m và dãy Tam Cấp cao 411m nên đổi hướng Đông ra
tới biển tại Hải Môn. Diện tích lưu vực là 442 km2, chiều dài sông 40km, sông chảy ra
biển Mỹ Á.
Sông Trà Khúc.
Sông Trà Khúc là một con sông lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi có diện tích lưu vực
khoảng 3.240km2, chiều dài 135km, mật độ lưới sông 0,39km/km 2. Sông có 9 nhánh
cấp I, 5 nhánh cấp II, 5 nhánh cấp III và 2 nhánh cấp IV.
 Ở thượng nguồn sông có 03 nguồn chính:

Nguồn thứ nhất: Từ vùng Giá Vụt phía Tây huyện Ba Tơ, chảy theo hướng
Nam - Bắc, đến địa hạt huyện Sơn Hà gọi là sông Rhe.
7


Nguồn thứ hai: Bắt nguồn từ vùng Đông Kon Tum và huyện Sơn Tây, với các
suối lớn, nhỏ hợp nước với nhau chảy theo hướng Tây - Đông xuống Sơn Hà, gọi là
sông Rinh (Đắk Rinh). Một nguồn nước rất quan trọng của sông Rinh là sông Tang.
Sông Tang bắt nguồn từ huyện Tây Trà, chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, hợp
nước với sông Rinh ở đoạn làng Lô, làng Mùng xã Sơn Bao phía Tây Bắc huyện Sơn
Hà. Trên sông Tang có công trình hồ chứa nước lớn là hồ Nước Trong.
Nguồn thứ ba: Bắt nguồn từ Tây Nam huyện Sơn Hà giáp với huyện Sơn Tây,
chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc, gọi là sông Xà Lò (Đắk Sêlô).
Ba sông chính từ các hướng khác nhau cùng hợp nước ở các xã Sơn Trung, Sơn
Hải, phía Đông Nam huyện lỵ Sơn Hà và đoạn sông này người ta thường gọi là sông
Hải Giá. Từ Hải Giá sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc đến Thạch Nham
(giáp với 03 huyện Sơn Hà, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa) thì thoát khỏi núi non, một đoạn nữa

đến thôn Hưng Nhượng xã Tịnh Đông về sau thì hướng chảy cơ bản là Tây- Đông, tuy
nhiên vẫn có nhiều đoạn sông quanh gấp khúc (do vậy được gọi là sông Trà Khúc). Ở
Thạch Nham, người ta đã xây dựng đập chắn ngang sông, để nước dâng lên, theo hai
kênh Chính Bắc- Chính Nam chảy tưới cho các đồng bằng Quảng Ngãi. Công trình đại
thủy nông Thạch Nham là một công trình thủy lợi kỳ vĩ.
1.1.4. Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng.
Trong lưu vực có nhiều loại đất khác nhau thích hợp cho nhiều loại cây trồng
sinh trưởng và phát triển. Phần trung du và thượng nguồn chủ yếu là đất đỏ vàng trên
đá biến chất, đá sét tầng dầy khoảng 30cm. Các thung lũng và đồng bằng được cấu tạo
bởi phù sa cổ, phù sa mới ngoài ra còn có loại đất xám và các chất bồi tích của sông,
tầng dày 0,7-1,2m. Ở vùng đồng bằng có các loại đất: cát, đất phù sa, đất xám và đất
đỏ vàng. Đất xám và đất xám bạc nằm ở vùng cao, đất đỏ vàng phân bố rộng rãi ở
niềm núi, thành phần cơ giới nhẹ thích hợp để trồng các loại cây công nghiệp. Đất đen,
phù sa, đất đỏ là các nhóm đất có chất lượng tốt cho sản xuất nông nghiệp.
1.1.5. Thảm phủ thực vật.
Thực vật khá phong phú, đa dạng và đặc trưng của kiểu rừng nhiệt đới, chủ yếu
rừng rậm nhiệt đới xanh. Rừng tự nhiên ở Quảng Ngãi còn rất ít, chủ yếu là rừng
trung, rừng nghèo, rừng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới. Diện tích rừng ngày càng bị
thu hẹp dần do sự khai thác bừa bãi, đốt phá rừng làm nương rẫy.
8


Sự suy thoái rừng trong những năm gần đây đã làm giảm đáng kể nguồn nước
trong mùa kiệt, làm gia tăng lũ lụt, hạn hán, ảnh hưởng đến khả năng điều tiết dòng
chảy. Đặc biệt là có những trận lũ ác liệt nghiêm trọng xảy ra trong vùng dưới dạng lũ
quét, lũ đặc biệt lớn như trận lũ lịch sử năm 1993, 1996, 1998, 1999 xảy ra trên các
lưu vực vùng ven biển miền Trung.
Sự phong phú về điều kiện tự nhiên và các yếu tố khí hậu đã tạo sự đa dạng các
loài thực vật với các đặc trưng riêng tùy theo mỗi vùng như: Kim Giao giả chỉ gặp ở
Sa Huỳnh, Dừa nước ở Bình Sơn, Sơn Tịnh, Gạo ở Sơn Tây, Lim Xanh, Dó, Gụ lau

đặc trưng cho khu hệ phía Nam.
1.1.6. Đặc điểm khí hậu.
Lưu vực sông Trà Khúc nằm trong vùng Trung Trung Bộ nên có đặc điểm
chung của khí hậu Trung Trung Bộ thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè
nóng và mưa nhiều với nền nhiệt độ cao ít biến động.
Đây cũng là loại hình đặc biệt của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Tuy nhiên do đặc
điểm riêng của địa hình lưu vực sông Trà Khúc, nên ở đây thể hiện những nét riêng
của đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa miền duyên hải sườn Đông dãy núi Trường
Sơn Nam khu vực Trưng Bộ: có nhiều mưa vào từ tháng IX đến tháng XII kết hợp với
địa hình dốc gây ra lũ lụt nghiêm trọng và ít mưa từ tháng I đến tháng VIII gây hạn
hán.
Do ảnh hưởng của dãy núi Trường Sơn đã tạo ra hiệu ứng fown đối với gió mùa
Tây Nam nóng và ẩm, bị tác động của dãy Trường Sơn đã tạo ra mưa sườn đón gió.
Khi đi qua phía Đông Trường Sơn, không kí trở nên khô nóng và gây ra thời tiết nắng
nóng kéo dài trong suốt tháng mùa khô tại các tỉnh ven biển miền Trung trong đó có
lưu vực sông Trà Khúc -Tỉnh Quảng Ngãi.
Dãy núi Trường Sơn có vai trò chính trong việc làm lệch pha mùa mưa của
Quảng Ngãi nói riêng và vùng duyên hải nói chung so với mùa mưa chung của cả
nước.
Vào cuối mùa hạ đầu mùa đông, gió mùa đông bắc đối lập với hướng núi, cùng
với nhiễu động nhiệt đới như bão, xoáy thấp, hội tụ nhiệt đới và đới gió đông tạo nên
mùa mưa và mùa lũ ở Quảng Ngãi và các tỉnh duyên hải Trung Bộ.

9


Cuối mùa hạ do hoạt động của nhiễu động nhiệt đới ở Nam Biển Đông. Khi gió
mùa đông bắc chuyển xuống phía nam trong thời kỳ này sẽ gây ra mưa to đến rất to
kéo dài trong nhiều ngày, làm xuất hiện các trận lũ lớn.
Giữa và cuối mùa đông, các nhiễu động nhiệt đới lùi xa về xích đạo hoặc chưa

di chuyển lên phía bắc, nên gió mùa đông bắc trong thời kỳ này chỉ gây ra mưa và mưa
rào nhỏ không gây ra lũ. Đây chính là mùa khô ở Quảng Ngãi.
Vào tháng IV, gió mùa đông bắc suy yếu dần, gió mùa tây nam và gió mùa đông
nam bắt đâù hoạt động trở lại. Bị ảnh hưởng của dãy núi Trường Sơn tạo ra hiệu ứng
fơn làm cho Quảng Ngãi chịu thời kỳ khô nóng và hạn hán. Nếu gió mùa đông nam và
các nhiễu động nhiệt đới hoạt động sớm, sẽ tạo ra một lượng mưa đáng kể trong các
tháng IV đến VIII.
1.1.7. Chế độ thủy văn
Sông Trà Khúc là sông lớn có lượng nước dồi dào nhất so với các sông sông khác
trong tỉnh. Sông bắt nguồn từ rừng núi Giá Vực( Tây Nam Quảng Ngãi), chay theo hướng
Nam - Bắc đến Tayon thì chuyển hướng Tây Bắc – Đông Nam đến Hưng Nhượng tỉnh Sơn
Tịnh. Từ Hưng Nhượng ra cửa Cổ Lũy sông chảy theo hướng Tây –Đông.
Sông Trà Khúc dài 135 km2, khoảng 2/3 chiều dài sông chảy qua vùng núi và
rừng rậm có độ cao 200-1000m, phần còn lại chảy qua vùng đồng bằng. Sông có hình
dạng cây, có 9 phụ lưu cấp I, 5 phụ lưu cấp II, 6 phụ lưu cấp III và 2 phụ lưu cấp IV.
Các nhánh lớn có thể kể đến như Dakrinh chảy từ vùng núi phía tây Quảng Ngãi có độ
cao trên 1100m, hợp với sông chính tại Tayon dài 19 km, nhánh Daksel chảy gần song
song với phần thượng lưu của sông chính, hợp lưu tại Tam Rao dài 63 km. Nhánh
Nước Trong chảy từ rừng núi Sơn Hà, hợp lưu tại Chúc Các dài 18 km2.
1.2. Tình hình quan trắc khí tượng thủy văn.
1.2.1. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn.
Lưu vực hồ chứa Nước Trong là phụ lưu nằm phía tản ngạn sông Trà Khúc, có diện
tích 460 km2. Trong lưu vực nghiên cứu không có trạm đo mưa và dòng chảy nhưng trong
lưu vực sông Trà Khúc có mạng lưới trạm khí tượng tương đối phong phú.
Bảng 1.2.Hệ thống mạng lưới các trạm khí tượng và trạm đo mưa.
Tên Trạm

Tọa độ

Thời kỳ quan trắc

Trạm khí tượng Quảng

15008'; 108047'

1906- 1994; 1958- nay

10


Ngãi
Trạm đo mưa Trà My

15021'; 108013'

1978- nay

Trạm đo mưa Trà Bồng

15015 ; 108032'

1977- nay

Trạm đo mưa Sơn Hà

15002' ; 108028'

1977- nay

Trạm đo mưa Giá Vực

14042'; 108034'

1978- nay

Trạm đo mưa Ba Tơ

14046 '; 108043'

1931- 1942; 1977- nay

Trạm đo mưa Mộ Đức

15002'; 108053'

1977- nay

Trạm đo mưa KonPlong

14040'; 108025'

Trạm đo mưa Sơn Giang

15002'; 108034'

1977- 2005

Trạm đo mưa Trà Khúc

15008'; 108048'

1981- 1992

Trạm đo mưa An Chỉ

14059'; 108049'

1977- 2002

Trạm đo mưa Đức Phổ

14048'; 108058'

1981- 2002

Trạm đo mưa Sa Huỳnh

14040'; 109004'

1981- 1992

1932-1941; 1978- 1985; 19872002

Qua tài liệu trên ta thấy phần lớn các trạm đo có tài liệu quan trắc từ năm 1977
đến nay, chỉ có trạm Quảng Ngãi là có tài liệu từ đầu thế kỷ 20 nhưng bị gián đoạn
những năm kháng chiến chống Pháp và chống Mỹ. Chất lượng tài liệu đo đạc tại các
trạm tốt, có thể dùng để tính toán thủy văn cho công trình.
1.2.2. Mạng lưới trạm thủy văn.
Lưu vực sông Trà Khúc có hai trạm thủy văn: Trạm thủy văn cấp I Sơn Giang
đo đầy đủ các yếu tố mực nước (H), lưu lượng (Q), lượng bùn (R), nhiệt đô nước (T).

Còn trạm Trà Khúc chỉ đo mực nước H.
Trạm thủy văn Sơn Giang khống chế diện tích lưu vực 2440 km 2 đo đạc các yếu
tố H, Q, bùn cát lơ lửng quan trắc từ năm 1977 đến nay, chuỗi năm đo đạc 26 năm.
Một số trạm thủy văn xung quanh lưu vực như An Chi có F= 814 km 2, An Hòa có F=
383 km2 quan trắc trên 20 năm tài liệu.

11


1.3. Tình hình phát triển dân sinh kinh tế-xã hội.
1.3.1. Dân cư, dân tộc.
Đến năm 2013 dân số trung bình của tỉnh Quảng Ngãi là 1.236.250 người. Toàn
tỉnh có khoảng 324.000 hộ gia đình, bình quân 3.75 nhân khẩu/hộ. Trong cơ cấu dân
số phân theo giới tính, nữ chiếm 50,7%, nam chiếm 49,3%, phân theo độ tuổi, từ 0-59
tuổi chiếm khoảng 88,51%, chỉ tiêu này cho thấy đây là cơ cấu dân số trẻ, riêng dân số
dưới 15 tuổi chiếm 25,55%, đây là lực lượng lao động dự trữ dồi dào của tỉnh.
Mật độ dân số phân bố thưa và không đều, mật độ dân số trung bình khoảng
250 người/km2, vùng đồng bằng tập trung khoảng 600 người/km 2, miền núi chỉ khoảng
60 người/km2. Tỷ lệ tăng dân số trong những năm gần đây giảm từ 1,6% năm 1988
xuống còn 1,4% năm 2001.
Dân tộc: Dân tộc kinh chiếm đại đa số, ngoài ra còn có một số dân tộc khác như
Xơ Đăng, Hre, Kro, KDong.
1.3.2. Kinh tế.
Quảng Ngãi là một tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm miền Trung. Khu
kinh tế Dung Quất đến thời điểm năm 2010 đã thu hút vốn đầu tư trên 10.6 tỷ đô la
Mỹ, với 112 dự án được cấp phép đầu tư, vốn đăng ký hơn 125.600 tỷ đồng. Nhà máy
lọc dầu Dung Quất đã vận hành và cho ra sản phẩm.
Trong giai đoạn 5 năm (2006-2010) mỗi năm tốc độ tăng trưởng công nghiệp
hơn 53%, công nghiệp chiếm tỷ trọng 55.3 % trong kinh tế tỉnh Quảng Ngãi. Năm
2009 thu ngân sách trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi đạt trên 4.258 tỷ đồng, là một trong

10 tỉnh, thành phố có số thu ngân sách cao của cả nước. Thu nhập bình quân đầu người
đạt gần 14 triệu đồng/người/năm.
1.4. Tình hình phát triển nguồn nước và vai trò hồ chứa Nước Trong.
Nước là loại tài nguyên quý giá và được coi là vĩnh cửu. Không có nước thì
không có sự sống trên hành tinh chúng ta. Nước là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt
động vè đan sinh kinh tế của con người. Nước được sử dụn rộng rãi trong sinh hoạt,
sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy điện, giao thông vận tải, chăn nuôi thủy hải
12


sản… Nguồn nước được coi là vĩnh cửu nhưng trữ lượng hàng năm không phải là vô
tận, có giới hạn nhất định nào đó. Vì vậy khi sử dụng nước phải có điều hòa, có sự ưu
tiên cho từng loại dùng nước ở các thời điểm nhất định.
Do điều kiện địa chất thổ nhưỡng, khí hậu mà nguồn nước của tỉnh Quảng Ngãi
có hạn, có hiện tượng suy giảm, lượng nước ngầm cũng ít đi.Tuy nhiên do nhu cầu
dùng nước của các ngành quá lớn công trình đập Thạch Nham cấp nước không được
đảm bảo. Hiện nay Quảng Ngãi cần được bổ sung them nguồn nước để phục vụ sinh
hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và nuôi trồng thủy sản…
Việc xây dựng công trình đa mục tiêu: hồ chứa nước đồng thời phục vụ chống
lũ, phát điện, cấp nước, nuôi cá, giao thông… là cần thiết
Hồ chứa Nước Trong, là một hồ chứa lớn, đa mục tiêu của Tỉnh Quảng Ngãi bổ sung
lượng nước đang thiếu cho các ngành như :
-

Bổ sung nguồn nước tưới cho vụ hè thu 52600 ha gồm 50000 ha khu tưới
Thạch Nham và 2600 ha huyện Sơn Hà.

-

Cấp nước công nghiệp khu Dung Quất và thành phố Vạn Tường và các ngành

công nghiệp khác.

-

Cấp nước sinh hoạt cho thành phố Quảng Ngãi và dân cư vùng khu tưới.

-

Cấp nước chăn nuôi.

-

Cấp nước nuôi trồng thủy sản.

-

Tận dụng nguồn thủy năng sẵn có để phát điện.

-

Kết hợp giảm nhẹ lũ, phòng lũ.

13


CHƯƠNG II
ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÙNG HỒ CHỨA
Trong niên luận có sử dụng tài liệu của một số trạm: trạm khí tượng tỉnh Quảng
Ngãi, trạm đo mưa Sơn Giang, Trà My, trạm đo lưu lượng An Chỉ, An Hòa, Sơn Giang
để phân tích tính toán thủy văn cho hồ chứa.

2.1. Đặc điểm khí tượng
Trạm khí tượng Quảng Ngãi có số liệu đo đạc dài năm nên được chọn để tính
toán các đặc trưng khí tượng.
Phân tích đặc điểm khí tượng vùng nghiên cứu được thực hiện trên một sô yếu
tố sau:
2.1.1. Đặc điểm mưa.
a. Chuẩn lượng mưa năm.
Chuẩn lượng mưa năm có thể coi là trị số trung bình số học của chuỗi số liệu
lượng mưa năm trong thời kỳ nhiều năm. Nó là thành phần quan trọng trong cân bằng
nước thẳng đứng, nó phản ánh khả năng cấp nước cho sông, từ chuẩn mưa năm ta xác
định được chuẩn dòng chảy năm.
Chuẩn lượng mưa năm khi có đủ tài liệu quan trắc được tính theo công thức:
X 0 = Xi
Trong đó
X0: Chuẩn mưa năm (mm)
Xi : Lượng mưa năm thứ i trong chuỗi tài liệu(mm)
 Nhận xét:
14


- Ở Quảng Ngãi có 2 trạm Quảng Ngãi và Ba Tơ được thành lập từ thời
Pháp.Trạm khí tượng Quảng Ngãi có tài liệu quan trắc dài, 86 năm (1906-1944; 19572005), những cũng bị gián đoạn qua hai thời kỳ chống Pháp và chống Mỹ. Trạm Ba
Tơ bắt đầu quan trắc vào 1931, sau đó cũng bị gián đoạn. Sau năm 1975, hai trạm khí
tượng Quảng Ngãi và Ba Tơ và các trạm đo mưa khác mới thành lập tiến hành quan
trắc liên tục. Chất lượng tài liệu đo đạc tương đối tốt, có thể tin cậy và sử dụng tài liệu
này để tính toán thủy văn công trình.
- Lượng mưa vùng này tương đối lớn, nhất là tại Trà My, một trạm đại diện cho
vùng miền núi phía Bắc lưu vực hồ chứa.
- Công trình hồ chứa Nước Trong nằm rìa phía Nam tâm mưa lớn Trà My, vùng
này có lượng mưa khá lớn.

Bảng 2.1. Các trạm khí tượng đo mưa trong vùng và chuẩn lượng mưa năm.

STT

Trạm

Số năm

Thời gian quan trắc

Xo (mm)

1

Quảng Ngãi

86

1906-1944; 1977-2005

2335,6

2

Trà My

28

1978-2005

4130,0

3

Sơn Giang

29

1977-2005

3498,4

b. Sự biến động lượng mưa năm.
Để nghiên cứu sự biến động lượng mưa năm giữa các năm trong vùng Quảng
Ngãi ta xét phân phối xác suất mưa năm và đường lũy tích sai chuẩn mưa năm.
- Phân phối xác suất mưa năm.
Trong thủy văn thường áp dụng mô hình phân phối xác suất Peason III. Để
nghiên cứu việc phân phối xác suất mưa năm cho vùng Quảng Ngãi, ta áp dụng mô
15


hình phân phối xác suất Peason III, từ đó xác định được các tham số thống kê của phân
phối xác suất:
Lượng mưa bình quân nhiều năm X0:
Xo =
Khoảng lệch quân phương σ (mm):
Ϭx

=

Hệ số biến động mưa năm Cv:
Cv =
Hệ số thiên lệch Cs:
Cs =
Trong đó:
Ki: Hệ só biến xuất mưa năm.
Ki=
Xi: Lượng mưa năm thứ i.
Sau khi xác định được các tham số thống kê, ta tiến hành xây dựng đường tần
suất lý luận phân bố mùa mưa theo phương pháp thích hợp.
Để vẽ đường tần suất kinh nghiệm ta tiến hành theo các bước sau:
- Sắp xếp chuỗi số liệu theo thứ tự giảm dần.
- Tiến hành tính tần suất kinh nghiệm theo công thức Kritki – Menkel:
P=
16


Trong đó:

n: số năm tài liệu tính toán.
m: số lần xuất hiện X>= Xi

- Xác định các tham số thống kế của đường tần suất lý luận.
- Vẽ đường tần suất lý luận theo dạng phân bố Pearson- III:
Vẽ đường tần suất lý luận nếu thấy phù hợp với băng điểm kinh nghiệm là
được. Nếu đường tần suất lý luận không phù hợp với băng điểm kinh nghiệm ta phải
hiệu chỉnh các giá trị Xo, Cv, Cs.
Bảng 2.2. Đặc trưng thống kế lượng mưa năm một số trạm.

Trạm

Xo

Cv

Cs

Ghi chú

Quảng Ngãi

2335.61

0.26

0.44

Hình 2.1

Sơn Giang

3498.43

0.27

0.79

Hình 2.2

Trà My

4129.96

0.24

1.38

Hình 2.3

 Nhận xét:

Qua kết quả ta thấy hệ số biến đổi C v mưa năm vùng này không lớn. Nhưng hệ
số Cs thay đổi khá lớn giữa các trạm: Trạm Quảng Ngãi Cs gần 2 lần C v, còn trạm Trà
My Cs gấp trên 5 lần Cv.
- Đường lũy tích sai chuẩn.
Để nghiên cứu sự biến động mưa năm, ngoài việc xét phân phối xác suất mưa năm
ta còn có thể phân tích khảo sát sự thay đổi lượng mưa năm theo thời gian.
Sự biến đổi mưa năm theo thời gian có tính chu kỳ nhất định, tính chu kỳ đó được
thể hiện qua các thời kỳ mưa nhiều, thời kỳ mưa ít khác nhau, sử dụng đường lũy tích sai
17


chuẩn để phân tích sự biến động mưa năm để nghiên cứu biến động mưa năm vùng
Quảng Ngãi.

Đường cong lũy tích sai chuẩn tính theo dạng.
~ ti
Trong đó:
Ki: hệ số moduyn năm thứ i.
Xi: lượng mưa năm thứ i (mm).

Xo: lượng mưa trung bình nhiều năm.
ti: thời gian, tính bằng năm.
Cv: hệ số biến động mưa năm.
Nhận xét:
- Trên đường lũy tích sai chuẩn mưa năm trạm Quảng Ngãi (hình 2.4);
Chuỗi số năm Xtb = 2335.61 mm;
Trong 86 năm quan trắc, tình hình pha ít mưa: từ năm 1926- 1961 và 1981- 1994;
Giai đoạn mưa nhiều: từ năm 1961 – 1981 và 1994 – 2000.
- Trên đường lũy tích sai chuẩn mưa năm trạm Sơn Giang (hình 2.5);
Chuỗi số 29 năm Xtb = 3498.43 mm;
Giai đoạn ít mưa: từ năm 1981- 1994;
Giai đoạn nhiều mưa: từ năm 1994 – 2000.
18


- Trên đường lũy tích sai chuẩn mưa năm trạm Trà My (hình 2.6);
Chuỗi số 28 năm Xtb = 4129.96 mm;
Giai đoạn ít mưa: từ năm 1981 – 1994;
Giai đoạn mưa nhiều: từ năm 1994 – 2000.
2.1.2. Phân bố mưa trong năm.
Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, phân bố mưa trong
năm chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.
- Mùa mưa từ tháng IX đến tháng XII
- Mùa khô từ tháng I đến tháng VIII
Lượng mưa tập trung vào mùa mưa chiếm 70% đến 75% lượng mưa cả năm.
Lượng mưa năm đã từng quan trắc được: Năm 1996 lượng mưa đo được tại trạm Trà
My là Xn=7277.8 mm; năm 1999 tại các trạm: Ba Tơ là Xn =6520.5 mm; trạm Sơn
Giang là Xn =5916.8 mm; Quảng Ngãi là Xn= 3947.6 mm,

Bảng 2.3. Lượng mưa trung bình nhiều năm (mm).

Tháng

I

Quảng

11

Ngãi

8

Sơn

10

Giang

3

II

III

IV

41. 38. 37.
2

8

3

V

95.4

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

115. 115. 127. 314. 654. 542. 246.
8

9

5

2

1

8

5

44. 54. 69. 211. 205. 157. 195. 307. 796. 921. 439.
0

4

4

2

6

2.1.3. Bốc thoát hơi nước.
19

6

6

6

0

0

6


Phân phối khả năng bốc hơi trong năm không đều, nhìn chung lượng bốc hơi
trong vùng không lớn so với các vùng khác trong cả nước. Bốc hơi phân bố trong năm
tuân theo quy luật là lớn vào mùa khô và nhỏ vào mùa mưa.
Bảng 2.4. Lượng bốc hơi bình quân nhiều năm.

Tháng

I

Z(mm) 53.4

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

56.8

82.0

89.5

103

99.5

110

100

72.8

61.5

51.4

49.4

Như vậy, lượng bốc hơi lớn vào các tháng V, VI, VII, VIII và bốc hơi ít vào các

tháng I, II, XII. Lượng bốc hơi lớn nhất vào tháng VII (trên 100mm/ tháng), nhỏ nhất
vào tháng XII, phù hợp với mùa mưa và mùa khô trên lưu vực.
2.1.4. Độ ẩm tương đối.
Độ ẩm tuyệt đối trung bình năm khoảng 27-28mb, cao nhất vào tháng VI và
thấp nhất vào tháng I. Độ ẩm tương đối trung bình trên lưu vực khoảng 84-85%. Độ
ẩm tương đối cao vào mùa đông và thấp vào mùa hạ. Trong thời kỳ mùa hạ tuy lượng
nước thực tế trong khí quyển lớn hơn nhưng còn khá xa với trạng thái bão hòa, nên
biến trình độ ẩm trong năm có xu hướng ngược lại với biến trình độ ẩm tuyệt đối.
Bảng 2.5. Đặc trưng độ ẩm tương bình quân trong năm.
Thán

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Ucp

89

88

86

84

82

80

80

81

86

88

89

89

Umin

67

65

60

58

56

57

54

56

61

66

70

81

g

Ghi chú:

- Độ ẩm tương đối trung bình Ucp.
- Độ ẩm tương đối nhỏ nhất Umin.
20


- Độ ẩm tương đối lớn nhất lấy Umax=100%.

2.1.5. Nắng.
Lưu vực sông Trà Khúc có số giờ nắng vào loại trên trung bình so với cả tỉnh và
cả nước. Số giờ nắng trung bình nhiều năm là 6.3 giờ/ngày, và khoảng 2200-2400 giờ
nắng trong năm. Nhìn chung, các tháng mùa mưa có số giờ nắng ít hơn so với các
tháng mùa khô. Tháng XII có số giờ nắng ít nhất (khoảng 2.3 đến 3.9 giờ/ngày), các
tháng III đến tháng VII có số giờ nắng khá lớn ( khoảng 7.5 đến 9.5 giờ /ngày).
Bảng 2.6. Phân phối số giờ nắng trung bình trong năm.

Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

4.0

5.5

7.0

7.9

8.8

8.2

8.4

7.5

6.7

5.2

3.7

3.3

125.

155.

216.

238.

273.

245.

2

3

7

3

6

4

Giờ

Nắng/ngày
Giờ
Nắng/ngày

260 233.9

200.
3

162.2

110.
4

101.4

2.1.6. Gió.
Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa, gồm hai mùa chính trong
năm đó là gió mùa đông và gió mùa hạ. Tùy theo điều kiện địa hình mà gió thịnh hành
trong các mùa có sự khác nhau giữa các nơi. Tuy vậy trong mùa đông, hướng gió
chính là Bắc, Tây Bắc và Đông Bắc, còn trong mùa hạ chủ yếu là gió Tây Nam và
Đông Nam.
Bảng 2.7. Phân bố vận tốc gió trung bình tháng trong năm.

21


Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

V(m3/s)

1.3

1.6

1.7

1.9

1.4

1.2

1.2

1.1

1.3

1.5

1.6

1.5

Như vậy, tốc độ gió trung bình trong lưu vực khoảng 1,5m/s đến 1,6 m/s. Tốc
độ gió lớn nhất quan trắc được có thể lên tới 40 m/s trong bão và 15-20 m/s trong gió
mùa Đông Bắc.
2.2. Đặc điểm thủy văn.
Dòng chảy vùng này khá phong phú, moduyn dòng chảy năm trung bình đạt
trên 80 l/skm2.
Dòng chảy sông ngòi vùng này chia thành hai mùa lũ và mùa cạn trong năm,
mùa lũ từ tháng IX đến tháng XII, mùa cạn từ tháng I đến tháng VIII. Sự phân bố dòng
chảy không đều, mùa kiệt lượng nước chiếm 20-25% lượng dòng chảy cả năm, nên
gây khó khăn trong sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt nhất là vụ hè thu. Mùa mưa
lượng mưa gây ra lũ lớn, cường độ mạnh thời gian tập trung nhanh. Đặc điểm thủy văn

vùng này được xét một vài nét chính sau:
2.2.1. Dòng chảy năm và sự biến động dòng chảy năm.
a. Dòng chảy năm.
Dòng chảy năm là trị số lượng nước chảy qua mặt cắt khống chế của lưu vực
tính trung bình trong một năm. Dòng chảy năm thường được biểu diễn dưới dạng lưu
lượng bình quân, ký iệu là Q và đơn vị là m 3/s. Đối với dòng chảy năm trị một đặc
trưng quan trọng nhất là trị số chuẩn dòng chảy năm Q0.
Chuẩn dòng chảy năm là trị số dòng chảy năm bình quân trong thời kỳ nhiều
năm tiến tới ổn định với các điều kiện địa lý cảnh quan không đổi.
b. Sự biến động dòng chảy năm.
22


Dòng chảy năm luôn biến đổi lien tục từ năm này qua năm khác, sự thay đổi
này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Khí tượng, đặc điểm địa hình, địa chất thổ nhưỡng, và
thảm phủ thực vật.
Nghiên cứu sự dao động dòng chảy năm theo hằng năm có thể theo các hướng
sau:
- Dùng đường lũy tích sai chuẩn.
- Phân bố xác suất dòng chảy năm.
- Một vài hệ số khác.
Sau đây là một số kết quả khảo sát dao động dòng chảy năm vùng sông
Quảng Ngãi:
- Phân bố xác suất dòng chảy năm.
Trong thủy văn thường áp dụng mô hình phân phối xác suất Pearson-III hoặc
Kritky-menken. Để nghiên cứu việc phân phối xác suất dòng chảy năm trong vùng
Quảng Ngãi, ta áp dụng mô hình phân phối xác suất Pearson-III. Nội dung chính là xác
định các tham số thống kê của phân phối xác suất.
Các tham số được xác định theo trình tự sau:
- Trị số bình quân Q0 (m3/s)

Q0 =.

23


Trong đó:
Q0, Qi : lưu lượng dòng chảy bình quân nhiều năm và năm thứ i.
n: số năm tài liệu.
- Khoảng lệch quân phương (m3/s):
Ϭx

= .

- Hệ số biến đổi dòng chảy năm Cv:
Cv =
- Hệ số thiên lệch dòng chảy năm Cs:
Cs =
Bảng 2.8. Các đặc trưng thống kế dòng chảy năm của các trạm.

STT

Trạm

F(km2)

Q0(m3/s)

Cv

Cs

Hình

1

An Chi

814

65.52

0.40

1.00

Hình 2.7

2

An Hòa

383

31.48

0.39

0.54

Hình 2.8

3

Sơn Giang

2440

198.59

0.33

1.00

Hình 2.9

Từ kết quả trên ta thấy sự biến động dòng chảy năm trong vùng này khá lớn, Cv
xấp xỉ 0,4 hệ số Cs gấp khoảng 3-4 lần Cv.
Đường lũy tích sai chuẩn dòng chảy năm.

24


Dòng chảy sông ngòi luôn thay đổi theo thời gian và đặc trưng biểu thị dòng
chảy cũng thay đổi theo thời gian. Một trong những đặc trưng của chế độ dòng chảy
sông ngòi là sự tồn tại tính chu kỳ mà điển hình là hình thành các pha dòng chảy. Do
đó cũng như lượng mưa, lượng dòng chảy biến đổi theo một quy luật nhất định trong
quá trình nhiều năm và có tính chu kỳ dòng chảy.
Để nghiên cứu sự biến động chu kỳ dòng chảy năm giữa các năm của các sông
trong vùng ta tiến hành xây dựng đường lũy tích sai chuẩn dòng chảy năm của các
trạm An Chỉ, An Hòa, Sơn Giang (hình 2.10, 2.11 và 2.12).

Nhận xét:
Từ các đường lũy tích sai chuẩn dòng chảy năm của các trạm:
Đối với trạm An Chỉ (hình 2.10) ta thấy:
Chuỗi số 25 năm Qtb = 65.52 m3/s;
Pha ít nước: 1981-1994;
Pha nhiều nước : 1994 đến 2000.
Đối với trạm An Hòa (hình 2.11) ta thấy:
Chuỗi sô liệu 25 năm Qtb = 31.84 m3/s;
Pha ít nước: 1981-1994;
Pha nhiều nước: 1994 – 2000.
Đối với trạm Sơn Giang (hình 2.12) ta thấy:
Chuỗi số 27 năm Qtb =198.59;
Pha ít nước: 1981- 1994;
Pha nhiều nước; 1994 -2000.
25